Modelos Grupos funcionales

Alcoholes

Cetonas

Aldehidos

Acidos organicos

 Eteres

Esteres

Ejercicios pagina de internet

Ejercicio 1

Pregunta 1

Pregunta 2

Pregunta 3

Ejercicio 2

Ejercicio 3

Ejercicio 4

Ejercicio 5

Ejercicio Final

Grupos Funcionales

Grupo funcional

El grupo funcional es un átomo o conjunto de átomos unidos a una cadena carbonada, representada en la fórmula general por R para los compuestos alifáticos y como Ar (radicales arílicos) para los compuestos aromáticos. Los grupos funcionales son responsables de la reactividad y propiedades químicas de los compuestos orgánicos.
La combinación de los nombres de los grupos funcionales con los nombres de los alcanos de los que proceden genera una nomenclatura sistemática poderosa para denominar a los compuestos orgánicos.
Los grupos funcionales se asocian siempre con enlaces covalentes, al resto de la molécula. Cuando el grupo de átomos se asocia con el resto de la molécula primeramente mediante fuerzas iónicas, se denomina más apropiadamente al grupo como un ion poliatómico o ion complejo.

Un grupo funcional es un átomo o grupo de átomos que identifica a una clase de compuestos orgánicos. Es una estructura que se caracteriza por una conectividad y composición específica de cadenas de hidrógeno y carbono que forman hidrocarburos que se dividen: compuestos aromáticos (grupo arilo), alcoholes, aldehídos, cetonas, carboxílicos, éteres, aminas, esteres y amidas.

¿Cómo trabaja un grupo funcional?

Si un hidrocarburo sustituye uno o más de sus hidrógenos por un átomo de otro no metal por ejemplo un halógeno, oxígeno o nitrógeno, se obtiene un compuesto derivado con propiedades notablemente diferentes. Tales compuestos presentan estructuras distintas.
El átomo (o grupo de átomos, pues pueden ser dos o más) recién incluido les confiere otras propiedades físicas y químicas. Al grupo de átomos que representa la diferencia se le llama grupo funcional.
Cada grupo funcional da lugar a una determinada serie de propiedades químicas semejantes para todos los compuestos que lo contengan.
Se llama función química a las propiedades comunes que caracterizan a un conjunto de sustancias que tienen estructura semejante, es decir, que poseen un determinado grupo funcional.

 

Grupo de los alcoholes.

En química se denomina alcohol

a aquellos compuestos químicos orgánicos que contienen un grupo hidroxilo (-OH) en sustitución de un átomo de hidrógeno enlazado de forma covalente a un átomo de carbono. Si contienen varios grupos hidroxilos se denominan polialcoholes.
Los alcoholes pueden ser primarios, secundarios o terciarios, en función del número de átomos de hidrógeno sustituidos en el átomo de carbono al que se encuentran enlazado el grupo hidroxilo.
A nivel del lenguaje popular se utiliza para indicar comúnmente una bebida alcohólica, que presenta etanol, con fórmula química CH₃CH₂OH.

Química Orgánica

Nomenclatura

• Común (no sistemática): anteponiendo la palabra alcohol y sustituyendo el sufijo -ano del correspondiente alcano por -ílico. Así por ejemplo tendríamos alcohol metílico, alcohol etílico, alcohol propílico, etc.

• IUPAC: añadiendo una l (ele) al sufijo -ano en el nombre del hidrocarburo precursor (met-ano-l, de donde met- indica un átomo de carbono, -ano- indica que es un hidrocarburo alcano y -l que se trata de un alcohol), e identificando la posición del átomo del carbono al que se encuentra enlazado el grupo hidroxilo (3-butanol, por ejemplo).

• Cuando el grupo alcohol es sustituyente, se emplea el prefijo hidroxi-

• Se utilizan los sufijos -diol, -triol, etc., según la cantidad de grupos OH que se encuentre.

Formulación

Los monoalcoholes derivados de los alcanos responden a la fórmula general C_nH_2n+1OH.

Propiedades generales

Los alcoholes suelen ser líquidos incoloros de olor característico, solubles en el agua en proporción variable y menos densos que ella. Al aumentar la masa molecular, aumentan sus puntos de fusión y ebullición, pudiendo ser sólidos a temperatura ambiente (p.e. el pentaerititrol funde a 260 °C). A diferencia de los alcanos de los que derivan, el grupo funcional hidroxilo permite que la molécula sea soluble en agua debido a la similitud del grupo hidroxilo con la molécula de agua y le permite formar enlaces de hidrógeno. La solubilidad de la molécula depende del tamaño y forma de la cadena alquílica, ya que a medida que la cadena alquílica sea más larga y más voluminosa, la molécula tenderá a parecerse más a un hidrocarburo y menos a la molécula de agua, por lo que su solubilidad será mayor en disolventes apolares, y menor en disolventes polares. Algunos alcoholes (principalmente polihidroxílicos y con anillos aromáticos) tienen una densidad mayor que la del agua.
El hecho de que el grupo hidroxilo pueda formar enlaces de hidrógeno también afecta a los puntos de fusión y ebullición de los alcoholes. A pesar de que el enlace de hidrógeno que se forma sea muy débil en comparación con otros tipos de enlaces, se forman en gran número entre las moléculas, configurando una red colectiva que dificulta que las moléculas puedan escapar del estado en el que se encuentren (sólido o líquido), aumentando así sus puntos de fusión y ebullición en comparación con sus alcanos correspondientes. Además, ambos puntos suelen estar muy separados, por lo que se emplean frecuentemente como componentes de mezclas anticongelantes. Por ejemplo, el 1,2-etanodiol tiene un punto de fusión de -16 °C y un punto de ebullición de 197 °C.

Propiedades químicas de los alcoholes

Los alcoholes pueden comportarse como ácidos o bases gracias a que el grupo funcional es similar al agua, por lo que se establece un dipolo muy parecido al que presenta la molécula de agua.

Las reacciones de alcoholes son aquellas reacciones que son específicas para el grupo funcional alcohol. Se clasificarán en:

-Intercambios de grupo funcional (-OH → -X).

-Formación de enlaces C-O-C.

-Formación de enlaces carbono-carbono (C-OH → C-C).

Oxidaciones

La oxidación de alcoholes es una reacción orgánica importante. Los alcoholes primarios (R-CH₂-OH) pueden ser oxidados a aldehídos (R-CHO) o ácidos carboxílicos (R-COOH), mientras que la oxidación de alcoholes secundarios (R¹R²CH-OH), normalmente termina formando cetonas (R¹R²C=O). Los alcoholes terciarios (R¹R²R³C-OH) son resistentes a la oxidación.¹

a) La oxidación directa de los alcoholes primarios a ácidos carboxílicos: normalmente transcurre a través del correspondiente aldehído, que luego se transforma por reacción con agua en un hidrato de aldehído (R-CH(OH)₂), antes de que pueda ser oxidado a ácido carboxílico.

A menudo es posible interrumpir la oxidación de un alcohol primario en el nivel de aldehído mediante la realización de la reacción en ausencia de agua, de modo que no se puedan formar hidratos de aldehído.

b) Oxidación de alcoholes a aldehídos:

Los reactivos útiles para la transformación de alcoholes primarios en aldehídos normalmente también son adecuados para la oxidación de alcoholes secundarios en cetonas. Estos incluyen:

• Reactivos a base de cromo, tales como reactivo de Collins (CrO₃·Py₂; donde Py= piridina), PDC o PCC.
• DMSO activado, que resulta de la reacción de DMSO con electrófilos, como el cloruro de oxalilo (oxidación de Swern), una carbodiimida (oxidación de Pfitzner-Moffatt) o el complejo SO₃·Py ( oxidación de Parikh-Doering).
• Compuestos de yodo hipervalente, como peryodinano de Dess-Martin o el ácido 2-yodoxibenzoico (ácido IBX).
• TPAP catalítico en presencia de un exceso de NMO (oxidación de Ley).
• TEMPO Catalítico en presencia de exceso de lejía (NaOCl) (oxidación de Anelli).

Los alcoholes alílicos y bencílicos pueden ser oxidados en presencia de otros alcoholes con ciertos oxidantes selectivos, tales como dióxido de manganeso (MnO₂).

c) Oxidación de alcoholes a cetonas:

Entre los reactivos útiles para la oxidación de alcoholes secundarios a cetonas, pero por lo general ineficaces para la oxidación de alcoholes primarios a aldehídos, se incluyen el trióxido de cromo (CrO₃) en una mezcla de ácido sulfúrico y acetona (oxidación de Jones), y ciertas cetonas, como por ejemplo la ciclohexanona, en presencia de isopropóxido de aluminio (oxidación de Oppenauer). Otro método es la oxidación catalizada por oxoamonio.

d) Oxidación de alcoholes a ácidos carboxílicos:

Artículo principal: Oxidación de alcoholes primarios a ácidos carboxílicos.

La oxidación directa de los alcoholes primarios a ácidos carboxílicos puede llevarse a cabo mediante:

• Permanganato de potasio (KMnO₄).
• Oxidación de Jones.
• PDC en DMF.
• Oxidación de Heyns.
• Tetróxido de rutenio (RuO₄).
• TEMPO.

e) Oxidación a dioles ==

Los alcoholes que poseen dos grupos hidroxi situados en carbonos adyacentes, es decir, los 1,2-dioles, sufren la rotura oxidativa de un enlace carbono-carbono con algunos oxidantes como el peryodato de sodio (NaIO₄) o el tetraacetato de plomo (Pb(OAc)₄), propiciando la generación de dos grupos carbonilo. La reacción también es conocida como ruptura del glicol.²

Esterificaciones con ácidos minerales

Los alcoholes pueden formar ésteres con ácidos inorgánicos (como el ácido sulfúrico, ácido nítrico o ácido fosfórico) o sus respectivos cloruros de acilo (Cloruro de fosforilo, cloruro de sulfurilo o fosgeno)

Biológicamente, las quinasas (EC 2.7.1.-) son enzimas que transfieren grupos fosfato a grupos alcohol:

Formación de halogenuros de alquilo a partir de alcoholes

a)Fluoraciones (X = F): Se pueden obtener fluoruros de alquilo por acción del piridina y fluoruro de hidrógeno (Reactivo de Olah). En vez de fluoruro de hidrógeno pueden ser utilizados varios agentes flourantes, como el trifluoruro de dietilaminoazufre (DAST), SF₄, SeF₄,TsF, CsI/BF₃.^{3 4}

b)Cloraciones (X = Cl): Se pueden obtener cloruros de alquilo por la acción de varios reactivos,⁵ tales como ácido clorhídrico (HCl) para alcoholes terciarios y en presencia de cloruro de zinc para alcoholes secundarios y primarios; cloruro de tionilo,⁶ cloruro fosfórico (PCl₃) cloruro fosforoso (PCl₃) y cloruro de fosforilo.⁷ El ácido tricloroisocianúrico (1,3,5-triclorohexahidrotriazin-2,4,6-triona) y trifenilfosfina convierten alcoholes primarios en cloruros de alquilo primarios.

c)Bromaciones (X = Br): Se pueden obtener bromuros de alquilo por la acción de varios reactivos,⁸ tales como ácido bromhídrico (HBr), bromuro de tionilo,⁹ bromuro fosfórico (PBr₃) bromuro fosforoso (PBr₃) y bromuro de fosforilo.

d)Yodaciones (X = I): Se puede emplear ácido yodhídrico, o yoduro de potasio en ácido fosfórico. El uso de HI puede reducir el yoduro de alquilo al alcano correspondiente y si el sustrato es insaturado puede saturarse.¹⁰

Estas reacciones puede ser utilizadas para preparar halogenuros de alquilo primarios, secundarios y terciarios, pero los alcoholes neopentílicos muchas veces pueden transponer.¹¹

Deshidratación de alcoholes

La deshidratación de alcoholes es el proceso químico que consiste en la transformación de un alcohol para poder ser un alqueno por procesos de eliminación. Para realizar este procedimiento se utiliza un ácido mineral para extraer el grupo hidroxilo (OH) desde el alcohol, generando una carga positiva en el carbono del cual fue extraído el Hidroxilo el cual tiene una interacción eléctrica con los electrones más cercanos (por defecto, electrones de un hidrógeno en el caso de no tener otro sustituyente) que forman un doble enlace en su lugar.
Por esto, la deshidratación de alcoholes es útil, puesto que fácilmente convierte a un alcohol en un alqueno.
Un ejemplo simple es la síntesis del ciclohexeno por deshidratación del ciclohexanol. Se puede ver la acción del ácido (H₂SO₄) ácido sulfúrico el cual quita el grupo hidroxilo del alcohol, generando el doble enlace y agua.
Se reemplaza el grupo hidroxilo por una halógeno en la Reacción de Appel.

Formación de enlaces C-O-C

Alquilación de alcoholes

1) Deshidratación de alcoholes

Nombre de acuerdo al sistema de March: Alcoxi-deshidroxilación

La deshidratación de alcoholes para formar éteres simétricos puede llevarse a cabo con un ácido que funcione como deshidratante, tal como el ácido sulfúrico.¹² El mecanismo de reacción consiste en:

a) Protonación del alcohol

b) Sustitución nucleófila, dependiendo si el alcohol es primario (Reacción SN2), secundario o terciario (Reacción SN1).

Un mecanismo alternativo propone la formación del monoéster sulfúrico, y así se forma sulfato como grupo saliente. Se pueden mejorar los rendimientos en el caso de diarilcarbinoles (ArAr'CHOH) con ácido tosílico en estado sólido.¹³ Otros deshidratantes utilizados puede ser el Nafion con siliéteres,¹⁴ y ácidos de Lewis (p. ejem. MeAl(NTf)₂)con algunos alcoholes.¹⁵
Los 1,4-dioles y los 1,5-dioles forman compuestos heterocíclicos. Los dioles vecinales pueden formar epóxidos:

2) Alquilación con diazocompuestos

Nombre de acuerdo al sistema de March: Hidro,alcoxi-desdiazo-bisustitución

Los alcoholes reaccionan con diazocompuestos para formar éteres, pero el diazometano y las diazocetonas reaccionan con mayor facilidad, produciendo así metiléteres ó α-cetoéteres respectivamente¹⁶ Con diazometano el método es costoso y requiere precauciones, pero las condiciones son moderadas y tiene altos rendimientos.¹⁷ El diazometano por lo general es utilizado para metilar alcoholes que pueden presentar reacciones indeseadas. Los alcoholes ordinarios reaccionan en presencia de catalizadores tales como HBF₄ (HF/BrF₃)¹⁸ ó sílica gel.¹⁹

3) Alcohólisis de aziridinas y epóxidos

Nombre de acuerdo al sistema de March: (3)OC-seco-alcoxi-desalcoxilación

En esta reacción puede utilizarse ácido sulfúrico, ácido fosfórico, bromuro de flúor y otros ácido de Lewis²⁰ o alúmina.²¹ Puede ocurrir por mecanismo Reacción SN1 ó Reacción SN2. También se han reportado catalizadores de [Rh(CO)₂Cl]₂,²² TiCl₃(OTf)²³ Fe(ClO₄)₃,²⁴ Cu(BF₄)₂.n H₂O,²⁵ o BiCl₃.²⁶

4) Adición de alcoholes a alquenos

Nombre de acuerdo al sistema de March: Hidro-alcoxi-adición

La adición de alcoholes a dobles ligaduras puede ser catalizada por ácidos. El mecanismo es electrofílico, en donde el enlace π es atacado por el protón ácido. Al formarse el carbocatión, el alcohol se adiciona por el mecanismo de S_N. La adición sigue la Regla de Markovnikov. Los alcoholes primarios dan mejores resultados que los secundarios y los alcoholes terciarios son muy inactivos. La adición de alcoholes a sistemas alílicos puede proceder con transposición y el uso de un aditivo quiral puede llevar a una inducción asimétrica.²⁷ La adición intramolecular de alcoholes a alquenos puede ser promovida por un catalizador de paladio, en donde la doble ligadura puede migrar en el producto final.²⁸ Los compuestos de renio,²⁹ de titanio³⁰ o de platino³¹ facilitan la ciclización de anillos de tetrahidrofurano. Los alcoholes alílicos se pueden convertir en 2-bromooxetanos empleando Br(colidina)₂⁺ PF₆.³²

Formación de cetales

Los acetales y cetales se preparan a partir de la acetona o aldehído correspondiente y un alcohol, en presencia de ácido mineral. La reacción está en equilibrio marcado, así que se utilizan condiciones que favorezcan la formación del producto acetálico, por ejemplo, haciendo uso de la ley de acción de masas. El mecanismo de formación de acetales se cataliza con medio ácido. Esta reacción es en dos etapas, llevadas a cabo en el mismo reactor. En la primera, el compuesto carbonílico reacciona con una cantidad equivalente de alcohol, en un equilibrio ácido-base por un mecanismo de adición-eliminación para formar un hemiacetal (o hemicetal, según sea aldehído o cetona). El hemiacetal se protona posteriormente para formar el acetal otra vez por un mecanismo adición-eliminación.

Esterificaciones carboxílicas

Se denomina esterificación carboxílica al proceso por el cual se sintetiza un éster carboxílico.

a) Esterificación de Fischer-Speier: La esterificación de Fischer-Speier o esterificación de Fischer es un tipo especial de esterificación que consiste en la formación de un éster por reflujo de un ácido carboxílico y un alcohol, en presencia de un catalizador ácido. La reacción fue descrita por vez primera por Emil Fischer y Arthur Speier en 1895.1 La mayoría de ácidos carboxílicos son aptos para la reacción, pero el alcohol debe ser generalmente un alcohol primario o secundario. Los alcoholes terciarios son susceptibles a la eliminación, y los fenoles suelen ser muy poco reactivos para dar rendimientos útiles. Los catalizadores más comúnmente usados para una esterificación de Fischer incluyen al ácido sulfúrico, ácido tosílico y un ácido de Lewis como el triflato de escandio(III).

b) Esterificación de Schotten-Bauer:

c) Esterificación con anhídridos carboxílicos:

d) Esterificación por carbonilación:

Nombre de acuerdo al sistema de March: Alcoxicarbonil-deshalogenación

Varios métodos, basados en el empleo del monóxido de carbono o carbonilos metálicos, han sido desarrollados por conversión de halogenuros de alquilo en presencia de un alcohol para formar ésteres³³ Las condiciones más empleadas son en presencia de pentacloruro de antimonio y bióxido de azufre. El cloruro de antimonio promueve la formación del carbocatión y el par electrónico del carbeno del monóxido de carbono lo ataca. El alcohol ataca al carbonilo correspondiente.
De manera similar, los alcoholes terciarios reaccionan con H₂SO₄ y monóxido de carbono para producir ácidos acéticos trisustituidos de acuerdo al procedimiento de Koch-Haaf.³⁴ Si un alcohol primario o secundario es el sustrato, puede sufrir transposición. Los yodoalcoholes pueden formar lactonas en presencia de iniciadores de radicales libres (AIBN, tributil alil estannano) (Alil-SnBu₃) y 45 atm de CO.³⁵
La reacción de Mitsunobu es una reacción orgánica que convierte un alcohol en una diversidad de grupos funcionales, tales como un éster, usando trifenilfosfina y azodicarboxilato de dietilo (DEAD).³⁶ El alcohol sufre una inversión de su estereoquímica.

e) Formación de carbamatos

Se pueden preparar carbamatos empleando alcoholes y un isociatato de alquilo. Es una reacción de amplio espectro y que produce buenos rendimientos. La adición de un segundi equivalente produce un alofanato.³⁷

Formación de enlaces carbono-carbono (C-OH → C-C)

Acoplamiento de alcoholes con organometálicos

Nombre de acuerdo al sistema de March: Deshidroxil-acoplamiento

En algunos casos es posible acoplar un alcohol con un compuesto organometálico. Los alcoholes alílicos se acoplan con bromuros de alquilmagnesio en la presencia de tetraisopropóxido de titanio (M = Ti)³⁸ Los alcoholes alílicos también se pueden acoplar con ácidos arilborónicos solvente iónico líquido y un catalizador de rodio.³⁹ El acoplamiento de un alcohol al carbono α de una alquilmetilcetona da un alcohol β-sustituido.⁴⁰
Los alcoholes alílicos o bencílicos pueden ser simétricamente acoplados por tratamiento con metil litio y cloruro de titanio (III) a -78ºC o con cloruro de titanio (III) e hidruro de litio y aluminio. Si el sustrato es un alcohol alílico, la reacción no es regioespecífica. Los 1,3-dioles se pueden convertir en ciclopropanos por esta reacción^{41 42 43}

 

Métodos de obtención de Alcoholes

 Los principales métodos de obtención de alcoholes son:

a) Hidratación de alquenos

Se trata de una reacción de

Adición electrófila, que esquemáticamente puede representarse mediante la ecuación:

El grupo - OH se adiciona al átomo de carbono más sustituido del doble enlace. Por ello

, éste es un método muy apropiado para la obtención de alcoholes secundarios y terciarios

, algunos de los cuales se preparan así industrialmente a partir de las fracciones de olefinas procedentes del craqueo del petróleo. Asimismo, éste es el método industrial más importante de fabricación de alcohol etílico, por hidratación del etileno, CH2 =CH2 en presencia de ácido sulfúrico.

b) Hidrólisis de halogenuros de alquilo

Se lleva a cabo normalmente en disolución de etanol acuoso y en presencia de catalizadores básicos, como KOH, AgOH, CO3Ca,etc.

c)

 Reducción de compuestos carbonílicos. Esta reacción puede realizarse industrialmente con  hidrógeno, en presencia de catalizadores, o bien en el laboratorio, Mediante el hidruro de litio y aluminio, H4LiAl. Con aldehídos se obtienen alcoholes primarios y con cetonas alcoholes secundarios, según las siguientes ecuaciones:

d) Mediante reactivos de Grignard 

 La adición de un magnesiano o reactivo de Grignard a un compuesto carbonílico da lugar a un

Halogenuro de alcoximagnesio, que por hidrólisis conduce a un alcohol. Cuando se emplea formaldehído, H2C=O, cómo producto de partida, se obtiene un alcohol primario; con los restantes aldehídos se obtienen alcoholes secundarios y con las cetonas alcoholes terciarios.

e)Métodos especiales

 Los dos primeros miembros de la serie de alcoholes alifáticos, metanol y etanol, se obtienen también por métodos especiales que conviene mencionar. El metanol se obtenía antiguamente por destilación seca de la madera, de donde procede el nombre de alcohol de madera con que a veces se le conoce. Modernamente, casi todo el metanol que se consume en la industria se obtiene por hidrogenación catalítica del monóxido de carbono, según la reacción:

CO + 2H2 CH3OH

La razón por la cual una persona entra en estado de “borrachera” es simplemente porque consume más alcohol del que el hígado puede procesar o metabolizar (obeo) . El 80% del alcohol que tomamos se absorbe e ingresa al cuerpo por el intestino delgado, solo el 20% se absorbe en el estómago. El 90% se metaboliza por el hígado y el 10% restante se elimina del cuerpo principalmente por el aire espirado por eso cuando nos hacen el control de alcoholemia nos hacen respirar por un tubo. , y muy poco por orina o transpiración. Por eso también traspiramos y orinamos mucho. Los controles de alcoholemia, por ejemplo, miden el alcohol en el aire espirado, lo que determina una equivalencia con la cantidad de alcohol que hay en la sangre.

El punto limitante de nuestro “aguante” con el alcohol lo determina nuestro hígado. Este órgano metaboliza el alcohol y lo transforma en acetaldehído y agua. Ese proceso tiene una velocidad determinada por la genética, pero que no es muy diferente entre las personas y ronda los 10 gramos de alcohol puro por hora. Es decir, que si consumimos más de 10 gramos de alcohol en una hora va a “sobrar” alcohol que circulará en la sangre, llegará al cerebro y seguirá en el cuerpo hasta que el hígado pueda metabolizarlo a su velocidad. Por eso nos mareamos.

Grupo arilo

El grupo arilo es el sustituyente derivado de un hidrocarburo aromático (su símbolo es Ar). Los hidrocarburos que no contienen anillos bencénicos se clasifican como compuestos alifáticos.
A los hidrocarburos aromáticos a veces se les denomina "árenos". Un grupo arilo, Ar de forma abreviada, es el grupo aromático que resulta de abstraer un átomo de hidrógeno del anillo aromático. El grupo fenilo, Ph, es el grupo arilo más sencillo. El grupo arilo genérico (Ar) sería el equivalente al grupo alquilo genérico, simbolizado por R.
La fórmula semidesarrolada para representar al benceno es la siguiente:

 

Aldehidos

Los aldehídos son compuestos orgánicos caracterizados por poseer el grupo funcional -CHO. Se denominan como los alcoholes correspondientes, cambiando la terminación -ol por -al :
Se pueden obtener a partir de la oxidación suave de los alcoholes primarios. Esto se puede llevar a cabo calentando el alcohol en una disolución ácida de dicromato de potasio (también hay otros métodos en los que se emplea Cr en el estado de oxidación +6). El dicromato se reduce a Cr³⁺ (de color verde). También mediante la oxidación de Swern, en la que se emplea dimetilsulfóxido, (DMSO), dicloruro de oxalilo, (CO)₂Cl₂, y una base. Esquemáticamente el proceso de oxidación es el siguiente:

Propiedades

Propiedades físicas

• La doble unión del grupo carbonilo son en parte covalentes y en parte iónicas dado que el grupo carbonilo está polarizado debido al fenómeno de resonancia.
• Los aldehídos con hidrógeno sobre un carbono sp³ en posición alfa al grupo carbonilo presentan isomería tautomérica.Los aldehídos se obtienen de la deshidratación de un alcohol primario, se deshidratan con permanganato de potasio, la reacción tiene que ser débil , las cetonas también se obtienen de la deshidratación de un alcohol , pero estas se obtienen de un alcohol secundario e igualmente son deshidratados como permanganato de potasio y se obtienen con una reacción débil , si la reacción del alcohol es fuerte el resultado será un ácido carboxílico.

Propiedades químicas

• Se comportan como reductor, por oxidación el aldehído de ácidos con igual número de átomos de carbono.

La reacción típica de los aldehídos y las cetonas es la adición nucleofílica.

Nomenclatura

Se nombran sustituyendo la terminación -ol del nombre del hidrocarburo por -al. Los aldehídos más simples (metanal y etanal) tienen otros nombres que no siguen el estándar de la Unión Internacional de Química Pura y Aplicada (IUPAC) pero son más utilizados (formaldehído y acetaldehído, respectivamente) estos últimos dos son nombrados en nomenclatura trivial.

Número de carbonos	Nomenclatura IUPAC	Nomenclatura trivial	Fórmula	P.E.°C
1	Metanal	Formaldehído	HCHO	-21
2	Etanal	Acetaldehído	CH3CHO	20,2
3	Propanal	Propionaldehído Propilaldehído	C2H5CHO	48,8
4	Butanal	n-Butiraldehído	C3H7CHO	75,7
5	Pentanal	n-Valeraldehído Amilaldehído n-Pentaldehído	C4H9CHO	103
6	Hexanal	Capronaldehído n-Hexaldehído	C5H11CHO
7	Heptanal	Enantaldehído Heptilaldehído n-Heptaldehído	C6H13CHO
8	Octanal	Caprilaldehído n-Octilaldehído	C7H15CHO
9	Nonanal	Pelargonaldehído n-Nonilaldehído	C8H17CHO
10	Decanal	Caprinaldehído n-Decilaldehído	C9H19CHO

Fórmula general: C_nH_2n+1CHO (n = 0, 1, 2, 3, 4, ...)

Los aldehídos son funciones terminales, es decir que van al final de las cadenas Nomenclatura de ciclos

·  1 Reacciones de aldehídos

•  1) Oxidación
•  2) Reducción
•  3) Hidratación
•  4) Acetilación
•  5) Reacción con reactivos de Grignard
•  6) Reacción de Wittig
•  7) Condensación aldólica
•  8) Adición de cianuro
•  9) Formación de enaminas
•  10) Formación de iminas
•  11) Formación de oximas
•  12) Formación de hidrazonas
•  13) Reducción de Wolff-Kishner
•  14) Formación de semicarbazonas
•  15) Reacción de Betti

Reacciones

Los aldehídos aromáticos como el benzaldehído se dismutan en presencia de una base dando el alcohol y el ácido carboxílico correspondiente:
2 C₆H₅C(=O)H → C₆H₅C(=O)OH + C₆H₅CH₂OH
Con aminas primarias dan las iminas correspondiente en una reacción exotérmica que a menudo es espontánea:
R-CH=O + H₂N-R' → R-CH=N-R'
En presencia de sustancias reductoras como algunos hidruros o incluso otros aldehídos pueden ser reducidos al alcohol correspondiente mientras que oxidantes fuertes los transforman en el correspondiente ácido carboxílico.
Con cetonas que portan un hidrógeno sobre un carbono sp³ en presencia de catalizadores ácidos o básicos se producen condensaciones tipo aldol.
Con alcoholes o tioles en presencia de sustancias higroscópicas se pueden obtener acetales por condensación. Como la reacción es reversible y los aldehídos se recuperan en medio ácido y presencia de agua esta reacción se utiliza para la protección del grupo funcional.

Cetonas

Una cetona es un compuesto orgánico caracterizado por poseer un grupo funcional carbonilo unido a dos átomos de carbono, a diferencia de un aldehído, en donde el grupo carbonilo se encuentra unido al menos a un átomo de hidrógeno.¹ Cuando el grupo funcional carbonilo es el de mayor relevancia en dicho compuesto orgánico, las cetonas se nombran agregando el sufijo -ona al hidrocarburo del cual provienen (hexano, hexanona; heptano, heptanona; etc). También se puede nombrar posponiendo cetona a los radicales a los cuales está unido (por ejemplo: metilfenil cetona). Cuando el grupo carbonilo no es el grupo prioritario, se utiliza el prefijo oxo- (ejemplo: 2-oxopropanal).
El grupo funcional carbonilo consiste en un átomo de carbono unido con un doble enlace covalente a un átomo de oxígeno.
El tener dos radicales orgánicos unidos al grupo carbonilo, es lo que lo diferencia de los ácidos carboxílicos, aldehídos, ésteres. El doble enlace con el oxígeno, es lo que lo diferencia de los alcoholes y éteres. Las cetonas suelen ser menos reactivas que los aldehídos dado que los grupos alquílicos actúan como dadores de electrones por efecto inductivo

Propiedades físicas

Los compuestos carbonílicos presentan puntos de ebullición más bajos que los alcoholes de su mismo peso molecular. No hay grandes diferencias entre los puntos de ebullición de aldehídos y cetonas de igual peso molecular. Los compuestos carbonílicos de cadena corta son solubles en agua y a medida que aumenta la longitud de la cadena disminuye la solubilidad.

Propiedades químicas

Al hallarse el grupo carbonilo en un carbono secundario son menos reactivas que los aldehídos. Sólo pueden ser oxidadas por oxidantes fuertes como el permanganato de potasio, dando como productos dos ácidos con menor número de átomos de carbono. Por reducción dan alcoholes secundarios. No reaccionan con el reactivo de Tollens para dar el espejo de plata como los aldehídos, lo que se utiliza para diferenciarlos. Tampoco reaccionan con los reactivos de Fehling y Schiff.

Reacciones de cetonas

Las reacciones de los aldehídos y cetonas son esencialmente de tres tipos; adición nucleofílica, oxidación y reducción.
Adición nucleofílica: Debido a la resonancia del grupo carbonilo la reacción más importante de aldehídos y cetonas es la reacción de adición nucleofílica cuyo mecanismo es el siguiente:
Siguen este esquema la reacción con hidruros ( NaBH4, LiAlH4 ) donde Nu- = H- y la reacción con organometálicos (RMgLi, RLi) donde Nu- = R-.

• Adición nucleofílica de alcoholes.
• Adición de amina primaria.
• Adición de Hidroxilamina.
• Adición de hidracinas.
• Adición de Ácido Cianhídrico.

Ejemplos de reacciones de cetonas son la reacción de Grignard, la reacción de Reformatski, Transposición de Baker-Venkataraman.
Las cetonas se pueden oxidar para formar ésteres en la Oxidación de Baeyer-Villiger.

Las cetonas que poseen hidrógenos en posición α al grupo carbonilo dan también reacciones de condensación mediante un mecanismo en el que una base fuerte sustrae un hidrógeno α de la cetona generando un enolato, el cual (en su forma carbaniónica) actúa como nucleófilo sobre el grupo carbonilo de otra molécula de la misma cetona o de otro compuesto carbonílico (otra cetona, aldehído, éster, etcétera). Luego de la adición nucleofílica del carbanión al grupo carbonilo se genera un aldol mediante la acidificación del medio, el cual puede deshidratarse por calentamiento de la mezcla de reacción, obteniéndose un compuesto carbonílico α,ß-insaturado. Cabe aclarar que no siempre es necesaria la acidificación del medio de reacción y que en muchas reacciones de condensación se obtiene el producto deshidratado de manera espontánea (esto depende de la estabilidad relativa de los posibles productos de la condensación).
El carbonilo de las cetonas puede reaccionar con alquenos en cicloadiciones [2 + 2] para formar oxetanos (Reacción de Paterno-Büchi)

Nomenclatura de Cetonas

Nomenclatura sustitutiva

En la nomenclatura de cetonas para nombrarlas se toma en cuenta el número de átomos de carbono y se cambia la terminación por ONA, indicando el carbono que lleva el grupo carbonilo (CO). Además se debe tomar como cadena principal la de mayor longitud que contenga el grupo carbonilo y luego se enumera de tal manera que éste tome el localizador más bajo.

Nomenclatura radicofuncional

Otro tipo de nomenclatura para las cetonas, consiste en nombrar las cadenas como sustituyentes, ordenándolas alfabéticamente, se nombran los radicales y se aumenta la palabra CETONA. Si los dos radicales son iguales es una cetona simétrica, y si los radicales son diferentes es una cetona asimétrica.

Nomenclatura en casos especiales

En los casos en los que existen dos o más grupos carbonilos en una misma cadena, se puede usar la nomenclaruta sustitutiva. En esta nomenclatura si existen dos o más grupos CO aumentamos los prefijos (di, tri, tetra, etc.), antes de la terminación -ona.
Así como en la nomenclatura sustitutiva, también en la nomenclatura radicofuncional, si exísten dos o más grupos CO en una misma cadena se nombra normalmente los radicales y se antepone el prefijo (di, tri, tetra, etc) a la palabra cetona.
Para algunos compuestos en los que el grupo carbonilo CO se encuentra directamente unido a un anillo bencénico o naftalénico se puede utilizar las nomenclaturas ya antes nombradas y también este otro tipo de nomenclatura que consiste en indicar los grupos:

• CH₃-CO-
• CH₃-CH₂-CO-
• CH₃-CH₂-CH₂-CO- , etc

mediante los nombres aceto, propio, butiro, etc. y agregarles la terminación fenona o naftona.

Nomenclatura de cetonas que actúan como radicales dentro de la cadena

Cadenas con cetonas que no gozan de prioridad debido a la existencia de otros grupos funcionales más importantes. Nomenclatura con prefijo oxo.

La nomenclatura ya antes nombrada se toma para casos considerados en que la función cetona tiene prioridad, pero cuando la cetona no es el grupo funcional principal, si no que hay otra función u otras funciones con mayor preferencia se emplea esta nomenclatura: Para indicar al grupo CO se emplea el prefijo OXO:

Acidos carboxilicos 

Los ácidos carboxílicos constituyen un grupo de compuestos, caracterizados porque poseen un grupo funcional llamado grupo carboxilo o grupo carboxi (–COOH); se produce cuando coinciden sobre el mismo carbono un grupo hidroxilo (-OH) y carbonilo (C=O). Se puede representar como COOH ó CO₂H.
Características y propiedades

Comportamiento químico de las diferentes posiciones del grupo carboxilo

Los ácidos carboxílicos tienen como fórmula general R-COOH. Tiene propiedades ácidas; los dos átomos de oxígeno son electronegativos y tienden a atraer a los electrones del átomo de hidrógeno del grupo hidroxilo con lo que se debilita el enlace, produciéndose en ciertas condiciones, una ruptura heterolítica cediendo el correspondiente protón o hidrón, H⁺, y quedando el resto de la molécula con carga -1 debido al electrón que ha perdido el átomo de hidrógeno, por lo que la molécula queda como R-COO^-.

Además, en este anión, la carga negativa se distribuye (se deslocaliza) simétricamente entre los dos átomos de oxígeno, de forma que los enlaces carbono-oxígeno adquieren un carácter de enlace parcialmente doble.
Generalmente los ácidos carboxílicos son ácidos débiles, con sólo un 1% de sus moléculas disociadas para dar los correspondientes iones, a temperatura ambiente y en disolución acuosa.
Pero sí son más ácidos que otros, en los que no se produce esa deslocalización electrónica, como por ejemplo los alcoholes. Esto se debe a que la estabilización por resonancia o deslocalización electrónica, provoca que la base conjugada del ácido sea más estable que la base conjugada del alcohol y por lo tanto, la concentración de protones provenientes de la disociación del ácido carboxílico sea mayor a la concentración de aquellos protones provenientes del alcohol; hecho que se verifica experimentalmente por sus valores relativos menores de pK_a. El ion resultante, R-COOH^-, se nombra con el sufijo "-ato".

Síntesis

Vías industriales

Las rutas industriales a los ácidos carboxílicos difieren generalmente de las usadas a pequeña escala porque requieren equipamiento especializado.

• Oxidación de aldehídos con aire, utilizando catalizadores de cobalto y manganeso. Los aldehídos necesarios son obtenidos fácilmente a partir de alquenos por hidroformilación.
• Oxidación de hidrocarburos usando aire. Para los alcanos más simples, el método no es selectivo. Los compuestos alílicos y bencílicos sufren oxidaciones más selectivas. Los grupos alquilo en un anillo bencénico se oxidan al ácido carboxílico, sin importar la longitud de la cadena. La formación de ácido benzoico a partir del tolueno, de ácido tereftálico a partir del p-xileno, y de ácido ftálico a partir de o-xileno, son algunas conversiones ilustrativas a gran escala. El ácido acrílico es generado a partir del propeno.¹
• Deshidrogenación de alcoholes, catalizada por bases.
• La carbonilación es el método más versátil cuando va acompañado a la adición de agua. Este método es efectivo para alquenos que generan carbocationes secundarios y terciarios, por ejemplo, de isobutileno a ácido piválico. En la reacción de Koch, la adición de agua y monóxido de carbono a alquenos está catalizada por ácidos fuertes. El ácido acético y el ácido fórmico son producidos por la carbonilación del metanol, llevada a cabo con yodo y alcóxido, quienes actúan como promotores, y frecuentemente con altas presiones de monóxido de carbono, generalmente involucrando varios pasos hidrolíticos adicionales, en los Proceso Monsanto y proceso Cativa. Las hidrocarboxilaciones involucran la adición simultánea de agua y CO. Tales reacciones son llamadas algunas veces como "Química de Reppe":

HCCH + CO + H₂O → CH₂=CHCO₂H

• Algunos ácidos carboxílicos de cadena larga son obtenidos por la hidrólisis de los triglicéridos obtenidos de aceites y grasas de plantas y animales. Estos métodos están relacionados a la elaboración del jabón.

Métodos de laboratorio

Los métodos de preparación para reacciones a pequeña escala con fines de investigación, instrucción, o producción de pequeñas cantidades de químicos, suelen utilizar reactivos caros.

• La oxidación de alcoholes primarios con agentes oxidantes fuertes como el dicromato de potasio, el reactivo de Jones, el permanganato de potasio, o el clorito de sodio. El método es adecuado a las condiciones de laboratorio, comparado con el uso industrial del aire, pero este último es más ecológico, puesto que conduce a menos subproductos inorgánicos, tales como óxidos de cromo o manganeso.
• Ruptura oxidativa de olefinas, por ozonólisis, permanganato de potasio, o dicromato de potasio.
• Los ácidos carboxílicos también pueden obtenerse por la hidrólisis de los nitrilos, ésteres, o amidas, generalmente con catálisis ácida o básica.
• Carbonatación de un reactivo de organolitio o Grignard:

RLi + CO₂ RCO₂Li

RCO₂Li + HCl RCO₂H + LiCl

• Halogenación de metilcetonas, seguida por hidrólisis en la reacción del haloformo
• La reacción de Kolbe-Schmitt, que provee una ruta de síntesis al ácido salicílico, precursor de la aspirina

Reacciones menos comunes

Muchas reacciones conducen a ácidos carboxílicos, pero son usadas sólo en casos muy específicos, o principalmente son de interés académico:

• Desproporción de un aldehído en la reacción de Cannizzaro
• Rearreglo de dicetonas, en el rearreglo del ácido bencílico, involucrando la generación de ácidos benzoicos en la reacción de von Richter, a partir de nitrobencenos, y en la reacción de Kolbe-Schmitt, a partir de fenoles.

Reacciones

• Obtención de sales de ácidos carboxílicos y amidas a partir del ácido:

Los ácidos carboxílicos reaccionan con bases para formar sales. En estas sales el hidrógeno del grupo OH se reemplaza con el ion de un metal, por ejemplo Na⁺. De esta forma, el ácido acético reacciona con bicarbonato de sodio para dar acetato de sodio, dióxido de carbono y agua.

Entonces, luego de haber obtenido la sal, podemos calentar la misma para que mediante la deshidratación lleguemos a la amida.² La reacción general y su mecanismo son los siguientes:
Los grupos carboxilos reaccionan con los grupos amino para formar amidas. En el caso de aminoácidos que reaccionan con otros aminoácidos para dar proteínas, al enlace de tipo amida que se forma se denomina enlace peptídico. Igualmente, los ácidos carboxílicos pueden reaccionar con alcoholes para dar ésteres, o bien con halogenuros para dar halogenuros de ácido, o entre sí para dar anhídridos. Los ésteres, anhídridos, halogenuros de ácido y amidas se llaman derivados de ácido.

• La Reacción de Varrentrapp tiene pocas aplicaciones en síntesis, pero es útil en la determinación de ciertos ácidos grasos. Consiste en la descomposición de ácidos grasos insaturados en otros de cadena más corta con desprendimiento de hidrógeno.

• En la Reacción de Arndt-Eistert se inserta un metileno α a un ácido carboxílico.

• Descarboxilación de Barton

• Reacción de Hunsdiecker

• Reacción de Kochi

• Descarboxilación de Krapcho

• Electrólisis de Kolbe

Nomenclatura

Los ácidos carboxílicos se nombran con la ayuda de la terminación –oico o –ico que se une al nombre del hidrocarburo de referencia y anteponiendo la palabra ácido:
Ejemplo
CH₃-CH₂-CH₃ propano CH₃-CH₂-COOH Acido propanoico (propan + oico)

Los nombres triviales de los ácidos carboxílicos se designan según la fuente natural de la que inicialmente se aislaron. Se clasificaron así:

Nombres de los ácidos carboxílicos
Nombre trivial	Nombre IUPAC	Estructura	Número de carbonos
Ácido fórmico	Ácido metanoico	HCOOH	C1:0
Ácido acético	Ácido etanoico	CH3COOH	C2:0
Ácido propiónico	Ácido propanoico	CH3CH2COOH	C3:0
Ácido butírico	Ácido butanoico	CH3(CH2)2COOH	C4:0
Ácido valérico	Ácido pentanoico	CH3(CH2)3COOH	C5:0
Ácido caproico	Ácido hexanoico	CH3(CH2)4COOH	C6:0
Ácido enántico	Ácido heptanoico	CH3(CH2)5)COOH	C7:0
Ácido caprílico	Ácido octanoico	CH3(CH2)6COOH	C8:0
Ácido pelargónico	Ácido nonanoico	CH3(CH2)7COOH	C9:0
Ácido cáprico	Ácido decanoico	CH3(CH2)8COOH	C10:0
Ácido undecílico	Ácido undecanoico	CH3(CH2)9COOH	C11:0
Ácido láurico	Ácido dodecanoico	CH3(CH2)10COOH	C12:0
Ácido tridecílico	Ácido tridecanoico	CH3(CH2)11COOH	C13:0
Ácido mirístico	Ácido tetradecanoico	CH3(CH2)12COOH	C14:0
Ácido pentadecílico	Ácido pentadecanoico	CH3(CH2)13COOH	C15:0
Ácido palmítico	Ácido hexadecanoico	CH3(CH2)14COOH	C16:0
Ácido margárico	Ácido heptadecanoico	CH3(CH2)15COOH	C17:0
Ácido esteárico	Ácido octadecanoico	CH3(CH2)16COOH	C18:0
Ácido nonadecílico	Ácido nonadecanoico	CH3(CH2)17COOH	C19:0
Ácido araquídico	Ácido eicosanoico	CH3(CH2)18COOH	C20:0
Ácido heneicosílico	Ácido heneicosanoico	CH3(CH2)19COOH	C21:0
Ácido behénico	Ácido docosanoico	CH3(CH2)20COOH	C22:0
Ácido tricosílico	Ácido tricosanoico	CH3(CH2)21COOH	C23:0
Ácido lignocérico	Ácido tetracosanoico	CH3(CH2)22COOH	C24:0
Ácido pentacosílico	Ácido pentacosanoico	CH3(CH2)23COOH	C25:0
Ácido cerótico	Ácido hexacosanoico	CH3(CH2)24COOH	C26:0
Ácido heptacosílico	Ácido heptacosanoico	CH3(CH2)25COOH	C27:0
Ácido montánico	Ácido octacosanoico	CH3(CH2)26COOH	C28:0
Ácido nonacosílico	Ácido nonacosanoico	CH3(CH2)27COOH	C29:0
Ácido melísico	Ácido triacontanoico	CH3(CH2)28COOH	C30:0
Ácido henatriacontílico	Ácido henatriacontanoico	CH3(CH2)29COOH	C31:0
Ácido laceroico	Ácido dotriacontanoico	CH3(CH2)30COOH	C32:0
Ácido psílico	Ácido tritriacontanoico	CH3(CH2)31COOH	C33:0
Ácido gédico	Ácido tetratriacontanoico	CH3(CH2)32COOH	C34:0
Ácido ceroplástico	Ácido pentatriacontanoico	CH3(CH2)33COOH	C35:0
Ácido hexatriacontílico	Ácido hexatriacontanoico	CH3(CH2)34COOH	C36:0

Ejemplos de ácidos carboxílicos

Ejemplo 1
HOCH₃-CH₃-CH=CH-CH(CH₃-CH=CH₃)-CHBr-COOH
En este compuesto aparte del grupo funcional COOH, hay una función alcohol, pero de acuerdo a su importancia y relevancia el grupo COOH es el principal; por lo tanto el grupo alcohol se lo nombra como sustituyente. Por lo tanto el nombre es Acido 3-alil-2-bromo-7-hidroxi-4-hexenoico.
Ejemplo 2
Compuestos con dos grupos COOH

FORMULA	NOMBRE IUPAC	NOMBRE TRIVIAL
HOOC-COOH	Ac. Etanodioico	Ácido oxálico
HOOC-CH2-COOH	Ac. Propanodioico	Ácido malónico
HOOC-(CH2)2-COOH	Ac. Butanodioico	Ácido succínico

Esteres

Los Ésteres son compuestos orgánicos derivados de ácidos orgánicos o inorgánicos oxigenados en los cuales uno o más protones son sustituidos por grupos orgánicos alquilo (simbolizados por R').
Etimológicamente, la palabra "éster" proviene del alemán Essig-Äther (éter de vinagre), como se llamaba antiguamente al acetato de etilo.¹
En los ésteres más comunes el ácido en cuestión es un ácido carboxílico. Por ejemplo, si el ácido es el ácido acético, el éster es denominado como acetato. Los ésteres también se pueden formar con ácidos inorgánicos, como el ácido carbónico (origina ésteres carbónicos), el ácido fosfórico (ésteres fosfóricos) o el ácido sulfúrico. Por ejemplo, el sulfato de dimetilo es un éster, a veces llamado "éster dimetílico del ácido sulfúrico".

Nomenclatura

Etanoato de metilo.

La nomenclatura de los ésteres deriva del ácido carboxílico y el alcohol de los que procede. Así, en el etanoato (acetato) de metilo encontramos dos partes en su nombre:

• La primera parte del nombre, etanoato (acetato), proviene del ácido etanoico (acético)
• La otra mitad, de metilo, proviene del alcohol metílico (metanol).

Etanoato de etilo.

En el dibujo de la derecha se observa la parte que procede del ácido (en rojo; etanoato) y la parte que procede del alcohol (en azul, de etilo).
Luego el nombre general de un éster de ácido carboxílico será "alcanoato de alquilo" donde:

• alcan-= raíz de la cadena carbonada principal (si es un alcano), que se nombra a partir del número de átomos de carbono. Ej.:Propan- significa cadena de 3 átomos de carbono unidos por enlaces sencillos.
• oato = sufijo que indica que es derivado de un ácido carboxílico. Ej: propanoato: CH₃-CH₂-CO- significa "derivado del ácido propanoico".
• de alquilo: Indica el alcohol de procedencia. Grupo general:...

Por ejemplo: -O-CH₂-CH₃ es "de etilo" En conjunto CH₃-CH₂-CO-O-CH₂-CH₃ se nombra propanoato de etilo.

Propiedades físicas

Los ésteres pueden participar en los enlaces de hidrógeno como aceptadores, pero no pueden participar como donadores en este tipo de enlaces, a diferencia de los alcoholes de los que derivan. Esta capacidad de participar en los enlaces de hidrógeno les convierte en más hidrosolubles que los hidrocarburos de los que derivan. Pero las ilimitaciones de sus enlaces de hidrógeno los hace más hidrofóbicos que los alcoholes o ácidos de los que derivan. Esta falta de capacidad de actuar como donador de enlace de hidrógeno ocasiona el que no pueda formar enlaces de hidrógeno entre moléculas de ésteres, lo que los hace más volátiles que un ácido o alcohol de similar peso molecular.
Muchos ésteres tienen un aroma característico, lo que hace que se utilicen ampliamente como sabores y fragancias artificiales. Por ejemplo:

• Acetato de 2 Etil Hexilo: olor a dulzón suave
• butanoato de metilo: olor a Piña
• salicilato de metilo (aceite de siempreverde o menta): olor de las pomadas Germolene™ y Ralgex™ (Reino Unido)
• octanoato de heptilo: olor a frambuesa
• etanoato de isopentilo: olor a plátano
• pentanoato de pentilo: olor a manzana
• butanoato de pentilo: olor a pera o a albaricoque
• etanoato de octilo: olor a naranja.

Los ésteres también participan en la hidrólisis esterárica: la ruptura de un éster por agua. Los ésteres también pueden ser descompuestos por ácidos o bases fuertes. Como resultado, se descomponen en un alcohol y un ácido carboxílico, o una sal de un ácido carboxílico:

Propiedades químicas

En las reacciones de los ésteres, la cadena se rompe siempre en un enlace sencillo, ya sea entre el oxígeno y el alcohol o R, ya sea entre el oxígeno y el grupo R-CO-, eliminando así el alcohol o uno de sus derivados. La saponificación de los ésteres, llamada así por su analogía con la formación de jabones, es la reacción inversa a la esterificación.
Los ésteres se hidrogenan más fácilmente que los ácidos, empleándose generalmente el éster etílico tratado con una mezcla de sodio y alcohol (Reducción de Bouveault-Blanc). El hidruro de litio y aluminio reduce ésteres de ácidos carboxílicos para dar 2 equivalentes de alcohol.² La reacción es de amplio espectro y se ha utilizado para reducir diversos ésteres. Las lactonas producen dioles. Existen diversos agentes reductores alternativos al hidruro de litio y aluminio como el DIBALH, el trietil-borohidruro de litio o BH₃–SiMe₃ reflujado con THF.³
El dicloruro de titanoceno reduce los ésteres de ácidos carboxílicos hasta el alcano (RCH₃)y el alcohol R-OH.⁴ El mecanismo probablemente se debe a la formación de un alqueno intermediario.

El hidrógeno α de muchos ésteres puede ser sustraído con una base no nucleofílica o el alcóxido correspondiente al éster. El carbanión generado puede unirse a diversos sustratos en diversas reacciones de condensación, tales como la condensación de Claisen , la Condensación de Dieckmann y la síntesis malónica. Muchos métodos de síntesis de anillos heterocíclicos aprovechan estas propiedades químicas de los ésteres, tales como la síntesis de pirroles de Hantzsch y la síntesis de Feist-Benary.
Existen reacciones de condensación en las que se utiliza un reductor que aporte electrones para formar el enlace C-C entre grupos acilo, como el caso de la condensación aciloínica. Los ésteres pueden dar alcoholes con dos sustituyentes idénticos por adición de reactivos de Grignard. Unas aplicación de esta reacción es la reacción de Fujimoto-Belleau.

Éteres

En química orgánica y bioquímica, un éter es un grupo funcional del tipo R-O-R', en donde R y R' son grupos alquilo, estando el átomo de oxígeno unido y se emplean pasos intermedios:
ROH + HOR' → ROR' + H2O
Normalmente se emplea el alcóxido, RO-, del alcohol ROH, obtenido al hacer reaccionar al alcohol con una base fuerte. El alcóxido puede reaccionar con algún compuesto R'X, en donde X es un buen grupo saliente, como por ejemplo yoduro o bromuro. R'X también se puede obtener a partir de un alcohol R'OH.
RO- + R'X → ROR' + X-
Al igual que los ésteres, no forman puentes de hidrógeno. Presentan una alta hidrofobicidad, y no tienden a ser hidrolizados. Los éteres suelen ser utilizados como disolventes orgánicos.
Suelen ser bastante estables, no reaccionan fácilmente, y es difícil que se rompa el enlace carbono-oxígeno. Normalmente se emplea, para romperlo, un ácido fuerte como el ácido yodhídrico, calentando, obteniéndose dos halogenuros, o un alcohol y un halogenuro. Una excepción son los oxiranos (o epóxidos), en donde el éter forma parte de un ciclo de tres átomos, muy tensionado, por lo que reacciona fácilmente de distintas formas.
El enlace entre el átomo de oxígeno y los dos carbonos se forma a partir de los correspondientes orbitales híbridos sp³. En el átomo de oxígeno quedan dos pares de electrones no enlazantes.
Los dos pares de electrones no enlazantes del oxígeno pueden interaccionar con otros átomos, actuando de esta forma los éteres como ligandos, formando complejos. Un ejemplo importante es el de los éteres corona, que pueden interaccionar selectivamente con cationes de elementos alcalinos o, en menor medida, alcalinotérreos.
Nomenclatura
•    La nomenclatura de los éteres según las recomendaciones de 1993 de la IUPAC (actualmente en vigencia) especifican que estos compuestos pertenecientes al grupo funcional oxigenado deben nombrarse como alcoxialcanos, es decir, como si fueran sustituyentes. Se debe especificar al grupo funcional éter como de menor prioridad frente a la mayoría de cadenas orgánicas. Cada radical éter será acompañado por el sufijo oxi.
•    Un compuesto sencillo, como por ejemplo CH3-O-C6H5 según las normas de la IUPAC se llamaría:
o    metoxibenceno
•    La nomenclatura tradicional o clásica (también aceptada por la IUPAC y válida para éteres simples) especifica que se debe nombrar por orden alfabético los sustituyentes o restos alquílicos de la cadena orgánica al lado izquierdo de la palabra éter. El compuesto anterior se llamaría según las normas antiguas (ya en desuso) de esta manera:
o    fenil metil éter
Los éteres sencillos de cadena alifática o lineal pueden nombrarse al final de la palabra éter el sufijo -ílico luego de los prefijos met, et, but, según lo indique el número de carbonos. Un ejemplo ilustrativo sería el siguiente:
Síntesis de éteres
•    La síntesis de éteres de Williamson es la síntesis de éteres más fiable y versátil. Este método implica un ataque SN2 de un ion alcóxido a un haluro de alquilo primario no impedido o tosialato. Los haluros de alquilo secundarios y los tosialatos se utilizan ocasionalmente en la síntesis de Williamson, pero hay competencia en las reacciones de eliminación, por lo que los rendimientos con frecuencia son bajos.
Síntesis de éteres mediante aloximercuriación-desmercuriación. En el proceso de aloximercuriación-desmercuriación se añade una molécula de un alcohol a un doble enlace de un alqueno
•    Síntesis industrial: deshidratación bimolecular de alcoholes.
•    Reacción de Arens-van Dorp
Reacciones de éter
Ruptura por HBr y HI
Autooxidación

1. Propiedades De Los Éteres
Propiedades Físicas
Estructuralmente los éteres pueden considerarse derivados del agua o alcoholes, en los que se han reemplazado uno o dos hidrógenos, respectivamente, por restos carbonados. La estructura angular de los éteres se explica bien asumiendo una hibridación en el oxígeno, que posee dos pares de electrones no compartidos. No puede establecer enlaces de hidrógeno consigo mismo y sus puntos de ebullición y fusión son muchos más bajos que los alcoholes referibles. Un caso muy especial lo constituyen los epóxidos, que son éteres cíclicos de tres miembros. El anillo contiene mucha tensión, aunque algo menos que en el ciclopropano. Pero la presencia del oxígeno, que polariza los enlaces, y la existencia de la tensión, hacen que los epóxidos, al contrario que los éteres normales, sean muy reactivos y extremadamente útiles en síntesis. Debido a que el ángulo del enlace C-o-C no es de 180º, los momentos dipolares de los dos enlaces C-O no se anulan; en consecuencia, los éteres presentan un pequeño momento dipolar neto (por ejemplo, 1.18 D para el dietil éter).Esta polaridad débil no afecta apreciablemente a los puntos de ebullición de los éteres, que son similares a los de los alcanos de pesos moleculares comparables y mucho más bajos que los de los alcoholes isómeros.
Propiedades Químicas
Los éteres tienen muy poca reactividad química, debido a la dificultad que presenta la ruptura del enlace C—O. Por ello, se utilizan mucho como disolventes inertes en reacciones orgánicas. En contacto con el aire sufren una lenta oxidación en la que se forman peróxidos muy inestables y poco volátiles. Estos constituyen un peligro cuando se destila un éter, pues se concentran en el residuo y pueden dar lugar a explosiones. Esto se evita guardando el éter con hilo de sodio o añadiendo una pequeña cantidad de un reductor (SO4Fe, LiAIH4) antes de la destilación. Reacciones Los éteres no son reactivos a excepción de los epóxidos. Las reacciones de los epóxidos pasan por la apertura del ciclo. Dicha apertura puede ser catalizada por ácido o apertura mediante nucleófilo.

Aminas y Amidas

Amina

Las aminas son compuestos químicos orgánicos que se consideran como derivados del amoníaco y resultan de la sustitución de los hidrógenos de la molécula por los radicales alquilo. Según se sustituyan uno, dos o tres hidrógenos, las aminas serán primarias, secundarias o terciarias, respectivamente.
Ejemplos

• Aminas primarias: anilina, ...
• Aminas secundarias: dietilamina, etilmetilamina, ...
• Aminas terciarias: dimetilbencilamina, ...

Las aminas son simples cuando los grupos alquilo son iguales y mixtas si estos son diferentes.
Las aminas son compuestos muy polares. Las aminas primarias y secundarias pueden formar puentes de hidrógeno. Las aminas terciarias puras no pueden formar puentes de hidrógeno, sin embargo pueden aceptar enlaces de hidrógeno con moléculas que tengan enlaces O-H o N-H. Como el nitrógeno es menos electronegativo que el oxígeno, el enlace N-H es menos polar que el enlace O-H. Por lo tanto, las aminas forman puentes de hidrógeno más débiles que los alcoholes de pesos moleculares semejantes.
Las aminas primarias y secundarias tienen puntos de ebullición menores que los de los alcoholes, pero mayores que los de los éteres de peso molecular semejante. Las aminas terciarias, sin puentes de hidrógeno, tienen puntos de ebullición más bajos que las aminas primarias y secundarias de pesos moleculares semejantes.
Las aminas se clasifican de acuerdo con el número de átomos de hidrógeno del amoniaco que se sustituyen por grupos orgánicos. Los que tienen un solo grupo se llaman aminas primarias, los que tienen dos se llaman aminas secundarias y los que tienen tres, aminas terciarias.
Cuando se usan los prefijos di, tri, se indica si es una amina secundaria y terciaria, respectivamente, con grupos o radicales iguales. Cuando se trata de grupos diferentes a estos se nombran empezando por los más pequeños y terminando con el mayor al que se le agrega la terminación amina. Algunas veces se indica el prefijo amino indicando la posición, más el nombre del hidrocarburo.
Ejemplos:

Compuesto	Nombres
CH3-NH2	Metilamina o aminometano.
CH3-NH-CH3	Dimetilamina o metilaminometano.
CH3-CH2-NH-CH2-CH2-CH3	Etilpropilamina o etilaminopropano.
CH3 | N-CH3 | CH3	Trimetilamina o dimetilaminometano.

Propiedades De Las Aminas

Propiedades Físicas De La Aminas

Veremos algunas caracterizas de las aminas
:) Compuestos incoloros
:) Se oxidan con facilidad lo que les permiten convertirse en Compuestos colorados 
:) Los primeros miembros de esta serie son gases que tienen olor a amoniaco
:) A medida que aumenta el numero de átomos de carbón en la molécula, el olor se hace similar al pescado 
:) Las aminas aromáticas son muy toxicas y se absorben por medio de la piel. 

Solubilidad:


las aminas primaria y secundarias son polares capaces de formar puentes de hidrógeno entre si y con el agua esto se hace soluble en ellas. La solubilidad disminuye en las moléculas con seis átomos de carbono y en las que posee el anillo aromático.   

Punto De Ebullición:


Es mas alto que el de los compuestos apolares que presentan el mismo volumen de las aminas. en Nitrógeno es menos electronegativo que el oxigeno, esto hace que los puentes de hidrogenación entren las aminas se den en menor grado que en los alcoholes, esto se hace que el punto de ebullición de las aminas sea mas bajo que el de los alcoholes así tenga el mismo peso molecular. 

Propiedades Físicas de algunas AMINAS:

Nombre Pto. de fusión(ºC) Pto. de ebullición(ºC) Solubilidad (gr/100 gr de H2O) Metil-amina -92 -7,5 Muy soluble Dimetil-amina -96 7,5 Muy soluble Trimetil-amina -117 3 91 Fenil-amina -6 184 3,7 Difenil-amina 53 302 Insoluble Metilfenil-amina -57 196 Muy poco soluble

Propiedades Químicas De Las Aminas:

:) Estructura Molecular:
El átomos de nitrógeno en amonas posee una hibridismo sp3 y dos electrones desaperados por lo que estos compuestos presentan una estructura tetragonal, el centro lo constituye el nitrógeno y posee vértices de 109°.


:) Basisidad:
se comportan como acatares de protones o iones de H, lo cual los convierte en bases. Cuando se encuentran en solución ocosa, se establece un equilibrio en el cual el agua actúa como ácido donado un proton que es aceptado por la amina.


:) Formación de sales:
una consecuencia de se de carácter básico es que reaccionan con ácidos tanto orgánicos como inorgánicos para formar sales .


:) Acilacion y alquilacion:


La acilacion es la incorporación de un grupo amina (-NH2- o RNR) a una ácido que la alquilacion es una incorporación de un grupo amino a una radical, algunos en el primer caso se convierten en acido carboxilico.


:) Las aminas se comportan como bases . cuando una amina se disuelve en agua acepta un proton formando un ion  alquil-amoniaco.

:) Síntesis de aminas las aminas se obtienen tratando derivados halogenados  o alcoholes con amoniaco 

:) las propiedades químicas del aminas son parecidas a las de los amoniacos, al igual que estas son sustancias básicas, son aceptares de protones según la definición de Bronsted.

:) Las aminas presentan reacciones neutralizadas con los ácidos y forman sales de alquilamonio  ( también denominadas sales de aminas)   

Amida

 

Una amida es un compuesto orgánico que consiste en una amina unida a un grupo acilo convirtiéndose en una amina ácida (o amida). Por esto su grupo funcional es del tipo RCONH'', siendo CO un carbonilo, N un átomo de nitrógeno, y R, R' y R'' radicales orgánicos o átomos de hidrógeno:

Se puede considerar como un derivado de un ácido carboxílico por sustitución del grupo —OH del ácido por un grupo —NH₂, —NHR o —NRR' (llamado grupo amino).

Grupo funcional amida.

Formalmente también se pueden considerar derivados del amoníaco, de una amina primaria o de una amina secundaria por sustitución de un hidrógeno por un radical ácido, dando lugar a una amida primaria, secundaria o terciaria, respectivamente.Concretamente se pueden sintetizar a partir de un ácido carboxílico y una amina:

Cuando el grupo amida no es el principal, se nombra usando el prefijo carbamoil:

CH₃-CH₂-CH(CONH₂)-CH₂-CH₂-COOH ácido 4-carbamoilheptanoico.

Todas las amidas, excepto la primera de la serie, son sólidas a temperatura ambiente y sus puntos de ebullición son elevados, más altos que los de los ácidos correspondientes. Presentan excelentes propiedades disolventes y son bases muy débiles. Uno de los principales métodos de obtención de estos compuestos consiste en hacer reaccionar el amoníaco (o aminas primarias o secundarias) con ésteres. Las amidas son comunes en la naturaleza, y una de las más conocidas es la urea, una diamida que no contiene hidrocarburos. Las proteínas y los péptidos están formados por amidas. Un ejemplo de poliamida de cadena larga es el nailon. Las amidas también se utilizan mucho en la industria farmacéutica.

Reacciones de amidas

Las principales reacciones de las amidas son:

• Hidrólisis ácida o básica: La amida se hidroliza en medio básico formando un carboxilato de metal o en medio ácido formando un ácido carboxílico.
• Deshidratación: En presencia de un deshidratante como cloruro de tionilo o pentóxido de fósforo se produce un nitrilo.
• Reducción: Las amidas pueden reducirse con hidruro de litio y aluminio a aminas.
• Transposición de Hofmann: En presencia de un halógeno en medio básico se produce una compleja reacción que permite la obtención de una amina con un carbono menos en su cadena principal.

Propiedades físicas
El grupo funcional amida es bastante polar, lo que explica que las amidas primarias, excepto la formamida
(p.f.=2.5 ºC), sean todas sólidas y solubles en agua. Sus puntos de ebullición son bastante más altos que los de los ácidos correspondientes, debido a una gran asociación intermolecular a través de enlaces de hidrógeno, entre el oxígeno negativo y los enlaces N—H, mucho más polarizados que en las aminas. Los puntos de fusión y de ebullición de las amidas secundarias son bastante menores, debido principalmente al impedimento estérico del radical unido al nitrógeno para la asociación. Como es natural, las amidas terciarias (sin enlaces N—H) no pueden asociarse, por lo que son líquidos normales, con puntos de fusión y de ebullición de acuerdo con su peso molecular.

Obtención

Las amidas pueden obtenerse a partir de halogenuros de alquilo por reacción con amoniaco, aminas primarias o secundarias, con lo que resultan amidas primarias, secundarias o terciarias, respectivamente. Por ejemplo:


CH3—CO—Cl + 2 CH3—NH2 CH3—CO—NH—CH3 + CH3—NH3+ Cl-
cloruro de acetilo metilamina N-metilacetamida cloruro de metilamonio

 

Referencias:

http://portalacademico.cch.unam.mx/alumno/aprende/quimica2/gruposfuncionales

Titulo: Quimica Organica
Autor: L.A Tsvetkov
N. Paginas: 228
Ubicación: QD251 T78

Titulo: Quimica organica y bioquimica

Autor: Donald J. Burton y Joseph I. Routh
N. Paginas: 416
Ubicacion:QD251.2 B86818

Titulo: Fundamentos de quimica organiica
Autor:Castellanos tapias
N. Paginas: 239
Ubicacion:QD 251.2C 38