UN alcool primario è quello in cui il gruppo idrossile è attaccato a un carbonio primario; cioè un carbonio legato in modo covalente a un altro carbonio e idrogeni. La sua formula generale è ROH, in particolare RCHDueOH, poiché esiste un solo gruppo alchilico R.
Il gruppo R della formula RCHDueOH può essere qualsiasi: una catena, un anello o eteroatomi. Quando si parla di catena, corta o lunga, si tratta degli alcoli primari più rappresentativi; tra loro ci sono il metanolo e l'etanolo, due dei più sintetizzati a livello industriale.
Fisicamente sono come gli altri alcoli e il loro punto di ebollizione o di fusione dipende dal grado di ramificazione; ma chimicamente sono i più reattivi. Inoltre, la sua acidità è superiore a quella degli alcoli secondari e terziari.
Gli alcoli primari subiscono reazioni di ossidazione, diventando un gran numero di composti organici: esteri ed eteri, aldeidi e acidi carbossilici. Allo stesso modo, possono subire reazioni di disidratazione, trasformandosi in alcheni o olefine.
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Gli alcoli primari derivati da alcani lineari sono i più rappresentativi. Tuttavia, in realtà qualsiasi struttura, lineare o ramificata, può essere classificata all'interno di questo tipo di alcoli purché il gruppo OH sia legato a un CHDue.
Quindi, strutturalmente hanno tutti in comune la presenza del gruppo -CHDueOH, chiamato metilolo. Una caratteristica e conseguenza di questo fatto è che il gruppo OH è meno ostacolato; cioè, può interagire con l'ambiente senza interferenze spaziali da altri atomi.
Allo stesso modo, un OH meno ostacolato significa che l'atomo di carbonio che lo trasporta, quello del CHDue, può subire reazioni di sostituzione attraverso un meccanismo SNDue (bimolecolare, senza formazione di carbocatione).
D'altra parte, un OH con maggiore libertà di interagire con il mezzo, viene tradotto come interazioni intermolecolari più forti (da legami idrogeno), che a loro volta aumentano i punti di fusione o di ebollizione.
Lo stesso accade con la sua solubilità in solventi polari, purché il gruppo R non sia molto idrofobo..
Gli alcoli primari sono tra tutti i più acidi. Affinché un alcol si comporti come un acido di Bronsted, devi donare uno ione H.+ al mezzo, per dire acqua, per diventare un anione alcossido:
ROH + HDueO <=> RO- + H3O+
La carica negativa di RO-, specificamente da RCHDueO-, è meno respinto dagli elettroni nei due legami C-H che dagli elettroni nel legame C-R.
Il gruppo alchilico esercita quindi la massima repulsione, destabilizzando RCHDueO-; ma non tanto rispetto a quello se ci fossero due o tre gruppi R, come accade con gli alcoli secondari e terziari, rispettivamente.
Un altro modo per spiegare la maggiore acidità di un alcol primario è attraverso la differenza di elettronegatività, creando il momento di dipolo: HDueCδ+-Oδ-H. L'ossigeno attrae la densità elettronica da entrambi i CHDue a partire da H; la carica parziale positiva del carbonio respinge un po 'quella dell'idrogeno.
Il gruppo R trasferisce parte della sua densità elettronica al CHDue, che aiuta a diminuire la sua carica parziale positiva e con essa la repulsione per la carica di idrogeno. Più gruppi R ci sono, minore è la repulsione, e quindi la tendenza di H a essere rilasciato come H+.
Gli alcoli primari sono considerati acidi più deboli dell'acqua, ad eccezione dell'alcol metilico, che è leggermente più forte. Il pKa dell'alcol metilico è 15,2; e il pKa dell'alcol etilico è 16,0. Nel frattempo, il pKa dell'acqua è 15,7.
Tuttavia, l'acqua, che è considerata un acido debole, come gli alcoli, può legarsi a H.+ per trasformarsi nello ione idronio, H3O+; cioè, si comporta come una base.
Allo stesso modo, gli alcoli primari possono assorbire idrogeno; soprattutto in alcune delle sue reazioni, per esempio, nella sua trasformazione in alcheni o olefine.
Gli alcoli reagiscono con gli alogenuri di idrogeno per produrre alogenuri alchilici. La reattività degli alcoli verso gli alogenuri di idrogeno diminuisce nel seguente ordine:
Alcool terziario> alcol secondario> alcol primario
ROH + HX => RX + HDueO
RX è un alogenuro alchilico primario (CH3Cl, CH3CHDueBr, ecc.).
Un altro modo per preparare gli alogenuri alchilici è la reazione del cloruro di tionile, un reagente sintetico, con un alcol primario che viene convertito in un cloruro di alchile. Cloruro di tionile (SOClDue) richiede la presenza di piridina per reagire.
CH3(CHDue)3CHDueOH + SOClDue => CH3(CHDue)3CHDueCl + SODue + HCl
Questa reazione corrisponde all'alogenazione di 1-pentanolo per diventare 1-cloropentano in presenza di piridina.
Gli alcoli possono essere ossidati ad aldeidi e acidi carbossilici, a seconda del reagente. Il piridinio clorocromato (PCC) ossida l'alcol primario in aldeide, utilizzando diclorometano (CHDueClDue):
CH3(CHDue)5CHDueOH => CH3(CHDue)5COH
Questa è l'ossidazione dell'1-eptanolo in 1-eptanale.
Nel frattempo, il permanganato di potassio (KMnO4) prima ossida l'alcol in aldeide, quindi ossida l'aldeide in acido carbossilico. Quando il permanganato di potassio viene utilizzato per ossidare gli alcoli, la rottura del legame tra i carboni 3 e 4 deve essere evitata..
CH3(CHDue)4CHDueOH => CH3(CHDue)4COOH
Questa è l'ossidazione di 1-esanolo in acido esanoico.
Con questo metodo è difficile ottenere un'aldeide, poiché è facilmente ossidabile ad un acido carbossilico. Una situazione simile si osserva quando l'acido cromico viene utilizzato per ossidare gli alcoli.
Gli alcoli primari possono essere convertiti in eteri se riscaldati in presenza di un catalizzatore, solitamente acido solforico:
2 RCHDueOH => RCHDueOCHDueR + HDueO
La condensazione di un alcool e di un acido carbossilico, l'esterificazione di Fisher, catalizzata da un acido, produce un estere e acqua:
R'OH + RCOOH <=> RCOOR '+ HDueO
Una reazione ben nota è quella dell'etanolo con acido acetico, per dare acetato di etile:
CH3CHDueOH + CH3COOH <=> CH3COOHCHDueCH3 + HDueO
L'alcol primario è il più suscettibile alle reazioni di esterificazione di Fischer.
Ad alte temperature e in mezzo acido, generalmente acido solforico, gli alcoli si disidratano formando alcheni con la perdita di una molecola d'acqua.
CH3CHDueOH => HDueC = CHDue + HDueO
Questa è la reazione di disidratazione dell'etanolo all'etilene. Una formula generale più adatta per questo tipo di reazione, in particolare per un alcol primario, sarebbe:
RCHDueOH => R = CHDue (che è anche uguale a RC = CHDue)
Le regole per nominare un alcol primario sono le stesse degli altri alcoli; con l'eccezione che a volte non è necessario elencare il carbonio contenente OH.
Nell'immagine in alto c'è una catena principale a sette atomi di carbonio. Al carbonio legato all'OH viene assegnato il numero 1, quindi inizia a essere contato da sinistra a destra. Il suo nome IUPAC è quindi: 3,3-dietilesptanolo.
Si noti che questo è un esempio di alcol primario altamente ramificato.
Infine, alcuni alcoli primari sono menzionati in base alla loro nomenclatura tradizionale e sistematica:
-Metile, CH3Oh
-Etile, CH3CHDueOh
-n-propile, CH3CHDueCHDueOh
-n-esile, CH3CHDueCHDueCHDueCHDueCHDueOh
Questi sono derivati di alcani lineari. Altri esempi sono:
-2-feniletanolo, C6H5CHDueCHDueOH (C6H5 = anello benzenico)
-2-propen-1-olo (alcool allilico), CHDue= CHCHDueOh
-1,2-etandiolo, CHDueOHCHDueOh
-2-cloroetanolo (etilenecloroidrina), ClCHDueCHDueOh
-2-buten-1-olo (alcool crotilico), CH3CH = CHCHDueOh
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