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Química
Compuestos orgánicos Saturados e Insaturados
Ingeniería en Innovación Agrícola Sustentable
CICLO ESCOLAR 2013 - 2014
¿QUÉ SON?
Un compuesto orgánico saturado es aquel que tiene una cadena de átomos de carbono unidos entre sí por enlaces simples y tiene átomos de hidrógeno ocupando las valencias libres de los otros átomos de carbono. Los alcanos son un ejemplo de compuestos saturados.
Un compuesto no saturado (compuesto insaturado) es un compuesto químico que contiene enlaces carbono-carbono dobles o triples, como los que se encuentran en los alquenos o alquinos, respectivamente.
Precisamente, el número de enlaces dobles y triples de un compuesto nos indica su grado de insaturación.
LAS GRASAS
Los compuestos saturados y no saturados pueden contener también otros grupos funcionales…
Así, también los ácidos grasos se pueden clasificar en saturados o insaturados, según posean sólo enlaces sencillos, o no.
En una cadena de átomos de carbono, como la de un ácido graso, un enlace doble o triple provocará un estrechamiento en la cadena y un cambio en los ángulos. Sus pliegues tienen implicaciones macroestructurales por lo que tendrán diferentes propiedades.
CADENA CARBONADA Es el esqueleto de prácticamente todos los compuestos orgánicos y está formada por un conjunto de varios átomos de carbono, unidos entre sí mediante enlaces covalentes carbono-carbono y a la que se unen o agregan otros átomos como hidrógeno, oxígeno o nitrógeno, formando variadas estructuras, lo que origina infinidad de compuestos diferentes.
http://es.wikipedia.org/wiki/Cadena_carbonada
LAS CADENAS SE DIVIDEN EN:
Lineales sin ramificaciones
Lineales ramificadas
Eicosano, C20H42
Isocetano, C16H34
o 2,2,4,4,6,8,8-heptametilnonano
LAS CADENAS SE DIVIDEN EN:
Cíclicas
Cíclicas ramificadas
Cicloundecano, C11H22
1-metilnaftaleno, C11H10
En ambos casos pueden existir ramificaciones, grupos funcionales o heteroátomos.
Las cadenas lineales en realidad tienen forma de zig-zag, con ángulos próximos a 109°, debido a la estructura tetraédrica del átomo de carbono si tienen enlaces sencillos.
«La presencia de átomos de carbono con enlaces dobles hace que dicho ángulo sea próximo a 120º, con estructura plana e impidiendo el giro o rotación sobre el eje C=C. Es el caso de los alquenos o los ácidos grasos insaturados.»
La presencia de átomos de carbono con enlaces triples C≡C hace que dicho ángulo sea próximo a 180º, con geometría lineal y tramos rectos en la molécula, como en el caso de los alquinos.
En una estructura ramificada, la cadena más larga es la principal.
En esa cadena deben estar los enlaces múltiples y la mayoría de los grupos funcionales o radicales...
Y
¿Qué son los radicales?
RADICALES
Se le llama así a los electrones desapareados, es decir, esos elementos que no tienen su espín compensado por otro electrón de espín opuesto en el mismo átomo. Esos electrones se encuentran solos en un orbital y se dice que están semiocupados.
Ejemplos: El grupo funcional alquilo:
Si separamos un hidrógeno de un metano (CH4) nos quedaría el grupo metilo (CH3-), pero este grupo no puede estar aislado pues en ese caso sería el radical metilo (CH3)
Es la separación de un átomo de hidrógeno de
un hidrocarburo saturado o alcano
CARACTERÍSTICAS DE LOS RADICALES
Tienen existencia independiente, vidas medias muy breves, Se pueden sintetizar en el laboratorio, en la atmósfera por
radiación, y también en los organismos vivos (incluido el cuerpo humano) por el contacto con el oxígeno y actúan alterando las membranas celulares y atacando el material genético de las células, como el ADN.
Los radicales tienen una configuración electrónica de capas abiertas por lo que llevan al menos un electrón desapareado que es muy susceptible de crear un enlace con otro átomo o átomos de una molécula.
Desempeñan una función importante en la combustión, en la polimerización, en la química atmosférica, dentro de las células y en otros procesos químicos.
RADICAL ALQUILO
Es una entidad molecular inestable derivada de un alcano que ha perdido un átomo de hidrógeno y ha quedado con un electrón desapareado o impar.
Si dicho grupo de átomos se encuentra dentro de una molécula mayor y no está formalmente separado de ella, se llama grupo alquilo.
SÍNTESIS
Se forman por ruptura homopolar, generalmente producida por altas temperaturas o por irradiación con luz ultravioleta (fotólisis).
Es muy frecuente su formación en reacciones radicalarias a partir de otros radicales.
Los nombres de estos radicales ciclopropanos se forman cambiando el sufijo - ano del alcano por la terminación -ilo o il
CH4 (Metano) – H -> CH3 – Metil (Metilo) CH3-CH3 (Etano) – H -> CH3-CH2 – Etil (Etilo)
Radical primario Radical secundario Radical terciario
Radical etinilo radical 2º derivadodel 1-bromopropano Radical trifenilmetilo
Radicales centrados en el nitrógeno: como el radical nitrato ·NO3
Radicales centrados en el oxígeno: como el radical hidroxilo ·OH, muy reactivo.
Radicales centrados en átomo de halógeno: como el radical cloro Cl·
Radicales centrados en átomo de metal: como el radical ·SnH3
Según la carga Los radicales pueden ser neutros, aniónicos o catiónicos,
según que no posean carga; o que ésta sea negativa o positiva.
Radical neutro Anión radical Catión radical
Radical metilo (neutro) Anión radical cetilo (efecto de resonancia)
Catión radical formaldehído
EL GRUPO METILO
El grupo metilo forma parte de una «familia» de sustituyentes orgánicos llamados grupos alquilo alquílicos.
Estos siguen un mismo patrón: sólo contienen átomos de carbono e hidrógeno, unidos por enlace covalente sencillo en la serie homóloga
-(CH2)n-H con fórmula molecular:
CnH2n+1 Como son un grupo funcional forman parte de una
molécula mayor, al separarse el grupo metilo de una molécula, se convierte en un radical metilo.
Radical Fórmulasimplificada Fórmula semi-desarrollada
Metilo -CH3 -CH3
Etilo -C2H5 -CH2-CH3
Propilo -C3H7 -CH2-CH2-CH3
Butilo -C4H9 -CH2-CH2-CH2-CH3
Pentilo -C5H11 -CH2-CH2-CH2-CH2-CH3
Hexilo -C6H13 -CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH3
Heptilo -C7H15 -CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH3
Octilo -C8H17 -CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH3
Nonilo -C9H19 -CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH3
Decilo -C10H21 -CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH3
En la tabla que sigue se muestran
Grupo alquilo Estructura Fórmula Cadena y Tipo de alquilo Ejemplo
Butil o butiloCH3-CH2-CH2-CH2-
Cadena linealAlquilo primario
sec-butilCH3-CH-CH2-CH3
Cadena linealAlquilo secundario
2-metilpropiló Isobutil
CH3-CH(CH3)-CH2-
Cadena ramificadaAlquilo primario
ter-butil CH3-C(CH3)-CH3
Cadena ramificadaAlquilo Terciario
Dos grupos derivados del butano, eliminando el H en un carbono primario (n-butil) o secundario (sec-butil); y dos derivados del metilpropano, eliminando el H en un C primario (isopropil) o terciario (ter-butil).
LOS GRUPOS FUNCIONALES Grupo
funcional Símbolo Fórmula Estructura Prefijo Sufijo Ejemplo
Grupo metilo Me -CH3 metil- -metano
Grupo etilo Et -CH2CH3 etil- -etano
Grupo propilon-Pr -CH2CH2CH3 propil- N-propano
i-Pr -CH(CH3)2 isopropil- isopropano
Grupo butilo
_ -CH2CH2CH2CH3 butil- -butano
_ -CH2CH(CH3)2 isobutil- -isobutano
_ -CH(CH3)CH2CH3
sec-butil- _
_ -C(CH3)3 tert-butil- _
Grupo pentilo _-
CH2CH2CH2CH2
CH3
pentil- -pentano
ETILO
El grupo etilo (-C2H5) es un grupo alquilo que resulta de la pérdida de un hidrógeno del etano (C2H6).
La etilación es la introducción en un compuesto de un grupo funcional etilo, lo que origina un nuevo compuesto.
Dependiente de los estados de oxidación de los compuestos involucrados, la etilación puede conllevar un aumento sensible y contundente en la estabilidad molecular de los compuestos resultantes.
METILO
El grupo funcional metilo (CH3-) es el más simple de los grupos alquilo. Es de carácter hidrófobo que consta de un átomo de carbono (C) y tres de hidrógeno (H). Es siempre una parte o fracción, generalmente un sustituyente, dentro de una molécula orgánica mayor. Para esta acepción, ver este mismo artículo.
No confundir con el radical metilo, (CH3), el cual deriva del metano (CH4) por eliminación de un átomo de hidrógeno, posee un electrón desapareado y existe como unidad molecular independiente aunque su vida media sea muy corta.
Fórmula estructural
Fórmulasemidesarrollada
Fórmula abreviada(poco usada) Nombre
CH3- Me-Grupo metilo(nunca existeaislado)
CH3-Cl MeCl Cloruro de metiloo clorometano
CH3-OH MeOH Alcohol metílicoo metanol
CH3-CH(CH3)-CH32-metilpropanoo metilpropano
CH3-CH(CH3)2-CH2-CH3
2,2-dimetilbutano
PRODUCCIÓN DE RADICALES EN SERES VIVOS Los radicales se producen en la respiración con la presencia de oxígeno que aunque es
imprescindible para la vida celular de nuestro organismo, también induce la formación de éstas moléculas reactivas, que provocan a lo largo de la vida efectos negativos para la salud debido a su capacidad de alterar el ADN (los genes), las proteínas y los lípidos o grasas ("oxidación").
En nuestro cuerpo existen células que se renuevan continuamente como las células de la piel del intestino, y el hígado, y otras sin capacidad de renovación como las neuronas. En el transcurso de los años, los radicales libres pueden producir una alteración genética sobre las células que se dividen continuamente contribuyendo a aumentar el riesgo de cáncer por mutaciones genéticas o bien, disminuyen la funcionalidad de las células que no se dividen tanto, disminuyendo el número de mitocondrias, que es característico del envejecimiento.
Las situaciones que aumentan la producción de radicales libres son: La contaminación ambiental. El tabaquismo. Las dietas ricas en grasas. Exposición excesiva a las radiaciones solares. La ingesta de aceites "vegetales" que fueron refinados, ya que estos contienen radicales
libres al ser sometidos a altas temperaturas. El estrés.