Post on 11-Jan-2016
description
QUÍMICA ORGÁNICADRA YELITZA GARCÍA
UNIVERSIDAD CENTROCCIDENTAL LISANDRO ALVARADO
DECANATO DE CIENCIAS DE LA SALUD
SECCIÓN BIOQUÍMICA
REACCIONES QUÍMICAS DE IMPORTANCIA EN BIOQUÍMICA
REACCIONES QUÍMICAS DE IMPORTANCIA EN BIOQUÍMICA
1.- Definición
S + R P
Reactivos
Sustrato:
Compuesto orgánico que contiene el grupo funcional que va a experimentar el cambio en su estructrura.
Reactivo:
Compuesto químico que actúa sobre el sustrato para producir una transformación o reacción quimica.
H H
C = C + H2 Pd H3C – CH3
H H
REACCIONES QUÍMICAS DE IMPORTANCIA EN BIOQUÍMICA
Ruptura y Formación de Enlaces
H H H H
C = C + H2 H – C – C - H
H H H H
Tipos de Ruptura
Homolítica Heterolítica
H – H H. + .H H – H H+ + :H-
H – Cl H. + .Cl H – Cl H+ + :Cl-
Pd
Tipos de Ruptura
Homolítica Heterolítica
H – H H. + .H H – H H+ + :H-H – Cl H. + .Cl H – Cl H+ + :Cl-
REACCIONES QUÍMICAS DE IMPORTANCIA EN BIOQUÍMICA
* Cuando cada átomo que forma parte del enlace se queda con un electrón.
* Genera especies químicas que no tienen carga, pero están deficientes de electrones y reciben el nombre de RADICALES LIBRES
* Cuando un átomo del enlace se queda con los dos electrones del enlace.
* Las rupturas heterolíticas, dan origen a estructuras cargadas o iones.
CH3 C
H
H
H CH3 C
H
H
. H.
Cada átomo se lleva un electrón, los fragmentos son electricamente simetricos
REACCIONES QUÍMICAS DE IMPORTANCIA EN BIOQUÍMICA
Ruptura Homolítica
REACCIONES QUÍMICAS DE IMPORTANCIA EN BIOQUÍMICA
H3C C
H
H
H3C C
H
CH3 H3C C
CH3
CH3
Carbaniòn primario
Carbanión secundario
Carbanión terciario
- - -
Radical libre terciario
Radical libre secundario
Radical libre primario
H3C C
CH3
CH3H3C C
H
CH3H3C C
H
H
H3C C
H
H
+ +H3C C
H
CH3 H3C C
CH3
CH3
+
Carbocatiòn primario
Carbocatiòn secundario
Carbocatiòn terciario
CARBOCATIONES
CARBANIONES
RADICALES LIBRES
. ..
REACCIONES QUÍMICAS DE IMPORTANCIA EN BIOQUÍMICA
Ruptura Heterolítica
CH3 C
H
H
H CH3 C
H
H
.. H +
Uno de los àtomos se queda con los electrones del enlace y el otro queda deficiente de electrones.
REACCIONES QUÍMICAS DE IMPORTANCIA EN BIOQUÍMICA
CH3 C
H
H
.. CH3 C
H
H+
Carbanión carga negativa
Carbocatióncarga positiva
Ruptura Heterolítica
-
REACCIONES QUÍMICAS DE IMPORTANCIA EN BIOQUÍMICA
H3C C
H
H
H3C C
H
CH3 H3C C
CH3
CH3
Carbaniòn primario
Carbanión secundario
Carbanión terciario
- - -
Radical libre terciario
Radical libre secundario
Radical libre primario
H3C C
CH3
CH3H3C C
H
CH3H3C C
H
H
H3C C
H
H
+ +H3C C
H
CH3 H3C C
CH3
CH3
+
Carbocatiòn primario
Carbocatiòn secundario
Carbocatiòn terciario
CARBOCATIONES
CARBANIONES
RADICALES LIBRES
. ..
Ruptura y Formación de Enlaces
H H H H
C = C + H2 H – C – C - H
H H H H
Sustrato Reactivo Producto
REACCIONES QUÍMICAS DE IMPORTANCIA EN BIOQUÍMICA
Pd
REACCIONES QUÍMICAS DE IMPORTANCIA EN BIOQUÍMICA
Tipos de Reactivos
* Electrofílicos (E+) Acidos de Lewis
H+, H3O+,NO2+, NH4+, R+
* Nucleofílicos (:Nu-) Bases de Lewis
OH-, F-, Cl-, BR-, I-, R-
REACCIONES QUÍMICAS DE IMPORTANCIA EN BIOQUÍMICA
ÁCIDOS Y BASES
* Según Bronsted y Lowry
Ácidos: Toda sustancia, molécula o especie química que cede un ión hidrógeno positivo o protón (H+)
Bases: Toda sustancia, especie química o molécula que está en capacidad de aceptar un protón (H+)
* Ácidos y bases según Lewis.
Ácidos (Reactivos Electrofílicos) Especie química o molécula capaz de aceptar electrones.
Bases (Reactivos Nucleofílicos) Especie química o molécula capaz de donar electrones.
REACCIONES QUÍMICAS DE IMPORTANCIA EN BIOQUÍMICA
H +
Na+
H3C C
H
H
+
Fe ++
Ácidos de Lewis
-
-OH -
CH3 CH2 OH
....
Cl
CH3 NH2
..
O-
H2C CH2
H3C C
H
CH3
Bases de Lewis
Ruptura y Formación de Enlaces
H H H H
C = C + H2 H – C – C - H
H H H H
Sustrato Reactivo Producto
REACCIONES QUÍMICAS DE IMPORTANCIA EN BIOQUÍMICA
Pd
REACCIONES QUÍMICAS DE IMPORTANCIA EN BIOQUÍMICA
Factores para que ocurra la Reacción
* Energía adecuada * Reactivos orientados favorablemente
REACCIONES QUÍMICAS DE IMPORTANCIA EN BIOQUÍMICA
Factores que modifican las Reacciones Químicas
* Efectos del disolvente Solvatación
AH A- + H+
* Factores Estructurales Efecto Estérico
* Factores Eléctricos Resonancia
Efecto Inductivo
REACCIONES QUÍMICAS DE IMPORTANCIA EN BIOQUÍMICA
Solvatación
Efecto que se produce por combinación de moléculas del solvente con iones del soluto.
Los iones se estabilizan al ser rodeados por agua.
Na+
HO
H
HO
H
HO
H
H
O H
H
OH
ClH
O H
HO
H
HO
H
Esferas de Solvatación
(Efectos del disolvente )
REACCIONES QUÍMICAS DE IMPORTANCIA EN BIOQUÍMICA
Solvatación
NaCl + HOH Na+ + Cl-
R- COOH + HOH R-COO- + H+
Ac. Carboxilico Carboxilato
Las esferas de solvatación hacen que un ácido se disocie con más facilidad (sea más ácido) y una base acepte protones con mayor facilidad (sea más básico). H
O
HH
OH
H
O
H
HO
HR C
O
O-
HO
HH
O H
HO
HH
OH
HO
HH
+
REACCIONES QUÍMICAS DE IMPORTANCIA EN BIOQUÍMICA
EFECTO ESTÉRICO *Efecto estructural que se produce por las interacciones espaciales entre grupos de átomos, las cuales impiden o perturban el ataque de un reactivo al centro activo del sustrato.
*Depende del tamaño de la molécula y del número de sustituyentes.
C Cl
H
H
H+ I -
C I
H
H
H
Cl -
-ClC I
CH3
H3C
CH3
-I+C Cl
CH3
H3C
CH3
1
2
REACCIONES QUÍMICAS DE IMPORTANCIA EN BIOQUÍMICA
EFECTO ESTÉRICO
La presencia de grupos voluminosos cercanas al centro activo de la reacción que pueden alterar el curso de la misma y variar su velocidad.
1)
2)
Iodo
Iodo
Centro de reacción, muy impedido por los metilos unidos a este carbono
Centro de reacción, menos impedido los hidrógenos son más pequeños
Cloro
Cloro
1)
2)
Iodo
Iodo
Centro de reacción, muy impedido por los metilos unidos a este carbono
Centro de reacción, menos impedido los hidrógenos son más pequeños
Cloro
Cloro
1)
2)
Iodo
Iodo
Centro de reacción, muy impedido por los metilos unidos a este carbono
Centro de reacción, menos impedido los hidrógenos son más pequeños
Cloro
Cloro
REACCIONES QUÍMICAS DE IMPORTANCIA EN BIOQUÍMICA
RESONANCIA
Deslocalización permanente y espontánea de los electrones Pi (π ) de una molécula o ión.
CH3 CO
O
-
OCH3 C
O
Estructuras resonantes
-CH3 C
O
-O
Híbrido de Resonancia
(Efecto Eléctrico)
REACCIONES QUÍMICAS DE IMPORTANCIA EN BIOQUÍMICA
....
.. ......
Los electrones se deslocalizan
RESONANCIA
Híbrido de Resonancia
La estructura real del compuesto es una fusión de las estructuras resonantes
REACCIONES QUÍMICAS DE IMPORTANCIA EN BIOQUÍMICA
EFECTO INDUCTIVO
Efecto producido por uno o mas sutituyentes capaces de repeler o atraer electrones hacia si.
* Efecto Inductivo positivo
El sustituyente rechaza los electrones y por ende estabiliza la molécula.
O - O O
CH3-C CH3-CH2-C CH3-CH-C
OH OH CH3 OH
d− d− d−
La presencia de dos grupos metilos estabiliza al hidrógeno haciendo al compuesto menos ácido.
(Efecto Eléctrico)
REACCIONES QUÍMICAS DE IMPORTANCIA EN BIOQUÍMICA
* Efecto Inductivo negativo
El sustituyente atrae hacia si los electrones adquiriendo una carga parcial negativa.
O - O O
CH3-C Cl-CH2-C Cl - CH-C
OH OH CH3 OH
pKa=4,74 pKa= 2,81
El cloro atrae hacia sí los e- debilitando la unión O-H, haciendo esta molécula más ácida ya que puede liberar con mayor facilidad el protón.
REACCIONES QUÍMICAS DE IMPORTANCIA EN BIOQUÍMICA
CH3 CH2 CH CO
OH
Cl
CH3 CH
Cl
CH2OH
OC
CH2 CO
OHCH2CH2Cl
Factores de los que depende: 1.- Distancia del grupo electrón atrayente
2.-Cantidad de grupos.
3.-Poder atractor del grupo.
* Efecto Inductivo negativo
pKa= 2,86
pKa= 4,05
pKa= 4,52
* Orden creciente en cuanto al poder atractor de los electrones:
CH3-, H-, CH2=CH-, C6H5, HO-, CH3O-, I-, Br-, Cl-, F-
REACCIONES QUÍMICAS DE IMPORTANCIA EN BIOQUÍMICA
Tipos de Reacciones
1.- R. de Adición Adición Electrofílica
Adición Nucleofílica
2.- R. de Sustitución Sustitución Electrofílica
Sustitución Nucleofílica
3.- R. de Eliminación
Compuestos Insaturados
Compuestos Saturados
Compuestos Saturados