Ácidos Carboxílicos2k11

download Ácidos Carboxílicos2k11

of 97

Transcript of Ácidos Carboxílicos2k11

  • 8/3/2019 cidos Carboxlicos2k11

    1/97

  • 8/3/2019 cidos Carboxlicos2k11

    2/97

    cidos carboxlicos en productosnaturales

  • 8/3/2019 cidos Carboxlicos2k11

    3/97

    Introduccin Los cidos carboxlicos tienen un grupo C=O con unOH

    unido al mismo carbono Generalmente el grupo se escribe como COOH o

    CO2H El carbono del grupoCOOH se conoce comnmente

    con el nombre de carbono carboxiloy el grupo funcionalse denomina grupo carboxi o grupo carboxilo

  • 8/3/2019 cidos Carboxlicos2k11

    4/97

    Estructura del grupo -COOH El carbono tiene hibridacin sp2 Los ngulos de enlace son + 120 El oxgeno hidroxilo est eclipsado con el carbono, para

    lograr as traslape del orbital con un par de loselectrones no apareados del oxgeno.

  • 8/3/2019 cidos Carboxlicos2k11

    5/97

    Estructura del grupo -COOH La longitud de enlace del C-OH en el grupo carboxilo es

    menor que en los alcoholes, debido a que el carbonoenlazado al OH tiene mayor carcter s

  • 8/3/2019 cidos Carboxlicos2k11

    6/97

    Estructuras de resonancia del grupocarboxiloUno de los pares de electrones no compartidos del tomo de oxgeno delgrupo hidroxilo est deslocalizado en el sistema electroflico pi del grupocarbonilo

  • 8/3/2019 cidos Carboxlicos2k11

    7/97

    Clasificacin De acuerdo al grupo carbonado unido al carbono

    carboxilo:cidos alifticos: CH3COOHcidos alifticos ,-insaturados:

    CH3CH2CH=CHCOOHcidos aromticos:

    CH3

    COOH

  • 8/3/2019 cidos Carboxlicos2k11

    8/97

    Clasificacin De acuerdo al nmero de grupos carboxilo (COOH)presentes en la estructura

    MonocarboxlicosCH3CH2CH2COOH

    DicarboxlicosHOOC-COOH

    Tricarboxlicos, etcCOOH

    COOHHOOC

  • 8/3/2019 cidos Carboxlicos2k11

    9/97

    Clasificacin

    cidos grasos, que derivan de aceites ygrasas naturales y que se subdividen ensaturados e insaturados.

    Estos cidos por lo general tienen nmero PARde tomos de carbono. Los ms abundantes son cidos no ramificados y

    sin otras funciones qumicas, de 12 a 22 tomos

    de carbono

  • 8/3/2019 cidos Carboxlicos2k11

    10/97

    cidos Grasos Saturados

    Frmula Nombre Comn Nombre IUPAC

    CH3(CH2)10CO2H cido lurico cido dodecanoico

    CH3(CH2)12CO2H cido mirstico cidotetradecanoico

    CH3(CH2)14CO2H cido palmticocido

    hexadecanoico

    CH3(CH2)16CO2H cido esterico cidooctadecanoico

    CH3(CH2)18CO2H cido araqudico cido icosanoico

  • 8/3/2019 cidos Carboxlicos2k11

    11/97

    cidos grasos insaturadosFrmula (todos son cis) Nombre

    ComnNombreIUPAC

    CH3(CH2)5CH=CH(CH2)7CO2Hcido

    palmitoleico

    cido cis-hexadeca-9-

    enoico

    CH3(CH2)7CH=CH(CH2)7CO2H cido oleicocido cis-

    octadeca-9-enoico

    CH3(CH2)4CH=CHCH2CH=CH(CH2)7CO2Hcido

    linoleico

    cido cis,cis-octadeca-9,12-

    dienoico

    CH3CH2CH=CHCH2CH=CHCH2CH=CH(CH2)7CO2Hcido

    linolnicocido octadeca-9,12,15-trienoico

    CH3(CH2)4(CH=CHCH2)4(CH2)2CO2Hcido

    araquidnico

    cido icosa-5,8,11,14-tetraenoico

  • 8/3/2019 cidos Carboxlicos2k11

    12/97

    Nomenclatura IUPAC: se antepone la palabra cidoy el nombre se

    construye usando la raz que indica el nmero de tomosde carbono de la cadena ms larga que incluya al grupocarboxilo y aadiendo el sufijooico.

    CH3(CH2)6COOH cidooctanoicoCH3COOH cidoetanoicoCH3CH=CHCOOH cidobuta-2-enoico

  • 8/3/2019 cidos Carboxlicos2k11

    13/97

    Nomenclatura El carbono carboxilo tiene la posicin nmero 1. Si hay

    sustituyentes, se enumeran en orden alfabtico:

    cido 3-metil-2,4-bis(1-metiletil)-4-pentenoicocido 2-isopropil-3,5-dimetil-4-metilidenhexanoico

    cido 2-(2-formilciclopentil)etanoico

  • 8/3/2019 cidos Carboxlicos2k11

    14/97

    Nomenclatura Los cidos cclicos se nombran como cidos

    cicloalcanocarboxlicos:

    En el caso de cidos aromticos, tambin se sigue estesistema aunque es an comn usar los nombres de clasefuncional:

    COOH

    CH(CH3)2

    cido 2-isopropilciclopentanocarboxlico

    cido 1-naftalenocarboxlico

    cido -naftoico (clase funcional)

    COOH

  • 8/3/2019 cidos Carboxlicos2k11

    15/97

    Nomenclatura Los cidos dicarboxlicos se nombran anteponiendo el

    prefijo di a la terminacinoico:HOOC-CH2-CH2-CH2-COOH cido pentanodioico

    HOOCCH2CHCH2CH2COOH

    Br

    cido 3-bromohexanodioico

    Los cidos tri o policarboxlicos se nombran con elmismo sistema de nomenclatura que se usa para loscidos cclicos:

    COOHHOOC

    COOH

    cido 1,2,3-propanotricarboxlico

  • 8/3/2019 cidos Carboxlicos2k11

    16/97

    Nomenclatura de clase funcional Los nombres deben aprenderse de memoria, ya que la

    mayora tienen origen histrico. La posicin de los sustituyentes se indica con letras

    griegas en vez de nmeros:

    Al ltimo carbono de la cadenase le denomina el carbono

  • 8/3/2019 cidos Carboxlicos2k11

    17/97

    FormulaNombre de clasefuncional (comn)

    Origen natural Nombre IUPAC

    HCO2H cido frmico Hormiga (L. formica) cido metanoico

    CH3CO2H cido acetico vinagre (L. acetum) cido etanoico

    CH3CH2CO2Hcido

    propionicoleche (Gk. protus

    prion)cido

    propanoico

    CH3(CH2)2CO2H cido butricomantequilla (L.

    butyrum)cido butanoico

    CH3(CH2)3CO2H cido valrico Valeriana raz cidopentanoico

    CH3(CH2)4CO2H cido caproico cabras (L. caper) cido hexanoico

    CH3(CH2)5CO2H cido enntico vid (Gk. oenanthe)cido

    heptanoico

    CH3(CH2)6CO2H cido caprlico cabras (L. caper) cido octanoicoCH3(CH2)7CO2H

    cidopelargnico

    pelargonium (hierba)cido

    nonanoico

    CH3(CH2)8CO2H cido cprico cabras (L. caper) cido decanoico

  • 8/3/2019 cidos Carboxlicos2k11

    18/97

    Estructura Nombre comn Nombre IUPAC

    HOOC-COOH cido oxlico cido etanodioico

    HOOC-CH2-COOH cido malnico cido propanodioico

    HOOC-(CH2)2COOH cido succnico cido butanodioico

    HOOC-(CH2)3COOH cido glutrico cido pentanodioico

    HOOC-(CH2)4COOH cido adpico cido hexanodioico

    HOOC-(CH2)5COOH cido pimlico cido heptanodioico

    HOOC-(CH2)6COOH cido subrico cido octanodioico

    HOOC-(CH2)7COOH cido azelaico cido nonanodioico

    HOOC-(CH2)8COOH cido sebsico cido decanodioico

    Nomenclatura de cidos dicarboxlicos

  • 8/3/2019 cidos Carboxlicos2k11

    19/97

    Ejemplos

    CH3CH2CHC

    Cl

    OH

    O

    cido -clorobutrico

    CH3CH2CH2CHCH2COOH

    Ph

    cido -fenilcaproico

    HOOCCH2CHCH2CH2COOH

    Br

    cido -bromoadpico

    H2N-CH2CH2CH2COOH

    cido -aminobutrico

  • 8/3/2019 cidos Carboxlicos2k11

    20/97

    cidos grasos insaturados -3 y -6 La nomenclatura en este caso hace referencia a la

    posicin de las insaturaciones contadas a partir del ltimocarbono de la cadena (carbono ):

    CH3(CH2)4CH=CHCH2CH=CH(CH2)7CO2Hcido linoleico, un cido -6

    CH3CH2CH=CHCH2CH=CHCH2CH=CH(CH2)7CO2H

    cido linolnico, un cido -3 y -6

  • 8/3/2019 cidos Carboxlicos2k11

    21/97

    cidos aromticos Se nombran como derivados del cido benzoico. Muchos tienen nombres triviales.

    COOH

    OH

    cido orto-hidroxibenzoico

    cido saliclico

    cido 2-hidroxibencenocarboxlico

    cido 2-hidroxibenzoico

  • 8/3/2019 cidos Carboxlicos2k11

    22/97

    Propiedades fsicas Poseen puntos de ebullicin ms elevados que los

    alcoholes de estructura similar, debido a que puedenformar dmeros por formacin de puentes de hidrgeno

  • 8/3/2019 cidos Carboxlicos2k11

    23/97

    Puntos de ebullicin

    -100

    -50

    0

    50

    100

    150

    200

    250

    300

    C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 C8 C9 C10

    tamao cadena

    temperatur

    a

    ALCANO ALDEHIDO ALCOHOL CIDO

    Puntos de ebullicin de las series homlogas de alcanos, aldehdos, 1-alcoholes y cidos carboxlicos, de C1 a C10

  • 8/3/2019 cidos Carboxlicos2k11

    24/97

    Propiedades fsicas Los cidos alifticos monocarboxlicos saturados sonlquidos hasta C9 Los cidos alifticos insaturados tienen menor punto de

    fusin que los saturados. Los cidos con insaturaciones cistienen menor punto de

    fusin que los trans

  • 8/3/2019 cidos Carboxlicos2k11

    25/97

    Puntos de fusin de algunos cidoscarboxlicos

    cido esterico 72 Csaturado

    cido oleico 16 Cuna insaturacin cis

    cido linoleico -5 Cdos insaturaciones cis

    cido linolnico -11 Ctres insaturaciones cis

    Todos los cidos tienen el mismo nmero de carbonos, por lo queel factor que afecta el punto de fusin es la presencia deinsaturaciones con isomera geomtrica cis

  • 8/3/2019 cidos Carboxlicos2k11

    26/97

    Puntos de fusin y ebullicin de algunoscidos carboxlicos

    Frmula Nombre IUPACPunto fusinC

    Puntoebullicin C

    HCO2H cido metanoico 8.4 101

    CH3CO2H cido etanoico 16.6 118

    CH3CH2CO2H cido propanoico -20.8 141

    CH3(CH2)2CO2H cido butanoico -5.5 164

    CH3(CH2)3CO2H cido pentanoico -34.5 186

    CH3(CH2)4CO2H cido hexanoico -4.0 205

    CH3(CH2)5CO2H cido heptanoico -7.5 223CH3(CH2)6CO2H cido octanoico 16.3 239

    CH3(CH2)7CO2H cido nonanoico 12.0 253

    CH3(CH2)8CO2H cido decanoico 31.0 219

  • 8/3/2019 cidos Carboxlicos2k11

    27/97

    Propiedades fsicas Los puntos de fusin de los cidos carboxlicos que

    pueden formar puentes de hidrgeno intramolecularessern menores que aquellos que no puedan hacerlo:

    Todos los cidos alifticos dicarboxlicos son slidos atemperatura ambiente Todos los cidos aromticos son slidos a temperatura

    ambiente

    158C 213C

  • 8/3/2019 cidos Carboxlicos2k11

    28/97

    Solubilidad en agua Al aumentar el largo de la cadena carbonada,

    disminuye la solubilidad. Los cidos monocarboxlicos alifticos son miscibles

    con agua hasta C4.

    Los cidos dicarboxlicos alifticos saturados hastaC5 son solubles en agua.

    Los cidos aromticos son insolubles en agua.

  • 8/3/2019 cidos Carboxlicos2k11

    29/97

    Preparacin

  • 8/3/2019 cidos Carboxlicos2k11

    30/97

    Obtencin de cidos carboxlicos porreacciones de oxidacin

    Los cidos y derivadosposeen el carbono del grupocarboxlico en un estado deoxidacin formal +3, el msalto que puede tener un

    carbono en un grupofuncional orgnico.

    Por tanto, un cidocarboxlico podr obtenerse apartir de la oxidacin de casi

    cualquier otro grupofuncional, siempre que existael reactivo adecuado.

  • 8/3/2019 cidos Carboxlicos2k11

    31/97

    Ruptura oxidativa de alquenos La ozonlisis seguida de condiciones oxidativas,produce cidos carboxlicos y/o cetonas

  • 8/3/2019 cidos Carboxlicos2k11

    32/97

    Ozonlisis de alquinos Los triples enlaces de un grupo alquino pueden sufrir

    ruptura oxidativa, obtenindose cidos carboxlicos. Las condiciones despus de la ozonlisis son

    condiciones oxidativas. Si el alquino es terminal, se

    producir un cido carboxlico con un carbono MENOSque el alquino original y CO2.

  • 8/3/2019 cidos Carboxlicos2k11

    33/97

    Ruptura oxidativa de alquenos Los alquenos pueden romperse con KMnO4 acuoso y

    caliente, en medio acido y producir cidos carboxlicos

    El alqueno debe poseer por lo menos un hidrgeno vinlico, ya que deno ser as, se obtendrn cetonas.

  • 8/3/2019 cidos Carboxlicos2k11

    34/97

    Obtencin de cidos carboxlicos poroxidacin de alcoholes Oxidacin de alcoholes primarios con permanganato de

    potasio caliente en medio cido o dicromato de potasioen medio cido

  • 8/3/2019 cidos Carboxlicos2k11

    35/97

    Oxidacin de aldehdos Los aldehdos se oxidan muy fcilmente a cidos

    carboxlicos, por lo que es posible emplear oxidantessuaves, como Ag2O o Ag(NH3)+

    CH3 (CH2)3CHO + Ag(NH3)+

    CH3(CH2)3COO-

    NH4+

    + Ag0

  • 8/3/2019 cidos Carboxlicos2k11

    36/97

    Oxidacin de cadena lateral en arenos

    No importa el tamao del grupo alquilo, pero el tomo decarbono unido al anillo aromtico DEBE poseer por lomenos unH unido a l (llamado hidrgeno benclico)

  • 8/3/2019 cidos Carboxlicos2k11

    37/97

    Oxidacin de cetonas

    Las cetonas son ms resistentes a las condiciones deoxidacin, pero las metilcetonas pueden sufrir una rupturaoxidativa (reaccin del haloformo).

    Las metilcetonas que sufren la reaccin del haloformo

    producen un cido carboxlico con un carbono MENOSque la metilcetona original.

    O

    O

    O

    +

    CHI3

    I2/NaOH

  • 8/3/2019 cidos Carboxlicos2k11

    38/97

    Carboxilacin de compuestosorganometlicos

    Los reactivos organometlicos reaccionarn con CO2para dar cidos carboxlicos.

    Los reactivos organolitio y organomagnesio(Grignard) reaccionan de manera similar

  • 8/3/2019 cidos Carboxlicos2k11

    39/97

    Ejemplos: con reactivos organolitio

  • 8/3/2019 cidos Carboxlicos2k11

    40/97

    Ejemplos: con reactivos de Grignard

    Mecanismo:

  • 8/3/2019 cidos Carboxlicos2k11

    41/97

    Hidrlisis de nitrilos Los nitrilos se hidrolizan en medio cido o bsico para dar

    cidos carboxlicos. As la introduccin de un grupo nitrilo, a partir de cianuro

    por SN2 sobre un compuesto con un buen grupo saliente,

    es otro mtodo para obtener un cido carboxlico. La introduccin de un grupoCN y su posterior hidrlisis

    nos permitir obtener un cido carboxlico con un carbonoMAS que el compuesto (sustrato) original.

  • 8/3/2019 cidos Carboxlicos2k11

    42/97

    Hidrlisis de nitrilos

    Recuerda que las reacciones desustitucin nuclefila para introducirel grupo CN se dan en condiciones

    SN2.

    Otra posibilidad interesante es laformacin de una cianhidrina, por

    adicin de cianuro a un aldehdo. Lahidrlisis del nitrilo permite obtener

    -hidroxicidos en este caso.

  • 8/3/2019 cidos Carboxlicos2k11

    43/97

    Hidrlisis de nitrilos Una vez obtenido el nitrilo, ste puede sufrir hidrlisis en

    medio cido o en medio bsico.

  • 8/3/2019 cidos Carboxlicos2k11

    44/97

    Reactividad de los cidos carboxlicos

    El carbono carboxilo esdeficiente en densidadelectrnica

    Los tomos de oxgeno son

    centros de elevada densidadelectrnica. La acidez delO-H enmascara

    por completo la acidez delhidrgeno alfa al carboxilo.

  • 8/3/2019 cidos Carboxlicos2k11

    45/97

    Acidez de los cidos carboxlicos

    Los cidos carboxlicosson 105 veces mscidos que los fenoles,1011 veces ms cidosque el agua y 1014 vecesms cidos que losalcoholes.

    Compuesto pKa

    RCH3 45

    R-NH2 35

    RC=CH 25

    R-CH2CO-R 20

    R-OH 18

    H2O 15ArOH 10

    R-CO2H 4

  • 8/3/2019 cidos Carboxlicos2k11

    46/97

    Acidez de cidos carboxlicos

    Al comparar la acidezde alcoholes y cidoscarboxlicos, vemosque los cidos sonmejores donadores deprotones porque elanin resultante estestabilizado porresonancia, lo quedisminuye la energa dela reaccin.

  • 8/3/2019 cidos Carboxlicos2k11

    47/97

    Acidez de cidos carboxlicos Aunque los fenoles son ms cidos que los alcoholes

    porque pueden deslocalizar mejor la carga negativa de suanin, no son tan cidos como los cidos carboxlicos.

    El ion fenxido puede deslocalizar la carga negativa encinco estructuras de resonancia, pero adems delnmero de estructuras resonantes, deben considerarseotros factores para determinar la estabilidad del anin.

  • 8/3/2019 cidos Carboxlicos2k11

    48/97

    Acidez de los cidos carboxlicos:resonancia

    La fuerza cida est relacionada con la estabilidad dela base conjugada.

    El anin carboxilato es estable porque puededeslocalizar la carga negativa sobre dos tomoselectronegativos

  • 8/3/2019 cidos Carboxlicos2k11

    49/97

  • 8/3/2019 cidos Carboxlicos2k11

    50/97

    En el anin acetato, los dos enlaces C-O tienen igual longitud (1.27 A), que

    es intermedia entre un enlace C-O (1.36 A) y un enlace C=O (1.21 A), lo queindica que ambos oxgenos tienen carcter sp2 parcial .

  • 8/3/2019 cidos Carboxlicos2k11

    51/97

  • 8/3/2019 cidos Carboxlicos2k11

    52/97

    Acidez de los cidos carboxlicos: efectoinductivo La acidez de un cido carboxlico est modulada por la

    estructura del grupo R. Un grupo R dador de electrones, desestabilizar el anin

    carboxilato y har que la fuerza del cido correspondiente sea

    menor. Un grupo R atractor de electrones, deslocaliza ms la carga y

    estabiliza al ion carboxilato, incrementando la acidez.

  • 8/3/2019 cidos Carboxlicos2k11

    53/97

    Acidez de los cidos carboxlicos: efectoinductivo

    Recordar que los efectos inductivos son de corta distancia, as que si elgrupo atractor de electrones est ms all de la posicin , su efecto no sehar sentir en la acidez.

    A id d l id b li f t

  • 8/3/2019 cidos Carboxlicos2k11

    54/97

    Acidez de los cidos carboxlicos: efectoinductivo

    El nmero e identidadde los gruposelectronegativos y laposicin de stosdeterminar su efectosobre la acidez del cidocarboxlico

    R-CO2H pKaCH3 4.74

    ClCH2 2.86

    Cl2CH 1.26

    Cl3C 0.64F3C 0.23

    R-CO2H pKa

    CH3CH2CH2 4.90

    CH3CH2CHCl 2.84

    CH3CHClCH2 4.06

    ClCH2CH2CH2 4.52

    A d tit t l t ti id

  • 8/3/2019 cidos Carboxlicos2k11

    55/97

    A mayor nmero de sustituyentes electronegativos, mayor acidez

    A mayor electronegatividad del sustituyente, mayor acidez

    A mayor cercana del sustituyente al COOH, mayor acidez

  • 8/3/2019 cidos Carboxlicos2k11

    56/97

    Acidez de los cidos carboxlicos: efectoinductivo

    En el caso de los cidos aromticos, el efecto de losgrupos sustituyentes es importante.

    COOH

    OCH3

    COOH COOH

    NO2

    COOH

    NO2

    COOH

    NO2

    p-methoxy benzoic acid m-nitro p-nitro o-nitro

    FUERZA CIDA +

    pKa 4.46 4.19 3.47 3.41 2.16

  • 8/3/2019 cidos Carboxlicos2k11

    57/97

    Efecto de los grupos sobre la acidez encidos benzoicos sustituidos

  • 8/3/2019 cidos Carboxlicos2k11

    58/97

  • 8/3/2019 cidos Carboxlicos2k11

    59/97

    Acidez de cidos carboxlicos Un cido puede ser desprotonado por una base cuyo cido

    conjugado tenga un pKa mayor y como la mayora de cidoscarboxlicos tienen un pKa de 5, bases cuyos cidos conjugados

    tengan un pKa mayor podrn reaccionar con ellos, desprotonndoles:

  • 8/3/2019 cidos Carboxlicos2k11

    60/97

    Sales de los cidos carboxlicos Se forman por reaccin con una base como el NaOH o el

    NaHCO3

    La reaccin es reversible y el cido se regenera portratamiento con un cido mineral diluido:

    CH3COONa + HCl CH3COOH + NaCl

    CH3 C

    O

    OHNaOH

    CH3 C

    O

    O

    _Na

    +

  • 8/3/2019 cidos Carboxlicos2k11

    61/97

    Bases que reaccionarn con cidos carboxlicos en unareaccin de neutralizacin cido-base:

  • 8/3/2019 cidos Carboxlicos2k11

    62/97

    Nomenclatura de las sales de cidoscarboxlicos El nombre del cido se modifica de la siguiente manera: Se omite la palabra cido Se cambia la terminacin oicopor -ato Se indica el nombre del catin, precedido de la palabra

    de

    CH3 C

    O

    OHNaOH

    CH3 C

    O

    O

    _Na

    +

    cido actico Acetato de sodio

  • 8/3/2019 cidos Carboxlicos2k11

    63/97

    Nomenclatura de sales de cidoscarboxlicos

    CH3CH2CHCH2COO-K

    +

    Cl -clorovalerato de potasio comn

    3-cloropentanoato de potasio IUPAC

    COONH4 Benzoato de amonio

    Bencenocarboxilato de amonio

    (CH3COO)2MgAcetato de magnesio

    Etanoato de magnesio

  • 8/3/2019 cidos Carboxlicos2k11

    64/97

    Propiedades de las sales de cidoscarboxlicos

    Las sales de Li+, Na+, K+ y NH4+ son solubles en agua. Son slidos incoloros (blancos) de alto punto de fusin.

    Los jabones son sales, generalmente de sodio o potasio,de cidos grasos. No funcionan en agua de mar, porquese transforman en sales de calcio o magnesio, insolubles.

  • 8/3/2019 cidos Carboxlicos2k11

    65/97

    Separacin de mezclas

  • 8/3/2019 cidos Carboxlicos2k11

    66/97

    Mezcla insoluble en agua disueltaen ter etlico: cido benzoico,

    2-metilfenol y 1-octanol

    2-metilfenol y1-octanol Benzoato de sodio

    2-metilfenxidoDe sodio

    1-octanoldescartar

    cido benzoico

    2-metilfenoldescartar

    ter f.acuosa

    NaHCO3 5%

    NaOH 5%ter f.ac.

    HCl 5%ter

    f.acuosa ter

    HCl 5%

  • 8/3/2019 cidos Carboxlicos2k11

    67/97

    Equivalente de neutralizacin Se define como el peso equivalente del cido

    determinado por titulacin con una base normalizada. Procedimiento: disolver una cantidad conocida de cido,

    en agua o en EtOH acuoso, y se determina el volumen de

    base necesaria para neutralizar la solucin.

  • 8/3/2019 cidos Carboxlicos2k11

    68/97

    Equivalente de neutralizacin

    Ejemplo: 0.1924 g de un cidodesconocido (p.f. 106-107 C)consumen 13.6 mL de NaOH 0.1040 Npara su neutralizacin (se us

    fenolftalena como indicador). Cul esel equivalente de neutralizacin delcido?

  • 8/3/2019 cidos Carboxlicos2k11

    69/97

    Equivalente de neutralizacin

    E.N.= (0.1924 g)(1000 meq/eq)(13.6 mL) (0.1040 meq/mL)

    E.N.= 136 g/eq

    Equivalente= peso molecular del cido

    No. H+

    que puede ceder

  • 8/3/2019 cidos Carboxlicos2k11

    70/97

    Equivalente de neutralizacin Si el cido es monocarboxlico, entonces el peso

    equivalente es igual al peso molecular, porque solotiene un protn cido.

    136 45 (peso del grupo COOH) = 91 91 12 (peso del C) = 7 7*12=84 91 84 = 7 (nmero de H) Frmula molecular propuesta: C7H7COOH

    IDH= 5

  • 8/3/2019 cidos Carboxlicos2k11

    71/97

    Equivalente de neutralizacin Estructuras propuestas

    CH3

    COOH

    CH3

    COOH

    CH3

    COOH

    106 C 112 C 180 C

  • 8/3/2019 cidos Carboxlicos2k11

    72/97

    Equivalente de neutralizacin Un cido orgnico slido tiene un equivalente de

    neutralizacin, determinado experimentalmente, de 45 +2. Cul es la identidad del cido?

  • 8/3/2019 cidos Carboxlicos2k11

    73/97

    Equivalente de neutralizacin (45 + 2) 45 (peso del grupo COOH) = + 2

    Estructura propuesta H-COOHPero el cido frmico...es lquido!

    Si fuera un cido dicarboxlico45 * 2 (dos grupos COOH)= 9090- (peso de los grupos COOH 45 *2) = + 2Estructura propuesta HOOC-COOH

  • 8/3/2019 cidos Carboxlicos2k11

    74/97

    Equivalente de neutralizacin Un cido desconocido puede ser el cido o-nitrobenzoico

    (pf 147 C) o el cido antranlico (pf 146 C). Unamuestra de 0.201g neutraliz 12.4 mL de NaOH 0.0980N. cul es la identidad del cido?

  • 8/3/2019 cidos Carboxlicos2k11

    75/97

    Reacciones de cidos carboxlicos

  • 8/3/2019 cidos Carboxlicos2k11

    76/97

    Reacciones de cidos carboxlicos

  • 8/3/2019 cidos Carboxlicos2k11

    77/97

    Reduccin de cidos carboxlicos

    Un cido carboxlicopodr reducirse y darlugar a otro grupofuncional con el

    carbono en un estadode oxidacin menor,siempre que exista elreactivo adecuado

  • 8/3/2019 cidos Carboxlicos2k11

    78/97

    R-COOH R-CH2OH Reduccin con hidruros

  • 8/3/2019 cidos Carboxlicos2k11

    79/97

    R-COOH R-CH2OH La reaccin de cidos carboxlicos con LiAlH4 es muy

    exotrmica y puede dar lugar a incendios o explosiones. El LiAlH4 es un reductor poco selectivo y otros grupos

    pueden reducirse tambin:

  • 8/3/2019 cidos Carboxlicos2k11

    80/97

    R-COOH R-CH2OH El borano, BH

    3/THF reduce los cidos carboxlicos.

    Otros grupos que son reducidos por el borano:

  • 8/3/2019 cidos Carboxlicos2k11

    81/97

    R-COOH R-CH2OH

    Los cidos carboxlicos NO se reducen mediantehidrogenacin cataltica:R-CH=CHCH2COOH + H2/Ni R-CH2-CH2CH2COOH

    Esto significa que puede reducirse otros gruposfuncionales que se encuentren presentes, sin afectar algrupo carboxilo.

  • 8/3/2019 cidos Carboxlicos2k11

    82/97

    R-COOH R-CHO

    Es una reaccin difcil, pero puede usarse un hidruroselectivo como el hidruro de isobutilaluminio

    De preferencia, se sugiere transformar el cido en underivado y luego hacer la reduccin a aldehdo.

  • 8/3/2019 cidos Carboxlicos2k11

    83/97

    Reaccin de Hell-Volhard-Zelinsky (HVZ)

    Es una halogenacin en el carbono El cido carboxlico se trata con Br2 en presencia de PBr3

    o una pequea cantidad de fsforo rojo. El bromo despus puede sufrir reacciones SN y as, se

    introduce nuevos grupos funcionales a la molcula, enposicin alfa respecto al COOH.

  • 8/3/2019 cidos Carboxlicos2k11

    84/97

  • 8/3/2019 cidos Carboxlicos2k11

    85/97

    Mecanismo de la reaccin HVZ

  • 8/3/2019 cidos Carboxlicos2k11

    86/97

    Descarboxilacin

    1,3-dicidos y -cetocidos se descarboxilan fcilmenteal aplicarles calor

    Note que el compuesto que sufrir la dexcarboxilacin se posiciona demanera que forma un arreglo casi cclico de 6 miembros.

  • 8/3/2019 cidos Carboxlicos2k11

    87/97

    SEA en cidos carboxlicos aromticos

    El grupoCOOH es desactivador del anillo y orientadormetafrente a las reacciones de sustitucin electroflicaaromtica.

    Por lo tanto, los cidos carboxlicos NO son buenos

    sustratos para las reacciones de Friedel & Crafts, pero ssufren halogenaciones y nitraciones, en posicin metarespecto alCOOH.

    Transformacin de cidos carboxlicos en

  • 8/3/2019 cidos Carboxlicos2k11

    88/97

    Transformacin de cidos carboxlicos ensus derivados

    Todas las reacciones sebasan en la reaccin delcarbono carboxilo con

    un reactivo nucleoflico,formacin de unintermediario tetradricoy eliminacin de unbuen grupo saliente.

  • 8/3/2019 cidos Carboxlicos2k11

    89/97

    Reacciones del grupo C=O

    El carbono sp2 deficiente enelectones, resulta ser un buensustrato para el ataque dereactivos nucleoflicos.

    Aldehidos y cetonas sufrirn ADICIN nucleoflica

    Compuestos que poseen un buen grupo saliente unido al C=O sufrenSUSTITUCIN nucleoflica

  • 8/3/2019 cidos Carboxlicos2k11

    90/97

    Los cidos carboxlicos y sus derivados, reaccionan con reactivosnucleoflicos en un procedimiento de dos pasos: el ataque delnuclefilo y la formacin de un intermediario tetradrico (paso lento) y

    la prdida o eliminacin del grupo saliente. El resultado neto es una sustitucin nucleoflica sobre el grupo acilo.

  • 8/3/2019 cidos Carboxlicos2k11

    91/97

    Entre mejor sea el grupo saliente (base ms dbil) ser mas reactivoel sustrato frente a la reaccin de sustitucin acil nucleoflica

    Mecanismo de la sustitucin acil

  • 8/3/2019 cidos Carboxlicos2k11

    92/97

    Mecanismo de la sustitucin acilnucleoflica en cidos carboxlicos Se trabaja siempre en medio cido para evitar la

    interferencia de la acidez delOH y aumentar laelectrofilia del carbono carboxilo

    Mecanismo de la sustitucin acil

  • 8/3/2019 cidos Carboxlicos2k11

    93/97

    Mecanismo de la sustitucin acilnucleoflica en cidos carboxlicos Se produce entonces la adicin del nuclefilo y la

    formacin de un intermediario tetradrico

    Mecanismo de la sustitucin acil

  • 8/3/2019 cidos Carboxlicos2k11

    94/97

    Mecanismo de la sustitucin acilnucleoflica en cidos carboxlicos La molcula de agua, al ser buen grupo saliente, se

    elimina y se forma de nuevo el enlace C=O

    Mecanismo de la sustitucin acil

  • 8/3/2019 cidos Carboxlicos2k11

    95/97

    Mecanismo de la sustitucin acilnucleoflica en cidos carboxlicos El resultado final de la reaccin es la sustitucin del grupoOH del carboxilo por un nuclefilo.

    La reaccin se lleva a cabo mediante un proceso de dospasos: adicin-eliminacin.

    Reacciones de sustitucin acil-nucleoflica

  • 8/3/2019 cidos Carboxlicos2k11

    96/97

    Reacciones de sustitucin acil-nucleoflicaen cidos carboxlicos

  • 8/3/2019 cidos Carboxlicos2k11

    97/97

    Referencias:

    Carey, F. Qumica Orgnica. Edicin. McGraw Hill. Wade,L.G . Qumica Orgnica. 5. Edicin. Pearson

    Education McMurry, John. Qumica Orgnica. 7 Edicin. Thompson.