ACIDOS CARBOXILICOS , ESTERES, AMIDAS, TIOESTERES Semana 22 -- 2015 Diapositivas con cuadros e imágenes proporcionados por Licda: Lilian Guzmán

Grupo Funcional Los ácidos carboxílicos tienen el grupo funcional carboxilo que se puede representar de las siguientes maneras: Posee el grupo carbonilo+ radical hidroxilo  se le denomina : “carboxilo”. Se les llama ácidos, pues son los más ácidos entre los compuestos orgánicos. O -C-OH -CO2H -COOH

El nombre ácido carboxílico describe al grupo funcional de dos maneras: La palabra carboxílico es una contracción de las palabras carbonilo e hidroxilo, que son las dos unidades estructurales en el grupo. Se agrega el término ácido, debido a las propiedades ácidas de esta familia de compuestos

# DE GRUPOS CARBOXILICO CLASIFICACION ALIFATICO TIPO DE RADICAL AROMATICO MONOCARBOXILICOS DICARBOXILICOS # DE GRUPOS CARBOXILICO TRICARBOXILICOS

TIPO RADICAL Y Fórmula general ALIFATICO R-COOH Posee un radical alifático EJEMPLO: CH3CH2COOH AROMATICO ArCOOH Posee un radical aromático COOH

NÚMERO DE GRUPOS CARBOXILICOS MONOCARBOXILICOS Tienen un solo grupo carboxilo O CH3COH DICARBOXILICOS Tienen 2 grupos carboxílicos COOH CH2 TRICARBOXILICOS Tienen 3 grupos carboxílicos CH2-COOH CH –COOH

NOMENCLATURA común. Origen del nombre Estructura Nombre común Origen del nombre 1 HCOOH Acido FORMICO Hormigas ( fórmica) 2 CH3COOH Acido ACETICO Vinagre (acetum) 3 CH3CH2COOH Acido PROPIONICO Protos = primero, pion=grasa 4 CH3(CH2)2COOH Acido BUTIRICO Mantequilla (butyrum) 5 CH3(CH2)3COOH Acido VALERICO Raíz de valeriana 6 CH3(CH2)4COOH ácido CAPROICO Cabra 7 CH3(CH2)5COOH Acido ENANTICO Flores de una enredadera ( flor de la vid) 8 CH3(CH2)6COOH Acido CAPRILICO 9 CH3(CH2)7COOH Acido PELARGONICO Pelargonium ( geranio) 10 CH3(CH2)8COOH Acido CAPRICO cabra

NOMENCLATURA COMUN de los ácidos sustituidos Ubica la posición de los sustituyentes por medio de letras griegas, empezando en el carbono a la par del grupo carboxilo como carbono α. C – C – C – C – COOH     EJEMPLO    O CH3CHCH2C-OH NO2 Acido  - nitrobutírico Escriba la estructura del ácido α- hidroxivalérico.

UIQPA REGLAS: Se nombran como derivados del alcano que los origina, la posición de los sustituyentes se da por números siendo el carbono carboxílico el número 1. Ejemplo: O C-C-C-C-C-OH 5 4 3 2 1 El nombre comienza con la palabra ácido seguida por el del alcano básico al cual se le añade el sufijo “ ico ”.

Nombre UIQPA Estructura Nombre común Nombre UIQPA Estructura AcidoFORMICO Ácido Metanoíco HCOOH acido ACETICO Ácido Etanoíco CH3COOH Acido PROPIONICO Ácido propanoíco CH3CH2COOH AcidoBUTIRICO Ácido Butanoíco CH3(CH2)2COOH AcidoVALERICO Ácido Pentanoíco CH3(CH2)3COOH Acido CAPROICO Ácido hexanoíco CH3(CH2)4COOH Acido enántico Ácido heptanoíco CH3(CH2)5COOH Acido CAPRILICO Ácido Octanoíco CH3(CH2)6COOH

Acido Acido nonanoico CH3(CH2)7COOH Acido CAPRICO Acido Decanoico Nombre común Nombre UIQPA Estructura Acido PELARGONICO Acido nonanoico CH3(CH2)7COOH Acido CAPRICO Acido Decanoico CH3(CH2)8COOH Acido LAURICO Acido Dodecanoico CH3(CH2)10COOH Acido MIRISTICO Acido Tetradecanoico CH3(CH2)12COOH Acido PALMITICO Acido hexadecanoico CH3(CH2)14COOH Acido ESTEARICO Acido octadecanoico CH3(CH2)16COOH Acido ARAQUIDICO Acido Eicosanoico CH3(CH2)18COOH

EJEMPLOS, de los nombres UIQPA y común de CH3CHCH2CH2CH2C-OH CH3CH2CHC-OH CH3 3- CH3CH2 CH COOH OH 4- Escriba fórmula del ácido  -nitrocaproíco y dé nombre UIQPA

Acidos dicarboxílicos y tricarboxilicos Tienen 2 grupos carboxílicos ó tres *TRICARBOXILICO NOMBRE COMUN UIQPA FORMULA ACIDO OXÁLICO ACIDO ETANODIOICO HOOC-COOH Dicarboxílico ACIDO MALÓNICO ACIDO 1,3-PROPANODIOICO HOOC-CH2-COOH Dicarboxilico ACIDO SUCCÍNICO ACIDO 1,4-BUTANODIOICO HOOC-(CH2)2- COOH ACIDO CITRICO* No se verá COOH HOOC-CH2CCH2COOH OH Tricarboxilico

PROPIEDADES FISICAS Están entre los compuestos orgánicos más polares Los primeros 9 son líquidos, incoloros y olor desagradable. Con más de 10 carbonos, son sólidos cerosos, e inodoros. Los ácidos de 6C, 8C, 10C ( Caproíco, caprílico y caprico ) poseen olores a «cabra» Los que poseen de 1-5 C, son solubles en agua. Debido a que forman dímeros por puentes de Hidrogeno, sus puntos de ebullición son más altos que alcoholes, cetonas y aldehídos de masa molecular similar.

Los ácidos carboxílicos existen como DIMEROS o moléculas dobles en los estados de vapor y líquidos , esto se atribuye al puente de hidrogeno intermolecular entre el grupo C=O de una molécula y el grupo OH de la otra. O - - - H - O R - C C – R O – H - - - O

Acidez de los ácidos carboxílicos Los ácidos carboxílicos son ácidos débiles, por lo tanto su ionización es reversible y todos poseen una Ka. Ionización : RCOOH ⇄ RCOO - + H + Ej: CH3COOH ⇄ CH3COO - + H + Ka = 1.8 x 10 -5 Observe en lado de los productos el ión H + ( H3O+), característica de las definiciones de ácidos ( Arrhenius, Bronsted-Lowry )

PROPIEDADES QUIMICAS FORMACION DE SALES REACCIÓN CON NaOH, ES UNA NEUTRALIZACIÓN, SE FORMA UNA SAL Y AGUA. Para nombrar las sales se cambia la terminación ICO del ácido por ATO y se elimina la palabra ácido. O O R-C-OH + NaOH R-C-O-Na+ + H2O O O CH3-C-OH + NaOH CH3-C-O-Na+ + H2O Acido etanoico Etanoato de sodio Ácido acético Acetato de sodio

2R-C-OH + Na2CO3 2R-C-O-Na+ + H2O +CO2(g) REACCIÓN CON Na2CO3, es una neutralización, se forma agua y dióxido de carbono. (CO2 ). Se necesitan 2 moles del ácido carboxílico O O 2R-C-OH + Na2CO3 2R-C-O-Na+ + H2O +CO2(g) O O 2CH3 CH2-C-OH + Na2CO3 2 CH3CH2-C-O-Na+ + H2O +CO2 Ácido propanoico Propanoato de sodio Acido propiónico Propionato de sodioá

Reacción con NaHCO3 Es una neutralización, se produce dioxido de carbono,CO2 y agua, reacciona una molécula del ácido. O O R-C-OH + NaHCO3 R-C-O-Na+ + H2O +CO2(g) O O CH3-C-OH + NaHCO3 CH3-C-O-Na+ + H2O +CO2(g)

ESTERIFICACIÓN(Formación de Esteres) Al calentar un ácido carboxílico y un alcohol en presencia de un catalizador ácido, ocurre una reacción de esterificación que produce un ESTER y AGUA. El éster se nombra cambiando la terminación ICO del ácido por ATO y luego se nombra el radical que proviene del alcohol. ACIDO CARBOXILICO + ALCOHOL ESTER + AGUA H+ O O R’-C-OH + ROH R’-C-OR + H2O H+, calor O O CH3C-OH + CH3CH2OH CH3C-OCH2CH3 + H2O Acido acético alcohol etílico acetato de etilo Acido etanoico Etanol etanoato de etilo H +, calor

Importancia de algunos ácidos Acido SALICILICO acido ACETILSALICILICO O -COH OH Usado para alivio de dolor e inflamación, causa irritación grave de la mucosa del estomago. ASPIRINA (ASA) O COH OCCH3 Analgésico, antiinflamatorio, antipirético, irrita la mucosa gástrica.

ESTERES Los esteres son los derivados mas importantes de los ácidos carboxílicos. FORMULA GENERAL Donde R puede ser un hidrógeno en caso de que el ácido carboxílico sea el metanoíco ó fórmico, o bién un grupo alquilo o arilo y donde R’ ( porción proveniente del alcohol) puede ser alquilo, arilo pero NO hidrógeno. R-COO-R’ O R-C-OR’

NOMENCLATURA 1-Primero se menciona la porción que proviene del ácido. Tanto en nomenclatura común como en UIQPA la terminación “ico” del ácido se reemplaza por el sufijo “ato”. Luego se da el nombre del radical proveniente del alcohol, terminado en «ilO «

FORMULA NOMBRE COMUN UIQPA H-C-O-CH3 ( HCOOCH3) Formiato de metilo Metanoato de metilo CH3C-O-CH3 (CH3COOCH3 ) Acetato de metilo Etanoato de metilo CH3C-OCH2CH3 Acetato de Etilo Etanoato de etilo CH3CH2C-OCH2CH3 Propionato de etilo Propanoato de etilo CH3CH2CH2C OCH2CH2CH3 Butirato de n-propilo Butanoato de propilo _C-OCH2CH3 Benzoato de etilo Bencencarboxilato de etilo CH3C-O- Acetato de fenilo Etanoato de fenilo

PROPIEDADES FISICAS Poseen puntos de ebullición más altos que los alcanos y éteres, pero más bajos que alcoholes y ácidos carboxílicos de masa molecular similar, ya que no forman puentes de Hidrógeno. A diferencia de los ácidos carboxílicos de los cuales se derivan los esteres poseen olores agradables. El aroma de muchas flores y frutos se debe a la presencia de esteres. Por eso se usan en la fabricación perfumes, de dulces y bebidas. La mayor parte de esteres son líquidos, incoloros, de 1 a 5 C son solubles en agua.

Esteres como Saborizantes ESTRUCTURA NOMBRE SABOR HCO2CH2CH3 FORMIATO DE ETILO RON HCOO2CH2CH(CH3)2 FORMIATO DE ISOBUTILO FRAMBUESA CH3CO2CH2CH2CH(CH3)2 ACETATO DE n-PENTILO BANANO CH3CO2CH2CH2CH2CH3 ACETATO DE ISOPENTILO PERAS CH3CO2CH2(CH2)6CH3 ACETATO DE OCTILO NARANJAS CH3(CH2)2CO2CH3 BUTANOATO DE METILO MANZANA CH3(CH2)2CO2CH2CH3 BUTANOATO DE ETILO PIÑA CH3CH2CH2CO2(CH2)4CH3 BUTANOATO DE PENTILO DURAZNO CO2CH3 NH2 2-AMINOBENZOATO DE METILO UVA

Salicilato de Metilo También llamado esencia de gaulteria. Con olor agradable. Fármaco de acción balsámica, analgésica y suavizante. Se emplea en pomadas, Linimentos, enjuagues bucales, pastas dentales O -C-OCH3 OH

AMIDAS Pueden considerarse como derivados de los ácidos carboxílicos, en donde el grupo hidroxilo es sustituidos por el grupo amino ( -NH2) REPRESENTACIÓN GENERAL Función amida RCONH2 O R -C – N - En el nitrógeno pueden haber uno ó dos grupos alquilo ó arilo sustituyentes

Clasificación de AMIDAS REPRESENTACIÓN PRIMARIA ( no posee sustituyentes en el Nitrógeno, también conocidas como NO sustituidas O H R-C –N – H RCONH2 SECUNDARIA : poseen un sustituyente (R’) en el Nitrógeno, también se conocen como monosustituidas) O R’ R- C –N –H RCONHR’ TERCIARIA :posee dos sustituyentes ( R’ R’’) en el Nitrógeno, también conocidas como disustituidas) O R’ R-C –N –R” RCONR’R’’

Las amidas se nombran como derivados de los ácidos carboxílicos. NOMENCLATURA Las amidas se nombran como derivados de los ácidos carboxílicos. Las terminaciones ico del nombre común o la terminación oico del nombre UIQPA se reemplaza por el sufijo amida. Los radicales unidos al nitrógeno se mencionan en orden alfabético precedidos de la letra “N” para indicar que están como sustituyentes en el Nitrógeno y no en el carbono . Ejemplos

FORMULA NOMBRE COMUN NOMBRE UIQPA H-C-NH2 O FORMAMIDA METANAMIDA CH3-C-NH2 ACETAMIDA ETANAMIDA CH3CH2-C-NH2 PROPIONAMIDA PROPANAMIDA CH3CH2CH2-C-NH2 BUTIRAMIDA BUTANAMIDA -C-NH2 BENZAMIDA BENCENCARBOXILAMIDA CH3C-N- -OH O H ACETAMINOFEN N-p-HIDROXIFENIL CH3CH2C-N-CH3 O CH3 N,N-DIMETIL N,N-DIMETILPROPANAMIDA

ESTRUCTURA Nombre UIQPA Nombre Común O CH3CHCH2-C-NH2 3-FENILBUTANAMIDA b-FENILBUTIRAMIDA CH3C-N-H CH3 N-METILETANAMIDA N-METILACETAMIDA CH3-C-N-CH2CH3 O CH3 N-etil-N-metiletanamida N-etil-N-metilacetamida

Importancia del Enlace Amida se denomina al enlace Carbonilo-nitrógeno Presente en las proteínas y péptidos. La unión entre aminoácidos es a través de enlaces amida ( enlaces peptídicos). Enlace Amida O - C - N-

Análogos azufrados de los esteres Tioesteres Análogos azufrados de los esteres Fórmula General: RCOSR’ O R-C-SR’

NOMENCLATURA Estructura Comun O CH3C-S-CH3 CH3CH2C-S-CH2CH3 Tioacetato de metilo CH3CH2C-S-CH2CH3 Tiopropionatode etilo

Ejercicios: De la estructura y clasifique a los siguientes compuestos : Ester, tioester, amidas ( 1ª, 2ª, 3ª) a) Tiopropionato de isopropilo. b) Benzoato de etilo C) N,N-dietilbutiramida Cuál es el nombre UIQPA. D- Que acido cqrboxílico y que alcohol, origina al siguiente éster Butanoato de sec-butilo. Leer química y salud pág :579, 581, 658