Co to jest alkoholan?

Alkoholan jest organiczną grupą funkcyjną, która powstaje w wyniku deprotonowania grupy hydroksylowej alkoholu, pozostawiając tlen z ładunkiem ujemnym. Z punktu widzenia teorii kwasu/zasady Brønsteda i Lowry’ego alkoholan to nic innego jak sprzężona zasada alkoholu.

Strukturalnie alkoholany to grupy alkilowe przyłączone do ujemnie naładowanego tlenu (stąd końcówka –tlenek). Ujemny tlen łatwo wiąże się z kationami metali poprzez wiązanie bardziej kowalencyjne niż jonowe, tworząc w ten sposób obojętne związki metaloorganiczne, jednak zachowuje się w roztworach organicznych jako dobre źródło jonów alkoholanowych w podobny sposób jak sól organiczna.

Alkoholany mają ogromne znaczenie w chemii organicznej, ponieważ są stosowane na niezliczonych drogach syntezy, które wymagają mocnych zasad lub dobrych nukleofili, albo do przeprowadzania reakcji eliminacji (takich jak reakcje dehydrohalogenacji halogenków alkilowych), albo podstawienia nukleofilowego.

Tworzenie alkoholanów

Alkohole to bardzo słabe kwasy. W rzeczywistości są nawet słabszymi kwasami niż woda, więc nie można ich wytworzyć w reakcji z mocną zasadą w roztworze wodnym, ponieważ każda zasada, która rozpuszcza się w wodzie, natychmiast reaguje z nią przed alkoholem.

Istnieją trzy popularne sposoby syntezy alkoholanów:

Reakcja alkoholu z metalem alkalicznym

Najczęstszym sposobem otrzymywania alkoholanów jest reakcja alkoholu z metalem alkalicznym, takim jak lit, sód lub potas, w warunkach bezwodnych (całkowity brak wody). W reakcji powstaje alkoholan metalu i gazowy wodór:

Neutralizacja alkoholu mocną zasadą

Drugim sposobem otrzymywania alkoholanów, który jest znacznie tańszy niż pierwszy, jest reakcja alkoholu z mocną zasadą w warunkach bezwodnych za pomocą reakcji zobojętniania kwasowo-zasadowego.

metateza soli

Reakcje podwójnej wymiany lub metatezy można zastosować do zastąpienia sodu, litu lub potasu w łatwym do przygotowania alkoholanie innym interesującym metalem.

Właściwości alkoholanów

Niektóre z właściwości, które sprawiają, że alkoholany są bardzo często stosowane w syntezie organicznej to:

• To bardzo mocne bazy. To czyni je przydatnymi do przeprowadzania reakcji eliminacji na halogenkach alkilowych.
• Jeśli R jest małe, są dobrymi nukleofilami. Jest to bardzo przydatne w przypadku reakcji takich jak transestryfikacja.
• Są rozpuszczalne w wielu rozpuszczalnikach organicznych, w przeciwieństwie do mocnych zasad mineralnych, które są rozpuszczalne tylko w wodzie i wysoce polarnych rozpuszczalnikach organicznych.
• Są stałe w temperaturze pokojowej.

Przykłady powszechnych alkoholanów w syntezie organicznej

Jak wspomniano powyżej, alkoholany są szeroko stosowane w syntetycznej chemii organicznej. Oto lista niektórych z najczęściej używanych alkoholanów do tego celu.

Tertbutanolan sodu (C ₄ H ₉ ONa)

Pochodzący z tert-butanolu, ten objętościowy alkoholan jest idealnym wyborem, gdy chemicy organiczni potrzebują dobrej zasady, ale nie dobrego nukleofila. Jest często stosowany jako baza katalizatora w reakcjach dehydrohalogenacji pierwszorzędowych halogenków alkilowych.

Metanolan sodu lub metanolan sodu (CH ₃ ONa)

Jest to najmniejszy i najprostszy alkoholan ze wszystkich. W przeciwieństwie do tert-butanolanu, który jest bardzo masywny, co uniemożliwia mu działanie jako dobry nukleofil, metanolan sodu jest zarówno mocną zasadą, jak i dobrym nukleofilem.

etanolan sodu (C ₂ H ₅ ONa)

To z kolei także dobra zasada i dobry nukleofil. Stosowany jest w syntezie malonu oraz w reakcji kondensacji Claisena.

Bibliografia

https://www.quimica.es/enciclopedia/Alc%C3%B3xido.html