Semana 22 ACIDOS CARBOXÍLICOS ESTERES

Los compuestos que contienen al grupo carboxilo son ácidos y se llaman ácidos carboxílicos.

Un ácido carboxílico cede protones por ruptura del enlace O-H dando un protón y un ión carboxilato.

Los ácidos carboxílicos presentan reacciones de sustitución en las que se sustituye el grupo –OH, produciendose un derivado de ácido. Algunos derivados sonlos siguientes grupos: ester, amida,cloruro de ácido.

DERIVADOS DE LOS ACIDOS CARBOXÍLICOS

CLASIFICACIÓN: Por tipo de radical (R o Ar) Aromaticos Alifáticos 2.Por número de grupos carboxílicos: Monocarboxílicos Dicarboxílicos Tricarboxílicos.

Nomenclatura Común: Se da el nombre de acuerdo a la procedencia del Ácido. Si tienen sustituyentes se nombran indicando la posición de los mismos con letras griegas. Ej: ácido α-bromopropiónico.

Estructura Nombre IUPAC Nombre común Fuente natural HCOOH Ácido metanoico Ácido fórmico Procede de la destilación destructiva de hormigas (formica es hormiga en latín) CH3COOH Ácido etanoico Ácido acético Vinagre (acetum es vinagre en latín) CH3CH2COOH Ácido propanoico Ácido propiónico Producción de lácteos (pion es grasa en griego) CH3CH2CH2COOH Ácido butanoico Ácido butírico Mantequilla (butyrum, mantequilla en latín) CH3(CH2)3COOH Ácido pentanoico Ácido valérico Raíz de valeriana CH3(CH2)4COOH Ácido hexanoico Ácido caproico Olor de cabeza (caper, cabeza en latín)

UIQPA: Se inicia con la palabra ACIDO seguida por el nombre del alcano básico sustituyendo la “O” por el sufijo “OICO” CH3COOH Acido etanoico

Cadena con sustituyentes: 1. Se numera la cadena más larga que contenga al grupo COOH. El carbono No. 1, corresponde al carbono del grupo carboxilo. 2. Se inicia el nombre con la palabra ACIDO.

3. Se nombran los sustituyentes en orden alfabético. 4. Se da el nombre del hidrocarburo de la cadena principal con la terminación OICO.

Acidos con mas de un grupo carboxílo: Se pueden encontrar moléculas con más de un grupo carboxilo. La presencia de dos grupos carboxilo unidos a una cadena o a un anillo carbonado, clasifica a la molécula como un ácido dicarboxílico. Se les puede nombrar por las dos nomenclaturas). Algunos ácidos dicarboxílicos y sus derivados son importantes en el metabolismo celular. El ácido oxálico (COMUN) es el primero de la serie, está formado por dos grupos carboxílicos unidos entre sí. En UIQPA, se da el nombre del alcano precursor y se agrega la terminación dioico antecedido por la palabra ácido.  

Acidos Dicarboxílicos UIQPA Ácido etanodioico Ácido propanodioico Ácido Butanodioico Ácido pentanodioico Acido hexanodioico Acido heptanodioico

Acido cítrico COOH-CH-C(OH)COOH-CH2-COOH Acido Tricarboxílico Acido cítrico COOH-CH-C(OH)COOH-CH2-COOH

Se conocen por sus nombres comunes. Ácidos Aromáticos Se conocen por sus nombres comunes. También se les nombra como derivados del ácido básico (ácido benzoico). Cuando el grupo arilo no está enlazado directamente al grupo carboxilo, el aromático se menciona como sustituyente.

Ejemplos ÁCIDO SALICÍLICO ÁCIDO FENILACÉTICO ÁCIDO BENZOICO (Ácido o-hidroxibenzoico) (Ácido feniletanoico) ÁCIDO BENZOICO (ÁCIDO FENILMETANOICO) Ejemplos

PROPIEDADES FÍSICAS Los menores de 10 átomos de C son líquidos, incoloros y de olor muy desagradable. Los mayores de 10 átomos de C son sólidos, cerosos e inodoros. Los de bajo peso molecular (hasta 3C) son solubles en agua, y disminuye su solubilidad conforme aumenta su peso. Todos son solubles en solventes orgánicos.

Puntos de ebullición: Los ácidos carboxílicos hierven a temperaturas superiores que los alcoholes, cetonas o aldehídos de pesos moleculares semejantes. Además forman puentes de hidrógeno.

Los puntos de ebullición de los ácidos carboxílicos son el resultado de la formación de un DÍMERO o MOLÉCULA DOBLE estable con puentes de hidrógeno, el incremento es de 20ºC entre dos homólogos adyacentes.

Dímero Un dímero es una molécula que se produce cuando se combinan dos moléculas del mismo tipo

Puntos de fusión: Los ácidos dicarboxílicos tienen puntos de fusión muy altos. Al tener dos grupos carboxilos por molécula , las fuerzas de los puentes de hidrógeno son especialmente fuertes por lo que en estos diácidos se necesita una alta temperatura para romper la red de puentes de hidrógeno en el cristal y fundir el diácido.

Propiedades Químicas Las sustancias que liberan iones hidrógeno en agua, se clasifican como ácidos. Los ácidos carboxílicos son los más ácidos de los compuestos orgánicos, pero si se comparan con los ácidos inorgánicos, los carboxílicos son ácidos mucho más débiles.

Sustitución del Hidrógeno Ácido-Neutralización o Formación de sales: Los ácidos carboxílicos se neutralizan con bases para producir una sal y agua.

Reaccionan con bases formando sales. Acido acético Acetato de sodio Acido etanoicoEtanoato de sodio

Formación de Esteres: (Esterificación) Al calentar un alcohol y un ácido en presencia de un catalizador ácido (esterificación de Fischer) se produce un éster y agua.

Importancia Los ACIDOS CARBOXÍLICOS contienen el grupo carboxilo que es uno de los grupos más importantes en química y bioquímica, ya que permite la síntesis de otros compuestos. Los ácidos son compuestos que confieren olor y sabor a muchos productos. Algunos de los derivados tienen importancia como analgésicos como el ácido salicílico ( es bifuncional: un ácido y un fenol) y el ácido acetilsalicílico.

Ácido acetil salicílico Acido salicílico Ácido acetil salicílico

a. salicílico

ÉSTERES

Los ésteres son los derivados más importantes de los ácidos carboxílicos. Están ampliamente distribuidos en la naturaleza, las grasas y aceites vegetales son ésteres de ácidos grasos de cadena larga y glicerol. Contienen en su molécula un grupo carbonilo unido a un grupo -OR

Su fórmula general es: RCOOR’ donde R puede ser un hidrógeno, un grupo alquilo o arilo y R’ puede ser arilo o alquilo pero NO hidrógeno. Los ésteres están compuestos de dos partes: el ácido y el alcohol que le dieron origen.

NOMENCLATURA Común: Se escribe el nombre común de la porción ácida, sustituyendo “ico” por “ato”. Después se escribe la porción alquílica o arílica, antecedido de la preposición de. UIQPA: Primero se nombra la porción ácida, sustituyendo “ico” por “ato”, inmediatamente la porción alquílica o arílica antecedida por la preposición de.

O H-C-O-CH3

PROPIEDADES FÍSICAS Poseen olores agradables, los aromas de muchas flores y frutos se deben a presencia de ésteres. Se emplean en la fabricación de perfumes y como agentes saborizantes en las industrias de confitería y bebidas no alcohólicas. Son líquidos incoloros, insolubles y menos densos que el agua, no forman enlaces de hidrógeno.

Estructura Nombre IUPAC Nombre común Olor HCOOCH3 metanoato de metilo formiato de metilo Ron HCOOCH2CH( CH3)2 metanoato de isobulo formiato de isobutilo Frambuesas CH3COOCH2(C H2)3CH3 etanoato de pentilo acetato de n- amilo Bananas CH3COOCH2(C H2)6CH3 etanoato de octilo acetato de n- octilo Naranjas CH3(CH2)2COO CH2CH3 butanoato de etilo butirato de etilo Piña CH3(CH2)2COO CH2(CH2)3CH3 butanoato de pentilo butirato de pentilo Duraznos

AMIDAS

Las amidas son derivados de los ácidos carboxílicos, contienen un átomo de nitrógeno unido a un grupo carbonilo. La fórmula general de una amida es: RCONH2

Se forman por sustitución de su grupo -OH por un grupo NH2 dando lugar a amidas sencillas, amidas N-sustituidas o N, N-disustituidas.

Cuando el nitrógeno de la función amida está unido a: CLASIFICACION Cuando el nitrógeno de la función amida está unido a: Dos hidrógenos la amida es primaria Un hidrógeno y a un radical alquilo (R), la amida es secundaria Dos radicales alquilo la amida es terciaria. PRIMARIA SECUNDARIA TERCIARIA

NOMENCLATURA Común: Se nombran como el ácido del que provienen y la terminación “ico” se reemplaza por el sufijo o terminación –amida. Si se trata de amidas sustituidas hay que especificar los radicales unidos al nitrógeno anteponiendo la letra N.

UIQPA: Se les da el nombre UIQPA del ácido del que provienen reemplazando la terminación “oico” por el sufijo o terminación –amida. Si se trata de amidas sustituidas hay que especificar los radicales unidos al nitrógeno anteponiendo la letra N.

El enlace C-N se denomina enlace amida El enlace C-N se denomina enlace amida. Este enlace es muy estable y se encuentra en las unidades repetitivas del nylon y otros polímeros industriales y principalmente en las proteínas donde también se denomina enlace peptídico. NYLON

PROTEÍNAS

UREA Es una diamida importante, es el producto final del metabolismo de las proteínas de los mamíferos, el adulto normal excreta de 28 a 30 g de urea en la orina diariamente.

PROPIEDADES FÍSICAS Todas las amidas primarias son sólidas, a excepción de la formamida. Son incoloras e inodoras. Las amidas inferiores son solubles en agua (formamida butiramida) y alcohol. Son moléculas neutras. Poseen puntos de fusión y ebullición anormalmente altos(debido a la naturaleza polar del grupo amida y formación de puentes de H.

FIN FIN