ÁCIDOS CARBOXÍLICOS
Grupo carboxilo: -COOH ó –C=O
OH
El termino proviene de la combinación carbopor carbonilo, y –xilo por hidróxilo.
Para nombrarlos se utiliza el sufijo –oico
Ejemplos:
El ácido succínico, denominado mediante la
nomenclatura (IUPAC: ácido butanodioico) es un ácido
dicarboxílico con la fórmula
HOOC–CH2–CH2–COOH
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En forma de anión succinato, interviene en el ciclo de
Krebs, reduciendo el coenzima FAD y permitiendo así la
consecución de energía por fosforilación oxidativa tras la
cesión de electrones a intermediarios de la cadena de
transporte de electrones, según la reacción siguiente:
Succinato + FAD  FUMARATO + FADH2
ÁCIDOS CARBOXÍLICOS
EJEMPLOS:
Àcido Oleico
Grasa monoinsaturada presente en los
aceites vegetales como el aceite de
oliva. Su consumo reduce el riesgo de
enfermedades cardiovasculares.
Aspirina
Ácido acetilsalicílico (Aspirina).
Antiinflamatorio no esteroideo de
la familia de los salicilatos, usado
frecuentemente como analgésico,
antipirético, antiagregante
plaquetario y antiinflamatorio
NOMENCLATURA DE ÁCIDOS CARBOXÍLICOS
¿Cómo se nombran los ácidos carboxílicos?
La IUPAC nombra los ácidos carboxílicos cambiando la terminación -o de los
alcanos por –oico y anteponiendo la palabra ácido. La numeración de la cadena
asigna el localizador 1 al ácido y busca la cadena de mayor longitud.
Grupo carboxílico unido a un ciclo
Los ácidos cíclicos se nombran terminando
el nombre del ciclo en -carboxílico precedido
de la palabra ácido.
Propiedades físicas
Presentan puntos de fusión y ebullición elevados. Debido a los puentes de
hidrógeno,. las moléculas se unen de dos en dos formando dímeros.
Métodos de síntesis
Los ácidos carboxílicos se obtienen por hidrólisis de nitrilos, reacción de
organometálicos con CO2 y oxidación de alcoholes primarios.
Reacción con alcoholes, aminas y PBr3.
Por reacción con alcoholes se transforman en ésteres, con aminas en amidas, el
PBr3 los transforma en haluros de alcanoilo. Todas las reacciones siguen el
mecanismo de adición - eliminación.
Reacción con reactivos organometálicos
Los organolíticos reaccionan con los ácidos carboxílicos formando cetonas. El
hidruro de aluminio y litio los reduce a alcoholes.
Reducción de ácidos carboxílicos
El hidruro de litio y aluminio reduce los ácidos carboxílicos a alcoholes. La
reacción transcurre en dos etapas:
- desprotonación del hidrógeno ácido.
- ataque nucleófilo del reductor al carbonilo.
Enolatos de ácido
De modo similar a los aldehídos y cetonas, los ácidos carboxílicos también
forman enolatos por pérdida de un hidrógeno α. Los enolatos de ácidos
carboxílicos son buenos nucleófilos y dan reacciones de alquilación, apertura de
epóxidos, ataque a carbonilos, etc.
Reacción de Hell-Volhard-Zelinski
La halogenación de su posición α se realiza con Br2/PBr3.
ÉSTERES
Provienen de la combinación de un ácido orgánico y un alcohol
EJEMPLOS:
Butanoato de metilo
( olor a manzana)
Polimetacrilato de metilo
El polimetacrilato de metilo es un plástico
duro, resistente y transparente. Se conoce
comercialmente como vidrio acrílico o
plexiglass.
Acetato de pentilo
(olor a pera)
Acetato de octilo
(olor a naranjas)
Nomenclatura de ésteres
¿Cómo se nombran los ésteres?
Se nombran como alcanoatos de alquilo (metanoato de metilo).
Éster como grupo funcional
Se termina el nombre del alcano en -ato de alquilo. Cuando va unido a un ciclo el
grupo éster se nombra como -carboxilato de alquilo.
Éster como sustituyente
Cuando en la molécula existe un ácido carboxílico, el éster pasa a ser un mero
sustituyente y se ordena por orden alfabético con el resto de sustituyentes de la
molécula denominándose alcoxicarbonil.................
Propiedades
Los ésteres dan sabor y olor a muchas frutas y son los constituyentes
mayoritarios de las ceras animales y vegetales.
Hidrólisis de ésteres
La hidrólisis de los ésteres está catalizada por ácidos o bases y conduce a
ácidos carboxílicos
Transesterificación
Los ésteres reaccionan con alcoholes con catálisis ácida o básica
obteniéndose un nuevo éster sin necesidad de pasar por el ácido carboxílico
libre. Esta reacción se denomina transesterificación.
Reacción con organometálicos
Los reactivos de Grignard transforman los ésteres en alcoholes. La reacción no se
puede parar y se produce la adición de dos equivalentes del organometálico.
Reducción a alcoholes y aldehídos
El hidruro de aluminio y litio los transforma en alcoholes y el DIBAL en aldehídos.
Condensación de Claisen
En medios básicos forman enolatos que condensan generando 3-cetoésteres.
Reacción denominada condensación de Claisen.
AMIDAS
Una amida es un compuesto orgánico cuyo grupo funcional es del tipo
RCONR'R‘’
siendo CO un carbonilo, N un átomo de nitrógeno, y R, R' y R'' radicales
orgánicos o átomos de hidrógeno:
Se puede considerar como un derivado de un ácido carboxilo por sustitución del
grupo —OH del ácido por un grupo —NH2, —NHR o —NRR' (llamado grupo
amino).
Formalmente también se pueden considerar derivados del amoníaco de una
amina primaria o de una amina secundaria por sustitución de un hidrógeno por
un radical ácido, dando lugar a una amida primaria, secundaria o terciaria,
respectivamente.
Concretamente se pueden sintetizar a partir de un ácido carboxílico y una amina:
AMIDAS
EJEMPLO:
H2N—O—NH2
Urea
Sacarina
La sacarina fue sintetizada en 1878, utilizándose
como edulcorante desde principios del presente
siglo. Es varios cientos de veces más dulce que la
sacarosa
POLIAMIDAS
Existen polímeros que contienen grupos amida. Algunos son sintéticas, como
el nailon , pero también se encuentran en la naturaleza, en las proteínas,
formadas a partir de los aminoácidos, por reacción de un grupo carboxilo de
un aminoácido con un grupo amino de otro. En las proteínas al grupo amida
se le llama enlace peptidico.
El nailon 6 es una poliamida debido a
los característicos grupos amida en la
cadena principal de su formulación. Por
ejemplo, el nailon 6 se obtiene por
polimerización de la ε-caprolactama.
ε-caprolactama
Nailon 6
Nomenclatura de amidas
¿Cómo se nombran las amidas?
Las amidas se nombran reemplazando el sufijo -o del alcano por –amida.
Grupo amida unido a ciclos
En compuestos cíclicos se nombra el ciclo y se termina con el sufijo
-carboxiamida.
Amidas como sustituyentes
Cuando no es grupo funcional se ordena alfabéticamente con el resto de
sustituyentes utilizando el prefijo carbamoíl.......
Reactividad
Son el derivado de ácido menos reactivo debido a la cesión del par solitario del
grupo amino.
Hidrólisis
Las amidas se hidrolizan a ácidos carboxílicos en medios ácidos o básicos y
con condiciones enérgicas.
Reducción a aminas y aldehídos
El hidruro de aluminio y litio las transforma en aminas y el DIBAL en aldehídos.
Formación de enolatos de amida y amidatos
En medios básicos forman amidatos por desprotonación del grupo -NH2 con
hidrógenos de pKa 15. La desprotonación del carbono α produce enolatos de
amida.
Degradacion de Hofmann de amidas
En presencia de una base las amidas primarias reaccionan con Br2
sustituyéndose el grupo carbonilo por un -NH2, reacción denominada
transposición de Hofmann.
AMINAS
Grupos amino: -NH2. Estos compuestos producen aminas. Provienen de la
sustitución parcial o total de los hidrógenos del amoniaco, NH3 .
EJEMPLOS:
Hexametilentetramina
Urotropina. Agente
antibacteriano
Anfetamina
Antidepresivo, estimulante.
Propilhexedrina
Bencedrex. Descongestivo nasal
Epinefrina
Estimulante adrenérgico
Aminas como sustituyentes
Cuando en la molécula existe un grupo funcional prioritario a la amina, esta se
convierte en un sustituyente que se nombra con el prefijo -amino. Son grupos
prioritarios al amino los ácidos carboxílicos, ésteres, amidas, nitrilos, aldehídos
y cetonas, alcoholes.
Clasificación de aminas
Las aminas proceden de sustituir hidrógenos del amoniaco por grupos
alquilo o arilo. Se pueden clasificar en aminas primarias si parte del
nitrógeno una cadena carbonada, secundarias si parten dos cadenas y
terciarias si parten tres.
Nomenclatura de aminas
¿Cómo se nombran las aminas?
Las aminas se nombran como derivados de los alcanos sustituyendo la
terminación -o por -amina. La posición del grupo funcional se indica mediante un
localizador que precede a la terminación -amina.
Nomenclatura de aminas secundarias
Las aminas secundarias o terciarias, se nombran tomando el sustituyente más
grande como cadena principal, todos los demás grupos se nombran utilizando
la letra N- seguida por el nombre del sustituyente.
Propiedades físicas de aminas
Son compuestos con geometría piramidal. Presentan quiralidad aunque se
encuentran en forma de racematos. Forman puentes de hidrógeno más débiles
que los alcoholes.
Acidez y basicidad de las aminas
Las aminas se comportan como bases a través del par libre del nitrógeno.
También se comportan como ácidos débiles pudiendo desprotonarlas mediante
el empleo de bases muy fuertes (organolíticos)
Obtención de aminas
Las aminas se obtienen por reducción de nitrilos y amidas con el hidruro de litio
y aluminio. La transposición de Hofmann convierte las amidas en aminas con un
carbono menos. La reducción de azidas permite obtener aminas con el mismo
número de carbonos que el haloalcano de partida. La síntesis de Gabriel
permite obtener aminas a partir del ácido ftálico.
Eliminación de Hofmann y Cope
Las aminas se pueden convertir en alquenos mediante las eliminaciones de
Hofmann y Cope.
Reacción de Mannich
La reacción de Mannich conduce a 3-aminocarbonilos a partir de aldehídos o
cetonas enolizables, metanal y aminas primarias o secundarias.
Reacción de aminas con ácido nitroso
Las reacciones de aminas con ácido nitroso conduce al catión diazonio, muy
reactivo. Esta reacción tiene gran interés con aminas aromáticas, ya que
permite introducir grupos muy variados sobre el benceno (reacciones de
Sandmeyer)45
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