Grupos Funcionales

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GRUPOS FUNCIONALES

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En química orgánica, el grupo funcional es un conjunto de estructuras submoleculares, caracterizadas por una conectividad y composición elemental específica que confiere reactividad química específica a la molécula que los contiene. Estas estructuras reemplazan a los átomos de hidrógeno perdidos por las cadenas hidrocarbonadas saturadas. Los grupos alifáticos, o de cadena abierta, suelen ser representados genéricamente por R (radicales alquílicos), mientras que los aromáticos, o derivados del benceno, son representados por Ar (radicales arílicos).

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GRUPOS

FUNCIONALES

Page 2: Grupos Funcionales

Un “grupo funcional” es un átomo o conjunto de átomos que le confieren a la molécula características específicas.

Todas las moléculas que presenten un mismo “grupo funcional”, actuarán químicamente de manera similar.

Page 3: Grupos Funcionales

FUNCIONES

OXIGENADAS

Alcohol

Aldehído

Cetona

Ácidos Carboxílicos

Éter

Éster

Anhídrido

GRUPOS FUNCIONALES

Page 4: Grupos Funcionales

FUNCIONES

NITROGENADAS

Amina

Amida

Nitrilo

Page 5: Grupos Funcionales

ALCOHOLES

Se obtienen por oxidación de hidrocarburos alifáticos.

Nomenclatura: se cambia el sufijo “ANO” por “OL”

Ejemplos

CH3 OH Etanol

CH3 CH2 OH Metanol

Page 6: Grupos Funcionales

Según la posición del grupo alcohol se clasifican en:

Alcoholes primarios

Alcoholes secundarios

Alcoholes terciarios

Según la cantidad de grupos alcoholes se clasifican en:

Monoles

Dioles

Polioles

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PROPIEDADES FÍSICAS

Los alcoholes de hasta 11 átomos de C son líquidos a temperatura ambiente (desde los butanoles y hasta los decanoles, son mas viscosos).

Los alcoholes forman puente de hidrogeno con el agua. Los de bajo peso molecular son totalmente solubles en ella. A medida que crece la cadena alifática, decrece la solubilidad de los alcoholes en agua y aumenta en solventes orgánicos (apolares)

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OXIDACIÓN

Alcohol 1º aldehído

Alcohol 2º cetona

Alcohol 3º gral. no se oxidan

Page 9: Grupos Funcionales

Alcoholes aromáticos:

Presentan un grupo benceno en su molécula

Fenoles:

Son aquellos en que un átomo de hidrogeno del anillo bencénico fue reemplazado por un grupo “OH”

Page 10: Grupos Funcionales

EJEMPLOS

FENOL ALCOHOL BENCILICO

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ALDEHIDOS Y CETONAS

Son moléculas que presentan en su estructura al “Grupo Carbonilo”

C O

Page 12: Grupos Funcionales

Aldehídos:

Contienen un grupo alquilo y un H unidos al grupo carbonilo

R C O

H

Cetonas:

Tienen 2 grupos alquilo unido al grupo carbonilo

R C R

O

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NOMENCLATURA

ALDEHIDOS:

Se reemplaza la “O” final del alcano por la terminación “al”

Ejemplos: etanal

CH3C O

H

CETONAS:

Se reemplaza la “O” final del alcano por “ONA”, y se indica con un número la ubicación de la función cetona.

Ejemplo: 2-butanona

CH3 C CH2CH3

O

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Reacciones químicas

Los aldehídos se oxidan a ácidos carboxílicos

Las cetonas no se oxidan con facilidad

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PROPIEDAES FISICAS

Con los pares de electrones no compartidos, forman puentes de hidrogeno con compuestos que tengan enlaces OH o NH, y debido a esto, los aldehídos y las cetonas son buenos solventes de sustancias polares como los alcoholes. También son muy solubles en agua

Page 17: Grupos Funcionales

ACIDOS CARBOXILICOS

Son aquellos que contienen el grupo funcional “Carboxilo”

C O

OH

Page 19: Grupos Funcionales

Nomenclatura:

Emplea el nombre del alcano que corresponde a la cadena mas larga que incluye al grupo ácido. Ejemplos:

Metanoico HCOOH

Etanoico CH3COOH

Propanoico CH3CH2COOH

Butanoico CH3CH2CH2COOH

Pentanoico CH3CH2CH2CH2COOH

Page 20: Grupos Funcionales

También presentan nombres comunes.

Fórmico HCOOH (Metanoico)

Acético CH3COOH (Etanoico)

Propiónico CH3CH2COOH (Propanoico)

Acrílico H2C CH COOH

Oleico CH3(CH2)7CH CH (CH2)7 COOH

Page 21: Grupos Funcionales

PROPIEDADES

Los ácidos carboxílicos forman puentes de hidrogeno con el agua y los de muy bajo peso molecular (hasta 4 átomos de C) son solubles en ella.

A medida que aumenta la longitud de la cadena, disminuye la solubilidad en agua

Son clasificados como ácidos débiles

Page 22: Grupos Funcionales

ÉSTERES

Son derivados de ácidos carboxílicos

R C O R

O

El Grupo “OR” sustituye al grupo “OH” del ácido

Page 23: Grupos Funcionales

NOMENCLATURA

Los nombres de los esteres consisten en 3 palabras: la 1º deriva del acido carboxílico, en donde la terminación “ico” se sustituye por “ato”, la 2º es “de” y la 3º deriva del grupo alquilo del alcohol

Ejemplo:

CH3CH2 O C CH3 Etanoato de etilo

O Acetato de etilo

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ANHÍDRIDOS

Son derivados de Ácidos Carboxílicos, formados por la unión de dos moléculas de acido carboxílico que al reaccionar pierden una molécula de agua

R C O C R

O O

Page 25: Grupos Funcionales

NOMENCLATURA

Se cambia la palabra “ácido” por “anhídrido”

Ejemplo: CH3 C O C CH3

O O

Anhídrido Acético o Anhídrido Etanoico

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ANHIDRIDOS MEZCLADOS

Se emplean los nombres de los ácidos de los cuales provienen

Ejemplo:

CH3 C O C H

O O Anhídrido etanoico metanoico Anhídrido acético fórmico

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PROPIEDADES FISICAS DE LOS

DERIVADOS DE ACIDOS

Son solubles en compuestos orgánicos.

Muchos ésteres, amidas y nitrilos de bajo peso molecular, son algo solubles en agua.

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ÉTERES

• Son compuestos de fórmula :

R O R^

• Provienen de la reacción de un alcohol con agua

• Son solventes muy polares

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NOMENCLATURA :

Se emplea el grupo alquilo mas complejo como el compuesto base y el resto como grupo alcoxhido, o bien , con el nombre de los 2 grupos alquilo enlazados, seguidos de la palabra “éter”

Ejemplo:

CH3 O CH2 CH3

Metoxietano o Etil metil éter

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FUNCIONES NITROGENADAS

AMIDAS

NITRILOS

AMINAS

R C NH2

O

R C N

R NH2

Page 31: Grupos Funcionales

Amidas: provienen de la reacción de un ácido carboxílico con NH3

Aminas: provienen de la reacción de alcoholes con NH3

Nitrilos : se obtienen de la deshidratación de aminas primarias

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AMINAS

Se obtienen por condensación de alcoholes con amoniaco

Se clasifican según la cantidad de grupos alquilo: en aminas primarias, secundarias y terciarias.

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Aminas Primarias

Aminas Secundarias

Aminas Terciarias

R NH2

R N H

R

R N R

R

Page 34: Grupos Funcionales

PROPIEDADES FISICAS

Forman puentes de hidrogeno con alcoholes, por lo tanto son muy solubles en ellos.

Las aminas de bajo peso molecular (hasta 6 Carbonos) son bastante solubles en agua, al formar puentes de hidrogeno también.

Page 35: Grupos Funcionales

Nomenclatura

Se mencionan primero los grupos alquilo, seguidos del sufijo “amina”

Ejemplo:

CH3 CH2 NH2

Etil amina

Existen también nombres comunes como “anilina”, “piridina”, etc.

Page 36: Grupos Funcionales

HETEROCICLOS

Son compuestos orgánicos cíclicos que contienen átomos de Nitrógeno incorporados al ciclo

Page 37: Grupos Funcionales

FURANOPIRIDINA

INDOL

Page 38: Grupos Funcionales

PURINAPIRIMIDINA