Amine und ihre Derivate

11. Alkohole, Ether und Phenole

Dieses Kapitel beinhaltet folgende Schwerpunkte: 1 Struktur, Reaktionen und Herstellung von Alkoholen, Ethern und Phenolen und 2 Alkohole und Phenole als Säuren und Basen.

11.1. Nomenklatur

i Alkohole Alkohole sind hydroxylierte Alkane oder Cycloalkane und formal Monosubstitutionsprodukte von Wasser. Nach der IUPAC-Nomenklatur werden Alkohole als Alkanderivate behandelt. Dem Namen des Alkans wird die Endung -ol angehängt. Bei komplizierten verzweigten Systemen richtet sich der Name des Alkohols nach der längsten Kette, die den OH-Substituenten trägt: OH ein 1-Hexanol-Derivat 2-Methylhexan-1-ol 6 1 Um den Platz der funktionellen Gruppe im Molekül festzulegen, beginnt man mit der Zählung so, dass die OH-Gruppe eine möglichst niedrige Nummer erhält. Die Namen der Substituenten werden dem Alkanol vorangestellt: OH OH OH 2,2,5-trimethyl-3-hexanol 2,2,5-Trimethylhexan-3-ol Cyclohexanol 1-Butanol Butan-1-ol Wie Alkylsubstituenten und Halogenalkane teilt man Alkohole in primäre, sekundäre und tertiäre Alkohole ein: H 3 C OH R CH 2 OH R CH OH R R C OH R R Methanol 1 o Alkohol 2 o Alkohol 3 o Alkohol ii Ether Ether sind formal Disubstitutionsprodukte von Wasser. Die IUPAC-Nomenklatur behandelt sie als Alkan mit einem Alkoxy-Substituent, also als Alkoxyalkan. Der kleinere Substituent gilt als Teil der Alkoxygruppe, der grössere Substituent bildet den Stamm des Moleküls. Aromaten können auch Teil der Ether sein Alkylaryl-Ether, Diaryl-Ether : Me O Me Me O Me Me Me O Ethoxyethan Diethylether Butylphenylether 2-Methoxy-2-methylpropan t-Butylmethylether iii Phenole Verbindungen mit Hydroxygruppen am Benzolring bezeichnet man als Phenole. Bei der Benennung der substituierten Benzole haben die Carboxy- und die Carbonylgruppe eine höhere Priorität als die Hydroxygruppe: OH OH NO 2 NO 2 Phenol 2,4-Dinitrophenol OH Me Br 3-Brom-4-methylphenol

11.2. Physikalische Eigenschaften der Alkohole, Phenole und Ether

Die Struktur der Alkohole ist ähnlich der von Wasser. Unten werden die Strukturen von Wasser, Methanol und Dimethylether miteinander verglichen: H O H Me O H Me O Me 104.5° 109° 112° O-Atom: sp 3 0.96Å 1.43Å 0.96Å 1.41Å sp 3 sp 3 Die Elektronegativität des Sauerstoffatoms bewirkt eine ungleichmässige Ladungsverteilung im Molekül, sodass ein Dipolmoment ähnlich dem von Wasser entsteht: H O H R O H δ– δ+ δ+ δ– δ+ Alkohole haben im Vergleich zu Alkanen und Chloralkanen unterschiedliche physikalische Eigenschaften; besonders auffallend sind die höheren Siedepunkte. Siedepunkte verschiedener Alkane, Chloralkane und Alkohole Alkylgruppe, R Alkane, R-H Chloralkane, R-Cl Alkohole, R-OH CH 3 – CH 3 CH 2 – CH 3 CH 2 CH 2 – CH 3 2 CH– CH 3 CH 2 CH 2 CH 2 – CH 3 3 C– – 162 – 88.5 – 42 – 42 – 0.5 – 12 – 24 12.5 46.6 36.5 83.5 51 64.5 78.3 97 82.5 117 83 Auch Phenole und aromatische Kohlenwasserstoffe haben unterschiedliche Siedepunkte: z.B. Toluol Sdp. 110 o C, Phenol Sdp. 182 o C.