ÁCIDOS CARBOXÍLICOS, ESTERES, AMIDAS.

ÁCIDOS

CARBOXÍLICOS ,

ESTERES, AMIDAS.

Semana 22 - 2021

Diapositivas con imágenes y cuadros cortesía de la Licda. Lilian Guzmán

Ácidos Carboxílicos

Estos ácidos tienen el grupo funcional

carboxilo (carbonilo + radical hidroxilo) que se puede representar de las siguientes

maneras:

O

-C-OH -CO₂H -COOH

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: CH

COOH ⇄ CH

COO

+ 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.

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

Clasificación de ácidos carboxílicos

TIPO DE RADICAL

ALIFATICO

AROMATICO

# DE GRUPOS CARBOXILICO

TRICARBOXILICOS DICARBOXILICOS MONOCARBOXILICOS

Por tipo de radical:

ALIFATICO R-COOH

Posee un radical alifático

EJEMPLO:

CH₃CH₂COOH

AROMATICO ArCOOH

Posee un radical aromático

EJEMPLO:

COOH

POR 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

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 PROPIONICO Protos = 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 ENANTICO Flores 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

Nomenclatura común de los ácidos carboxílicos sustituidos.

Se ubi

ca la posición de los sustituyentes por medio de letras griegas. Al carbono después del grupo carboxilo se le asigna la letra α y así susesivamente.

C – C – C – C – COOH    

EJEMPLO

   O

CH₃CHCH₂C-OH

NO2 Acido  - nitrobutírico

Nomenclatura UIQPA para ácidos carboxílicos.

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.(este nùmero no debe indicarse en el nombre)

Ejemplo:

o

5 4 3 2 1

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

Nombre común Nombre UIQPA Estructura No. De Carbonos Acido

FORMICO

Ácido Metanoíco HCOOH 1

acido ACETICO

Ácido Etanoíco CH₃COOH 2 Acido

PROPIONICO

Ácido propanoíco CH₃CH₂COOH 3

Acido BUTIRICO

Ácido Butanoíco CH₃(CH₂)₂COOH ⁴

Acido VALERICO

Ácido Pentanoíco CH₃(CH₂)₃COOH 5

Acido

CAPROICO

Ácido hexanoíco CH₃(CH₂)₄COOH 6 Acido enántico Ácido heptanoíco CH₃(CH₂)₅COOH 7 Acido

CAPRILICO

Ácido Octanoíco CH₃(CH₂)₆COOH 8

Comparación de nomenclatura común y UIQPA

Nombre común Nombre UIQPA Estructura

No. De Carbonos Acido

PELARGONICO

Acido nonanoico CH₃(CH₂)₇COOH 9

Acido CAPRICO Acido Decanoico CH₃(CH₂)₈COOH 10

Acido LAURICO

Acido Dodecanoico CH₃(CH₂)₁₀COOH 12

Acido

MIRISTICO

Acido

Tetradecanoico

CH₃(CH₂)₁₂COOH 14

Acido

PALMITICO

Acido

hexadecanoico

CH₃(CH₂)₁₄COOH 16

Acido

ESTEARICO

Acido

octadecanoico

CH₃(CH₂)₁₆COOH 18

Acido

ARAQUIDICO

Acido Eicosanoico CH₃(CH₂)₁₈COOH 20

Ejemplo de nombres UIQPA y común de ácidos carboxílicos

O

CH

CHCH

CH

C-OH ácido  -fenilvalérico

ácido 4-fenilpentanoico

O

CH

CH

CHC-OH UIQPA :____________________

CH

Común : ___________________

CH

CH

CHCH

COOH

OH

Ejemplo de ácidos dicarboxilicos y tricarboxilicos

CLASIFICACIÓN

DICARBOXILICO

DICARBOXILICO

DICARBOXILICO

DICARBOXILICO

DICARBOXILICO

DICARBOXILICO

TRICARBOXILICO

Otros ácidos carboxílicos importantes

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.

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 - - - O

Puente 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.

B-Forman parte del metabolismo:

Ej: el producto de la fermentación láctica:

ácido láctico es un ácido carboxílico

CH

CHCOOH OH

Nombre común : ácido -hidroxipropionico Otros ácidos carboxílicos como el ácido

malónico, succínico y cítrico, participan del

ciclo de Krebs

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:

CH

COCH

COOH

Acido β-hidroxibutirico CH

CHCH

COOH

OH

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)

CH

CH

CH

CHCOOH CH

CH

CH

Acido 2-propilpentanoico ( UIQPA)

Acido -propilvalérico (común)

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

ASPIRINA (ASA)

O

COH

OCCH₃ O

Analgésico, 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 QUÍMICAS

FORMACIÓN DE SALES

REACCIÓN CON NaOH, ES UNA NEUTRALIZACIÓN, SE FORMA UNA SAL Y AGUA.

Para nombrar las sales se cambia la terminación ICO del

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)

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 + AGUA ^H

+

O O

CH₃C-OH + CH₃CH₂OH CH₃C-OCH₂CH₃ + H₂O

Acido 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 + H^H ₂O

+, calor

H ^+, _calor

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’

27

NOMENCLATURA

1-Primero se menciona la porción que proviene del ácido. Tanto en nomenclatura común como en UIQPA la terminación “ico”

del ácido se reemplaza por el sufijo “ato”.

Luego se da el nombre del radical

proveniente del alcohol, terminado en «o»

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

etilo Propanoato de etilo

O CH₃CH₂CH₂C

OCH₂CH₂CH₃

Butirato de n- propilo

Butanoato de propilo

_C-OCH₂CH₃

O Benzoato de etilo ---

CH₃C-O-

O Acetato de fenilo Etanoato de fenilo

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.

Puntos de ebullición de esteres respecto a otras familias:

Alcanos y éteres < esteres < alcoholes < ácidos carboxílicos

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

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

METILO UVA

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

O

-C-OCH

OH

AMIDAS

Pueden considerarse como derivados de los ácidos carboxílicos.

carboxílicos, en donde el grupo hidroxilo es sustituidos por el grupo amino ( -NH₂)

REPRESENTACIÓN GENERAL

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

O R’

R-C –N –R”

RCONR’R’’

NOMENCLATURA

L as 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 los carbonos de la cadena

carbonara. Ejemplos

FORMULA NOMBRE COMUN NOMBRE UIQPA H-C-NH₂

O ^FORMAMIDA METANAMIDA

CH₃-C-NH₂

O ^{ACETAMIDA ETANAMIDA}

CH₃CH₂-C-NH₂

O PROPIONAMIDA PROPANAMIDA

CH₃CH₂CH₂-C-NH₂

O BUTIRAMIDA BUTANAMIDA

-C-NH₂

O ^BENZAMIDA

Fenilmetanamida

CH₃C-N- -OH

O H ACETAMINOFEN N-p-HIDROXIFENIL ETANAMIDA

CH₃CH₂C-N-CH₃ O CH

N,N-DIMETIL

PROPIONAMIDA N,N-DIMETILPROPANAMIDA

ESTRUCTURA Nombre 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)

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 dipolo-dipolo 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 > Terciarias

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Ejercicios: De la estructura y clasifique a los siguientes compuestos como Ester, o Amidas ( 1ª, 2ª, 3^ª )

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.

Complete el siguiente cuadro: Se procede a la hidrolisis de derivados de ácidos carboxílicos Obteniendose los siguientes productos:

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 .

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.

Ejercicios:

1. Complete el siguiente cuadro, siga el ejemplo.

No. de Carbonos

FÓRMULA NOMBRE

UIQPA NOMBRE COMÚN / ORIGEN.

1

HCOOH

Acido metanoico Acido fórmico/hormiga.

Ácido pentanoico

_______________ /Raíz de valeriana

Ácido octanoico

/ Cabra

2. Complete el siguiente cuadro:

No. ESTRUCTURA NOMBRE

1 Común

UIQPA

2 Común

UIQPA

3. Nombre los siguientes compuestos usando el sistema UIQPA

No. ESTRUCTURA NOMBRE UIQPA

1.

2.

4. Complete las siguientes ecuaciones. Siga el ejemplo

a. ^CH3CHCOOH + NaOH CH₃CHCOO^- Na⁺ + H₂O

Ácido propanoico + Hidróxido de sodio Propanoato de sodio + Agua

b.

CH₃COOH + KOH

c.

CH₃-CH₂-COOH + NaHCO₃

5. Complete lo siguiente, siga el ejemplo:

1

CH₃COOH + CH₃CH₂OH CH₃COOCH₂ CH₃ + H₂O

2

3 CH₃CH₂CH₂CH₂COOH +CH₃OH

_______________________+_________________

H+

H+

+H₂O

H+

6. Complete el siguiente cuadro, siga el ejemplo :

ESTRUCTURA NOMBRE DEL ÉSTER

NOMBRE DEL ÁCIDO QUE LO

ORIGINA

NOMBRE DEL ALCOHOL QUE SE

ESTERIFICA

COMUN

Acetato de metilo Ácido acético Alcohol metílico

UIQPA Etanoato de metilo

Ácido etanoico Metanol

COMUN

UIQPA

COMUN

Isobutirato de etilo

UIQPA

2-metilpropanoato de etilo

7. Complete lo que haga falta en el siguiente cuadro, :

ESTRUCTURA CLASIFICACIÓN 1ª; 2ª; 3ª.

Nombre Nombre del ácido que la origina

2ª. COMUN

N-metilbutiramida Ácido butirico

UIQPA

N-metilbutanamida Ácido butanoico

COMUN

UIQPA

COMUN N-propilbenzamida

UIQPA

COMUN

UIQPA

ESPACIO

PARA DUDAS