La oxidación es la reacción

RESUMEN

En la experiencia realizada se llevó a cabo la identificación de algunas de las reacciones características que sufren de alcoholes y fenoles como oxidación y síntesis de alquenos mediante deshidrogenación, usando técnicas cualitativas, observando los cambios que se presentan o no al mezclar estos con cada una de las sustancias utilizadas para cada prueba. Además de determinar los resultados, estableciendo si resultaban positivas o negativas en cada caso.

PALABRAS CLAVES deshidratación de alcoholes, oxidación de alcoholes, Sustitución electrofílica aromática.

INTRODUCCIÓN

La deshidratación de alcoholes requiere un catalizador acido para protonar el grupo hidroxilo del alcohol y convertirlo en un buen grupo saliente. La pérdida de agua, seguida de la pérdida de un protón, da lugar al alqueno. Se establece un equilibrio entre los reactivos y los productos.

La deshidratación de alcoholes generalmente se produce por mecanismo E1. La protonación del grupo hidroxilo lo convierte en un buen grupo saliente. El agua se elimina, formando un carbocatión. La pérdida de un protón da lugar al alqueno. [1]

La deshidratación de los alcoholes de efectúa corrientemente mediante la utilización de ácidos fuertes (bien donadores de protones, H2SO4 o el H3PO4, o bien, ácidos de Lewis, como la alúmina). [2]

Como el paso limitante de la velocidad de la reacción es la formación de un carbocatión, la facilidad de la deshidratación sigue el mismo orden que la facilidad de formación de carbocationes: 3º > 2º >1º. Como en las otras reacciones de carbocationes, los reordenamientos son frecuentes. [3]

Si se pueden formar dos o más alquenos por la desprotonación de un carbocatión, generalmente predominara el alqueno más sustituido (regla de saytzeff).

La oxidación es la reacción más valiosa de los alcoholes para producir compuestos carbonilicos (lo opuesto a la reducción de compuestos carbonilicos para producir alcoholes). La oxidación de de un alcohol implica la pérdida de uno o más hidrógenos (hidrógenos α) del carbono que contiene el grupo –OH. El tipo de producto que se genera deprende del número de hidrógenos α que contiene el alcohol, es decir, si es primario, secundario o terciario. Un alcohol primario contiene dos hidrógenos α, de cómo que puede perder uno de ellos para dar aldehído.

La obtención de un aldehído suele ser difícil, ya que la mayoría de los agentes oxidantes que oxidan los alcoholes también oxidan los aldehídos. El ácido crómico normalmente oxida un alcohol hasta acido carboxílico.

Un alcohol secundario puede perder su único hidrógeno α para transformarse en una cetona.

Un alcohol terciario no tiene hidrógenos α, de modo que no es oxidado. (No obstante, un agente acido puede deshidratarlo a un alqueno y oxidar luego este).

La oxidación de un alcohol primario o secundario puede lograrse por cualquiera de un gran número de reactivos, incluyendo KMnO4, CrO3, y NaCr2O7. [4]

Los fenoles no experimentan oxidación en la misma forma que los alcoholes debido a que no tienen un átomo de hidrogeno en el carbono enlazado al hidroxilo; en cambio, la oxidación de un fenol produce ciclohexa-2,5-dierno-1,4-diona o quinona. [5]

La prueba de Bordwell-Wellman permite bajo ciertas condiciones de oxidación distinguir entre los alcoholes primarios y secundarios de los terciarios, ya que los primarios y los secundarios se oxidan con facilidad mientras que los terciario no se oxidan con facilidad. Uno de los oxidantes más usados para esta diferenciación es el reactivo del ácido crómico.

Los fenoles se pueden identificar con una prueba coloreada muy sencilla para fenoles. Una gota de una disolución diluida de FeCl3 añadida a unas gotas de un fenol en disolución produce una coloración intensa, generalmente azul, verde o purpura. Esta coloración se debe a la formación de un complejo de coordinación con el hierro. [6]

Bromo en agua: El grupo –OH de los fenoles es muy difícilmente sustituido, por el contrario este grupo ejerce una acción activadora sobre el anillo aromático. Esto facilita reacciones de sustitución electrofílica aromática. El efecto activante es muy fuerte de tal forma que en la mayoría de las veces se obtienen productos trisustituidos insolubles en agua.

RESULTADOS Y DISCUCIÓN

En la experiencia realizada en el laboratorio obtuvimos los siguientes resultados:

Tabla 1. Prueba de oxidación.

SUSTANCIA DE PRUEBA REACTIVOS OBSERVACIONES

n-butanol anhídrido crómico + ácido

sulfúrico Al agregar el anhídrido se color marrón, luego de color verde cuando se agregó el ácido sulfúrico.

2-butanol anhídrido crómico + ácido

sulfúrico La sustancia termino de color verde.

t-butanol anhídrido crómico + ácido

sulfúrico Se oxido a la segunda gota de ácido sulfúrico.

Fenol anhídrido crómico + ácido

sulfúrico No se oxido completamente, quedo sólido. 2 fases: verde y marrón.

Para la primera parte, correspondiente a la prueba de oxidación, al adicionar anhídrido crómico (CrO3) al tubo que contenía n-butanol, 2-butanol, t-butanol y fenol respectivamente, se tornaron de color marrón oscuro En nuestra experiencia trabajamos con el n-butanol, el cual es un alcohol primario lo observado fue que al agregar el ácido crómico la sustancia torno de color marrón, luego cuando se le agrego el ácido sulfúrico termino siendo verde. Al adicionar ácido sulfúrico (H2SO4) al n-butanol (que ya contenía anhídrido crómico) se obtuvo una solución de color verdoso. Al adicionar ácido sulfúrico al 2-butanol se obtuvo una solución color verde azulado. Al adicionar el ácido sulfúrico al t-butanol se obtuvo una solución de color verde pero a la segunda gota y se observó liberación de gas color amarillo y la solución seguía de un color marrón. Al adicionar ácido sulfúrico al fenol se notó una solución algo lechosa (ligero color blanco). Como observamos la prueba no da positiva la prueba el alcohol t-butílico, ya que al ser terciario no contiene

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