Alcool (chimie) - Définition

Nomenclature

Lorsque l'alcool est la fonction principale, il suffit de remplacer le suffixe -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), il suffit de remplacer le suffixe -e par le suffixe -olate.(ne pas confondre avec le suffixe "-oate" caractéristique du carboxylate, base conjuguée de l'acide carboxylique.)

Exemples:

• éthan-1-ol:
• butan-2-ol:
• acide 3-hydroxy-propanoïque:

Réactions

Réaction de substitution nucléophile

Les alcools peuvent subir une substitution nucléophile dans laquelle le groupe hydroxyle est remplacé par un autre radical nucléophile.

Transformation en éther-oxyde

Synthèse de Williamson

Passage de l'alcool aux halogénoalcanes

A partir d'un hydracide

• Réaction:

la réaction avec un hydracide, chlorure, bromure ou iodure d'hydrogène pour former un halogénoalcane (halogénure d'alkyle ou encore dérivé halogéné) :

R-OH + HX → R-X + H₂O, X représentant l'halogène Cl, Br ou I (F n'est pas utilisé, la réaction est beaucoup trop lente).

Il s'agit de la réaction inverse de la réaction d'hydrolyse des dérivés halogénés.

• Propriétés:
  • Réaction lente.
  • Réaction 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.
  • stéréochimie : dépend de la classe de l'alcool (voir mécanismes)
  • En fonction de la classe de l'alcool, et de la nature de l'hydracide, la réaction est plus ou moins lente et plus ou moins limitée (cela est aussi dû aux mécanismes).

On peut donc effectuer un classement: R^IOH < R^IIOH < R^IIIOH ( "<" = "réagit moins vite et de façon plus limitée que") et HF<

• Mécanismes: Selon la classe de l'alcool, des mécanismes limites sont envisageables :
  • Un alcool primaire (donc peu encombré stériquement) réagira selon le un mécanisme de type S_N2. Toutes les propriétés sont donc celles d'une S_N2 (inversion de configuration relative, énantièrospécificité,...)
  • Un alcool tertiaire suit un mécanisme de type S_N1 : en effet, le carbocation tertiaire formé est relativement stable. Les propriétés sont donc celles d'une S_N1 (non stéréosélectivité, racémisation si le carbone porteur du groupe hydroxyle est asymétrique, ...)
  • Un alcool secondaire peut suivre un mécanisme de type S_N1, voire un mécanisme intermédiaire entre S_N1 et S_N2.

• Remarques:
  • Ces réactions passant par un intermédiaire carbocationique peuvent provoquer des réarrangements.
  • 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 (HOZnCl₂ est meilleur groupe partant que OH₂), facilitant ainsi l'addition de l'halogène.
  • Cette réaction peut être étendue à d'autres acides, comme l'acide phosphorique, sulfurique...
  • Cette réaction est très peu utilisée en synthèse car elle est trop lente. On utilise donc du chlorure de tosyle pour former un tosylate qui est un très bon groupe partant.

A 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 (COCl₂), le chlorure de thionyle (SOCl₂), l'oxychlorure de phosphore (POCl₃), et les chlorures de phosphore (PCl₃) et (PCl₅).
• Pour une bromation, (PBr₃) et le couple CBr₄ / triphénylephosphine.
• Les iodures sont généralement synthétisés par déplacement d'un chlorure par NaI dans l'acétone (NaI y est soluble, au contraire de NaCl, dont la précipitation est la force motrice de la réaction).

Réaction d'élimination (déshydratation)

Les alcools peuvent subir une réaction d'élimination à haute température en milieu acide et produire des alcènes :

CH₃-CH₂-OH → CH₂=CH₂ + H₂O

Cette réaction peut être inversée pour synthétiser des alcools à partir d'alcènes et d'eau, mais reste peu fiable car elle produit des mélanges d'alcools.

Estérification

En réagissant avec un acide carboxylique, l'alcool forme un ester.

Oxydation des alcools

Les alcools peuvent être oxydés en aldéhydes, cétones ou acides carboxyliques.

Réduction des alcools

Les alcools peuvent être réduits en alcanes à l'aide de tributylétain par une réaction radicalaire appelée réaction de Mac Murry.