ÁCIDOS CARBOXÍLICOS

Mg. LUIS MIGUEL FÉLIX VELIZ

Cuando hablamos de ácido nos causa cierto temor, por que inmediatamente pensamos que son sustancias peligrosas, por que lo relacionamos con los ácidos inorgánicos. Pero si nos referimos a los ácidos orgánicos, estos no tienen el mismo comportamiento, ya que resultan de una combinación orgánica, es decir, unido a otro átomo de carbono.

Los ácidos carboxílicos, debido a su amplia distribución en la naturaleza, tienen aplicaciones muy variadas, por ejemplo algunas forman parte de los aminoácidos, de los ácidos grasos, en las frutas (ácido cítrico, málico y tartárico), de los ácidos biliares, en algunas vitaminas (vit. PP - niacina) y de algunos medicamentos (ácido acetilsalicilico).

ÁCIDOS CARBOXÍLICOS

ÁCIDOS CARBOXÍLICOS

Àcido OleicoGrasa monoinsaturada presente en los aceites vegetales como el aceite de oliva. Su consumo reduce el riesgo de enfermedades cardiovasculares.

AspirinaÁcido acetilsalicílico (Aspirina). Antiinflamatorio no esteroideo de la familia de los salicilatos, usado frecuentemente como analgésico, antipirético, antiagregante plaquetario y antiinflamatorio

EJEMPLOS:

Los ácidos carboxílicos son los productos finales de la serie de oxidación

 

R-CH3 R-CH2OH R-CHO R-COOH

Alcohol Aldehído Ácido

carboxílico

El nombre carboxílico con el que se designa al grupo funcional es

 

se compone de dos grupos carbonilo y el hidroxilo

 

carbonilo hidroxilo

O

O-HC

OC

O-H

Los ácidos carboxílicos se representan como:

OH-O

CR

Donde R puede ser alifático, cíclico o aromático.

Para nombrar a los ácidos carboxílicos primero se coloca la palabra ÁCIDO, seguida del nombre del hidrocarburo terminado en OICO.

La numeración de la cadena asigna el localizador 1 al ácido y se busca la cadena de mayor longitud.

OH-O

CH3C

COOH

ácido Etanoicoácido acetico ácido benzoico

NOMENCLATURA DE ÁCIDOS CARBOXÍLICOS

¿Cómo se nombran los ácidos carboxílicos?

Letras griegas de los ácidos carboxílicos

Una nomenclatura trivial indica las posiciones de los sustituyentes mediante letras griegas .

Se inicia la asignación de las letras griegas a partir del carbono adyacente al grupo carbonilo, a este se le asigna la letra α.

Grupo carboxílico unido a un ciclo

Los ácidos cíclicos se nombran terminando el nombre del ciclo en -carboxílico precedido de la palabra ácido.

Al hacer un análisis del grupo carboxilo nos damos cuenta que esta formado por dos partes:

O

CR O-H

ACILO HIDROXILO

GRUPO CARBOXÍLICO

La distancia entre C O es de 1,27 A ° en su estado de resonancia .

O

CR O-H

O

CR OCR:O:

:O:

CRO

OH

+-

HIBRIDO RESONANTE

CARACTERÍSTICAS ESTRUCTURALES DEL ÁCIDO CARBOXÍLICO

Propiedades físicas de los ácidos carboxílicos

• Los cuatro primeros miembros de la serie homóloga son miscibles con agua, su solubilidad disminuye rápidamente y después del ácido caproico (C6) son insolubles en agua.

• Son líquidos hasta los de 9 átomos de carbono, el resto son sólidos.

• Son más livianos que el agua y al aumentar su PM su densidad se aproxima a 0,8.

Puntos de ebullición de los ácidos carboxílicos.

Los puntos de ebullición de los ácidos carboxílicos son el resultado de la formación de un dímero, con enlace de hidrógeno, estable. Este dímero contiene un anillo de ocho miembros con dos enlaces de hidrógeno, que en efecto dobla el peso molecular de las moléculas que abandonan la fase líquida.

Para romper los enlaces de hidrógeno y vaporizar el ácido es necesario que la temperatura sea más elevada.

Propiedades químicas de los ácidos carboxílicos

• Son dependientes o función del grupo carboxilo –COOH, cuyos cambios originan los llamados derivados de ácido. En las reacciones de esta función se puede sustituir el H del oxhidrilo o todo el –OH.

• Los ácidos son resistentes a la oxidación y también a la reducción pero el hidruro de litio y aluminio los reduce hasta alcoholes.

• Según Bronsted, el grupo carboxilo es ácido porque puede ceder un ion hidrógeno.

Los ácidos carboxílicos son compuestos orgánicos que poseen una acidez apreciable. Son ácidos débiles en medio acuoso.

• Un ácido carboxílico se puede disociar en agua para dar un protón y un ión carboxilato. Normalmente, los valores de la constante de acidez (Ka) de los ácidos carboxílicos simples son de alrededor de 10-5. Por ejemplo, la constante de acidez del ácido acético (CH3COOH) es de 10-4.7.

ACIDEZ DE LOS ÁCIDOS CARBOXÍLICOS

Efectos de los sustituyentes en la acidez de  los ácidos carboxílicos

La magnitud del efecto de los sustituyentes depende de su distancia al grupo carbonilo. Los sustituyentes en los átomos de carbono α son los más efectivos

para incrementar la fuerza de los ácidos.

Cuanto más alejados se encuentren los sustituyentes del grupo carboxilo, más pequeño será el efecto inductivo.

La facilidad con que salga el hidrógeno se debe a los sustituyentes de radical R.

Si R es un grupo aceptor de electrones tipo –NO2 , -

X, la acidez se incrementa por el efecto inductivo electrón – atrayente. El hidrógeno sale con mucha facilidad

CH3C

H

C

O

O H

Cl

ACIDEZ DE LOS ÁCIDOS CARBOXÍLICOS

Si R es un grupo dador de electrones tipo –CH3 , Aquil, la acidez disminuye. El

hidrógeno sale con mucha dificultad.

CH3C

H

C

O

O HH

MÉTODOS DE OBTENCIÓNa) Por oxidación de aldehídos y alcoholes con KMnO4, H2CrO4, H2Cr2O7 y

CrO3.

b) Por oxidación de alquilbencenos con KMnO4.

c) Por hidrólisis ácida o básica de nitrilos (los nitrilos aromáticos han de obtenerse a partir de sales de diazonio, los alifáticos pueden obtenerse por SN en halogenuros de alquilo).

d) Por hidrólisis de derivados de ácido.

e) Por Carbonatación del reactivo de Grignard.

f) Síntesis Malónica.

• Oxidación de alcoholes

• Oxidación de alquilbenceno

• Hidrólisis ácida o básica de nitrilos

• Por hidrólisis de derivados de ácidos

• Carbonatación del reactivos de Grignard

• Síntesis malónica

CENTROS DE REACCIÓN DE UNA MOLÉCULA DE ÁCIDO CARBOXÍLICO

CENTROS DE REACCIÓN DE UNA MOLÉCULA DE ÁCIDO CARBOXÍLICO

CH3C

H

H

C

O

O H :B

S

NuB

R

DERIVADOS DE LOS ÁCIDOS CARBOXÍLICOS

Cuando el OH del carboxilo es sustituido por otro radical : -X, -OCOR, -OR, -NH2

Generan compuestos conocidos como: Haluros de acilo, anhídridos de acilo, esteres, amidas. Estas sustancias se denominan DERIVADOS FUNCIONALES DE LOS ÁCIDOS CARBOXÍLICOS.

O

CR X

O

CR

O

C R

O

CR

O

CR O

O RNH2

Haluro de acilo

Amida

Anhidrido de acilo

Ester

O

CR X

O

CR

O

C R

O

CR

O

CR O

O RNH2

Haluro de acilo

Amida

Anhidrido de acilo

Ester

• http://www.uam.es/departamentos/ciencias/qorg/docencia_red/qo/l00/lecc.html