1- Marco
teorico
2- Propiedades
físicas
3- Medición de la
acidez
4- Sales de acidos
carboxilicos.
5- Síntesis de los
acidos carboxilicos
6- Propiedades
químicas
7-
8- Análisis
funcional.
9- Discusión de
resultados.
10- Química Orgánica –
Introducción
11- Objetivos
12- Bibliografía
Los compuestos que contienen al grupo
carboxilo son ácidos y se llaman ácidos
carboxílicos.
Los ácidos carboxílicos se clasifican de
acuerdo con el sustituyente unido al grupo carboxilo. Un
ácido alifático tiene un grupo alquilo unido al
grupo carboxilo, mientras que un ácido aromático
tiene un grupo arilo. Un ácido carboxílico cede
protones por ruptura heterolítica de enlace O-H dando un
protón y un ión carboxilato.
2- Propiedades físicas
Los ácidos carboxílicos hierven a
temperaturas muy superiores que los alcoholes,
cetonas o aldehídos de pesos moleculares semejantes.
Los puntos de ebullición de los ácidos
carboxílicos son el resultado de la formación
de un dímero estable con puentes de
hidrógeno.- Puntos de ebullición.
Los ácidos carboxílicos que contienen
más de ocho átomos de carbono,
por lo general son sólidos, a menos que contengan
dobles enlaces. La presencia de dobles enlaces (especialmente
dobles enlaces cis) en una cadena larga impide la
formación de una red cristalina estable,
lo que ocasiona un punto de fusión más
bajo.Los puntos de fusión de los ácidos
dicarboxílicos son muy altos. Teniendo dos carboxilos
por molécula , las fuerzas de los puentes de
hidrógeno son especialmente fuertes en estos
diácidos: se necesita una alta temperatura para romper la red de puentes de
hidrógeno en el cristal y fundir el
diácido. - Puntos de fusión.
Los ácidos carboxílicos forman puentes
de hidrógeno con el agua, y
los de peso molecular más pequeño (de hasta
cuatro átomos de carbono) son miscibles en agua. A
medida que aumenta la longitud de la cadena de carbono
disminuye la solubilidad en agua; los ácidos con
más de diez átomos de carbono son esencialmente
insolubles.Los ácidos carboxílicos son muy
solubles en los alcoholes, porque forman enlaces de
hidrógeno con ellos. Además, los alcoholes no
son tan polares como el agua, de modo que los ácidos
de cadena larga son más solubles en ellos que en agua.
La mayor parte de los ácidos carboxílicos son
bastante solubles en solventes no polares como el cloroformo
porque el ácido continua existiendo en forma
dimérica en el solvente no polar. Así, los
puentes de hidrógeno de dímero cíclico
no se rompen cuando se disuelve el ácido en un
solvente polar.Un ácido carboxílico se puede disociar
en agua para dar un protón y un ión
carboxilato. La constante de equilibrio
Ka para esta reacción se llama constante de acidez. El
pKa de un ácido es el logaritmo negativo de Ka, y
normalmente se usa al pKa como indicación de la acidez
relativa de diferente ácidos. - Solubilidades.
Un sustituyente que estabilice al ión
carboxilato, con carga negativa, aumenta la
disociación y produce un ácido más
fuerte. De este modo los átomos electronegativos
aumentan la fuerza de
un ácido. Este efecto inductivo puede ser muy grande
si están presentes uno o más grupos que
atraen electrones en el átomo
de carbono alfa.La magnitud del efecto de un sustituyente depende de
su distancia al grupo carboxilo. Los sustituyentes en el
átomo de carbono alfa son los más eficaces para
aumentar la fuerza de un ácido. Los sustituyentes
más distantes tienen efectos mucho más
pequeños sobre la acidez, mostrando que los efectos
inductivos decrecen rápidamente con la
distancia.4- Sales de
acidos
carboxilicos.Una base fuerte puede desprotonar completamente en
un ácido carboxílico. Los productos
son el ión carboxilato, el catión que queda de
la base, y agua. La combinación de un ión
carboxilato y un catión constituyen la sal de un
ácido carboxílico.
- Efectos de los sustituyentes sobre la acidez.
Los alcoholes o aldehídos primarios se oxidan
normalmente para producir los ácidos empleando
ácido crómico. El permanganato de potasio se
emplea en ocasiones pero con frecuencia sus rendimientos son
inferiores.
- Oxidación de alcoholes y aldehidos.
El permanganato de potasio reacciona con los
alquenos para dar glicoles. Las soluciones
calientes y concentradas de permanganato de potasio oxidan
más los glicoles, rompiendo el enlace carbono-carbono
central. Dependiendo de la sustitución del doble
enlace original, se podrán obtener cetonas o
ácidos.
La ozonólisis o una oxidación vigorosa
con permanganato rompe el triple enlace de los alquinos dando
ácidos carboxílicos.
- Ruptura oxidativa de alquenos y alquinos.
El dióxido de carbono se agrega a los
reactivos de Grignard para formar las sales de magnesio de
los ácidos carboxílicos. La adición de
ácido diluido protona las sales de magnesio para dar
ácidos carboxílicos. Este método es útil porque convierte
un grupo funcional halogenuro en un grupo funcional
ácido carboxílico, agregando un átomo de
carbono en el proceso.
- Carboxilación de reactivos de Grignard.
Para convertir un halogenuro de alquilo en
ácido carboxílico con un átomo de
carbono adicional es desplazar al halogenuro con cianuro de
sodio. El producto
es un nitrilo con un ácido carboxílico
más.
Aunque los ácidos carboxílicos
contienen también al grupo carbonilo, sus reacciones
son muy diferentes de las de las cetonas y los
aldehídos. Las cetonas y los aldehídos
reaccionan normalmente por adición nucleofílica
del grupo carbonilo, pero los ácidos
carboxílicos y sus derivados reaccionan principalmente
por sustitución nucleofílica de acilo, donde un
nucleófilo sustituye a otro en el átomo de
carbono del acilo (C=O). - Formación de hidrólisis de
nitrilos.Los mejores reactivos para convertir los
ácidos carboxílicos en cloruros de ácido
son el cloruro de tionilo (SOCl2) y el cloruro de oxalilo
(COCl)2, porque forman subproductos gaseosos que no
contaminan al producto. El cloruro de oxalilo es muy
fácil de emplear porque hierve a 62ºC y se
evapora de la mezcla de reacción.
- Síntesis y empleo de
cloruros de ácido.Los ácidos carboxílicos se convierten
directamente en ésteres mediante la
esterificación de Fischer, al reaccionar con un
alcohol
con catálisis ácida.
- Condensación de los ácidos con los
alcoholes. Esterificación de Fischer.El hidruro de litio y aluminio
(LiAlH4) reduce los ácidos carboxílicos para
formar alcoholes primarios. El aldehído es un
intermediario en esta reacción, pero no se puede ailar
porque se reduce con mayor facilidad que el ácido
original.
- Reducción de los ácidos
carboxílicos.Un método general para prepara cetonas es la
reacción de un ácido carboxílico con 2
equivalentes de un reactivo de organolitio.
- Alquilación de los ácidos
carboxílicos para formar cetonas. - Descarboxilación de los radicales
carboxilato.
Los ácidos carboxílicos se pueden
convertir en halogenuros de alquilo con pérdida de un
átomo de carbono mediante la reacción de
Hunsdiecker.
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