Quim. Org. 2 _Cap.20

Notas del
Capítulo 20: Ácidos Carboxílicos
O
R
C
= RCOOH = RCO2 H
OH
grupo carboxilo
Nomenclatura:
1. Común (nombres especiales)
HCOOH
CH3 COOH
CH3 CH2 COOH
CH3 CH2 CH2COOH
ácido fórmico (veneno de algunas hormigas)
ácido acético
ácido propiónico
ácido butírico
Para derivados se utiliza las posiciones a , ß:
O
CH 3CHCH2COH
ácido ß- clorobutílico
Cl
2. IUPAC: terminación –oico
ácido ? oico
O
CH 3 CH CH 2 CO H
4
3 2 1
ácido 3-clorobutanoico
Cl
1
CO O H
CH 3 CH 2CH CH 2 CH 3
4
3
2
ácido 2-etilbutanoico
5
6
4
3
2
1
CH 3 CH = CH - CH = CH - CO OH
ácido 2,4- hexadienoico
Propiedades de los ácidos carboxílicos
O
R
C
OH
grupo polar
ü
ü
ü
ü
Punto de fusión y ebullición altos
Forma puentes de H’s
Forma dímeros
Acidez
Dímeros:
O ....... H
R
O
C
C
O
R
H ..........O
Acidez:
RCOOH
OHH
RCOO-
+
soluble
en
H2 O
insoluble
en
H2 O
R-grande
RCOONa
ácido ___ oico ? ______ oato de sodio
RCOOH
+
H2 O
RCOO-
+
H3 O+
[RCOO-] [H3O+]
Ka =
[RCOOH]
;
pKa = -log Ka
ü a Ka mayor : más fuerte es el ácido
ü a pKa menor : más fuerte es el ácido
Para la mayoría de los ácidos alifáticos pKa no varía mucho y es un poco menor de 5.
O
O
R
+
C
O
H
+
C
H3 O+
O
pKa ~ 5
+
ROH
R
H2 O
+
RO-
H2O
H3 O+
pKa ~ 16
Los ácidos más fuertes tienen bases conjugadas más estables.
El ión carboxilato está estabilizado por resonancia:
O
O
R
R
C
C
O
O
El ión alcóxido no tiene esta estabilización R-O- (no hay resonancia)
R- con grupos electroatrayentes estabilizan el ión y aumentan la acidez . (ión = RCOO-)
ácido
CH3 COOH
CH2 ClCOOH
CHCl2 COOH
CCl3 COOH
pKa
4.7
2.85
1.48
0.64
Comparar otros ácidos:
CH3 CH2 CH2COOH
CH3 CH2 CHCOOH
¦
Cl
4.82
2.86
CH3 CHCH2 COOH
¦
Cl
4.05
CH2 CH2 CH2COOH
¦
Cl
4.52
Para el C6 H5 COOH su pka = 4.19 y sus derivados en posición para: los grupos electroatrayentes
(desactivantes) aumentan la acidez y los grupos electrodonantes (activantes) disminuyen la
acidez.
Orden de acidez para:
COOH
COOH
CH3
Cl
I
II
COOH
COOH
NO2
III
IV
electroatrayente
aumenta
electrodonante
disminuye
IV > II > III > I
Preparación de ácidos carboxílicos:
1. Oxidación de alquil bencenos
CH3
COOH
KMnO4
NO2
NO2
2. Escisión oxidativa de alquenos
KMnO4
COOH
3. Oxidación de alcoholes 1° y aldehídos
CH 3
CH3
CrO3
CH 3CH2CHCH 2CH2 OH
H
CH3CH 2CHCH2COOH
+
O
CH2COO-
Ag2O
CH2CH
NH3
4. Hidrólisis de nitrilos
RCH 2X
CNRCH2
C
N
H3O+
RCH2COOH
+ NH4 +
Ejemplo:
CH 2OH
CH2COOH
Síntesis de
a partir de
CH 2COOH
CH 2CN
H3O+
CH 2Br
NaCN
PBr3
CH2 OH
5. Carbanatación del reactivo de Grignard
CO2
RMgX
RCOOH
H3 O+
Ejemplo:
CH3
COOH
Síntesis de
a partir de
CH3
CO2
H3O+
CH3
Br
MgBr
COOH
CH3
Mg
Br2
éter
FeBr3
CH3
CH3
Rx. de ácidos carboxílicos:
1. Reducción
O
RCOH
LiAlH4
H3O+
RCH2 OH
Ejemplo:
LiAlH4
CH3CH = CHCH2CH2COOH
CH3CH = CHCH2CH2CH2OH
H3 O+
También se puede utilizar BH3 para reducir:
COOH
BH3
CH2OH
H3 O+
NO2
NO2