UNIDAD VII
Grupo Carbonilo
En
aquellos grupos funcionales oxigenados en los que el oxígeno emplea hibridación
sp2, se establece un doble enlace entre el carbono y el oxígeno que
da lugar al grupo carbonilo, C=O, que
dependiendo de cuáles sean los átomos o los grupos de átomos con los que se una
el carbono para completar los cuatro enlaces que presenta en los compuestos
orgánicos dará lugar a diferentes tipos de compuestos.
Cuando el carbono del grupo
carbonilo se une a un átomo de hidrógeno y a un grupo alquilo se produce un
aldehído y cuando se une a dos grupos alquilo da lugar a una cetona.
En ambos tipos de
compuestos, tanto el carbono como el oxígeno presentan hibridación sp2 ,
por lo que el ángulo entre el átomo de oxígeno y los otros sustituyentes son de
120º
Aldehídos
El grupo
carbonilo ocupa en ellos uno de los extremos de la cadena carbonada y, a
excepción del más simple de la serie homóloga, son líquidos o sólidos a
temperatura ambiente; los aldehídos volátiles tienen olor picante y algunos de
ellos se emplean en la producción de resinas y plásticos sintéticos.
La fórmula general de los aldehidos es R-CHO y para escribir correctamente su nombre hay que respetar las siguientes reglas
Se nombran igual que el hidrocarburo del que proceden sustituyendo la vocal final por la terminación -al
Si tienen cadenas laterales, se numera la cadena principal considerando
el grupo carbonilo como carbono 1 y se indica la posición y el nombre de la
ramificación
·
Si no es
el grupo carbonilo el más importante del compuesto, se indica su presencia
mediante el prefijo -oxo.
Ejemplos
Cetonas
En ellas
el átomo de carbono del grupo carbonilo se une a dos grupos alquilo, por lo que
su fórmula general es R-CO-R'.
Tienen
propiedades físicas similares a las de los aldehídos de igual número de
carbonos y debido a su olor agradables son muy usadas en perfumería.
El nombre
de las cetonas se ajusta a las siguientes normas aunque algunas de ellas, como
la acetona, tienen nombres comunes que se usan con mucha frecuencia:
·
Se
nombran igual que el hidrocarburo del que proceden añadiendo la terminación
-ona e indicando la posición del grupo carbonilo cuando sea necesario.
·
La IUPAC
admite nombrar las cetonas dando la denominación de los grupos alquilo unidos
al carbonilo y añadiendo la palabra cetona
·
Cuando no
es el grupo funcional más importante del compuesto, se indica la presencia de
la cetona mediante el prefijo -oxo.
Ejemplos
Ácidos carboxílicos
Constituyen un grupo de
compuestos químicos que se caracterizan por poseer un grupo funcional
llamado grupo carboxilo o grupo carboxi (–COOH); produciéndose
este cuando sobre un mismo carbono coincide un grupo hidroxilo (-OH)
y carbonilo (C=O).
Se puede representar como COOH ó CO2H.
Generalidades
El
grupo carboxilo, -C00H, es la unidad funcional característica de los ácidos
carboxílicos, los cuales pueden pertenecer a la serie alifática, RCOOH,
aromática, ArCOOH, o heterocíclica. Esta clase de compuestos incluye también a
los ácidos dicarboxílicos y policarboxílicos (dos
o más grupos -C00H en la molécula), así como a los ácidos carboxílicos que
poseen también otros grupos funcionales. Una gran variedad de ácidos
carboxílicos son productos naturales, y este tipo de compuestos cumplen
innumerables funciones tanto en la naturaleza como en la industria.
El ácido acético,
el componente ácido del vinagre, es un ácido carboxílico de gran importancia
industrial, el ácido cítrico, el que da su sabor agrio a
los frutos cítricos, es un
intermedio importante del metabolismo de los hidratos de carbono, el ácido cólico se
encuentra en la bilis de los animales, y el ácido gálico,
presente en las agallas y otras fuentes vegetales. Muchos derivados
de los ácidos carboxilicos, en particular los ésteres y
las amidas se encuentran ampliamente
difundidos en la naturaleza y tienen gran importancia e interés.
Nomenclatura
El nombre IUPAC de los ácidos carboxílicos alifáticos se
obtiene anteponiendo la palabra ácido al nombre del alcano correspondiente
y cambiando la terminación -o de éste por –oico.
CH3-CH3 Etano CH3-CH2-COOH Acido etanoico (etan + oico)
El grupo carboxilo define la
cadena más larga de la molécula y a su carbono le corresponde el número 1,
numerándose los sustituyentes unidos a la cadena de la manera habitual. Los ácidos
aromáticos se nombran como productos de sustitución del ácido benzoico, PhCOOH (p. f.
122°), o del hidrocarburo
aromático de que deriven. Los ácidos carboxílicos se denominan
también con frecuencia como "ácidos alcanocarboxílicos", en especial
en la serie cicloalcánica
 |
ác. metanoico (ác. fórmico) |
 |
ác. etanoico (ác. acético) |
 |
ác. propenoico |
 |
ác.
benceno-carboxílico (ác. benzoico) |
 |
ác.
propanodioico (ác. malónico) |
 |
1,1,3-propanotricarboxílico |
Ésteres
(R-COOR’): Se consideran derivados de los
ácidos carboxílicos, en los que el H del grupo hidroxilo ha sido sustituido por
una cadena hidrocarbonada (R’) Los ésteres reciben nombres como si fueran sales
inorgánicas. Se nombran como el ácido carboxílico del que derivan, sustituyendo
el sufijo “-oico” por “-ato” seguido de la preposición “de” +nombre del grupo
R’ (tomado como sustituyente).
Nomenclatura de Esteres
Como sustituyente
Cuando en la molécula existe un ácido carboxílico, el éster pasa a ser un mero sustituyente y se ordena por orden alfabético con el resto de sustituyentes de la molécula denominándose alcoxicarbonil
Propiedades
Los
ésteres dan sabor y olor a muchas frutas y son los constituyentes mayoritarios
de las ceras animales y vegetales.
Hidrólisis de ésteres
La hidrólisis de los
ésteres está catalizada por ácidos o bases y conduce a ácidos carboxílicos
Transesterificación
Los ésteres reaccionan con
alcoholes con catálisis ácida o básica obteniéndose un nuevo éster sin
necesidad de pasar por el ácido carboxílico libre. Esta
reacción se denomina transesterificación.
Tioésteres
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