ÁCIDOS CARBOXILICOS




    ASIGNATURA:
      QUÍMICA




  PRESENTADO POR:
 OLGA LUCIA CASTILLO
   MABEL BENITEZ
CARLOS CRUZ PAÑEFIEL
YENI SOCORRO MUÑOZ




 AMBERTO MOSQUERA




    UNIPAMPLONA
INTRODUCCIÓN


El presente trabajo trata de los ácidos carboxílicos, los cuales actúan como
ácidos debido a la producción de iones de hidrogeno por la disolución de
sus grupo carboxílico COOH.

Las propiedades asociadas con este grupo funcional se deben a la acidez
del grupo hidroxilo y al carácter electrofilico del grupo carbónico.

Los ácidos carboxílicos y sus derivados se encuentran ampliamente
distribuidos en la naturaleza y son componentes en el sistema biológico.

Las principales reacciones carboxílicas y la producción de las sales
representativas.
HOLOGENAR

Como ya escuchamos a los compañeros halógenos son los elementos no
metales que pertenecen al grupo VII de la tabla periódica.

Como son: Br – p – Cl – 1

Halogenacion: Es la reacción que se produce al sustituir el hidrogeno OH
por cualquier elemento del grupo VII o halógeno X al realizar este proceso
obtenemos un halógeno de acido puede ser en la serie alifática o un
halógeno de anoilo en la serie aromática.


  O                O


R C – OH          RC–X        Halógeno de anoilo

Remplazado                   Halógeno

      O                         O


Ar – C – OH                     Ar – C – X           Halógeno de anoilo


Estos compuestos son muy reactivos e importantes eintermedios de
reacción de los ácidos carboxílicos.

También podemos sustituir los átomos de H vecinos al grupo carboxilo se
pueden por Br – O – CL – P cuando se hace reaccionar con los halógenos
anteriores en presencia de fósforo rojo.


R – CH2 – COOH + CL2 P      R – CH -COOH +HcL

                               CL
Esta permite obtener otros derivados de acides:
H+
                  OH – CH- COO-          R-CH-COOH

                        OH                OH     hidroclacidos



- CH – COOH             I-CH-COOH


 CL                      I                              Yodoacidos



                                         H+
                  NH3 – CH – COONH4            R – CH – COOH

                         NH2                      NH2


Los ácidos carboxílicos son muy abundantes en la naturaleza.

La halogenacion en un acido carboxílico puede lograrse con bromo
molecular y fósforo atómico rojo:
                                           Br
                        B12/Projo
CH3 CH2 CH2 COOH                  CH3 CH2 CH COOH
                        H2O

La reacción toma el nombre toma el nombre de sus descubridores: HELL-
Volhard- Zelinski
1ª etapa previa

3 Br2 + 2P             2PBr3

2ª etapa previa

             O          Br                              OH

3R CH2                  P                 RCH2

             OH   Br           Br                       O- P
                                                 3Br      3
Se forma un anhidrido tripe. El oxigeno unido al fósforo resulta un buen
grupo saliente. El HBr trotona al carbonilo que queda así bien preparado
para el ataque núcleo filo del bromuro.

Etapas de adición y eliminación
           +                                           O
           OH
                                           RCH2
RCH2                           3
                                                       Br
      -     O–P
    3Br      3                                         OH
                       H3PO3
                                           RCH

                                                       Br

El ataque del bromuro produce un intermedio en el que el carbono atacado
pasa a ser sp3. A partir de este intermedio se produce la perdida de ácidos
hipo fósforo y se recupera la hibridación sp2

Oxidación en ácidos carboxílicos

La oxidación en ácidos carboxílicos se presentan al precipitarse el reactivo
(sales-oxigeno) dando un desprendimiento de un carbono del carboxilico,
esto se presenta al darse una descomposición de las sales y el aumento de
oxigeno.

Al presentarse el desprendimiento de un carbono de un acido carboxílico se
considera como descarboxilacion.


COOH              CO2 + HCOOH

COOH

Esto se presenta al calentar el carboxílico a 160 o 180º C

Reacción de kolbe:

Es un caso particular en la obtención de acidos carboxilicos, dado que
conduce solamente a acidos benzoicos orto sustituidos con hidroxilo. En la
reacción de Kolbe, el fenoxido ataca al dióxido de carbono para dar sal del
acido 2-hidroxibencenocarboxilico.     (acido – o-hidroxibenzoico).     Su
mecanismo se discutira en el capitulo de aromáticos.

 OH                                       OH                                OH
                                                         -   -
                                                  COO K                                CO2H
        + CO2 KHCO3, H2O Presion                                 H2O-




REACTIVOS DEL GRUPO CARBOXILO: MECANISMO DE ADICIÓN
ELIMINACIÓN

A parte e sus propiedades ácidos-base, los ácidos carboxílicos muestran
una reactividad en su grupo carbonilo muy similar al la de el carbonilo de
aldehido y cetonas. El grupo carbonilito es susceptible al ataque nucleofilo,
el oxigeno puede reaccionar con electrofilos y los hidrógenos vecinos son
ácidos y enolizables. El grupo hidroxilo por si mismo o modificado puede
actuar como grupo saliente dando lugar a otros derivados carbonilitos. En
cualquier caso los ataques nucleofilicos han de seguir uno de los dos
siguientes mecanismos, según las condiciones de la reacción.

ADICIÓN –ELIMINACIÓN CATALIZADA POR BASES:

    O                                 O-                                C
                                                                             -
                        adición
R – C – OH - Un-                   R - C - OH                    R – C Hu + OH

                       Un
ADICION-ELIMINACION CATALIZADA POR ACIDOS:
   O              OH            OH                                                    OH
                       H3O+                       :NuH                       (-) H+
R – C – OH                    R – C – OH                  R – C – OH                   R – C- OH

                                                         NuH                          Nu


                                                   +
                          O                            OH                             OH
                                      (-) H +                     (-) H2O
                       R C Un                   R – C – Nu                   R – C – OH2
DECARBOXILACION DE ACIDOS CARBOXILICOS: REACION DE
HUNSDIECKER:

La reacción consiste básicamente en una oxidación. Una sal de plata del
acido carboxílico se trata con un halógeno, normalmente bromo. El bromuro
de plata precipita, se desprende dióxido de carbono y se forma un bromo
alcano en el que el halógeno ocupa la posición del grupo carboxilo. Esta
reacción permite la conversión de la sal de un acido carboxílico en un bromo
alcano que contiene un átomo de carbono menos. El mecanismo se ilustra
a continuación.

ETAPA 1) formación del hipodromito
 O                 O
  _
RCO:+ Ag- Br – Br RCOPr + AgBr


ETAPA 2) Formación del radical RCOO

   O                            O

3 – C – O --- Br            R – C – O + Br

ETAPA 3) Descomposición del radical RCOO

    O

R--- C – O              R: + CO2
ETAPA 4) Formación del haloalcano y RCOO.

         O:                                   O

R + R – C – O -----Br        R - Br      +R–C-O


Algunas aplicaciones de ácidos carbocilicos

Polímeros: farmacéutica herbicidero

El acetato de cobre: fungicida, insecticida

Acetato celulosa: industrias textiles
          Plomo: mordiente
Ácidos palmitito: aceites          vegetales animales
Grona

                Fabrica de jabones


Ácidos oxálicos – blaquiar cuero y cabuya

Ácidos hexanodioico (adipico) fabricar nylon

Benzoato – evita la fermentación de gaseosa

Ácidos carboxílicos se encuentran en cantidades mínimas en tejidos y líquidos
fisiológicos del        - anticoagulantes


ACIDOS CARBOXILICOS

Acidos carboxilicos o ácidos orgánicos: Son aquellos que actúan como ácidos
debido a que producen iones hidrogeno por la disociación de su grupo carboxilo
--- COOH.
                                                   O


Los ácidos carboxílicos contienen el grupo funcional -C- OH

Estos ácidos constituyen un grupo de compuestos que se caracterizan por que
poseen un grupo funcional llamado grupo carboxilo o grupo carboxi (-COOH),
coinciden sobre el mismo carbón un grupo hidroxilo (-OH) y carbonilo (C-O) se
puede representar como COOH o CO2H.

Los ácidos carboxílicos son mucho mas conocidos por su nombre técnica,
recomendados por la IUPAC (Internacional Union of and Applied Chemistry) Cosa
que no sucede con la química inorgánica donde ya han sido abandonados.

ESTRUTURA DEL ACIDO CARBOXILICO
                                                   O

R: Es un hidrogeno o un grupo orgánico R           C      OH

NOMENCLATURA DE LOS ACIDOS CARBOXILICOS

El sistema IUPAC emplea el prefijo acido y el sufijo oico.     Esta terminación
reemplaza la terminación o del hidrocarburo correspondiente.

Pasos:
Se escoge como cadena principal la secuencia de átomos de carbono mas larga
que contiene el grupo carboxilo, a este le corresponde el numero 1.

Se indica la posición de los sustituyentes por número.

                 O

C – C – C – C – C – OH


5   4   3    2   1

Los ácidos de cadena normal que se encuentran en la naturaleza se refieren por
sus nombres comunes, los cuales derivan de las palabras latinas que indican la
fuente del acido.

NOMBRES Y FUENTES NATURALES DE LOS ACIDOS CARBOXILICOS

Estructura            Nombre IUPAC         Nombres Común     Fuente Natural
HCOOH                 Acido metanoico      Acido formico     Destilación
                                                             destructiva      de
                                                             hormigas.
CH3COOH               Acc/ etanoico        Acc/ aceitito     Fermentación del
                                                             vino
CH3CH2COOH            Acc/ propanoico      Acc/ propionico   Fermentación de
                                                             lácteos
CH3CH2CH2COOH Acc/ butanoico               Acc/ butirico     Mantequilla
                                                             (butyrum en latin)
CH3(CH2)3CHOOH Acc/ pentanoico             Acc/ valerico     Raiz      de      la
                                                             valeriana
CH3(CH2)4COOH         Acc/ hexanoico       Acc/ caproico     Dolor de cabeza
CH3(CH)10COOH         dodecanoico          laurico           laurico
CH3(CH2)14COOH        Acc/                 Acc/ palmitito    Aceiete de palma
                      Hexadedanoico
CH3(CH2)16COOH        octadecanoico        Estearico         Sebo


CLASIFICAION DE LOS CARBOXILICOS

De acuerdo al numero de carbón que contenga el acido alifatico, se distinguen
como ácidos de cadena corta, media y larga. Los siguientes acidos se incluyen
dentro de los de cadena media: ácidos pentanoico o valerico, acidos hexanoico o
caproico, acidos octanoico o caprilico y acidos decanoico o capricho. Los acidos
de cadena larga se encuentan en estructuras macromoleculares como los limpidos
y entre ellos se encuentran: el acido dodecanoico o laurico, acido hexadecanoico o
pelmitico etc.


REACION DE LOS ACIDOS CARBOXILICOS

Los ácidos carboxílicos son mas débiles que los ácidos inorgánicos como el acido
clohidricos, pero mas fuertes que el agua y los alcoholes.

Los ácidos carboxilicos reaccionan con bases para formar sales. En estas sales el
hidrogeno del grupo OH se reemplaza con el ION de un metal ejemplo Na+. De
esta forma, el acido acetico reacciona con bicarbonato de sodio para dar acetato
de sodio, dióxido de carbón y agua.

CH3COOH+NaHCOO3____ CH3COONa+CO2+H2O

Los grupos carboxilos reaccionan con los grupos amino para formar amidas. En el
caso de los carboxilicos pueden reaccionar con alcoholes para dar esteres, o con
halogenuros para dar halogenuros de ácidos, o entre si para dar anhidricos,
halogenuros de acido y amidas se llaman derivados de acido.

HALOGENACION DE ACIDOS CARBOXILICOS

Los ácidos carboxílicos pueden sustituir la función hidroxilo, -OH, por un
halogenuro de aroilo en la serie aromática.


  O             O

RC – OH – RC – X              Halogenuro de aroilo


       O                       O

Ar ---- C ---- OH -----Ar ---- C ---X     Halogenuro de aroilo

Los halogenuros de acilo o de aroilo son compuestos muy reactivos, e importantes
intermedios de reacción de los ácidos carboxílicos.

Los halogenacion en un acido carboxilico puede lograrse con bromo molecular y
fósforo atómico rojo.
Acidos

Acidos

  • 1.
    ÁCIDOS CARBOXILICOS ASIGNATURA: QUÍMICA PRESENTADO POR: OLGA LUCIA CASTILLO MABEL BENITEZ CARLOS CRUZ PAÑEFIEL YENI SOCORRO MUÑOZ AMBERTO MOSQUERA UNIPAMPLONA
  • 2.
    INTRODUCCIÓN El presente trabajotrata de los ácidos carboxílicos, los cuales actúan como ácidos debido a la producción de iones de hidrogeno por la disolución de sus grupo carboxílico COOH. Las propiedades asociadas con este grupo funcional se deben a la acidez del grupo hidroxilo y al carácter electrofilico del grupo carbónico. Los ácidos carboxílicos y sus derivados se encuentran ampliamente distribuidos en la naturaleza y son componentes en el sistema biológico. Las principales reacciones carboxílicas y la producción de las sales representativas.
  • 3.
    HOLOGENAR Como ya escuchamosa los compañeros halógenos son los elementos no metales que pertenecen al grupo VII de la tabla periódica. Como son: Br – p – Cl – 1 Halogenacion: Es la reacción que se produce al sustituir el hidrogeno OH por cualquier elemento del grupo VII o halógeno X al realizar este proceso obtenemos un halógeno de acido puede ser en la serie alifática o un halógeno de anoilo en la serie aromática. O O R C – OH RC–X Halógeno de anoilo Remplazado Halógeno O O Ar – C – OH Ar – C – X Halógeno de anoilo Estos compuestos son muy reactivos e importantes eintermedios de reacción de los ácidos carboxílicos. También podemos sustituir los átomos de H vecinos al grupo carboxilo se pueden por Br – O – CL – P cuando se hace reaccionar con los halógenos anteriores en presencia de fósforo rojo. R – CH2 – COOH + CL2 P R – CH -COOH +HcL CL Esta permite obtener otros derivados de acides:
  • 4.
    H+ OH – CH- COO- R-CH-COOH OH OH hidroclacidos - CH – COOH I-CH-COOH CL I Yodoacidos H+ NH3 – CH – COONH4 R – CH – COOH NH2 NH2 Los ácidos carboxílicos son muy abundantes en la naturaleza. La halogenacion en un acido carboxílico puede lograrse con bromo molecular y fósforo atómico rojo: Br B12/Projo CH3 CH2 CH2 COOH CH3 CH2 CH COOH H2O La reacción toma el nombre toma el nombre de sus descubridores: HELL- Volhard- Zelinski 1ª etapa previa 3 Br2 + 2P 2PBr3 2ª etapa previa O Br OH 3R CH2 P RCH2 OH Br Br O- P 3Br 3
  • 5.
    Se forma unanhidrido tripe. El oxigeno unido al fósforo resulta un buen grupo saliente. El HBr trotona al carbonilo que queda así bien preparado para el ataque núcleo filo del bromuro. Etapas de adición y eliminación + O OH RCH2 RCH2 3 Br - O–P 3Br 3 OH H3PO3 RCH Br El ataque del bromuro produce un intermedio en el que el carbono atacado pasa a ser sp3. A partir de este intermedio se produce la perdida de ácidos hipo fósforo y se recupera la hibridación sp2 Oxidación en ácidos carboxílicos La oxidación en ácidos carboxílicos se presentan al precipitarse el reactivo (sales-oxigeno) dando un desprendimiento de un carbono del carboxilico, esto se presenta al darse una descomposición de las sales y el aumento de oxigeno. Al presentarse el desprendimiento de un carbono de un acido carboxílico se considera como descarboxilacion. COOH CO2 + HCOOH COOH Esto se presenta al calentar el carboxílico a 160 o 180º C Reacción de kolbe: Es un caso particular en la obtención de acidos carboxilicos, dado que conduce solamente a acidos benzoicos orto sustituidos con hidroxilo. En la
  • 6.
    reacción de Kolbe,el fenoxido ataca al dióxido de carbono para dar sal del acido 2-hidroxibencenocarboxilico. (acido – o-hidroxibenzoico). Su mecanismo se discutira en el capitulo de aromáticos. OH OH OH - - COO K CO2H + CO2 KHCO3, H2O Presion H2O- REACTIVOS DEL GRUPO CARBOXILO: MECANISMO DE ADICIÓN ELIMINACIÓN A parte e sus propiedades ácidos-base, los ácidos carboxílicos muestran una reactividad en su grupo carbonilo muy similar al la de el carbonilo de aldehido y cetonas. El grupo carbonilito es susceptible al ataque nucleofilo, el oxigeno puede reaccionar con electrofilos y los hidrógenos vecinos son ácidos y enolizables. El grupo hidroxilo por si mismo o modificado puede actuar como grupo saliente dando lugar a otros derivados carbonilitos. En cualquier caso los ataques nucleofilicos han de seguir uno de los dos siguientes mecanismos, según las condiciones de la reacción. ADICIÓN –ELIMINACIÓN CATALIZADA POR BASES: O O- C - adición R – C – OH - Un- R - C - OH R – C Hu + OH Un ADICION-ELIMINACION CATALIZADA POR ACIDOS: O OH OH OH H3O+ :NuH (-) H+ R – C – OH R – C – OH R – C – OH R – C- OH NuH Nu + O OH OH (-) H + (-) H2O R C Un R – C – Nu R – C – OH2
  • 7.
    DECARBOXILACION DE ACIDOSCARBOXILICOS: REACION DE HUNSDIECKER: La reacción consiste básicamente en una oxidación. Una sal de plata del acido carboxílico se trata con un halógeno, normalmente bromo. El bromuro de plata precipita, se desprende dióxido de carbono y se forma un bromo alcano en el que el halógeno ocupa la posición del grupo carboxilo. Esta reacción permite la conversión de la sal de un acido carboxílico en un bromo alcano que contiene un átomo de carbono menos. El mecanismo se ilustra a continuación. ETAPA 1) formación del hipodromito O O _ RCO:+ Ag- Br – Br RCOPr + AgBr ETAPA 2) Formación del radical RCOO O O 3 – C – O --- Br R – C – O + Br ETAPA 3) Descomposición del radical RCOO O R--- C – O R: + CO2 ETAPA 4) Formación del haloalcano y RCOO. O: O R + R – C – O -----Br R - Br +R–C-O Algunas aplicaciones de ácidos carbocilicos Polímeros: farmacéutica herbicidero El acetato de cobre: fungicida, insecticida Acetato celulosa: industrias textiles Plomo: mordiente Ácidos palmitito: aceites vegetales animales
  • 8.
    Grona Fabrica de jabones Ácidos oxálicos – blaquiar cuero y cabuya Ácidos hexanodioico (adipico) fabricar nylon Benzoato – evita la fermentación de gaseosa Ácidos carboxílicos se encuentran en cantidades mínimas en tejidos y líquidos fisiológicos del - anticoagulantes ACIDOS CARBOXILICOS Acidos carboxilicos o ácidos orgánicos: Son aquellos que actúan como ácidos debido a que producen iones hidrogeno por la disociación de su grupo carboxilo --- COOH. O Los ácidos carboxílicos contienen el grupo funcional -C- OH Estos ácidos constituyen un grupo de compuestos que se caracterizan por que poseen un grupo funcional llamado grupo carboxilo o grupo carboxi (-COOH), coinciden sobre el mismo carbón un grupo hidroxilo (-OH) y carbonilo (C-O) se puede representar como COOH o CO2H. Los ácidos carboxílicos son mucho mas conocidos por su nombre técnica, recomendados por la IUPAC (Internacional Union of and Applied Chemistry) Cosa que no sucede con la química inorgánica donde ya han sido abandonados. ESTRUTURA DEL ACIDO CARBOXILICO O R: Es un hidrogeno o un grupo orgánico R C OH NOMENCLATURA DE LOS ACIDOS CARBOXILICOS El sistema IUPAC emplea el prefijo acido y el sufijo oico. Esta terminación reemplaza la terminación o del hidrocarburo correspondiente. Pasos:
  • 9.
    Se escoge comocadena principal la secuencia de átomos de carbono mas larga que contiene el grupo carboxilo, a este le corresponde el numero 1. Se indica la posición de los sustituyentes por número. O C – C – C – C – C – OH 5 4 3 2 1 Los ácidos de cadena normal que se encuentran en la naturaleza se refieren por sus nombres comunes, los cuales derivan de las palabras latinas que indican la fuente del acido. NOMBRES Y FUENTES NATURALES DE LOS ACIDOS CARBOXILICOS Estructura Nombre IUPAC Nombres Común Fuente Natural HCOOH Acido metanoico Acido formico Destilación destructiva de hormigas. CH3COOH Acc/ etanoico Acc/ aceitito Fermentación del vino CH3CH2COOH Acc/ propanoico Acc/ propionico Fermentación de lácteos CH3CH2CH2COOH Acc/ butanoico Acc/ butirico Mantequilla (butyrum en latin) CH3(CH2)3CHOOH Acc/ pentanoico Acc/ valerico Raiz de la valeriana CH3(CH2)4COOH Acc/ hexanoico Acc/ caproico Dolor de cabeza CH3(CH)10COOH dodecanoico laurico laurico CH3(CH2)14COOH Acc/ Acc/ palmitito Aceiete de palma Hexadedanoico CH3(CH2)16COOH octadecanoico Estearico Sebo CLASIFICAION DE LOS CARBOXILICOS De acuerdo al numero de carbón que contenga el acido alifatico, se distinguen como ácidos de cadena corta, media y larga. Los siguientes acidos se incluyen dentro de los de cadena media: ácidos pentanoico o valerico, acidos hexanoico o caproico, acidos octanoico o caprilico y acidos decanoico o capricho. Los acidos de cadena larga se encuentan en estructuras macromoleculares como los limpidos
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    y entre ellosse encuentran: el acido dodecanoico o laurico, acido hexadecanoico o pelmitico etc. REACION DE LOS ACIDOS CARBOXILICOS Los ácidos carboxílicos son mas débiles que los ácidos inorgánicos como el acido clohidricos, pero mas fuertes que el agua y los alcoholes. Los ácidos carboxilicos reaccionan con bases para formar sales. En estas sales el hidrogeno del grupo OH se reemplaza con el ION de un metal ejemplo Na+. De esta forma, el acido acetico reacciona con bicarbonato de sodio para dar acetato de sodio, dióxido de carbón y agua. CH3COOH+NaHCOO3____ CH3COONa+CO2+H2O Los grupos carboxilos reaccionan con los grupos amino para formar amidas. En el caso de los carboxilicos pueden reaccionar con alcoholes para dar esteres, o con halogenuros para dar halogenuros de ácidos, o entre si para dar anhidricos, halogenuros de acido y amidas se llaman derivados de acido. HALOGENACION DE ACIDOS CARBOXILICOS Los ácidos carboxílicos pueden sustituir la función hidroxilo, -OH, por un halogenuro de aroilo en la serie aromática. O O RC – OH – RC – X Halogenuro de aroilo O O Ar ---- C ---- OH -----Ar ---- C ---X Halogenuro de aroilo Los halogenuros de acilo o de aroilo son compuestos muy reactivos, e importantes intermedios de reacción de los ácidos carboxílicos. Los halogenacion en un acido carboxilico puede lograrse con bromo molecular y fósforo atómico rojo.