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ACIDOS
CARBOXILICOS ,
ESTERES, AMIDAS.
Semana 22 -- 2019Diapositivas con cuadros e imágenes
proporcionados por Licda: Lilian Guzmán
2
Grupo FuncionalLos ácidos carboxílicos tienen el grupo funcional carboxilo que se puede representar de las siguientes maneras:
Posee el grupo carbonilo+ radical hidroxilo →se le denomina : “carboxilo”.
Se les llama ácidos, pues son los más ácidos entre los compuestos orgánicos.
O
-C-OH-CO2H -COOH
3
El nombre ácido carboxílico describe al grupo
funcional de dos maneras:
1. La palabra carboxílico es una contracción de
las palabras carbonilo e hidroxilo, dos
unidades estructurales presentes en el grupo.
2. Se agrega el término ácido, debido a las
propiedades ácidas que presentan ya que
son donadores de H+ ( protones). Son ácidos
débiles por lo tanto cada uno de ellos tiene
una Ka.
Acidez de los ácidos carboxílicos
Los ácidos carboxílicos son ácidos débiles, por lo
tanto su ionización es reversible y poseen una Ka.
Ejemplo : RCOOH ⇄ RCOO - + H +
Ej: CH3COOH ⇄ CH3COO - + H +
Ka = [ CH3COO -] [H+] Ka = 1.8 x 10 -5
[CH3COOH]
Observe en la ecuación en el lado de los productos al ión H + ( H3O
+), característica de las definiciones de ácidos ( Arrhenius, Bronsted-Lowry ).
Note: El Hidrogeno que se disocia es el que se halla en el grupo –COOH, no los que están en el resto de la cadena carbonada.
4
5
Ka de algunos ácidos. Note que al aumentar el número
de carbonos, su Ka disminuye generalmente ( se
hacen menos ácidos)
# C Estructura Ka
1 HCOOH 1.8 x 10 -4
2 CH3COOH 1.8 x 10 -5
3 CH3CH2COOH 1.3 x 10 -5
4 CH3(CH2)2COOH 1.5 x 10 -5
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CLASIFICACION de ácidos carboxílicos
TIPO DE RADICAL
ALIFATICO
AROMATICO
# DE GRUPOS
CARBOXILICO
TRICARBOXILICOS
DICARBOXILICOS
MONOCARBOXILICOS
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TIPO RADICAL Y Fórmula general
ALIFATICO
R-COOH
Posee un
radical alifático
EJEMPLO:
CH3CH2COOH
AROMATICO
ArCOOH
Posee un
radical
aromático
EJEMPLO:
COOH
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NÚMERO DE GRUPOS CARBOXILICOS
MONOCARBOXILICOS
Tienen un solo
grupo
carboxilo
O
CH3COH
DICARBOXILICOS
Tienen 2
grupos
carboxílicos
COOH
CH2
COOH
TRICARBOXILICOS
Tienen 3
grupos
carboxílicos
CH2-COOH
CH –COOH
CH2-COOH
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NOMENCLATURA común. Origen del nombre
# C Estructura Nombre común Origen del nombre
1 HCOOH Acido FORMICO Hormigas ( fórmica)
2 CH3COOH Acido ACETICO Vinagre (acetum)
3 CH3CH2COOH Acido PROPIONICOProtos = primero,
pion=grasa
4 CH3(CH2)2COOH Acido BUTIRICO Mantequilla (butyrum)
5 CH3(CH2)3COOH Acido VALERICO Raíz de valeriana
6 CH3(CH2)4COOH ácido CAPROICO Cabra
7 CH3(CH2)5COOH Acido ENANTICOFlores de una enredadera
( flor de la vid)
8 CH3(CH2)6COOH Acido CAPRILICO Cabra
9 CH3(CH2)7COOH Acido PELARGONICO Pelargonium ( geranio)
10 CH3(CH2)8COOH Acido CAPRICO cabra
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NOMENCLATURA COMUN de los ácidos
carboxílicos sustituidos.
Se ubica la posición de los sustituyentes pormedio de letras griegas. Al carbono a la par delgrupo carboxilo se le asigna la letra α.
C – C – C – C – COOH
EJEMPLO
O
CH3CHCH2C-OH
NO2 Acido - nitrobutírico
Escriba la estructura del ácido α- hidroxivalérico.
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Nomenclatura UIQPA para ácidos
carboxílicos. Reglas.1) Se antepone la palabra ácido y se nombran como
derivados del alcano que los origina, añadiendo la
palabra «ico».
2)Si hay sustituyentes, sus posiciones se dan por
números siendo el carbono carboxílico el número 1.
Ejemplo:
Br o CH3-CH2-CH-CH2-C-OH Nombre: ácido 3-Bromopentanoico
5 4 3 2 1
Escriba estructura del : ácido 4-isopropil-3-nitroheptanoico
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Nombre común Nombre UIQPA Estructura
Acido FORMICO Ácido Metanoíco HCOOH
acido ACETICO Ácido Etanoíco CH3COOH
Acido
PROPIONICOÁcido propanoíco CH3CH2COOH
Acido BUTIRICO Ácido Butanoíco CH3(CH2)2COOH
Acido VALERICO Ácido Pentanoíco CH3(CH2)3COOH
Acido CAPROICO Ácido hexanoíco CH3(CH2)4COOH
Acido enántico Ácido heptanoíco CH3(CH2)5COOH
Acido CAPRILICO Ácido Octanoíco CH3(CH2)6COOH
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Nombre común Nombre UIQPA Estructura
Acido
PELARGONICO
Acido nonanoico CH3(CH2)7COOH
Acido CAPRICO Acido Decanoico CH3(CH2)8COOH
Acido LAURICOAcido Dodecanoico CH3(CH2)10COOH
Acido MIRISTICOAcido
Tetradecanoico
CH3(CH2)12COOH
Acido
PALMITICO
Acido
hexadecanoico
CH3(CH2)14COOH
Acido
ESTEARICO
Acido
octadecanoico
CH3(CH2)16COOH
Acido
ARAQUIDICO
Acido Eicosanoico CH3(CH2)18COOH
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EJEMPLOS, nombres UIQPA y común de ácidos carboxílicos
O
CH3CHCH2CH2C-OH ácido -fenilvalérico
ácido 4-fenilpentanoico
O
CH3CH2CHC-OH UIQPA :____________________
CH3 Común : ___________________
CH3CH2 CHCH2 COOH UIQPA:___________________
OH Común:___________________
Escriba fórmula del ácido -nitrocaproíco y dé
nombre UIQPA
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Acidos dicarboxílicos y tricarboxilicos : poseen 2 ó
3 grupos carboxilicos.
* Participantes del ciclo de Krebs
NOMBRE
COMUNUIQPA FORMULA
ACIDO
OXÁLICO
ACIDO
ETANODIOICO
HOOC-COOH
Dicarboxílico
ACIDO
MALÓNICO*
ACIDO 1,3-
PROPANODIOICO
HOOC-CH2-COOH
Dicarboxilico
ACIDO
SUCCÍNICO *
ACIDO 1,4-
BUTANODIOICO
HOOC-(CH2)2- COOH
Dicarboxílico *
ACIDO
CITRICO*No se verá
COOH
HOOC-CH2CCH2COOH
OH *
Tricarboxilico
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PROPIEDADES FISICAS
▪ Están entre los compuestos orgánicos más polares
▪ Los primeros 9 son líquidos, incoloros y olor
desagradable. Con más de 10 carbonos, son
sólidos cerosos, e inodoros.
▪ Los ácidos de 6C, 8C, 10C ( Caproíco, caprílico y
caprico ) poseen olores a «cabra»
▪ Los que poseen de 1-5 C, son solubles en agua.
▪ Debido a que forman dímeros por puentes de
Hidrogeno, sus puntos de ebullición son más altos
que alcoholes, cetonas y aldehídos de masa
molecular similar.
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Los ácidos carboxílicos existen como
DIMEROS o moléculas dobles en los estados de vapor
y líquidos , esto se atribuye al puente de hidrogeno
intermolecular entre el grupo C=O de una molécula y
el grupo OH de la otra. Esto es una característica
peculiar de éstos compuestos.
Puente de Hidrogeno……..
O - - - H - O
R - C C – R
O – H - - - OPuente de Hidrogeno …………..
Importancia biológica y médica de los
ácidos carboxílicos :A- Forman parte de biomoleculas
importantes:Los ácidos grasos que forman lípidos, son ácidos
carboxílicos.
Ejemplo: Acido Hexadecanoico ( acido palmítico )
CH3 (CH2)14COOH, forma parte de la tripalmitina,
presente en el aceite de palma.
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B-Forman parte del metabolismo:
Ej: el producto de la fermentación láctica:
ácido láctico es un ácido carboxílico
CH3CHCOOH
OH
Nombre UIQPA: ácido 2-propanoico
Nombre común : ácido -hidroxipropionico
Otros ácidos carboxílicos como el ácido
malónico, succínico y cítrico, participan del
ciclo de Krebs
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C- Cuerpos cetónicos formados en la matriz
mitocondrial del hígado principalmente y en menor
proporción en el riñón: son ácidos carboxílicos.
Proporcionan energía al corazón y cerebro, en
determinadas condiciones:
Acido acetoacético:
CH3COCH2COOH
Acido β-hidroxibutirico
CH3CHCH2COOH
OH
UIQPA: acido 3-hidroxibutanoico20
D- Algunos son medicamentos: El ácido
carboxílico, llamado ácido valproico:
Usado para tratamiento de la epilepsia,
trastorno bipolar, demencia por VIH, atrofia
muscular espinal ( enfermedad autosómica
recesiva)
CH3CH2CH2CHCOOH
CH2CH2CH3
Acido 2-propilpentanoico ( UIQPA)
Acido -propilvalérico
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Ejemplos ácidos carboxílicos aromáticos
usados como medicamentos
Acido SALICILICO
O
-COH
OH
Usado para alivio de dolor e
inflamación, causa irritación
grave de la mucosa del
estomago.
acido ACETILSALICILICO
ASPIRINA (ASA)
O
COH
OCCH3
OAnalgésico, antiinflamatorio,
antipirético, irrita la mucosa
gástrica. En dosis pequeñas
previene infartos, pues disminuye la
agregación plaquetaria(menor
riesgo de formar coágulos)
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PROPIEDADES QUIMICASFORMACION DE SALES
REACCIÓN CON NaOH, ES UNA NEUTRALIZACIÓN, SE
FORMA UNA SAL Y AGUA.
Para nombrar las sales se cambia la terminación ICO del
ácido por ATO y se elimina la palabra ácido.
O O
R-C-OH + NaOH R-C-O-Na+ + H2O
O O
CH3-C-OH + NaOH CH3-C-O-Na+ + H2O
Acido etanoico Etanoato de sodio ( la sal)
Ácido acético Acetato de sodio ( la sal)
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REACCIÓN CON Na2CO3,
es una neutralización, se forma la sal del acido carboxílico,
agua y dióxido de carbono. (CO2 ).
Se necesitan 2 moles del ácido carboxílico.
O O
2R-C-OH + Na2CO3 2R-C-O-Na+ + H2O +CO2(g)
O O
2CH3 CH2-C-OH + Na2CO3 2 CH3CH2-C-O-Na+ + H2O +CO2
Ácido propanoico Propanoato de sodio ( la sal)
Acido propiónico Propionato de sodio ( la sal)á
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Reacción con NaHCO3 Es una neutralización, se
produce la sal del ácido carboxílico , dioxido
de carbono(CO2) y agua, reacciona una molécula
del ácido. La manifestación es liberación de gas.
O O
R-C-OH + NaHCO3 R-C-O-Na+ + H2O +CO2(g)
O O
CH3-C-OH + NaHCO3 CH3-C-O-Na+ + H2O +CO2(g)
Acido etanoico Etanoato de sodio ( la sal)
Acido acético Acetato de Sodio ( la sal)
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ESTERIFICACIÓN(Formación de Esteres)
Al calentar un ácido carboxílico y un alcohol en presencia de un
catalizador ácido, ocurre una reacción de esterificación que produce un
ESTER y AGUA. El éster se nombra cambiando la terminación ICO del
ácido por ATO y luego se nombra el radical que proviene del alcohol.
ACIDO CARBOXILICO + ALCOHOL ESTER + AGUAH+
O O
CH3C-OH + CH3CH2OH CH3C-OCH2CH3 + H2OAcido acético alcohol etílico acetato de etilo ( el éster formado)
Acido etanoico Etanol etanoato de etilo ( el éster formado)
O O
R’-C-OH + ROH R’-C-OR + H2OH+, calor
H +, calor
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ESTERES
Los esteres son los derivados mas importantes de los ácidos
carboxílicos.
FORMULA GENERAL
Donde R puede ser un hidrógeno en caso de que el ácido
carboxílico sea el metanoíco ó fórmico ( el más pequeño de
los ácidos carboxílicos, o bién un grupo alquilo o arilo y
donde R’ ( porción proveniente del alcohol) puede ser
alquilo, arilo pero NO hidrógeno, ya que el alcohol más
pequeño posee un radical metilo ( -CH3 ).
O
R-C-OR’R-COO-R’
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NOMENCLATURA
1-Primero se menciona la porción queproviene del ácido. Tanto en nomenclaturacomún como en UIQPA la terminación “ico”del ácido se reemplaza por el sufijo “ato”.
Luego se da el nombre del radicalproveniente del alcohol, terminado en «o»
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FORMULA NOMBRE
COMUN
UIQPA
O
H-C-O-CH3 ( HCOOCH3)Formiato de metilo
Metanoato de
metilo
O
CH3C-O-CH3 (CH3COOCH3 )Acetato de metilo Etanoato de metilo
O
CH3C-OCH2CH3
Acetato de Etilo Etanoato de etilo
O
CH3CH2C-OCH2CH3
Propionato de
etiloPropanoato de etilo
O
CH3CH2CH2C
OCH2CH2CH3
Butirato de n-
propilo
Butanoato de
propilo
_C-OCH2CH3
OBenzoato de etilo --------------------------
CH3C-O-
OAcetato de fenilo Etanoato de fenilo
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PROPIEDADES FISICAS
Poseen puntos de ebullición más altos que los alcanos y
éteres, pero más bajos que alcoholes y ácidos carboxílicos de
masa molecular similar, ya que no forman puentes de
Hidrógeno de forma significativa.
La mayor parte de esteres son líquidos, incoloros, de 1 a 5 C
son solubles en agua.
A diferencia de los ácidos carboxílicos de los cuales se
derivan, los esteres poseen olores agradables.
El aroma de muchas flores y frutos se debe a la presencia de
esteres. Por eso se usan en la fabricación perfumes, de
dulces y bebidas.
Puntos de ebullición de esteres respecto a otras familias:
Alcanos y éteres < esteres < alcoholes < ácidos carboxílicos
Esteres como Saborizantes
ESTRUCTURA NOMBRE SABOR
HCO2CH2CH3 FORMIATO DE ETILO RON
HCOO2CH2CH(CH3)2 FORMIATO DE ISOBUTILO FRAMBUESA
CH3CO2CH2CH2CH(CH3)2 ACETATO DE n-PENTILO BANANO
CH3CO2CH2CH2CH3 ACETATO DE PROPILO PERAS
CH3CO2CH2(CH2)6CH3 ACETATO DE OCTILO NARANJAS
CH3(CH2)2CO2CH3 BUTANOATO DE METILO MANZANA
CH3(CH2)2CO2CH2CH3 BUTANOATO DE ETILO PIÑA
CH3CH2CH2CO2(CH2)4CH3 BUTANOATO DE PENTILO DURAZNO
CO2CH3
NH2
2-AMINOBENZOATO DE
METILOUVA
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Salicilato de Metilo
También llamado esencia
de gaulteria o de Wintergreen
Con olor agradable.
Fármaco de acción balsámica, analgésica y
suavizante.
Se emplea en pomadas,
linimentos, enjuagues bucales, pastas dentales
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O
-C-OCH3
OH
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AMIDASPueden considerarse como derivados de los ácidos
Función amida
RCONH2
O
R -C – N -
En el nitrógeno pueden haber uno ó
dos grupos alquilo ó arilo
sustituyentes de uno ó los dos
Hidrógenos del grupo amino -NH2
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Clasificación de AMIDAS REPRESENTACIÓN
PRIMARIA ( no posee
sustituyentes solo hidrógenos
en el Nitrógeno) también
conocidas como NO
sustituidas
O H
R-C –N – H
RCONH2
SECUNDARIA : poseen un
sustituyente (R’) en el Nitrógeno y
un Hidrogeno. también se conocen
como monosustituidas)
O R’
R- C –N –H
RCONHR’
TERCIARIA :posee dos
sustituyentes ( R’ R’’) en el
Nitrógeno. No poseen
Hidrógenos en el Nitrógeno.
También conocidas como
disustituidas)
O R’
R-C –N –R”
RCONR’R’’
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NOMENCLATURA
Las amidas se nombran como derivados de los
ácidos carboxílicos.
◼ Las terminaciones ico del nombre común o la
terminación oico del nombre UIQPA se reemplaza
por el sufijo amida.
◼ Los radicales unidos al nitrógeno se mencionan
en orden alfabético precedidos de la letra “N” para
indicar que están como sustituyentes en el
Nitrógeno y no en el carbono . Ejemplos
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FORMULA NOMBRE COMUN NOMBRE UIQPA
H-C-NH2
OFORMAMIDA METANAMIDA
CH3-C-NH2
OACETAMIDA ETANAMIDA
CH3CH2-C-NH2
O PROPIONAMIDA PROPANAMIDA
CH3CH2CH2-C-NH2
OBUTIRAMIDA BUTANAMIDA
-C-NH2
OBENZAMIDA
Fenilmetanamida
CH3C-N- -OH
O HACETAMINOFEN
N-p-HIDROXIFENIL
ETANAMIDA
CH3CH2C-N-CH3
O CH3
N,N-DIMETIL
PROPIONAMIDAN,N-DIMETILPROPANAMIDA
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ESTRUCTURANombre UIQPA
Nombre Común
O
CH3CHCH2-C-NH2
3-FENILBUTANAMIDA
-FENILBUTIRAMIDA
(amida primaria : no sustituida)
O
CH3C-N-H
CH3
N-METILETANAMIDA
N-METILACETAMIDA
(amida secundaria: monosustituida)
CH3-C-N-CH2CH3
O CH3
N-etil-N-metiletanamida
N-etil-N-metilacetamida
(amida terciaria: disustituida)
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Importancia del Enlace Amida
Enlace Amida:
se denomina al enlace Carbonilo-nitrógeno
Presente en las proteínas y péptidos. Y otras
biomoléculas. La unión entre aminoácidos en la
cadena peptídica de las proteínas es a través de
enlaces amida ( enlaces peptídicos).
O
- C - N-
Enlace Amida
Propiedades físicas de las amidas
La amida de un carbono : formamida (metanamida),
es líquida todas las demás son sólidas.
Son inodoras, incoloras.
Las menores son solubles en agua.
Poseen puntos de ebullición anormalmente altos, debido a la
polaridad del grupo amida, por lo tanto forman atracciones
dipolares y además puentes de hidrogeno, debido al grupo
amino. – NH2.
Las amidas terciarias no poseen Hidrogeno, por eso NO
forman puentes de Hidrogeno.
Puntos de ebullición en las Amidas:
Primarias > Secundarias > Terciarias39
Ejercicios: De la estructura y clasifique a los siguientes
compuestos como Ester, o Amidas ( 1ª, 2ª, 3ª )
a) Valerato de isopropilo. b) Benzoato de etilo
c) N,N-dietilbutiramida Cuál es el nombre UIQPA.
d) Que acido carboxílico y que alcohol, origina al siguiente éster
Butanoato de sec-butilo.
Leer Químicas y salud, indicadas en el documento: Macro y Microcontenidos.
Complete el siguiente cuadro: Se procede a la
hidrolisis de derivados de ácidos carboxílicos
Obteniendose los siguientes productos:
41
Productos de
Hidrolisis
Compuesto
original:
Ester / Amida
Nombre del éster
o amida original
Formula del
éster o amida
original
Acido pentanoico
y 1-pentanol
Acido caprico y
etilmetil amina.
Algunas amidas de importancia en la salud
y medicina.
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Nombre Importancia
Urea
Producto final del metabolismo de las proteínas en el
organismo, es la forma como elimina nuestro organismo
el Nitrógeno proveniente de las proteínas.
Acetaminofén y
Fenacetin
Componentes del TYLENOL , fármaco que reduce la
fiebre y el dolor, pero con poco efecto antiinflamatorio.
Fenobarbital,
Pentobarbital y
secobarbital
Amidas cíclicas del ácido barbitúrico, en dosis
pequeñas son sedantes y en dosis mayores inductores
del sueño. Forman hábito.
Meprobamato y
diazepan
Actúan como sedantes, tranquilizantes e inductores del
sueño.
Haga los siguientes ejercicios pagina 590:
15.33 , 15.35, 15.57. Respuestas pág.. 592
43