UNIVERSIDAD SAN IGNACIO DE LOYOLA Ácidos carboxílicos PROF: Dra. ROSA TORI LOZA vicsancu5@yahoo.es PROF: Mg. Ing. MARÍA E. TOLEDO PALOMINO estelar5@hotmail.com 1

INDICE COMPETENCIAS INTRODUCCIÓN IMPORTANCIA QUÉ SON LOS ÁCIDOS CARBOXÍLICOS? PROPIEDADES FÍSICAS PROPIEDADES QUÍMICAS CÓMO SE NOMBRAN LOS ÁCIDOS CARBOXÍLICOS? PRIORIDADES DE LOS GRUPOS FUNCIONALES SÍNTESIS DE LOS ACIDOS CARBOXÍLICOS REACCIONES QUÍMICAS BIBLIOGRAFÍA 2

COMPETENCIAS Conceptual: identifica los ácidos carboxílicos mediante las reacciones para su aplicación industrial. . Procedimental: reconoce los ácidos carboxílicos a través de sus propiedades químicas. Actitudinal: Participa activamente con responsabilidad y actitud crítica. 3

INTRODUCCIÓN Los grupos carboxilos son ácidos débiles → disocian parcialmente para liberar iones de hidrógeno. El grupo carboxilo (simbolizado como COOH) tiene grupos carbonilo y carboxilo en el mismo átomo de carbono, dando como resultado nuevas propiedades. • Los grupos carboxilo son comunes en muchas moléculas biológicas, incluyendo aminoácidos y los ácidos grasos. 4

IMPORTANCIA ÁCIDO FÓRMICO ÁCIDO CÍTRICO ÁCIDO SALISÍLICO ÁCIDO ACÉTICO Mg.Ing.Encarnación V. Sánchez Curi 5

QUÉ SON LOS ACIDOS CARBOXÍLICOS? Derivados carbonados que contienen grupo carboxilo 𝐺𝐺𝐺𝐺𝐺𝐺𝐺𝐺𝐺𝐺 −𝑂𝑂𝑂𝑂 → 𝐺𝐺𝑢𝑢𝑢𝑢𝑢𝑢𝐺𝐺𝑢𝑢𝑢𝑢𝐺𝐺𝑢𝑢𝑢𝑢𝑢𝑢𝑢𝑢𝑢𝑢𝑢𝑢𝑢𝑢𝑢𝑢𝑢𝑢 𝑢𝑢𝑎𝑎 𝑔𝑔𝐺𝐺𝐺𝐺𝐺𝐺𝐺𝐺 −𝐶𝐶 = 𝑂𝑂 − Perdida de protón (𝑂𝑂)+ 𝐺𝐺 𝐺𝐺𝑢𝑢𝑢𝑢𝑢𝑢𝐺𝐺𝑎𝑎𝑢𝑢𝑟𝑟𝐺𝐺 𝑢𝑢𝑢𝑢𝑎𝑎 𝑔𝑔𝐺𝐺𝐺𝐺𝐺𝐺𝐺𝐺 − 𝑂𝑂𝑂𝑂 𝐺𝐺𝐺𝐺𝐺𝐺 𝐺𝐺𝑢𝑢𝐺𝐺𝐺𝐺 𝑔𝑔𝐺𝐺𝐺𝐺𝐺𝐺𝐺𝐺. Grupo carbonilo e hidroxilo forman puente de hidrógeno. El anión carboxilato posee híbridos de resonancia 6

ACIDOS CARBOXÍLICOS - PROPIEDADES Grupo carboxilo (hidrófilo, soluble en agua) y por el grupo R- (hidrófobo, insoluble en agua). Son solubles en agua, hasta C4. Aumenta la cadena y disminuye la solubilidad (C10: insolubles) SOLUBILIDAD A medida que aumenta la parte hidrofóbica disminuye la solubilidad en agua y aumenta en compuestos no polares (éter, benceno…). PROPIEDADES FÍSICAS Más de C8, son sólidos, excepto si presentan dobles enlaces (son líquidos). PUNTOS DE FUSIÓN BAJOS PUNTOS DE FUSIÓN Y EBULLICIÓN PUNTOS DE EBULLICIÓN MUY ALTOS Mayor punto de ebullición y fusión que los alcoholes de igual número de C 7

Solubilidad : Dímero cíclico

PROPIEDADES QUIMICAS ACIDEZ → son electrolitos débiles, es por ello que cuando interactúan con el agua se ionizan en forma parcial. Hay dos razones que explican que los ácidos carboxílicos presenten mucha mayor acidez que los alcoholes: la carga positiva del carbono carbonílico y la estabilización por resonancia del ión carboxilato. 9

ACIDEZ DE LOS ÁCIDOS CARBOXILICOS CARBOXILICOSS La fuerza de un ácido (acidez) depende de la estabilidad de su base conjugada. Cuanto más estable es la base, más fuerte es el ácido. 1010

EFECTOS DE SUSTITUYENTES SOBRE LA ACIDEZ Todo factor que estabilice al anión más que al ácido, aumenta la acidez. Todo factor que disminuya la estabilidad del anión, disminuye la acidez Los grupos atractores electrónicos estabilizan la carga negativa del ión carboxilato y aumentan laMag.cInigd.Eenczarndaceiónl Vá. Scáindchoez Ccuarirboxílico. 10

INFLUENCIA DE LOS SUTITUYENTES EN LOS ACIDOS

PROPIEDADES QUIMICAS BASICIDAD → Los ácidos carboxílicos pueden desprotonarse con bases, como NaOH, para formar las sales de carboxilato. nucleófilos aceptables Estas sales son Forman Sales de ácido: Sólidos, estables y solubles en agua

COMO SE NOMBRAN LOS ÁCIDOS CARBOXÍLICOS Primero se coloca la palabra ácido, seguido del hidrocarburo terminando en oico. La numeración de la cadena asigna el localizador 1 al ácido y se busca la cadena de mayor longitud. “ACIDO” + Prefijo numérico + sufijo “OICO” Nomenclatura trivial indica indica las posiciones de los sutituyentes con la letra griega; se inicia la asignación a partir del carbono adyacente al grupo carbonilo.

ACIDOS DICARBOXÍLICOS Dos grupos carboxílicos Grupos carboxilicos y oxhidrilos

NOMENCLATURA DE ALGUNOS ACIDOS CARBOXILICOS

NOMENCLATURA DE ALGUNOS ACIDOS SATURADOS DICARBOXILICOS E INSATURADOS

NOMENCLATURA DE ALGUNOS ACIDOS CARBOXILICOS CICLICOS

NOMENCLATURA DE ALGUNOS ACIDOS CARBOXILICOS

Á C I D O S C A R B O X Í L I C O S C O M U N E S FÓRMULA NOMBRE Se encuentra en H - C OOH - CH 3 COOH ( H 2 ) - ( C OOH 4 HOH Ac. metanoico o fórmico Ortiga, hormiga Ac. etanoico o acético Vinagre Mantequilla rancia Ac. butanoico o butírico Raíz de la valeriana Ac. pentanoico o valeriánico Ac. hexanoico o caproico Cabras Ac. 2-hidroxipropanoico o láctico Leche agria

Palmitoleico 16 Oleico 18 Ricinoleico Linoleico Linolénico Araquídico 20

TABLA DE PRIORIDADES DE LOS GRUPOS FUNCIONALES EN LAS NOMENCLATURAS 20

SINTESIS DE ÁCIDOS CARBOXILICOS A PARTIR DE ALQUENOS Y ALQUINOS

SINTESIS DE ÁCIDOS CARBOXILICOS A PARTIR DE ALCOHOLES O ALDEHIDOS Oxidación de alcoholes primarios→ Se utiliza la Piridina (Py) para detener la reacción en el aldehído Si no se usa piridina la reacción procede hasta el ácido carboxílico Oxidación de aldehidos:

SINTESIS DE ÁCIDOS CARBOXILICOS A PARTIR DE CADENA LATERAL DEL BENCENO:

SINTESIS DE ÁCIDOS CARBOXILICOS A partir de reactivos Grignard A partir de nitrilos A partir de derivados de ácidos

REACCIONES QUIMICAS Centro de reacción de una molécula de ácido carboxílico Reactividad de los’ácidos

REACCIONES QUÍMICAS a. Reacción con Ioduro-Iodato: b. Reacción con Bases Débiles: Reducción: Sustitución Nucleofílica: Derivados ácidos

ACIDO FÓRMICO - HCOOH Líquido incoloro de olor penetrante, se obtiene principalmente por descarboxilación del ácido oxálico (COOH - COOH) en presencia de glicerina.

ÁCIDO ACÉTICO Claro, líquido incoloro, olor penetrante. Miscible con agua, alcohol, glicerol y éter, insoluble en disulfuro de carbono. CombustibleOxidación del butano o hidratación del eteno: Carbonilación del metanol: catalizador de Rhodio 𝑅𝑅𝑅(𝐶𝐶𝑂𝑂)2𝐼𝐼2 a 175℃ y 15 Atm.

Nomenclatura común El ácido butírico : Se obtiene por oxidación del butiraldehído, que se encuentra en la mantequilla (en latín butyrum).

Nomenclatura común Los ácidos caproico, caprílico y cáprico se encuentran en las secreciones cutáneas de las cabras (capri en latín). Ácido capróico (del latín caper, cabra) Ácido hexanóico                               Ácido caprílico (del latín caper, cabra) Acido octanoico

Nomenclatura común Ácido caprico (do latim caper, cabra) Ácido decanóico  

El ácido cólico, la bilis humana ACIDO CÒLICO

El Ácido láctico Es el ácido 2-hidroxi-propanoico o ácido α-hidroxi-propanoico, porque su grupo hidroxilo se encuentra enlazado al carbono 2. .

ácido glicólico Otro hidroxiácido importante es el hidroxiacético o (ácidos de frutas), (AHA) más pequeño. Este ácido es ampliamente utilizado en tratamientos dermatológicos aunque su efectividad no ha sido fehacientemente comprobada

Acidos tricarboxílico Acido cítrico Ácido 2-hidroxi- 1,2,3-propanotricarboxílico

Acido Tartárico

Ácido málico

SINTESIS DE HALOGENUROS ÁCIDOS: CLORUROS ÁCIDOS Se preparan mediante la reacción de los ácidos carboxílicos con PCl5 (un cloruro de ácido del ácido fosfórico), PCl3 (un cloruro de ácido del ácido fosforoso) o con SOCl2 (un cloruro de ácido del ácido sulfuroso). Mecanismo de reacción:

SINTESIS DE ANHIDRIDOS DE ÁCIDOS Se preparan por reacción de los ácidos carboxílicos con cloruros de ácido en presencia de una base no nucleofílica, como la piridina. Mecanismo de reacción: 30

SINTESIS DE ANHIDRIDOS DE ÁCIDOS También se obtiene de la siguiente manera: Mecanismo de reacción: 31

BIBLIOGRAFÍA MORRISON, ROBERT Y BOYD ROBERT. Química Orgánica. 5ª edición. Editorial Pearson Educación. México. 2004. CHANG, RAYMOND. Química. 9ª edición. Editorial Mc Graw. Hill Interamericana. Madrid. 2007. http://www.sinorg.uji.es/Docencia/QO/tema11QO.pdf http://www.rena.edu.ve/cuartaEtapa/quimica/Tema13.html 32