QUÍMICA ORGÁNICA DRA YELITZA GARCÍA UNIVERSIDAD CENTROCCIDENTAL LISANDRO ALVARADO DECANATO DE CIENCIAS DE LA SALUD SECCIÓN BIOQUÍMICA QUÍMICA ORGÁNICA DRA YELITZA GARCÍA

REACCIONES QUÍMICAS DE IMPORTANCIA EN BIOQUÍMICA

REACCIONES QUÍMICAS DE IMPORTANCIA EN BIOQUÍMICA 1.- Definición S + R P Reactivos H H C = C + H2 Pd H3C – CH3 H H Sustrato: Compuesto orgánico que contiene el grupo funcional que va a experimentar el cambio en su estructrura. Reactivo: Compuesto químico que actúa sobre el sustrato para producir una transformación o reacción quimica.

Tipos de Ruptura REACCIONES QUÍMICAS DE IMPORTANCIA EN BIOQUÍMICA Ruptura y Formación de Enlaces H H H H C = C + H2 H – C – C - H H H H H Pd Tipos de Ruptura Homolítica Heterolítica H – H H. + .H H – H H+ + :H- H – Cl H. + .Cl H – Cl H+ + :Cl-

Homolítica Heterolítica REACCIONES QUÍMICAS DE IMPORTANCIA EN BIOQUÍMICA Tipos de Ruptura Homolítica Heterolítica H – H H. + .H H – H H+ + :H- H – Cl H. + .Cl H – Cl H+ + :Cl- * Cuando cada átomo que forma parte del enlace se queda con un electrón. * Genera especies químicas que no tienen carga, pero están deficientes de electrones y reciben el nombre de RADICALES LIBRES * Cuando un átomo del enlace se queda con los dos electrones del enlace. * Las rupturas heterolíticas, dan origen a estructuras cargadas o iones.

REACCIONES QUÍMICAS DE IMPORTANCIA EN BIOQUÍMICA Ruptura Homolítica

REACCIONES QUÍMICAS DE IMPORTANCIA EN BIOQUÍMICA

REACCIONES QUÍMICAS DE IMPORTANCIA EN BIOQUÍMICA Ruptura Heterolítica

REACCIONES QUÍMICAS DE IMPORTANCIA EN BIOQUÍMICA Ruptura Heterolítica -

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REACCIONES QUÍMICAS DE IMPORTANCIA EN BIOQUÍMICA Ruptura y Formación de Enlaces H H H H C = C + H2 H – C – C - H H H H H Sustrato Reactivo Producto Pd

REACCIONES QUÍMICAS DE IMPORTANCIA EN BIOQUÍMICA Tipos de Reactivos * Electrofílicos (E+) Acidos de Lewis H+, H3O+,NO2+, NH4+, R+ * Nucleofílicos (:Nu-) Bases de Lewis OH-, F-, Cl-, BR-, I-, R-

REACCIONES QUÍMICAS DE IMPORTANCIA EN BIOQUÍMICA ÁCIDOS Y BASES * Ácidos y bases según Lewis. Ácidos (Reactivos Electrofílicos) Especie química o molécula capaz de aceptar electrones. Bases (Reactivos Nucleofílicos) Especie química o molécula capaz de donar electrones. * Según Bronsted y Lowry Ácidos: Toda sustancia, molécula o especie química que cede un ión hidrógeno positivo o protón (H+) Bases: Toda sustancia, especie química o molécula que está en capacidad de aceptar un protón (H+)

REACCIONES QUÍMICAS DE IMPORTANCIA EN BIOQUÍMICA Ácidos de Lewis Bases de Lewis

REACCIONES QUÍMICAS DE IMPORTANCIA EN BIOQUÍMICA Ruptura y Formación de Enlaces H H H H C = C + H2 H – C – C - H H H H H Sustrato Reactivo Producto Pd

REACCIONES QUÍMICAS DE IMPORTANCIA EN BIOQUÍMICA Factores para que ocurra la Reacción * Energía adecuada * Reactivos orientados favorablemente

REACCIONES QUÍMICAS DE IMPORTANCIA EN BIOQUÍMICA Factores que modifican las Reacciones Químicas * Efectos del disolvente Solvatación AH A- + H+ * Factores Estructurales Efecto Estérico * Factores Eléctricos Resonancia Efecto Inductivo

Esferas de Solvatación REACCIONES QUÍMICAS DE IMPORTANCIA EN BIOQUÍMICA Solvatación (Efectos del disolvente ) Efecto que se produce por combinación de moléculas del solvente con iones del soluto. Los iones se estabilizan al ser rodeados por agua. Esferas de Solvatación

REACCIONES QUÍMICAS DE IMPORTANCIA EN BIOQUÍMICA Solvatación NaCl + HOH Na+ + Cl- R- COOH + HOH R-COO- + H+ Ac. Carboxilico Carboxilato Las esferas de solvatación hacen que un ácido se disocie con más facilidad (sea más ácido) y una base acepte protones con mayor facilidad (sea más básico).

REACCIONES QUÍMICAS DE IMPORTANCIA EN BIOQUÍMICA EFECTO ESTÉRICO *Efecto estructural que se produce por las interacciones espaciales entre grupos de átomos, las cuales impiden o perturban el ataque de un reactivo al centro activo del sustrato. *Depende del tamaño de la molécula y del número de sustituyentes.

REACCIONES QUÍMICAS DE IMPORTANCIA EN BIOQUÍMICA EFECTO ESTÉRICO La presencia de grupos voluminosos cercanas al centro activo de la reacción que pueden alterar el curso de la misma y variar su velocidad.

REACCIONES QUÍMICAS DE IMPORTANCIA EN BIOQUÍMICA RESONANCIA (Efecto Eléctrico) Deslocalización permanente y espontánea de los electrones Pi (π ) de una molécula o ión. Híbrido de Resonancia

REACCIONES QUÍMICAS DE IMPORTANCIA EN BIOQUÍMICA RESONANCIA La estructura real del compuesto es una fusión de las estructuras resonantes Híbrido de Resonancia

REACCIONES QUÍMICAS DE IMPORTANCIA EN BIOQUÍMICA EFECTO INDUCTIVO (Efecto Eléctrico) Efecto producido por uno o mas sutituyentes capaces de repeler o atraer electrones hacia si. * Efecto Inductivo positivo El sustituyente rechaza los electrones y por ende estabiliza la molécula. O - O O CH3-C CH3-CH2-C CH3-CH-C OH OH CH3 OH d− d− d− La presencia de dos grupos metilos estabiliza al hidrógeno haciendo al compuesto menos ácido.

REACCIONES QUÍMICAS DE IMPORTANCIA EN BIOQUÍMICA * Efecto Inductivo negativo El sustituyente atrae hacia si los electrones adquiriendo una carga parcial negativa. O - O O CH3-C Cl-CH2-C Cl - CH-C OH OH CH3 OH pKa=4,74 pKa= 2,81 El cloro atrae hacia sí los e- debilitando la unión O-H, haciendo esta molécula más ácida ya que puede liberar con mayor facilidad el protón.

REACCIONES QUÍMICAS DE IMPORTANCIA EN BIOQUÍMICA * Efecto Inductivo negativo Factores de los que depende: 1.- Distancia del grupo electrón atrayente 2.-Cantidad de grupos. 3.-Poder atractor del grupo. pKa= 2,86 pKa= 4,05 * Orden creciente en cuanto al poder atractor de los electrones: CH3-, H-, CH2=CH-, C6H5, HO-, CH3O-, I-, Br-, Cl-, F- pKa= 4,52

REACCIONES QUÍMICAS DE IMPORTANCIA EN BIOQUÍMICA Tipos de Reacciones 1.- R. de Adición Adición Electrofílica Adición Nucleofílica 2.- R. de Sustitución Sustitución Electrofílica Sustitución Nucleofílica 3.- R. de Eliminación Compuestos Insaturados Compuestos Saturados Compuestos Saturados