ACIDOS

Ácidos Carboxílicos

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ACIDOS CARBOXILICOS

El grupo funcional característico de los ácidos orgánicos es el grupo carboxilo. Por lo tanto,

la fórmula general para un ácido carboxílico se escribe

Carboxilo Acido Carboxílico

- COOH R - C

O

OH

El nombre de los ácidos carboxílicos comienza con la palabra “ácido” seguida por el

nombre del alcano básico terminado en “oico”. Para los ácidos alifáticos, el carbono uno

corresponde al carbono carboxilo. Los ácidos mas frecuentes se conocen por sus nombres

comunes, por ejemplo Ácido Metanoico o fórmico, HCOOH; Ácido etanoico o Ácido

acético, CH3 – COOH; Ácido propanoico o propiónico, CH3 – CH2 – COOH; Ácido

butanoico o butírico, CH3 – CH2 – CH2 – COOH.

De acuerdo al número de carbonos que contenga el ácido alifático, se distinguen como

ácidos de cadena corta, media y larga. Los siguientes ácidos se incluyen dentro de los de

cadena media: Ácido pentanoico o valérico, Ácido hexanoico o caproico, Ácido octanoico

o caprílico y Ácido decanoico o caprico. Los ácidos de cadena larga se encuentran en

estructuras macromoleculares como los lípidos y entre ellos se encuentran: el Ácido

dodecanoico o láurico, Ácido tetradecanoico o mirístico, Ácido hexadecanoico o palmítico,

Ácido octadecanoico o esteárico, Ácido eicosanoico o araquídico y el Ácido

tetraeicosanoico o lignocérico.


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Entre los ácido carboxílicos aromáticos se encuentran el Ácido benzoico, C6H5 – COOH y

sus derivados como el Ácido o-hidroxibenzoico o Ácido salicílico, el Ácido p-

aminobenzoico o PABA y el Ácido acetilsalicílico o ASPIRINA.

Algunos ácidos, tanto alifáticos como aromáticos, se clasifican como dicarboxílicos porque

incluyen en sus estructuras dos grupos carboxilos, entre los cuales se tienen el Ácido

oxálico o etanodioico, HOOC – COOH; Ácido malónico o propanodioico, HOOC – CH3 -

COOH; Acido Succínico o butanodioico, HOOC – CH3 – CH3 – COOH; Ácido glutárico o

pentanodioico y Ácido adípico o hexanodioico. El ácido ftálico o bencen-1,2-dicarboxílico

es un ejemplo de ácido dicarboxílico aromático.

Los hidroxiácidos se clasifican según la posición en que se localiza el grupo hidroxilo,

como α, β, γ o δ hidroxiácidos. El Ácido láctico es el α-hidroxipropanoico porque su

grupo hidroxilo se encuentra enlazado al carbono dos y el Ácido β-hidroxibutírico presenta

su grupo hidroxilo posicionado en el carbono tres. Otro hidroxiácido importante es el

hidroxiacético.

Entre los ácidos hidroxidicarboxílicos se encuentran el Ácido málico o hidroxisuccínico y

el Ácido tartárico o 2,3-dihidroxisuccínico Entre los ácidos hidroxitricarboxílicos se

encuentran el Ácido cítrico o 2-hidroxipropano-1,2,3-tricarboxílico y el Ácido isocítrico o

1-hidroxipropano-1,2,3-tricarboxílico.

Los cetoácidos presentan un grupo carbonilo y, de igual manera, se clasifican α, β, γ o δ

cetoácidos. El Ácido pirúvico o 2-oxopropiónico, es un α-cetoácido y el Acido acetoacético

o 3-oxobutírico es un β-cetoácido El ácido oxaloacético u oxosuccínico es un α-cetoácido

dicarboxílico e igualmente el Ácido cetoglutárico

Algunos ácidos orgánicos presentan insaturaciones. Se conocen en las grasas, por ejemplo,

los ácidos oleico, linoleico y linolénico, derivados del ácido esteárico con diferentes grados

de instauración. El Acido fumárico o trans-butenodioico y el Ácido maleico o cis-


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butenodioico son ejemplos de ácidos insaturados dicarboxílicos. Se clasifican como ácidos

αβ-insaturados porque el doble enlace se realiza entre carbonos α y β

PROPIEDADES FISICAS DE LOS ACIDOS CARBOXILICOS

Los primeros nueve miembros de la serie de los ácidos monocarboxílicos son líquidos

incoloros, de olor muy desagradable. El olor del vinagre se debe al ácido acético; el de la

mantequilla rancia al ácido butírico. El ácido caproico se encuentra en el pelo y secreciones

del ganado caprino. Los ácidos C5 a C10 poseen olores a “cabra”. Los ácidos mayores son

sólidos cerosos e inodoros. Los ácidos inferiores son solubles en agua; su solubilidad

decrece a partir del ácido butírico con el aumento del carácter hidrocarbonado de la

molécula. Todos los ácidos son solubles en solventes orgánicos

PROPIEDADES QUIMICAS DE LOS ACIDOS CARBOXILICOS

Acidez

La reacción más característica de los ácidos carboxílicos es su ionización

R - C

O

OH

R - C

O

OH

++

Esta ionización se atribuye al desplazamiento electrónico a lo largo del doble enlace del

grupo carbonilo hacia el átomo de oxígeno, dejando una carga positiva parcial sobre el

átomo de carbono, provocando un desplazamiento inductivo a lo largo de los enlaces C – O

y O – H, en sentido opuesto al átomo de hidrógeno, que puede ser extraído por interacción

con una base. Por otra parte, el anión producido por la pérdida de un protón es un híbrido

de resonancia de dos estructuras canónicas. La deslocalización de la carga estabiliza el

anión, por lo que este puede formarse con mayor facilidad


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Entre los ácidos alifáticos monocarboxílicos a medida que aumenta el número de carbonos

disminuye su acidez porque los grupos hidrocarbonados son donadores de electrones, lo

que hace que a mayor número de carbonos se fortalezca el enlace O – H y disminuye la

facilidad de la liberación del ión hidrógeno.

Reacción de neutralización

Los ácidos carboxílicos sencillos son ácidos débiles que al reaccionar con bases fuertes,

como el hidróxido de sodio, originan sales estables que son sólidos solubles en agua y se

hallan completamente disociadas en solución. Son sales iónicas

A las sales orgánicas se les nombra de la misma manera que a las sales inorgánicas. Al

nombre del anión orgánico le sigue el nombre del catión. El nombre del anión se obtiene

eliminando la terminación “ico” de los ácidos y reemplazándola por la terminación “ato”.

Esto se aplica tanto a los nombres comunes como a los nombre IUPAC.

El acetato de sodio, CH3 – COONa, se usa principalmente como vehículo para administrar

un catión, también puede emplearse como alcalinizante porque se metaboliza con rapidez.

El acetato de potasio, CH3 – COOK, se emplea para reparar la deficiencia de potasio. Los

propionatos de sodio y calcio se incorporan a la masa del pan como inhibidores no tóxicos

del crecimiento de mohos. El propionato sódico se utiliza para tratar dermatomicosis, al

igual que el ácido caprílico y sus sales. El undecilenato de zinc es un polvo blanco fino que

tiene propiedades antimicóticos. El palmitato y el estearato de sodio son los constituyentes

detergentes de los jabones. El benzoato de sodio se emplea como conservador de alimentos.

Reacción de los ácidos carboxílicos con amoniaco Los ácidos carboxílicos reaccionan con el amoniaco formando amidas, en una reacción

muy lenta a la temperatura ambiente. Primero se forma la sal de amonio y se separa el agua

si la reacción se mantiene por encima de los 100 ºC. La ecuación general es:


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R - C

O

OHR - C

O

NH3O - NH4

R - C

O

NH2

H2 O+ +

Formación de haluros de acilo

Los ácidos carboxílicos reaccionan con ciertos halogenuros de no metales (como el fósforo)

para formar halogenuros de acilo. Para la obtención de los cloruros, los mas empleados son

el PX3, PX5 y SOX2. Las reacciones son las siguientes

R - C

O

OHR - C

O

PX3X

H3PO3+ +3 3

Haluro de acilo

R - C

O

OHR - C

O

PX5X

H3PO3HX+ + +

R - C

O

OHR - C

O

SOX2X

SO2HX+ + +

Los cloruros de acilo alifáticos son líquidos muy reactivos, de punto de ebullición inferior

al del ácido carboxílico correspondiente. Al igual que otros muchos compuestos

halogenados de gran reactividad, son lacrimógenos y causan quemaduras graves en

contacto con la piel. Al aire emiten humos pálidos de cloruro de hidrógeno, debido a su

reacción con el vapor de agua atmosférico. Los grupos acilos se nombran con el mismo del

ácido de donde provienen eliminando la teminación “ico” y reemplazándola por “ilo”


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Formación de anhídridos orgánicos

De acuerdo a su estructura, se considera que los anhídridos de ácido se forman por

eliminación de una molécula de agua entre dos moléculas de ácido. La reacción general de

la formación de un anhídrido orgánico es

R - C

O

OH

R - C

O

H2 OR - C

O

OH

- O - C - R

O

+ +Anhídrido Orgánico

Los anhídridos de ácido se pueden obtener, también, por reacción entre el cloruro de acilo y

una sal carboxílica. Los anhídridos de los ácidos alifáticos inferiores son líquidos de olores

penetrantes, escasamente solubles en agua. Los anhídridos de ácido reaccionan con los

mismos reactivos que los ésteres, pero con una reactividad intermedia entre la de los ésteres

y la de los cloruros de acilo.

Formación de nitrilos

Los nitrilos se consideran derivados de los ácidos carboxílicos puesto que tienen el mismo

estado de oxidación. Su fórmula general es R –CN y se nombran como ésteres del ácido

cianhídrico o como cianoderivados de los hidrocarburos. Por ejemplo, el propionitrilo o

cianuro de n-propilo es de fórmula CH3 – CH2 – CH2 – CN

Una forma de obtener nitrilos es mediante la deshidratación de amidas u oximas en

presencia de pentóxido de fósforo, de acuerdo a la siguiente reacción:

R - C

O

NH2

H2 OP2O5

R - C N +


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Los nitrilos son sólidos o líquidos neutros. Los nitrilos alifáticos de pocos átomos de

carbono son solubles en agua. Son compuestos covalentes y su toxicidad no es tan elevada

como la de los cianuros iónicos, ya que no producen ácido cianhídrico por hidrólisis. La

hidrólisis ácida de los nitrilos produce, primero, la amida correspondiente y, si prosigue, se

obtiene el correspondiente ácido carboxílico.

El grupo nitrilo se encuentra en glucósidos vegetales y en la vitamina B12. La deficiencia de

vitamina B12 puede producir anemia megalobástica, leucopenia y trombocitopenia. Una

dieta vegetariana estricta, que incluya huevos y leche, no posee virtualmente nada de

vitamina B12.

Reducción de ácidos carboxílicos

La reducción de ácidos carboxílicos es muy difícil. El hidruro de aluminio y litio reduce los

ácidos carboxílicos a los alcoholes correspondientes en condiciones suaves

Reconocimiento de los ácidos carboxílicos: Prueba del yodato-yoduro

Es una reacción característica de los ácidos carboxílicos, que produce yodo molecular, que

reconocemos por la coloración azul que adquiere el medio de la reacción al agregarle una

solución de almidón. El ácido se combina con una mezcla de yodato de potasio, KIO3, y

yoduro de potasio, KI, y se produce la siguiente reacción:

R - C

O

OH

R - C

O

KIO3O - K

H2 OKI I2+ +6 + 5 6 + 3 3

Acidos carboxílicos importantes

El ácido fórmico puro es un líquido incoloro, de olor penetrante y miscible con agua. Es un

agente reductor vigoroso. Es un ácido mucho más fuerte que los demás ácidos carboxílicos


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alifáticos sencillos. A diferencia de los demás ácidos carboxílicos, el ácido fórmico posee

tanto un grupo aldehído como un grupo carboxilo. Por lo tanto, no resulta sorprendente

observar que el ácido fórmico experimente reacciones que no son posibles para los

homólogos superiores de la serie de los ácidos. Es uno de los componentes de las

secreciones de abejas y hormigas. Es el responsable del ampollamiento cutáneo causado

por una picadura de abeja u hormiga.

El ácido acético, a temperatura ambiente, es un líquido incoloro. Sin embargo, en las zonas

frías puede comenzar a cristalizar formando un sólido vítreo llamado ácido acético glacial.

El vinagre es una solución de ácido acético en agua a concentraciones entre el 4 y el 5 %.

En concentración al 5 % es bactericida. Se utiliza en duchas vaginales para tratar

infecciones por tricomonas, candida y haemophitus. También es espermaticida.

El ácido benzoico es sólido, poco soluble en agua y de acidez ligeramente superior a la de

los ácidos alifáticos sencillos. Se usa como conservador de alimentos. Es poco tóxico y casi

insípido. Se combina con el ácido salicílico en forma de pomada con propiedades

antimicóticos. Puede aplicarse sin peligro a la piel

El ácido caprílico y sus sales presentan acción dermatomicótica. El ácido undecilénico (10-

undecenoico) es un líquido amarillo con olor a rancio característico, de actividad fungicida

contra diversos hongos. Algunos ácidos arilalcanoicos prometen tener actividad

antiinflamatoria con poca molestia gastrointestinal. Un ejemplo de ello es el producto

conocido como ibuprofeno o Motrin, que es un derivado fenilpropiónico

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