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acidos orgánicos
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ACIDOS ORGANICOS
ACIDOS CARBOXILICOS Y ACIDOS GRASOS
INTRODUCCION
• Especies orgánicas de carácter ácido débil, pKa~5.• Grupo funcional “carboxilo” – COOH. • Reacciones:
– Acido base (como ácido)– Sustitución nucleofílica (electrófilo, nucleófilo)
• Formación:– Hidrólisis de derivados catalizada por ácido.– Hidrólisis de derivados promovida por bases.
Sustitución Nucleofílica sobre el Grupo Carbonilo
Reacciones de ácidos carboxílicos y derivados con
nucleófilos
Preparación de anhidridos de ácido
• Se derivan de los ácidos carboxílicos por pérdida de agua.• Muchos en especial los cíclicos (que provienen de ácidos
dicarboxílicos) se pueden preparar por calentamiento del ácido y eliminación del agua.
• El ácido acético puede obtenerse comercialmente según la siguiente reacción:
CH3
O
OH
Tubo de cuarzoporcelana
800°C
CH3
O
CH3
O
O
2 + OH2
• A veces el anhidrido acético se emplea como agente deshidratante.
• Se pueden preparar otros anhidridos de punto de ebullición elevado calentando el ácido con anhidrido acético y eliminando el ácido acético formado
2 CH3(CH2)10COOH + CH3COOCOCH3 6 - 8h
CH3(CH2)10CO
O
CH3(CH2)10CO
+ 2 CH3COOH
ácido dodecanoicop.eb. 225ºC (100 mm)
anhidrido acéticop.eb. 138 ºC
anhidrido dodecanoicop.f. 42 ºC
ácidoo acéticop.eb. 118 ºC
p.f. 44 ºC
Anhidridos cíclicos
• Los anhidridos cíclicos especialmente con un anillo de 5 o 6 miembros se forman muy fácilmente. Considérese el ejemplo del anhidrido maleico
+OH
O
O
OHcalor
O
O
O
H2O1,1,2,2-tetracloroetano
ácido maleico anhidrido maleico89%
destila con elsolvente
• En todas las preparaciones es necesario la eliminación del agua de la mezcla de reacción para obtener rendimientos elevados.
• En la obtención del anhidrido acético el agua se vaporiza por la alta temperatura.
• En la transformación del ácido dodecanoico, el exceso de ácido acético evita la hidrólisis al captar el agua formada.
• En la preparación del anhidrido maleico el agua codestila con el solvente.
Otros métodos de preparación
• Se puede preparar un anhidrido de ácido por reacción de un cloruro de acilo con la sal de un ácido carboxílico.
CH3CHCCl
O
CH3
OCCHCH3
O
CH3
Na+ -+ CH3CHCOCCHCH3
CH3 CH3
O O
+ Na+ Cl-
cloruro de 2-metilpropanoilo
2-metilpropanoatode sodio
anhidrido2-metilpropanoico
Reacciones de los derivados de ácidos carboxílicos con agua como nucleófilo. (Hidrólisis)• Todos los derivados de ácidos carboxílicos reaccionan con
agua dando ácidos carboxílicos.• Los cloruros de ácido y anhidridos de bajo peso molecular
reaccionan rápidamente con el agua.• Estos grupos tienen un buen grupo saliente: el cloruro en los
primeros y el acetato en el anhidrido.
CH3CCl + H2O
O
CH3COH + HCl
O
cloruro de acetilo
CH3COCCH3 + H2O
O O
2 CH3COH
O
anhidrido acético
Hidrólisis de ésteres
• Los ésteres son menos reactivos que los cloruros de acilo y anhidridos.
• Para poder hidrolizar un éster es necesario calentarlo con agua y un ácido o base como catalizador.
• Por ser reversible la reacción es necesario usar un gran exceso de agua para desplazar la reacción hacia los productos.
CH3COCH2CH3 + H2O
O
CH3COH + CH3CH2OH
OH2SO4
acetato de etilo
Hidrólisis básica de ésteres (saponificación)• El mejor ejemplo es la hidrólisis básica de las grasas
animales, calentándolas con agua y una sustancia alcalina.
• Las grasas son ésteres de ácidos de cadena larga y glicerol que dan por hidrólisis el glicerol y tres unidades del carboxilato correspondiente (jabón).
CH2OC(CH2)14CH3
CHOC(CH2)16CH3
O
O
CH2OC(CH2)16CH3
O
NaOH
H2O
CH2OH
CHOH +
CH2OH
CH3(CH2)14CO
O
Na
CH3(CH2)14CO
O
2 Na
Hidrólisis de amidas
• La hidrólisis de amidas a aminas y ácidos carboxílicos es una reacción importante.
• Las proteínas tienen enlaces tipo amida .• La digestión hidroliza las proteínas a aminoácidos en
condiciones suaves debido a la catálisis enzimática.• En el laboratorio se puede hidrolizar la glicilglicilglicina:
H3NCH2CNHCH2CNHCH2COH
O O OHCl 20%
18 - 24 h
Cl H3NCH2COH3
O
Cl
grupo amida
Clorhidrato de glicina