Química
                           2012




               Clase Nº 20
Funciones Orgánicas Oxigenadas

            Profesor: Antonio Huamán
                                   1
FUNCIONES OXIGENADAS
   Son compuestos orgánicos ternarios que contienen
    oxígeno, carbono e hidrógeno: donde el oxígeno forma
    parte de un grupo de átomos denominado grupo funcional,
    el cual es determinante en las propiedades del compuesto.
   Las principales familias son:
    Funciones oxigenadas simples: Alcoholes, Ácidos, Aldehídos,
    Cetonas.
    Funciones oxigenadas compuestas: Éter, Ester, Anhídrido.




       Etanol                Acetona               Ester      2
FUNCIÓN ALCOHOL (- OH)
    Los alcoholes son compuestos orgánicos que presentan
el grupo funcional oxhidrilo o hidroxilo, - OH, el cuál está
enlazado a átomos de carbono únicamente con enlaces
simples.
   La fórmula general de un alcohol es R – OH donde R es un
grupo alquilo
                  Se consideran derivados de la molécula de
                  agua al reemplazar uno de sus hidrógenos
                  por R




                                                               3
      Metanol
Nomenclatura:
 Se nombran como los hidrocarburos de los que proce-den
  pero con la terminación -ol, e indicando con el nú-mero
  localizador más bajo posible la posición del gru-po
  alcohólico.
 Si hay más de un grupo OH, se utiliza la terminación diol,
  triol, ... indicando con números los lugares donde se
  colocan
 En los compuestos polifuncionales en los que el alco-hol no
  interviene como función principal, se designa con el prefijo
  hidroxi-.
Ejemplo:

   CH3 – CH2 – OH               CH3 - CH – CH3
       Etanol
    (Alcohol etílico)                   OH
                                     propan-2-ol
                                (Alcohol isopropílico)           4
CH2 = CH – CH2 – OH      prop-2-en-1-ol

CH3 - CH – CH2 – CH2 – CH – CH3 5- metilhexan-2-ol

     OH                 CH3

CH3 – (CH2)3 – CH – CH2 – CH3    heptan-3-ol

              OH




 4-butiloctan-2-ol    5-metilhexan-2-ol Ciclohex-2-en-1-ol



                 hexano-2,4-diol                       5
Clasificación del alcoholes
Los alcoholes se clasifican en primarios, secundarios y
terciarios, dependiendo del carbono funcional al que se una
el grupo hidroxilo.




Nota: El metanol (CH3OH) escapa a esta clasificación
                                                              6
FUNCIÓN ETER (R–O–R’)
      Se llaman éteres los compuestos formados por dos
radicales unidos entre sí, mediante enlaces sencillos, a un
átomo de oxígeno (O). El grupo funcional es R–O–R (alcoxi).
Los radicales ( R ) que se unen al oxígeno pueden ser iguales
o diferentes.

                   Pueden considerarse derivados de la
                   molécula de agua en la que dos grupos
                   alquilos reemplazan a los dos hidrógenos.
                   R-O-R’         R-O-Ar           Ar-O-Ar’

 Nomenclatura:
 Existen dos maneras de dar nombre a estos compuestos. Los
 éteres simples se nombran los grupos alquilo o arilo en orden
 alfabético, luego se agrega la palabra eter.

 Ejemplo:
                                                                7
CH3 – O – CH2 – CH3          CH3 – CH2 – O – CH2 – CH3
       etilmetiléter                   dietiléter

CH3 – O – CH2 – CH2 – CH3      CH3 – CH2 – O – CH(CH3)2
    metilpropiléter                  etilisopropiléter

Éteres más complejos se nombra según la IUPAC escogiendo
uno de los radicales (el de menor número de átomos de
carbono) como radical alcoxi, el otro radical se nombra como
hidrocarburo.
Ejemplo:

 CH3 – O – CH2 – CH3        CH3 – CH – CH2 – CH2 – CH3


    metoxietano                    O – CH3
                                                               8
                               2-metoxipentano
CH3 - CH - O – CH2 - CH – CH3 1-isopropoxi-2-metilpropano

       CH3            CH3
FUNCIÓN ALDEHÍDO (R – CHO)
    Aldehído es una palabra compuesta que significa alcohol
deshidrogenado. Son compuestos carbonílicos más simples,
donde un grupo alquilo (o Arilo) y un átomo de hidrógeno
están unido al átomo de carbono del carbonilo – CO –.

        O              Los aldehídos son compuestos
                       orgánicos caracterizados por poseer
 R      C        H     el grupo funcional – CHO.

 Nomenclatura:
Los nombres sistemáticos según IUPAC se forman
reemplazando la o final del hidrocarburo correspondiente (el
de cadena más larga que contenga al grupo –CHO) por la
terminación al. El carbono del grupo –CHO es la posición 1.    9
H – CHO                           CH3 – CHO

metanal ó formaldehído             etanal ó acetaldehído

CH3 – CH – CH2 – CHO          CH3 – CH – CH – CHO

       CH3                            OH     CH3
  3 – metilbutanal                3-hidroxi-2-metilbutanal

CH3 – CH = CH – CHO        CH2 = CH – CH = CH – CH2 – CHO
    buten-2-al                       hexa-3,5-dienal
Cuando el grupo –CHO está enlazado a un anillo, el compuesto se
nombra anexando el sufijo carbaldehído o carboxaldehído al
nombre del cicloalcano en cuestión.




                                                             10
FUNCIÓN CETONA (R–CO–R’)
    Son compuestos carbonílicos más simples, cuya fórmula
general es R – CO – R’, pudiendo ser los radicales alifáticos o
aromáticos. El grupo carbonilo de las cetonas, a diferencia de
los aldehídos no se enlaza a ningún átomo de hidrógeno.

         O               Si R = R’ : cetona simétrico
                         Si R ≠ R’ : cetona
R        C       R'      asimétrica
 Nomenclatura:

Para nombrar los cetonas tenemos dos alternativas:
Nombrar los dos radicales que están unidos al grupo
carbonilo por orden alfabético y a continuación la palabra
cetona.

 Ejemplo:
                                                              11
CH3 – CO – CH3          CH3 – CO – CH2 – CH2 – CH3
      dimetilcetona            metilpropilcetona

   CH3 – (CH2)2 – CO – CH2 – CH3
        etilpropilcetona

 Las cetonas alifáticas o aromáticas se nombran añadiendo
  el sufijo ona al nombre del hidrocarburo que forma la
  cadena principal. El grupo carbonílico cetónico debe tener
  la menor numeración, posición que siempre se indica.
  Como sustituyente debe emplearse el prefijo oxo-.
 Ejemplo:

    CH3 – CO – CH3            CH3 – CO – CH2 – CH3
      propanona                     butanona

    CH3 – CO – CH2 – CH2 – CH3          pentan–2–ona
                                                               12
CH3 – C = CH2 – CO – CH3
                                 4-metilpent-3-en-2-ona
       CH3

CH3 – CO – CH2 – CO – CH2 – CH3           hexano-2,4-diona




3-metilciclopentanona          1-fenil-1-propanona




 benzofenona
 (difenilcetona)      acetofenona       4-hidroxi-4-metil-2-
                                                               13
                   (fenilmetilcetona)       hexanona
FUNCIÓN ÁCIDO CARBOXÍLICO (R–COOH)
     A la combinación de un grupo carbonilo (-C=O) y uno
hidroxilo (-OH) en el mismo átomo de carbono se le
denomina grupo carboxilo, por lo que los compuestos que
contienen este grupo se les llama ácidos carboxílicos, debido
a que presentan un carácter ácido.

        O               Tienen carácter ácido porque en las
                        reacciones ácido - base se cede el
                        átomo de H unido al átomo de O
R       C      OH




        Ácido acético                 Ácido láctico           14
Nomenclatura:
Los nombres de los ácidos carboxílicos se obtienen como
derivados del hidrocarburo con el mismo número de
carbonos reemplazando la terminación o por oico. La palabra
ácido antecede al nombre de la cadena carbonada. Para
compuestos monocarboxílicos el grupo funcional tiene el
numero 1 y no se menciona.
 Ejemplo:

  H – COOH         CH3 – COOH         CH3 – CH2 – COOH
ácido metanoico    ácido etanoico        ácido propanoico
(ácido fórmico)    (ácido acético)       (ácido propiónico)
 CH3 – CH2 – CH2 – COOH              CH2 = CH2 – COOH
     ácido butanoico                     ácido propenoico
     (ácido butírico)           CH2 = CH – CH – COOH
 CH2 = CH – CH2 – COOH
                                               CH3
    ácido 3-butenoico                ácido 2-metil-3-butenoico   15
Para ácidos dicarboxílicos se elige la cadena carbonada que
contiene a los grupos carboxilo, la ubicación de los grupos
  -COOH no se menciona, son terminales (extremos), se añade
al final el sufijo dioico.




                                                              16
FUNCIÓN ÁCIDO ESTER (R–COO–R’)
    Son derivados de los ácidos carboxílicos, su fórmula
general es R – COOR’, donde los radicales pueden ser
indistintamente grupo alquilo o arilo.

       O               Etimológicamente, la palabra "éster"
                       proviene del griego Essig-Äther (éter
                       de   vinagre), como      se llamaba
R      C      OR’      antiguamente al acetato de etilo




        Butanoato de metilo               Acetato de octilo
                                                               17
Los ésteres se forman por reacción entre un ácido y un alcohol.
La reacción se produce con pérdida de agua. Se ha determinado
que el agua se forma a partir del OH del ácido y el H del alcohol.
Este proceso se llama esterificación.



 Ácido carboxílico   Alcohol           Ester          Agua
Ejemplo:




                                       Propanoato de metilo




Ácido acético        Etanol
                                                               18

FUNCIONES ORGÁNICAS OXIGENADAS

  • 1.
    Química 2012 Clase Nº 20 Funciones Orgánicas Oxigenadas Profesor: Antonio Huamán 1
  • 2.
    FUNCIONES OXIGENADAS  Son compuestos orgánicos ternarios que contienen oxígeno, carbono e hidrógeno: donde el oxígeno forma parte de un grupo de átomos denominado grupo funcional, el cual es determinante en las propiedades del compuesto.  Las principales familias son: Funciones oxigenadas simples: Alcoholes, Ácidos, Aldehídos, Cetonas. Funciones oxigenadas compuestas: Éter, Ester, Anhídrido. Etanol Acetona Ester 2
  • 3.
    FUNCIÓN ALCOHOL (-OH) Los alcoholes son compuestos orgánicos que presentan el grupo funcional oxhidrilo o hidroxilo, - OH, el cuál está enlazado a átomos de carbono únicamente con enlaces simples. La fórmula general de un alcohol es R – OH donde R es un grupo alquilo Se consideran derivados de la molécula de agua al reemplazar uno de sus hidrógenos por R 3 Metanol
  • 4.
    Nomenclatura:  Se nombrancomo los hidrocarburos de los que proce-den pero con la terminación -ol, e indicando con el nú-mero localizador más bajo posible la posición del gru-po alcohólico.  Si hay más de un grupo OH, se utiliza la terminación diol, triol, ... indicando con números los lugares donde se colocan  En los compuestos polifuncionales en los que el alco-hol no interviene como función principal, se designa con el prefijo hidroxi-. Ejemplo: CH3 – CH2 – OH CH3 - CH – CH3 Etanol (Alcohol etílico) OH propan-2-ol (Alcohol isopropílico) 4
  • 5.
    CH2 = CH– CH2 – OH prop-2-en-1-ol CH3 - CH – CH2 – CH2 – CH – CH3 5- metilhexan-2-ol OH CH3 CH3 – (CH2)3 – CH – CH2 – CH3 heptan-3-ol OH 4-butiloctan-2-ol 5-metilhexan-2-ol Ciclohex-2-en-1-ol hexano-2,4-diol 5
  • 6.
    Clasificación del alcoholes Losalcoholes se clasifican en primarios, secundarios y terciarios, dependiendo del carbono funcional al que se una el grupo hidroxilo. Nota: El metanol (CH3OH) escapa a esta clasificación 6
  • 7.
    FUNCIÓN ETER (R–O–R’) Se llaman éteres los compuestos formados por dos radicales unidos entre sí, mediante enlaces sencillos, a un átomo de oxígeno (O). El grupo funcional es R–O–R (alcoxi). Los radicales ( R ) que se unen al oxígeno pueden ser iguales o diferentes. Pueden considerarse derivados de la molécula de agua en la que dos grupos alquilos reemplazan a los dos hidrógenos. R-O-R’ R-O-Ar Ar-O-Ar’ Nomenclatura: Existen dos maneras de dar nombre a estos compuestos. Los éteres simples se nombran los grupos alquilo o arilo en orden alfabético, luego se agrega la palabra eter. Ejemplo: 7
  • 8.
    CH3 – O– CH2 – CH3 CH3 – CH2 – O – CH2 – CH3 etilmetiléter dietiléter CH3 – O – CH2 – CH2 – CH3 CH3 – CH2 – O – CH(CH3)2 metilpropiléter etilisopropiléter Éteres más complejos se nombra según la IUPAC escogiendo uno de los radicales (el de menor número de átomos de carbono) como radical alcoxi, el otro radical se nombra como hidrocarburo. Ejemplo: CH3 – O – CH2 – CH3 CH3 – CH – CH2 – CH2 – CH3 metoxietano O – CH3 8 2-metoxipentano
  • 9.
    CH3 - CH- O – CH2 - CH – CH3 1-isopropoxi-2-metilpropano CH3 CH3 FUNCIÓN ALDEHÍDO (R – CHO) Aldehído es una palabra compuesta que significa alcohol deshidrogenado. Son compuestos carbonílicos más simples, donde un grupo alquilo (o Arilo) y un átomo de hidrógeno están unido al átomo de carbono del carbonilo – CO –. O Los aldehídos son compuestos orgánicos caracterizados por poseer R C H el grupo funcional – CHO. Nomenclatura: Los nombres sistemáticos según IUPAC se forman reemplazando la o final del hidrocarburo correspondiente (el de cadena más larga que contenga al grupo –CHO) por la terminación al. El carbono del grupo –CHO es la posición 1. 9
  • 10.
    H – CHO CH3 – CHO metanal ó formaldehído etanal ó acetaldehído CH3 – CH – CH2 – CHO CH3 – CH – CH – CHO CH3 OH CH3 3 – metilbutanal 3-hidroxi-2-metilbutanal CH3 – CH = CH – CHO CH2 = CH – CH = CH – CH2 – CHO buten-2-al hexa-3,5-dienal Cuando el grupo –CHO está enlazado a un anillo, el compuesto se nombra anexando el sufijo carbaldehído o carboxaldehído al nombre del cicloalcano en cuestión. 10
  • 11.
    FUNCIÓN CETONA (R–CO–R’) Son compuestos carbonílicos más simples, cuya fórmula general es R – CO – R’, pudiendo ser los radicales alifáticos o aromáticos. El grupo carbonilo de las cetonas, a diferencia de los aldehídos no se enlaza a ningún átomo de hidrógeno. O Si R = R’ : cetona simétrico Si R ≠ R’ : cetona R C R' asimétrica Nomenclatura: Para nombrar los cetonas tenemos dos alternativas: Nombrar los dos radicales que están unidos al grupo carbonilo por orden alfabético y a continuación la palabra cetona. Ejemplo: 11
  • 12.
    CH3 – CO– CH3 CH3 – CO – CH2 – CH2 – CH3 dimetilcetona metilpropilcetona CH3 – (CH2)2 – CO – CH2 – CH3 etilpropilcetona  Las cetonas alifáticas o aromáticas se nombran añadiendo el sufijo ona al nombre del hidrocarburo que forma la cadena principal. El grupo carbonílico cetónico debe tener la menor numeración, posición que siempre se indica. Como sustituyente debe emplearse el prefijo oxo-. Ejemplo: CH3 – CO – CH3 CH3 – CO – CH2 – CH3 propanona butanona CH3 – CO – CH2 – CH2 – CH3 pentan–2–ona 12
  • 13.
    CH3 – C= CH2 – CO – CH3 4-metilpent-3-en-2-ona CH3 CH3 – CO – CH2 – CO – CH2 – CH3 hexano-2,4-diona 3-metilciclopentanona 1-fenil-1-propanona benzofenona (difenilcetona) acetofenona 4-hidroxi-4-metil-2- 13 (fenilmetilcetona) hexanona
  • 14.
    FUNCIÓN ÁCIDO CARBOXÍLICO(R–COOH) A la combinación de un grupo carbonilo (-C=O) y uno hidroxilo (-OH) en el mismo átomo de carbono se le denomina grupo carboxilo, por lo que los compuestos que contienen este grupo se les llama ácidos carboxílicos, debido a que presentan un carácter ácido. O Tienen carácter ácido porque en las reacciones ácido - base se cede el átomo de H unido al átomo de O R C OH Ácido acético Ácido láctico 14
  • 15.
    Nomenclatura: Los nombres delos ácidos carboxílicos se obtienen como derivados del hidrocarburo con el mismo número de carbonos reemplazando la terminación o por oico. La palabra ácido antecede al nombre de la cadena carbonada. Para compuestos monocarboxílicos el grupo funcional tiene el numero 1 y no se menciona. Ejemplo: H – COOH CH3 – COOH CH3 – CH2 – COOH ácido metanoico ácido etanoico ácido propanoico (ácido fórmico) (ácido acético) (ácido propiónico) CH3 – CH2 – CH2 – COOH CH2 = CH2 – COOH ácido butanoico ácido propenoico (ácido butírico) CH2 = CH – CH – COOH CH2 = CH – CH2 – COOH CH3 ácido 3-butenoico ácido 2-metil-3-butenoico 15
  • 16.
    Para ácidos dicarboxílicosse elige la cadena carbonada que contiene a los grupos carboxilo, la ubicación de los grupos -COOH no se menciona, son terminales (extremos), se añade al final el sufijo dioico. 16
  • 17.
    FUNCIÓN ÁCIDO ESTER(R–COO–R’) Son derivados de los ácidos carboxílicos, su fórmula general es R – COOR’, donde los radicales pueden ser indistintamente grupo alquilo o arilo. O Etimológicamente, la palabra "éster" proviene del griego Essig-Äther (éter de vinagre), como se llamaba R C OR’ antiguamente al acetato de etilo Butanoato de metilo Acetato de octilo 17
  • 18.
    Los ésteres seforman por reacción entre un ácido y un alcohol. La reacción se produce con pérdida de agua. Se ha determinado que el agua se forma a partir del OH del ácido y el H del alcohol. Este proceso se llama esterificación. Ácido carboxílico Alcohol Ester Agua Ejemplo: Propanoato de metilo Ácido acético Etanol 18