« Alcool (chimie) » : différence entre les versions

la réaction est lente et réversible ;
elle est favorisée dans le sens direct si l'hydracide est concentré et en excès, dans l'autre sens en cas d'excès d'eau, et en milieu basique ;
sa stéréochimie dépend du mécanisme réactionnel et donc de la classe de l'alcool ;
elle est plus ou moins lente et plus ou moins limitée en fonction de :
- la classe de l'alcool : R^IOH < R^IIOH < R^IIIOH (« < » signifie « réagit moins vite et de façon plus limitée que »)
- la nature de l'hydracide : HF << HCl < HBr < HI (en pratique HF n'est pas utilisé, la réaction est beaucoup trop lente).

Mécanismes

Selon la classe de l'alcool, des mécanismes limites sont envisageables :

un alcool primaire (donc peu encombré stériquement) réagira selon un

Exemples

Les mono-alcools :
- le méthanol, CH₃(OH), dérivé du méthane ;
- l'éthanol, CH₃-CH₂(OH), dérivé de l'éthane ;
- les deux isomères du propanol, C₃H₈O, dérivé du propane ;
- les quatre isomères du butanol, C₄H₁₀O, dérivé du butane ;
- les huit isomères du pentanol, C₅H₁₂O, dérivé du pentane ;
- les dix-sept isomères de l'hexanol, C₆H₁₄O, dérivé de l'hexane ;
- les isomères de l'heptanol comme l'heptan-1-ol, C₇H₁₆O, dérivé de l'heptane ;
- les alcools gras ayant au moins 8 atomes de carbone ;
les diols :
- l'éthylène glycol (ou éthan-1,2-diol), CH₂(OH)-CH₂(OH) ;
les polyalcools :
- le glycérol (ou propan-1,2,3-triol), CH₂(OH)-CH(OH)-CH₂(OH) ;
les aminoalcools : composés organiques qui contiennent à la fois un groupe fonctionnel amine et un groupe fonctionnel alcool ;
les aldols : composés organiques qui contiennent un groupe aldéhyde et un groupe alcool ;
les cétols et les acyloïnes : composés organiques qui contiennent un groupe cétone et un groupe alcool.

Toxicité

L'éthanol est une substance psychotrope toxique voire mortelle en grande quantité, même en quantité modérée en cas de consommation régulière (voir alcoolisme).

Les autres alcools sont généralement beaucoup plus toxiques car :

leur élimination est plus longue ;
leur élimination conduit à des dégâts rénaux ;
leur élimination produit des substances toxiques (par exemple, le foie dégrade le méthanol en formaldéhyde qui provoque la cécité ou la mort).

Leur ingestion est considérée comme une urgence médicale.

Voir aussi

Sur les autres projets Wikimedia :

Alcool (chimie), sur Wikiversity

Articles connexes

Alcool et corps humain
- Boisson alcoolisée
- Alcoolisme
Chimie organique
- Alcane • Alcène • Ester
- Groupement hydroxyle • Nucléophile • Acide
- Oxydation d'un alcool
Test de Lucas
Thiol
Sélénol

Liens externes

Notices d'autorité :
- BnF (données)
- LCCN
- GND
- Japon
- Israël
- Tchéquie
Notices dans des dictionnaires ou encyclopédies généralistes :
Ressource relative à la santé :
- Medical Subject Headings

Portail de la chimie

@@ Ligne 1 : / Ligne 1 : @@
 {{Autre4|la famille chimique des alcools|les autres significations du mot|Alcool}}
-En [[chimie organique]], un '''alcool''' est un [[composé organique]] dont l'un des atomes de [[carbone]] (celui-ci étant [[Géométrie moléculaire tétraédrique|tétraédrique]]) est lié à un [[Groupe fonctionnel|groupe]] [[hydroxyle]] (-OH). L'[[éthanol]] entrant dans la composition des [[boisson alcoolisée|boissons alcoolisées]] est un cas particulier d'alcool. Le [[méthanol]] et l'éthanol sont toxiques et mortels à haute dose.
-== Nomenclature ==
-Lorsque l'alcool est la fonction principale, il suffit de remplacer la voyelle terminale « e » de l'[[alcane]] correspondant par le suffixe -''ol'' et d'indiquer le numéro de l'[[atome]] de carbone où le groupe hydroxyle est fixé, bien que, parfois, lorsqu'elle n'est pas nécessaire à la description, cette dernière information soit omise.
-Si elle n'est pas la fonction principale, il faut ajouter le préfixe ''hydroxy-'' précédé du numéro de l'atome de carbone où le groupe est fixé.
-Pour la [[base conjuguée]] de l'alcool, l'ion [[alcoolate]] (voir paragraphe [[#Acidité|acidité]]), il suffit de remplacer la voyelle terminale « e » par le suffixe ''-olate'' (ne pas confondre avec le suffixe ''-oate'' caractéristique du carboxylate, base conjuguée de l'[[acide carboxylique]]).
-Exemples :
-* éthanol :
-[[Image:Éthanol.GIF]]
-* butan-2-ol :
-[[Image:Butan-2-ol.GIF]]
-* acide 3-hydroxy-propanoïque :
-[[Image:Structural formula of 3-hydroxypropionic acid.svg]]
-== Classification ==
-De manière générique, un alcool contient donc la séquence
-:R - OH
-où R est un radical organique variable, souvent un [[alkyle]].
-Selon la nature du carbone portant le groupement alcool, on distingue :
-* les '''[[Alcool primaire|alcools primaires]]''', dont le carbone comportant le groupement hydroxyle est lié à au moins deux atomes d’[[hydrogène]] et '''un''' [[radical (chimie)|radical organique]] R : <br />[[Fichier:Alcool primaire.svg|130x130px]]
-* les '''[[Alcool secondaire|alcools secondaires]]''', dont le carbone comportant le groupement hydroxyle est lié à un atome d’hydrogène et '''deux''' radicaux organiques R et R' : <br /> [[Fichier:Alcool secondaire.svg|125x125px]]
-* les '''[[Alcool tertiaire|alcools tertiaires]]''', dont le carbone comportant le groupement hydroxyle est lié à '''trois''' radicaux organiques R, R′ et R″ : <br /> [[Fichier:Alcool tertiaire.svg|125x125px]]
-* les '''[[Phénol (groupe)|phénols]]''', sont parfois considérés comme des alcools particuliers dont le groupement hydroxyle est lié à un carbone d’un [[Benzène|cycle benzénique]]. Leur réactivité étant tellement différente de celle des autres alcools (ici le carbone portant le groupement -OH n'est pas [[Tétraèdre|tétraédrique]]), les phénols sont généralement classés en dehors de la famille des alcools.
-[[Image:Phenol.svg|Phenol.svg]]
-* Il existe aussi un groupe considéré parfois comme un cas particulier d’alcools appelés '''[[énol]]s'''. Il s’agit d’une molécule dans laquelle le groupement hydroxyle est attaché sur un carbone d'une double liaison C=C (ici encore le carbone portant le groupement -OH n'est pas tétraédrique). Il s’agit en fait d'une forme [[tautomère]] d’un [[aldéhyde]] ou d’une [[cétone]]. La forme majoritaire est généralement l'aldéhyde ou la cétone, et non l'énol, sauf cas particuliers où la forme énol est stabilisé par [[mésomérie]] comme les phénols.
-[[Image:Formule générale d'un énol.GIF]]
-== Production et synthèse ==
-Les alcools peuvent être [[Synthèse chimique|produits]] par [[fermentation alcoolique]], notamment le méthanol à partir du bois et l'éthanol à partir des fruits et des céréales. L'industrie n'y a recours que dans le cas de l'éthanol pour produire du combustible et des boissons. Dans les autres cas, les alcools sont synthétisés à partir des composés organiques tirés du [[gaz naturel]] ou du [[pétrole]] notamment par [[Réaction d'hydratation|hydratation]] des alcènes.
-== Utilisation ==
-Les alcools sont utilisés dans l'industrie chimique comme :
-* [[solvant]]s : l'éthanol, peu toxique, est utilisé dans les [[parfum]]s et les [[médicament]]s ;
-* [[combustible]]s : le méthanol et l'éthanol peuvent remplacer l'[[essence (hydrocarbure)|essence]] et le [[fioul]] car leur combustion ne produit pas de fumées toxiques ;
-* [[Réactif (chimie)|réactifs]] : les [[polyuréthane]]s, les [[ester]]s ou les [[alcène]]s peuvent être synthétisés à partir des alcools ;
-* [[antigel]]s : la basse température de solidification de certains alcools comme le [[méthanol]] et l'[[éthylène glycol]] en font de bons antigels.
-== Propriétés physico-chimiques ==
-=== Aspect ===
-Les alcools de faible [[masse moléculaire]] se présentent à température ambiante comme des liquides incolores ; les alcools plus lourds comme des solides blanchâtres.
-=== Polarité et présence de liaisons hydrogène ===
-Le groupe hydroxyle rend généralement la molécule d'alcool [[polarité (chimie)|polaire]]. Cela est dû à sa géométrie (coudée, de type [[théorie VSEPR|AX<sub>2</sub>E<sub>2</sub>]]), et aux [[électronégativité]]s respectives du carbone, de l'oxygène et de l'hydrogène (χ(O) > χ(C) > χ(H)). Ces groupes peuvent former des [[liaison hydrogène|liaisons hydrogène]] entre eux ou avec d'autres composés (ce qui explique leur solubilité dans l'eau et dans les autres alcools).
-=== Point d'ébullition ===
-Le [[point d'ébullition]] est élevé chez les alcools :
-* en raison du groupement hydroxyle qui permet les liaisons hydrogène ;
-* en raison de la chaîne carbonée qui subit des [[force de van der Waals|forces de van der Waals]].
-Aussi, le point d'ébullition des alcools est-il d'autant plus élevé que :
-* le nombre de fonctions alcools est grand : un diol a une température d'ébullition supérieure à celle de l'alcool simple équivalent, qui lui-même a une température d'ébullition supérieure à l'hydrocarbure correspondant. Par exemple, parmi les alcools dérivés de l'isopropane, le [[glycérol]] (propane-1,2,3-triol) bout à {{tmp|290|°C}}, le [[propylène glycol]] (propane-1,2-diol) à {{tmp|187|°C}}, le [[propan-1-ol]] à {{tmp|97|°C}}, et le [[propane]] à {{tmp|-42.1|°C}} ;
-* la chaîne carbonée est longue : parmi les alcools linéaires, le [[méthanol]] bout à {{tmp|65|°C}}, l'[[éthanol]] à {{tmp|78|°C}}, le [[propan-1-ol]] à {{tmp|97|°C}}, le [[butan-1-ol]] à {{tmp|118|°C}}, le [[pentan-1-ol]] à {{tmp|138|°C}} et l'[[hexan-1-ol]] à {{tmp|157|°C}} ;
-* la chaîne carbonée est linéaire, par maximisation de la surface de la molécule susceptible de subir les [[Force de van der Waals|forces de van der Waals]]. Par exemple, parmi les pentanols, le 2,2-diméthylpropan-1-ol à {{tmp|102|°C}}, le 2-méthylbutan-1-ol à {{tmp|131|°C}} et le pentan-1-ol bout à {{tmp|138|°C}}.
-=== Solubilité ===
-La [[solution aqueuse|solubilité dans l'eau]] des alcools dépend des deux mêmes facteurs que précédemment, mais qui sont ici antagonistes :
-* la chaîne carbonée, hydrophobe, tend à rendre la molécule non soluble ;
-* le groupement hydroxyle, hydrophile (grâce à ses liaisons hydrogène) tend à rendre la molécule soluble.
-Ainsi, les alcools sont d'autant plus solubles dans l'eau que :
-* la chaîne carbonée est courte : le méthanol, l'éthanol et le propan-1-ol sont solubles en toutes proportions dans l'eau, le [[butan-1-ol]] a une solubilité de {{unité|77|g||L|-1}} à {{tmp|20|°C}}, le [[pentan-1-ol]] de {{unité|22|g||L|-1}}, l'[[hexan-1-ol]] de {{unité|5.9|g||L|-1}}, l'[[heptan-1-ol]] de {{unité|2|g||L|-1}} et les alcools plus lourds sont pratiquement insolubles ;
-* le nombre de fonctions alcools est élevé. Par exemple, les butanediols sont solubles en toutes proportions tandis que le [[butan-1-ol]] a une solubilité de {{unité|77|g||L|-1}} ;
-* la chaîne carbonée est ramifiée : parmi les pentanols, le 2,2-diméthyl-propan-1-ol a une solubilité de {{unité|102|g||L|-1}}, le 2-méthyl-butan-1-ol de {{unité|100|g||L|-1}} et le pentan-1-ol de {{unité|22|g||L|-1}}.
-Les alcools de faible masse moléculaire sont généralement solubles dans les solvants organiques comme l'[[acétone]] ou l'[[éther-oxyde|éther]].
-== Réactivité ==
-=== Acidité ===
-==== Due à la liaison O-H ====
-La polarisation forte de la liaison O-H donne la possibilité d'une rupture ionique : les alcools constituent donc des [[acide]]s [[acide faible|faibles]], et même très faibles (pK<sub>a</sub> compris en général entre 16 et 18, 10 pour les phénols, dans l'eau) par libération d'un cation H{{exp|+}} du groupe hydroxyle. Ils sont donc bien plus faibles que l'eau (à l'exception du méthanol) et ne manifestent leur caractère acide que dans des solutions non aqueuses, en réagissant par exemple avec la [[base (chimie)|base]] {{formule chimique|Na||N||H|2}} dans une solution d'[[ammoniaque]]. On appelle la base conjuguée d'un alcool un '''[[alcoolate|ion alcoolate]]''' (ou '''alkoxyde''').
-==== Due aux doublets libres de l'oxygène ====
-L'un des doublets libres de l'oxygène est capable de capturer un proton : l'alcool est donc une [[Base (chimie)|base de Brönsted]], indifférente (pK<sub>A</sub>(ROH<sub>2</sub><sup>+</sup>/ROH) d'environ -2), son acide conjugué, l'ion alkyloxonium, étant un acide fort, ne pouvant être présent qu'en très petite quantité (sauf en présence d'une concentration importante en acide fort).
-Grâce à la réactivité de ces doublets, l'alcool est aussi une [[base de Lewis]].
-=== Nucléophilie ===
-Les alcools sont de très bons [[nucléophile]]s, propriété toujours due à la réactivité des doublets libres de l'oxygène, réaction de surcroît rapide.
-=== Nucléofugacité ===
-[[Fichier:Oxonium-ion-2D.png|vignette|Un ion '''oxonium''' (forme protonée) où R représente une [[chaîne carbonée]].]]
-* La liaison C-O étant polarisée, il y a possibilité de rupture ionique : R-OH → R{{exp|+}} + HO{{exp|−}}. Cette rupture reste pourtant très difficile, faisant du groupe [[hydroxyle]] un mauvais nucléofuge (groupe partant).
-* Cependant, sous sa forme protonée, l'ion alkyl[[oxonium]], la rupture est beaucoup plus facile.
-Cette propriété lui permet notamment, comme nous allons le voir par la suite, de participer à des réactions de substitutions nucléophiles et des réactions d'éliminations.
 == Réactions ==
@@ Ligne 119 : / Ligne 28 : @@
 ; Mécanismes
 Selon la classe de l'alcool, des mécanismes limites sont envisageables :
-* un alcool primaire (donc peu [[encombrement stérique|encombré stériquement]]) réagira selon un<!-- à reformuler ? --> mécanisme de type [[SN2|S<sub>N</sub>2]]. Toutes les propriétés sont donc celles d'une S<sub>N</sub>2 (inversion de configuration relative, [[énantièrospécificité]]…) ;
+* un alcool primaire (donc peu [[encombrement stérique|encombré stériquement]]) réagira selon un<!-- à reformuler ? -->
-* un alcool tertiaire suit un mécanisme de type [[SN1|S<sub>N</sub>1]] : en effet, le [[carbocation]] tertiaire formé est relativement stable. Les propriétés sont donc celles d'une S<sub>N</sub>1 (non stéréosélectivité, [[Racémique|racémisation]] si le carbone porteur du groupe hydroxyle est asymétrique…) ;
-* un alcool secondaire peut suivre un mécanisme de type S<sub>N</sub>1, voire un mécanisme intermédiaire entre S<sub>N</sub>1 et S<sub>N</sub>2.
-; Remarques
-* ces réactions passant par un intermédiaire carbocationique peuvent provoquer des réarrangements de la chaîne carbonée ;
-* ces réactions peuvent être catalysées par un acide de Lewis comme le chlorure de zinc. Il se forme alors un [[adduit]], qui débouche sur la formation d'un carbocation ({{formule chimique|H||O||Zn||Cl|2}} est meilleur groupe partant que {{formule chimique|O||H|2}}), facilitant ainsi l'addition de l'halogène ;
-* cette réaction peut être étendue à d'autres acides, tels l'acide phosphorique et l'acide sulfurique ;
-* cette réaction est très peu utilisée en synthèse car elle est trop lente. On utilise plutôt du [[chlorure de tosyle]] pour former un [[tosylate]] qui est un très bon groupe partant.
-===== À partir de dérivés d'acides inorganiques =====
-Différents composés peuvent être employés pour permettre une halogénation des alcools.
-* Pour la chloration, les réactifs les plus courants sont le phosgène ({{formule chimique|C||O||Cl|2}}), le [[chlorure de thionyle]] ({{formule chimique|S||O||Cl|2}}), l'oxychlorure de phosphore ({{formule chimique|P||O||Cl|3}}), et les chlorures de phosphore ({{formule chimique|P||Cl|3}}) et ({{formule chimique|P||Cl|5}}).
-* Pour une bromation, ({{formule chimique|P||Br|3}}) et le couple {{formule chimique|C||Br|4}} / triphénylephosphine.
-* Les iodures sont généralement synthétisés par déplacement d'un chlorure par {{formule chimique|Na||I}} dans l'acétone ({{formule chimique|Na||I}} y est soluble, au contraire de {{formule chimique|Na||Cl}}, dont la précipitation est la force motrice de la réaction).
-=== Réaction d'élimination (déshydratation) ===
-{{Article détaillé|Réaction d'élimination}}
-Les alcools peuvent subir une [[réaction d'élimination]] d'eau ([[réaction de déshydratation]]) à haute température en milieu acide et produire des alcènes :
-:{{formule chimique|C||H|3-|C||H|2-|O||H}} → {{formule chimique|C||H|2|{{=}}C||H|2}} + {{formule chimique|H|2|O}}.
-Cette réaction peut être inversée pour synthétiser des alcools à partir d'alcènes et d'eau ([[réaction d'hydratation]] des alcènes), mais reste peu fiable car elle produit des mélanges d'alcools.
-=== Estérification ===
-{{Article détaillé|Estérification}}
-En réagissant avec un [[acide carboxylique]], l'alcool forme un [[ester]].
-[[Image:Réaction acide et alcool.png|500px]]
-=== Oxydation ===
-Les alcools peuvent être oxydés en aldéhydes, cétones ou acides carboxyliques.
-{{Article détaillé|Oxydation d'un alcool}}
-=== Réduction ===
-Les alcools peuvent être réduits en alcanes à l'aide de [[tributylétain]] par une substitution radicalaire appelée réaction de Barton-McCombie.
 == Exemples ==