CAPITULO 38-FUNCIONES OXIGENADAS-2013.pdf

CAPÍTULO

Profesor:

2

Julio Oria

FUNCIONES OXIGENADAS

Tema

* SiINTRODUCCIÓN a un químico orgánico se le permitiera elegir 10 compuestos alifáticos para quedarse abandonado en una isla desierta escogería casi con toda certeza alcoholes. Con ellos podría hacer prácticamente todos los demás tipos de compuestos alifáticos: halogenuros de alquilo, alquenos, éteres, aldehídos, cetonas, ácidos, ésteres y muchísimos otros. Con halogenuros de alquilo obtendría reactivos de Grignard y, mediante la reacción de éstos con aldehídos y cetonas, conseguiría alcoholes más complejos, y así sucesivamente. En su isla desierta utilizaría sus alcoholes no sólo como materias primas, sino también como disolventes para llevar a cabo reacciones y para recristalizar productos. Finalmente, cansado después de un largo día de trabajo en el laboratorio, podría refrescarse mediante fricciones con un alcohol (isopropílico) y relajarse con una refrescante bebida alcohólica (etanol).

*

FUNCIONES OXIGENADAS

FUNCIÓN

FÓRMULA GENERAL

GRUPO FUNCIONAL

NOMENCLATURA IUPAC

Alcohol

ROH

OH (Hidroxilo)

(raíz del H.C. progenitor) ol

Éter Aldehido

RCHO

Cetona

RCOR´

Ácido Carboxílico Éster

O

ROR´

RCOOH

(H.C. menor) oxi (H.C. mayor)

(Oxi)

H C O C O H O

(raíz del H.C. progenitor) al

(raíz del H.C. progenitor) ona

(carbonilo)

C O

ácido (raíz del H.C. prog) oico

(Carboxilo)

RCOOR´

R O

C O

(H.C. menor) ato (H.C. mayor) ilo

(Carboalcoxi)

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1 Chemistry-2.0

Química

* *

Julio Oria

ALCOHOLES

CONCEPTO Son compuestos ternarios (C,H,O) cuyas moléculas contienen al grupo funcional hidroxilo u oxidrilo (-OH) el cual está enlazado a átomos de carbono únicamente con enlaces simples, es decir a átomos de carbono con hibridación sp3.

Estructura del grupo funcional

El carbono tiene 3 hibridación sp

–C–O–H

Fórmula general:

R OH

R: Grupo alquilo, puede ser lineal o ramificado

Ejemplos:

CH3

CH3 CH CH

CH3 C OH Enol

CH3 ES ALCOHOL

OH

OH

CH C OH Fenol

No existe

NO SON ALCOHOLES

Nota: A diferencia de los hidróxidos metálicos (como el NaOH), el -OH del alcohol se fija al átomo de carbono mediante un enlace covalente y no iónico, por lo tanto los alcoholes no se disocian o ionizan en agua. NOMENCLATURA

* *

Sistema común

Se utiliza para alcoholes de menor masa molecular. Alcohol (nombre del radical alquilo) ico

*

Sistema IUPAC

Para alcoholes simples son nombrados como derivados del alcano progenitor, la terminación O del alcano se sustituye por el sufijo OL. (Raíz del HC progenitor) ol Ejemplos: CH3OH CH3CH2OH

COMÚN Alcohol metílico (Alcohol de madera - Espíritu de madera) Alcohol etílico (Alcohol de grano - Espíritu de vino)

IUPAC metanol etanol

* Los alcoholes con 3 o más átomos de carbono, presentan isomería de posición CH3CHOHCH3 CH3CH2CH2OH CH3(CH2)3OH

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alcohol isopropílico (Alcohol para fricciones) alcohol n-propílico alcohol butílico

2- propanol 1- propanol 1- butanol

2 Chemistry-2.0

Química CH3CHCH2CH3 I OH

alcohol sec-butílico

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2-butanol

Nota: Alcohol desnaturalizado, es el etanol que se mezcla con metanol para evitar que la gente lo beba. Se usa a nivel industrial.

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TIPOS DE ALCOHOLES

Los alcoholes se clasifican en monoles y polioles según el número de grupos hidroxilo (-OH) presentes en su estructura molecular.

1 Monoles Son aquellos alcoholes que tiene un solo grupo funcional hidroxilo -OH, los cuales a su vez pueden clasificarse como primarios, secundarios y terciarios dependiendo del tipo de carbono que sea portador del grupo funcional hidroxilo. Esta clasificación resulta útil ya que la reactividad química, la velocidad de reacción y los productos obtenidos en una reacción están relacionadas con el tipo de alcohol. * Alcohol Primario, el grupo -OH va unido a un carbono primario. * Alcohol Secundario, el grupo -OH va unido a un carbono secundario. * Alcohol Terciario, el grupo -OH va unido a un carbono terciario. ALCOHOLES

FÓRMULA GENERAL H

Primario (1°)

R C R´ OH

R´

Terciario (3°)

CH3-CH2-OH

R C OH H

H

Secundario (2°)

EJEMPLOS

R C R´´ OH

CH3-CH2-CH2-OH CH3-CH-CH2OH I CH3

CH3 CH CH3

CH3-CH2-CH-CH3 I CH3CH2OH -CH-CH3 I

OH CH3 I CH2-C-CH3 I OH

OH CH3 I CH2-C-CH2-CH3 I OH

R, R´, R´´ : Grupos alquilo

Para alcoholes de mayor peso molecular, o ramificados, se presentan las siguientes reglas para nombrarlos: - Se elige la cadena más larga que contenga el grupo hidroxilo (OH) y se numera dando al grupo hidroxilo el localizador más bajo posible. - El grupo hidroxilo tiene preferencia sobre enlaces insaturados (dobles, triples), halógenos. Prioridad: OH- > enlace insaturado > radical - Derive el nombre de la cadena principal reemplazando la terminación del HC correspondiente por el sufijo OL.

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Ejemplos: Nombrar según IUPAC los siguientes alcoholes. OH

OH

OH 5-etil-3-octanol

3-metil-2-hexanol

2,2,5-trimetil-3-hexanol

OH

OH

Br Cl 3-bromociclohexanol

cis-3-clorociclopentanol

2 Polioles

Son aquellos alcoholes que poseen 2 o más grupos hidroxilo -OH, entre los que destacan los dioles y trioles. En estos compuestos, cada átomo de carbono solo puede contener un solo grupo -OH, no así 2OH ni 3OH; por lo tanto no existen. . I -C-OH I OH

ni

OH I -C-OH I OH

ALCOHOL Dioles (Glicoles) Contienen dos grupos OH Trioles (Gliceroles) Contienen tres grupos OH

ESTRUCTURA * CH2

CH2

OH

OH

* CH2

CH

OH

OH

* CH2

CH

OH

NOMBRE - Etanodiol

CH3

1,2 - propanodiol

CH2

1,2,3- Propanotriol

OH OH

Ejemplos: Etanodiol:

etilenglicol, empleado como anticongelante en los circuitos de refrigeración de motores de combustión interna. 1,2-Propanodiol: propilenglicol, empleado en medicinas y alimentos 1,2,3-Propanotriol: glicerina, empleado en los jabones debido a sus propiedades humectante e hidratante

*

PROPIEDADES FÍSICAS

Las propiedades físicas dependen del grupo funcional -OH y del tamaño del grupo alquilo (-R). Las propiedades físicas que abordaremos son estado físico, solubilidad y punto de ebullición.

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Punto de ebullición: En alcoholes lineales: Al aumentar el número de carbonos aumenta el punto de ebullición como consecuencia del incremento de las fuerzas de dispersión o London. Ejemplo: Relación Teb: 1-butanol < 1-pentanol < 1-hexanol directa eb

T

M

Los alcoholes ramificados: poseen menor punto de ebullición que los alcoholes lineales; la razón está en que al ramificarse la cadena carbonada, la intensidad de las fuerzas de London disminuye.

CH3-CH2-CH2-CH2OH

CH3-CH-CH2OH I CH3

alcohol n-butílico Teb= 118°C

alcohol isobutílico Teb= 108°C

CH3 I CH3 - C - CH3 I OH alcohol terbutílico Teb= 83°C

- Los alcoholes monoles poseen mayor temperatura de ebullición que los alcanos de similar cantidad de carbonos porque entre sus moléculas se forman el enlace puente de hidrógeno (líquidos asociados), y para romper estos enlaces (E.P.H) entre sus moléculas se necesita de gran cantidad de energía. Ejemplo: METANO: CH4 (Teb = -161°C) METANOL: CH3OH (Teb = 64,5°C) El enlace O-H es polar y proporciona el dipolo necesario para disolver cationes y aniones. Los alcoholes al igual que el agua, pueden disolver compuestos iónicos, pero en menor proporción. Preparación de alcoholes - Hidratación de alquenos, en medio ácido, se rompe el enlace doble del alqueno a los cuales se unen el H y OH del agua (H2O = HOH). I I –C=C– + H2O

Ejemplos: CH2 = CH2 + H2O Eteno

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I I –C–C– I I H OH CH3CH2OH Etanol

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