ÁCIDOS CARBOXÍLICOS




 Mg. LUIS MIGUEL FÉLIX VELIZ
ÁCIDOS CARBOXÍLICOS
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
  EJEMPLOS:                            Aspirina
                                       Ácido acetilsalicílico (Aspirina).
Àcido Oleico                           Antiinflamatorio no esteroideo de
Grasa monoinsaturada presente en       la familia de los salicilatos, usado
los aceites vegetales como el aceite   frecuentemente                 como
de oliva. Su consumo reduce el         analgésico, antipirético, antiagreg
riesgo        de       enfermedades    ante         plaquetario           y
cardiovasculares.                      antiinflamatorio
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
                           O
                   C
                           O-H
se compone de dos grupos carbonilo y el
  hidroxilo

                       O
carbonilo                    hidroxilo   O-H
               C
Los ácidos carboxílicos se representan como:


           R
                       C              O
       H-O
     Donde R puede ser alifático, cíclico o aromático.
NOMENCLATURA DE ÁCIDOS CARBOXÍLICOS

¿Cómo se nombran los ácidos carboxílicos?
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.

                                        COOH
   H3C
           C      O
     H-O
   ácido Etanoico
    ácido acetico                ácido benzoico
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.
GRUPO CARBOXÍLICO
Al hacer un análisis del grupo carboxilo nos
 damos cuenta que esta formado por dos
 partes:

            O

  R   C              O-H
  ACILO              HIDROXILO
CARACTERÍSTICAS ESTRUCTURALES
         DEL ÁCIDO CARBOXÍLICO

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

     O              O              :O:
                                                    O +
R    C   O-H    R    C :O:      R C      O   R    C - H
                    HIBRIDO RESONANTE               O
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.
ACIDEZ DE LOS ÁCIDOS CARBOXÍLICOS

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.
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.
ACIDEZ DE LOS ÁCIDOS CARBOXÍLICOS

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
                   H        O
         CH3 C             C      O H

                  Cl
Si R es un grupo dador de electrones tipo –
 CH3 , Aquil, la acidez disminuye. El
 hidrógeno sale con mucha dificultad.


            H          O
CH3 H C                C        O H
MÉTODOS DE OBTENCIÓN
a) 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
                       R

          H     O
    CH3 C       C   O H          :B
          H
                           S
B
               Nu
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               O        O

 R     C    X     R   C O C          R
Haluro de acilo    Anhidrido de acilo

      O                O

R    C    NH2     R   C     O   R
    Amida             Ester
• http://www.uam.es/departamentos/ciencias/
  qorg/docencia_red/qo/l00/lecc.html

Acidos carboxilicos 2012

  • 1.
    ÁCIDOS CARBOXÍLICOS Mg.LUIS MIGUEL FÉLIX VELIZ
  • 2.
    ÁCIDOS CARBOXÍLICOS Cuando hablamosde 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).
  • 3.
    ÁCIDOS CARBOXÍLICOS EJEMPLOS: Aspirina Ácido acetilsalicílico (Aspirina). Àcido Oleico Antiinflamatorio no esteroideo de Grasa monoinsaturada presente en la familia de los salicilatos, usado los aceites vegetales como el aceite frecuentemente como de oliva. Su consumo reduce el analgésico, antipirético, antiagreg riesgo de enfermedades ante plaquetario y cardiovasculares. antiinflamatorio
  • 4.
    Los ácidos carboxílicosson los productos finales de la serie de oxidación R-CH3  R-CH2OH  R-CHO R-COOH Alcohol Aldehído Ácido carboxílico
  • 5.
    El nombre carboxílicocon el que se designa al grupo funcional es O C O-H se compone de dos grupos carbonilo y el hidroxilo O carbonilo hidroxilo O-H C
  • 6.
    Los ácidos carboxílicosse representan como: R C O H-O Donde R puede ser alifático, cíclico o aromático.
  • 7.
    NOMENCLATURA DE ÁCIDOSCARBOXÍLICOS ¿Cómo se nombran los ácidos carboxílicos? 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. COOH H3C C O H-O ácido Etanoico ácido acetico ácido benzoico
  • 8.
    Letras griegas delos 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.
  • 9.
    Grupo carboxílico unidoa un ciclo Los ácidos cíclicos se nombran terminando el nombre del ciclo en -carboxílico precedido de la palabra ácido.
  • 10.
    GRUPO CARBOXÍLICO Al hacerun análisis del grupo carboxilo nos damos cuenta que esta formado por dos partes: O R C O-H ACILO HIDROXILO
  • 11.
    CARACTERÍSTICAS ESTRUCTURALES DEL ÁCIDO CARBOXÍLICO La distancia entre C  O es de 1,27 A en su estado de resonancia . O O :O: O + R C O-H R C :O: R C O R C - H HIBRIDO RESONANTE O
  • 12.
    Propiedades físicas delos 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.
  • 13.
    Puntos de ebulliciónde 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.
  • 14.
    Propiedades químicas delos 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.
  • 15.
    ACIDEZ DE LOSÁCIDOS CARBOXÍLICOS 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.
  • 16.
    Efectos de lossustituyentes 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.
  • 17.
    ACIDEZ DE LOSÁCIDOS CARBOXÍLICOS 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 H O CH3 C C O H Cl
  • 18.
    Si R esun grupo dador de electrones tipo – CH3 , Aquil, la acidez disminuye. El hidrógeno sale con mucha dificultad. H O CH3 H C C O H
  • 19.
    MÉTODOS DE OBTENCIÓN a)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.
  • 20.
    • Oxidación dealcoholes • Oxidación de alquilbenceno • Hidrólisis ácida o básica de nitrilos • Por hidrólisis de derivados de ácidos
  • 21.
    • Carbonatación delreactivos de Grignard • Síntesis malónica
  • 22.
    CENTROS DE REACCIÓNDE UNA MOLÉCULA DE ÁCIDO CARBOXÍLICO
  • 23.
    CENTROS DE REACCIÓNDE UNA MOLÉCULA DE ÁCIDO CARBOXÍLICO R H O CH3 C C O H :B H S B Nu
  • 24.
    DERIVADOS DE LOSÁCIDOS 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.
  • 25.
    O O O R C X R C O C R Haluro de acilo Anhidrido de acilo O O R C NH2 R C O R Amida Ester
  • 26.
    • http://www.uam.es/departamentos/ciencias/ qorg/docencia_red/qo/l00/lecc.html