Este documento describe la nomenclatura y propiedades de los ácidos carboxílicos. Los ácidos carboxílicos se caracterizan por el grupo funcional carboxilo y pueden ser alifáticos, aromáticos o dicarboxílicos. Su nomenclatura depende de la estructura química. Los ácidos carboxílicos forman puentes de hidrógeno y su acidez depende de efectos inductivos y resonancia. Pueden obtenerse por oxidación de alcoholes, aldehídos o cadenas laterales

1. ÁCIDOS CARBOXÍLICOS
Son ácidos orgánicos caracterizados por la presencia del grupo carboxilo
OH
C
O
carbonilo
hidroxilo
O H
grupo carboxilo
C
O
R COOH
Ar COOH
Hidrógeno ácido

2. NOMENCLATURA DE LOS ÁCIDOS CARBOXÍLICOS (I)
1. Ácidos carboxílicos alifáticos lineales
Fórmula Nombre común Nombre IUPAC Origen
H - COOH
CH3 - COOH
CH3 - CH2 - COOH
CH3 -(CH2)2 - COOH
CH3 -(CH2)3 - COOH
CH3 -(CH2)4 - COOH
CH3 -(CH2)6 - COOH
CH3 -(CH2)8 - COOH
CH3 -(CH2)10 - COOH
CH3 -(CH2)12 - COOH
CH3 -(CH2)14 - COOH
CH3 -(CH2)16 - COOH
ácido fórmico
ácido acético
ácido propiónico
ácido butírico
ácido valeriánico
ácido caproico
ácido caprílico
ácido cáprico
ácido láurico
ácido mirístico
ácido palmítico
ácido esteárico
ácido metanoico
ácido etanoico
ácido propanoico
ácido butanoico
ácido pentanoico
ácido hexanoico
ácido octanoico
ácido decanoico
ácido dodecanoico
ácido tetradecanoico
ácido hexadecanoico
ácido octadecanoico
formica (hormigas)
acetum (vinagre)
proton prion (primer ácido)
butyrum (mantequilla)
valeriana (planta)
capri (olor a cabeza, caper en latín)
capri
capri

3. NOMENCLATURA DE LOS ÁCIDOS CARBOXÍLICOS (II)
1. Ácidos carboxílicos alifáticos ramificados
Fórmula Nombre común Nombre IUPAC
CH3 - CH - COOH
CH3
CH3 - C - COOH
CH3
CH3
CH3 - CH - CH2 - COOH
CH3
ácido isobutírico
ácido isovalérico
ácido piválico
ácido 2-metilpropanoico
ácido 3-metilbutanoico
ácido 2,2-dimetilpropanoico

4. NOMENCLATURA DE LOS ÁCIDOS CARBOXÍLICOS (III)
1. Las posiciones 2 (α), 3 (β), 4 (gama), 5 (delta), etc.
Fórmula Nombre común Nombre IUPAC
- C - C - C - C - C - COOH
12345
alfabetagamadelta carboxiloetc.
CH3 - CH - CH2 - COOH
OH
- C - COOH
Cl
Cl
Cl
CH3 - CH - COOH
Br
Ácido α-bromo propiónico
Ácido β-hidroxi butírico
Ácido α,α,α-tricloroacético
Ácido 2-bromopropanoico
Ácido 3-hidroxibutanoico
Ácido 2,2,2-tricloroetanoico

5. NOMENCLATURA DE LOS ÁCIDOS CARBOXÍLICOS (IV)
1. Ácidos carboxílicos aromáticos derivados del benceno
Fórmula Nombre común Nombre IUPAC
COOH
COOH
Cl
COOH
CH3
Ácido benzoico
Ácido p-clorobenzoico
Ácido o-toluico
Ácido bencenocarboxílico
Ácido 4-clorobencenocarboxílico
Ácido 2-metilbencenocarboxílico

6. NOMENCLATURA DE LOS ÁCIDOS CARBOXÍLICOS (V)
1. Ácidos carboxílicos aromáticos superiores
Fórmula Nombre común Nombre IUPAC
COOH
COOH
Cl
CH3
Ácido 1-naftoico
Ácido 2-metil-4-cloronaftoico
Ácido 1-naftalenocarboxílico
Ácido 2-metil-4-cloro-1-
naftalenocarboxílico

7. NOMENCLATURA DE LOS ÁCIDOS CARBOXÍLICOS (VI)
1. Ácidos dicarboxílicos alifáticos
Fórmula Nombre común Nombre IUPAC
HOOC - COOH
HOOC - CH2 - COOH
HOOC - (CH2)2 - COOH
HOOC - (CH2)3 - COOH
HOOC - (CH2)4 - COOH
HOOC - (CH2)5 - COOH
Ácido oxálico
Ácido malónico
Ácido succínico
Ácido glutárico
Ácido adípico
Ácido pimélico
Ácido etanodioico
Ácido propanodioico
Ácido butanodioico
Ácido pentanodioico
Ácido hexanodioico
Ácido heptanodioico

8. NOMENCLATURA DE LOS ÁCIDOS CARBOXÍLICOS (VII)
1. Ácidos dicarboxílicos alifáticos insaturados: isomería cis-trans
Fórmula Nombre común Nombre IUPAC
COOH
C C
HOOC
H
H
C C
HOOC COOH
H H
HOOC - CH CH - COOH
Ácido maleico
Ácido fumárico
Ácido cis-butenodioico
Ácido trans-butenodioico

9. NOMENCLATURA DE LOS ÁCIDOS CARBOXÍLICOS (VIII)
1. Ácidos dicarboxílicos aromáticos
Fórmula Nombre común Nombre IUPAC
COOH
COOH
COOH
COOH
COOH
COOH
Ácido ftálico
Ácido isoftálico
Ácido tereftálico
Ácido benceno-1,2-dicarboxílico
Ácido benceno-1,3-dicarboxílico
Ácido benceno-1,4-dicarboxílico

10. PROPIEDADES FÍSICAS DE LOS ÁCIDOS CARBOXÍLICOS (I)
1. Altamente polares por la presencia del grupo carboxílico
2. Punto de ebullición influido por la formación de puentes de
hidrógeno inter e intramoleculares
3. Totalmente solubles en agua hasta C-4, desde C-5 disminuye
la solubilidad en función del tamaño de la cadena unida al
carboxilo
R
C
O
OH
R C
O
O H
Puentes de hidrógeno intramoleculares
(con la misma molécula)
O H
ácido (sustancia capaz
de donar iones
hidrógeno)
polar
polar
cadena
no polar
densidad
electrónica
negativa
densidad
electrónica
negativa
densidad
electrónica
positiva
C
O

11. PROPIEDADES FÍSICAS DE LOS ÁCIDOS CARBOXÍLICOS (II)
Formación de puentes de hidrógeno con otras moléculas
(Intermoleculares)
R
C
O
O H
O
H
H
O
H
H
R
C
O
OH
aceptor
donador
La capacidad de formar puentes de hidrógeno de los compuestos carboxílicos
tiene gran importancia en:
a) punto de ebullición b) solubilidad c) en el medio biológico

12. PROPIEDADES QUÍMICAS DE LOS ÁCIDOS CARBOXÍLICOS (I)
1) La acidez: estabilidad del ion carboxilato por resonancia
H O H
R C
O
O H
R C
O
O
+
+
ácido carboxílico agua
ion carboxilato
ion hidronio
O HH
H
+
R C
O
O R C
O
O R C
O
O
ion carboxilato ion carboxilato ion carboxilato
Hibrido de resonancia Hibrido de resonancia

13. PROPIEDADES QUÍMICAS DE LOS ÁCIDOS CARBOXÍLICOS (II)
2. Efecto de la estructura sobre la acidez: ácidos carboxílicos alifáticos
1. longitud de la cadena (lineal): a mayor número de carbonos disminuye la acidez
(*) excepciones a la regla
2. cadena con uno o mas del mismo sustituyente atractor de electrones en la misma posición
aumenta la acidez, con mayor sustitución en el mismo carbono
3. cadena (lineal) con un mismo sustituyente atractor de electrones en diferente posición
aumenta la acidez, de más (más cerca) a menos (más lejos).
4. cadena con diferente sustituyente atractor de electrones en la misma posición
aumenta la acidez: con el sustituyente de mayor electronegatividad
Ejemplos de 1 Ka Ejemplos de 2 Ka
HCOOH 1.77 X 10-4 CH3COOH 1.76 X 10-5
CH3COOH 1.76 X 10-5 Cl CH2COOH 1.38 X 10-3
CH3CH2COOH 1.34 X 10-5 Cl2 CHCOOH 5.49 X 10-2
CH3CH2CH2COOH 1.54 X 10-5 (*) Cl3 C COOH 2.20 X 10-1
CH3(CH2)3 COOH 1.52 X 10-5 (*)
CH3(CH2)4 COOH 1.31 X 10-5
Ejemplos de 3 Ka Ejemplos de 4 Ka
CH3CH2CH2COOH 1.54 X 10-5 F CH2COOH 2.60 X 10-3
CH3CH2CHCl COOH 1.38 X 10-3 Cl CH2COOH 1.38 X 10-3
CH3CHCl CH2COOH 8.91 X 10-5 Br CH2COOH 1.25 X 10-3
CH2Cl CH2CH2COOH 3.02 X 10-5 I CH2COOH 6.61 X 10-4
O2N CH2COOH 2.09 X 10-2

14. PROPIEDADES QUÍMICAS DE LOS ÁCIDOS CARBOXÍLICOS (III)
3. Efecto de la estructura sobre la acidez: ácidos carboxílicos aromáticos
1. Los grupos activantes disminuyen la acidez
2. Los grupos desactivantes aumentan la acidez
3. Efecto orto. Casi todos los sustituyentes en orto ya sean activantes o desactivantes
aumentan la acidez
4. Por lo general un mismo grupo tiene mayor grado de acidez cuando esta en la
posición orto, después en meta y por último en para.
Ka de ácidos benzoicos sustituidos en las posiciones
orto meta para
Activantes
-NH2 1.60 X 10-5 1.9 X 10-5 1.4 X 10-5
-OH 1.05 X 10-3 8.3 X 10-5 2.6 X 10-5
-OCH3 8.2 X 10-5 8.2 X 10-5 3.3 X 10-5
-CH3 1.24 X 10-4 5.4 X 10-5 4.3 X 10-5
Referencia (ácido benzoico)
-H 6.4 X 10-5
Desactivantes
-Cl 1.2 X 10-3 1.51 X 10-4 1.03 X 10-4
-Br 1.1 X 10-3
-CHO 1.8 X 10-5
-CN 2.8 X 10-5
-NO2 6.7 X 10-3 3.2 X 10-4 3.9 X 10-4
O
C
O
Grupos atractores
de electrones,
estabilizan
al ion y aumentan
la acidez
O
C
O
Grupos donadores
de electrones,
desestabilizan
al ion y disminuyen
la acidez

15. PROPIEDADES QUÍMICAS DE LOS ÁCIDOS CARBOXÍLICOS (IV)
3. La acidez y la estabilización por resonancia: comparación con alcoholes
energía
ácido base
R C OH
O
R OH
R C
O
O
R O
Estabilización por
resonancia del
grupo carboxilo
Estabilización por
resonancia del
anión carboxilato

16. PROPIEDADES QUÍMICAS DE LOS ÁCIDOS CARBOXÍLICOS (V)
4. Valores de Ka y el pKa de algunos ácidos carboxílicos
pKa = _
6.5
a) ácido bencensulfónico
pKa
1
=1.27
d) ácido oxálico
pKa = _
10
c) ácido sulfúrico
_
7pKa =
b) ácido clorhídrico e) ácido malónico
pKa
1
= 2.85 pKa =10
h) fenol
pKa =18
i) etanol
g) ácido tereftálico
pKa
1
= 4.46
pKa
1
= 5.04
f) ácido ftálico
mayor acidez (números negativos) menor acidez (números positivos)pKa
Fórmula Ka pKa
F3C - COOH
F CH2 - COOH
Cl CH2 - OOH
0.59 0.23
2.6 X 10-3 2.59
1.4 X 10-3 2.85
Br CH2 - COOH
CH3 - COOH
CH3 – CH2 - OH
2.1 X 10-3 2.68
1.76 X 10-5 4.75
1.0 X 10-16 16

17. LOS ÁCIDOS CARBOXÍLICOS: METODOS DE OBTENCIÓN (I)
1. Oxidación de alcoholes primarios o de aldehídos
R - CH2 - OH R - CHO R - COOH
R C
H
H
OH R C
H
O R C O
OH
alcohol primario aldehído ácido carboxílico
oxidación 2) oxidación
1) agentes oxidantes para alcoholes a ácidos carboxílicos: KMnO4, CrO3,
2) agentes oxidantes para aldehídos a ácidos carboxílicos: Ag2O
un enlace C - O dos enlaces C - O tres enlaces C - O
1) oxidación

18. LOS ÁCIDOS CARBOXÍLICOS: METODOS DE OBTENCIÓN (II)
2. Oxidación de grupos alquilo (cadenas laterales primarias y secundarias)
en anillos aromáticos (posiciones bencílicas); estabilidad del anillo
aromático.
CH3
CH2 - CH2 - CH3
CH (CH3)2
KMnO4
KMnO4
KMnO4
COOH
COOH
Los grupos alquilo
terciarios no se
pueden oxidar

19. LOS ÁCIDOS CARBOXÍLICOS: METODOS DE OBTENCIÓN (III)
3. Reacción de reactivos de Grignard sobre CO2 (dióxido de carbono):
introducción del grupo carboxilo: -COOH
R C O - Mg - X
O
R C
O
OH
HX
CO O + R - Mg - X + MgX2
4. Hidrólisis de nitrilos (cianuros) en medio ácido o básico
R C
O
OHR C N
HX
NH4++ 2 H2O + + X
medio ácido

20. LOS ÁCIDOS CARBOXÍLICOS: METODOS DE OBTENCIÓN (IV)
5. Por oxidación de alquenos
C
CH3
H
H
H
C
KMnO4
CH3
O
HOH
+ CO O
CH3 - CH = CH2
CH3 - COOH CO2
C +
6. Reacción del yodoformo: oxidación de metil cetonas
C
O
CH3R
C
O
R O
C
O
R OH
R - CO - CH3 R - COOH
3 I2
3 NaOH + CHI3
HCl
R - COO
metil cetona sal del ácido carboxílico
yodoformo
ácido carboxílico

21. Los derivados de ácido carboxílico (I)
R C
O
OH R C
O
se mantiene
el grupo
carbonilo
se modifica
el grupo
hidroxilo
grupo carboxilo nuevo grupo funcional
se mantienen algunas de las
características reactivas
del carboxilo
nuevo sustituyente
R C
O
O - R
R C
O
X
C
O
R C
O
O R
R C
O
NH2
ésteres: O - R en lugar de OH anhídridos: O - CO - R en lugar de OH
halogenuros de acilo: X en lugar de OH amidas: NH2 en lugar de OH

22. Los derivados de ácido carboxílico (II): el grupo acilo
1. El grupo acilo esta presente en todos los derivados de ácido
2. En cada derivado cambia el carácter electrofílico del carbono
R C
O
O - R
R C
O
X
C
O
R C
O
O R
R C
O
NH2
R C
O
R C
O
OH
R - COOH
R - CO
ORR - CO
R - CO
X
NH2
R - CO O CO - R
grupo acilo
éster
anhídrido
halogenuro
de acilo
amida
ácido carboxílico

23. Los derivados de ácido carboxílico (III): el grupo acilo
Consideraciones sobre la reactividad
O
R C NH2
O
R C OR
O
O
O
R C C R
O
R C X
Al ser X más electronegativo, tiene mayor eficacia
para sustentar los electrones: mayor poder acilante
Al ser O electronegativo, tiene buena eficacia
para sustentar los electrones: buen poder acilante
Al ser O electronegativo, tiene buena eficacia
para sustentar los electrones: bajo poder acilante ya
que el R le quita capacidad
Al ser N menos electronegativo, tiene menor eficacia
para sustentar los electrones: muy bajo poder acilante
mayor reactividad
menor reactividad

24. La reacción de acilación (I):
Es una reacción de sustitución en la cual se elimina un grupo de
un derivado de un ácido (Z) y se adiciona otro grupo (Nu) para dar
otro tipo de derivado.
R C
O
R C
O
Z
H - Nu
donde Nu = nucleófilo
Nu + H - Z
la reversibilidad de la reacción depende
de los reactivos y de las condiciones de
la reacción
donde Z = X, OCOR, OR, NHR
donde Nu = OH, OCOR, OR, NH2, NHR

25. La reacción de acilación (II):
La relación de reactividad entre los distintos acilos
O
R C NH2
O
R C OR
O
O
O
R C C R
O
R C X
O
R C OH
H2O
H2O
H2O / H+ / OH-
H2O / H+ / OH-
mayor
menor
reactividad

26. La reacción de acilación (III):
El mecanismo de reacción de adición – eliminación: catalizado por
el nucleófilo (base)
O
O
O
O
R C Z + H - Nu R C Z
O - H
(II) intermediario tetrahédrico
R C
O - H
+
Nu
R C Nu + H - Z
(I)
(III)
R C Z
Nu - H
+ Nu
R C
+
Nu - H
+ Z
(IV)

27. La reacción de acilación (IV):
El mecanismo de reacción de adición – eliminación: catalizado por
un ácido
O
+ A
+ A
O
R C Z + H - A
R C Z
O - H
+
H - Nu
R C Z
O - H
Nu - H
intermediario
tetrahédrico
+
R C Z
O - H
intermediario
tetrahédrico
Nu
R C
O - H
+
Nu + Z
R C Nu + H - Z
(I) (II)
(III) (IV)
(V)
(VI)

28. Los Nitrilos R – CN (I)
1. Se les considera como derivados de los ácidos carboxílicos a pesar
de que no contienen oxígeno en su fórmula
2. Contiene un nitrógeno unido por un triple enlace al carbono,
el triple enlace esta formado por dos enlaces pi que rodean a
un enlace sigma.
3. El carbono es electrofílico (deficiencia de electrones)
R C N
Nu
R - CN
densidad electrónica
positiva (electrofílico)
densidad electrónica
negativa (nucleofílico)
(nucleófilo)
R C N
R - CN
enlace
sigma
enlace pi
enlace pi

29. Los Nitrilos R – CN (II)
1. Los nitrilos por hidrólisis ácida o básica dan ácidos carboxílicos
2. Los nitrilos se obtienen de una amida que puede provenir de
un ácido carboxílico
R - C - NH2
O O
R - C - OH
R - CN
H2O H2O
R - C - NH2
OO
R - C - OH
P2O5
R - CN
1) NH3
2) HCl

30. Resumen del Tema 1: ácidos carboxílicos
1) Estructura: grupo carboxilo
2) Nomenclatura: ácidos alifáticos y aromáticos
3) Ácidos dicarboxílicos
4) Acidez: factores que afectan la acidez
5) Obtención de ácidos carboxílicos: oxidación, reactivo
de Grignard más CO2 e hidrólisis de nitrilos
6) Derivados de los ácidos carboxílicos: ésteres, anhídridos de ácido,
halogenuros de acilo y amidas
7) Reacción de acilación: sustitución de un grupo saliente por un
nucleófilo
8) Nitrilos: estructura y relación con los ácidos carboxílicos