Ácidos Carboxílicos Kimika Consultaa

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Ácidos Carboxílicos Introducción La propiedad química más importante de los ácidos carboxílicos, que es otro grupo de compuestos orgánicos que contienen el grupo carbonilo, es su acidez. Además, los ácidos carboxílicos forman numerosos derivados importantes, entre ellos los ésteres, amidas, etc. El grupo funcional de un ácido carboxílico es el grupo carboxilo, llamado así porque está formado por un grupo carbonilo y un grupo hidroxilo. A continuación se incluye una estructura de Lewis para el grupo carboxilo y también tres representaciones del mismo: Nomenclatura Nomenclatura común y IUPAC Los ácidos que se encuentran con más frecuencia se conocen por sus nombres comunes; muchos de ellos se basan en la procedencia del ácido. A los ácidos sustituidos se les da nombre ubicando la posición del sustituyente por medio de las letras griegas a, ß, etc. como se ilustra a continuación: Estructura Nombre IUPAC Nombre común Fuente natural HCOOH Ácido metanoico Ácido fórmico Procede de la destilación destructiva de hormigas (formicaes hormiga en latín) CH 3 COOH Ácido etanoico Ácido acético Vinagre (acetum es vinagre en latín) CH 3 CH 2 COOH Ácido propanoico Ácido propiónic o Producción de lácteos (pion es grasa en griego) CH 3 CH 2 CH 2 COOH Ácido butanoico Ácido butírico Mantequilla (butyrum, mantequilla en latín) CH 3 (CH 2 ) 3 COOH Ácido pentanoico Ácido valérico Raíz de valeriana CH 3 (CH 2 ) 4 COOH Ácido hexanoico Ácido caproico Olor de cabeza (caper, cabeza en

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cidos CarboxlicosIntroduccinLa propiedad qumica ms importante de los cidos carboxlicos, que es otro grupo de compuestos orgnicos que contienen el grupo carbonilo, es su acidez. Adems, los cidos carboxlicos forman numerosos derivados importantes, entre ellos los steres, amidas, etc.El grupo funcional de un cido carboxlico es el grupo carboxilo, llamado as porque est formado por un grupo carbonilo y un grupo hidroxilo. A continuacin se incluye una estructura de Lewis para el grupo carboxilo y tambin tres representaciones del mismo:

NomenclaturaNomenclatura comn y IUPACLos cidos que se encuentran con ms frecuencia se conocen por sus nombres comunes; muchos de ellos se basan en la procedencia del cido. A los cidos sustituidos se les da nombre ubicando la posicin del sustituyente por medio de las letras griegas a, , etc. como se ilustra a continuacin:

EstructuraNombre IUPACNombre comnFuente natural

HCOOHcido metanoicocido frmicoProcede de la destilacin destructiva de hormigas (formicaes hormiga en latn)

CH3COOHcido etanoicocido acticoVinagre (acetumes vinagre en latn)

CH3CH2COOHcido propanoicocido propinicoProduccin de lcteos (piones grasa en griego)

CH3CH2CH2COOHcido butanoicocido butricoMantequilla (butyrum, mantequilla en latn)

CH3(CH2)3COOHcido pentanoicocido valricoRaz de valeriana

CH3(CH2)4COOHcido hexanoicocido caproicoOlor de cabeza (caper, cabeza en latn)

En el sistema IUPAC, se toma como hidrocarburo bsico aquel que corresponda a la cadena continua ms larga que contenga el grupo carboxilo. El nombre comienza con la palabra cido seguida por el del alcano bsico al cual se le aade el sufijo-oico. Al igual que en el caso de los aldehdos, se sobrentiende que el carbono nmero 1 corresponde al carbono del carboxilo.Dentro de una molcula se puede encontrar ms de un grupo carboxilo. si hay dos grupos carboxilo unidos a una cadena o a un anillo carbonado, la molcula se clasifica como un cido dicarboxlico. Algunos cidos dicarboxlicos y sus derivados son compuestos importantes en el metabolismo celular. El cido oxlico (nombre comn) es el ms simple de los cidos carboxlicos. Consta de dos grupos carboxlicos unidos entre s.

Para escribir el nombre de un cido dicarboxlico en el sistema de la IUPAC, identifique el alcano precursor y agregue la terminacin dioico antecedido por la palabra cido. No se debe quitar ninguna letra del alcano precursor. Por lo tanto el nombre IUPAC del cido oxlico es etanodioico.EstructuraNombre IUPACNombre comn

HOOC-COOHcido etanodioicocido oxlico

HOOCCH2COOHcido propanodioicocido malnico

HOOC(CH2)2COOHcido butanodioicoAcido succnico

HOOC(CH2)3COOHcido pentanodioicoAcido glutrico

HOOC(CH2)4COOHcido hexanodioicoAcido adpico

cido ftlicoAcido 1,2-bencenodicarboxlico

Casi todas las propiedades de los cidos orgnicos son el resultado de la estructura del grupo carboxilo. Un grupo carboxilo tiene un doble enlace con el oxgeno y un grupo-OHunido a un tomo de carbono. Estos grupos y el grupo R se distribuyen simtricamente en un plano alrededor del tomo de carbono central.

Puesto que el tomo de oxgeno es ms electronegativo que el tomo de carbono, cada enlace carbono-oxgeno en el grupo carboxilo es polar. Cada tomo de oxgeno tiene una carga parcialmente negativa, y el tomo de carbono tiene una carga parcialmente positiva.

Puesto que el tomo de hidrgeno est unido a un tomo de oxgeno en el grupo-OH, el grupo carboxilo se puede unir por medio del hidrgeno a otras molculas de cido o a molculas de agua en solucin.Al observar los datos de solubilidad, el hecho de que los cidos carboxlicos de menor masa puedan formarenlaces de hidrgeno, explica su miscibilidad en agua.Tanto los cidos carboxlicos como los alcoholes tienen enlaces de hidrgeno entre sus molculas; sin embargo, los cidos carboxlicos tienen puntos de ebullicin mucho ms altos que los alcoholes. Por ejemplo, el 1-hexanol, cuya molcula tiene la misma masa molecular que el cido valrico, tiene un punto de ebullicin de 157 C, 30 C menos que el punto de ebullicin del cido valrico. Una diferencia tan amplia en los puntos de ebullicin se debe a la formacin de undmerodel cido valrico. Un dmero es una molcula que se produce cuando se combinan dos molculas del mismo tipo. El dmero del cido valrico se produce cuando dos de sus molculas se unen por medio de enlaces de hidrgeno.Acidez de los cidos carboxlicosCuando el cido actico, CH3CH2COOH, se mezcla con agua, algunas de sus molculas se ionizan y producen iones acetato, CH3CH2COO-e iones hidrgeno H+.

Las sustancias que contribuyen con iones hidrgeno al agua, se clasifican como cidos. Comparados con los dems grupos orgnicos, los cidos carboxlicos son los compuestos ms cidos, pero comparados con los cidos inorgnicos, los cidos carboxlicos son cidos mucho ms dbiles. Casi todos los cidos carboxlicos estn ionizados entre un 2 y un 3%. El HCl y el HNO3estn ionizados casi en un cien por ciento.La acidez de los cidos orgnicos se explica en trminos de la estabilidad del anin que se produce despus de que ocurre la ionizacin. Cuando el cido carboxlico dona un ion hidrgeno, produce un anin estabilizado por resonancia; este se denominaanin carboxilato:

La resonancia se produce cuando se deslocalizan los electrones de una molcula. Si una molcula presenta resonancia, el enlace real dentro de dicha molcula se representa mejor por el promedio de todas lasestructuras de resonancia. Para el anin carboxilato, la mejor representacin es la siguiente:

Esta estructura del anin carboxilato muestra que la carga negativa est repartida entre un tomo de carbono y dos tomos de oxgeno en lugar de estar localizada en un tomo de oxgeno.Los cidos carboxlicos son neutralizados por bases para producir una sal y agua. Si el cido actico, CH3COOH, y el hidrxido de sodio, NaOH, se combinan, se producen el acetato de sodio, una sal y agua.

Elcido acetoactico(cido 3-oxobutanoico) y su producto de reduccin, elcido 3-hidroxibutanoico, se sintetizan en el hgado a partir de laacetil-CoA(modelo 3D), un producto del metabolismo de los cidos grasos y ciertos aminocidos. De manera general, el cido 3-hidroxibutanoico y el cido 3-oxobutanoico se conocen como cuerpos cetnicos. La concentracin de cuerpos cetnicos en la sangre de un ser humano saludable y bien alimentado es aproximadamente 0.01 mM/L. Sin embargo, las personas que sufren de inanicin o diabetes mellitus, presentan concentraciones de cuerpos cetnicos que aumentan hasta 500 veces del valor normal. En estas condiciones, la concentracin de cido acetoactico aumenta hasta el punto en donde experimenta una descarboxilacin espontnea para formar acetona y dixido de carbono. La acetona no es metabolizada por los seres humanos y se excreta a travs de los riones y pulmones. El "aliento dulzn" caracterstico de los pacientes diabticos graves, se debe al olor de la acetona.

cidos CarboxlicoOLORES Y SABORES QUMICOS

Existe un grupo de sustancias muy difundidas en la naturaleza que posee un gran valor biolgico e industrial. Se trata de loscidos carboxlicos y sus derivados.Estos cidos son los que nos permiten apreciar la sensacin agridulce cuando tomamos una limonada, el sabor especial de la vinagreta en una ensalada, o los agradables olores de las frutas frescas.

Algunos de los cidos que dan el sabor a los alimentos y a las sustancias son:

Elcido acticoque es el componente principal del vinagre, aderezo empleado en la cocina. Elcido ctricoque es el que da el sabor agridulce a las frutas que pertenecen a la familia de los ctricos y es un producto intermedio en el metabolismo de los carbohidratos. Se emplea comercialmente en grandes cantidades, como acidificante en la fabricacin de bebidas gaseosas. Elcido acetilsaliclicoque se emplea en la fabricacin de la aspirina, analgsico muy popular.

Asimismo, existen sustancias orgnicas llamadasesteres,que producen olores diversos. Son derivados de los cidos carboxlicos.

Algunos de los esteres que producen el olor de los alimentos son:

Elacetato de amiloque se encuentra en el pltano. Elbutanoato de amiloque se encuentra en el albaricoque. Elacetato de etiloque se encuentra en la pia.

ESTRUCTURA DEL GRUPO CARBOXILO

Los cidos carboxlicos provienen de la oxidacin de los aldehdos. Su grupo funcional se denominacarboxilo (COOH),conformado por ungrupo carbonilo yungrupo hidroxilo.Esta combinacin es tan ntima, que ninguno de los dos grupos acta ni fsica ni qumicamente de manera independiente. El grupo carboxilo es cido debido a su capacidad para donar protones. En el agua, la mayora de los cidos carboxlicos se encuentran ligeramente disociados:

Clasificacin

La clasificacin de los cidos carboxlicos puede hacerse teniendo en cuenta dos aspectos:

El nmero de grupos carboxilo que contiene la molcula del cido.De acuerdo con esto los podemos clasificar en:

oMonocarboxlicos:cada molcula contiene tan solo un grupo carboxilo. Su frmula general esRCOOH.Ejemplo: CH3COOH

oDicarboxlicos:cada molcula contiene dos grupos carboxilo. Su frmula general es HOOC(CH2)nCOOH. Ejemplo: HOOCCOOH

oTricarboxlicos:una misma molcula contiene tres grupos carboxilos. Este tipo de cidos suele llamarse tambin cidos policarboxlicos. Ejemplo:

La naturaleza de la cadena carbonada unida al grupo funcional.De acuerdo con esto los podemos clasificar en:

ocidos carboxlicos de la serie aliftica.Tienen como frmula generalRCOOH.Ejemplo:

ocidos carboxlicos de la serie aromtica.Su frmula general esArCOOH.Ejemplo:

cido benzoico

Puede presentarse otra serie de variables dentro de la estructura de los cidos carboxlicos, como la presencia de dobles enlaces, grupos hidroxilo, etc., que de alguna manera intervienen en las propiedades, tanto fsicas como qumicas, de los mismos.

Nomenclatura

Los cidos carboxlicos, de acuerdo con las normas dela IUPAC, se nombran anteponiendo la palabra cido al nombre del alcano correspondiente y cambiando la terminacin "o" de ste por"oico".La cadena ms larga es aquella que contenga el grupo carboxilo y a su carbono se le designa con el nmero (1), luego se numeran los sustituyentes unidos a la cadena principal de la forma como se hace normalmente.

Tambin se acostumbra emplear nombres comunes o vulgares para denominar a los cidos carboxlicos. Algunos ejemplos se aprecian a continuacin:

PROPIEDADES FSICAS. CONSTANTE DE ACIDEZ

El comportamiento qumico y fsico de los cidos carboxlicos, depende principalmente de la distribucin electrnica de carga sobre los tomos adyacentes al grupo funcional. Los cidos orgnicos, como los alcoholes, presentan puntos de ebullicin relativamente altos en relacin con su peso molecular, a causa de los enlaces de hidrgeno. Cuando estn en estado lquido, tienden a formar dme-ros y polmeros empleando los puentes de hidrgeno intermoleculares.

Sin embargo, los cidos forman enlaces de hidrgeno ms fuertes que los alcoholes, debido a que sus enlaces (OH) se encuentran fuertemente polarizados. Adems, los cidos carboxlicos tienen la posibilidad de formar enlaces de hidrgeno con el oxgeno ms negativo del dipolo carbonlico, en vez de hacerlo con el oxgeno del grupo hidroxilo.

Estado fsico.Los primeros trminos, hasta nueve tomos de carbono son lquidos. Los trminos medios son de consistencia aceitosa y los trminos superiores son slidos cristalinos. El cido metanoico, el cido etanoico y, en general, los primeros miembros de la serie, tienen olor irritante. En los trminos medios, el olor es rancio y repugnante y los trminos superiores por lo general, no presentan ningn olor.

Solubilidad.El cido metanoico, el cido etanoico y el cido propanoico, son solubles en agua; esto se debe a los enlaces de hidrgeno. De ah en adelante la solubilidad decrece a medida que aumenta el peso molecular. Sin embargo, los cidos que son insolubles en agua son solubles en alcohol, ter, benceno y cloroformo.

Constante de acidez.La principal caracterstica del grupo carboxilo es su acidez. En general, los cidos carboxlicos son cidos dbiles debido a la tendencia del enlace (RCOOH) a romperse heterolticamente en presencia de una base (aceptora de protones), tal como puede apreciarse en la siguiente ionizacin.

La acidez de los cidos carboxlicos se atribuye a que el ion carboxilato se puede estabilizar como hbrido de resonancia con la carga negativa distribuida sobre un sistema conformado por tres tomos.

PROPIEDADES QUMICAS DE CIDOS CARBOXLICOS

Reacciones producidas por el rompimiento del enlace (OH)

Formacin de sales:

Un primer grupo de estas reacciones se debe al rompimiento del enlace oxgeno-hidrgeno (OH). Este rompimiento se produce gracias al carcter dbilmente cido del tomo de hidrgeno de este enlace, lo que permite que la molcula lo libere en forma de protn. Tal como ocurre con los cidos inorgnicos, los cidos carboxlicos reaccionan con las bases para formar sales:

Reacciones producidas por el rompimiento del enlace (COH)

Un buen nmero de reacciones de los cidos carboxlicos, se realizan mediante un ataque sobre el carbono carbonilo por parte de especies nucleoflicas. Estas reacciones son por lo general catalizadas por cidos, puesto que la adicin de un protn o la formacin de un enlace de hidrgeno sobre el oxgeno carbonlico, hace al carbono del carbonilo ms electropositivo y, por tanto, ms vulnerable al ataque nucleoflico. Observemos el proceso a travs de las siguientes reacciones:

El rompimiento subsiguiente del enlace C - O y a prdida de un protn, conducen al producto del desplazamiento.

Un ejemplo evidente de esta reaccin se observa en la formacin de esteres.

Formacindeesteres

Los esteres se forman por reaccin de un cido carboxlico con un alcohol, en presencia de un cido.

Formacin de cloruros de cido

Los cidos carboxlicos reemplazan el (OH) por un tomo de cloro cuando reaccionan con tricloruro de fsforo, pentacloruro de fsforo o cloruro de tionilo.

Descarboxilacin deloscidos carboxlicos

La facilidad con que el grupo carboxilo pierde dixido de carbono, vara mucho con la naturaleza del cido. Algunos pierden dixido de carbono simplemente al ser calentados a temperaturas moderadas.

La descarboxilacin trmica se efecta muy fcilmente cuando el carbono lleva un grupo que atraiga electrones (es decir, un sustituyente que produce un efecto inductivo negativo). Estos son algunos ejemplos:

DERIVADOS DE LOS CIDOS CARBOXLICOS

Esteres

Los esteres resultan de la reaccin entre un cido orgnico o inorgnico sobre un alcohol, con eliminacin de una molcula de agua. Es una reaccin reversible, la cual, mediante la hidrlisis, regenera el cido y el alcohol. La reaccin se puede representar as:

Los esteres estn ampliamente repartidos, en la naturaleza en sustancias de origen vegetal o animal.

Clasificacin.Los esteres pueden ser clasificados en tres grupos:

oEsencias de frutas:estn formadas por cidos carboxlicos de bajo peso molecular y por algunos cidos carboxlicos de mediano peso molecular, cuando reaccionan con alcoholes tambin de bajo peso molecular.

oGrasas (lpidos):son esteres de la glicerina con cidos grasos superiores y medios.

oCeras:formadas por cidos carboxlicos y alcoholes de elevado peso molecular.

Propiedades.Los esteres neutros son lquidos, incoloros, de olor agradable, como de frutas maduras. Son voltiles, insolubles en agua, solubles en alcohol y ter. Los trminos superiores son slidos y de consistencia oleosa y aspecto creo o grasoso.

Los esteres son sustancias dotadas de una gran reactividad qumica. En la mayor parte de las reacciones la molcula se rompe:

Una de las reacciones ms importantes es lasaponificacin.La saponificacin de un ster consiste en tratarlo con una base alcalina (NaOH o KOH) hasta ebullicin. La reaccin general es:

La reaccin es completa y debe su nombre al hecho de ser utilizada en la fabricacin de jabones.

Usos y aplicaciones.Comercialmente slo unos pocos esteres tienen importancia. Los dos ms usados son el acetato de etilo y el acetato de butilo.

Son usados como disolventes para nitrocelulosa y en la fabricacin de lacas. Algunos de elevado peso molecular son empleados como plastificantes, mientras que otros se emplean en la fabricacin de plsticos. Los esteres sintticos son usados como aromatizadores de alimentos. Los ms conocidos son: Acetato de amilo (pltano), Acetato de octilo (naranja), Butirato de etilo (pina), Butirato de amilo (albaricoque), Formiato de isobutilo (frambuesa) y Formiato de etilo (ron).

En medicina suelen ser usados los esteres como agentes teraputicos. Por ejemplo, el acetato de etilo es estimulante y antiespasmdico en irritaciones clicas y bronquiales. En aplicacin externa se emplea para el tratamiento de enfermedades dermatolgicas causadas por parsitos. La nitroglicerina acta como un vasodilatador. Con el cido actico se forma uno de los esteres ms importantes del cido saliclico, la aspirina o cido acetilsaliclico.

Amidas

Cuando los cidos carboxlicos reaccionan con amonaco, producen sales de amonio que por calentamiento formanamidas,cuya frmula general es(RCONH2).

Las amidas se forman por rompimiento del enlace (COH) del cido carboxlico.

Las amidas se nombran a partir del nombre del hidrocarburo del que se derivan, aadiendo el sufijoamida.Ejemplos:

2.1.Propiedades fsicas

La formamida es lquida, las dems son slidos cristalinos. Sus puntos de ebullicin son ms altos que los de los cidos correspondientes. Los primeros trminos son solubles en agua, pero la solubilidad decrece a medida que aumenta el peso molecular. Poseencarcter anftero,esto quiere decir que se comportan como bases o cidos dbiles, segn el medio de reaccin.

2.2.Mtodos de preparacin

Se pueden preparar por deshidratacin de las sales de amonio. Las sales de amonio (RCOONH4) de los cidos carboxlicos, calentadas a200C, pierden una molcula de agua dando como resultado las amidas.

Un mtodo general para preparar las amidas consiste en hacer reaccionar el amonaco sobre los cloruros de cido.

El mtodo es bueno, especialmente para las amidas poco solubles, y se realiza dejando caer lentamente el cloruro en la solucin concentrada de amonaco bien fro. La amida cristaliza inmediatamente.

2.3.Aplicaciones

La amida ms importante es laurea,H2NCNH2; es una diamida proveniente del cido carbnico. Se encuentra en los organismos vivos. Fue sintetizada por Whler en 1828 y sirvi como principio para el desarrollo de la qumica orgnica. Uno de los usos industriales es la produccin de sedantes, conocidos con el nombre de barbitricos. Tambin se le emplea como fertilizante, en la industria de plsticos con metanal y aserrn de madera, como diurtico y contra la gota y el reumatismo.

Anhdridos

Losanhdridosson sustancias orgnicas que provienen de la deshidratacin de dos molculas de cido orgnico. Se nombran anteponiendo la palabraanhdridoal nombre del cido del cual provienen.

2.4.Propiedades

Los primeros trminos son lquidos, de olor picante y sofocante; los trminos superiores son slidos e inodoros, poco solubles en agua pero al mismo tiempo reaccionan con ella para regenerar los cidos correspondientes. Presentan puntos de ebullicin ms altos que los de los cidos correspondientes.

2.5.Preparacin

El procedimiento ms empleado consiste en la reaccin entre un cloruro de cido y una sal alcalina. La reaccin general es:

2.6.Aplicaciones

Los anhdridos se emplean como agentes de acilacin en la preparacin de esteres a partir de los alcoholes. Tambin se usan como deshidratantes. Resultan demasiado custicos para ser utilizados en medicina.

USOS DE LOS CIDOS CARBOXLICOS

Acido frmico o metanoico.Se encuentra en algunos insectos, como las hormigas, a quienes debe su nombre; en las abejas, en la trementina, etc. Se emplea en la sntesis de esteres, sales, plsticos y cido oxlico. Tambin se usa como mordiente para tejidos de lana o de algodn en lugar del cido actico o del sulfrico.

Acido actico.Es el principal componente del vinagre. Puede ser producido por la fermentacin de zumos de frutas como la uva, manzana, etc. Diluido del 5 al 10% se emplea como condimento. Tambin se utiliza en la preparacin de algunos colorantes, como disolvente de esencias, en la fabricacin de goma adhesiva (mezclado con colapiscis), como detenedor en fotografa, en la obtencin de acetato de celulosa y como antdoto (medicina) contra los lcalis en solucin al 6%.

Acido oxlico o etanodioico.Esuno de los cidos orgnicos ms fuertes. Se encuentra en las hojas del ruibarbo y de col, en los garbanzos y en las acederas en forma de oxalato cido de potasio; en los lquenes, mohos, helechos y algas en forma de oxalato de calcio cristalizado. Es empleado en las lavanderas para quitar las manchas de tinta y de hierro y en la fabricacin de tintas y de colorantes; para blanquear el cuero y el mimbre.

Acido acetilsaliclico.Es un excelente analgsico y un poderoso antisptico del intestino, donde probablemente se descompone dejando libre el cido saliclico. No se modifica en el estmago. Se usa tambin contra el reumatismo y contra la gota.

Acido ctrico.Se puede considerar como uno de los cidos ms abundantes en la naturaleza. Se encuentra especialmente en las frutas del gnero citrus, en la remolacha, en las cerezas y en las cebollas. Se obtiene en grandes cantidades por un proceso de fermentacin del almidn o de las melazas. Es empleado para dar sabor cido a productos alimenticios y bebidas refrescantes. Los citratos alcalinos se usan en la preparacin de productos farmacuticos contra la gota y el reumatismo. Tambin se usa como laxante y anticoagulante

TEMA 3.6. OBTENCION INDUSTRIAL DE CIDOS CARBOXLICOS Y DERIVADOS.

El cido actico, el ms importante de todos los cidos carboxlicos, se prepara principalmente por la oxidacin cataltica con aire de diversos hidrocarburos o de acetaldehdo. Un mtodo moderno implica la reaccin entre metanol y monxido de carbono en presencia de un catalizador de yodo-rodio: otro ejemplo ms de catlisis mediante un complejo de metales de transicin.

Tambin se produce una cantidad importante de cido actico en forma de una solucin acuosa diluida, conocida como vinagre; este cido tambin se prepara por oxidacin con aire; el compuesto que se oxida es el alcohol etlico, y los catalizadores son enzimas de bacterias (Acetobacter).Las fuentes de cidos carboxlicos alifticos ms importantes son las grasas animales y vegetales , de las que pueden obtenerse cidos carboxlicos de cadena recta con nmero par de carbonos, con una pureza superior al 90%; el nmero de tomos de carbono va de seis hasta dieciocho. Estos cidos pueden convertirse en los alcoholes correspondientes , que puede utilizar de las maneras ya vistas para transformarlos en muchos otros compuestos que contienen unidades de cadenas largas y rectas.Los cidos carboxlicos aromticos ms importantes, el benzoico y los ftlicos, se preparan a escala industrial por una reaccin conocida: la oxidacin de alquilbencenos . El tolueno y los xilenos necesarios se obtienen del petrleo por reformacin cataltica de hidrocarburos alifticos (Sec. 15.5). Cantidades mucho menores de estos arenos se aslan directamente del alquitrn de hulla. Otro precursor del cido ftlico (el ismero orto) es el hidrocarburo aromtico naftaleno, que tambin se encuentra en el alquitrn de hulla. Se utiliza agentes oxidantes baratos como cloro e incluso aire ( en presencia de catalizadores).

Vas industriales[editar]Lassntesisindustriales de los cidos carboxlicos difieren generalmente de las usadas a pequea escala (en el laboratorio) porque requieren equipamiento especializado. Oxidacindealdehdosconaire, utilizandocatalizadoresdecobaltoymanganeso. Los aldehdos necesarios son obtenidos fcilmente a partir dealquenosporhidroformilacin. Oxidacin dehidrocarburosusando aire. Para losalcanosms simples, el mtodo no es selectivo. Los compuestos allicos y benclicos sufren oxidaciones ms selectivas. Losgruposalquiloen unanillo bencnicose oxidan hasta el grupo carboxilo (-COOH), sin importar la longitud previa de la cadena. La formacin decido benzoicoa partir deltolueno, decido tereftlicoa partir delp-xileno, y decido ftlicoa partir delo-xileno, son algunas conversiones ilustrativas a gran escala. Elcido acrlicose genera a partir delpropeno.1 Deshidrogenacindealcoholes, catalizada porbases. Lacarbonilacines el mtodo ms verstil cuando va acompaado a la adicin de agua. Este mtodo es efectivo para alquenos que generancarbocationessecundarios y terciarios, por ejemplo, deisobutilenoacido pivlico. En lareaccin de Koch, la adicin de agua ymonxido de carbono(CO) a alquenos est catalizada porcidos fuertes. Elcido acticoy elcido frmicoson producidos por la carbonilacin delmetanol, llevada a cabo conyodoyalcxido, quienes actan comopromotores, y frecuentemente con altas presiones demonxido de carbono, generalmente involucrando varios pasoshidrolticosadicionales, en elproceso Monsantoy elproceso Cativa. Lashidrocarboxilacionesinvolucran la adicin simultnea de agua y CO. Tales reacciones son llamadas algunas veces como "Qumica de Reppe":HCCH + CO + H2O CH2=CHCO2H Algunos cidos carboxlicos de cadena larga son obtenidos por la hidrlisis de lostriglicridosobtenidos deaceitesygrasasde plantas y animales. Estos mtodos estn relacionados con la la elaboracin deljabn.Mtodos de laboratorio[editar]Los mtodos de preparacin para reacciones a pequea escala con fines de investigacin, instruccin, o produccin de pequeas cantidades deproductos qumicossuelen utilizar reactivos caros. Oxidacin de alcoholes primarios con agentesoxidantesfuertes como eldicromato de potasio, elreactivo de Jones, elpermanganato de potasio, o elclorito de sodio. El mtodo es adecuado en condiciones de laboratorio, comparado con el uso industrial del aire, pero este ltimo es ms ecolgico, puesto que conduce a menos subproductos inorgnicos, tales como xidos decromoomanganeso. Ruptura oxidativa deolefinas, porozonlisis,permanganato de potasio, odicromato de potasio. Los cidos carboxlicos tambin pueden obtenerse por la hidrlisis de losnitrilos,steres, oamidas, generalmente concatlisiscida o bsica. Carbonilacinde un reactivo deorganolitiooGrignard:RLi + CO2 RCO2LiRCO2Li + HCl RCO2H + LiCl Halogenacinde metilcetonas, seguida de hidrlisis en lareaccin del haloformo Lareaccin de Kolbe-Schmitt, que provee una ruta de sntesis alcido saliclico, precursor de laaspirinaReacciones menos comunes[editar]Muchas reacciones conducen a cidos carboxlicos, pero son usadas slo en casos muy especficos, o principalmente son de inters acadmico: Dismutacinde unaldehdoen lareaccin de Cannizzaro Transposicin de dicetonas, en laTransposicin del cido benclico, involucrando la generacin de cidos benzoicos en lareaccin de von Richter, a partir denitrobencenos, y en lareaccin de Kolbe-Schmitt, a partir defenoles.Reacciones[editar] Obtencin de sales de cidos carboxlicos y amidas a partir del cido:Los cidos carboxlicos reaccionan conbasespara formarsales. En estas sales el hidrgeno del grupo -OH se reemplaza con el ion de un metal, por ejemplo Na+. De esta forma, el cido actico reacciona con hidrogenocarbonato de sodio para dar acetato de sodio, dixido de carbono y agua.

Entonces, luego de haber obtenido la sal, podemos calentar la misma para llegar a la amida mediante deshidratacin.2La reaccin general y su mecanismo son los siguientes:

Reaccin general

Mecanismo de reaccin Esterificaciones

Esquema general de las esterificaciones Formacin de derivados de deshidratacin, comoanhdridosycetenas. Halogenacin en la posicin alfa: LlamadaHalogenacin de Hell-Volhard-Zelinskyo tambin conocida como Reaccin de Hell-Volhard-Zelinsky. La misma sustituye un tomo de hidrgeno en la posicin alfa con un halgeno, reaccin que presenta utilidad sinttica debido a la introduccin de buenos grupos salientes en la posicin alfa.

Resumen de laHalogenacinde Hell-Volhard-ZelinskyLos grupos carboxilos reaccionan con los grupos amino para formaramidas. En el caso deaminocidosque reaccionan con otros aminocidos para darprotenas, al enlace de tipo amida que se forma se denominaenlace peptdico. Igualmente, los cidos carboxlicos pueden reaccionar con alcoholes para darsteres, o bien con halogenuros para dar halogenuros de cido, o entre s para dar anhdridos. Lossteres,anhdridos,halogenuros de cidoyamidasse llamanderivados de cido. LaReaccin de Varrentrapptiene pocas aplicaciones en sntesis, pero es til en la determinacin de ciertos cidos grasos. Consiste en la descomposicin decidos grasos insaturadosen otros de cadena ms corta con desprendimiento de hidrgeno. En laReaccin de Arndt-Eistertse inserta un metileno a un cido carboxlico. Descarboxilacin de Barton Reaccin de Hunsdiecker Reaccin de Kochi Descarboxilacin de Krapcho Electrlisis de KolbeNomenclatura[editar]Los cidos carboxlicos se nombran con la ayuda de la terminacin oico o ico que se une al nombre del hidrocarburo de referencia y anteponiendo la palabra cido:EjemploCH3-CH2-CH3propano CH3-CH2-COOH Acido propanoico (propan + oico)

Losnombres trivialesde loscidos carboxlicosse designan segn la fuente natural de la que inicialmente se aislaron. Se clasificaron as:Nombres de los cidos carboxlicos

Nombre trivialNombre IUPACEstructuraNmero de carbonos

cido frmicocido metanoicoHCOOHC1:0

cido acticocido etanoicoCH3COOHC2:0

cido propinicocido propanoicoCH3CH2COOHC3:0

cido butricocido butanoicoCH3(CH2)2COOHC4:0

cido valricocido pentanoicoCH3(CH2)3COOHC5:0

cido caproicocido hexanoicoCH3(CH2)4COOHC6:0

cido ennticocido heptanoicoCH3(CH2)5)COOHC7:0

cido caprlicocido octanoicoCH3(CH2)6COOHC8:0

cido pelargnicocido nonanoicoCH3(CH2)7COOHC9:0

cido cpricocido decanoicoCH3(CH2)8COOHC10:0

cido undeclicocido undecanoicoCH3(CH2)9COOHC11:0

cido luricocido dodecanoicoCH3(CH2)10COOHC12:0

cido trideclicocido tridecanoicoCH3(CH2)11COOHC13:0

cido mirsticocido tetradecanoicoCH3(CH2)12COOHC14:0

cido pentadeclicocido pentadecanoicoCH3(CH2)13COOHC15:0

cido palmticocido hexadecanoicoCH3(CH2)14COOHC16:0

cido margricocido heptadecanoicoCH3(CH2)15COOHC17:0

cido estericocido octadecanoicoCH3(CH2)16COOHC18:0

cido nonadeclicocido nonadecanoicoCH3(CH2)17COOHC19:0

cido araqudicocido eicosanoicoCH3(CH2)18COOHC20:0

cido heneicoslicocido heneicosanoicoCH3(CH2)19COOHC21:0

cido behnicocido docosanoicoCH3(CH2)20COOHC22:0

cido tricoslicocido tricosanoicoCH3(CH2)21COOHC23:0

cido lignocricocido tetracosanoicoCH3(CH2)22COOHC24:0

cido pentacoslicocido pentacosanoicoCH3(CH2)23COOHC25:0

cido certicocido hexacosanoicoCH3(CH2)24COOHC26:0

cido heptacoslicocido heptacosanoicoCH3(CH2)25COOHC27:0

cido montnicocido octacosanoicoCH3(CH2)26COOHC28:0

cido nonacoslicocido nonacosanoicoCH3(CH2)27COOHC29:0

cido melsicocido triacontanoicoCH3(CH2)28COOHC30:0

cido henatriacontlicocido henatriacontanoicoCH3(CH2)29COOHC31:0

cido laceroicocido dotriacontanoicoCH3(CH2)30COOHC32:0

cido pslicocido tritriacontanoicoCH3(CH2)31COOHC33:0

cido gdicocido tetratriacontanoicoCH3(CH2)32COOHC34:0

cido ceroplsticocido pentatriacontanoicoCH3(CH2)33COOHC35:0

cido hexatriacontlicocido hexatriacontanoicoCH3(CH2)34COOHC36:0

Ejemplos de cidos grasos insaturados

Nombre trivialEstructura qumicaxC:Dnx

cido miristoleicoCH3(CH2)3CH=CH(CH2)7COOHcis-914:1n5

cido palmitoleicoCH3(CH2)5CH=CH(CH2)7COOHcis-916:1n7

cido sapinicoCH3(CH2)8CH=CH(CH2)4COOHcis-616:1n10

cido oleicoCH3(CH2)7CH=CH(CH2)7COOHcis-918:1n9

cido elidicoCH3(CH2)7CH=CH(CH2)7COOHtrans-918:1n9

cido vaccnicoCH3(CH2)5CH=CH(CH2)9COOHtrans-1118:1n7

cido linoleicoCH3(CH2)4CH=CHCH2CH=CH(CH2)7COOHcis,cis-9,1218:2n6

cido linoelidicoCH3(CH2)4CH=CHCH2CH=CH(CH2)7COOHtrans,trans-9,1218:2n6

cido -LinolnicoCH3CH2CH=CHCH2CH=CHCH2CH=CH(CH2)7COOHcis,cis,cis-9,12,1518:3n3

cido araquidnicoCH3(CH2)4CH=CHCH2CH=CHCH2CH=CHCH2CH=CH(CH2)3COOHNISTcis,cis,cis,cis-58,11,1420:4n6

cido eicosapentaenoicoCH3CH2CH=CHCH2CH=CHCH2CH=CHCH2CH=CHCH2CH=CH(CH2)3COOHcis,cis,cis,cis,cis-5,8,11,14,1720:5n3

cido ercicoCH3(CH2)7CH=CH(CH2)11COOHcis-1322:1n9

cido docosahexaenoicoCH3CH2CH=CHCH2CH=CHCH2CH=CHCH2CH=CHCH2CH=CHCH2CH=CH(CH2)2COOHcis,cis,cis,cis,cis,cis-4,7,10,13,16,1922:6n3

En el sistemaIUPAClos nombres de los cidos carboxlicos se forman reemplazando la terminacin o de los alcanos por oico, y anteponiendo la palabra cido.El esqueleto de los cidos alcanoicos se enumera asignando el N 1 al carbono carboxlico y continuando por la cadena ms larga que incluya el grupo COOH.Ejemplos de cidos carboxlicos[editar]Ejemplo 1HOCH3-CH3-CH=CH-CH(CH3-CH=CH3)-CHBr-COOHEn este compuesto aparte del grupo funcional COOH, hay una funcin 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 2Compuestos con dos grupos COOHFORMULANOMBRE IUPACNOMBRE TRIVIAL

HOOC-COOHAc. Etanodioicocido oxlico

HOOC-CH2-COOHAc. Propanodioicocido malnico

HOOC-(CH2)2-COOHAc. Butanodioicocido succnico

La palabra carboxi tambin se utiliza para nombrar al grupo COOH cuando en la molecula hay otro grupo funcional que tiene prioridad sobre l, como el cido etanoico que tiene ms prioridad que l.

HCOOHcido frmico(se encuentra en insectos,frmicose refiere a lashormigas) CH3COOHcido acticoo etanoico (se encuentra en elvinagre) HOOC-COOH cido etanodioico, tambin llamadocido oxlico, CH3CH2COOHcido propanoico C6H5COOHcido benzoico(el benzoato de sodio, la sal de sodio del cido benzoico se emplea como conservante) cido lctico Todos losaminocidoscontienen un grupo carboxilo y un grupo amino. Cuando reacciona el grupo carboxilo de un aminocido con el grupo amino de otro se forma un enlace amida llamadoenlace peptdico. Las protenas son polmeros de aminocidos y tienen en un extremo un grupo carboxilo terminal. Todos loscidos grasosson cidos carboxlicos. Por ejemplo, el cido palmtico, esterico, oleico, linoleico, etctera. Estos cidos con laglicerinaforman steres llamadostriglicridos.

cido palmtico o cido hexadecanoico, se representa con la frmula CH3(CH2)14COOH Las sales de cidos carboxlicos de cadena larga se emplean comotensoactivos. Por ejemplo, el estearato de sodio (octadecanoato de sodio), de frmula CH3(CH2)16COO-Na+ Cianoacrilato

CIDOS CARBOXLICOSLos cidos carboxlicos son funciones con grado de oxidacin tres, es decir, en un mismo tomo de carbono se insertan un grupo oxo (=O) y un grupo hidroxilo (-OH), formando ungrupo carboxilo. Se nombran sistemticamente sustituyendo la terminacin -o del hidrocarburo de procedencia por el sufijo -oico, pero la mayora posee nombres vulgares consagrados por el uso. El grupo carboxilo es el responsable de la polaridad de la molcula y de la posibilidad de establecer enlaces de hidrgeno. El hidrgeno del hidroxilo puede disociarse y el compuesto se comporta como un cido. Esta disociacin se ve favorecida por la resonancia del in carboxilato, ya que el doble enlace se deslocaliza y la carga negativa se distribuye entre los dos tomos de oxgeno.En la misma molcula pueden existirvarios grupos carboxilo. El nmero de estos grupos se indica con los prefijos di, tri, tetra, etc. Los cidos monocarboxlicos de cadena larga se llaman tambin cidos grasos.Ejemplos de cidos carboxlicospropanoicocis-butenodioico (cido maleico)trans-butenodioico (cido fumrico)cido oleico

Los cidos carboxlicos pueden reaccionar con lcalis para dar lugar asales(jabones). Asmismo, cuando reaccionan con alcoholes dan lugar asteres. Cuando el enlace ster se produce dentro de la misma molcula se origina una funcinlactona. Dos grupos carboxilo o un grupo carboxilo y un cido inorgnico pueden condensar (con prdida de agua) para originar unanhdrido.Ejemplos de derivados de cidos carboxlicosjabnacetato de etilo (ster)

anhdrido etanoico metanoico-butirolactona