Metodica n° 8: Riconoscimento di alcoli

Richiami teorici

Alcoli primari, secondari e terziari

Gli alcoli sono composti che presentano gruppi ossidrilici legati ad atomi di carbonio saturi, con ibridazione sp3; sono molto diffusi in natura e hanno numerose ed importanti utilizzazioni farmaceutiche ed industriali. Per esempio l’etanolo viene impiegato come additivo ai carburanti, come solvente industriale e come ingrediente di molte bevande; il mentolo, un alcol isolato dall’olio di menta, viene impiegato come aromatizzante.

Gli alcoli vengono classificati in primari (1°), secondari (2°) e terziari (3°) a seconda del numero di atomi di carbonio legati all’atomo di carbonio che porta il gruppo ossidrile.

Nomenclatura degli alcoli

Gli alcoli semplici vengono denominati con il sistema IUPAC in relazione all’alcano progenitore secondo le seguenti regole:

  • Trovare la catena carboniosa più lunga contenente il gruppo ossidrilico e sostituire la -o finale con -olo;
  • numerare la catena a partire dall’atomo di carbonio che lega il gruppo ossidrile;
  • numerare inoltre tutti i sostituenti a seconda della loro posizione nella catena e scriverne il nome in ordine alfabetico.

Reazioni degli alcoli utilizzate nei saggi di Lucas e Ritter

Gli alcoli possono essere trasformati in alogenuri alchilici attraverso una reazione di sostituzione nucleofila. Ad esempio, per trattamento con HCl o HBr, gli alcoli terziari vengono rapidamente trasformati in alogenuri alchilici con un meccanismo di reazione carbocationico già a temperatura ambiente, mentre gli alcoli secondari reagiscono solo in seguito a riscaldamento e i primari non danno alcun tipo di prodotto: su questa reazione si basa il saggio di Lucas.

La reazione più importante degli alcoli è la loro ossidazione, che produce composti carbonilici. Gli alcoli primari danno come prodotti aldeidi o acidi carbossilici, gli alcoli secondari danno chetoni, mentre gli alcoli terziari non reagiscono con i comuni agenti ossidanti. Su questa reazione si basa il saggio di Ritter.

Saggio di Lucas

Il saggio di Lucas (reattivo costituito da acido cloridrico concentrato e cloruro di zinco anidro) serve a distinguere gli alcoli primari dai secondari e dai terziari in base alla diversa velocità di formazione dell’alogenuro alchilico.

  • Alcool terziario: la soluzione intorbidisce e si forma uno strato oleoso che subito viene a galla. Il composto formatosi è l’alogenuro alchilico.
  • Alcool secondario: la formazione dell’alogenuro alchilico avviene dopo circa 5
  • Alcool primario: non si verifica la stratificazione.

Il saggio è valido solo per gli alcoli che si sciolgono nel reattivo, cioè che hanno meno di 6 atomi di carbonio.

Le reazioni che avvengono sono le seguenti:

RCH2OH + H+ + Cl– —» RCH2Cl + H2O reazione lentissima (non reagisce)
R2CHOH + H+ + Cl– —» R2CHCl + H2O reazione graduale
R3COH + H+ + Cl– —» [R3COH2+] —» [R3C+ + Cl– ] —» R3CCl + H2O reazione veloce

Saggio di Ritter

Gli alcoli primari e secondari vengono ossidati dal permanganato di potassio rispettivamente ad acidi carbossilici e chetoni, mentre gli alcoli terziari non danno alcuna reazione. Nel saggio di Ritter il manganese viene ridotto dallo stato di ossidazione +7, in cui si presenta di colore rosso-viola, a stato di ossidazione +4, in cui si presenta di colore bruno insolubile.

Le reazioni coinvolte sono le seguenti:

RCH2OH + MnO4– —» RCOOH + MnO2
R2CHOH + MnO4– —» RCOR + MnO2
R3COH + MnO4– —» nessuna reazione e il colore della soluzione di permanganato non cambia.

Metodica di laboratorio

  • Scopo dell’esperienza: riconoscere alcoli primari, secondari e terziari.

  • Materiale occorrente:

    • provette e portaprovette
    • pipette
    • bagnomaria e piastra per riscaldamento
    • reattivo di Lucas (Cloruro di zinco – Acido cloridrico 37 %)
    • KMnO4 0,5 M
    • HCl 6 M

  • Liquidi da testare:

    • Alcoli: etanolo, 2-butanolo, tert-butanolo.

  • Valutazione dei rischi:

    • indossare camice, guanti e occhiali di protezione;
    • lavorare sempre sotto cappa;
    • la metodica prevede l’utilizzo di liquidi infiammabili: non usare fiamme libere.

  • Procedimento:

    Saggio di Lucas:

    Si pone in una provetta circa 1 mL di reattivo di Lucas e vi si addizionano, una alla volta, 4-5 gocce di alcol da esaminare.
    Con gli alcoli terziari si ha intorbidimento veloce della soluzione dovuto alla formazione dell’alogenuro alchilico immiscibile nella soluzione acquosa.
    Gli alcoli secondari reagiscono dopo due minuti a caldo e a bagnomaria. Gli alcoli primari non intorbidano la soluzione. L’intorbidimento è causato dalla diversa solubilità in acqua dell’alcool (solubile) e dell’alogenuro alchilico (meno solubile) prodotto della reazione.

    Saggio di Ritter:

    In una provetta mettere 1 mL di campione e 2 gocce di HCl 6 M, agitare e aggiungere una goccia di soluzione di KMnO4.
    La comparsa di una colorazione bruna dovuta alla formazione di diossido di manganese è indice della presenza di un alcol primario o secondario. Si deve far attenzione ad aggiungere una minima quantità di permanganato di potassio in quanto, se ne viene messo un eccesso, la colorazione rosso-viola persiste anche in presenza di un alcol primario o secondario dando un falso negativo.

  • Dati e tabelle:

Saggio di Lucas

Etanolo 2-butanolo Tert-butanolo
Risultato

 

Saggio di Ritter

Etanolo 2-butanolo Tert-butanolo
Risultato

  • Osservazioni: