ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DE CHIMBORAZOFACULTAD DE CIENCIAS CARRERA DE INGENIERÍA QUÍMICA “CONCURSO DE MERITOS Y OPOSICIÓN SEGUNDA CONVOCATORIA PARA P ASANTE DE LA FACULTAD EN EL ÁREA DE QUÍMICA ORGÁNICA” Ácidos Carboxílicos 1.- Introducción La propiedad química más importante de los ácidos carboxílicos, que es otro grupo de compuestos orgánicos que contienen el grupo carbonilo, es su acidez. Además, los ácidos carboxílicos forman numerosos derivados importantes, entre ellos los ésteres, amidas, etc. El grupo funcional de un ácido carboxílico es el grupo carboxilo, llamado así porque está formado por un grupo carbonilo y un grupo hidroxilo. A continuación se incluye una estructura de Lewis para el grupo carboxilo y también tres representaciones del mismo: 2.- Propiedades Físicas caprílico y cáprico se encuentran en las secreciones cutáneas de las cabras (capri en latín). Los ácidos caproico. 3.. El ácido butírico se obtiene por oxidación del butiraldehído. El ácido acético se aisló del vinagre. hormiga). el ácido fórmico. que se encuentra en la mantequilla (en latín butyrum). . y su nombre deriva del griego protos pion (primera grasa). El ácido propiónico se consideró como el primer ácido graso. es el causante de la irritación causada por la picadura de las hormigas (del latín formica.Nomenclatura-Común El ácido carboxílico más simple. cuyo nombre en latín es acetum (agrio). O CH3 CH C NH2 OH . IUPAC O CH3 CH C 1 NH2 OH . Propiedades Físicas y nomenclatura . O C H C: ácido benzoico O U: aceptado C H Br C: ácido m-bromobenzoico U: aceptado . COOH H C H HO C COOH H C H COOH . Formación de dímeros . . Solubilidad en agua • Los ácidos carboxílicos son similares a los alcoholes en cuanto a su solubilidad en agua ya que también pueden formar puentes de hidrógeno. O C OH OH C O . Si está presente una cantidad catalítica de ácido el equilibrio se alcanza al cabo de unas horas. calentando a reflujo una mezcla del ácido carboxílico y del alcohol. puesto que en ausencia de ácidos fuertes estas reacciones proceden de forma muy lenta. Esterificación Las reacciones de esterificación se efectúan bajo catálisis ácida. . Formación de Sales 2 RCOOH + Na2CO3 2 RCOOa+ + H2O + CO2 RCOOH + NaHCO3 + RCOONa+ + H2O + CO2 . + OH ácido fórmico formiato de sodio ácido metanoico metanoato de sodio O O C OH + NaOH O.Ejemplo de formación de sales O O HC HC + H2O + NaOH O Na.Na+ + H2 O ácidobenzoico benzoato de sodo . NHR ó NR2 (Amidas) L L = O-CO-R (Anhídridos) O O O O O R C R C R C C C X NH2 O-R´ R O R Halogenuros Amidas Anhídridos Ésteres de acilo . Derivados de ácidos carboxílicos O L = Halógeno (halogenuros de acilo) L = O-R (Ester) R C L = NH2. 4.PREPARACIÓN DE ÁCIDOS CARBOXÍLICOS .. .1.MÉTODOS INDUSTRIALES •Ácido fórmico Ácido acético •Oxidación de etileno •Ruptura oxidativa del butano •Carbonilación del metanol .4. .4. el más alto que puede tener un carbono en un grupo funcional orgánico. Por tanto. siempre que exista el reactivo adecuado. . un ácido carboxílico podrá obtenerse a partir de la oxidación de casi cualquier otro grupo funcional.2.1.OXIDACIÓN Los ácidos y derivados poseen el carbono del grupo carboxílico en un estado de oxidación formal +3..2.MÉTODOS LABORATORIO 4. . La oxidación ocurre en la posición bencílica. La oxidación enérgica de alquilbencenos provoca la formación de ácidos benzoicos. la posición bencílica es fácilmente oxidable La oxidación con MnO2. siendo esta reacción altamente regioselectiva. oxidante muy suave.Los alcanos son difíciles de oxidar selectivamente. sólo ha ocurrido en la posición bencílica. Sin embargo. El análisis de la a su vez.Los alquenos pueden oxidarse a ácidos carboxílicos. pueden dar lugar a estructura y cantidad de los reacciones importantes. sufriendo la ruptura del doble enlace La ozonolisis resulta útil para Los alquenos no cíclicos dan comvertir cicloalquenos en lugar a una mezcla de compuestos dicarbonílicos que. productos. fragmentos obtenidos puede permitir averiguar la estructura del alqueno de partida . pero sufriendo ruptura de enlaces C-C Los aldehídos se oxidan en condiciones muy suaves y con reactivos muy selectivos a ácidos carboxílicos El óxido de plata es un oxidante muy suave que resulta selectivo de aldehídos. si existe en la molécula. KMnO4. No se oxidará ninguna otra función.Los alcoholes primarios son los únicos que pueden oxidarse a ácidos carboxílicos sin ruptura de enlaces C-C Los alcoholes secundarios y terciarios pueden oxidarse en condiciones muy enérgicas a ácidos carboxícos. K2Cr2O7 . Adms. Si es enérgica se producen dos ácidos carboxílicos. Si suave (oxidación de Baeyer-Villiger). da lugar a un ácido y un alcohol. K2Cr2O7 Reactivo suave: perácidos carboxílicos. Reactivos enérgicos: KMnO4. se produce un éster que. una vez hidrolizado.Las cetonas también pueden oxidarse a ácidos carboxícos pero tienen que sufrir ruptura de un enlace C-C La oxidación de cetonas pasa obligatoriamente por la ruptura de un enlace C-C. . . muy pobre en electrones al estar unido a dos oxígenos más electronegativos que él.2. ataca al carbono del dióxido. es hacer reaccionar un compuesto organometálico con dióxido de carbono. muy rico en electrones debido a la baja electronegatividad de éste último.2. •Reactivos de Grignard •Reactivos organolíticos El carbono unido al metal. añadiendo un átomo de carbono más a la molécula.4..CARBOXILACIÓN DE COMPUESTOS ORGANOMETÁLICOS Un método muy directo de preparar un ácido carboxílico. . por adición de cianuro a un aldehído.2.. Otra posibilidad interesante es la formación de una cianhidrina..HIDRÓLISIS DE NITRILOS Los nitrilos se hidrolizan en medio ácido o básico para dar ácidos carboxílicos.3. Recuerda que las reacciones de sustitución nucleófila pueden no darse fácilmente. en función de la estructura el grupo R. La hidrólisis del nitrilo permite obtener α-hidroxiácidos en este caso.4. Hidrólisis ácida Hidrólisis alcalina . HIDRÓLISIS DE DERIVADOS DE ÁCIDO •Cloruros de ácido •Anhídridos •Ésteres •Amidas .4.4..2. 5..REACTIVIDAD DE ÁCIDOS CARBOXÍLICOS . . El mapa de reactividad de un ácido carboxílico está marcado. queda totalmente enmascarada por la elevada acidez del medio ácido. el ataque nucleófilo al carbono carbonílico deberá hacerse. por la elevada acidez del OH y. La limitada acidez de los hidrógenos en . suele interferir casi siempre en las reacciones que se quieran llevar a cabo en medio básico. en primer La acidez del lugar. en segundo. por la electrofilia del grupo carboxilo carbono carbonílico. Por tanto. en carbonílicos. grupo carboxilo. muy patente en otros derivados en general. neutralizando la base e impidiendo que se produzcan. Reducción hasta alcoholes primarios Conversión en haluros de ácido Conversión en ésteres . .REDUCCIÓN DE ÁCIDOS CARBOXÍLICOS Un ácido carboxílico podrá reducirse y dar lugar a otro grupo funcional con el carbono en un estado de oxidación menor.1.5. siempre que exista el reactivo adecuado . El carbono carboxílico. con deficiencia electrónica. reduce el grupo carboxilo parcialmente y la reducción se detiene en el aldehído. puede aceptar el electrón y reducirse así.•Reducción a aldehídos Los metales alcalinos son buenos reductores porque tienen una gran tendencia a ceder su electrón más externo. menos reactivo que el hidruro de litio y aluminio. ¿Podrías plantear un mecanismo razonable? El hidruro de diisobutilaluminio. La amina puede aportar los hidrógenos necesarios. . Reductor [H] Otros grupos que interfieren LiALH4 / éter ¡Precaución!. La reacción del LAH con un ácido es fuertemente exotérmica y puede dar lugar a explosiones o incendios. BH3 / THF . Hay que tener precaución si la molécula posee otros grupos funcionales ya que algunos de ellos pueden reducirse.Reducción a alcoholes Para reducir un grupo carboxilato a alcohol se necesitan reductores más enérgicos. se produce el ataque nucleófilo La pérdida de agua reintegra la estructura protonada del grupo carbonilo. que ya está unido al oxígeno alcohólico . débilmente básico. que suele ser el disolvente de la reacción.2.5. En presencia de un exceso de alcohol. ESTERIFICACIÓN La reacción se lleva a cabo con una cantidad catalítica de un ácido mineral (clorhídrico o sulfúrico) que es capaz de protonar el grupo carbonilo. .3.FORMACIÓN DE SALES (ACIDEZ) CON METALES CON HIDRÓXIDOS METÁLICOS CON CARBONATOS O HIDROGENOCARBONATOS CON AMONIACO CON AMINAS .5. REACTIVIDAD DE LOS DERIVADOS DE LOS ÁCIDOS CARBOXÍLICOS El orden de reactividad se explica teniendo en cuenta la basicidad del grupo saliente . SÍNTESIS DE LOS DERIVADOS DE LOS ÁCIDOS CARBOXÍLICOS . . I A S RA C G .
Report "Metodo de Obtencion de Acidos Carboxilicos"