Overblog Suivre ce blog
Editer l'article Administration Créer mon blog
1 septembre 2016 4 01 /09 /septembre /2016 16:48

1. Introduction

 

Un alcool est un composé organique de type C,H,O qui possède un groupement hydroxyle ou -OH.

 

Formule générale : CnH2n+2O ou CnH2n+1-OH.

 

Nomenclature : elle s’établit comme suit :

position des ramifications-chaîne principale-position du groupement –OH-« ol ».

 

Exemples :

-pour un alcool linéaire :

CH3-CH2-CH2-CH2-OH : le butan-1-ol ou butanol,

CH3-CH(-OH)-CH3 : le propan-2-ol.

-pour un alcool ramifié :

CH3-CH(-CH3)-CH2-OH : le 2-méthylpropanol,

CH3-C(-OH)(-CH3)-CH3 : le 2-méthylpropan-2-ol.

 

Il y a de l’isomérie de position et de l’isomérie optique (il y a très fréquemment un carbone asymétrique, ce qui donne une molécule chirale et deux isomères optiques (ou énantiomères).

 

Il y a trois classes d’alcools :

 

-les alcools primaires, où le groupe –OH est porté par un carbone ayant deux atomes d’hydrogène,

 

-les alcools secondaires où le groupe –OH est porté par un carbone ayant un atome d’hydrogène,

 

-les alcools tertiaires où le groupe –OH est porté par un carbone n’ayant aucun atome d’hydrogène.

 

La molécule d’alcool a à peu près la même géométrie que l’eau, c’est-à-dire une molécule coudée avec un angle voisin de 109°. La liaison O-H est polarisée avec un d+ sur l ‘atome d’hydrogène et un d-sur l’atome d’oxygène, ce qui fait que l’atome hydrogène polarisé est attiré par l’atome d’oxygène polarisé d’une autre molécule ; c’est la liaison hydrogène.

 

2. Synthèse

 

a) À partir d’un halogénoalcane

 

Par hydrolyse en milieu basique :

 

CnH2n+1-X+ H2O ------> CnH2n+2O + HX.

 

b) À partir d’une cétone ou d’un aldéhyde

 

Par réduction avec du dihydrogène formé « in situ » soit avec du sodium dans de l’éthanol ou avec du zinc en milieu basique :

 

CnH2nO + H2 ------> CnH2n+2O

 

Par réduction aussi avec des ions hydrures H-apportés par du borohydrure de sodium NaBH4 :

 

4 CnH2nO + Na+ H4B-+ H3O+ + 2 H2O ------> 4 CnH2n+2O + B(OH)3 + Na+.

 

c) À partir d’un alcène

 

Par hydratation en milieu acide (ou par dihydroxylation avec de l’eau oxygénée H2O2 en présence d’oxyde d’osmium OsO4 pour obtenir un diol) :

 

CnH2n + H2O ------> CnH2n+2O.

 

d) À partir d’un organomagnésien

 

Par hydrolyse en présence d’un aldéhyde (sauf le méthanal) ou d’une cétone pour obtenir respectivement un alcool secondaire ou tertiaire (ou primaire, pour le méthanal) :

 

CnH2n+1-MgX + CnH2nO+ H2O ------> C2nH4n+2O + ½ Mg(OH)2 + ½ MgX2.

 

e) À partir d’un ester

 

Par hydrolyse en milieu basique :

 

C2nH4nO2 + H2O ------> CnH2n+2O + CnH2nO2.

 

ou par réduction en présence de tétrahydrure de lithium et d’aluminium LiAlH4.

 

3. Réactivité

 

  1. Caractère acide

 

En solution aqueuse, un alcool a un comportement en tant qu’acide très faible (pKa de 15 à 18, par comparaison avec l’acide éthanoïque de pKa égal à 4.8).

 

Obtention d’un ion alcoolate qui sera une base très forte :

 

CnH2n+2O + H2O ------> CnH2n+1O-+ H3O+.

 

Avec un métal :

 

CnH2n+2O + Na ------> CnH2n+1O-+ Na+ + ½ H2.

 

Les ions alcoolates permettent d’accéder aux éthers-oxydes, c’est la synthèse de Williamson selon une substitution nucléophile :

 

CnH2n+1O-+ Na+ + CnH2n+1-X ------> C2nH4n+2O + Na+ + X-.

 

A retenir : le test d’identification des alcools : avec le sodium, il y a un dégagement de dihydrogène, à condition d’utiliser un alcool « sec », c’est à dire traité avec du sulfate de calcium anhydre.

 

b) Estérification-hydrolyse

 

L’action d’un alcool et d’un acide organique en présence d’un catalyseur comme l’acide sulfurique et de chauffage donne un ester et de l’eau, c’est la réaction de Fischer.

 

CnH2n+2O + CnH2nO2 ------> C2nH4nO2 + H2O.

 

C’est une réaction lente, équilibrée et athermique. Cette réaction est équilibrée, elle est dite renversable, l’hydrolyse en est la réaction inverse.

 

Le mécanisme s’explique par le départ du groupement –OH de l’acide carboxylique et de l’atome d’hydrogène du groupement –OH de l’alcool.

 

Le rendement varie selon la classe de l’alcool utilisé : 67 % pour un alcool primaire, 60 % pour un alcool secondaire et 5 % pour un alcool tertiaire.

 

Pour améliorer ce rendement, un des réactifs peut être mis en excès ou alors un des produits éliminer au fur et à mesure de sa formation, par exemple par distillation.

 

Sinon dans la même finalité, l’acide carboxylique peut être remplacé par un chlorure d’acide ou un anhydride. Dans ces cas-là, la réaction est quasi totale.

 

c) Réactions de substitution

 

Action sur les acides minéraux ou le pentachlorure de phosphore

 

Elle permet d’accéder à un halogénoalcane par le départ du groupement hydroxyle:

 

CnH2n+2O + HX ------> CnH2n+1-X + H2O.

ou CnH2n+2O + PCl5 ------> CnH2n+1-X + HCl + POCl3.

 

Action sur l’ammoniac

 

Elle permet d’accéder à une amine, c’est la réaction de Sabatier :

 

CnH2n+2O + NH3 ------> CnH2n+3N + H2O.

 

d) Réactions d’élimination ou de substitution

 

Déshydratation intramoléculaire

Obtention d’un alcène par élimination, en tenant compte de la règle de Zaïtsev :

 

CnH2n+2O ------> CnH2n + H2O,

 

en présence d’alumine Al2O3 à 400° C ou acide sulfurique H2SO4 à 160° C.

 

Déshydratation intermoléculaire

 

Obtention d’un éther-oxyde par substitution électrophile de l’atome d’hydrogène d’une molécule d’alcool par le groupement alkyl provenant d’une autre molécule d’alcool:

 

2CnH2n+2O ------> C2nH4n+2O + H2O,

 

en présence d’alumine Al2O3 à 250° C ou acide sulfurique H2SO4 à 140° C.

 

e) Réactions d’oxydation

 

Oxydation ménagée

 

En présence d’agents oxydants comme le permanganate de potassium ou le dichromate de potassium et d’acide sulfurique (qui est ici un réactif). Le résultat dépend de la classe de l’alcool utilisé.

 

Si c’est un alcool primaire, il y a obtention d’un aldéhyde :

CnH2n+2O ------> CnH2nO,

puis obtention d’un acide organique :

CnH2nO ------> CnH2nO2.

Si c’est un alcool secondaire, obtention d’une cétone :

CnH2n+2O ------> CnH2nO.

 

Si c’est un alcool tertiaire, aucune réaction si ce n’est une dégradation de la chaîne carbonée.

 

Déshydrogénation

 

En présence de cuivre à 300° C, les résultats sont les mêmes qu’avec l’oxydation ménagée. 

Partager cet article

Repost 0
Published by jeanlouis.migot - dans classification
commenter cet article

commentaires

Présentation

  • : Chimie Organique de A à Z
  • Chimie Organique de A à Z
  • : Suite à la parution de mes trois livres sur: "Chimie Organique" répondre aux questions sur leurs contenus et détailler certains paragraphes...
  • Contact

Recherche

Liens