Nomenclatura.docx

Nomenclatura Los ácidos carboxílicos se nombran con la ayuda de la terminación –oico o –ico que se une al nombre del hidrocarburo de referencia y anteponiendo la palabra ácido: Ejemplo CH3-CH2-CH3 propano CH3-CH2-COOH Acido propanoico (propan + oico) Los nombres triviales de los ácidos carboxílicos se designan según la fuente natural de la que inicialmente se aislaron. Se clasificaron así: NOMBRES DE LOS ÁCIDOS CARBOXÍLICOS Nombre trivial

Nombre IUPAC

Estructura

Número de carbonos

Ácido fórmico

Ácido metanoico

HCOOH

C1:0

Ácido acético

Ácido etanoico

CH3COOH

C2:0

Ácido propiónico

Ácido propanoico

CH3CH2COOH

C3:0

Ácido butírico

Ácido butanoico

CH3(CH2)2COOH

C4:0

Ácido valérico

Ácido pentanoico

CH3(CH2)3COOH

C5:0

Ácido caproico

Ácido hexanoico

CH3(CH2)4COOH

C6:0

Ácido enántico

Ácido heptanoico

CH3(CH2)5)COOH

C7:0

Ácido caprílico

Ácido octanoico

CH3(CH2)6COOH

C8:0

Ácido pelargónico

Ácido nonanoico

CH3(CH2)7COOH

C9:0

Ácido cáprico

Ácido decanoico

CH3(CH2)8COOH

C10:0

Ácido undecílico

Ácido undecanoico

CH3(CH2)9COOH

C11:0

Ácido láurico

Ácido dodecanoico

CH3(CH2)10COOH

C12:0

Ácido tridecílico

Ácido tridecanoico

CH3(CH2)11COOH

C13:0

Ácido mirístico

Ácido tetradecanoico

CH3(CH2)12COOH

C14:0

Ácido pentadecílico

Ácido pentadecanoico

CH3(CH2)13COOH

C15:0

Ácido palmítico

Ácido hexadecanoico

CH3(CH2)14COOH

C16:0

Ácido margárico

Ácido heptadecanoico

CH3(CH2)15COOH

C17:0

Ácido esteárico

Ácido octadecanoico

CH3(CH2)16COOH

C18:0

Ácido nonadecílico

Ácido nonadecanoico

CH3(CH2)17COOH

C19:0

Ácido araquídico

Ácido eicosanoico

CH3(CH2)18COOH

C20:0

Ácido heneicosílico

Ácido heneicosanoico

CH3(CH2)19COOH

C21:0

Ácido behénico

Ácido dcosanoico

CH3(CH2)20COOH

C22:0

Ácido tricosílico

Ácido tricosanoico

CH3(CH2)21COOH

C23:0

Ácido lignocérico

Ácido tetracosanoico

CH3(CH2)22COOH

C24:0

Ácido pentacosílico

Ácido pentacosanoico

CH3(CH2)23COOH

C25:0

Ácido cerótico

Ácido hexacosanoico

CH3(CH2)24COOH

C26:0

Ácido heptacosílico

Ácido heptacosanoico

CH3(CH2)25COOH

C27:0

Ácido montánico

Ácido octacosanoico

CH3(CH2)26COOH

C28:0

Ácido nonacosílico

Ácido nonacosanoico

CH3(CH2)27COOH

C29:0

Ácido melísico

Ácido triacontanoico

CH3(CH2)28COOH

C30:0

Ácido henatriacontílico

Ácido henatriacontanoico

CH3(CH2)29COOH

C31:0

Ácido laceroico

Ácido dotriacontanoico

CH3(CH2)30COOH

C32:0

Ácido psílico

Ácido tritriacontanoico

CH3(CH2)31COOH

C33:0

Ácido gédico

Ácido tetratriacontanoico

CH3(CH2)32COOH

C34:0

Ácido ceroplástico

Ácido pentatriacontanoico

CH3(CH2)33COOH

C35:0

Ácido hexatriacontílico

Ácido hexatriacontanoico

CH3(CH2)34COOH

C36:0

Ejemplos de ácidos grasos insaturados Nombre trivial

Δx

Estructura química

C: n−x D

Ácido miristoleico

CH3(CH2)3CH=CH(CH2)7COOH

cis-Δ9

14: n−5 1

Ácido palmitoleico

CH3(CH2)5CH=CH(CH2)7COOH

cis-Δ9

16: n−7 1

Ácido sapiénico CH3(CH2)8CH=CH(CH2)4COOH

cis-Δ6

16: n−1 1 0

Ácido oleico

CH3(CH2)7CH=CH(CH2)7COOH

cis-Δ9

18: n−9 1

Ácido eláidico

CH3(CH2)7CH=CH(CH2)7COOH

trans-Δ9

18: n−9 1

trans-Δ11

18: n−7 1

Ácido vaccénico CH3(CH2)5CH=CH(CH2)9COOH Ácido linoleico

CH3(CH2)4CH=CHCH2CH=CH(CH2)7COOH

cis,cis-Δ9,Δ12

18: n−6 2

Ácido linoeláidico

CH3(CH2)4CH=CHCH2CH=CH(CH2)7COOH

trans,trans-Δ9,Δ12

18: n−6 2

Ácido αLinolénico

CH3CH2CH=CHCH2CH=CHCH2CH=CH(CH2)7COOH

cis,cis,cisΔ9,Δ12,Δ15

18: n−3 3

Ácido araquidónico

CH3(CH2)4CH=CHCH2CH=CHCH2CH=CHCH2CH=CH(CH2)3COOHNIST

cis,cis,cis,cisΔ5Δ8,Δ11,Δ14

20: n−6 4

Ácido cis,cis,cis,cis,cis- 20: n−3 eicosapentenoic CH3CH2CH=CHCH2CH=CHCH2CH=CHCH2CH=CHCH2CH=CH(CH2)3COOH 5 8 11 14 17 Δ ,Δ ,Δ ,Δ ,Δ 5 o Ácido erúcico

CH3(CH2)7CH=CH(CH2)11COOH

cis-Δ13

22: n−9 1

cis,cis,cis,cis,cis, Ácido CH3CH2CH=CHCH2CH=CHCH2CH=CHCH2CH=CHCH2CH=CHCH2CH=CH( cis22: n−3 docosahexaeno CH2)2COOH Δ4,Δ7,Δ10,Δ13,Δ16, 6 ico Δ19 En el sistema IUPAC los nombres de los ácidos carboxílicos se forman reemplazando la terminación “o” de los alcanos por “oico”, y anteponiendo la palabra ácido. El esqueleto de los ácidos alcanoicos se enumera asignando el N° 1 al carbono carboxílico y continuando por la cadena más larga que incluya el grupo COOH. Ejemplos de ácidos carboxílicos Ejemplo 1 HOCH3-CH3-CH=CH-CH(CH3-CH=CH3)-CHBr-COOH En este compuesto aparte del grupo funcional COOH, hay una función alcohol, pero de acuerdo a su importancia y relevancia el grupo COOH es el principal; por lo tanto el grupo alcohol se lo nombra como sustituyente. Por lo tanto el nombre es Acido 3-alil-2-bromo-7-hidroxi-4-hexenoico. Ejemplo 2 Compuestos con dos grupos COOH FORMULA

NOMBRE IUPAC NOMBRE TRIVIAL

HOOC-COOH

Ac. Etanodioico

Ácido oxálico

HOOC-CH2-COOH

Ac. Propanodioico Ácido malónico

HOOC-(CH2)2-COOH Ac. Butanodioico Ácido succínico

La palabra carboxi también se utiliza para nombrar al grupo COOH cuando en la molecula hay otro grupo funcional que tiene prioridad sobre él, como el ácido etanoico que tiene más prioridad que él.       



  

HCOOH ácido fórmico (se encuentra en insectos, fórmico se refiere a las hormigas) CH3COOH ácido acético o etanoico (se encuentra en el vinagre) HOOC-COOH ácido etanodioico, también llamado ácido oxálico, CH3CH2COOH ácido propanoico C6H5COOH ácido benzoico (el benzoato de sodio, la sal de sodio del ácido benzoico se emplea como conservante) Ácido láctico Todos los aminoácidos contienen un grupo carboxilo y un grupo amino. Cuando reacciona el grupo carboxilo de un aminoácido con el grupo amino de otro se forma un enlace amida llamado enlace peptídico. Las proteínas son polímeros de aminoácidos y tienen en un extremo un grupo carboxilo terminal. Todos los ácidos grasos son ácidos carboxílicos. Por ejemplo, el ácido palmítico, esteárico, oleico, linoleico, etcétera. Estos ácidos con la glicerina forman ésteres llamados triglicéridos.

Ácido palmítico o ácido hexadecanoico, se representa con la fórmula CH3(CH2)14COOH Las sales de ácidos carboxílicos de cadena larga se emplean como tensoactivos. Por ejemplo, el estearato de sodio (octadecanoato de sodio), de fórmula CH3(CH2)16COO-Na+ Cianoacrilato Nomenclatura - Acidos Carboxílicos

La IUPAC nombra los ácidos carboxílicos reemplazando la terminación -ano del alcano con igual número de carbonos por -oico.

Cuando el ácido tiene sustituyentes, se numera la cadena de mayor longitud dando el localizador más bajo al carbono del grupo ácido. Los ácidos carboxílicos son prioritarios frente a otros grupos, que pasan a nombrarse como sustituyentes.

Los ácidos carboxílicos también son prioritarios frente a alquenos y alquinos. Moléculas con dos grupos ácido se nombran con la terminación -dioico.

Cuando el grupo ácido va unido a un anillo, se toma el ciclo como cadena principal y se termina en -carboxílico.

Acidez y basicidad de los Ácidos Carboxílicos La propiedad más característica de los ácidos carboxílicos es la acidez del hidrógeno situado sobre el grupo hidroxilo. El pKa de este hidrógeno oscila entre 4 y 5 dependiendo de la longitud de la cadena carbonada.

Los ácidos carboxílicos son ácido relativamente fuertes ya que estabilizan la carga de su base conjugada por resonancia.

Los sustituyentes atrayentes de electrones aumentan la acidez de los ácidos carboxílicos. Grupos de elevada electronegatividad retiran carga por efecto inductivo del grupo carboxílico, produciendo un descenso en el pKa del hidrógeno ácido.

El efecto inductivo aumenta con la electronegatividad del halógeno, con la proximidad del halógeno al grupo carboxílico y con el número de halógenos.

Los ácidos carboxílicos pueden desprotonarse con bases, como NaOH, para formar las sales de carboxilato. Estas sales son nucleófilos aceptables y pueden actuar en mecanismos de tipo S N2

Síntesis de Ácidos Carboxílicos Los ácidos carboxílicos pueden prepararse utilizando los siguientes métodos: ♦ Oxidación de alquilbencenos: Los ácidos carboxílicos pueden obtenerse a partir de bencenos sustituidos con grupos alquilo por oxidación con permanganato de potasio o dicromato de sodio.

♦ Oxidación de alcoholes primarios: Los ácidos carboxílicos pueden obtenerse por oxidación de alcoholes primarios. Como reactivos puede utilizarse el oxidante de Jones, permanganato de potasio, dicromato de sodio......

♦ Oxidación de alquenos: La ruptura oxidativa de alquenos con oxidantes como permanganto de potasio o dicromato en medios ácidos genera ácidos carboxílicos cuando el alqueno tenga un hidrógeno sobre el carbono sp 2. En ausencia de hidrógeno se forman cetonas, y los alquenos terminales producen dióxido de carbono.

♦ Organometálicos con CO2: Los reactivos de Grignard (organometálicos de magnesio) reaccionan con dióxido de carbono para formar las sáles de los ácidos carboxílicos. Una hidrólisis ácida posterior permite la conversión de estas sales en el correspondiente ácido.

♦ Hidrólisis de nitrilos: Los haloalcanos primarios y secundarios reaccionan con cianuro de sodio mediante mecanismos de tipos SN2 para formar nitrilos. La hidrólisis posterior del nitrilo rinde ácidos carbóxílicos. Deben emplearse haloalcanos con un carbono menos que el ácido que se desea obtener.

La hidrólisis del nitrilo puede realizase en medio básico, generando un carboxilato que se protona en una etapa de acidulación final.

Síntesis de haluros de alcanoilo a partir de ácidos carboxílicos Los haluros de alcanoilo se obtienen por reacción de ácidos carboxílicos con PBr 3 . También se puede emplear SOCl2 . Así, el ácido etanoico [1] se transforma en bromuro de etanoilo [2] por reacción con tribromuro de fósforo. El ácido etanoico por reacción con cloruro de tionilo forma el compuesto [3]

El mecanismo de la reacción consiste en el ataque nucleófilo del ácido carboxílico sobre el fósforo o azufre del reactivo, produciéndose un mecanismo de adición-eliminación que conduce al haluro de alcanoilo.

[a] Ataque del ácido al tribromuro de fósforo. [b] Etapa de adición nucleófila. [c] Etapa de eliminación

Este mecanismo se repite tres veces sustituyéndose todos los bromos del tribromuro de fósforo por grupos hidroxi. El cloruro de tionilo tiene un mecanimo análogo al del tribromuro de fósforo, convirtiendo los ácidos carboxílicos en cloruros de alcanoilo. Los subproductos formados en esta reacción son dióxido de azufre y cloruro de hidrógeno.

[a] Ataque del ácido al cloruro de tionilo. [b] Adición nucleófila [c] Eliminación Síntesis de Anhídridos a partir de Acidos Carboxílicos Los anhidridos se obtienen por condensación de ácidos carboxílicos con pérdida de agua. La reacción requiere fuerte calefacción y tiempo de reacción largo.

El calentamiento del ácido butanodioico [1] produce anhídrido butanodioico (anhídrido succínico) [2]. Este tipo de ciclación requiere anillos de 5 o 6 miembros. La obtención de anhídridos puede realizarse por reacción de haluros de alcanoílo y ácidos carboxílicos. En este caso se requieren condiciones más suaves por la importante reactividad del haluro de alcanoílo.

El mecanismo de esta reacción comienza con el ataque del oxígeno del grupo carboxílico sobre el carbono del haluro de alcanoílo, produciéndose la eliminación de cloro en una segunda etapa. El paso lento del mecanismo es el ataque nucleófilo y puede favorecerse desprotonado previamente el ácido carboxílico.

El carboxilato y el haluro de alcanoílo reaccionan a temperatura ambiente para formar el anhídrido. El mecanismo de la

reacción transcurre con las siguientes etapas: Etapa 1. Adición del carboxilato al haluro

Etapa 2. Eliminación de cloruro.

Síntesis de ésteres a partir de ácidos carboxílicos - Esterificación Los ésteres se obtienen por reacción de ácidos carboxílicos y alcoholes en presencia de ácidos minerales. La reacción se realiza en exceso de alcohol para desplazar los equilibrios a la derecha. La presencia de agua es perjudicial puesto que hidroliza el éster formado.

La reacción que prepara ésteres a partir de ácidos carboxílicos recibe el nombre de esterificación y tiene el siguiente mecanismo: Etapa 1. Protonación del grupo carboxilo

Etapa 2. Ataque nucleófio del metanol al carbono del grupo carboxilo (Adición)

Etapa 3. Eliminación de agua

Otro método de síntesis consiste en una sustitución nucleófila, utilizando como nucleófilo el ion carboxilato

Esta reacción funciona bien con sustratos primarios y secundarios. Síntesis de Lactonas Las lactonas son ésteres cíclicos que se obtienen mediante esterificación intramolecular a partir de moléculas que contienen grupos ácido y alcohol. Esta ciclación forma ciclos de 5 o 6 miembros.

El mecanismo de esta reacción transcurre en los siguientes pasos: Etapa 1. Protonación del grupo carboxílico

Etapa 2. Adición nucleófila del alcohol al grupo carboxílico (etapa de ciclación)

Etapa 3. Equilibrio ácido-base

Etapa 4. Eliminación de agua

Síntesis de amidas a partir de ácidos carboxílicos Las amidas se forman por reacción de ácidos carboxílicos con amoniaco, aminas primarias y secundarias. La reacción se realiza bajo calefacción. A temperaturas bajas las aminas reaccionan con los ácidos carboxílicos como bases y no como nucleófilos.

Esta reacción ácido-base se desfavorece al calentar, predominando en estas condiciones el ataque nucleófilo que formará la amida.

El mecanismo de la reacción transcurre en los etapas siguientes: Etapa 1. Adición del amoniaco al grupo carboxílico

Etapa 2. Equlibrio ácido-base para transformar el -OH en buen grupo saliente

Etapa 3. Eliminación de agua

Síntesis de Lactamas Las lactamas son amidas cíclicas formadas a partir de moléculas que contienen grupos carboxílico y amina. La reacción se realiza por calefacción en ausencia de ácido.

La formación de lactamas tiene el siguiente mecanismo: Etapa 1. Adición del grupo amino al ácido carboxílico.

Etapa 2. Equilibrio ácido-base

Etapa 3. Eliminación de agua