En química , un alcóxido es la base conjugada de un alcohol y, por tanto, consta de un grupo orgánico unido a un átomo de oxígeno cargado negativamente . Se escriben como RO − , donde R es el sustituyente organilo . Los alcóxidos son bases fuertes y, cuando R no es voluminoso , buenos nucleófilos y buenos ligandos . Los alcóxidos, aunque generalmente no son estables en disolventes próticos como el agua, se encuentran ampliamente como intermediarios en diversas reacciones, incluida la síntesis del éter Williamson . [1] [2] Los alcóxidos de metales de transición se utilizan ampliamente para recubrimientos y como catalizadores . [3] [4]
Los enolatos son alcóxidos insaturados derivados de la desprotonación de un enlace C-H adyacente a una cetona o aldehído . El centro nucleofílico de los alcóxidos simples se encuentra en el oxígeno, mientras que el sitio nucleofílico de los enolatos está deslocalizado en los sitios de carbono y oxígeno. Los yolatos también son alcóxidos insaturados derivados de alcoholes acetilénicos.
Los fenóxidos son parientes cercanos de los alcóxidos, en los que el grupo alquilo se reemplaza por un derivado del benceno . El fenol es más ácido que un alcohol típico; por tanto, los fenóxidos son correspondientemente menos básicos y menos nucleofílicos que los alcóxidos. Sin embargo, suelen ser más fáciles de manipular y producen derivados más cristalinos que los de los alcóxidos.
Los alcóxidos de metales alcalinos suelen ser compuestos oligoméricos o poliméricos, especialmente cuando el grupo R es pequeño (Me, Et). [3] [ página necesaria ] El anión alcóxido es un buen ligando puente , por lo que muchos alcóxidos presentan enlaces M 2 O o M 3 O. En solución, los derivados de metales alcalinos exhiben un fuerte apareamiento iónico, como se espera para el derivado de metales alcalinos de un anión fuertemente básico.
Los alcóxidos se pueden producir por varias rutas a partir de un alcohol . Los metales altamente reductores reaccionan directamente con los alcoholes para dar el correspondiente alcóxido metálico. El alcohol actúa como ácido y como subproducto se produce hidrógeno . Un caso clásico es el metóxido de sodio producido por la adición de sodio metálico al metanol :
Se pueden usar otros metales alcalinos en lugar de sodio y la mayoría de los alcoholes se pueden usar en lugar de metanol. Generalmente, el alcohol se usa en exceso y se deja usar como solvente en la reacción. Por tanto, se utiliza una solución alcohólica del alcóxido alcalino. Otra reacción similar ocurre cuando un alcohol reacciona con un hidruro metálico como NaH. El hidruro metálico elimina el átomo de hidrógeno del grupo hidroxilo y forma un ion alcóxido cargado negativamente.
El ion alcóxido y sus sales reaccionan con haluros de alquilo primarios en una reacción S N 2 para formar un éter mediante la síntesis de éter de Williamson. [ cita necesaria ]
Los alcóxidos de metales alifáticos se descomponen en agua como se resume en esta ecuación idealizada:
En el proceso de transesterificación , los alcóxidos metálicos reaccionan con los ésteres para provocar un intercambio de grupos alquilo entre el alcóxido metálico y el éster. Teniendo en cuenta el complejo de alcóxido metálico, el resultado es el mismo que en la alcohólisis, es decir, la sustitución de los ligandos de alcóxido, pero al mismo tiempo se modifican los grupos alquilo del éster, lo que también puede ser el objetivo principal de la reacción. Para este fin se suele utilizar, por ejemplo, metóxido de sodio, reacción que se utiliza en la producción de biodiesel .
Muchos compuestos de alcóxidos metálicos también presentan oxoligandos . Los oxoligandos suelen surgir mediante hidrólisis, a menudo accidentalmente, y mediante eliminación de éter:
Muchos alcóxidos metálicos se descomponen térmicamente en el rango ≈100–300 °C. Dependiendo de las condiciones del proceso, esta termólisis puede producir polvos de óxido o fases metálicas de tamaño nanométrico . Este enfoque es la base de los procesos de fabricación de materiales funcionales destinados a la industria aeronáutica, espacial, electrónica y química: óxidos individuales, sus soluciones sólidas, óxidos complejos, polvos de metales y aleaciones activas para la sinterización. También se ha examinado la descomposición de mezclas de derivados de alcóxidos mono y heterometálicos. Este método representa un enfoque prospectivo que posee la ventaja de la capacidad de obtener materiales funcionales con mayor fase y homogeneidad química y tamaño de grano controlable (incluida la preparación de materiales nanométricos) a temperaturas relativamente bajas (menos de 500-900 °C) en comparación con el técnicas convencionales. [ cita necesaria ]
El metóxido de sodio, también llamado metilato de sodio y metanolato de sodio, es un polvo blanco cuando está puro. [6] Se utiliza como iniciador de una polimerización por adición aniónica con óxido de etileno , formando un poliéter de alto peso molecular. [ cita requerida ] Tanto el metóxido de sodio como su contraparte preparado con potasio se usan frecuentemente como catalizadores para la producción de biodiesel a escala comercial . En este proceso, los aceites vegetales o las grasas animales, que químicamente son triglicéridos de ácidos grasos, se transesterifican con metanol para dar ésteres metílicos de ácidos grasos (FAME).
El metóxido de sodio se produce a escala industrial y está disponible en varias empresas químicas.
El metóxido de potasio se utiliza comúnmente como catalizador para la transesterificación en la producción de biodiesel . [ cita necesaria ]