الكحول العالي: هيكل ، خصائص ، تسميات ، أمثلة

والكحول العالي هو أحد المكونات التي ترتبط فيها مجموعة الهيدروكسيل ، أوهايو بالكربون العالي. لا تزال صيغته هي ROH ، مثل الكحوليات الأخرى ؛ ولكن يتم التعرف عليه بسهولة لأن OH قريبة من X في التركيب الجزيئي. أيضا ، سلسلة الكربون الخاصة به عادة ما تكون أقصر ، وكتلها الجزيئية أكبر.

بعد ذلك ، يميل الكحول العالي إلى أن يكون أثقل ، وأكثر تشعبًا ، كما أنه الأقل تفاعلًا فيما يتعلق بالأكسدة ؛ بمعنى أنه لا يمكن تحويله إلى حمض الكيتون أو الكربوكسيل كما يحدث مع الكحوليات الثانوية والأولية ، على التوالي.

تظهر الصيغة الهيكلية العامة للكحول العالي في الصورة العليا. ووفقًا لذلك ، يمكن كتابة صيغة جديدة من النوع R 3 COH ، حيث يمكن أن تكون R عبارة عن مجموعة ألكيل أو أريل ؛ مجموعة الميثيل ، CH 3 ، أو سلسلة الكربون قصيرة أو طويلة.

إذا كانت المجموعات الثلاث R مختلفة ، فإن الكربون المركزي للكحول العالي سيكون دواميًا ؛ وهذا هو ، والكحول يحمل النشاط البصري. ولهذا السبب ، فإن الكحوليات الثلاثية الحلزونية تهم صناعة الأدوية ، حيث يتم تصنيعها مع هياكل أكثر تعقيدًا من الكيتونات ذات النشاط البيولوجي.

هيكل الكحول العالي

النظر في هياكل الكحول العالي العالي لتعلم كيفية التعرف عليها بغض النظر عن ما هو المركب. كما يجب ربط الكربون المرتبط بـ OH بثلاثة كربونات أخرى. إذا لوحظ بالتفصيل ، فإن الكحوليات الثلاثة تمتثل لهذا.

يتكون أول كحول (على اليسار) من ثلاث مجموعات من CH 3 مرتبطة بالكربون المركزي ، تكون تركيبة (CH 3 ) 3 COH. تُعرف مجموعة الألكيل (CH 3 ) 3 C- باسم tertbutyl ، وهي موجودة في العديد من المشروبات الكحولية ويمكن التعرف عليها بسهولة من خلال شكل T (الشكل الأحمر في الصورة).

يحتوي الكحول الثاني (على اليمين) على مجموعات CH 3 و CH 3 CH 2 و CH 2 CH 2 CH 3 مرتبطة بالكربون المركزي. نظرًا لأن المجموعات الثلاث مختلفة ، فإن الكحول حلزونيًا ، وبالتالي يُظهر نشاطًا ضوئيًا. هنا لا نرى حرف T ، ولكن علامة X بالقرب من OH (الأحمر والأزرق).

وفي الكحول الثالث (واحد أدناه وبدون ألوان) ، يرتبط OH بأحد الكاربونين اللذين يربطان بسيكلوبينتان. لا يمثل هذا الكحول نشاطًا بصريًا لأن مجموعتين مرتبطتين بالكربون المركزي متطابقتان. مثل الكحول الثاني ، إذا نظرت بعناية ستجد أيضًا X (رباعي السطوح).

انحشار معقم

لدى الكحوليات الثلاثة العليا شيء مشترك أكثر من X: الكربون المركزي معوق بشكل كبير ؛ وهذا هو ، هناك العديد من الذرات المحيطة به في الفضاء. والنتيجة المباشرة لذلك هي أن النيوكليوفيلات ، المتعطشة للشحنات الإيجابية ، تواجه صعوبات في التعامل مع هذا الكربون.

ومن ناحية أخرى ، فإنهم ، بعد أن تم ربطهم بثلاثة كربونات مرتبطة بالكربون المركزي ، يتبرعون بجزء من كثافة الإلكترون التي تطرح الذرة من الأكسجين ، وتثبتها أكثر أمام هذه الهجمات النووية. ومع ذلك ، يمكن أن يخضع الكحول العالي للإحلال عن طريق تكوين الكربوهيدرات.

خصائص

جسدي

للكحول الثالث عموما هياكل متفرعة للغاية. والنتيجة الأولى لذلك هي أن مجموعة OH أعيقت ، وبالتالي ، فإن لحظتها ثنائية القطب تمارس تأثيرًا بسيطًا على الجزيئات المجاورة.

وهذا يؤدي إلى تفاعلات جزيئية أضعف مقارنة بالكحول الأولي والثانوي.

على سبيل المثال ، ضع في الاعتبار الأيزومرات الهيكلية للبوتانول:

CH 3 CH 2 CH 2 OH ( n- بيوتانول ، Peb = 117 درجة مئوية)

(CH 3 ) 2 CH 2 OH (كحول أيزوبوتيل ، peb = 107 درجة مئوية)

CH 3 CH 2 CH (OH) CH 3 (كحول secbutyl ، peb = 98 درجة مئوية)

(CH 3 ) 3 COH (كحول tertbutyl ، peb = 82ºC)

لاحظ كيف تنحدر نقاط الغليان مع زيادة تشعب الأيزومر.

في البداية ، ذُكر أنه في هياكل الكحولات الثالثة ، يتم ملاحظة X ، مما يشير في حد ذاته إلى تفرعات عالية. هذا هو السبب في أن هذه الكحوليات تميل إلى انخفاض درجة انصهار و / أو درجة الغليان.

تشبه إلى حد ما هو الحال مع اختلاطها بالماء. كلما زادت إعاقة OH الأقل اندماجا ، سيكون الكحول 3º مع الماء. ومع ذلك ، فإن هذا الاختلال يقلل من طول سلسلة الكربون. وبالتالي ، فإن كحول تيربوتيل قابل للذوبان ويمتزج بالماء أكثر من نانوتانول.

خميرة

تميل الكحوليات الثلاثية إلى أن تكون الأقل حموضة على الإطلاق. الأسباب عديدة وترتبط ببعضها البعض. باختصار ، ستشعر الشحنة السالبة لألكوكسيد مشتق ، RO- بتنافر قوي لمجموعات الألكيل الثلاثة المرتبطة بالكربون المركزي ، مما يؤدي إلى إضعاف الأنيون.

كلما زاد عدم استقرار الأنيون ، قلت حموضة الكحول.

التفاعلية

لا يمكن للكحول الثالث الخضوع للأكسدة إلى الكيتونات (R 2 C = O) أو للألدهيدات (RCHO) أو الأحماض الكربوكسيلية (RCOOH). من ناحية ، سيتعين عليها فقد واحد أو اثنين من الكربون (في شكل ثاني أكسيد الكربون) للأكسدة ، مما يقلل من تفاعلها مع الأكسدة ؛ ومن ناحية أخرى ، فإنه يفتقر إلى الهيدروجين الذي يمكن أن يخسره ليشكل رابطة أخرى مع الأكسجين.

ومع ذلك ، يمكن أن يخضعوا للإحلال والقضاء (تشكيل رابطة مزدوجة ، ألكين أو أوليفين).

تسمية

لا تختلف التسمية الخاصة بهذه المشروبات عن غيرها. هناك أسماء شائعة أو تقليدية ، وأسماء منهجية تحكمها IUPAC.

إذا كانت السلسلة الرئيسية وفروعها تتكون من مجموعة ألكيل معترف بها ، يتم استخدامها لاسمها التقليدي ؛ عندما يتعذر القيام بذلك ، يتم استخدام تسمية IUPAC.

على سبيل المثال ، خذ بعين الاعتبار الكحول العالي التالي:

البدء في سرد ​​الكربونات من اليمين إلى اليسار. في C-3 توجد مجموعتان من بدائل CH 3 ، وبالتالي فإن اسم هذا الكحول هو 3،3-dimethyl-1-بيوتانول (السلسلة الرئيسية بها أربعة كربونات).

أيضا ، السلسلة بأكملها وفروعها تتكون من مجموعة النيكل. لذلك ، قد يكون اسمه التقليدي كحول النيوإكسيل ، أو النيو هكسانول.

أمثلة

أخيرًا ، تم ذكر بعض الأمثلة على الكحول العالي:

-2-ميثيل-2-بروبانول

-3-ميثيل-3-hexanol

- الدراجة الهوائية [3،3،0] اوكتان 1 - ol

-2 ميثيل -2-بيوتانول: CH 3 CH 2 COH (CH 3 ) 2

يتم تمثيل صيغ أول ثلاثة كحول في الصورة الأولى.