TAller 4 : Ácidos Carboxilicos

Taller 4: Ácidos carboxílicos y derivados

1. Escriba la reacción de formación entre un ácido carboxílico y una base fuerte. Indique en cada caso los nombres de los reactivos y de los productos.

RESPUESTA:

Una base fuerte puede desprotonar completamente a un ácido carboxílico. Los productos que se obtienen son el ión carboxilato, el catión procedente de la base y el agua. La combinación de un ión carboxilato y un catión es una sal de un ácido carboxílico.

El hidróxido de sodio se utiliza con frecuencia para desprotonar ácidos carboxílicos.

2. Escriba la reacción de formación de reconocimiento de un ácido carboxílico. Indique en cada caso los nombres de los reactivos y de los productos.

RESPUESTA:

Nombraremos tres métodos de obtener ácidos carboxílicos:

Oxidación de alcoholes y aldehídos:

Los alcoholes primarios y aldehídos se suelen oxidar a ácidos con ácido crómico (H2Cr04, formado por la reacción de Na2Cr2O7 con H2SO4). Ocasionalmente se utiliza el permanganato de potasio, pero los rendimientos suelen ser más bajos.

Ruptura oxidativa de alquenos y alquilos:

El permanganato de potasio diluido y frio reacciona con los alquenos para dar a glicoles. Las soluciones de permanganato concentrado y caliente oxidan posteriormente a los glicoles, rompiendo el enlace carbono-carbono central. Dependiendo de la sustitución del doble enlace original, se pueden obtener cetonas o ácidos.

En el caso de los alquilos, se pueden obtener ácidos carboxílicos por la ruptura del triple enlace ozonólisis o por oxidación vigorosa con permanganato de potasio.

Oxidación fuerte de las cadenas laterales de alquilbencenos:

Las cadenas laterales de los alquilbencenos se oxidan a derivados del acido benzoico por tratamiento con permanganato de potasio caliente o acido cromico caliente. Como en esta oxidación se requieren condiciones severas de reacción, solo es útil para obtener derivados del acido benzoico con grupos funcionales no oxidables. Pueden estar presentaes grupos funcionales resistentes a la oxidación.

3. Escriba la reacción de formación de un anhídrido, un haluro de ácido, un éster, y una amida. Indique en cada caso las condiciones bajo las cuales de efectuarse la reacción e indique los nombres de los reactivos y de los productos.

Esteres de ácidos carboxílicos:

Los ésteres son derivados de los ácidus carbuxílicos en los que se ha sustituido el grupo hidroxilo (-OH) por un grupo alcóxido (-OR). Un éster es una combinación de un ácido carboxílico y un alcohol, con la pérdida de una molécula de agua. Ya se ha visto que los ésteres se pueden formar mediante la esterificación de Fischer de un ácido con un alcohol.

Amidas:

Una amida se forma a partir de un ácido carboxílico y amoniaco o una amina. Un ácido reacciona con una amina para formar un carboxilato de amonio. Cuando se calienta esta sal por encima de 100°C, se obtiene la amina y se libera agua en forma de va por:

Los haluros de ácido.

También denominados haluros de acilo, son derivados activados que se utilizan en la síntesis de compuestos acilados como los ésteres, las amidas y los acil bencenos (en la acilación de Friedel-Crafs). Los haluros de acilo más frecuentes son los cloruros de acilo (cloruros de ácido) por lo que generalmente se utilizarán cloruros de ácido como ejemplos

El átomo de halógeno de un haluro de acilo sustrae inductivamente densidad electrónica del átomo de carbono del grupo carbonilo, aumentando su naturaleza electrofílica y haciendo a los haluros de acilo particularmente reactivos respecto a la sustitución nuc1eofílica del grupo acilo. El ión haluro también actúa como un buen grupo saliente.

Anhídridos de ácido:

La palabra anhídrido significa «sin agua». Un anhídrido de ácido se obtiene a partir de dos moléculas de ácidu por la pérdida de una molécula de agua. La adición de agua a un anhídrido regenera dos moléculas del ácido carboxílico.

De la misma forma que los haluros de ácido, los anhídridos son derivados activados de los ácidos carboxílicos, a pesar de que los anhídridos no son tan reactivos como los haluros de ácido. En un cloruro de ácido, el átomo de cloro activa el grupo carbonilo y actúa como grupo saliente. En un anhídrido, el grupo carboxilato realiza estas dos funciones:

4. Escriba las reacciones de hidrólisis de cada uno de los derivados de ácidos carboxílicos del punto anterior, indicando en cada caso las condiciones bajo las cuales debe efectuarse la reacción. Indique en cada caso los nombres de los reactivos y productos.

Hidrolisis de haluros de acido y anhídridos

Los haluros de ácido y los anhídridos son tan reactivos que se hidrolizan en condiciones neutras. La hidrólisis de un haluro de ácido o de un anhídrido generalmente es una reacción colateral no deseada que se produce si en el medio de reacción hay humedad. La hidrólisis se puede evitar almacenando los haluros de ácido y los anhídridos en recipientes secos y bajo atmósfera de nitrógeno seco. y utili7ando disolventes y reactivos anhidros.

Hidrolisis de ésteres:

La hidrólisis de un éster catalizada por un ácido es el proceso inverso del equilibrio de esterificaciónde Fischer. La adición de exceso de agua desplaza el equilibrio hacia la formación de ácido y alcohol.

La hidrólisis de los ésteres, denominada saponificación, evita el equilibrio de la esterificación de Fischer. El ión hidróxido ataca al grupo carbonilo para formar un intermedio tetraédrico. La eliminación del ión alcóxido da lugar al ácido y una transferencia rápida de protones da lugar al ión carboxilato y al alcohol. Esta transferencia de protones es muy exotémlica y hace que se complete la saponificación. Para desprotonar el ácido se necesita un mol de base.

Hidrolisis de amidas:

Las

...