La Quimica del Carbono: 2011

martes, 24 de mayo de 2011

Amidas

Síntesis

A partir de haluros de ácido
A partir de anhidridos
A partir de ésteres
A partir de ácidos carboxílicos:

Reacciones

Nitrilos

Síntesis

Reacciones

Obtención de ácidos carboxílicos mediante hidrólisis de nitrilos
Reducción:

Reacciones

Reducción

Haluros de ácido

Síntesis

Reacciones

Anhidridos

Síntesis

A partir de haluros de ácido
A partir de ácidos carboxílicos:

Reacciones

Esteres

Síntesis

A partir de haluros de ácido
A partir de anhidridos
A partir de ácidos carboxílicos (esterificación) :

A partir de otros ésteres (transesterificación):

Reacciones

Con compuestos organometálicos para formar alcoholes

REACCION DE ACIDO CARBOXILICO

Las reacciones de ácidos carboxílicos y derivados tienen lugar mediante un proceso de sustitución por adición-eliminación.

Donde X puede ser:

El orden de reactividad de los compuestos carboxílicos es el siguiente:
Haluros de ácido > Anhidridos > Esteres > Amidas > Acidos carboxílicos
Es sencillo obtener un compuesto menos reactivo a partir de otro más reactivo,lo contrario,en general,no.

Acidos carboxílicos
Haluros de ácido
Anhidridos
Esteres
Amidas
Nitrilos

Acidos carboxílicos

Síntesis

Oxidación de alquenos con KMnO₄ en caliente
Ozonólisis de alquinos
Oxidación de alquinos con KMnO₄ en caliente
Oxidación de cadena lateral del Benceno con KMnO₄ en caliente
Oxidación de alcoholes primarios
Oxidación de aldehídos
Hidrólisis de nitrilos:
Esta reacción sólo es válida para nitrilos que proceden de haloalcanos primarios.

A partir de compuestos organometálicos:

ACIDO CARBOXILICO

Los ácidos carboxílicos constituyen un grupo de compuestos que se caracterizan porque poseen un grupo funcional llamado grupo carboxilo o grupo carboxi (–COOH); se produce cuando coinciden sobre el mismo carbono un grupo hidroxilo (-OH) y carbonilo (C=O). Se puede representar como COOH ó CO₂H

Nomenclatura

Los ácidos carboxílicos se nombran con la ayuda de la terminación –oico o –ico que se une al nombre del hidrocarburo de referencia:
Ejemplo
CH₃-CH₂-CH₃ propano CH₃-CH₂-COOH Acido propanoico (propano + oico)

Los nombres de los ácidos carboxílicos se designan según la fuente natural de la que inicialmente se aislaron. Se clasificaron así:

Nombres y fuentes naturales de los ácidos carboxílicos
Estructura	Nombre IUPAC	Nombre común	Fuente natural
HCOOH	Ácido metanoico	Ácido fórmico	Destilación destructiva de hormigas (formica en latín)
CH₃COOH	Ácido etanoico	Ácido acético	Fermentación del vino (vinagre)
CH₃CH₂COOH	Ácido propanoico	Ácido propiónico	Fermentación de lácteos (pion en griego)
CH₃CH₂CH₂COOH	Ácido butanoico	Ácido butírico	Mantequilla (butyrum, en latín)
CH₃(CH₂)₃COOH	Ácido pentanoico	Ácido valérico	Raíz de la valeriana officinalis
CH₃(CH₂)₄COOH	Ácido hexanoico	Ácido caproico	grasa de cabra

En el sistema IUPAC los nombres de los ácidos carboxílicos se forman reemplazando la terminación “o” de los alcanos por “oico”, y anteponiendo la palabra ácido.
El esqueleto de los ácidos alcanoicos se enumera asignando el N° 1 al carbono carboxílico y continuando por la cadena más larga que incluya el grupo COOH.

Ejemplos de ácidos carboxílicos

Ejemplo 1
HOCH₃-CH₃-CH=CH-CH(CH₃-CH=CH₃)-CHBr-COOH

En este compuesto aparte del grupo funcional COOH, hay una función alcohol, pero de acuerdo a su importancia y relevancia el grupo COOH es el principal; por lo tanto el grupo alcohol se lo nombra como sustituyente. Por lo tanto el nombre es Acido 3-alil-2-bromo-7-hidroxi-4-hexenoico.
Ejemplo 2
Compuestos con dos grupos COOH

FORMULA	NOMBRE IUPAC	NOMBRE TRIVIAL
HOOC-COOH	Ac. Etanodioico	Ac. Oxálico
HOOC-CH₂-COOH	Ac. Propanodioico	Ac. Malónico
HOOC-(CH₂)₂-COOH	Ac. Butanodioico	Ac. Succínico

La palabra carboxi también se utiliza para nombrar al grupo COOH cuando en la molecula hay otro grupo funcional que tiene prioridad sobre él.

HCOOH ácido fórmico (se encuentra en insectos, fórmico se refiere a las hormigas)
CH₃COOH ácido acético o etanoico (se encuentra en el vinagre)
HOOC-COOH ácido etanodioico, también llamado ácido oxálico,
CH₃CH₂COOH ácido propanoico
C₆H₅COOH ácido benzoico (el benzoato de sodio, la sal de sodio del ácido benzoico se emplea como conservante)
Ácido láctico
Todos los aminoácidos contienen un grupo carboxilo y un grupo amino. Cuando reacciona el grupo carboxilo de un aminoácido con el grupo amino de otro se forma un enlace amida llamado enlace peptídico. Las proteínas son polímeros de aminoácidos y tienen en un extremo un grupo carboxilo terminal.
Todos los ácidos grasos son ácidos carboxílicos. Por ejemplo, el ácido palmítico, esteárico, oleico, linoleico, etcétera. Estos ácidos con la glicerina forman ésteres llamados triglicéridos.

Ácido palmítico o ácido hexadecanoico, se representa con la fórmula CH₃(CH₂)₁₄COOH

Las sales de ácidos carboxílicos de cadena larga se emplean como tensoactivos. Por ejemplo, el estearato de sodio (octadecanoato de sodio), de fórmula CH₃(CH₂)₁₆COO^-Na⁺
Cianoacrilato

REACCIONES DE LOS ALDEHIDOS

Reacciones :

Adición nucleofílica
Debido a la resonancia del grupo carbonilo
la reacción más importante de aldehídos y cetonas es la reacción de adición nucleofílica cuyo mecanismo es el siguiente:
Siguen este esquema la reacción con hidruros ( NaBH₄, LiAlH₄ ) donde Nu^- = H^- y la reacción con organometálicos (RMgLi, RLi) donde Nu^- = R^-.
Adición nucleofílica de alcoholes

Adición de amina primaria
Adición de Hidroxilamina
Adición de hidracinas
Adición de Ácido Cianhídrico
Oxidación
Reducción
Hidruro
Hidrogenación
Reducción de Clemmensen
Reacción de Wolff-Kishner

Los aldehídos son funciones terminales, es decir que van al final de las cadenas Nomenclatura de ciclos

Localizador	Cadena Carbonada Principal	Carbaldehido	Ejemplo
1(se puede omitir)	Benceno	Carbaldehido
2,3	Naftaleno	DiCarbaldehido

Si el ciclo presenta otros sustituyentes menos importantes se los nombre primeros, así:

ALDEHIDOS

Los aldehídos son compuestos orgánicos caracterizados por poseer el grupo funcional -CHO. Se denominan como los alcoholes correspondientes, cambiando la terminación -ol por -al :

Es decir, el grupo carbonilo H-C=O está unido a un solo radical orgánico.
Se pueden obtener a partir de la oxidación suave de los alcoholes primarios. Esto se puede llevar a cabo calentando el alcohol en una disolución ácida de dicromato de potasio (también hay otros métodos en los que se emplea Cr en el estado de oxidación +6). El dicromato se reduce a Cr³⁺ (de color verde). También mediante la oxidación de Swern, en la que se emplea sulfóxido de dimetilo, (Me)₂SO, dicloruro de oxalilo, (CO)₂Cl₂, y una base. Esquemáticamente el proceso de oxidación es el siguiente:

Nomenclatura

Número de carbonos	Nomenclatura IUPAC	Nomenclatura trivial	Fórmula	P.E.°C
1	Metanal	Formaldehído	HCHO	-21
2	Etanal	Acetaldehído	CH₃CHO	20,2
3	Propanal	Propionaldehído Propilaldehído	C₂H₅CHO	48,8
4	Butanal	n-Butiraldehído	C₃H₇CHO	75,7
5	Pentanal	n-Valeraldehído Amilaldehído n-Pentaldehído	C₄H₉CHO	103
6	Hexanal	Capronaldehído n-Hexaldehído	C₅H₁₁CHO
7	Heptanal	Enantaldehído Heptilaldehído n-Heptaldehído	C₆H₁₃CHO
8	Octanal	Caprilaldehído n-Octilaldehído	C₇H₁₅CHO
9	Nonanal	Pelargonaldehído n-Nonilaldehído	C₈H₁₇CHO
10	Decanal	Caprinaldehído n-Decilaldehído

REACCIONES DE LOS ALCOHOLES

Los alcoholes pueden reaccionar de manera que retengan el oxígeno o que lo pierdan. Son bastante reactivos y sus reacciones básicas son las siguientes:

Reacción con los metales alacalinos y alcalinos-térreos.

Los alcoholes reaccionan con estos metales igualmente como lo hace el agua, pero con menos violencia, para formar lo que se conoce como alcóxidos (equivalentes a los hidróxidos que forma el agua).

Na + CH₃CH₂OH ---------------> CH₃CH₂ONa + ½H₂

Los alcoholes primarios reaccionan con mas fuerza que los secundarios, y estos a su vez, con más que los terciarios.

Reacción con los ácidos.

Los alcoholes reaccionan con los ácidos orgánicos e inorgánicos fuertes para formar los ésteres. Los ésteres obtenidos de ácidos inorgánicos es frecuente encontrarlos como ésteres inorgánicos.

CH₃OH + SO₄H₂ ---------------> CH₃O-SO₂-OCH₃Metanol + Ácido sulfúrico -----------------> Sulfato de metilo.

Deshidrogenación de los alcoholes.

Los alcoholes primarios y secundarios cuando se calientan en contacto con ciertos catalizadores, pierden átomos de hidrógeno para formar aldehídos o cetonas. Si esta deshidrogenación se realiza en presencia de aire (O) el hidrógeno sobrante se combina con el oxígeno para dar agua.

ALCOHOLES

etanol

En química se denomina alcohol son aquellos hidrocarburos saturados, o alcanos que contienen un grupo hidroxilo (-OH) en sustitución de un átomo de hidrógeno enlazado de forma covalente.

Los alcoholes pueden ser primarios, secundarios o terciarios, en función del número de átomos de hidrógeno sustituidos en el átomo de carbono al que se encuentran enlazado el grupo hidroxilo.

A nivel del lenguaje popular se utiliza para indicar comúnmente una bebida alcohólica, que presenta etanol, con formula química CH₃CH₂OH.

Nomenclatura

Común (no sistemática): anteponiendo la palabra alcohol y sustituyendo el sufijo -ano del correspondiente alcano por -ílico. Así por ejemplo tendríamos alcohol metílico, alcohol etílico, alcohol propílico, etc.

IUPAC: sustituyendo el sufijo -ano por -ol en el nombre del alcano progenitor, e identificando la posición del átomo del carbono al que se encuentra enlazado el grupo hidroxilo.

Cuando el grupo alcohol es sustituyente, se emplea el prefijo hidroxi-

Se utilizan los sufijos -diol, -triol, etc., según la cantidad de grupos OH que se encuentre.

Formulación

Los monoalcoholes derivados de los alcanos responden a la fórmula general C_nH_2n+1OH

Alcoholes primarios, secundarios y terciarios

Alcohol primario: los alcoholes primarios reaccionan muy lentamente. Como no pueden formar carbocationes, el alcohol primario activado permanece en solución hasta que es atacado por el ión cloruro. Con un alcohol primario, la reacción puede tomar desde treinta minutos hasta varios días.
Alcohol secundario: los alcoholes secundarios tardan menos tiempo, entre 5 y 20 minutos, porque los carbocationes secundarios son menos estables que los primarios.
Alcohol terciario: los alcoholes terciarios reaccionan casi instantáneamente, porque forman carbocationes terciarios relativamente estables.

Fuentes
Muchos alcoholes pueden ser creados por fermentación de frutas o granos con levadura, pero solamente el etanol es producido comercialmente de esta manera, principalmente como combustible y como bebida. Otros alcoholes son generalmente producidos como derivados sintéticos del gas natural o del petróleo