UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS (Universidad del Perú, DECANA DE AMÉRICA) FACULTAD DE FARMACIA Y BIOQUÍMICA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE FARMACIA Y BIOQUÍMICA Departamento Académico de Química Básica y Aplicada CATEDRA DE QUIMICA ORGANICA
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QUIMICA ORGANICA II Fritz Choquesillo Peña
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QUIMICA ORGANICA II
ACIDOS CARBOXILICOS FRITZ CHOQUESILLO PEÑA LIMA 2014-I
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Estructura de un ácido carboxílico, donde R es un hidrógeno o un grupo orgánico.
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NOMENCLATURA IUPAC
La IUPAC nombra los ácidos carboxílicos reemplazando la terminación ano del alcano con igual número de carbonos por -oico.
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Cuando el ácido tiene sustituyentes, se numera la cadena de mayor longitud dando el localizador más bajo al carbono del grupo ácido. Los ácidos carboxílicos son prioritarios frente a otros grupos, que pasan a nombrarse como sustituyentes
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Los ácidos carboxílicos también son prioritarios frente a alquenos y alquinos. Moléculas con dos grupos ácido se nombran con la terminación -dioico.
Cuando el grupo ácido va unido a un anillo, se toma el ciclo como cadena principal y se termina en -carboxílico.
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Nombre trivial
Nombre IUPAC
Estructura
Número de carbonos
Ácido fórmico Ácido acético Ácido propiónico Ácido butírico Ácido valérico Ácido caproico Ácido enántico Ácido caprílico Ácido pelargónico Ácido cáprico
Ácido metanoico Ácido etanoico Ácido propanoico Ácido butanoico Ácido pentanoico Ácido hexanoico Ácido heptanoico Ácido octanoico Ácido nonanoico Ácido decanoico Ácido undecanoico Ácido dodecanoico
HCOOH CH3COOH CH3CH2COOH CH3(CH2)2COOH CH3(CH2)3COOH CH3(CH2)4COOH CH3(CH2)5)COOH CH3(CH2)6COOH CH3(CH2)7COOH CH3(CH2)8COOH
C1:0 C2:0 C3:0 C4:0 C5:0 C6:0 C7:0 C8:0 C9:0 C10:0
CH3(CH2)9COOH
C11:0
CH3(CH2)10COOH
C12:0
Ácido undecílico Ácido láurico
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Propiedades físicas de los Ácidos Carboxílicos Los ácidos carboxílicos son moléculas con geometría trigonal plana. Presentan hidrógeno ácido en el grupo hidroxilo y se comportan como bases sobre el oxígeno carbonílico.
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Los puntos de fusión y ebullición son elevados ya que forman dímeros, debido a los enlaces por puentes de hidrógeno.
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Acidez y basicidad de los Ácidos Carboxílicos
La propiedad más característica de los ácidos carboxílicos es la acidez del hidrógeno situado sobre el grupo hidroxilo. El pKa de este hidrógeno oscila entre 4 y 5 dependiendo de la longitud de la cadena carbonada.
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Los ácidos carboxílicos son ácido relativamente fuertes ya que estabilizan la carga de su base conjugada por resonancia.
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Los sustituyentes atrayentes de electrones aumentan la acidez de los ácidos carboxílicos. Grupos de elevada electronegatividad retiran carga por efecto inductivo del grupo carboxílico, produciendo un descenso en el pKa del hidrógeno ácido.
El efecto inductivo aumenta con la electronegatividad del halógeno, con la proximidad del halógeno al grupo carboxílico y con el número de halógenos.
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Los ácidos más solubles en agua son los de cadena más corta, poseen un sabor agrio. Los de cuatro a ocho átomos de carbono por molécula tienen olor desagradable, pero los de cadena carbonada larga son prácticamente inodoros debido a su poca volatilidad. En conclusión, su solubilidad disminuye a medida que aumenta la cadena carbonada.
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SINTESIS DE ACIDOS CARBOXILICOS
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Oxidación de alquilbencenos: Los ácidos carboxílicos pueden obtenerse a partir de bencenos sustituidos con grupos alquilo por oxidación con permanganato de potasio o dicromato de sodio.
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Hidrólisis de nitrilos: Los haluros de alquilo primarios y secundarios reaccionan con cianuro de sodio mediante mecanismos de tipos SN2 para formar nitrilos. La hidrólisis posterior del nitrilo rinde ácidos carbóxílicos. Deben emplearse haluros de alquilo con un carbono menos que el ácido que se desea obtener.
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La hidr贸lisis del nitrilo puede realizase en medio b谩sico, generando un carboxilato que se protona en una etapa de acidulaci贸n final.
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Oxidación de alcoholes primarios: Los ácidos carboxílicos pueden obtenerse por oxidación de alcoholes primarios. Como reactivos puede utilizarse el oxidante de Jones, permanganato de potasio, dicromato de sodio......
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PROPIEDADES QUIMICAS
Los ácidos carboxílicos pueden desprotonarse con bases, como NaOH, para formar las sales de carboxilato. Estas sales son nucleófilos aceptables y pueden actuar en mecanismos de tipo SN2
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REACCIÓN DE ÁCIDOS CARBOXÍLICOS CON ORGANOMETÁLICOS
Los ácidos carboxílicos reaccionan con dos equivalentes de organolíticos seguido de hidrólisis acuosa para formar cetonas.
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REDUCCIÓN DE ÁCIDOS CARBOXÍLICOS A ALCOHOLES
El hidruro de litio y aluminio reduce ácidos carboxílicos a alcoholes.
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REACCIÓN DE HELL - VOLHARD - ZELINSKY
La reacción de Hell - Volhard - Zelinsky permite halogenar la posición alfa de los ácidos carboxílicos. Como reactivo se emplea bromo catalizado por fósforo. El fósforo en presencia de bromo genera tribromuro de fósforo que es en realidad el compuesto que actúa de catalizador.
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DERIVADOS DE ACIDOS CARBOXILICOS
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DERIVADOS DE ACIDOS CARBOXILICOS RCOOH
RCO-
grupo acilo
R- CO
A. Haluros de acilo B. Anhidridos de acido C. Esteres D. Amidas
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RCOX (RCO)2O RCOOR1 RCONH2
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O RCO-SR
tioester
O
O NH
imida
lactona
O
lactama
H N
O O RC-OOH
O
ácido perácido
O RC-NHOH O
ácido hidroxámico
RCO-NH-NH2
hidrazida
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