Els àcids carboxílics
El grup carboxil, és un dels grups funcionalesmás abundants en química i bioquímica. No sólolos àcids carboxílics són importants en símismos, sinó el grup carboxil és el grup de l’cualse deriva una gran família de compostos.
És una funció de carboni primari. Es caracterizapor tenir en el mateix carboni el grup carbonil iun oxhidrilo. Es nomenen anteposant la palabraácido i amb el suijo oico. Alguns d’ells són másconocidos pels seus noms comuns com el ácidofórmico (metanoic) i àcid acètic (etanoic).
Els àcids carboxílics són compuestoscaracterizados per la presència de el grup carboxil (-COOH) unit a un grup llogo o aril. Quan lacadena carbonada presenta un sol grup carboxil, els àcids es diuen monocarboxílics o ácidosgrasos, se’ls denomina així ja que s’obtenen porhidrólisis dels greixos.
El primer membre de la sèrie alifàtica dels ácidoscarboxílicos és l’àcid metanoic o àcid fòrmic, aquest àcid es troba en la naturalesa segregadopor les formigues a l’mossegar.
el primer membre de el grup aromàtic és elfenilmetanóico o àcid benzoic. Quan la cadenacarbonada presenta dos grups carboxil, els ácidosse diuen dicarboxílics, sent el primer membre de la sèrie alifàtica l’1, 2 etanodíoco o ácidooxálico.
Nomenclatura
Els àcids carboxílics s’anomenen amb la ajuda dela terminació -oico o -ic que s’uneix a el nom delhidrocarburo de referència i anteposant lapalabra àcid:
Exemple
CH3-CH2-CH3 propà CH3-CH2-COOH Ácidopropanoico (propan + oico)
En el sistema IUPAC els noms dels ácidoscarboxílicos es formen reemplaçant la terminació “o” dels alcans per “oico”, i anteposant lapalabra àcid.
l’esquelet de els àcids alcanoicos es enumeraasignando l’N ° 1 a el carboni carboxílic ycontinuando per la cadena més llarga que inclogui elgrupo COOH.
En els àcids aromàtics monocarboxílics, larelación carboni-carboni és de 6: 1 el que provocaque la solubilitat es vegi disminuïda respecte als àcids monocarboxílics alifàtics.
Els àcids carboxílics són solubles en solventesmenos polars, com ara èter, alcohol, benzè, etc.. Els àcids carboxílics bullen a temperaturasaún més altes que els alcohols. Aquests punts deebullición tan elevats es deuen al fet que un parell demoléculas de l’àcid carboxílic es mantenen unidasno per un pont d’hidrogen sinó per dos. Losolores dels àcids alifàtics inferiors progresandesde els forts i irritants de l’fòrmic i delacético fins als obertament desagradables delbutírico, valeriánico i caproico; els àcids superiorestienen molt poca olor a causa dels seus bajasvolatilidades.
Punt d’ebullició: Els àcids carboxílicospresentan punts d’ebullició elevats a causa de la presencia de doble pont d’hidrogen.
Punt de fusió: El punt de fusió varia segons elnúmero de carbonis, sent més elevat el de losácidos fòrmic i acètic, a l’comparar-los amb losácidos propiònic, butíric i valérico de 3, 4 i 5carbonos, respectivament. Després de 6 carbonosel punt de fusió s’eleva de manera irregular.
Això es deu al fet que l’augment de l’nombre deátomos de carboni interiere a l’associació entreles molècules. Els àcids monocarboxílicosaromáticos són sòlids cristal·lins amb punts defusió alts respecte als àcids alifàtics.
Els àcids fòrmic i acètic (1, 2 carbonis) sonlíquidos d’olors irritants. Els àcids butíric, valeriano i caproico (4, 5 i 6 carbonis) presentanolores desagradables. Els àcids amb mayorcantidad de carbonis presenten poca olor.
Les sals dels àcids carboxílics són sólidoscristalinos no volàtils constituïts per ionespositivos i negatius i les seves propietats són les quecorresponden a aquests estructures. Les fuerzaselectrostáticas considerables que mantenen losiones en el reticle cristal·lí només poden superarsepor un escalfament a temperatura elevada o pormedio d’un solvent molt polar. La temperaturarequerida és tan alta que, abans d’aconseguir-la, serompen enllaços carboni-carboni i es descompon
emprar perquè bull a 62ºC i s’evapora de lamezcla de reacció.
Síntesi i ocupació de clorurs d’àcid. Els ácidoscarboxílicos es converteixen directament en ésteresmediante la esteriicación de Fischer, a l’reaccionarcon un alcohol amb catàlisi àcida.
Condensació dels àcids amb els alcoholes.Esteriicación de Fischer. El hidrur de liti i alumini (LiAlH4) redueix els àcids carboxílics per formaralcoholes primaris. L’aldehid és un intermediarioen aquesta reacció, però no es pot aïllar perquè sereduce amb més facilitat que l’àcid original.
Reducció dels àcids carboxílics. Un métodogeneral per preparar cetones és la reacció de unácido carboxílic amb 2 equivalents d’un reactivode organolític.
alquilació dels àcids carboxílics paraformar cetones
Descarboxilació dels radicals carboxilat
És una reacció química en la qual un grupocarboxilo és eliminat d’un compost en forma dedióxido de carboni (CO2).
els àcids carboxílics es poden convertir enhalogenuros de llogo amb pèrdua d’un àtom decarbono mitjançant la reacció de Hunsdiecker.
Utilitat en la indústria dels ácidoscarboxílicos
Els àcids carboxílics de major aplicaciónindustrial són l’àcid acètic que es utilizafundamentalmente per a l’obtenció d’acetat devinilo que s’utilitza com a monòmer per lafabricación de polímers.
També s’utilitza en la producció d’acetat decelulosa per a l’obtenció de laques i películasfotográicas, així com en la fabricació dedisolventes de resines i laques.
Èsters (CnH2n + O2)
Èsters. Són compostos orgànics en els quals ungrupo orgànic llogo (simbolitzat per R ‘) reemplaça a un àtom d’hidrogen (o més d’un) d’un àcid oxigenat. Un oxoàcid és un ácidoinorgánico les molècules posseeixen un grupohidroxilo (OH-1) des del qual l’hidrogen (H) puededisociarse com un ió hidrogen, hidrón ocomúnmente protó, (H +). Etimològicament, lapalabra “èster” prové de l’alemany Essig-Äther (èter de vinagre), com es deia antigament alacetato d’etil.
Grups funcionals
El cas dels èsters consisteix en dos cadenasseparadas per un oxigen. Cadascuna de estascadenas deu nomenar-se per separat i elnombre dels èsters sempre consisteix en dospalabras separades de l’tipus alcanoato de llogo. Laparte alquílica del nom es dóna a la cadena que nocontiene el grup carbonil. La part de l’alcanoatose dóna a la cadena que té el grup carbonil. Esteprocedimiento s’utilitza sense importar la mida de lacadena. La posició de el grup carbonil és la quedetermina qual és la cadena de l’alcanoato.
A causa de que el grup carbonil en els èsters debede estar a l’inal de la cadena de l’alcanoato no seutiliza nombre localitzador.
La cadena que es troba de costat de l’oxígenopuede estar unida per qualsevol dels seus àtoms decarbono pel que en aquest cas si no està unida per
Després el nom general d’un èster de ácidocarboxílico serà “alcanoato de llogo “on:
alcà = arran de la cadena carbonada principal (si és un alcà), que es nomena a partir de l’nombre d’àtoms de carboni.
Ej.:Propan – signiica cadena de 3 àtoms de carbonounidos per enllaços senzills.
oato = suijo que indica que és derivat d’un àcid carboxílic.
Ex: propanoat:
CH 3 -CH 2 -CO- signiica “derivat de l’ácidopropanoico”.
de llogo: Indica l’alcohol de procedència.
Ex: -O-CH 2 -CH 3 és “d’etil”
En conjunt CH 3 -CH 2 -CO-O-CH 2 -CH 3 nombrapr opanoato d’etil.
Es nomenen com alcanoatos de llogo (metanoatode metil).
Propietats físiques
Els èsters donen gust i olor de moltes fruites i sónels constituents majoritaris de les cerasanimales i vegetals.
els èsters poden participar en els enllaços dehidrógeno com acceptadors, però no puedenparticipar com a donadors en aquest tipus d’enllaços, Adiferència dels alcohols dels quals deriven. Aquesta
capacitat de participar en els enllaços de hidrógenoles converteix en més hidrosolubles que loshidrocarburos dels quals deriven. Però lasilimitaciones dels seus enllaços d’hidrogen dels hacemás hidrofòbics que els alcohols o àcids de losque deriven. Aquesta manca de capacitat d’actuar comodador d’enllaç d’hidrogen ocasiona el qual nopueda formar enllaços d’hidrogen entre moléculasde èsters, el que els fa més volàtils que unácido o alcohol de similar pes molecular.
Molts èsters tenen una aroma característic, cosa que fa que s’utilitzin àmpliament com saboresy fragàncies artiiciales. Per exemple:
Acetat de 2 Etil dhexil: olor de dolç suau
butanoat de metil: olor de Pinya
salicilat de metil (oli de siempreverde o menta): olor de les pomades Germolene ™ i Ralgex ™ (Regne Unit)
octanoato d’heptilo: olor de gerd
etanoat de isopentilo: olor de plàtan
pentanoat de pentil: olor de poma
butanoat de pentil: olor de pera o albercoc
etanoat de octil: olor de taronja.
Els èsters també participen en la hidrólisisesterárica: la ruptura d’un èster per aigua. Losésteres també poden ser descompostos per
Amb un excés d’aigua la reacció és total. És unproceso invers a la esteriicación.
CH 3 .CO.O.CH 3 + H 2 O ———— CH 3 .CO.OH + H.CH 2 .OH
hidròlisi alcalina – Saponiicación
La hidròlisi dels èsters està catalitzada per ácidoso bases i condueix a àcids carboxílics. Enpresencia d’un hidròxid i amb excés d’aigua ycalor, es produeix una reacció que dóna comoproductos l’alcohol i la sal de l’àcid de l’queproviene.Aquesta sal és el sabó el que dóna el nom ala reacció.
èster + hidròxid ————– sal d’àcid + alcohol.
transesteriicación
Els èsters reaccionen amb alcohols amb catálisisácida o bàsica obtenint-se un nou èster sinnecesidad de passar per l’àcid carboxílic libre.Esta reacció s’anomena transesteriicación.
reacció amb organometàl·lics
els reactius de Grignard transformen els èsters enalcoholes. La reacció no es pot aturar i seproduce l’addició de dos equivalents delorganometálico.
Reducció a alcohols i aldehids
L’hidrur d’alumini i liti els transforma enalcoholes i el DIBAL en aldehids.
Condensació de Claisen
En mitjans bàsics formen enolats que condensangenerando 3-cetoésteres. Reacció denominadacondensación de Claisen.
Usos
Formiat d’etil: essència de grosella, rom.
Acetat d’etil: essència de poma i pera. Solvent de la nitrocel·lulosa.
butirat d’etil: essència de préssec.
Acetat de butil: solvent de la nitrocel·lulosa. Laques; vernissos; plàstics; vidres de seguretat; perfums.
Acetat d’amil: solvent de laques i vernissos
Classiicació dels èters segons el tipus de radical
Se’ls pot considerar el resultat de substituir elhidrógeno de el grup OH dels alcohols per unradical hidrocarbonat. Segons el tipus de estosradicales, els èters poden ser:
alifàtics, R-O-R (els dos radicals alquílics).
Aromàtics, Ar-O-Ar (els dos radicals arílicos).
Mixtes, R-O-Ar (un radical alquílic i un altre arílico).
els èters es diuen simètrics quan els dosradicales són iguals i, asimètrics, si són diferents.
Nomenclatura
Forma de nomenar els èters
Per nomenar els èters tenim dues alternatives:
Primera: Considerar el grup alcoxi com un substituent (sent R el radical més senzill).
Segona: Citar els dos radicals que estan units a l’O per ordre alfabètic ia continuació la paraula èter.
propietats
propietats Químiques
Els èters tenen molt poca reactivitat química, a causa de la diicultad que presenta la ruptura delenlace C-O. Per això, s’utilitzen molt comodisolventes inerts en reaccions orgàniques. Encontacte amb l’aire pateixen una lenta oxidació en laque formen peròxids molt inestables i pocovolátiles. Aquests constitueixen un perill quan sedestila un éter, ja que es concentren en el residu ypueden donar lloc a explosions. Això es evitaguardando l’èter amb fil de sodi o afegint unapequeña quantitat d’un reductor (SO 4 Fe, LiAIH 4) abans de la destil·lació.
Propietats Físiques
Estructuralment els èters poden considerarsederivados de l’aigua o alcohols, en els quals es hanreemplazado un o dos hidrògens, respectivament, per restes carbonats.
l’estructura angular dels èters s’explica bienasumiendo una hibridació sp3 en l’oxigen, queposee dos parells d’electrons no compartits. Nopuede establir enllaços d’hidrogen consigomismo i els seus punts d’ebullició i fusió sonmuchos més baixos que els alcohols referibles. Uncaso molt especial el constitueixen els epòxids, queson èters cíclics de tres membres. El anillocontiene molta tensió, encara que una mica menys que en el ciclopropà.
epòxid d’etilè
Però la presència de l’oxigen, que polaritza losenlaces, i l’existència de la tensió, fa que els