¿Qué es un alcohol terciario?
Un alcohol terciario es aquel en el cual el grupo hidroxilo, OH, se halla enlazado a un carbono terciario. Su fórmula continúa siendo ROH, al igual que otros alcoholes, pero se le reconoce fácilmente porque el OH está cercano a una X en la estructura molecular. Asimismo, su cadena carbonada suele ser más corta, y su masa molecular mayor.
Entonces, un alcohol terciario tiende a ser más pesado, es más ramificado, y, de todos, es el menos reactivo respecto a la oxidación, esto es, no puede transformarse en una cetona o ácido carboxílico como ocurre con los alcoholes secundarios y primarios, respectivamente.
En la imagen superior se muestra la fórmula estructural general para un alcohol terciario. De acuerdo a ella, se pudiera escribir una nueva fórmula del tipo R3COH, donde R puede ser un grupo alquilo o arilo, un grupo metilo, CH3, o una cadena carbonada corta o larga.
Si los tres grupos R son diferentes, el carbono central del alcohol terciario será quiral, es decir, el alcohol presentará actividad óptica. Por este hecho, los alcoholes terciarios quirales cobran interés dentro de la industria farmacéutica, pues a partir de cetonas con actividad biológica se sintetizan estos alcoholes con estructuras más complejas.
Estructura de un alcohol terciario
Considere las estructuras de los alcoholes terciarios superiores para aprender a reconocerlos sin importar cuál sea el compuesto. El carbono enlazado al OH debe también estar enlazado a otros tres carbonos. Si se observa detalladamente, los tres alcoholes cumplen con esto.
El primer alcohol (en la izquierda), consiste de tres grupos CH3 enlazados al carbono central, cuya fórmula vendría a ser (CH3)3COH. El grupo alquilo (CH3)3C- se conoce como tertbutilo, está presente en muchos alcoholes terciarios y puede reconocerse fácilmente por su forma de T (la T roja de la imagen).
El segundo alcohol (en la derecha), tiene enlazado al carbono central los grupos CH3, CH3CH2 y CH2CH2CH3. Como los tres grupos son diferentes, el alcohol es quiral y exhibe por ende actividad óptica. Aquí no se observa una T, sino una X cercana al OH (de color rojo y azul).
Y en el tercer alcohol (el de abajo y en negro), el OH está enlazado a uno de los dos carbonos que unen dos ciclopentanos. Este alcohol no presenta actividad óptica porque dos de los grupos enlazados al carbono central son idénticos. Al igual que el segundo alcohol, si se observa cuidadosamente se hallará también una X (más bien un tetraedro).
Impedimento estérico
Los tres alcoholes superiores tienen algo más en común que una X: el carbono central se encuentra impedido estéricamente. Esto es, hay muchos átomos rodeándole en el espacio. Una consecuencia inmediata es que los nucleófilos, ávidos por cargas positivas, tienen dificultades para aproximarse a este carbono.
Por otro lado, al haber tres carbonos enlazados al carbono central, le donan parte de la densidad electrónica que le sustrae el átomo electronegativo del oxígeno, estabilizándolo aún más frente a estos ataques nucleofílicos. No obstante, el alcohol terciario puede sufrir sustitución mediante la formación de un carbocatión.
Propiedades del alcohol terciario
Físicas
Los alcoholes terciarios presentan generalmente estructuras altamente ramificadas. Una primera consecuencia es que el grupo OH se encuentra impedido, y, por lo tanto, su momento dipolar ejerce un efecto menor sobre las moléculas vecinas.
Esto se traduce en interacciones moleculares más débiles en comparación a las de los alcoholes primarios y secundarios.
Por ejemplo, considérese los isómeros estructurales del butanol:
CH3CH2CH2OH (n-butanol, Peb = 117 °C)
(CH3)2CH2OH (alcohol isobutílico, peb = 107 °C)
CH3CH2CH(OH)CH3 (alcohol secbutílico, peb = 98 °C)
(CH3)3COH (alcohol terbutílico, peb = 82 °C)
Nótese cómo descienden los puntos de ebullición a medida que el isómero se torna más ramificado.
Al principio se mencionó que en las estructuras de los alcoholes terciarios se observa una X, la cual de por sí indica una alta ramificación. Por ello, estos alcoholes tienden a tener puntos de fusión y/o ebullición menores.
Ligeramente similar es el caso para su miscibilidad con el agua. Mientras más impedido esté el OH, menos miscible será el alcohol terciario con el agua. Sin embargo, dicha miscibilidad disminuye cuanto más larga sea la cadena carbonada. Siendo así, el alcohol terbutílico es más soluble y miscible con el agua que el n-butanol.
Acidez
Los alcoholes terciarios tienden a ser los menos ácidos de todos. Las razones son numerosas y se relacionan entre sí. En resumidas cuentas, la carga negativa de su alcóxido derivado, RO–, sentirá una fuerte repulsión por los tres grupos alquilos enlazados al carbono central, debilitando al anión.
Mientras más inestable sea el anión, menor será la acidez del alcohol.
Reactividad
Los alcoholes terciarios no pueden sufrir oxidaciones a cetonas (R2C=O) ni a aldehídos (RCHO) o ácidos carboxílicos (RCOOH). Por un lado, tendría que perder uno o dos carbonos (en forma de CO₂) para oxidarse, lo cual disminuye su reactividad frente a la oxidación, y por el otro, carece de hidrógeno que pueda perder para formar otro enlace con el oxígeno.
No obstante, sí pueden sufrir sustitución y eliminación (formación de un doble enlace, un alqueno u olefina).
Nomenclatura del alcohol terciario
La nomenclatura para estos alcoholes no es diferente a la de los demás. Existen nombres comunes o tradicionales, y los nombres sistemáticos regidos por la IUPAC.
Si la cadena principal y sus ramificaciones consisten de un grupo alquilo reconocido, este se utiliza para su nombre tradicional. Cuando no es posible hacerlo, se recurre a la nomenclatura IUPAC.
Por ejemplo, considere el siguiente alcohol terciario:
Se empieza a enumerar los carbonos de derecha a izquierda. En el C-3 hay dos grupos CH3 de sustituyentes, y, por tanto, el nombre de este alcohol es 3,3-dimetil-1-butanol (la cadena principal tiene cuatro carbonos).
Asimismo, toda la cadena y sus ramificaciones consisten del grupo neohexilo, por eso, su nombre tradicional puede ser alcohol neohexílico, o neohexanol.
Ejemplos de alcohol terciario
Se mencionan algunos ejemplos de alcoholes terciarios:
- 2-metil-2-propanol
- 3-metil-3-hexanol
- Biciclo [3,3,0] octan-1-ol
- 2-metil-2-butanol: CH3CH2COH(CH3)2
Referencias
- Carey F. Química Orgánica. (Sexta edición). Mc Graw Hill.
- Graham Solomons T.W., Craig B. Fryhle. Organic Chemistry. Amines (10th edition.). Wiley Plus.
- Gunawardena Gamini. Tertiary alcohol. Recuperado de chem.libretexts.org.
- Clark J. Introducing alcohols. Recuperado de chemguide.co.uk.
- Tema 3. Alcoholes. Recuperado de sinorg.uji.es.