Ácidos carboxílicos Precursores de ésteres y amidas 80 mil millones de tabletas al año en EUA Precursores de ésteres y amidas

De los compuestos orgánicos que muestran acidez apreciable, los ácidos carboxílicos son los más importantes. Estas sustancias contienen el grupo carboxilo unido a un hidrogeno, a un grupo alquilo o a un arilo. Sea un grupo alifático o aromático o no, sustituido o no, las propiedades del grupo carboxilo son esencialmente las mismas.

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

Dodecanoico LAURICO Tetradecanoico MIRISTICO Hexadecanoico PALMICO Nombre común ACIDO Nombre UIQPA Estructura PROCEDENCIA LAURICO Dodecanoico CH3(CH2)10COOH Aceite de coco MIRISTICO Tetradecanoico CH3(CH2)12COOH PALMICO Hexadecanoico CH3(CH2)14COOH Casi todas las carnes y aceites ESTEARICO Octadecanoico CH3(CH2)16COOH ARAQUIDICO Eicosanoico CH3(CH2)18COOH

Acido acetilsalicilico Acido salicilico Aliviaba de manera eficaz el dolor y la inflamación, causaba irritación grave de la mucosa del estomago. . Analgésico, antiinflamatorio, antipirético

Nomenclatura Por lo general, se considera como ácido matriz la cadena carbonada más larga, aunque algunos compuestos se nombran como derivados del ácido acético. Los ácidos aromáticos, ArCOOH, se consideran por lo común como derivados del ácido benzoico, C6H5COOH. Los ácidos metilbenzoicos reciben los nombres especiales de ácidos toluicos.

Los nombres de la IUPAC siguen el esquema usual. Ácido pentanoico Ácido 2-butenoico Los nombres de la IUPAC siguen el esquema usual. La cadena más larga que contiene el grupo carboxilo se considera como estructura matriz, y se nombra reemplazando la o final del alcano correspondiente por la terminación oico. El carbono carbonílico siempre es considerado C-1. La posición de un sustituyente se indica de manera usual, mediante un número.

Ca(CH3COO)2 Benzoato de Sodio Acetato de calcio El nombre de una sal de un ácido carboxílico se compone del nombre del ácido , cambiándole la terminación ico por ato de , seguido por el catión.

Características estructurales del ácido fórmico El átomo de carbono carbonílico tiene hibridación sp2, con ángulos de enlace prácticamente trigonales. La molécula es prácticamente plana. El enlace O-H también se encuentra en este plano, eclipsado con el enlace C=O El átomo de oxígeno sp3 tiene un ángulo C-O-H de 106°.

Formas de resonancia del ácido fórmico Uno de los pares de electrones no compartidos del átomo de oxígeno del grupo hidróxilo está deslocalizado en el sistema electrofílico pi del grupo carbonilo La estructura de resonancia mayoritaria es neutral, mientras que las formas minoritarias tienen separación de carga. La donación del par de electrones del oxígeno del hidroxilo hace que el grupo carbonilo sea menos electrofílico que el de un aldehído o una cetona.

Puntos de ebullición de los ácidos carboxílicos. Los puntos de ebullición de los ácidos carboxílicos son el resultado de la formación de un dímero, con enlace de hidrógeno, estable. Este dímero contiene un anillo de ocho miembros con dos enlaces de hidrógeno. Para romper los enlaces de hidrógeno y vaporizar el ácido es necesario que la temperatura sea más elevada.

Propiedades físicas Sus estructuras hacen suponer que son moléculas polares, por lo tanto pueden formar puentes de hidrógeno entre sí y con otros tipos de moléculas. Los que poseen de 1 a 4 C son miscibles con agua. El ácido de cinco C es parcialmente soluble. Los superiores son virtualmente insolubles. La solubilidad en agua se debe a los puente de hidrógeno entre el ácido carboxílico y el agua. El ácido benzoico(6C), tiene demasiados átomos de C para tener una solubilidad apreciable en agua. Los ácidos carboxílicos son solubles en disolventes orgánicos menos polares, como éter, alcohol, benceno, etc.

Acidez de los ácidos carboxílicos Los ácidos carboxílicos son la clase más ácida de compuestos que sólo contienen carbono, hidrógeno y oxígeno Un ácido carboxílico se puede disociar en agua para dar lugar a un protón y a un ión carboxilato.

Efectos de los sustituyentes en la acidez de los ácidos carboxílicos La magnitud del efecto de los sustituyentes depende de su distancia al grupo carbonilo. Los sustituyentes en los átomos de carbono α son los más efectivos para incrementar la fuerza de los ácidos. Cuanto más alejados se encuentren los sustituyentes del grupo carboxilo, más pequeño será el efecto inductivo.

Desprotonación de los ácidos carboxílicos. Una base fuerte puede desprotonar completamente a un ácido carboxílico. Los productos que se obtienen son el ión carboxilato, el catión procedente de la base y el agua. La combinación de un ión carboxilato y un catión es una sal de un ácido carboxílico. El hidróxido de sodio se utiliza con frecuencia para desprotonar ácidos carboxílicos.

Protonación de una sal de un ácido carboxílico. Como los ácidos y sus sales son fácilmente interconvertibles, las sales se utilizan como derivados muy útiles de los ácidos carboxílicos. El HCl se utiliza con frecuencia para la protonación.

Hidrólisis de grasas y aceites. La hidrólisis de una grasa o de un aceite da lugar a una mezcla de sales de ácidos grasos de cadena larga. Las grasas animales contienen principalmente ácidos grasos saturados. Mientras que la mayoría de los aceites vegetales son poliinsaturados. La hidrólisis de grasas y aceites da lugar al jabón.

Sustitución nucleofílica en el grupo acilo Las cetonas, los aldehídos y los ácidos carboxílicos contienen el grupo carbonilo, pero las reacciones de los ácidos son bastante diferentes de las de las cetonas y los aldehídos. Las cetonas y los aldehídos generalmente reaccionan mediante adición nucleofílica al grupo carbonilo. Los ácidos carboxílicos lo hacen por sustitución nucleofílica en el grupo acilo, donde un nucleófilo reemplaza a otro en el átomo de carbono carboxílico . Los derivados de los ácidos carboxílicos incluyen haluros de acilo, anhídridos, esteres y amidas.

Esterificación de Fischer Los ácidos carboxílicos se convierten directamente en ésteres mediante la esterificación de Fischer. Una sustitución nucleofílica en el grupo acilo catalizada por un ácido. La reacción neta es el reemplazo si el grupo ácido -OH mediante el grupo -OR del alcohol. Son necesarias unas condiciones ácidas para que tenga lugar la esterificación

Mecanismo de la formación de cloruro de ácido. + Cloruro de tionilo Cualquier átomo de oxígeno del grupo carboxilo puede atacar al azufre del SOCl2, reemplazando al cloruro por un mecanismo de adición-eliminación, y dando lugar a un anhídrido mixto del ácido clorosulfínico, altamente reactivo.

Mecanismo de la formación de cloruro de ácido. El anhídrido reactivo experimenta una sustitución nucleofílica en el grupo acilo por un ión cloruro y se obtiene el cloruro de acilo. SO2 y un ión cloruro son los subproductos de la reacción.

Esterificación de un cloruro de ácido. El ataque del alcohol al grupo carbonilo electrofílico da lugar a un intermedio tetraédrico. La pérdida del cloruro seguida de desprotonación da lugar al éster. Dicloruro de carbonilo Oxicloruro sulfuroso La esterificación de un cloruro de acilo es más eficaz que la esterificación de Fisher.

Síntesis de la amida. El amoniaco y las aminas reaccionan con los cloruros de ácido para obtener amidas, también a través del mecanismo de adición-eliminación de la sustitución nucleofílica del grupo acilo.

Reducción de los ácidos carboxílicos. El hidruro de aluminio y litio reduce los ácidos carboxílicos a alcoholes primarios.

Conversión de ácidos carboxílicos en cetonas. Un método general para obtener cetonas se realiza a partir de la reacción de un ácido carboxílico con dos equivalentes de un reactivo organolítico El primer equivalente del organolitio actúa como una base, desprotonando el ácido carboxílico.

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