odczynnik Lucasa
„Odczynnik Lucasa” to roztwór bezwodnego chlorku cynku w stężonym kwasie solnym . Roztwór ten służy do klasyfikacji alkoholi o małej masie cząsteczkowej. Reakcja polega na podstawieniu , w którym chlorek zastępuje grupę hydroksylową . Pozytywny wynik testu jest wskazywany przez zmianę z klarownej i bezbarwnej na mętną, sygnalizującą tworzenie się chloroalkanu . Również najlepsze wyniki tego testu obserwuje się w alkoholach trzeciorzędowych, ponieważ najszybciej tworzą one odpowiednie halogenki alkilowe ze względu na wyższą stabilność pośredniego trzeciorzędowego karbokationu. Test został opisany w 1930 roku i stał się standardową metodą w jakościowej chemii organicznej. Od tego czasu test stał się nieco przestarzały dzięki dostępności różnych spektroskopowych i chromatograficznych metod analizy. Został nazwany na cześć Howarda Lucasa (1885–1963).
Próba Lucasa
Test Lucasa w alkoholach jest testem rozróżniającym alkohole pierwszorzędowe, drugorzędowe i trzeciorzędowe . Opiera się na różnicy w reaktywności trzech klas alkoholi z halogenowodorami poprzez reakcję S N 1 :
- tert-BuOH + HCl → tert-BuCl + H2O
Różna reaktywność odzwierciedla różną łatwość tworzenia odpowiednich karbokationów . Karbokationy trzeciorzędowe są znacznie bardziej stabilne niż karbokationy drugorzędowe, a karbokationy pierwszorzędowe są najmniej stabilne (z powodu hiperkoniugacji).
Odczynnikiem jest równomolowa mieszanina ZnCl2 i stężonego HCl . Alkohol jest protonowany, grupa H2O tworzy listki, tworząc karbokation, a nukleofil Cl- ( który jest obecny w nadmiarze) łatwo atakuje karbokation, tworząc chloroalkan. Alkohole trzeciorzędowe reagują natychmiast z odczynnikiem Lucasa, o czym świadczy zmętnienie ze względu na niską rozpuszczalność chlorku organicznego w mieszaninie wodnej. Alkohole drugorzędowe reagują w ciągu około pięciu minut (w zależności od ich rozpuszczalności). Alkohole pierwszorzędowe nie reagują znacząco z odczynnikiem Lucasa w temperaturze pokojowej. Dlatego czas potrzebny do pojawienia się zmętnienia jest miarą reaktywności klasy alkoholi, a ta różnica czasu służy do rozróżnienia trzech klas alkoholi:
- brak widocznej reakcji w temperaturze pokojowej i tworzenie się oleistej warstwy dopiero po podgrzaniu: pierwotne, takie jak 1-pentanol
- roztwór tworzy oleistą warstwę w ciągu 3–5 minut: drugorzędny, np. 2-pentanol
- roztwór natychmiast tworzy oleistą warstwę: trzeciorzędową, taką jak 2-metylo-2-butanol