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INDICE

PRLOGO A LA PRIMERA EDICIN ...... ... ............... ......... ......... ...... .... .... ...... .... ........................ ... ... 1 3 ~ACIO .. .............. ................ .. ................ .. ........ .. .............................................. .......... .. ............ 15

PARTEA: CONCEPTOS GENERALES

CAPTULO 1. HIBRIDACIN y PROPIEDADES ................................................................................ 19 ~ tomo ............................................................. ... ...... .................. .. ......... ... .......... ............. ..... .. 20 Los orbitales atmicos ....................................................................................... ....... ........ ........ 20

Cmo asignar electrones a los orbitales atmicos .. ........................... .. ............................ 2 1 :..os orbitales moleculares ............................................ .. ............................................................ 2 1 El metano , .......... .. ..... ... ... ... ......... .. .............. ....... ... ...... ... , ..................... ... ..... ........... ...... ........ .. ... 22 51 etano .. .......... . , ................... , ......... ... ........ , .................. ....... ...................... .......... .......... ...... .. .... 24 1:.1 eteno .... ... ....... .... ...... ... ........................................................................................................... 24 =:1 etino ... ..... .. ........... .. .... .. ..................... ..... ................................................................... ..... ... .... 26

Cmo es el etino? ..... ........ ..... ........ .............................. .. ..................................... ............ 26 Haciendo comparaciones ................................ : ........... ................. _ ..... ...... ... ........... .. ........ 27

:..a polaridad de un enlace .................................... ...... ................... ..... .......... .... ......................... 27 la polaridad de una molcula .. ....... .......... ...... .... .... : ................................................................. ?9 :...as propiedades fsicas ...................................................... ........................................................ 31 :nleracciones intermoleculares .......... .... .... .. ...... ...... . " ........................ .. ............................ ..... .... 31

l . Interaccin entre dipolos permanenles ..... ................................................ ... .. .............. 31 2. Interaccin entre dipolos temporarios ... ................. ....... ..... .. ............. ................ .. ... .... . 32 3. Interacciones por puente de hidrgeno ....................................................................... 33

Ej ercicios ... .. ....... ... ... ..... ..... ...... ... ......... ........................................................... ...... .... ..... .. ......... 34

C-'J'TULO 2. NOMENCLATURA y GRUPOS FUNCIONALES ................................. ...... ............... ........ 37 .-\Icanos .. ... .............. ....... ... ......... .... .. ............ ..... ..... ..... ..... ..................................... ... .......... ..... ... 37

Aprendiendo a escribir frmulas ........................................................................ .............. 38 Cmo se nombran estos compuestos? ....... ...... ... ............. ..... ...... ..... ....... .......... ..... .... .... 39

Cicloalcanos ....................... .. ........ .. ....... .. .................. .. .............................................................. 43 Grupos funcionales con enlaces simples .................................... .... ........................................... 44

Alcoholes ...... .............. ... ...... .... ...... ......... ................. ...... .. ....... ... ... ...... ... ........... .. ............. 44 Eteres ....... .. ........ ..... ...... ............. ...... .... ....... ... ... .... ...... ...... ........ ... ...... ..... ........ ... ........ ... .. .. 45 Halogenuros de alquilo ............................ .. ..................................................................... 46 Aminas .... ...... ....... .... .. .... ... ........ ... ..... ... ......... .. ............. ...... ...... ... ...... ...... ............. .... ........ 46

Grupos fu ncionales con enlaces mltiples .... ...... .... ........ ....................................... ... ........ .. ...... 47 Alquenos .. .. ............. ................................................ ... ............................... ..................... .. 47

Alquinos ............................ .... ...................... ....................................................... : ..... ... ... . 48 Aromticos .................... ... ............................... .................................... ............................. 49 El grupo carboni lo .............................................................. ~ ......... ... .................... ............ 5 1 Aldehdos ..................... ........................................................... ...... ....... ... ... ....... ..... ... .... ... 51 Cetonas ............................ .. ............ .. ................................................................................ 52 ,

Acidos carboxl icos ... ..... ................... ........ .... ..... .................. ....... ...................... .... ....... ... 52 Molculas con varios grupos funcionales .................................. _ .. ............................. ........ ...... 53 Ejercicios ............................ .. ... .................................................................................................. 56

CAPTULO 3. ISOMERA .............................................................................................................. 59 Ismeros estructurales ........................................ ..... .................................................................. 59 Ismeros geomtricos ... .............................. .... .............................. ............ ... ....... ....... ..... ........... 6 1 Nomenclatura de los ismeros geomtricos ............ ............. ........................... .. ................... ..... 63 Aprendiendo a dibujar .... .. ................................. ..... ................................ .................................. 65 De tres dimensiones a dos dimensiones .... " ..... ........................ ..... , ................. .......................... 67

Proyecciones en caballete ................................... ...... ........ ... ............. .................... .... ...... 67 Proyecciones de Newman ........... ........ ........ ... ....... ... ......... ........... .................... ................ 68

Las conformaciones y su estabilidad ......... ............................. ............... ........ .................. ......... 68 Enantimeros ..................................................... ....... ......... ........................................................ 70 Actividad ptica ................................................. ... .................................................................... 72

Repaso .................................................................................................. , .. ...... .................. 73 Proyecciones de F i scher ............................ .... .................................. .... ..................... ................. 7 5 Configuracin relativa ... ...... ..... .... ... .. ...................... .................................................. .... ... ........ 76 Configuracin absoluta ........ ................ ......... .................... ............... ......................................... 77 Diasteremeros ...... ................ ...... ...... ............. ............. ....... ... .... ....... ... .................. ..... ............... 79 Formas meso ....................................................... .. ................................................. .................... 82 C iclos ............................. ................. ........ ... ................................................................................ 84 Ciclohexano .................. ...... ............................ ............... ... ................................ ..... ......... .... ...... 85 Ciclohexanos monosustituidos ........................ ... .................... .............................. ..... ....... ........ 86 Ciclohexanos disustituidos .... ... ..................................... ......................................... ... ............... 88 Molculas quirales sin carbonos quirales ................................................................................. 9 1 Ejercicios ......... ........................ ............. ...... .............................. .... ............................................. 93

CAPTULO 4. A CIDEZ y BASICIDAD .......... ................................................................................... 97 Fuerza relativa de cidos y bases ..... ................. .. ... ... ... ........................................... ................ .. 97 Efecto de la estructura en la acidez y basicidad ..................................................................... 10 I

a. Efecto inductivo ....... ........ ...... ........................................... ......... ... ............................. 101 b. Efecto de resonancia ................... .......... ............ ................. ........ ................................ 102 c. Correlaciones peridicas ............................................................................................ 105 d. Efectos estadsticos ....... .. ..................... ......................... ..... ........................................ 105 e. Puentes de hidrgeno ............................... ............... .................. ..... ............................ 105 f. Efectos estricos ............................................................................................... ... ....... 106 g. Hibridacin .......................................... ... ........ ......................................................... .. 106

Efecto del medio sobre la acidez y la basicidad ................................................... ....... ........... 107 Ejercicios .......................................... ....................................................................................... 108

CAPITULO 5. OXIDACIN y REDUCCIN ......... .......................................................... ..... ... ......... 109 Oxidacin ........ ......... ............................................................................................................... 110

Alquenos ........................................................................................................................ 110 Alquinos ... .................................................................................. ................................... 112

,Aromticos .............. .. ................................................................................................ .. .. . 11 3 Reduccin ... .. .. ........ .... .. .............. .... ...... .......... ............ ......... ... .. ............. .. .. ............ ... ..... .. ....... 11 8

Alquenos ............... ............. ..... .. .. ..... ... .... ........ ... ........ ... .... ................ ... ...... ...... .. .......... .. 118 Alquillos ..... ....... ... .......... ................................................................ ........................ .... ... 120 Aromticos ......................... ..... ....................................... ... .. .... ..................................... .. 12 1 Selectividad en la hidrogenacin ........ .... ........................... .................. .. ....................... 1 ?2 Aldehdos y Cetonas ....................... ... .................................... ........................................ 123 Acidos carboxlicos y derivados ....... .. ...... ......................... ............................................ 125

Ejercicios .... ... ... .... .... ........................ ..... ........ .. ....... ... ...................... ....... ................................. 127

CAPTULO 6. MTODOS ESPECrROSCPlCOS ...... ... ... .......... ....... .............. .... .............. ... ....... ...... 129 Espectro electromagntico Anlisis de propiedades moleculares ............ : ......... ....... .......... ........... .......................... 131

Espectrometra de masa ..................... ................................................................. .... .. ........... .... 13 1 Espectroscopa ultravioleta .................. ........... ............................... ........ ..... ...................... ...... 134

Caractersticas ................................................................... '.' ............. ....... ................ ...... 134 Transiciones electrnicas ..... : .... ...... ... .............................................. ..... ........................ 135 Cromforos y auxcromos ........... ..... .... .... ............................................................... ...... 136 Utilidad de los espectros ultravioletas .................................................... ...... ................ 137

Espectroscopia infrarroja ... ........................... ................................ ..... ..................................... . 138 Transiciones vibracionales ........................... ........ ...................................................... ... 13 8 Utilidad -de los espectros infnlrrojos ................................... .......... ............................. .... 139 Seales caractersticas de al gunos compuestos ......... .................................................... 140

Resonancia magntica nuclear ................. ..... ............ .... ........... .................. ...................... ....... 143 El fenmeno de resonancia .................................................... ...... ............................. ..... 143 Hidrgenos equivalentes ..... ...... ... ......... .. ... .... ................... ..... ............. .... .............. ........ 145 Ncleos protegidos o desprotegidos .......................... ... : ...................... .................. ....... 146 Desplazamiento qumico ....... .......... .............................................................................. 148

Mulliplicidad ........................... ..... .................................................................... ........... ...... ..... 152 Constante de acoplamiento ........ ........... .................................... ........ .......................... .. 155

Integracin ............................... .... .. , ........... ... ........... .......... ........................................ ............. 156 Cmo se analiza un espectro? ............ .............................. ............. ...................... ......... 157

Ejercicios .. .... .......... .... ..... .. .. ' ... ........ ... .. ....... ... .. ............. .. ... ... .. .. ... ....... ... .. ......... ............. .... .. ... 158

P ARTE B. R EAcrrVIDAD DE LOS GRUPOS FUNCrONAlES

C APITULO 7. HALOGENUROS DE ALQUILO Y ALCOHOLES. SUSTITUCIN NUCLEOFfuCA .............. 163 El lenguaje de las reacciones .......... ................... ... .. .............................. ........................ .......... 163 Halogenuros de alqui lo .... .. .... ..... .. .. ........ .. .... ... ... .. .. .... ....... ...... ............ .......... ........................ . 167

Sustitucin nucleoffl ica bimolecular ........ .. .......................... .................. ...................... 167 Sustitucin nucleoflica unimolecular ................................... .... .... ............................... 170 Estereoqumica de las reacciones de sustitucin ....................... ................................... 172 Factores que determinan el mecanismo ... .......... ... .................................... ............ _ ........ 174

Alcoholes ......................................................... .. ............. ........... ....................... .. .. ................... 186 1) Reacciones en medio cido .................. ... ................................................... ........... ... . 186 2) Reacciones con derivados ........................ ............................................... ....... ........... 189

Ejercicios ........ ...................................... ................... ................................................................ 190

CAPITULO 8. HALOGENUROS DE ALQUILO Y ALCO HOLES. ELIMINACiN ..... ... ............................. 193 Halogenuros de alquilo Eliminacin unimolecular ....... ....... ...... ................. ...... ..... . : ......................... ................ ....... .... 193 Estabi lidad de los alquenos .................................................................................. ............... ... 195 Eliminacin bimolecular .. ............. ............................ .... ........ ...... .. .. .............. .... ... ............... ... . 196 Alcoholes .............................. ........ ..... ......... .... ........ ....................... .. ........ ................................ 199 Seleccin de condiciones .. ......................................... ..... ..... ................. ...... ............... .. .... ....... 200

La base .... ....... ............................ ........ ................... ,,, .................... , ... ........................ .. .. .. 20 1 La temperatura ..... .. ........ ..... ................................. .......................................................... 20 I

Transposicin de carbocationes .... ....... ......... .............. ....... ... ....... ........................... .... ............ 202 Ejercicios : ... .. .............. .. ... ,., ........... ...... ........ ....... ......................................................... ......... .. . 203

CAPTULO 9. ALQUENOS y ALQUINOS. ADICiN ELECTROFfu CA ............................................. .. . 205 Reactividad del grupo funcional .................................... ................................... ..................... 205

Reactividad ................ ........ ..... ................ ...... ....... .. ................................. ........ : ..... ......... 206 Alquenos ......................................................... .. ............. .... .............. .... .......... ... ................... ... 206

Adicin de halocidos ............ .... ... ............ .. ..................... ......................... .................... 206 Regioqumica de la adicin ........... ..... ......... , ................................................................ 207 Estereoqumica de la adicin .. ..................... .... .............................. ........... .................... 209 Adicin de agua ... ............................ .... ............. ......................................... ....... ..... .. ...... 209 Adicin de halgenos ............. ........ .................................. ............................................. 2 10

Formacin de halohidrinas ............ ...................... ... ....................... ..... ........... ............ .............. 213 Alquinos ........................................ ....................... .. ............................................ ..................... 2 15

Adicin de halocidos ............... .................... .. . : ..... .......... ....... ................... ................... 215 Adicion de halgenos ........... ............. ...... .. ....................................... ................... ... ....... 216 Adicin de agua ........... ..... ................................. ......................................................... ... 2 17

,

Regioqumica de la adicin ....... ... .............................................................................. .. 218 Adicin por radicales libres .... ............................................ ............... ..................................... 2 18 Ejercicios ..... .... .... .................... ...... .. ........... ...... ............. ....... ... ...... .. ................. .......... ..... .. ...... 219

CAPiTULO 10. ALCANOS. SUSTITUCiN POR RADICALES LI BRES ..... ............................. .. ....... .... 22 1 Halogenacin ....................... ..... .. ..... ................. .. .... .... ... .. .. ...... ... ..... .... .. .. .. .. ....... .... .... .... ........ 22 1

Regioselectividad ......... ..... ... ........................ ..... .. ................. .. ..... ......... ... ...................... 222 Estabilidad de los radicales libres .......... .... ...... ............... ................. ...................... ....... 223 Reactividad de los halgenos ... .... ..... ............................. .............................................. 223

Selectividad ................................................................. ..... ............................................. 224 Estereoselectividad ....... ....... ....... ... ................... ....... ..... ............ ....... .... .......... ................ 224

Ejercicios ................... .............. .... ............................... ................. ............................................ 225

C APTULO 11. COMPUESTOS AROMTICOS. SUSTITUCIN ELECTROFUCA ................................. 227 Estabilidad y reactividad ... ........... .... ............ .... ....................... ....... ............ ............................ 227 Aromaticidad ........................................................................................................................... 229

Orbitales moleculares en sistemas aromticos .......................... ........................ ............. 229 Aplicando conceptos ..................................................................................................... 230

Sustitucin electroflica .......... .... ............................ .. ........................ ..... ......... .. ...................... 232 Halogenacin ................................................................................................... .............. 233 Nitracin ... .............................. .. ........... ........ .. ....... ... ...................................................... 234 Sulfonacin .......... .. ......................... ............................................................................... 235 Alquilacin ..... .... ........... ..... ................................................. .............. ............ ................ 235 Acilacin .... ... ...................................................................................... .... ....................... 236

Reactividad de los bencenos sustituidos .............. .... .............................................. ................ 237 1. Activantes por efecto inductivo .... ....................... ...... ....................................... ......... 238 2. Desactivantes por efecto inductivo ....... .......... ... ....................................................... 238 3. Activantes por resonancia .... ; ........ ....................................................... .... .................. 239 4. Desactivantes por resonancia .................................................................................... 240 Regioselectividad y velocidad ...................... ........ ............. .............. ..................... ........ 241 1. Activantes por efecto inductivo .... ........ ...... ......... ....... ............ ..... ....... ........ .......... ... .. 241 2. Desactivantes por efecto inductivo ........................ ... ................................................ 242 3. Activantes por resonancia ................ ................................. ......................................... 243 4. Desacti v antes por resonancia .................................................................................... 244

Ejercicios .................................................................... .... ......................................................... 245

CAPTULO 12. ALDEHDOS y CETONAS ..................................................................................... 247 Sntesis de aldehdos y cetonas ............................................................................................... 248 Tautomera ceto-enlica ........ .................................................................................................. 249 Reacciones de los compuestos carbonl icos ....................... ... ............. ...... ...... .......... ........ ...... 251 Adiciones nucleofl icas ......................................................................................... .. ...... .......... 252

Adicin de agua .................................................................................... ......................... 254 Adicin de alcoholes. Formacin de acetales ......... ................................... .............. ..... 255 Adicin de cianuro de hidrgeno .................................................................................. 257 Adicin de bisulfito ....................................................................................................... 258 Adicin de amonaco y sus derivados ........................................................................... 259

Halogenacin de cetonas .......... ... .. .. ... ....................................................... , ............................ 260 Reaccin halofnnica .......... .. ........................................................................... .......... ... 264

Condensacin aldlica .......... .................................................................................................. 265 Compuestos carbonlicos eL, ~ - no saturados .... .... .............. ................................................... 267

Adicin electroflica ...................................................................................................... 268 Adicin nucleoflica ... .......... .. ............... ..... ...... ........ .. .. .......... : ...... ............... ................. 269

Ejercicios .... .. ................ .. ............. ............. ... .. .......... .... ............................ ................ ................ 271

,

CAPTULO 13. ACIDOS CARBOxucos y SUS DERIVADOS. SUSTITUCIN NUCLEOFiLlCA E" ACILO ................ ......... ...................... ....................................... ............. ................................ 273 cidos carboxlicos .............................. ....... .. .... ...... ............... ......... : ....................................... 273

Equivalente de neutralizacin ................. .......... ............................................................ 274 Derivados funcionales de los cidos carboxlicos ...................................................... ... ......... 275 Obtencin de derivados de cido .............................. .............................................................. 276

Obtencin de steres metlicos ................. ... ................................ .................................. 278 Sustitucin nucleoflica en acilo ............ ............... .............................................. ................... 279

Reactividad frente a la sustitucin nucleoflica .................................................... .. ...... 280 Reacciones de los cloruros de cido .... ...... .................................................................... 282 Reacciones de los anhdridos de cido ............................................. ............................ 283 . Reacciones de los steres ........ ............... ......... ........................ .. ... : ....................... .. ........ 284 Amidas y compuestos relacionados ............. ............ ... ........ ........ ...................... ............ 286 Hidrlisis de amidas ...................................................................................................... 287

Ejercicios ....... ..... ...... ..... ..... .. ................ .......... ................................................ ......................... 288

CAPTULO 14. AMINAS. L AS AMINAS COMO NUCLEFlLOS ....................................................... 29 1 Sustitucin nucleoflica ............... ...... ........ ........... .. ......... ... .. .. .. ....... .... ........ ........... ... .. ..... .... .. 293

a. Alquilacin de aminas ............. ........... ... .... ........... .. .......... .......................................... 293 b. Aci lacin de aminas ..... .. ......... .. ...... .. ..... ......... ....... ............ .. ................... .. ................. 294

Adicin nucleoflica ..... ........... ......................... , .. ........ ...... .. .................................. .. ............... 295 Eliminacin de Hoffmann ....................................................................................................... 296 Ejercicios ....... ................ .... .................................................................... : .............................. ... 298

PARTE C. CARACTERlsTICAS ORGNICAS DE L AS MOLCULAS BIOLGICAS

CAPTULO 15. LPIDOS y COMPUESTOS NATURALES RELACIONADOS .......................................... 303 Triglicridos: grasas y aceites .. ............................ ...... ............................................................. 304 Hidrlisis de triglicridos. Jabn. Micelas ................ ...... ...................................... .................. 306

Otras reacciones de los triglicridos ........................ ................. ............................ .... ..... 307 Fosfolpidos ... .......................................................................................................................... 308 Prostaglandinas ......... ............................ .............. ...................................... ................ .. .... .. .. .... 31 0 Feromonas .... .... ................. ..................... .................................. ............... : .............. .... ............. 3 11 Terpenos .......................... ............................................... .................................... ..................... 3 11

Monoterpenos acclicos ......................................... ...................... .................... ....... ...... 3 13 Monoterpenos cclicos ...................... .......... ... .. ............................................................. 3 13

Esteroides .............. ........ .. ........................................................................................................ 3 13 Ejercicios ... ...................... ......................................... ....... ........................................................ 3 15

CAPTULO 16. COMPUESTOS HETEROcCLlCOS NATURALES ................................................. ...... 3 17

CAPiTULO 17. HIDRATOS DE CARBONO ................. ........................................ .......... .. ...... ......... 32 1 .-\!2unas definiciones ................. ....... ...... ........................................................... ....... ........... .... 322

- .

Reacciones de la D-glucosa ......... ...... ................ ........ .. ... ........... ............ ....... .............. ..... .... ... 324 =slereoqumica ................. ... ... ................................................................................................. 376 :leterminacin de la configuracin de d-glucosa y otros azcares ..... ... .... ................. ... ........ 377 Series D y L ................... .... ........ ...... .............................. ............................ ........ ............ ........... 329 - f" ." 333 :()(1l1as uranOSlcas y plranOSlcas ........... ... .... ', ................ ....... o " ' ,......

Prueba de las estructuras anu lares ...... .................. ........................... ...................... ... ..... 334 Configuracin del carbono anomrico ... ................................................................................ 335 i'5rmulas de Haworth ................. ........ .............. ........... ................ ........ ........ .................... ......... 337

onformacin de azcares ........ ...... .................. ........... ............ ........... .......... ... ... ......... ...... .... . 338 i1culo de energas confonnacionales ...................................... .. ........................................... 339

Otigosacridos y polisacridos. Mtodos para - determinacin de su estructura ........... ......... .............. ......... .......... .. ............ ............. ........... . 342

J.glucosa + c. D-glucnico .. ...... ... ..... .. ......... .... ... ........ .. ......... .... .......... .. ...................... ........ 343 Cuactersticas estructmales de los glicosaminoglicuronanos y su d i ~tribucin !n organismos vi vos ........... ..................................................................................................... 347 - - . . 350 - _ f:rC1C10S . ......................................... . ..... .. .. .. .................. ...... .......................... . .. .. ................... .

,

CAPTULO 18. AMINOCIDOS y PRaTENAS ............ .. ...................... .... ................ .......... ............ 353 :..os aminocidos como iones dipolares .... ............. ........................ ......... ...... .............. ............ 354 ?:m o isoelctrico de los aminocidos ............................................................................ ... ..... 356

~nin peptdica ..... ..................... ..... ....... ........ ................. .......... ........... ........... .............. .. .. ...... 358 ? estructura de las protenas ......... ... .......... .............. ........... .............. .. .. ...... .. .. ............... .... .... 360 :.a secuencia de aminocidos de una protena determina su estructura tridimensional ... ...... 364 - 'lI estructura de las protenas determina su activ idad. La hemoglobina como ejemplo

~ estrategias reguladoras ....................................................................................................... 365 Protenas que transportan 0 2 ... ..... ...... .... ...... ... .... ...... ...... .. ........ ........ ... ............. .. ..... ..... . 365

Secuencia de aminocidos en la cadena peptdica .. ... ..... ......................... .... ............. .... ..... .... 369 -inlesis de pptidos ............................... ... ......................................................... .... ........... ...... . 37 j !:jercic ios ... ..... .... .. ... .................. ............ ... ............... ... .. ... .................... ........... ..... ...... .... ... ....... 376

,

CAPTULO 19. A CIDOS NUCLEICOS ................................... ... ............ ... ...................................... 377 3 < .. 'd" 377 ~es plrlml lnlcas .... ................ ..... ... ........... ................. ... ................... ....... ................. .......... . 3= pricas ........... ... .......... ... ............ .. ....... .................... ....... ................... ... .......................... 377 _~_cido desoxirribonucleico (ADN) .......................................................................................... 379 .:.cido ribonucle ico (ARN) ...................................................................................................... 381 :>inlesis de ol igo y polinucletidos ...... ...... ...................... ...... ............ .................. ........ .......... 383

CAPITULO JO. B IOMOLCULAS COMPLEJAS .................... ...... ............. ............ ................... ... ..... 385 Glicoconjugados ........... ............. ... .... ......... .. ....... ....... ............ ................ ..... ................. ....... ... . 386 _-\sociaciones hidrato de carbono-protena ................ ..... ..................... ....... ............... ..... ........ 386

Glicoprotenas ............... ... ... ................. ............... ..... .. .. ........ ............... ............... ........... 386 Enlaces glicano-protena ............... ........................................... .... ... ..... .. .... ........ ........... 387 Proteoglicanos ... ............................ ............................................. .... ............................... 388

Asociaciones hidrato de carbono-lpido .................................. ... ................. ................ ........... 389 Glicolpidos ... ...... .... ........................................ .. ........ .................................................... 38.9 Lipopolisacridos ...... .......... ......... ............................................................................... .. 39 1 Azcares unidos a nucle6tidos y Ipidos ............... .............................................. .. .... .... 39 1

Lipoprotenas ........... d 392 Membranas biolgicas ....... .... ... ... ........ ... ................ .... ........... .... .. .... ........ ..... ........... .. .. ... ... .. ... 393

B IBLIOGRAFA . . ... . ............................... ... ..... . ............................................... . ............................. 397

CAPTULO 1

HiBRIDACiN y PROPIEDADES

\1uchas veces se plantean interrogantes como:

En qu se disuelve mejor la glucosa: en agua o en 1-propanol?

H"C-7'

I H-C-OH

I HO-C-H

I CH:fH;PH:flH H-C-OH

I 1-propanol

H-C- OH I CH:flH

D-glucosa

Cul de los siguientes solventes destila a mayor temperatura?

1-propanol 1-pentanol etilmetleter

Es polar la acetona?

o 11 C

H e/ " CH 3 3

Con este captulo se adquirirn los conocimientos necesarios para responderlos.

APREN DIENDO QUMICA ORGNlCA

El tomo

La mecnica clsica describa el tomo como un ncleo alrededor del cual se movan los electrones en trayectorias definidas, de manera similar a un sistema planetario. Sin embargo, esta descripcin clsica no poda explicar por qu un electrn en su movimiento no pierde paulatinamente su energa para, finalmente , ser atrado por el ncleo y chocar con l. Evidentemente la descripcin de la mecnica clsica no brindaba una explicacin satisfactoria del tomo.

En la actualidad, se considera que los electrones tienen un comportamiento de onda-partcula y por lo tanto su movimiento y su energa se describen mediante ecuaciones semejantes a las empleadas para describir las ondas.

La teora matemtica que mediante ecuaciones diferenciales describe el mov i-miento de los electrones alrededor del ncleo se. conoce como mecnica cuntica o mecnica ondulatoria. Para averiguar por dnde se mueve el electrn alrededor del ncleo es necesario resolver esas ecuaciones diferenciales cuyas soluciones definen la zona del espacio alrededor del ncleo donde la probabilidad de encontrar el electrn es muy elevada (aproximadamente 90%) y que se conoce como orbital. Adems, para que esas soluciones sean coherentes con la realidad es necesario que los electrones slo adquieran ciertos ni veles de energa.

Los orbitales atmicos

Usando como modelo el tomo de hidrgeno (el ncleo con un solo electrn) se resuelve la ecuacin de onda asignando al electrn la mnima energa posible. De esta manera se obtiene una funcin de onda que al ser representada muestra una esfera. Esto indica que un electrn con la energa mnima se mueve en un orbital con geometra esfrica que se conoce como orbital 1 s (l: primer nivel de energa; s: simetra esfrica).

x x

y z

orbital orbitales

20

Captulo l. Hibridacin y propiedades

Ln electrn en el segundo ni vel energtico tambin se mueve en un orbital _-.rri o llamado 2s y ubicado a una distancia mayor respecto del ncleo. Cuando

~ =uelven las ecuaciones para el siguiente nivel de energa que puede tener un ""rrn se encuentran tres soluciones posibles, tres orbitales energticamente

< . alentes llamados orbitales p. Estos orbitales., consisten en dos lbulos esfero idales adyacentes, que se ali-

-.:.-= segn los ejes x, y, y z de un sistema de coordenadas caItes ianas, situando el - -t: eo en el origen. Por ello se conocen como orbitales 2px, 2py y 2pz. Con esta

=:itacin se logra el mximo alejamiento posible entre los electrones que ocupan - ':istintos orbitales p.

!:ste procedimiento permite continuar estudiando los orbitales en los que se =~3'"en los electrones con niveles energticos mayores pero que no sern analizados.

c' o asignar electrones a los orbitales atmicos

C;n tos electrones pueden ocupar un orbital? ~! principio de exclusin de Pauli establece que no pueden existir ms de dos =~::ones en un orbital cualquiera y que dichos electrones deben diferir en la

::::J.cin de sus spines o momentos magnticos.

"', indistinto en qu orbital se ubiquen? El principio de Aufbau indica que los electrones se ubican en los orbitales de

energa posible. Si un tomo tiene cuatro electrones ubica dos electrones en cnJital ls y dos electrones en el orbital 2s.

Qu ocurre cuando hay ms de un orbital de igual energa ? :..a regla de Hund seala que no se llena un orbital con dos electrones hasta que

__ c:..:; o rbital de igual energa contenga ya un electrn. Todos los electrones ~- pareados tienen el mismo spin.

Los orbitales moleculares

Cmo se forma el enlace en la molcula de H,? Se forma mediante dos electrones _ se ubican en un orbital molecular formado por solapamiento de dos orbitales atmicos -"" :::.n general podemos decir que los orbitales de enlace se forman por el solapamiento :c iOS orbitales atmicos de los tomos que forman la unin. Esta unin se representa :::'Ii una lnea que enlaza los tomos o mediante estructuras de Lewis.

21

APRENDIENDO QUM1CA ORGNICA

H-H H:H Estructura de Lewis

Se puede decir que las funciones de onda moleculares se obtienen sumando las func iones de onda individuales. Sin embargo, el tratamiento matemtico se complica al aumentar la complejidad de la molcula y, por esta razn, para las molculas ms complejas se adaptan los conceptos cual itativos que surgen del tratamiento matemtico en las molculas simples .

El metano

Se comenzar el estudio de los enlaces en las molculas orgnicas con el com-puesto ms simple: el metano (CH.)

El tomo de carbono tiene seis electrones alrededor de su ncleo: dos electrones apareados en el orbital ls, dos electrones apareados en el orbital 2s y dos electrones desapareados en dos orbitales p diferentes.

6 C: 1s 2 2s' 2px 2py

Cmo forma el carbono cuatro enlaces con slo dos electrones desapareados? Sera de esperar que se urtiese a slo dos tomos de hidrgeno formando CH, pero, si bien es cierto que el CH, es un compuesto real, tambin es cierto que es un compuesto inestable, de mucha energa y que reacciona rpidamente para formar diversos productos. Adems en el CH, el carbono no completa su octeto (de ah su elevada reactividad).

Volviendo al CH., es claro que con la distribucin electrnica planteada no puede formar cuatro enlaces. Para hacerlo necesita disponer de cuatro electrones desapareados que logra adoptando una nueva configuracin electrnica en la que un electrn del orbital 2s se promueve al orbital 2p vaco.

Energa 96 Kcal l mol

22

Energfa +-4-+-+-*

Capftulo l. Hibridacin y propiedades

De esta manera puede unirse a cuatro tomos de hidrgeno, formando dos ~~ de enlaces diferentes: uno entre el orbital 2s del carbono y el orbital ls de un

-drgeno y el segundo entre los orbitales 2p del carbono y el orbital ls de tres .:omos de hidrgeno. Estos enlaces tendran distinta longitud ya que el orbital s se ~- : uentra ms cercano al ncleo que el p. Sin embargo, esta observacin no :;:n uerda con la realidad que evidencia que los cuatro enlaces del CH, son

..,. iyalentes, con la misma longitud y ngulos iguales entre llos. La respuesta a este enigma radica en que los orbitales atmicos de un mismo

-;mo se pueden combinar para formar nuevos orbitales atmicos que se conocen _;:mo orbitales hfbridos. Un orbital s y tres orbitales p se pueden hibridizar para : mar cuatro nuevos orbitales hdridos spJ, cada uno de los cuales tiene 25 % de

_=ricter s y 75% de carcter p.

~nerg +-+-+ *

Energ +-+-+-+-hibridacin.

* Con este razonamiento se puede explicar cmo logra el tomo de carbono formar

_ -ir{) enlaces equivalentes. Cabe preguntar por qu?

Razn l : La transferencia de un electrn del orbital 2s al 2p vacante requiere un -_ -_~sumo de energa de 96 kcal/mol, lo que nos indica un proceso energticamente _.:fJ\'orecido o, lo que es equivalente, un tomo de carbono en un estado excitado

yor energa). Sin embargo, con ello el tomo de carbono forma cuatro enlaces -H en lugar de dos. Si se considera que la energa necesaria para romper un enlace -H es de 104 kcallmol, el sistema, formando cuatro enlaces, se estabiliza en 416

1L.:":!..lJ mol en el CH4 contra 208 kcal/mol en el CH,. Aunque se descuente la inver-= .. inicial de 96 kcal/mol, el saldo de energa de estabilizacin sigue siendo favo-

~~.e en el CH,: 416-96 >208.

Ra:n 2: Cuanto mejor es el solapamiento entre los orbitales atmicos ms :':>:!rte es la unin entre los tomos. Los orbitales hbridos sp' son asimtricos respecto -= ncleo. Estn formados por un lbulo grande y otro pequeo. Esta direccionalidad

permite formar enlaces ms fuertes ya que el enlace se forma con el lbulo grande .".'Io? facilita una mejor superposicin.

+ .. 4

(2s) (2p) (sp3)

23

APRENDIENDO QUMICA ORGNICA

Cmo se orientan en el espacio? Los cuatro orbitales hbridos son equivalen-tes y para lograr la separacin mxima entre ellos se orientan hac ia los extremos de un tetraedro regular, formando ngulos de 109.5" entre ellos.

---

, H ,

/109.52 -~ , , , 109,511 , I

., I , H

H

tetraedro c SP3 metano

Habitualmente, los lbulos pequeos de los orbitales hbridos no se dibujan.

El etano

Cambiando tomos de hidrgeno por tomos de carbono surge la posibilidad de construir cadenas carbonadas. La cadena ms pequea, de dos tomos de carbono, es el etano cuya frmula molecular es C,H6

Cmo se unen los tomos en la molcula de etano? Dos tomos de carbono con geometra tetradrica se unen entre s por solapamiento de dos orbitales hdridos sp' . Finalmente, cada tomo de carbono se une por solapamiento de los orbitales sp' remanentes con los orbitales I s de tres tomos de hidrgeno.

El eteno

La frmula molecular del eteno es C,H,. Cmo completan los carbonos del eteno su octeto? Formando un enlace doble entre ambos carbonos.

Es posible que dos tomos de carbono con hibridacin sp' establezcan un enlace doble entre ellos?

La geometra del sistema impide el solapamiento necesario de los orbitales.

24

Captulo l. Hibridacin y propiedades

:> r lo tanto existe una hibridacin diferente. Cul ? Una hibridacin que se - en una combinacin matemtica diferente de los orbitales atmicos. En

orbital s con dos orbitales p generan tres orbitales hbridos, que por tener - ::;: carcter s y 66% de caracter p, se conocen como hbridos sp'. Queda por lo

-=.:_ ::n orbital p sin hibridizar. Cmo se orientan en el espacio? Nuevamente, estos orbitales hbridos adquie-

= ::;n marcada direccionalidad, con un lbulo voluminoso y otro pequeo. Estos .;.c~lS voluminosos logran el mximo alejamiento entre s orientndose hacia los .:::':=_ ",os de un tringulo equiltero formando ngulos de 120.

Cmo se ubica el orbital p? Equidistante de los otros orbitales, perpendicular - ,- determinado por ellos.

x

sp 2 y

12

APRENDffiNDO QUllifiCA ORGmCA

.. . _- -- - - ._-- O' ,111 .. "

r1' :--..... --_ .. _--_ ... " Elena

Qu tipo de enlaces estn presentes en la molcula de etano? Cul es ms fuerte: un enlace (j o un enlace n?

Eletino

La frmula molecular del etino es: C,H.,. Los dos tomos de carbono estn uni-dos entre s con un enlace triple.

Cmo se construye este nuevo hbrido? Con una combinacin matemtica entre el orbital 2s y uno solo de los orbitales 2p. De esta manera se obtienen dos orbitales hbridos con 50% de carcter s y 50% de carcter p llamados hbridos sp. Al igual que en los casos anteriores, los orbitales son asimtricos y, al igual que en los casos anteriores, se ubican en el espacio logrando el mximo alejamiento posible de los lbulos ms grandes: separados 180 entre s.

x

sp

Cmo es el etino?

Los dos tomos de carbono se unen entre s con un enlace (j sp-sp que resulta de un efectivo solapamiento frontal de los lbulos grandes. .

Quedan dos orbitales p en cada carbono que se unen para completar el enlace triple. Para ello deben ubicarse paralelos en el espacio, solapndose lateralmente y formando dos enlaces n. Por ltimo, los dos orbtitales sp restantes en cada carbono se unen a los orbitales Is de dos tomos de hidrgeno formando dos enlaces (j . Lo que resulta es una molcula lineal.

26

Capwlo l. Hibridacin y propiedades

H- C= C-H etino

Haciendo comparaciones

En la tabla se muestran las longitudes y fuerzas de enlace.

COMPUESTO ENLACE LONGITUD (A) FUERZA (kcal/mol) etano C-C 1.54 88

C-H 1.10 98 eteno C=C 1.33 152

C-H 1.08 107 etina C=C 1.20 200

C-H 1.06 131

Por qu la longitud del enlace C-H es mxima en el etano y mnima en el etino? Lo que cambia es la hibridacin del tomo de carbono. En el etino el orbital hbrido sp tiene 50% de carcter s. Un orbital s est ms prximo al ncleo que un orbital p del mismo nivel de energa. Por lo tanto, a mayor carcter s del orbital hbrido, mayor proximidad al ncleo y menor longitud en el en lace.

Finalmente, a mayor carcter s ms esfrico es el orbital. Esto implica un solapamiento mejor y, por lo tanto, un enlace ms fuerte.

Conociendo los tres tipos de hibridacin que puede presentar el tomo de carbono cuando forma un compuesto orgnico es posible imaginar la forma que la molcula adquiere en el espacio. Para qu sirve esto? Para dar una idea de sus propiedades.

La polaridad de un enlace

Existen dos formas opuestas de enlace: el enlace inico (por transferencia de uno o ms electrones) y el enlace covalente (por compartimiento de pares de elec-trones). Entre esos extremos hay una variedad infinita de estados intermedios.

Los tomos reaccionan a fin de alcanzar la configuracin elctrnica de un gas noble. Cuanto mayor sea la tendencia de un tomo a ceder electrones y de otro a ganarlos, mayor es la facilidad de formar un enlace inico entre ellos .

- 27

APRENDIENDO Q\JMICA ORGNICA

Para comparar esta habilidad , se utilizan dos parmetros: el potencia l de ionizacin (PI) y la afinidad electrnica (AE).

El PI es la energa que se requiere para arrancar un electrn de un tomo en fase gaseosa. La energa necesaria para e l primer e lectrn se llama "primer potencial de ionizacin", la necesaria para arrancar un segundo electrn, "segundo potencial de ionizacin", y as sucesivamente. En la siguiente tabla se indican a lgunos valores de PI.

POTENCIAL DE IONlZACION ELEMENTO

PRIMERO SEGUNDO Li 124 kcallmol 1744 kcallmol

Na 119 kcallmol C 260 kcallmol 562 kcallmol F 403 kcal/mol

Ne 498 kcallmol

El elevado potencial de inonizacin del fiuor indica su dificultad para ceder un electrn de su ltima capa. En comparacin, resulta mucho ms fcil la prdida en un metal alcalino como el sodio.

Por otro lado, la afinidad electrnica es una medida indicativa del proceso inverso: la energa liberada al tomar un electrn. En la siguiente tabla se aprecia la aptitud que presentan los halgenos para tomar electrones:

ELEMENTO AFINIDAD ELECTRNICA F - 80 kcallmol CI I - 83 kcallmol Br - 77 kcal/mol

1 - 71 kcal/mol

C - 25 kcallmol O - 34 kcal /mol

Conclusin: A mayor afinidad electrnica de nn tomo y mayor potencial de ionizacin de otro, mayor capacidad de formar enlaces inicos. Ejemplo: halgenos con meta les a lcalin os. Caso con trario, mayor capacidad de forma r enlaces covalenles.

E l carbono (nn elemento ubicado justo en e l centro de la tabla peridica) debe ceder o ganar cnatro electrones para adquirir la configuracin de un gas noble formando enlaces inicos. Pero si se analizan el primero y el segundo potencial de

28

Captulo 1. Hibridacin y propiedades

ionizacin o la afinidad eJctrnica, se comprueba que el proceso est energticamente desfavorecido.

Conclusin: el tomo de carbono forma enlaces covalentes. Por otro lado, si los tomos unidos presentan diferente electronegatividad, los

electrones compartidos en un enlace pueden desplazarse del punto medio hacia el elemento ms electronegativo.

Conclusin: el tomo de carbono puede formar enlaces covalentes polares.

La polaridad de una molcula

Si bien los enlaces individuales pueden ser polares, la molcula como un todo puede no ser polar. Por qu? Porque la polaridad de una molcula surge de la suma vectorial de las polaridades de los enlaces y, a veces, los vectores se anulan. De ah la necesidad de tener presente: La fama de la molcula. La polaridad de Jos enlaces. El sentido de las polarizaciones individuales y su suma vectorial.

En primer trmino se debe tener en cuenta que la molcula presenta geometra tetradrica.

Qu ocurre con las polaridades de enlace? Existe una diferencia mnima de electronegatividad entre el tomo de carbono y el de hidrgeno; pero el fJ uor, fuertemente electronegativo, deplaza el par de electrones del enlace C-F hacia s. Por supuesto este efecto genera una deficiencia electrnica en el tomo de carbono que se recupera, en parte, atrayendo los electrones de Jos enlaces C-H. Es ta transmisin de la carga a travs de los enlaces a lo largo de una cadena, se conoce como efecto inductivo. El resultado final es una molcula polar.

29

APRENDIENDO QUMICA ORGANICA

La polaridad de un compuesto se expresa mediante el momellto dipolar (~) que indica la capacidad de las molculas de orientarse cuando se las ubica entre las placas de un condensador. El H3 CF tiene .t * O.

Ejemplo 2: CCl4 En este caso la molcula tiene cuatro enlaces polares pues el cloro presenta ma-

yor electronegatividad que el carbono. Este hecho genera en el carbono una fuerte deficiencia electrnica. Pero la molcula es simtrica y las polaridades de enlace se cancelan entre s. .sta es una molcula con enlaces polares pero que tiene .t = O.

~Cl .t = O CI""'" ~ ~ o? O

Ejemplo 3: CI H o o

\ / \ / C C C C

/ \ Y / \ H . o H H

Como consecuencia de la hidridacin Sp2 de sus dos tomos de carbono, estas molculas son planas. Estudiando los enlaces individuales, y sumndolos en conjunto se comprueba que en una de ellas las polaridades de enlace se cancelan mientras que en la otra se suman.

'\\ l f/ \0\

~l = O

~\ l! c:==c

/ \ H 1-1

Por lo tanto, debido a la diferente distribucin de sus tomos en el espacio (en uCla de ellas los tomos de cloro estn del mismo lado del doble en lace y en la otra de lados contrarios) una molcula es polar y la otra no.

Puede convertirse una molcula en la otra?

30

Captulo l. Hibridacin y propiedades

Las propiedades fsicas

Se indican a continuacin algunas de las propiedades fsicas de una sustancia.

a. Punto de fusin: es la temperatura a la cual un slido se transforma en un lquido. En el estado cristalino las molculas se encuentran ordenadas en patrones defi-nidos, siendo las fuerzas entre las molculas de un mismo compuesto las que mantienen el cristal unido y las que se deben vencer, entregando energa, para lograr la fusin.

b. Punto de ebullicin: es la temperatura a la cual un lquido pasa al estado de vapor. En el estado lquido las molculas de un mismo compuesto interactan entre s, pero con una fuerza menor que en el estado slido, permitiendo mayores movimientos moleculares.

c. Solubilidad. Para lograr que un slido se disuelva en un lquido es necesario que las fuerzas que mantienen las molculas del slido unidas entre s se reemplacen por fuerzas de interaccin entre el slido y el lquido. Por lo tanto para que exista disolucin debe existir una interaccin positiva entre molculas distintas: las del soluto y las del solvente.

Conclusin: Para analizar las propiedades se deben considerar las fuerzas que permiten que las molculas interacten entre s. En algunos casos interacciones entre molculas de un mismo compuesto y, en otros casos, entre molculas diferentes.

Interacciones intermoleculares

Deben quedar en claro desde el principio que las fuerzas involucradas en las interacciones entre molculas son menores que las conespondientes a un enlace qumico. Por lo tanto, romper un enlace requiere una energa mucho mayor que la necesaria para vencer una interaccin intermolecular.

1. Interaccin entre dipolos permanentes

Las molculas con momento dipolar elevado presentan interacciones dipolo-:!ipolo. Estas molculas se orientan en el espacio de forma tal que las zonas de

31

APRENDIENDO QUMICA ORGNICA

mayor densidad electrnica (que se simbolizan con o) se alejen entre s, aproximn dose a las zonas de densidad de deficiencia electrnica (0+) de las otras molculas.

H J:I o~ "'~o~ o~ F C"---F

/ H

interaccin entre dipolos permanentes ,

Qu ocurre con una molcula no polar con enlaces polares? Igualmente sufren una orientacin preferencial en el espacio pudiendo llegar a estab lecerse interacciones intermoleculares de intensidad variable en funcin de la polaridad de los enlaces en cuestin.

2. Interaccin entre dipolos temporarios

Qu ocurre con los compuestos no polares? Una molcula no es un sistema esttico en el tiempo y en el espacio. Las nubes electrnicas sufren un movimiento continuo y, si bien es cierto que la molcula como un todo puede tener un momento di polar igual a cero, en un instante determinado el movimiento electrnico puede provocar, en una zona de la molcula, una acumulacin electrnica. Como respuesta inmediata a este fenmeno, la molcula vecina desplaza su nube electrnica generando en la zona de contacto una 0+.

Estos dipolos temporarios aparecen y desaparecen continuamente en el tiempo y las interacciones intermoleculares que generan son mucho ms dbi les que las que se generan en el caso de los dipolos permanentes .

C6mo se ordenan los siguientes a/canos por punto de ebullici6n creciente?

fH3 H.r.-C-CH

3- I 3 CH3

neopentano pentano isopentano

Las molculas de los aJcanos son no polares y se mantienen unidas en el lquido mediante interacciones qne surgen de los dipolos inducidos. Para que una interaccin se desaITolle es necesario facilitar el contacto entre molculas vecinas. Si se observan

32

Captulo 1. Hibridacin y propiedades

las formas: la molcula de pentano es lineal y la superficie de contacto es mucho mayor que en una molcula con una simetra ms esfrica como la de neopentano. Por lo tanto, las sustanc ias se ordenan por punto de ebullicin creciente como se indica a continuacin:

neopentano (9,5C) < isopentano (27,goC) < pentano (36,lOC)

3. Interacciones por puente de hidrgeno

Las interacciones por puente de hidrgeno surgen cuando un tomo de hidr-geno se une a un tomo muy electronegativo que provoca un fuerte desplazamien-to de los electrones del enlace hacia s. El hidrgeno, con fuerte deficiencia electr-nica, se aproxima al tomo electronegativo de la molcula vecina que debe teller pares de electrones no compartidos.

Esta interaccin, con un valor promedio de 5 kcallmol, es la ms fuerte de las interacciones intermoleculares (compare este valor con las 104 kcal /mol del enlace C-H) y la razn radica en que el tomo de hidrgeno tiene una fuerte deficiencia electrnica pero, siendo su tamao muy pequeo, se aproxima de una manera muy efectiva al tomo con pares de electrones no compartidos. Aun as, esta interaccin tiene una energa mucho menor que la de un enlace C-H (104 kcal/mol) .

Ordene los siguientes compuestos por polaridad creciente.

CH:fH;>:HfJH 1-propanol

CH30CH2CH3 etilmetileter

El propano es un compuesto que no presenta tomos con marcada diferencia de electronegatividad. Es un compuesto no polar.

La presencia de un tomo de oxgeno aumenta la polaridad en los compuestos restantes pero, adems, el propanol presenta interacciones por puente de hidrgeno.

Polaridad creciente: propano < etilmetileter < l -propanol

Se disuelven el etanol (CH,CH,QH) y la acetona (CHPCH,J? La interaccin intermolecular ms importante presente en el etanol es la forma-

cin de puentes de hidrgeno. Por lo tanto, para favorecer la disolucin deberan producirse interacciones por puente de hidrgeno entre el etanol y la acetona.

33

ApRENDTENDo QUMICA ORGNICA

Por otro lado, las molculas de acetona no pueden interaccionar por puente de hidrgeno entre s porque, si bien tienen un elemento electronegativo con pares de electrones no compartidos, no presenta tomos de hidrgeno unidos a l.

Sin embargo, los tomos de hidrgeno deficientes en electrones del etanol pue-den enlazarse no slo a los tomos de oxgeno del etanol sino tambin a los tomos de oxgeno de la acetona, hecho que favorece la disolucin.

etanol eSEtl eSa(r'~CRCR

acetona 11 eS e lh'eS~CR

Ahora se pneden responder los interrogantes planteados al comienzo del captulo.

Ejercicios

Ejercicio 1: Ordene los siguientes compuestos por punto de ebullicin creciente:

O O ti 11

a) CHC - OH Y CHC - OCH

b) CHCH,oH y CH,CH,CH,CH,OH

c) CH,CH,CH,CH,oH y CCH,),COH O

11 d) CH3CH,CH,CH,CH, ' CH,CH,CH,CH2CH,oH y CH,CH,CH,CH,CH

Ejercicio 2: El CHCCH')16COOH se puede aislar luego de un tratamiento de grasas y aceites naturales. En cul de los siguientes solventes se solubiliza mejor?

H,O CH,oH metanol

CH,COOCH,CH,CH, acetato de propilo

34

Captulo ] . Hibridacin y propiedades

Ejercicio 3: Qu compuesto de los siguientes pares ser ms soluble en agua?

a) CH,CH,CH,CHPH o (CH,),COH

b) CH,CH,CH,CH,Br o CH,CH2CH,CH,OH

e) CH,COOH o CH,COOCH,

35

C APTULO 2

NOMENCLATURA y GRUPOS FUNCIONALES

En este captulo se analizan las reglas bsicas de nomenclatura en qumica or-gnica. Estas reglas fueron sistematizadas por la International Union of Pure and Applied Chemistry y se conocen habitualmente como reglas IUPAC. Tambin se presentan los grupos funcionales que se encuentran con mayor frecnencia en las molculas orgnicas.

Alcanos

Segn se indic en el captulo anterior, un enlace simple C-C resulta de solapar los orbitales sp' de dos tomos de carbono. Uniendo tres, cuatro, cinco o ms tomos de carbono se genera un gran nmero de compuestos con una longitud de cadena creciente.

Los compuestos que surgen de esta manera se conocen como alcanos de cade-na abierta o a1canos normales y tienen la frmula general C H, ' donde n es un

11 Ll+_

nmero entero. Observe que hay dos hidrgenos por cada carbono (C"H,) ms un hidrgeno en cada punta (+2).

A veces se hace referencia a estos compuestos como "hidrocarburos saturados": hidrocarburos porque estn formados solamente por carbono e hidrgeno y saturados porque la molcula tiene tantos hidrgenos como puede tener.

Los primeros cuatro hidrocarburos tienen nombres comunes.

37

APRENDIENDO QUMICA ORGNICA

Los hidrocarburos saturados lineales de mayor nmero de tomos de carbono tienen nombres sistemticos compuestos por un prefijo indicativo del nmero de tomos de carbono y la terminacin ano.

FRMULA NOMBRE FRMULA NOMBRE C,H" pentano CoH" decano C,H, hexano CIIH,4 undecano C,H, heptano C,H" dodecano C,H, octano C,H" pentadecano

C,H,o nonano C,Ji" elCOSanQ .

Aprendiendo a escribir frmulas

Cmo se puede escribir butano?

Mediante su frmula molecular C,H IO. Mediante su frmula desarrollada, indicando todos los enlaces presentes en la

molcula.

r r r r H'-f-rf f-H H H H H Mediante su frmula condensada donde los enlaces entre tomos de carbono y de

hidrgeno no se desarrollan.

Mediante su frmula de esqueleto, donde cada lnea indica los tomos de carbono enlazados, dndose por sobreentendido que los tomos de carbono estn unidos a todos los tomos de hidrgeno correspondientes.

Esta representacin parece la ms difcil. Sin embargo, una vez que se aprende, es la ms rpida y empleada, sobre todo en molculas de mayor tamao cuya formulacin resultara lenta y engorrosa.

Los tomos de carbono son asombrosos por su habilidad para unirse entre s generando una gran variedad de compuestos orgnicos. Eliminando un tomo de

38

Captulo 2. Nomenclatura y grupos funciollal es

hidrgeno en un hidrocarburo saturado se obtiene un grupo alquilo, que se nombra cambiando la terminacin ano del alean o de origen por ilo.

metilo: -eH 3 etilo: -eH 2 eH 3

Estos grupos no tienen existencia individual pero se los puede hallar, por ejem-plo, unidos a otras cadenas hidrocarbonadas formando hidrocarburos ramificados.

Compuesto A

fH3 fH:FH3 CH:CHCH:FHCH:FH:FH3

Compuesto B

Cmo se nombran estos compuestos?

Para llegar al nombre final se siguen sistemticamente los siguientes pasos.

1. Nombre base

Se elige la cadena de tomos de carbono ms larga, cuyo nmero dar origen al nombre base del compuesto. De acuerdo a ello el compuesto A es un deri vado del pentano y el compuesto B del heptano.

2. Nombre de los sustituyentes

2a. Se ubican los sustituyentes de la cadena principal que, en los ejemplos anteriores, son un metilo en el compuesto A y un metilo y un etilo en el compuesto B.

2b. Se numera la cadena principal a fin de ubicar los tomos de carbono donde se unen los sustituyentes. Siguiendo con los ejemplos anteriores, el compuesto A se ramifica en el C-3, pero para el compuesto B existen dos posibilidades. Comenzando la numeracin por un extremo se ramifica en los C-2 y 4, pero comenzando por el otro, se ramifica en los C-4 y 6.

39

APREN DlENDO QUMICA ORGNICA

1 2 3 4 5 CH3CH1 HCH2CH3

1 23 4 5 6 7 CH,CHCHzCHCH2CH2CH,

t H3 t H2CH3

76543 21 CH3CHCH2yHCH2CH2CH3

t H3 t H2CH3 CH,

Por convencin, se elige la numeracin que asigna al primer carbono sustituido el menor nmero posible. O sea, la primera.

Si comenzando por ambos extremos al primer carbono sustituido le corresponde el mismo nmero, se busca la diferencia en el segundo carbono sustituido comenzando la numeracin por aquel extremo que asigne a este l timo el nmero menor. Si la diferencia no estuviese en el segundo se sigue con el tercero y as sucesivamente.

CH3 CH, y H,

CH3t HCH2b HCH2CHi HCH, 1 23 4 5678 1

10 9 7 5 3 2 1

6 4

2c . Los sustituyentes de la cadena principal se nombran precedidos por un nmero que indica el carbono al que est unido. Cuando se nombra un grupo alquilo se quita del nombre la o final. Los nombres y nmeros se separan con guiones: 3-metl ; 4-etil ; etc.

3. Composicin del nombre

Se nombran primero los sustituyentes, por orden alfabtico y ligndose el lti-mo de ellos al nombre base.

Compuesto A: 3-metilpentano Compuesto B: 4-etil -2-metilheptano

Consideraciones generales

Cuando un sustituyente se repite ms de una vez: i) Se agrega un prefij o multiplicativo que indica cuntas veces se repite (di , tn ,

tetra, etc.). ii) Las posiciones donde se ubican dichos sustituyen tes se indican con los nmeros,

ordenados en forma creciente y separados por comas. iii) Los prefijos multiplicativos no se alfabetizan .

fH3 r H2CH3 CH3CH2CHr HCHCH2CH2CHzCH3

CH3

5-etil-3,4 -dimetilnonano y no 3,4 -dimetil-5-etilnonano

40

Captulo 2. Nomenclatura y grupos funciona les

Cuando existe ms de una cadena de longitud mx ima, se elige como cadena principal la ms ramificada.

Il3C" yrfGh

CIl3ffi?HCIl2ffiCIlCIl2CIl3

CIl3 8

7

I

,

4

3-eti 1-2,6-dimetiloctano

Cuando resulta indistinto comenzar la numeracin por un extremo o por el otro de la cadena, se numera dando el menor nmero al sustituyente que se indica primero por orden alfabtico.

3-etil-5 ,6, 8-trimeti ldecano

Sustituyentes complejos

En algunos casos el sustituyente de la cadena principal es una cadena secundaria a su vez sustituida. Cmo se procede en estos casos?

Compuesto e

H3\ / CH, CH2fCH2CH3

CH3CH2CH2CH2fHCHCH,CH2CH2

APRENDIENDO QU(MICA ORGNICA

Se encierra el nombre entre parntesis y se precede por el nmero que indica el carbono de la cadena principal al que est unido, separando el nmero del

, . . , paren tesIs con un gUlOn. Se alfabetiza con la primera letra que queda dentro del parntesis .

Compuesto C: 6-(2,2-gimetilbutil)-5 -metilundecano

Nombres comunes

Las reglas IUPAC permiten el empleo de algunos nombres de aJeanos o grupos alquilo de uso comn. Es conveniente tenerlos presente.

Se ll ama iso al siguiente arreglo de tomos de carbono:

En los siguientes aleanos o grupos alquilo se ejemplifica su aplicacin en el nombre.

fH3 CH:CH2CH,GH2CHCH3 =

isobutano isoheptano isopropilo

En forma general se puede definir: Carbono primario: el tomo de carbono que en el compuesto est unido a un

solo tomo de carbono; carbono secundario: si est unido a dos; carbono terciario: si est unido a tres, y carbono cuaternario: si est unido a cuatro.

CH:f.H3

i CI'bono prImario Carbono cuaternario

/ Carbono terciario

CH:f.H;fHCH 3 i CH3 Carbono secundar io

Teniendo en cuenta estas definiciones se aceptan los siguientes nombres para los siguientes arreglos.

42

Carbono secundario

/ C~CH:pH3

sec-butilo 5-butilo

Captulo 2. Nomenclatura y grupos funcionales

fH3 CH31-T

CH3 ter -butilo

'butilo ter-pentilo

Observe que la letra est en bastardilla. De no ser posible, se subraya. Los prefijos sec y ter no se alfabetizan.

Cicloalcanos

Los cic1oaleanos son compuestos cclicos cuyos anillos estn formados slo por tomos de carbono. Como cada tomo de carbono est unido a dos hidrgenos, responden a la frmula general C,H". Tambin se los suele llamar compuestos alicc1icos (alifticos cclicos).

Las reglas de nomenclatura para estos compuestos son muy sencillas . Se antepone la palabra ciclo al nombre del aleano que corresponde segn el nmero

de tomos de carbono.

D ciclobutalO ci clopentano ci cJohexa1o

En caso que el ciclo est sustituido se nombran los sustituyentes segn las reglas indicadas previamente asignando a la posicin sustituida el menor nmero posible.

meLilciclohexano 1,3-dimetilciclohexano

43

APRENDIENDO QUMICA ORGNICA

Cuando un cicloalcano se une a una cadena alqulica de mayor nmero de tomos de carbono que el ciclo, se puede nombrar el ciclo como sustituyente alqulico de la cadena.

3-ci clopropilpenlillO

Grupos funcionales con enlaces simples

Como se ver ms adelante, los aleanos son muy poco reactivos y la mayor parte de las reacciones en qumica orgnica son las reacciones de los grupos funcionales. Por este motivo se define grupo funcional como un tomo o conjunto de tomos que le otorgan a la molcula propiedades y reactividad caractersticas.

Conclusin: En una molcula orgnica se puede distinguir una parte hidrocarbonada (formada por los enlaces C-H y C-C) que puede influir en las caractersticas fsicas y qumicas pero que, finalmente, quedan fuertemente determinadas por la otra parte de la molcula que comprende los grupos funcionales.

Se indican a continuacin los grupos funcionales ms sencillos que presentan un enlace simple entre el C-Sp3 de un grupo alquilo y un heterotomo.

Aclaracin: Al dibujar compuestos con grupos funcionales mediante frmulas de esqueleto se deben indicar todos los enlaces correspondientes a los heterotomos.

Alcoholes

Los alcoholes se pueden imaginar como derivados del agua en los que un hi-drgeno ha sido reemplazado por un grupo alquilo . En estos compuestos el tomo de oxgeno presenta una hibridacin sp' de manera que el ngulo de enlace C-O-H es de aproximadamente 109. El grupo funcional se denomina hidroxilo.

Se llaman alcoholes primarios los que presentan el grupo funcional unido a un carbono primario. De manera anloga, los alcoholes secundarios tienen el grupo hidroxilo unido a un carbono secundario y los alcoholes terciarios son los que lo tienen unido a un carbono terciario.

44

Captulo 2. Nomenclatura y grupos funcionales

OH ~OH ~

alcohol primario alcohol secundario

----1-0H

alcohol terciar io

Para nombrarlos se siguen las siguientes reglas:

o Se determina la cadena de tomos de carbono ms larga que contiene el grupo funcional y que dar origen al nombre base cambiando la terminacin ano por al.

o Se numera esa cadena de forma de asignar al grupo funcional el menor nmero posible, independientemente de los grupos alquilo ramificantes.

o La posicin a la que se une el grupo funcional se indica con un nmero adelante del nombre y separado del mismo por un guin.

OH

3~propil-2-heptanol

Observe que la cadena ms larga es de ocho tomos de carbono, pero la cadena ms larga que contiene el grupo funcional es de slo siete.

,

Eteres

Los teres son compuestos orgnicos con un tomo de oxgeno con hibrida-cin sp' unido a dos grupos que pueden ser alquilo o, como veremos ms adelante, arilo o vinilo.

vinilo arilo

45

CH,OCH, o 'eH 3

APRENDIENDO QUMICA ORGNICA

Hay dos formas distintas de nombrar los teres.

Opcin J: Anteponer la palabra ter seguida de los nombres de los dos grupos alquilo sustituyentes del oxgeno, ordenados alfabticamente. El primero lleva la terminacin il y al segundo se agrega la terminacin ica.

CH,oCH,CH, ter etilmetlico

Opcin 2: Indicar los dos grupos alquilo, ordenados alfabticamente, delante de la palabra ter.

CH:pCH3 dimetitter

Halogenuros de alquilo

iH3 CH,fH:pCH:PH:PHCH3

etil(3 -meti Ibut iI}ter /0--......./ elilmetilter

Los halogenuros de alquilo son compuestos que presentan un halgeno unido a un C-sp'. Para nombrarlos se considera el halgeno como cualquier sustituyen te alqulico y se siguen las mismas reglas que para los alcanos.

Br CI Br

3bromo-5-cloro-2-metilhexano 1 ,3-dibromo-6-etit-5,7 -dimetilnonano

Los halogenuros de alquilo sencillos tienen un sistema de nomenclatura que no responde a las reglas IUPAC pero que est ampliamente difundido. Se los denomina simplemente halogenuros de alquilo.

F /"-1

ioduro de etilo fluoruro de isopropilo cloruro de metilo

Aminas

As como podemos imaginar a los alcoholes como derivados del agua, pode-mos imaginar a las aminas como derivados del amonaco donde uno, dos o los tres

46

Captulo 2. Nomenclatura y grupos funcionales

aidrgenos han sido reemplazados por grupos alquilo, arilo o vin il o. El grupo fun-:ional se denomina amino.

Dependiendo de la cantidad de grupos orgnicos unidos al nitrgeno se pueden =Iasifi car como aminas primarias, secundarias o terciarias.

H , CH3CH2CHoNllCH3 ~N ..........

. . .

alruna pnmana amina secundaria amina terciaria

En general se las nombra indicando el grupo alquilo (con la terminacin il ) seguido del sufijo amina.

metilamina

13 CH -C- NH

3 I 2 _ CH3

tbutilamina dietilamina

Cuando las aminas secundarias y terciarias estn sustituidas con grupos dife-rentes, se elige el sustituyente con la cadena ms larga que dar lugar al nombre base. Los otros grupos se consideran sustituyentes del nitrgeno y se indican por orden alfabtico precedidos de la letra N separada por un guin.

I ~N~

N, N-dimetilbutilamina N-etil-N-metilpropilamina

Grupos funcionales con enlaces mltiples

Alquenos

Los alquenos tambin son hidrocarburos, ya que slo estn formados por to-mos de carbono e hidrgeno, pero se diferencian de los alean os por la presencia de dobles enlaces_

Debido a que estos compuestos son capaces de tomar H, para transformarse en hidrocarburos saturados (alcanos) se los conoce con el nombre general de hidro-carburos insaturados .

47

APRENDIENDO QUMICA ORGNICA

Las reglas de nomenclatura de los alquenos son sencillas y responden a un patrn general presentado en el caso de los alcoho les .

Buscar la cadena ms larga que contiene el grupo funcional. Numerar la cadena de forma tal de otorgar a dicho grupo el menor nmero posible.

En el caso de los alquenos el nombre base termina en ella y el nmero que indica la posicin del grupo funcional es el que corresponde al primero de los dos carbonos de la doble ligadura.

3-propi 1-2-hexeno

Observe que la cadena ms larga es de siete tomos de carbono, pero no contie-ne el grupo principal. Por eso, el compuesto se nombra como un derivado del hexeno. Si la molcula presenta ms de una doble ligadura, se indica el prefijo multiplicativo inmediatamente delante de la terminacin eno (observe que se deja la a de la terminacin ano del aleano para evitar que se junten consonantes).

2,6-nonadieno

CH2=CCH=CHCH,CH=CH, I CH,GH3

2-etil-1 ,3,6-heptatrieno

Alquinos

Los alquinos presentan una triple ligadura como grupo funcional. Tambin se los conoce como hidrocarburos acetilnicos, si bien aceti leno es el nombre comn del menor de los miembros de esta familia.

Las pautas para la nomenclatura de los alquinos son las mismas que para los alquenos con la terminacin no caracterstica del nombre de estos compuestos.

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Captulo 2. Nomenclatura y grupos f uncionales

3-metil-1-pentino etino (acetileno) 4-isopropil-2-hepli no

uumticos

En el captulo 11 se definirn las caractersticas electrnicas de los compuestos _ mticos. En esta seccin se analiza el benceno y algunos de sus derivados.

La molcula de benceno es un ciclo plano con seis tomos de e-sp' que, en ;ri-ncipio, se podran pensar enlazados de a pares (estructura A).

estructura A estructura B estructura e , ,

Estructuras de Kekul

Sin embargo, si los orbitales p se alinean paralelos entre s qu impide que los ~ trones n se ubiquen entre los pares de carbonos Sp2 que presentan un enlace !pIe? La respuesta es nada y, por lo tanto, se puede esclibir el benceno como est -"'cado en la estructura B. Dnde estn realmente localizados los electrones n? = realidad estn des localizados en todo el anillo, formando una nube electrnica cc_" encima y por debajo de su plano.

Se puede escribir el benceno en forma indistinta con cualquiera de las dos es-turas que se conocen como estructuras de Kekul, teniendo en cuenta que nin-

=:::na de ellas representa por s sola la realidad. La realidad es un hbrido entre .!:abas y, por este motivo, tambin se lo suele representar con la estructura C.

Eliminando un hidrgeno del benceno resulta un grupo arilo o fenilo (algo 4 uivalente al grupo alquilo en el caso de los aleanos) que nuevamente no tiene =.:stencia individual sino unido a:

49

APRENDIENDO QUMlCA ORGN1CA

un grupo hidroxilo dando origen al fenol; un grupo amino dando origen a la anilina; un grupo meti lo dando origen al tolueno.

Estos tres nombres no son sistemticos pero estn aceptados por la IUPAC.

OH

fenol anilina tolueno

Cuando se nombra como sustituyente, se emplea el trmino fenil sin la o final (como en los alquilas). Dentro de una estructura es frecuente ind icarlo como C6H, o q, o Ph.

Los derivados monosustituidos del benceno se nombran indicando el sustituyente seguido de la palabra benceno.

Br

bromobenceno etiJbenceno nitrobenceno

En los sistemas disustituidos se suelen emplear los trminos orto, meta y para para indicar los patrones de sustitucin 1,2; 1,3 Y 1,4 respectivamente.

z

para

OH

Br p-bromofenol

el

m-nitroanilina o-diclorobenceno

Se indican a continuacin algunos sistemas polisustituidos que se nombran como deri vados del benceno, indicando la posicin de los sustituyentes con los menores nmeros pos ibles. Si se utiliza como nombre base el de un benceno sustituido (anilina, fenal, tolueno, etc.), el sustituyente que da lugar al nombre base debe ocupar la posicin l.

50

Captulo 2. Nomenclatura y grupos funcionales . Q-!,

Q-!3

2-etil-l,4-dimetilbenceno

El grupo carbonilo

Br

Br

3 ,4-dibromoani Iina 4~nit:rotolueno

El grupo carbonilo est formado por un tomo de carbono y un tomo de ox-5"no unidos por un enlace doble.

1" 8() 8 8 I ,

c=o ,,/ ..

En este sistema ambos tomos presentan hibridacin sp' , determinando un plano =n el que se ubican:

el enlace C entre el carbono y el oxgeno. los enlaces C del carbono y los dos orbitales hbridos del oxgeno que contienen sus dos pares de electrones

no compartidos.

El valor de los ngu los de enlace es de aproximadamente 120. Perpendicular a este plano se encuentran los orbitales p cuyo solapamiento dar lugar al en lace n.

Una de las caractersticas de este grupo funcional consiste en la diferencia de electronegatividad entre los tomos ligados por el doble enlace, hecho que provoca un desplazamiento de la nube de electrones p hacia el tomo de oxgeno. Esta polari-zacin conduce a un aumento de la densidad electrnica en la cercana del oxgeno y una deficiencia electrnica en el e-sp'. Estos factores determinan su reactividad.

Aldehdos

En esta familia de compuestos el carbono carbonlico se une a otro carbono y un hidrgeno (a excepcin del metan al que est unido a dos hidrgenos).

Para nombrarlos:

51

A PRENDIENDO QUMICA ORGNICA

se elige la cadena ms larga que contiene el grupo funcio nal que dar lugar a l nombre base del compuesto,

Se cambia la terminacin o del aleano de igual nmero de tomos de carbono por la terminacin al.

El carbono del grupo funcional es el C-I de la cadena.

o o o

11

AH

H 11 C CH::FH H/ "H

o

metanal etanal 4-meti lpentanal

Cetonas

Esta familia de compuestos se caracteriza por presentar e l carbono del grupo funcional (carbono carbonlico) unido a otros dos carbonos.

Para nombrarlos se procede igual que con los a ldehdos pero cambia ndo la terminacin o del a1cano de igual nmero de tomos de carbono por ona. Se numera la cadena asignando al carbono carbon l ico el menor nmero posible.

O o

I O

2 -metil cclo h e xano n a propanona

,

Acidos carboxlicos

El grupo funcional que caracteriza a los cidos carboxlicos surge de unir un grupo hidroxilo a un grupo carbonilo. Para nombrarlo se cambia la terminacin o, del a1cano que dar lugar al nombre base, por oieo. Adems, se ante';)Qne la 'tIaleJ;>"" cido. El carbono del carboxilo es el C- I de la cadena.

o . 11

Acido propanoico: CH3CH2G--OH

52

Captulo 2. Nomenclatura y grupos funcionales

Alg unos aldehdos, cetonas y cidos carboxl icos tienen nombres comunes.

,

NOMBRE COMN l NOMBRE SIS1EMA TICO HCHO metanal formaldchdo

CH,CHO etanal acetaldehdo .

CH,COCH, propanona I acetona . . HCOOH cido metanoico cido frmico

CH,COOH cido etanoico cido actico

I CH,CH,COOH cido propanoico cido propinico

Cabe destacar un par de estructuras aromticas con nombres comunes.

COOH CHO

cido benzoico benzaldehdo

Molculas con varios grupos funcionales

Dentro del rea de la qumica orgnica, es frecuente encontrar molculas que ~sentan varios grupos func ionales,

Cmo se procede en estos casos? En general, los grupos funcionales imponen ...: nombre un sufijo caracterstico (01 para los alcoholes, oico para los cidos, eno ::-.U"a los alquenos, etc.). Pero dado que el nombre slo puede tener un sufijo es ;:;xesario elegir, dentro del conjunto, aquel grupo funcional considerado principal. ?:!ra regular esta seleccin se estableci, por convencin, un orden de prioridades :oue se indica en la siguiente tabla en forma decreciente (en esta tabla se indican llgunos grupos funcionales que se detallarn ms adelante). Los grupos func iona--es de menor prioridad se nombran, salvo excepciones, como prefijos del nombre ~ase del compuesto.

53

A PRENDIENDO QUMICA ORGNICA

GRUPO FUNCIONAL PREFIJO SUFIJO cido carboxlico carboxi- -oico (cido) cido sultnico sulfo- -sulfnico (cido)

ster alcoxicarbonil- -oato

amida carbamoil- -amida nitrilo c \ano -nitrilo

aldehdo formil- -al

cetona QXO- -ona

alcohol hidroxi- -01

aroma aromo- amma

alquino 1D- -tnO

alqueno en- -eno

halgeno halgeno-

fenil o fenil -

alqui lo alqui l-

Los halgenos, fenilos y alquilos slo se nombran como prefijos segn las reglas indicadas previamente. .

Para nombrar los compuestos en forma sistemtica se siguen los pasos que se detallan a continuacin:

Se elige el grupo prioritario. Se elige la cadena ms larga que contiene el grupo prioritario. Se numera esta cadena asignando a dicho grupo el menor nmero posible. Se compone el nombre base con el prefijo indicativo del nmero de tomos de

carbonos de la cadena y el sufijo indicativo del grupo prioritario. Los sustituyentes se anteponen al nombre base.

OH o

OH OH

O

cido 4-hidrox i-3-propilheptanoico . 3-amino-4-etilciclohexanona 5-hidroxi-3-meli l-2-pentanona

54

Captulo 2. Nomenclatura y grupos funcionales

En el caso particular de los alquenos y al quinos no existe un prefijo indicativo ~l gru po funcional. Cuando estn presentes en la molcula como grupos no :=ioritarios se nombran siguiendo las pautas indicadas a continuacin:

Se el ige el grupo prioritario. Se elige la cadena ms larga que contiene el grupo prioritario. Se numera esta cadena asignando a dicho grupo el menor nmero posible. Se compone el nombre base con el prefijo indicativo del nmero de tomos de

carbonos de la cadena seguido de la sigla en o in (segn contenga un 'grupo a1queno o alquino) y finalmente del sufijo indicativo del grupo prioritario.

Se antepone al nombre base el nmero que indica la posicin del enlace doble o triple.

o

o

3-pentenal Br

4-bromo -2 -ci e 1 ohex eno na

Cuando sea necesario indicar la posicin del grupo principal o cuando alquenos alquinos estn presentes en la misma molcula, se interrumpe el nombre indicando

_ pos icin delante de cada sufijo con nmeros y guiones en la forma habitual.

4-hexen-2-ona

CH2=CH-C=C-CH2-C CH

l-hepten-3,6-diino

55

CH2=CH-C==C-CH=CHCH3

1,5-heptadien-3-ino

CH,CH=CH I OH

3-butin-2-o1

APRENDIENDO QUMICA ORGNICA

Ejercicios

Ejercicio l. Nombre los siguientes compuestos:

rH3 TH,CH3 CH3 CH3CH,CHCH,CHCH,~CH3

CH- \ l ' CH3rCH,CH2CH2CrCH,CHCH3

CH3 CH,CH,CH3 J

Ejercicio 2. Nombre el siguiente compuesto y escriba su frmula de esqueleto:

CH3CH2CH2CH2?HCH2CH2CH