Ácidos Carboxílicos

Química Orgánica IFacultad de Farmacia y Bioquímica

Dra. Ana M. BrunoAño 2018

Ácidos Carboxílicos

ácido acético(vinagre)

ácido butanoico(peq. cant. en la

manteca )

ácido hexanoico, acido caproico(olor de los medias

sucias)

ácido láctico(sabor de laleche agria)

Aspirina Ác . 4-aminosalicílico Isotretinoina

Ácidos Carboxílicos

COOH CO2 HCO H

O

••

••

••

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La fórmula general de un ácido carboxílico alifático es RCO2H; y en un ácido aromático ArCO2H.

Nombres IUPAC:

- Se le añade el sufijo –oico

Si el compuesto contiene un doble enlace C=C, se cambia

–ano por –eno

O

Ácido Propenoico(Ácido acrílico)

Ácido trans-3-fenil-2-propenoico(ácido cinámico)

O

OH

Ácido dicarboxílico: se añade el sufijo –dioico.

Ácido butanodioico

(ácido succínico)Ácido propanodioico

(ácido malónico)

Ácido etanodioico

(ácido oxálico)

O O O O O O

HOC-COH HOCCH2 COH HOCCH2 CH2 COH

1,2-Bencenodicarboxílico(ácido ftálico)

Ácido 1,4-Bencenodicarboxílico

(ácido tereftálico)

CO2H

CO2HCO2HHO2 C

A los ácidos sustituidos se les da nombre ubicando la posición delsustituyente por medio de las letras griegas α,α,α,α, β,β,β,β, etc. como se ilustra acontinuación:

NH2

Ácido-α-aminopropanoicoAlanina

( Ácido-γγγγ-Hidroxibutírico)

Ácido-2-AminopropanoicoÁcido-4-Hidroxibutanoico

HOCH2 CH2 CH2 CO2 H CH3 CHCO2 H

Estructura

Los ácidos carboxílicos son moléculas con geometría trigonal plana

C sp2

con un ángulo de 120º

Formación de enlaces hidrógeno

a)

b)b)

c)

a) Métodos de Oxidación

� OXIDACIÓN de alquilbencenos con oxidantes fuertes

Es conveniente realizar la reacción con KMnO4 en medio alcalino. El producto será el carboxilato que luego se acidifica para recuperar al ácidocarboxílico.

� Oxidación de alquenos: ruptura oxidativa

glicol[O]= KMnO4/φ

glicol[O]= KMnO4/φ

1) O3 O

OH

2

Este método tiene utilidad cuando el alqueno es simétrico, o bien cuando los productos son fácilmente separables

� OXIDACIÓN de alcoholes primarios con

� OXIDACIÓN deAldehídos Con oxidantes fuertes (los mismos que alcoholes)Con oxidantes débiles: Tollens (AgNO3 / NH3)

Las metilcetonas mediante la reacción del haloformo pueden oxidarse a ácidos.

b) Métodos hidrolíticos

Posibilidades

a- KCNb- H2O/H+

c- 1)BH3/THF 2)H2O2

d- HBr/peróxidose- NaBH4/MeOHf- HXg- NaBH4/MeOHh- Cl2SO

R-COOH

b) Carbonatación de Reactivos Nucleofílicos

R : RMgXReactivo de Grignard

Ventajas: Se pueden preparar reactivos de Grignard con cualquier derivado halogenado: arílico, vinílico, alifático

RESUMIENDO……

Reactividad de los ácidos carboxílicos

αααα

La acidez de los hidrógenos en αααα es limitada, a diferencia de otros derivadoscarbonílicos, queda totalmente enmascarada por la elevada acidez del grupo carboxilo

Acidez de los ácidos carboxílicos

�Es la propiedad química más evidente de este grupo de compuestos

�El grupo –COO- dispersa la carga por efecto inductivo y mesomérico

�La acidez se incrementa en presencia de grupos atractores de e-

(releer teórico de acidez)

Estabilización del anión carboxilato

Transferencia de protón, ya que no es buen nucléofilo pero sí una base muy fuerte

carboxilato

Reacción del carboxilato con AlH3 seguido de eliminación

REDUCCIÓN A ALCOHOLES

No aislable bajoestas condiciones

Método alternativo

El borano reacciona selectivamente con la molécula de ácido carboxílicoen presencia de otro grupo carbonilo. Por ejemplo

Un ácido carboxílico no puede ser reducido por NaBH4

Un ácido carboxílico no puede ser reducido por Hidrogenación catalítica.

Otro ejemplo:

c) Funcionalización del H-α :α :α :α :Hell-Volhard-Zelinsky

Cómo ocurre?

Ejemplo:

Utilidad de la reacción:El halógeno en α se puede sustituir por medio de reacciones de SN2:síntesis de α- aminoácidos y obtención de α-hidroxiácidos.

Descarboxilación de ácidos carboxílicos

Los ácidos carboxílicos simples no se descarboxilan con facilidad

Pero el ácido malónico si lo hacen

Uno de los grupos carboxilo asiste a la pérdida del otro

La descarboxilación es una reacción general para ácidos 1,3-dicarboxílicos

Los ácidos carboxílicos que tienen un grupo carbonilo β con respecto al grupo carboxilo, la descarboxilación ocurre con un calentamiento leve.

25º

c) Esterificación de Fischer

Los ésteres se preparan por tratamiento de ácido carboxílico con un alcohol en presencia de un ácido catalítico, como H2SO4 o HCl gaseoso

Esta esterificación es una reacción de equilibrio.– Permite obtener ésteres con buenos rendimientos controlando

cuidadosamente las condiciones experimentales.– Si el alcohol no es muy caro se puede utilizar en exceso para

desplazar el equilibrio hacia la derecha.– Si el agua se retira de la mezcla de reacción, el equilibrio también se

desplaza hacia la derecha

IntermediarioIntermediariode la reacción

Espectrocopía de IR

Un ácido carboxílico se caracteriza por presentar señalesque corresponden al grupo C=O y O-H.

El estiramiento del enlace C=O da una absorción intensa cerca de los 1700 cm-1

La señal de estiramiento del enlace O-H es ancha y se traslapa con las vibraciones del enlace C-H. Desde 3400 a 2400 cm-1

Esta señal es muy ancha debida a la formación uniones hidrógeno.

Existe también la señal de estiramiento C-O alrededor de los 1320-1200 cm-1

Flexión C-O-H : Banda en forma de campana a 900 cm-1