ÁCIDOS CARBOXÍLICOS

1. Características físicas

2. Características químicas

3. Nomenclatura

4. Mecanismos de reacción

Ácido carboxílico

Los ácidos carboxílicos se pueden considerar derivados del ácido carbónico por sustitución de un oxhidrilo por un grupo alquilo.

O O || || HO — C –OH R — C — OH

En una molécula puede haber uno, dos o mas grupos carboxílicos ( ácidos mono, di y policarboxílicos, también llamados ácido mono, di, y polibásicos) O

COOH CH3 - CH2 – C CH2 Ácido butanoico OH Ácido propanodioico

COOH

Los Ácidos Carboxilos son muy abundantes en la naturaleza; se les encuentra libres, como sales, amidas y principalmente como ésteres (aceites, grasas, ceras y esencias).

Propiedades químicas

Los cambios químicos en un ácido pueden originar los derivados de ácidos (por sustituciones del grupo carboxilo o de los ácidos sustituidos cuando ocurren cambios en la cadena de alquilo y finalmente la eliminación del grupo carboxilo. O OR – CH2 - C R – C OH OH

La teoría de Lewis, la cual establece que un ácido es cualquier molécula o grupo atómico que puede aceptar un par de electrones y una base o álcali es cualquier molécula o grupo atómico que puede donar un par de electrones.

Las sales de ácidos carboxílicos de mas de cuatro átomos reciben el nombre de jabones.

Los ácidos carboxílicos y sus sales, calentados con cal sodada (CaONaOH), pierden anhídrido carbónico, dando hidrocarburos con un Carbono menos.

Los ácidos carboxílicos reaccionan con con el Pentacloruro de sodio de fosforo (PCl5), o el Tricloruro de Fosforo (PCL3) o el Cloruro de Tionilo (SOCl2) dando Haluros de Acilo, sustancias muy reactivas. O

O R – C R – C OH

Cl Cloruro de Acilo

a)SOCl2b)PC l5c)PCl3

Los ácidos carboxílicos reaccionan con los alcoholes, en presencia de catalizadores (Cloruro de Hidrogeno, Ácido Sulfúrico, Ácido Clorosulfónico, Trifluoruro de Boro) formando esteres CH3 CH3 | |CH3 – CH – COOH CH3 – CH – CO – O –

C2H5

Ácido 2-metil propanoico 2- metilpropanoato de etilo

C2H5OH / cat

Los Ácidos Carboxílicos reaccionan con el Cloro o el Bromo formando ácidos alfa-mono y dihalogenados.En el caso del ácido acético se pueden obtener los tres ácidos halogenados posibles. Br O O |CH3 – CH2 – C CH3 – CH - C CH3 – C - COOH OH | OH | Br Br

Br2/P4/I2/Br2/P4/I2/

PROPIEDADES FÍSICAS

Los tres primeros ácidos alifáticos, es el fórmico, acético y el propiónico, son misibles con el agua en todas proporciones; los demás disminuyen progresivamente su solubilidad al aumentar los átomos de carbono, y a partir del ácido Caprílico (C8) son insolubles en agua.

Los puntos de ebullición de los ácidos orgánicos son mas elevados que los de los alcanos y de derivados monohalogenados del peso molecular parecido.Esto se atribuya a la asociación de las moléculas del ácido (dímeros) mediante enlaces o puentes de hidrogeno.

La densidad de los ácidos carboxílicos es inferior a la del agua y se va aproximando a los hidrocarburos de peso molecular comparable

Los puntos de fusión de los ácidos monocarboxílicos de numero par de átomos de carbono es mayor que el siguiente homólogo con numero non de átomos de carbono

o Son líquidos los ácidos de bajo peso molécular; son sólidos los ácidos grasos de más de 10 carbonos ; los ácidos dicarboxílicos y los aromáticos son sólidos cristalinos.

o Son polareso Forman puentes de hidrógenoo Tienen punto de ebullición elevado.

o Son solubles en agua los ácidos de bajo peso molécular, la solubilidad disminuye al incrementar se la cadena de carbonos.

o Los ácidos de masa molecular baja (hasta ocho átomos de carbono) son líquidos y el resto sólidos.

o Sus puntos de fusión y ebullición crecen al aumentar la masa molecular.

o Los ácidos carboxílicos de cadena lineal se denominan ácidos grasos.

Puntos 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.

Puntos de fusión.

Los ácidos carboxílicos que contienen más de ocho átomos de carbono, por lo general son sólidos, a menos que contengan dobles enlaces. La presencia de dobles enlaces (especialmente dobles enlaces cis) en una cadena larga impide la formación de una red cristalina estable, lo que ocasiona un punto de fusión más bajo.

Los puntos de fusión de los ácidos dicarboxílicos son muy altos. Teniendo dos carboxilos por molécula , las fuerzas de los puentes de hidrógeno son especialmente fuertes en estos diácidos: se necesita una alta temperatura para romper la red de puentes de hidrógeno en el cristal y fundir el diáciderco.

METODOS DE OBTENCIONMétodo de síntesis

Los ácidos carboxílicos se pueden obtener por oxidación de alcoholes primarios o de aldehídos, y aunque estos últimos se oxidan con mayor facilidad, los reactivos y condiciones son similares. Así por oxidación del propanol 1 o del heptaldehído con mezcla del ácido sulfúrico y dicromato de sodio se obtienen el ácido propanoico o el ácido enántico.

OCH3 – CH2 – CH2 – OH CH3 – CH2 – C propanol OH

ácido propanoico

H O CH3 (CH2)5 C CH3 (CH2)5 C

O OH ácido enántico

Na2 Gr2 O7 / H2SO4

Na2 Gr2 O7 / H2SO4

Por hidrólisis ácida o alcalina de los nitrilos (cianuros de alquilo) se forman primero amidas y luego ácidos carboxílicos o sus sales.

O O

R – C N R – C R – C + NH3

NH2 OH

H2O / H (OH)

+H2O / H (OH)

+

NOMENCLATURA

Según la IUPAQ, los ácidos carboxílicos derivan de los hidrocarburos por oxidación de los carbonos primarios y para denominarlos se antepone al nombre del hidrocarburo la palabra ácido y se sustituye la terminación ‘o’ por la terminación ‘oico’. Si hay dos o mas grupos carboxilos se antepone la terminación oico y los prefijos di, tri, tetra, etc.

CH3 – (CH2)10 – COOH ácido dodecanoico

CH3 – (CH2)7 – COOH ácido nonanoico