QUÍMICA INDUSTRIAL 2008 ACIDOS CARBOXILICOS

QUE SON LOS ACIDOS CARBOXILICOS? Los Ácidos carboxílicos son derivados de hidrocarbonados que contienen grupo carboxilo. Los ácidos carboxílicos se clasifican de acuerdo con el sustituyente unido al grupo carboxilo alquilo o arilo (alifático o aromático) QUÍMICA INDUSTRIAL 2008

Los Ácidos carboxílicos son derivados de hidrocarbonados que contienen grupo carboxilo.

Los ácidos carboxílicos se clasifican

de acuerdo con el sustituyente unido

al grupo carboxilo alquilo o arilo

(alifático o aromático)

PROPIEDADES FISICAS: Punto de ebullición : Los ácidos carboxílicos hierven a temperaturas muy superiores que los alcoholes, cetonas o aldehídos de pesos moleculares semejantes. Los puntos de ebullición de los ácidos carboxílicos son el resultado de la formación de un dímero estable con puentes de hidrógeno. QUÍMICA INDUSTRIAL 2008 Solubilidad : Sus estructuras hacen suponer que los ácidos carboxílicos son moléculas polares, y al igual que los alcoholes pueden formar puentes de hidrógeno entre sí y con otros tipos de moléculas.Por consiguiente, los ácidos carboxílicos se comportan de forma similar a los alcoholes en cuanto a sus solubilidades: Los primeros son miscibles con agua, el ácido de cinco carbonos es parcialmente soluble y los superiores son virtualmente insolubles.

Punto de ebullición :

Los ácidos carboxílicos hierven a temperaturas muy superiores que los alcoholes, cetonas o aldehídos de pesos moleculares semejantes. Los puntos de ebullición de los ácidos carboxílicos son el resultado de la formación de un dímero estable con puentes de hidrógeno.

Solubilidad : Sus estructuras hacen suponer que los ácidos carboxílicos son moléculas polares, y al igual que los alcoholes pueden formar puentes de hidrógeno entre sí y con otros tipos de moléculas.Por consiguiente, los ácidos carboxílicos se comportan de forma similar a los alcoholes en cuanto a sus solubilidades: Los primeros son miscibles con agua, el ácido de cinco carbonos es parcialmente soluble y los superiores son virtualmente insolubles.

QUÍMICA INDUSTRIAL 2008 PROPIEDADES FISICAS: No cabe duda de que la solubilidad en agua se debe a los puentes de hidrógeno entre el ácido carboxílico y el agua. El ácido aromático más simple, el benzoico, contiene demasiados átomos de carbono como para tener una solubilidad apreciable en agua. Los ácidos carboxílicos son solubles en disolventes orgánicos menos polares, como éter, alcohol, benceno, etc. Los olores de los ácidos alifáticos inferiores progresan desde los fuertes e irritantes del fórmico y acético, hasta los abiertamente desagradables del butírico, valeriánico y caproico. Los ácidos superiores tienen muy poco olor debido a sus bajas volatilidades.

QUÍMICA INDUSTRIAL 2008 ACIDOS CARBOXILICOS MAS COMUNES

QUÍMICA INDUSTRIAL 2008 ACIDOS CARBOXILICOS MAS COMUNES

QUÍMICA INDUSTRIAL 2008 ÁCIDOS DICARBOXÍLICOS Nombre común Nombre IUPAC Fórmula química Fórmula estructural Ácido oxálico Ácido etanodioico HOOC-COOH Ácido malónico Ácido propanodio HOOC-(CH 2 )-COOH Ácido succínico Ácido butanodioico HOOC-(CH 2 ) 2 -COOH Ácido glutárico Ácido pentanodioico HOOC-(CH 2 ) 3 -COOH Ácido adípico Ácido hexanodioico HOOC-(CH 2 ) 4 -COOH

QUÍMICA INDUSTRIAL 2008 NOMENCLATURA Los nombres de los ácidos carboxílicos se designan según la fuente natural de la que inicialmente se aislaron. Nombres y fuentes naturales de ácidos carboxílicos. En el sistema IUPAC los nombres de los ácidos carboxílicos se forman reemplazando la terminación “o” de los alcanos por “ oico ” , y anteponiendo la palabra ácido. Estructura Nombre IUPAC Nombre común Fuente natural HCOOH Ácido metan oico Ácido fórm ico Procede de la destilación destructiva de hormigas (fórmica es hormiga en latín) CH3COOH Ácido etan oico Ácido acét ico Vinagre (acetum es vinagre en latín) CH3CH2COOH Ácido propan oico Ácido propión ico Producción de lácteos (pion es grasa en griego) CH3CH2CH2COOH Ácido butan oico Ácido butír ico Mantequilla (butyrum, mantequilla en latín) CH3(CH2)3COOH Ácido pentan oico Ácido valér ico Raíz de valeriana CH3(CH2)4COOH Ácido hexan oico Ácido capro ico Olor de cabeza (caper, cabeza en latín)

En el sistema IUPAC los nombres de los ácidos carboxílicos se forman reemplazando la terminación “o” de los alcanos por “ oico ” , y anteponiendo la palabra ácido.

QUÍMICA INDUSTRIAL 2008 El esqueleto de los ácidos alcanoicos se enumera asignando el N° 1 al carbono carboxílico y continuando por la cadena más larga que incluya el grupo COOH. Ejemplo: BrCH2CH2COOH CH2=CHCOOH Ácido 3-bromopropan oico Ácido 2-propen oico

El esqueleto de los ácidos alcanoicos se enumera asignando el N° 1 al carbono carboxílico y continuando por la cadena más larga que incluya el grupo COOH.

Ejemplo:

QUÍMICA INDUSTRIAL 2008 En los ácidos carboxílicos poli sustituidos, la cadena principal se escoge de forma que incluya tantos grupos funcionales como sea posible: Ejemplo: Ácido 2,4,6-tribromobenz oico Ácido p-aminobenzoico

En los ácidos carboxílicos poli sustituidos, la cadena principal se escoge de forma que incluya tantos grupos funcionales como sea posible:

Ejemplo:

QUÍMICA INDUSTRIAL 2008 ACIDO SALICILICO ACIDO BENZ OICO Se ilustra a continuación los nombres sistemáticos y comunes de algunos ácidos carboxílicos: HCOOH ÁCIDO METAN OICO ACIDO FORMICO CH3COOH CH3CH2COOH ACIDO ETAN OICO ACIDO ACETICO ACIDO PROPAN OICO ACIDO PROPIONICO CH3CHBrCOOH ACIDO 2-BROMOPROPAN OICO ACIDO α − BROMOPROPIONICO

Se ilustra a continuación los nombres sistemáticos

y comunes de algunos ácidos carboxílicos:

QUÍMICA INDUSTRIAL 2008 PROPIEDADES QUÌMICAS Acidez: La reacción más característica de los ácidos carboxílicos es su ionización. Esta ionización se atribuye al desplazamiento electrónico a lo largo del doble enlace del grupo carbonilo hacia el átomo de oxígeno, dejando una carga positiva parcial sobre el átomo de carbono, provocando un desplazamiento inductivo a lo largo de los enlaces C - O y O - H, en sentido opuesto al átomo de hidrógeno, que puede ser extraído por interacción con una base. Por otra parte, el anión producido por la pérdida de un protón es un híbrido de resonancia de dos estructuras canónicas. La deslocalización de la carga estabiliza el anión, por lo que este puede formarse con mayor facilidad Ácidos Carboxílicos.

Acidez:

La reacción más característica de los ácidos carboxílicos es su ionización.

Esta ionización se atribuye al desplazamiento electrónico a lo largo del doble enlace del grupo carbonilo hacia el átomo de oxígeno, dejando una carga positiva parcial sobre el átomo de carbono, provocando un desplazamiento inductivo a lo largo de los enlaces C - O y O - H, en sentido opuesto al átomo de hidrógeno, que puede ser extraído por interacción con una base. Por otra parte, el anión producido por la pérdida de un protón es un híbrido de resonancia de dos estructuras canónicas. La deslocalización de la carga estabiliza el anión, por lo que este puede formarse con mayor facilidad Ácidos Carboxílicos.

QUÍMICA INDUSTRIAL 2008 Síntesis y empleo de cloruros de ácilo: Los mejores reactivos para convertir los ácidos carboxílicos en cloruros de ácilo son el cloruro de tionilo (SOCl2) y el cloruro de oxalilo (COCl)2, porque forman subproductos gaseosos que no contaminan al producto. El cloruro de oxalilo es muy fácil de emplear porque hierve a 62ºC y se evapora de la mezcla de reacción

Síntesis y empleo de cloruros de ácilo:

Los mejores reactivos para convertir los ácidos carboxílicos en cloruros de ácilo son el cloruro de tionilo (SOCl2) y el cloruro de oxalilo (COCl)2, porque forman subproductos gaseosos que no contaminan al producto. El cloruro de oxalilo es muy fácil de emplear porque hierve a 62ºC y se evapora de la mezcla de reacción

QUÍMICA INDUSTRIAL 2008 Condensación de los ácidos con los alcoholes. Esterificación de Fischer. Los ácidos carboxílicos se convierten directamente en ésteres mediante la esterificación de Fischer, al reaccionar con un alcohol con catálisis ácida.

Condensación de los ácidos con los alcoholes. Esterificación de Fischer.

Los ácidos carboxílicos se convierten directamente en ésteres mediante la esterificación de Fischer, al reaccionar con un alcohol con catálisis ácida.

QUÍMICA INDUSTRIAL 2008 Reducción de los ácidos carboxílicos: El hidruro de litio y aluminio (LiAlH4) reduce los ácidos carboxílicos para formar alcoholes primarios. El aldehído es un intermediario en esta reacción, pero no se puede ailar porque se reduce con mayor facilidad que el ácido original.

Reducción de los ácidos carboxílicos:

El hidruro de litio y aluminio (LiAlH4) reduce los ácidos carboxílicos para formar alcoholes primarios. El aldehído es un intermediario en esta reacción, pero no se puede ailar porque se reduce con mayor facilidad que el ácido original.

QUÍMICA INDUSTRIAL 2008 Alquilación de los ácidos carboxílicos para formar cetonas: Un método general para prepara cetonas es la reacción de un ácido carboxílico con 2 equivalentes de un reactivo de organolitio.

Alquilación de los ácidos carboxílicos para formar cetonas:

Un método general para prepara cetonas es la reacción de un ácido carboxílico con 2 equivalentes de un reactivo de organolitio.

QUÍMICA INDUSTRIAL 2008 Descarboxilación de los radicales carboxilato: Los ácidos carboxílicos se pueden convertir en halogenuros de alquilo con pérdida de un átomo de carbono mediante la reacción de Hunsdiecker.

Descarboxilación de los radicales carboxilato:

Los ácidos carboxílicos se pueden convertir en halogenuros de alquilo con pérdida de un átomo de carbono mediante la reacción de Hunsdiecker.

QUÍMICA INDUSTRIAL 2008 S Í NTESIS DE LOS ACIDOS CARBOXILICOS: Oxidación de alcoholes y aldehídos: Los alcoholes o aldehídos primarios se oxidan normalmente para producir los ácidos empleando ácido crómico. El permanganato de potasio se emplea en ocasiones pero con frecuencia sus rendimientos son inferiores.

Oxidación de alcoholes y aldehídos:

Los alcoholes o aldehídos primarios se oxidan normalmente para producir los ácidos empleando ácido crómico. El permanganato de potasio se emplea en ocasiones pero con frecuencia sus rendimientos son inferiores.

QUÍMICA INDUSTRIAL 2008 Ruptura oxidativa de alquenos y alquinos : El permanganato de potasio reacciona con los alquenos para dar glicoles. Las soluciones calientes y concentradas de permanganato de potasio oxidan más los glicoles, rompiendo el enlace carbono-carbono central. Dependiendo de la sustitución del doble enlace original, se podrán obtener cetonas o ácidos . La ozonólisis o una oxidación vigorosa con permanganato rompe el triple enlace de los alquinos dando ácidos carboxílicos.

Ruptura oxidativa de alquenos y alquinos :

El permanganato de potasio reacciona con los alquenos para dar glicoles. Las soluciones calientes y concentradas de permanganato de potasio oxidan más los glicoles, rompiendo el enlace carbono-carbono central. Dependiendo de la sustitución del doble enlace original, se podrán obtener cetonas o ácidos .

Carboxilación de reactivos de Grignard : El dióxido de carbono se agrega a los reactivos de Grignard para formar las sales de magnesio de los ácidos carboxílicos. La adición de ácido diluido protona las sales de magnesio para dar ácidos carboxílicos. Este método es útil porque convierte un grupo funcional halogenuro en un grupo funcional ácido carboxílico, agregando un átomo de carbono en el proceso. QUÍMICA INDUSTRIAL 2008

Carboxilación de reactivos de Grignard :

El dióxido de carbono se agrega a los reactivos de Grignard para formar las sales de magnesio de los ácidos carboxílicos. La adición de ácido diluido protona las sales de magnesio para dar ácidos carboxílicos. Este método es útil porque convierte un grupo funcional halogenuro en un grupo funcional ácido carboxílico, agregando un átomo de carbono en el proceso.

QUÍMICA INDUSTRIAL 2008 Formación de hidrólisis de nitrilos: Para convertir un halogenuro de alquilo en ácido carboxílico con un átomo de carbono adicional es desplazar al halogenuro con cianuro de sodio. El producto es un nitrilo con un ácido carboxílico más .

Formación de hidrólisis de nitrilos:

Para convertir un halogenuro de alquilo en ácido carboxílico con un átomo de carbono adicional es desplazar al halogenuro con cianuro de sodio. El producto es un nitrilo con un ácido carboxílico más .

QUÍMICA INDUSTRIAL 2008 PRUEBAS DE IDENTIFICACÍON DE ÁCIDOS CARBOXILICOS. Son compuestos orgánicos que se caracterizan por tener el grupo funcional CARBOXILO (-COOH).Para el reconocimiento de los ácidos carboxílicos los ensayos con bicarbonato de sodio e indicadores, son muy útiles pues permiten establecer el carácter ácido de la sustancia analizada. Ensayo con bicarbonato de sodio: El bicarbonato de sodio es una base débil por lo tanto reacciona con ácidos relativamente fuertes; esto se observa por el desprendimiento de una gas (CO2). Esta prueba sirve para distinguir los ácidos relativamente fuertes de los ácidos más débiles.

Ensayo con bicarbonato de sodio:

El bicarbonato de sodio es una base débil por lo tanto reacciona con ácidos relativamente fuertes; esto se observa por el desprendimiento de una gas (CO2). Esta prueba sirve para distinguir los ácidos relativamente fuertes de los ácidos más débiles.

QUÍMICA INDUSTRIAL 2008 Ensayo de yoduro-yodato: Esta prueba se basa en la siguiente reacción que en medio débilmente ácido, ocurre rápidamente liberando yodo el cual se detecta fácilmente con almidón. (IO 3 ) - + 5I - + 6H + 3I 2 + 3H 2 O Ensayo con indicadores: Con el papel tornasol se observa si la solución es ácida o básica; con el papel indicador universal se puede hallar el pH aproximado de la solución de la sustancia; y con el indicador rojo congo se observa si el pH de la solución es menor a 4,8 (color azul) o mayor de 4,8 (color rojo).

Ensayo de yoduro-yodato:

Esta prueba se basa en la siguiente reacción que en medio débilmente ácido, ocurre rápidamente liberando yodo el cual se detecta fácilmente con almidón.

(IO 3 ) - + 5I - + 6H + 3I 2 + 3H 2 O

Ensayo con indicadores:

Con el papel tornasol se observa si la solución es ácida o básica; con el papel indicador universal se puede hallar el pH aproximado de la solución de la sustancia; y con el indicador rojo congo se observa si el pH de la solución es menor a 4,8 (color azul) o mayor de 4,8 (color rojo).

CICLO KREBS

QUÍMICA INDUSTRIAL 2008 USOS DE LOS ACIDOS CARBOXILICOS El Acido Metanoico o Formico es el veneno de las hormigas. El Acido Butanoico o Butirico es propio de las mantequillas y le confiere ese sabor. El Acido Etanoico o acetico el vinagre. El Acido Propanoico o Propionico es fermentador. Acido Pentanoico o Acido Valerianico es la sustancia activa de la valeriana que es buena medicina para los nervios. El Acido Tricarboxilico: Vitamina C.

El Acido Metanoico o Formico es el veneno de las hormigas.

El Acido Butanoico o Butirico es propio de las mantequillas y le confiere ese sabor.

El Acido Etanoico o acetico el vinagre.

El Acido Propanoico o Propionico es fermentador.

Acido Pentanoico o Acido Valerianico es la sustancia activa de la valeriana que es buena medicina para los nervios.

El Acido Tricarboxilico: Vitamina C.

QUÍMICA INDUSTRIAL 2008 GRACIAS POR SU ATENCION DIANA PACANCHIQUE EDWIN OTERO MILENA RODRIGUEZ