Gruppi funzionali - Eteri

Gli eteri

Gli eteri sono composti organici in cui un ossigeno è legato a due gruppi organici, che possono essere gruppi alchilici oppure gruppi arilici.
Formula generale: R – O – R’. (Non prenderemo in considerazione gruppi arilici legati all’ossigeno).
L’atomo di ossigeno, con i suoi elettroni non condivisi, legato a due atomi di C rappresenta il gruppo funzionale degli eteri.
Struttura
Gli eteri contengono un atomo di ossigeno ibridato sp3 con le due coppie di elettroni non condivisi che occupano due dei suoi orbitali ibridi.

Nomenclatura

Si usano due modi per denominarli.
Per gli eteri semplici, il nome deriva direttamente da quelli dei due gruppi alchilici legati all’atomo di ossigeno, in ordine alfabetico, ai quali si fa seguire la parola etere.
Per molecole più complesse, il gruppo alchilico più semplice e l’ossigeno al quale esso è legato sono denominati come gruppo alcossilico, -OR, e considerati come un sostituente della catena più complessa.
Gruppi alcossido:

Proprietà fisiche

Gli eteri sono composti incolori, dotati di odori caratteristici, piuttosto gradevoli. Hanno densità inferiore a quella dell’acqua. Hanno punti di ebollizione simili a quelli degli alcani con stessa massa atomica (in cui, cioè, un gruppo -CH2- si sostituisce con l’ossigeno etereo).
I legami C—O degli eteri mostrano una differenza di elettronegatività maggiore di quella che riguarda i legami C—C e C—H degli alcani e tra le
loro molecole sono presenti deboli legami dipolo-dipolo.
Gli eteri a basso peso molecolare, inoltre, sono relativamente solubili in acqua, perché formano legami a idrogeno con l’acqua.

Gli alcoli

Sono caratterizzati dalla presenza del gruppo funzionale: –OH detto gruppo ossidrilico (o ossidrile) legato ad un atomo di carbonio ibridato sp3.
Gli alcoli possono contenere uno o più gruppi –OH.
Iniziamo parlando degli alcoli che possiedono un solo ossidrile.
La formula generale di un alcol è R-OH. R simboleggia una catena alifatica, satura o insatura.
(Sono derivati degli idrocarburi per sostituzione di un idrogeno con un gruppo OH.)
N.B. Se il gruppo funzionale è legato ad un anello aromatico abbiamo i fenoli la cui formula generale: Ar-OH.
Struttura
Il gruppo funzionale è legato ad un atomo di carbonio ibridato sp3. Anche l’atomo di ossigeno è ibridato sp3.

Nomenclatura

Il nome IUPAC degli alcoli si ottiene dal nome degli alcani aventi lo stesso numero di atomi di carbonio, sostituendo alla –o finale la desinenza –olo.
Alcuni alcool sono noti con il nome tradizionale, costituito dal termine alcool seguito dal nome dell’alcano corrispondente unito al suffisso –ilico.
A partire dal terzo termine della serie si verifica l’isomeria di posizione, quindi è necessario indicare la posizione del gruppo funzionale.
Il nome IUPAC degli alcoli sostituiti si ottiene osservando le seguenti regole:
1. si individua la catena di carboni più lunga che contiene il gruppo –OH e si numera a partire dall’estremità più vicina ad esso.
2. E’ necessario indicare con un numero la localizzazione del gruppo –OH.
3. I sostituenti si numerano con le stesse regole e sono elencati in ordine alfabetico.

Classificazione degli alcoli

Gli alcoli sono suddivisi in primari, secondari e terziari a seconda che uno, due o tre gruppi organici (R) siano legati al carbonio che porta il gruppo OH.
L’alcol metilico a rigore, non rientra in nessuna classificazione, ma per convenzione viene considerato primario.

Proprietà fisiche

Il legame O-H è un legame covalente polare: l’ossigeno è più elettronegativo dell’idrogeno. Per cui sull’atomo di ossigeno vi è una parziale carica negativa, mentre sull’atomo di idrogeno vi è una parziale carica positiva.
Ciò fa sì che si formino dei legami idrogeno tra molecole di alcol, ma anche tra molecole di alcol e acqua.
I loro punti di fusione e di ebollizione sono notevolmente più elevati di quelli degli idrocarburi con peso molecolare simile. È infatti necessario fornire una quantità maggiore di calore per rompere i legami idrogeno, che sono i legami intermolecolari più forti.
Gli alcoli a basso peso molecolare sono
completamente miscibili con l’acqua; man mano
che aumenta la catena idrocarburica, la solubilità
degli alcoli in acqua diminuisce. Infatti l’allungamento della catena idrocarburica favorisce le interazioni di London, fra le catene delle varie molecole, a scapito dei legami idrogeno con l’acqua. Gli alcoli con più di 5 atomi di C sono poco solubili / insolubili in acqua.

I polialcoli

Sono alcoli che presentano più gruppi -OH legati alla stessa catena carboniosa.
Tutti i carboidrati hanno molti gruppi ossidrilici.
Nel sistema IUPAC, un composto con due gruppi –OH è chiamato diolo, uno con tre gruppi –OH triolo, etc. I composti contenenti gruppi ossidrilici su carboni adiacenti prendono il nome di glicoli: i più importanti sono l’1,2-etandiolo, noto anche come glicol etilenico, usato come liquido anticongelante nei radiatori delle automobili e l’1,2,3-propantriolo noto come glicerina o glicerolo.
Il glicerolo è un componente dei lipidi e dei fosfolipidi.
Per nitrazione del glicerolo si forma la nitroglicerina (trinitrato di glicerile) un potente esplosivo. Alfred Nobel, l’inventore della dinamite (1866), scoprì che la nitroglicerina poteva essere controllata facendola assorbire da un materiale inerte e poroso.

Proprietà chimiche

Gli alcoli sono acidi deboli, con acidità paragonabile a quella dell’acqua. L’H legato all’ossigeno, del gruppo –OH, può essere allontanato, a causa della forte elettronegatività dell’ossigeno rispetto a quella dell’idrogeno.
Due tra le più importanti reazioni degli alcoli sono:
 Disidratazione degli alcoli ad alcheni
In questa reazione l’alcol subisce una reazione di eliminazione perdendo una molecola di acqua (da due
atomi di carbonio adiacenti di cui uno porta il gruppo OH) per formare il corrispondente alchene. È la reazione inversa dell’idratazione degli alcheni.
 Ossidazione degli alcoli ad aldeidi, chetoni e acidi carbossilici
Se si tratta un alcol con un agente ossidante si ottengono composti detti carbonilici (aldeidi, chetoni e acidi carbossilici) nei quali l’atomo di carbonio a cui era legato il gruppo –OH risulta avere un n.o. maggiore (si ossida).