Biochimica e biologia molecolare - alcoli e fenoli

Alcoli - Nomenclatura

Se il gruppo alcolico è legato ad un anello, l'atomo di carbonio che lo porta sarà numerato con il numero 1.

CH3 43 1Br OH

3-bromo-4-metil ciclo esanolo

Alcoli - Nomenclatura

Nota: alcoli a catena corta hanno nomi derivati dall'alcano corrispondente.

HCH CH CH OH CH C CH3 2 2 3 3

n-propanol OH

isopropanol

CH3 t-butanol

CH C CH3 3OH

Alcoli - Tossicità

Il Metanolo è molto tossico.

15 ml comportano cecità.

30 ml sono in grado di uccidere.

L'Etanolo è meno tossico.

Tuttavia una dose di 600 ml è letale.

È interessante sapere che il trattamento dell'avvelenamento da metanolo consiste nel bere abbondante etanolo!

Alcoli - Sintesi

Sono usualmente ottenuti con reazioni di idrolisi.

Idrolisi degli alogenuri alchilici:

- -+C BrH O H O C Br

Reazioni di spostamento SN1 ed SN2.

La reazione SN1 dipende dalla velocità di dissociazione.

spontanea dall'alogenuro.

Alcoli - Sintesi

Idrolisi alkeni:

H H H SO₂ 4+C C H O CH CH OH₂ 3 2H H

(Questo è il metodo industriale adottato per la produzione di etanolo)

Alcoli - Sintesi

Possono ancora essere ottenuti per riduzione di carbonili.

L'alcol è prodotto dalla reazione con un forte agente riducente.

OCH C3 OH LiAlH₄ CH CH OH₃ 2

OCH C3 H

Alcoli - Sintesi

La riduzione di chetoni porta alla formazione di alcoli secondari:

O OH

LiAlH₄

CH C CH CH CH₃ 3 3

CH₃

Gli acidi carbossilici e le aldeidi danno alcoli primari.

Alcoli - Reazioni

Gli alcoli danno luogo a numerose reazioni: la deidratazione (perdita di acqua) è molto importante:

H SO₂ 4 +C C H O

C C 2

180°C

CH OH

Alcohols - Reactions

In laboratorio si usano temperature elevate (ben al di sopra della temperatura di ebollizione dell'acqua) e catalizzatori per ottenere la deidratazione di alcoli.

H SO₂ 4 +C C H O

C C 2

180°C

CH OH

Alcoli - Reazioni

Il nostro corpo deidrata gli alcoli nel

1. corso del ciclo di Krebs rifornendoci di energia.
2. OOC COOH COO C CEnzyme
3. OOC C C CH COO -2 H CH COO2H OH
4. Nota che solo l'isomero cis è formato.
5. Alcoli - Forze tra molecole
6. Gli alcoli hanno un gruppo -OH che controlla gran parte delle loro proprietà.
7. In cosa consiste l'interazione legante?
8. Alcoli - Forze tra molecole
9. Gli alcoli, come l'acqua, contengono un gruppo -OH in grado di instaurare un legame ad Idrogeno con altri gruppi polari.
10. Gli alcoli sono in buona compagnia.
11. Amine (R-NH2, R NH2)
12. Tioli (R-SH)
13. Anche questi possono instaurare legami ad idrogeno.
14. Alcoli - Forze tra molecole
15. Region of negative character.
16. R O H Region of positive character.
17. Polarised bond due to electronegativity differences.
18. Alcoli - Forze tra molecole
19. Il legame ad idrogeno richiede:
20. Una coppia solitaria di δ-elettroni
21. Un legame polarizzato
22. H
23. Alcoli - Forze tra molecole
24. O R
25. Quale

è la conseguenza Hdi un legamepolarizzato? La comparsa di R Ointerazioni dipolo-dipolo H HO RAlcoli – Forze tra molecoleO R etc.H HR O O RH H Nasce un reticolo cheO energiarichiederà perR Essere demolito.etc.Alcoli – Forze tra molecole Il legame ad idrogeno ha l’effetto maggioresulla quantità di energia necessaria a separarequeste molecole (influenza sulla temperaturadi ebollizione). Molecole con gruppi -OH, -NH o -SH hannotemperature di ebollizioine ben al di sopra diquelle di alcani di simile dimensione e pesomolecolare.Alcoli – Forze tra molecole80 Pentane60 ButanePropane40 PentaneEthane200 Butane Peso molec.-20 Temp. Eboll.-40 Propane-60-80 Ethane-100Alcoli – Forze tra molecole150 117100 97786550 36BP 0 030 32 44 46 58 60 72 74 Mol. Wt.-42-50 temp.eb.-88 (alcano)-100 temp. Eb. (alcol)Alcoli – Forze tra molecoleI ENTE R AZ I ONE NE R GIA(kcal/mol)Forze di dispersione 0.001 - 0.2di LondonAttrazione Dipolo - 0.1 -

1. DipoloLegame ad idrogeno 1.0 - 10.0
2. Legame covalente 50 - 100

Alcoli – Forze tra molecole

Gli alcani non sono solubili in acqua.

Tuttavia, un gruppo -OH conferisce una qualche solubilità perfino ad una catena di sei atomi di carbonio.

Alcoli – Forze tra molecole

La forma finale assunta da una macromolecola (proteine, acidi nucleici, ecc.) è governata da un insieme di interazioni a ponte di idrogeno:

• All’interno della stessa molecola
• Tra la molecola ed il solvente
• Tra molecole diverse

Proprietà acido-base.

Teoria di Brønstead - Lowry

Risonanza Stabilizzazione

Acido di Brønstead - Lowry

Un acido è una sostanza che è in grado di trasferire un protone ad una base generando nel fare ciò una base coniugata.

HA + B → A + BH

Base di Brønstead - Lowry

Una base è

Una sostanza in grado di accettare un protone da un acido dando luogo alla formazione dell'acido coniugato:
HA + B → A + BH

Base: sostanza che può comportarsi sia da acido che da base (es. H₂O).
H₂O + B → HO^- + BH₂

Forza di un acido (k_eq): la forza di un acido è descritta dal valore della costante di equilibrio (k_eq).
HA + H₂O → H₃O⁺ + A^-
k_eq = [H₃O⁺][A^-]/[HA][H₂O]

Forza degli acidi:
Acido pK coniugato
HCl → Cl^-
Acido cloridrico cloruro
HNO₃ → NO₃^-
Acido nitrico nitrato
HF → F^-
Acido fluoridrico fluoro