ACIDOS

CARBOXILICOS ,

ESTERES, AMIDAS.

Semana 22 -- 2019Diapositivas con cuadros e imágenes

proporcionados por Licda: Lilian Guzmán

2

Grupo FuncionalLos ácidos carboxílicos tienen el grupo funcional carboxilo que se puede representar de las siguientes maneras:

Posee el grupo carbonilo+ radical hidroxilo →se le denomina : “carboxilo”.

Se les llama ácidos, pues son los más ácidos entre los compuestos orgánicos.

O

-C-OH-CO2H -COOH

3

El nombre ácido carboxílico describe al grupo

funcional de dos maneras:

1. La palabra carboxílico es una contracción de

las palabras carbonilo e hidroxilo, dos

unidades estructurales presentes en el grupo.

2. Se agrega el término ácido, debido a las

propiedades ácidas que presentan ya que

son donadores de H+ ( protones). Son ácidos

débiles por lo tanto cada uno de ellos tiene

una Ka.

Acidez de los ácidos carboxílicos

Los ácidos carboxílicos son ácidos débiles, por lo

tanto su ionización es reversible y poseen una Ka.

Ejemplo : RCOOH ⇄ RCOO - + H +

Ej: CH3COOH ⇄ CH3COO - + H +

Ka = [ CH3COO -] [H+] Ka = 1.8 x 10 -5

[CH3COOH]

Observe en la ecuación en el lado de los productos al ión H + ( H3O

+), característica de las definiciones de ácidos ( Arrhenius, Bronsted-Lowry ).

Note: El Hidrogeno que se disocia es el que se halla en el grupo –COOH, no los que están en el resto de la cadena carbonada.

4

5

Ka de algunos ácidos. Note que al aumentar el número

de carbonos, su Ka disminuye generalmente ( se

hacen menos ácidos)

# C Estructura Ka

1 HCOOH 1.8 x 10 -4

2 CH3COOH 1.8 x 10 -5

3 CH3CH2COOH 1.3 x 10 -5

4 CH3(CH2)2COOH 1.5 x 10 -5

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CLASIFICACION de ácidos carboxílicos

TIPO DE RADICAL

ALIFATICO

AROMATICO

# DE GRUPOS

CARBOXILICO

TRICARBOXILICOS

DICARBOXILICOS

MONOCARBOXILICOS

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TIPO RADICAL Y Fórmula general

ALIFATICO

R-COOH

Posee un

radical alifático

EJEMPLO:

CH3CH2COOH

AROMATICO

ArCOOH

Posee un

radical

aromático

EJEMPLO:

COOH

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NÚMERO DE GRUPOS CARBOXILICOS

MONOCARBOXILICOS

Tienen un solo

grupo

carboxilo

O

CH3COH

DICARBOXILICOS

Tienen 2

grupos

carboxílicos

COOH

CH2

COOH

TRICARBOXILICOS

Tienen 3

grupos

carboxílicos

CH2-COOH

CH –COOH

CH2-COOH

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NOMENCLATURA común. Origen del nombre

# C Estructura Nombre común Origen del nombre

1 HCOOH Acido FORMICO Hormigas ( fórmica)

2 CH3COOH Acido ACETICO Vinagre (acetum)

3 CH3CH2COOH Acido PROPIONICOProtos = primero,

pion=grasa

4 CH3(CH2)2COOH Acido BUTIRICO Mantequilla (butyrum)

5 CH3(CH2)3COOH Acido VALERICO Raíz de valeriana

6 CH3(CH2)4COOH ácido CAPROICO Cabra

7 CH3(CH2)5COOH Acido ENANTICOFlores de una enredadera

( flor de la vid)

8 CH3(CH2)6COOH Acido CAPRILICO Cabra

9 CH3(CH2)7COOH Acido PELARGONICO Pelargonium ( geranio)

10 CH3(CH2)8COOH Acido CAPRICO cabra

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NOMENCLATURA COMUN de los ácidos

carboxílicos sustituidos.

Se ubica la posición de los sustituyentes pormedio de letras griegas. Al carbono a la par delgrupo carboxilo se le asigna la letra α.

C – C – C – C – COOH

EJEMPLO

O

CH3CHCH2C-OH

NO2 Acido - nitrobutírico

Escriba la estructura del ácido α- hidroxivalérico.

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Nomenclatura UIQPA para ácidos

carboxílicos. Reglas.1) Se antepone la palabra ácido y se nombran como

derivados del alcano que los origina, añadiendo la

palabra «ico».

2)Si hay sustituyentes, sus posiciones se dan por

números siendo el carbono carboxílico el número 1.

Ejemplo:

Br o CH3-CH2-CH-CH2-C-OH Nombre: ácido 3-Bromopentanoico

5 4 3 2 1

Escriba estructura del : ácido 4-isopropil-3-nitroheptanoico

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Nombre común Nombre UIQPA Estructura

Acido FORMICO Ácido Metanoíco HCOOH

acido ACETICO Ácido Etanoíco CH3COOH

Acido

PROPIONICOÁcido propanoíco CH3CH2COOH

Acido BUTIRICO Ácido Butanoíco CH3(CH2)2COOH

Acido VALERICO Ácido Pentanoíco CH3(CH2)3COOH

Acido CAPROICO Ácido hexanoíco CH3(CH2)4COOH

Acido enántico Ácido heptanoíco CH3(CH2)5COOH

Acido CAPRILICO Ácido Octanoíco CH3(CH2)6COOH

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Nombre común Nombre UIQPA Estructura

Acido

PELARGONICO

Acido nonanoico CH3(CH2)7COOH

Acido CAPRICO Acido Decanoico CH3(CH2)8COOH

Acido LAURICOAcido Dodecanoico CH3(CH2)10COOH

Acido MIRISTICOAcido

Tetradecanoico

CH3(CH2)12COOH

Acido

PALMITICO

Acido

hexadecanoico

CH3(CH2)14COOH

Acido

ESTEARICO

Acido

octadecanoico

CH3(CH2)16COOH

Acido

ARAQUIDICO

Acido Eicosanoico CH3(CH2)18COOH

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EJEMPLOS, nombres UIQPA y común de ácidos carboxílicos

O

CH3CHCH2CH2C-OH ácido -fenilvalérico

ácido 4-fenilpentanoico

O

CH3CH2CHC-OH UIQPA :____________________

CH3 Común : ___________________

CH3CH2 CHCH2 COOH UIQPA:___________________

OH Común:___________________

Escriba fórmula del ácido -nitrocaproíco y dé

nombre UIQPA

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Acidos dicarboxílicos y tricarboxilicos : poseen 2 ó

3 grupos carboxilicos.

* Participantes del ciclo de Krebs

NOMBRE

COMUNUIQPA FORMULA

ACIDO

OXÁLICO

ACIDO

ETANODIOICO

HOOC-COOH

Dicarboxílico

ACIDO

MALÓNICO*

ACIDO 1,3-

PROPANODIOICO

HOOC-CH2-COOH

Dicarboxilico

ACIDO

SUCCÍNICO *

ACIDO 1,4-

BUTANODIOICO

HOOC-(CH2)2- COOH

Dicarboxílico *

ACIDO

CITRICO*No se verá

COOH

HOOC-CH2CCH2COOH

OH *

Tricarboxilico

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PROPIEDADES FISICAS

▪ Están entre los compuestos orgánicos más polares

▪ Los primeros 9 son líquidos, incoloros y olor

desagradable. Con más de 10 carbonos, son

sólidos cerosos, e inodoros.

▪ Los ácidos de 6C, 8C, 10C ( Caproíco, caprílico y

caprico ) poseen olores a «cabra»

▪ Los que poseen de 1-5 C, son solubles en agua.

▪ Debido a que forman dímeros por puentes de

Hidrogeno, sus puntos de ebullición son más altos

que alcoholes, cetonas y aldehídos de masa

molecular similar.

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Los ácidos carboxílicos existen como

DIMEROS o moléculas dobles en los estados de vapor

y líquidos , esto se atribuye al puente de hidrogeno

intermolecular entre el grupo C=O de una molécula y

el grupo OH de la otra. Esto es una característica

peculiar de éstos compuestos.

Puente de Hidrogeno……..

O - - - H - O

R - C C – R

O – H - - - OPuente de Hidrogeno …………..

Importancia biológica y médica de los

ácidos carboxílicos :A- Forman parte de biomoleculas

importantes:Los ácidos grasos que forman lípidos, son ácidos

carboxílicos.

Ejemplo: Acido Hexadecanoico ( acido palmítico )

CH3 (CH2)14COOH, forma parte de la tripalmitina,

presente en el aceite de palma.

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B-Forman parte del metabolismo:

Ej: el producto de la fermentación láctica:

ácido láctico es un ácido carboxílico

CH3CHCOOH

OH

Nombre UIQPA: ácido 2-propanoico

Nombre común : ácido -hidroxipropionico

Otros ácidos carboxílicos como el ácido

malónico, succínico y cítrico, participan del

ciclo de Krebs

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C- Cuerpos cetónicos formados en la matriz

mitocondrial del hígado principalmente y en menor

proporción en el riñón: son ácidos carboxílicos.

Proporcionan energía al corazón y cerebro, en

determinadas condiciones:

Acido acetoacético:

CH3COCH2COOH

Acido β-hidroxibutirico

CH3CHCH2COOH

OH

UIQPA: acido 3-hidroxibutanoico20

D- Algunos son medicamentos: El ácido

carboxílico, llamado ácido valproico:

Usado para tratamiento de la epilepsia,

trastorno bipolar, demencia por VIH, atrofia

muscular espinal ( enfermedad autosómica

recesiva)

CH3CH2CH2CHCOOH

CH2CH2CH3

Acido 2-propilpentanoico ( UIQPA)

Acido -propilvalérico

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Ejemplos ácidos carboxílicos aromáticos

usados como medicamentos

Acido SALICILICO

O

-COH

OH

Usado para alivio de dolor e

inflamación, causa irritación

grave de la mucosa del

estomago.

acido ACETILSALICILICO

ASPIRINA (ASA)

O

COH

OCCH3

OAnalgésico, antiinflamatorio,

antipirético, irrita la mucosa

gástrica. En dosis pequeñas

previene infartos, pues disminuye la

agregación plaquetaria(menor

riesgo de formar coágulos)

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PROPIEDADES QUIMICASFORMACION DE SALES

REACCIÓN CON NaOH, ES UNA NEUTRALIZACIÓN, SE

FORMA UNA SAL Y AGUA.

Para nombrar las sales se cambia la terminación ICO del

ácido por ATO y se elimina la palabra ácido.

O O

R-C-OH + NaOH R-C-O-Na+ + H2O

O O

CH3-C-OH + NaOH CH3-C-O-Na+ + H2O

Acido etanoico Etanoato de sodio ( la sal)

Ácido acético Acetato de sodio ( la sal)

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REACCIÓN CON Na2CO3,

es una neutralización, se forma la sal del acido carboxílico,

agua y dióxido de carbono. (CO2 ).

Se necesitan 2 moles del ácido carboxílico.

O O

2R-C-OH + Na2CO3 2R-C-O-Na+ + H2O +CO2(g)

O O

2CH3 CH2-C-OH + Na2CO3 2 CH3CH2-C-O-Na+ + H2O +CO2

Ácido propanoico Propanoato de sodio ( la sal)

Acido propiónico Propionato de sodio ( la sal)á

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Reacción con NaHCO3 Es una neutralización, se

produce la sal del ácido carboxílico , dioxido

de carbono(CO2) y agua, reacciona una molécula

del ácido. La manifestación es liberación de gas.

O O

R-C-OH + NaHCO3 R-C-O-Na+ + H2O +CO2(g)

O O

CH3-C-OH + NaHCO3 CH3-C-O-Na+ + H2O +CO2(g)

Acido etanoico Etanoato de sodio ( la sal)

Acido acético Acetato de Sodio ( la sal)

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ESTERIFICACIÓN(Formación de Esteres)

Al calentar un ácido carboxílico y un alcohol en presencia de un

catalizador ácido, ocurre una reacción de esterificación que produce un

ESTER y AGUA. El éster se nombra cambiando la terminación ICO del

ácido por ATO y luego se nombra el radical que proviene del alcohol.

ACIDO CARBOXILICO + ALCOHOL ESTER + AGUAH+

O O

CH3C-OH + CH3CH2OH CH3C-OCH2CH3 + H2OAcido acético alcohol etílico acetato de etilo ( el éster formado)

Acido etanoico Etanol etanoato de etilo ( el éster formado)

O O

R’-C-OH + ROH R’-C-OR + H2OH+, calor

H +, calor

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ESTERES

Los esteres son los derivados mas importantes de los ácidos

carboxílicos.

FORMULA GENERAL

Donde R puede ser un hidrógeno en caso de que el ácido

carboxílico sea el metanoíco ó fórmico ( el más pequeño de

los ácidos carboxílicos, o bién un grupo alquilo o arilo y

donde R’ ( porción proveniente del alcohol) puede ser

alquilo, arilo pero NO hidrógeno, ya que el alcohol más

pequeño posee un radical metilo ( -CH3 ).

O

R-C-OR’R-COO-R’

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NOMENCLATURA

1-Primero se menciona la porción queproviene del ácido. Tanto en nomenclaturacomún como en UIQPA la terminación “ico”del ácido se reemplaza por el sufijo “ato”.

Luego se da el nombre del radicalproveniente del alcohol, terminado en «o»

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FORMULA NOMBRE

COMUN

UIQPA

O

H-C-O-CH3 ( HCOOCH3)Formiato de metilo

Metanoato de

metilo

O

CH3C-O-CH3 (CH3COOCH3 )Acetato de metilo Etanoato de metilo

O

CH3C-OCH2CH3

Acetato de Etilo Etanoato de etilo

O

CH3CH2C-OCH2CH3

Propionato de

etiloPropanoato de etilo

O

CH3CH2CH2C

OCH2CH2CH3

Butirato de n-

propilo

Butanoato de

propilo

_C-OCH2CH3

OBenzoato de etilo --------------------------

CH3C-O-

OAcetato de fenilo Etanoato de fenilo

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PROPIEDADES FISICAS

Poseen puntos de ebullición más altos que los alcanos y

éteres, pero más bajos que alcoholes y ácidos carboxílicos de

masa molecular similar, ya que no forman puentes de

Hidrógeno de forma significativa.

La mayor parte de esteres son líquidos, incoloros, de 1 a 5 C

son solubles en agua.

A diferencia de los ácidos carboxílicos de los cuales se

derivan, los esteres poseen olores agradables.

El aroma de muchas flores y frutos se debe a la presencia de

esteres. Por eso se usan en la fabricación perfumes, de

dulces y bebidas.

Puntos de ebullición de esteres respecto a otras familias:

Alcanos y éteres < esteres < alcoholes < ácidos carboxílicos

Esteres como Saborizantes

ESTRUCTURA NOMBRE SABOR

HCO2CH2CH3 FORMIATO DE ETILO RON

HCOO2CH2CH(CH3)2 FORMIATO DE ISOBUTILO FRAMBUESA

CH3CO2CH2CH2CH(CH3)2 ACETATO DE n-PENTILO BANANO

CH3CO2CH2CH2CH3 ACETATO DE PROPILO PERAS

CH3CO2CH2(CH2)6CH3 ACETATO DE OCTILO NARANJAS

CH3(CH2)2CO2CH3 BUTANOATO DE METILO MANZANA

CH3(CH2)2CO2CH2CH3 BUTANOATO DE ETILO PIÑA

CH3CH2CH2CO2(CH2)4CH3 BUTANOATO DE PENTILO DURAZNO

CO2CH3

NH2

2-AMINOBENZOATO DE

METILOUVA

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Salicilato de Metilo

También llamado esencia

de gaulteria o de Wintergreen

Con olor agradable.

Fármaco de acción balsámica, analgésica y

suavizante.

Se emplea en pomadas,

linimentos, enjuagues bucales, pastas dentales

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O

-C-OCH3

OH

33

AMIDASPueden considerarse como derivados de los ácidos

Función amida

RCONH2

O

R -C – N -

En el nitrógeno pueden haber uno ó

dos grupos alquilo ó arilo

sustituyentes de uno ó los dos

Hidrógenos del grupo amino -NH2

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Clasificación de AMIDAS REPRESENTACIÓN

PRIMARIA ( no posee

sustituyentes solo hidrógenos

en el Nitrógeno) también

conocidas como NO

sustituidas

O H

R-C –N – H

RCONH2

SECUNDARIA : poseen un

sustituyente (R’) en el Nitrógeno y

un Hidrogeno. también se conocen

como monosustituidas)

O R’

R- C –N –H

RCONHR’

TERCIARIA :posee dos

sustituyentes ( R’ R’’) en el

Nitrógeno. No poseen

Hidrógenos en el Nitrógeno.

También conocidas como

disustituidas)

O R’

R-C –N –R”

RCONR’R’’

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NOMENCLATURA

Las amidas se nombran como derivados de los

ácidos carboxílicos.

◼ Las terminaciones ico del nombre común o la

terminación oico del nombre UIQPA se reemplaza

por el sufijo amida.

◼ Los radicales unidos al nitrógeno se mencionan

en orden alfabético precedidos de la letra “N” para

indicar que están como sustituyentes en el

Nitrógeno y no en el carbono . Ejemplos

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FORMULA NOMBRE COMUN NOMBRE UIQPA

H-C-NH2

OFORMAMIDA METANAMIDA

CH3-C-NH2

OACETAMIDA ETANAMIDA

CH3CH2-C-NH2

O PROPIONAMIDA PROPANAMIDA

CH3CH2CH2-C-NH2

OBUTIRAMIDA BUTANAMIDA

-C-NH2

OBENZAMIDA

Fenilmetanamida

CH3C-N- -OH

O HACETAMINOFEN

N-p-HIDROXIFENIL

ETANAMIDA

CH3CH2C-N-CH3

O CH3

N,N-DIMETIL

PROPIONAMIDAN,N-DIMETILPROPANAMIDA

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ESTRUCTURANombre UIQPA

Nombre Común

O

CH3CHCH2-C-NH2

3-FENILBUTANAMIDA

-FENILBUTIRAMIDA

(amida primaria : no sustituida)

O

CH3C-N-H

CH3

N-METILETANAMIDA

N-METILACETAMIDA

(amida secundaria: monosustituida)

CH3-C-N-CH2CH3

O CH3

N-etil-N-metiletanamida

N-etil-N-metilacetamida

(amida terciaria: disustituida)

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Importancia del Enlace Amida

Enlace Amida:

se denomina al enlace Carbonilo-nitrógeno

Presente en las proteínas y péptidos. Y otras

biomoléculas. La unión entre aminoácidos en la

cadena peptídica de las proteínas es a través de

enlaces amida ( enlaces peptídicos).

O

- C - N-

Enlace Amida

Propiedades físicas de las amidas

La amida de un carbono : formamida (metanamida),

es líquida todas las demás son sólidas.

Son inodoras, incoloras.

Las menores son solubles en agua.

Poseen puntos de ebullición anormalmente altos, debido a la

polaridad del grupo amida, por lo tanto forman atracciones

dipolares y además puentes de hidrogeno, debido al grupo

amino. – NH2.

Las amidas terciarias no poseen Hidrogeno, por eso NO

forman puentes de Hidrogeno.

Puntos de ebullición en las Amidas:

Primarias > Secundarias > Terciarias39

Ejercicios: De la estructura y clasifique a los siguientes

compuestos como Ester, o Amidas ( 1ª, 2ª, 3ª )

a) Valerato de isopropilo. b) Benzoato de etilo

c) N,N-dietilbutiramida Cuál es el nombre UIQPA.

d) Que acido carboxílico y que alcohol, origina al siguiente éster

Butanoato de sec-butilo.

Leer Químicas y salud, indicadas en el documento: Macro y Microcontenidos.

Complete el siguiente cuadro: Se procede a la

hidrolisis de derivados de ácidos carboxílicos

Obteniendose los siguientes productos:

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Productos de

Hidrolisis

Compuesto

original:

Ester / Amida

Nombre del éster

o amida original

Formula del

éster o amida

original

Acido pentanoico

y 1-pentanol

Acido caprico y

etilmetil amina.

Algunas amidas de importancia en la salud

y medicina.

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Nombre Importancia

Urea

Producto final del metabolismo de las proteínas en el

organismo, es la forma como elimina nuestro organismo

el Nitrógeno proveniente de las proteínas.

Acetaminofén y

Fenacetin

Componentes del TYLENOL , fármaco que reduce la

fiebre y el dolor, pero con poco efecto antiinflamatorio.

Fenobarbital,

Pentobarbital y

secobarbital

Amidas cíclicas del ácido barbitúrico, en dosis

pequeñas son sedantes y en dosis mayores inductores

del sueño. Forman hábito.

Meprobamato y

diazepan

Actúan como sedantes, tranquilizantes e inductores del

sueño.

Haga los siguientes ejercicios pagina 590:

15.33 , 15.35, 15.57. Respuestas pág.. 592

43