Ácidos Carboxílicos

Química Orgánica I Facultad de Farmacia y Bioquímica

Dra. Ana M. Bruno

Ácidos Carboxílicos

ácido acético (vinagre)

ácido butanoico (peq. cant. en la

manteca )

ácido hexanoico (olor de los medias

sucias)

ácido láctico (sabor de la leche agria)

Aspirina Ác . 4-aminosalicílico Isotretinoina

Ácidos Carboxílicos

COOH CO2 HC

O H

O

••

••

••

••

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

Ácido Propenoico (Ácido acrílico)

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

C H 2 = C H C O 2 H C

C O 2 H

C

H

C 6 H 5 H

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

H O C - C O H H O C C H 2 C O H H O C C H 2 C H 2 C O H

1,2-Bencenodicarboxílico (ácido ftálico)

Ácido 1,4-Bencenodicarboxílico

(ácido tereftálico)

CO 2 H

CO 2 H CO 2 H HO 2 C

A los ácidos sustituidos se les da nombre ubicando la posición del sustituyente por medio de las letras griegas a, b, etc. como se ilustra a continuación:

Ácido-α-aminopropanoico

Alanina

( Ácido--Hidroxibutírico)

Ácido-2-Aminopropanoico Ácido-4-Hidroxibutanoico

H O C H 2 C H 2 C H 2 C O 2 H C H 3 C H C O 2 H

N H 2

Estructura

Los ácidos carboxílicos son moléculas con geometría trigonal plana

C sp2

Formación de enlaces hidrógeno

con un ángulo de 120º

Estiramiento C-O: 1320-1200 cm-1

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

Desde 3400 a 2400 cm-1.

Muy ancha debido a la formación de puentes de hidrógeno.

La conjugación desplaza esta

absorción a frecuencias más bajas

b) Esterificación

a)

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 ácido

Carboxílico.

Oxidación de alquenos: ruptura oxidativa

glicol [O]= KMnO4/

OXIDACIÓN de alcoholes primarios con

LIMITACIÓN: la existencia de otro grupo fácilmente oxidable en la molécula, por ej.: Aldehído (protección como acetal), doble enlace (protección como dibromado)

OXIDACIÓN de

Aldehídos

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 (en medio ácido o en medio alcalino)

Posibilidades

b) Carbonatación de Reactivos Nucleofílicos

R : RMgX

Reactivo de Grignard

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

Se obtiene un ácido con un carbono más que el derivado halogenado inicial

Reactividad de los ácidos carboxílicos

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)

No aislable bajo

estas condiciones

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

Método alternativo

El borano reacciona selectivamente con la molécula de ácido carboxílico

en 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 del uso de Diborano:

REDUCCIÓN A ALDEHÍDOS CON DIBAH

DIBAH: HIDRURO DE DIISOBUTIL ALUMINIO

ALDEHÍDO

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

Cómo ocurre?

Ejemplo:

La descarboxilación de los ácidos carboxílicos que tienen un

grupo carbonilo b con respecto al grupo carboxilo, ocurre con

un calentamiento leve.

25º

b) 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

Reactividad de los ácidos carboxílicos en la esterificación

CH3OH > 1° > 2° > 3°

Reactividad de los alcoholes en la esterificación

HCOOH > CH3COOH > RCH2COOH > R2CHCOOH > R3CCOOH

La velocidad a la que se esterifica un ácido carboxílico depende principalmente del impedimento estérico en el alcohol y en el ácido carboxílico. La fuerza ácida del ácido carboxílico solamente desempeña un papel secundario en la velocidad con la que se forma el éster.

Intermediario

de la reacción