Post on 04-Oct-2021
DERIVADOS DE
ÁCIDOS
CARBOXÍLICOS
Ácido
carboxílico Amida Éster
Anhídrido de
ácido
Haluro de
acilo
Piperina
(pimienta negra)
Cocaina
(arbusto de Coca)
Cafeína
(café y té)
Cantaridín
(escarabajo blister)
Penicilina G
(antibiótico)
Pietrina
(insecticida natural)
Anandamida (chocolate)
NOMENCLATURA HALURO DE ÁCIDO:
se cambia el prefijo ácido por el haluro correspondiente
(CLORURO DE) y se cambia la terminación –oico por -olilo
cloruro de propanoilo
cloruro de benzoilo
NOMENCLATURA ANHIDRIDOS:
se cambia la palabra ÁCIDO por ANHIDRIDO
Anhídrido mixto benzoícopropanoíco
NOMENCLATURA ESTERES:
se elimina el prefijo ácido y se cambia la terminación –ico
por –ato de, agregando el nombre del grupo alquilo unido
al –O- del éster
Nomenclatura amidas:
Se elimina el prefijo ácido y se cambia la terminación –ico
por -amida
NOMENCLATURA NITRILOS:
se elimina el prefijo ácido y se cambia la terminación
–ico por -onitrilo
o
NH2
NH2
o
o o
Br Br
O
OO
O
H
Puntos de ebullición de derivados de ácidos carboxílicos
Ejemplos
(Peso Molecular
55 a 60) P. eb. (°C)
Puntos de ebullición de derivados de ácidos carboxílicos
Pu
nto
de
eb
ull
ició
n (°C
)
Peso Molecular
n-alcanos
Cloruros de
ácido
Ésteres
metílicos
Alcoholes 1os.
Nitrilos
Ácidos
N,N-dimetil amidas 3as.
N-metil amidas 2as.
Amidas 1as.
CLORURO DE ACETILO ANHÍDRIDO ACETICO
ACETATO DE METILO ACETAMIDA ACETONITRILO
Color rojo: mayor densidad electrónica
CLORURO DE ACILO
ANHIDRIDO
ÁCIDO CARBOXÍLICO ÉSTER
AMIDA REACTIVIDAD
CALOR
CALOR
RÁPIDO
MECANISMO SNAc
INTERMEDIARIO TETRAÉDRICO
ÁCIDO CONJUGADO DEL PRODUCTO
Protonación de una Amida
Base muy débil Protonación en el oxígeno
Ácido concentrado
Acetonitrilo Propino
Estructuras electrónicas del Acetonitrilo
y del Propino
Átomos con hibridación sp
Fuerzas Intermoleculares en las Amidas
Puente de hidrógeno Atracción intermolecular
Derivado Grupo saliente
Cloruro
de ácido
Anhídrido
Éster
Amida
Carboxilato Menos reactivo
Más reactivo
Reactividad Basicidad
Menos básico
Más básico
Reactividad de los Derivados de ácidos
Nombre del
Compuesto Estructura Grupo saliente
pKa del ácido
conjugado
Cloruro de
acetilo −7
Anhídrido
acético 4.76
Acetato de etilo 15.9
Acetamida 38
Anión acetato N/¿? ¿?
Interconversión de los derivados de ácido
Cloruro de ácido
Anhídrido
Éster
Amida
Carboxilato
Ácido 2,4,6-trimetilbenzoíco Cloruro de 2,4,6-trimetilbenzoilo
(90 %)
Ácido de Lewis
fuerte
Interconversión de los derivados de ácido
Cloruro de ácido
Anhídrido
Éster
Amida
Carboxilato
Cloruro de heptanoílo Ácido heptanoíco Anhídrido heptanoíco
Síntesis de Anhídridos
Ejemplo
CH3(CH2)5CCl
O
+ CH3(CH2)5COH
O
piridina
CH3(CH2)5COC(CH2)5CH3
O
(78-83%)
O
La transferencia de protón se lleva a cabo para
dar el intermediario tetraédrico neutro
Intermediario
tetraédrico neutro
Interconversión de los derivados de ácido
Cloruro de ácido
Anhídrido
Éster
Amida
Carboxilato
Síntesis de Ésteres
Ejemplo
Cloruro de
ciclopentano carbonilo 2-propanol
Ciclopentanocarboxilato
de 2-propilo
Piridina
La transferencia de protón se lleva a cabo para
dar el intermediario tetraédrico neutro
Intermediario
tetraédrico neutro
Síntesis de ésteres
Ácido Cloruro de
Ácido Éster Éster
Alcohol
Ácido benzoíco Cloruro de Benzoílo Etanol Benzoato de etilo
Ejemplo
Interconversión de los derivados de ácido
Cloruro de ácido
Anhídrido
Éster
Amida
Carboxilato
Síntesis de Amidas
Cloruro de Ácido Amina Amida
Cloruro de acetilo Metilamina N-metilacetamida
Ejemplo
Intermediario
tetraédrico neutro
Interconversión de los derivados de ácido
Cloruro de ácido
Anhídrido
Éster
Amida
Carboxilato
CH3C OH
O H+
200oCCH3C O
O
CCH3
O
CO2H
CO2H
H+
200oC
H+
200oC
H+
200oCO
O
Ophthalic acid
acetic acidÁcido acético Anhídrido acético
Ácido ftálico Anhídrido ftálico
Ejemplo
Síntesis General de Anhídridos
Cloruro de ácido Carboxilato
ó ácido Anhídrido de ácido
Cloruro de acetilo
Cloruro de acetilo
Ácido Benzoíco
Formiato de sodio
Anhídrido acético benzoíco
Anhídrido acético fórmico
piridina
La reactividad de los anhídridos se incrementa
utilizando la 4-dimetilaminopiridina:
Anhídrido mixto acético fórmico
Carbonilo
más reactivo
Un éster formato
Una formamida
Interconversión de los derivados de ácido
Cloruro de ácido
Anhídrido
Éster
Amida
Carboxilato
CH3CH2CH2C
O
O- Na
+
CH3I
CH3CH2CH2C
O
OCH3
SN2 ; Williamson-like
CH3CH2CH2C
O
OH + CH3OH
Direct (Fisher) acid catalyzed esterification
CH3CH2CH2C
O
OH + CH2N2
OCH3
O
CH3CH2CH2C
OCH3
O
CH3CH2CH2C
Diazomethane
Síntesis de Ésteres
A través de reacciones tipo SN2:
Reacción de esterificación directa catalizada por ácido (Fischer)
Con
diazometano
Diazometano: generación
Ácido de Lewis
Ácido Diazometano Éster metílico
Ejemplo
Ácido ciclobutanocarboxílico Ciclobutanocarboxilato de metilo
Síntesis total de la estricnina
Pasos 13 y 14
Mecanismo
Catión diazonio (muy inestable)
Baño de hielo
Síntesis Arndt-Eistert
Et2O
dioxano
Rearreglo de Wolff
Ag+ (cat.)
Nucleófilo
Nucleófilo Nucleófilo
Nucleófilo
Tautomería
cetena
EJEMPLO
Ciclopentanol Anhídrido acético Acetato de ciclopentilo
Síntesis de Ésteres
Ácido
acético
DMPA
4-DIMETILAMINO-
PIRIDINA
Acetanilida Ácido acético Anhidrido acético Anilina
EJEMPLO
Síntesis de Amidas.
Amonólisis de un anhídrido
Paso.1 Adición del
nucleófilo
Paso.2 Eliminación del
grupo saliente
Paso.3 Pérdida de un
protón
[Intermediario tetraédrico]
Amina
Amida
Anhídrido
Síntesis de Amidas. Mecanismo
Ejemplo
Acilación de Friedel-Crafts usando anhídridos
(Z = H, Halógeno, o un grupo activante) (Z = H, Halógeno, o un grupo activante)
(u otro catalizador
Ácido) Un acilbenceno
(una cetona)
Benceno Anhídrido succínico Ácido 4-oxo-4-fenilbutanoíco
ÉSTERES
Interconversión de los derivados de ácido
Cloruro de ácido
Anhídrido
Éster
Amida
Carboxilato
Esterificación usando diazometano
Ejemplo
Ácido Diazometano Éster metílico
Ácido ciclobutanocarboxílico Ciclobutanocarboxílato de metilo
Mecanismo de esterificación con Diazometano
Paso 1. Transferencia de protón
Paso 2. Ataque nucleofílico sobre el metilo
Sal de metildiazonio
TRANSESTERIFICACIÓN
(en gran exceso)
EJEMPLO
Benzoato de Etilo En exceso Benzoato de Metilo
Reacción de Transesterificación
ó
ó
Síntesis de un policarbonato
Fósgeno
Bisfenol A
Lexán, un policarbonato
Calor, pérdida de 2 HCl
Ácido L-ascórbico (Vitamina C)
Eritromicina
azúcar
azúcar
Ácido L-Ascórbico y la Eritromicina
Interconversión de los derivados de ácido
Cloruro de ácido
Anhídrido
Éster
Amida
Carboxilato
Estado de Transición
El enlace con el métoxido esta medio roto
El -:OCH3 se elimina
en un paso exotérmico
Estado de Transición
Sustitución sobre el
grupo acilo
SN2
El enlace con el métoxido
se esta comenzando a
romper
SN2 vs. SNAc
Formación de lactamas (amidas cíclicas)
Ácido -aminobutírico -butirolactama
Ácido -aminovalérico -valerolactama
calor
calor
-lactamas
-propiolactama
Deshidratación de aminas 1as.
Formación de nitrilos
Nitrilo Amida primaria
ó
Síntesis de Ésteres Carbamato partir de Isocianatos
Un isocianato Un ácido carbámico Una amina
Un isocianato Alcohol Un éster carbamato
(uretano)
EJEMPLO
Isocianato de metilo
1-Naftol Sevin, insecticida
Síntesis de Poliuretanos
Diisocianato de tolueno
Un poliuretano
Etilénglicol
NITRILOS
Preparación de Nitrilos por Deshidratación
• Consiste en la reaccíón de amidas primarias RCONH2 con
SOCl2 o POCl3 (o con otros agentes deshidratantes)
• No esta limitada por el impedimento estérico o a reacciones
laterales (e.g. en la reacción de halogenuros de alquilo con
NaCN, en donde puede ocurrir una eliminación en lugar de la
sustitución)
2-Etilhexanamida
benceno
2-Etilhexanonitrilo (84%)
Mecanismo de la reacción de
Deshidratación de Amidas
El átomo nucleofílico de la amida ataca al SOCl2 y después ocurre un equilibrio ácido-base y posteriormente una eliminación
Reacciones de los Nitrilos
RCΞN esta fuertemente polarizado con un átomo
de carbono electrofílico
Es atacado por nucleófilos para dar aniones de
imina con hibridación sp2 en forma semejante a
los compuestos carbonílicos
Carbono
carbonílico
Productos
Hidrolisis: Conversión de los Nitrilos en
Ácidos Carboxílicos
Los Nitrilos son hidrolizados, con catalisis ácida o básica para formar a un ácido carboxílico y amoniaco, o bien a una amida
o
Mecanismo de la Hidrolisis de Nitrilos
La adición nucleofílica del
ion hidróxido al enlace
CN
Una posterior reacción
ácido-base da lugar a una
hidroxiimina (tautomero
enol), la cual se
tautomeriza a una amida
(tautómero ceto).
Nitrilo
Una segunda molécula
de hidróxido se adiciona
al grupo carbonilo de la
amida y la perdida de un
protón da un dianión
La eliminación del anion
amiduro (NH2) da lugar
al carboxilato
Amida
Carboxilato
Reacción de los Nitrilos con
Reactivos Organometálicos
Los reactivos de Grignard se adicionan a un
nitrilo para dar como intermediario un anión
de imina, el cual es hidrolizado por la adición
de agua para dar una cetona
Nitrilo Anión imina Cetona
Interconversión de los derivados de ácido
Cloruro de ácido
Anhídrido
Éster
Amida
Carboxilato
Hidrólisis de Cloruros de ácido
Una grasa (triéster del glicerol) glicerol Jabón (sales de ácido graso)
Hidrólisis de ésteres. Saponificación
HIDRÓLISIS BÁSICA
EJEMPLO
N,N-dietilbenzamida Benzoato de sodio Dietilamina
Hidrólisis básica de Amidas
EJEMPLO
Hidrólisis ácida de amidas
HIDRÓLISIS ÁCIDA
N-metil-2-fenilacetamida Ácido fenilacético Sulfato de
metilamonio
Ejemplo
Hidrólisis básica nitrilos
HIDRÓLISIS BÁSICA
Nitrilo Amida 1ª. Ion carboxilato
Nicotinonitrilo Nicotinamida
Ejemplo
Hidrólisis ácida de nitrilos
HIDRÓLISIS ÁCIDA
Nitrilo Amida 1ª. Ácido carboxílico
Fenilacetonitrilo Ácido Fenilacético
calor
REDUCCIONES DE DERIVADOS
DE ÁCIDOS CARBOXÍLICOS
REDUCCIONES
Reactivo:
LiAlH4
H Al H
H
H
Li
HIDRURO DOBLE DE LITIO Y ALUMINIO
Reducción de Ésteres a Alcoholes primarios
R C
O
O R' + LiAlH4 R C O:- +
Li
H
H
+ Li +
-:O R'
H3O+
R C O
H
H
H O R'H+
ALCOHOL 1o.
O
O 1) LiAlH4
2) HCl / H2O
O
H H
H
H O CH2CH3+
Reducción de Ésteres
Mecanismo de la reducción con LiAlH4
Paso. 1 Adición del nucleófilo (-:H) Paso. 2 Eliminación del alcóxido
Paso. 2 Adición de un segundo ion (-:H)
Intermediario tetraédrico
Éster
Aldehído Alcóxido
Aldehído Sal Alcohol primario
Reducción de Nitrilos
La reducción de un nitrilo con LiAlH4 da
lugar a una amina primaria
o-metilbenzonitrilo
o-metilbencilamina
(88%)
éter
Mecanismo de la Reducción de R-C≡N
La adición Nucleofílica del ion hidruro al enlace
polar CN, da lugar a un anión imina
El enlace C=N del anión imina sufre una segunda
adición nucleofílica del ion hidruro para dar lugar a
un dianión, el cual es protonado por el agua:
Nitrilo Anión imina Dianión Amina
éter éter
Reducción de Amidas
N
CH3
OCH3
O 1) LiAlH4, Et2O
2) HCl, H2O
N
CH3
OCH3
H
H
REDUCCIONES SELECTIVAS
FORMACIÓN DE ALDEHÍDOS
REDUCCIONES SELECTIVAS
Reactivos:
TRITERBUTOXIHIDRURO DE LITIO Y ALUMINIO:
H Al
O
C CH3
CH3
H3C
O C
CH3
CH3
CH3
O
C CH3
CH3
H3C
CH
CH3
H3C CH2 Al CH2 CH CH3
CH3
H
HIDRURO DE DIISOBUTILALUMINIO
Reducción de Cloruros de Ácido a Aldehídos
Ejemplo
Cloruro de
Ácido Aldehído
Ácido isobutírico Cloruro de isobutírilo Isobutíraldehído
Reducción de Cloruros de Ácido
1) LiAlH(OtBu)3, Et2O
2) HCl, H2O
CCl
O
C
N
C
O
C
N
H
80 %
Reducción de Ésteres a Aldehídos
2) HCl, H2O
Al
H
1)
CH2Cl2, - 78 C o
OC
OCH3
O
H3CO
OC
O
H3CO
H
85 %
Reducción de Amidas a Aldehídos
1) LiAlH(OtBu)3, Et2O
2) HCl, H2O
NCH3
CH3
O
O
H
85 %
Reducción de Nitrilos a Aldehídos
2) HCl, H2O
Al
H
1)
HEXANO, - 70 C o
CH N
CH
H
O
96 %
Función de las -lactamas
Enzima
activa
Enzima
acilada
inactiva
Traslapo por resonancia en ésteres y tioésteres
Éster Tioéster Buen traslapo
C-O
Pobre traslapo
C-O
Fuerte traslapo Débil traslapo
Estructura de la Coenzima A
Tioéster
Acetil Coenzima A Intermediario tetraédrico Producto acilado
Coenzima A (CoA)
Fósgeno, COCl2 es un dicloruro
de ácido
Py = piridina
Indique la estructura del
producto si no se utiliza
Py
Py
CH3OH (exceso) calor
calor
hidroxilamina
Síntesis de la Ciprofloxacina, antibactericida