Formulación orgánica - IES San Fulgencio
Formulación orgánica - IES San Fulgencio
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1<br />
<strong>Formulación</strong> <strong>orgánica</strong>
FUNCIONES ORGÁNICAS<br />
HIDROCARBUROS<br />
FUNCIONES OXIGENADAS<br />
FUNCIONES NITROGENADAS<br />
SUMARIO<br />
ALIFÁTICOS ACÍCLICOS<br />
ALIFÁTICOS CÍCLICOS<br />
AROMÁTICOS<br />
DERIVADOS HALOGENADOS<br />
ALCOHOLES, FENOLES Y DERIVADOS<br />
ALDEHIDOS Y CETONAS<br />
ÁCIDOS CARBOXIÍLICOS Y DERIVADOS<br />
AMINAS Y SALES DE AMONIO<br />
HIDRAZINAS<br />
HIDOXILAMINAS<br />
NITRILOS O CIANUROS<br />
NITRODERIVADOS<br />
AMIDAS<br />
2<br />
<strong>Formulación</strong> <strong>orgánica</strong>
ANTES DE EMPEZAR:<br />
FORMULACIÓN DE QUÍMICA ORGÁNICA<br />
3<br />
<strong>Formulación</strong> <strong>orgánica</strong><br />
La configuración electrónica del carbono es 1s 2 2s 2 2p 2 y para adquirir la<br />
configuración electrónica del Neón necesita otros cuatro electrones que adquiere<br />
compartiendo electrones con otros átomos según se estudia en el enlace covalente.<br />
El carbono es, por tanto, tetravalente y siempre forma cuatro enlaces. Esto<br />
deberá ser tenido en cuenta a la hora de escribir las fórmulas de los compuestos<br />
orgánicos.<br />
1. HIDROCARBUROS:<br />
Son compuestos que contienen sólo carbono e hidrógeno. Pueden agruparse de la<br />
siguiente manera:<br />
HIDROCARBUROS:<br />
Alifáticos<br />
Acíclicos<br />
Aromáticos Policíclicos<br />
Saturados Alcanos o parafinas<br />
Insaturados<br />
Alquenos u olefinas<br />
Alquinos o acetilénicos<br />
Saturados Cicloalcanos<br />
Cíclicos Cicloalquenos<br />
Insaturados<br />
Cicloalquinos<br />
Monocíclicos Arenos<br />
Aislados<br />
Condensados
1.1. ALCANOS<br />
4<br />
<strong>Formulación</strong> <strong>orgánica</strong><br />
Los alcanos más sencillos son los de cadena lineal. Responden a la fórmula<br />
general: CnH2n+2 Los cuatro primeros reciben los nombres de metano, etano, propano<br />
y butano; los restantes se nombran mediante el prefijo griego, que indica el número<br />
de carbonos, y la terminación –ano que es genérica y se aplica a todos los alcanos:<br />
Fórmula: Nombre<br />
CH4 metano<br />
CH3-CH3 etano<br />
CH3-CH2-CH3 propano<br />
CH3-CH2-CH2-CH3 butano<br />
CH3-(CH2)3-CH3 pentano<br />
Los nombres de los términos superiores de la serie son los siguientes (se indica<br />
sólo el número de átomos de carbono):<br />
10 decano 20 eicosano 30 triacontano<br />
11 undecano 21 heneicosano 31 hentriacontano<br />
12 dodecano 22 docosano 32 dotriancontano<br />
13 tridecano 23 tricosano 33 tritriacontano<br />
14 tetradecano 24 tetracosano 34 tetratriacontano<br />
15 pentadecano 25 pentacosano 35 pentatriacontano<br />
16 hexadecano 26 hexacosano 36 hexatriacontano<br />
17 heptadecano 27 heptacosano 37 heptatriacontano<br />
18 octadecano 28 octacosano 38 octatriacontano<br />
19 nonadecano 29 nonacosano 39 nonatriacontano.<br />
40 tetracontano 50 pentacontano 60 hexacontano<br />
41 hentetracontano 51 henpentacontano 61 henhexacontano<br />
42 dotetracontano 52 dopentacontano 62 dohexacontano<br />
etc. etc. etc.<br />
70 heptacontano 80 octacontano 90 nonacontano<br />
etc. etc. etc.<br />
100 hectano 200 dihectano 300 trihectano.<br />
1.1.1. Alcanos acíclicos ramificados:<br />
Antes de nombrar los alcanos ramificados es preciso definir lo que se entiende por<br />
radicales. Se llaman así los grupos de átomos que proceden de la pérdida de un<br />
hidrógeno por un hidrocarburo. Los radicales derivados de los alcanos se llaman<br />
radicales alquilo y se nombran sustituyendo en el nombre del hidrocarburo<br />
correspondiente la terminación –ano por –ilo ( también –il)
CH3 - metilo<br />
CH3-CH2- etilo<br />
CH3-CH2-CH2- propilo<br />
CH3-CH2-CH2-CH2- butilo<br />
CH3-CH2- CH2-CH2-CH2- pentilo<br />
5<br />
<strong>Formulación</strong> <strong>orgánica</strong><br />
Para nombrar un hidrocarburo ramificado se nombra antes el radical unido a la<br />
cadena carbonada principal y después se dice el nombre del hidrocarburo que<br />
constituye la cadena principal. En general, la cadena principal es la más larga y para<br />
determinar la posición del radical se numera la cadena más larga y se escribe y<br />
menciona dicho número, llamado localizador delante del nombre del radical.<br />
Regla<br />
Ejemplos<br />
Ejercicios:<br />
que se asigne los números más bajos a los carbonos con cadenas<br />
1<br />
laterales, independientemente de la naturaleza de los<br />
:<br />
sustituyentes.<br />
:<br />
La cadena más larga se numera de un extremo a otro, de manera
Ejercicios:<br />
6<br />
<strong>Formulación</strong> <strong>orgánica</strong><br />
Hay algunos alcanos ramificados que tienen un nombre común aceptado por la<br />
IUPAC :<br />
Cualquier alcano ramificado que pierda un hidrógeno se convierte en radical. Son<br />
radicales complejos que se nombran como los alcanos ramificados pero cambiando<br />
la terminación –ano por –ilo y teniendo en cuenta que el carbono 1 del radical es<br />
siempre el que ha perdido el hidrógeno, es decir, aquel por el que se une a la cadena<br />
principal.<br />
Ejemplos:
Ejercicios:<br />
7<br />
<strong>Formulación</strong> <strong>orgánica</strong><br />
También hay unos cuantos radicales que tienen nombre vulgar admitido. Son:<br />
Si hay varios radicales distintos se plantea el problema de cuál ha de citarse<br />
primero. La IUPAC recomienda la utilización del orden alfabético:<br />
:<br />
Regla 2:<br />
Regla 3:<br />
Ejemplos<br />
Formular los siguientes radicales:<br />
a) 2,4-dimetilpentilo<br />
b) 1-etil-1-metilbutilo<br />
c) 4,4-dimetil-2-propilhexilo<br />
Los radicales con nombres sencillos se citan en un orden<br />
alfabético que no tiene en cuenta los prefijos di-, tri-, etc.<br />
Los radicales con nombre complejo se ordenan según la primera<br />
letra del radical
¿Cómo nombraríamos a este compuesto?<br />
Ejemplo:<br />
8<br />
<strong>Formulación</strong> <strong>orgánica</strong><br />
Es un etilpropiloctano, pero ¿por dónde empezamos a numerar?. La solución nos<br />
la da la siguiente regla:<br />
Regla 4:<br />
Regla 5:<br />
Cuando hay varias cadenas de la misma longitud, la elección de la cadena<br />
principal se hace de acuerdo con la siguiente regla:<br />
Regla 6:<br />
Se da el número más bajo al sustituyente que primero se cita en<br />
el nombre.<br />
Cuando hay dos o más radicales complejos iguales se usan los<br />
prefijos bis, tris, tetrakis o tetraquis, pentakis o pentaquis, etc<br />
1. La cadena que tenga el mayor número de cadenas laterales<br />
2. la cadena cuyas cadenas laterales tengan los localizadores<br />
más bajos.<br />
3. la cadena que tenga el máximo número de átomos de<br />
carbono en las cadenas laterales más pequeñas.<br />
4. la cadena que tenga cadenas laterales lo menos ramificadas<br />
posible.
Ejercicios:<br />
1.1.2. Alcanos cíclicos o cicloalcanos.<br />
9<br />
<strong>Formulación</strong> <strong>orgánica</strong><br />
Los hidrocarburos saturados cíclicos se nombran añadiendo el prefijo ciclo- al<br />
nombre del alcano equivalente de cadena abierta<br />
Ejemplos:
10<br />
<strong>Formulación</strong> <strong>orgánica</strong><br />
Los radicales o grupos univalentes derivados de los cicloalcanos simples se<br />
nombran como en los alcanos acíclicos: sustituyendo la terminación –ano por –ilo.<br />
Es preciso indicar que, en principio hay dos formas para nombrar los cicloalcanos<br />
sustituidos, tal como se ve en el siguiente ejemplo:<br />
En algunos casos una de las dos es preferible a la otra, por ejemplo:<br />
En estos casos resulta más sencillo nombrarlos como derivados de un cicloalcano<br />
que no como derivados de un compuesto de cadena abierta, así el compuesto A<br />
sería 1-butil-1-terc-butil-4,4-dimetilciclohexano, el B sería 1,1,2-<br />
trimetilciclopentano y el C, 1-etil-2,2-diisopropil-1-metilciclopropano.<br />
En cambio, los siguientes compuestos es mejor nombrarlos como derivados de un<br />
alcano de cadena abierta:<br />
El D sería: 1,4-diciclohexil-2-metilbutano y el el E, 3-ciclopentil-2-ciclopropil-6-<br />
metilheptano
1.2. ALQUENOS Y ALQUINOS<br />
11<br />
<strong>Formulación</strong> <strong>orgánica</strong><br />
Se trata de hidrocarburos que tienen dobles enlaces carbono-carbono (alquenos)<br />
o enlaces triples carbono-carbono (alquinos).<br />
1.2.1. Alquenos<br />
Los hidrocarburos que contienen dobles enlaces se nombran cambiando la<br />
terminación –ano del alcano de igual número de carbonos por –eno<br />
Ejemplos:<br />
Obsérvese que la fórmula general de los alquenos no cíclicos con un solo doble<br />
enlace es CnH2n.<br />
Regla 7:<br />
Regla 8:<br />
Ejemplos:<br />
La posición del doble enlace o instauración se indica mediante<br />
el correspondiente localizador. Se procurará asignar al doble<br />
enlace un localizador tan bajo como sea posible<br />
Si hay ramificaciones se tomo como cadena principal la cadena<br />
más larga de las que contienen el doble enlace y el doble enlace<br />
tiene primacía sobre las cadenas laterales en el momento de<br />
numerar
:<br />
Ejemplos<br />
1.2.1.1. Alquenos cíclicos<br />
12<br />
<strong>Formulación</strong> <strong>orgánica</strong><br />
Cuando el doble enlace está integrado en un anillo tenemos un alqueno cíclico y<br />
se nombran añadiendo el prefijo ciclo al nombre del alqueno.<br />
Ejemplos:<br />
1.2.1.2. Dienos y polienos<br />
Cuando un hidrocarburo contiene más de un doble enlace se emplea para<br />
nombrarlo la terminación –adieno, -atrieno, etc. En lugar de –eno. Preceden al<br />
nombre los localizadores de dichos enlaces.<br />
Ejemplos:
Ejercicios:<br />
1.2.2. Alquinos<br />
13<br />
<strong>Formulación</strong> <strong>orgánica</strong><br />
Los alquinos o hidrocarburos acetilénicos son aquellos que contienen uno o más<br />
triples enlaces. Los que tienen un solo triple enlace responden a la fórmula general<br />
CnH2n-2. Se nombran cambiando la terminación –ano del alcano de igual número de<br />
carbonos por –ino.<br />
Ejemplos:<br />
Si en un compuesto existen dos o más enlaces triples se emplean las<br />
terminaciones –diino, -triino, etc.<br />
Ejemplos:<br />
Formular los siguientes compuestos:<br />
a) 5-etil-2,6-dimetil-2,3,4-octatrieno<br />
b) 8,8,9,9-tetrametil-3,6-decadieno<br />
c) 6-metil-6-pentil-2,4,7-nonatrieno<br />
d) 3-etil-3-metil-1,5-ciclooctadieno.<br />
1.2.3. Hidrocarburos con dobles y triples enlaces.<br />
Al nombrarlos hay que enunciar tanto el número de dobles enlaces como el de<br />
triples: si hay dos dobles enlaces y uno triple será un dieno-ino; si hay 3 enlaces<br />
dobles y dos triples, se tratará de un trieno-diino; etc.
Regla 9:<br />
Ejemplos:<br />
14<br />
<strong>Formulación</strong> <strong>orgánica</strong><br />
El problema se plantea cuando, tanto si se empieza a numerar por la izquierda<br />
como por la derecha, los localizadores de las instauraciones coinciden. En este caso<br />
se aplica la siguiente regla:<br />
Regla 10:<br />
La posición de los sustituyentes alquilo no tiene ninguna importancia cuando hay<br />
instauraciones, ya que son éstas las que marcan la pauta en el momento de<br />
numerar. Sólo en el caso en que las reglas de preferencia dadas aquí no nos<br />
resuelvan la papeleta, deberemos aplicar las reglas vistas para los alcanos<br />
ramificados.<br />
Ejemplos:<br />
Para numerar la cadena principal se procura que recaigan los<br />
números más bajos en las instauraciones (enlaces dobles o<br />
triples), prescindiendo de considerar si son dobles o triples<br />
Se da preferencia a los dobles enlaces sobre los triples, en el<br />
sentido de que se asigna a los dobles enlaces los localizadores<br />
más bajos
1.2.4. Radicales alquenilo y alquinilo<br />
15<br />
<strong>Formulación</strong> <strong>orgánica</strong><br />
Los grupos o radicales univalentes procedentes de los alquenos o de los alquinos<br />
adoptan las terminaciones –enilo o –inilo (en o in por el doble o el triple enlace, ilo<br />
por tratarse de un radical).<br />
Ejemplos:<br />
Si el radical es cíclico, se procede de la misma manera; se asigna el número 1 al<br />
átomo de carbono por donde el radical se une a la cadena principal y se numera<br />
hasta encontrar el doble o dobles enlaces. Así, por ejemplo, si nos hablan del 3-<br />
ciclohexenilo o 3-ciclohexen-1-ilo es que se trata de un ciclohexeno que tiene una<br />
valencia libre en el carbono 1 y el doble enlace en el carbono 3.<br />
1.2.5. La cadena principal en alquenos y alquinos complejos<br />
Cuando en un hidrocarburo no saturado hay también dobles y/o triples enlaces en<br />
las ramificaciones, se elige como cadena principal aquella que tiene mayor<br />
número de enlaces “no sencillos” El hidrocarburo siguiente<br />
se nombra 4-(3-pentinil)-1,3-nonadieno-5,7-diino. La cadena principal es la que<br />
aparece numerada.<br />
En el caso de que haya dos o más posibles cadenas principales con igual número<br />
de enlaces no sencillos se elige como cadena principal la de mayor número de<br />
átomos de carbono. A igualdad de átomos de carbono, se elige la que tenga el<br />
máximo número de dobles enlaces.
Ejercicios:<br />
1.2.6. Radicales bivalentes.<br />
Los radicales bivalentes más sencillos son los derivados de los alcanos:<br />
Se da el nombre de propileno al metiletileno.<br />
16<br />
<strong>Formulación</strong> <strong>orgánica</strong><br />
En el caso de que estos radicales bivalentes contengan dobles o triples enlaces<br />
se utilizan las terminaciones –enileno, -inileno, dienileno, -diinileno, etc. La<br />
procedencia de estos nombres es obvia, por ejemplo: dienileno = dieno + ilo + eno<br />
así el radical –CH2-CH2-CH=CH-CH2- es el 2-pentenileno.<br />
1.2.7. Radicales bivalentes y trivalentes sobre un mismo carbono<br />
Para estos radicales se usan las terminaciones –ideno o –idino que se añaden al<br />
nombre del radical ordinario, tal y como se indica en los siguientes ejemplos:
** el nombre usual es vinilideno<br />
*** el nombre corriente es isopropilideno.<br />
Ejercicios:<br />
1.3. HIDROCARBUROS AROMÁTICOS. ARENOS<br />
17<br />
<strong>Formulación</strong> <strong>orgánica</strong><br />
El benceno es un hidrocarburo particular ya que a pesar de que parece un polieno,<br />
su reactividad es mucho menor que la de los alquenos. La razón está en su<br />
estructura, en la deslocalización de sus enlaces π, que le proporcionan una mayor<br />
estabilidad y, como consecuencia menor reactividad. Esta característica se da<br />
también en sus derivados.<br />
Los primeros derivados del benceno se aislaron de plantas que tenían un fuerte<br />
aroma y comenzaron a llamarse hidrocarburos aromáticos para distinguirlos de otros<br />
hidrocarburos. Después los químicos se dieron cuenta que lo más característico de<br />
estos compuestos era su estabilidad que nada tenía que ver con el buen o mal olor<br />
pero siguieron empleando la palabra aromaticidad para expresar esa característica.<br />
Hoy, cuando se habla de hidrocarburos aromáticos se hace referencia a compuestos<br />
especialmente estables.<br />
Formular los siguientes compuestos:<br />
a) Metilenociclohexano.<br />
b) 4-propilideno-1,7-nonadien-5-ino.
18<br />
<strong>Formulación</strong> <strong>orgánica</strong><br />
El nombre genérico de los hidrocarburos aromáticos mono y policíclicos es<br />
“areno” y los radicales derivados de ellos se llaman radicales arilo.<br />
1.3.1. Nomenclatura<br />
Los sustituyentes que pueda haber sobre un anillo bencénico se mencionan como<br />
radicales anteponiéndolos a la palabra benceno:<br />
Cuando hay dos sustituyentes, su posición relativa se puede indicar mediante<br />
los números 1,2-, 1,3- o 1,4- o mediante los prefijos o- (orto), m- (meta) y p- (para)<br />
como se ve en los siguientes ejemplos:<br />
Si hay tres o más sustituyentes, se procura que reciban los números más bajos<br />
posible y en caso de que existan varias opciones se tendrá en cuenta, como norma<br />
general, el orden de preferencia de los distintos radicales.<br />
Ejemplos:
Ejercicios:<br />
1.3.2. Nombres comunes de algunos arenos<br />
19<br />
<strong>Formulación</strong> <strong>orgánica</strong><br />
Algunos de estos hidrocarburos tienen nombres comunes admitidos por la IUPAC<br />
y su uso es más frecuente que el nombre sistemático. Pero, para evitar confusiones,<br />
la IUPAC recomienda que la aplicación de estos nombres se limite a los propios<br />
hidrocarburos y, si hay otros sustituyentes, a los casos en que estos sean distintos de<br />
los grupos presentes.<br />
Nombrar los siguientes compuestos:<br />
1.3.3. Hidrocarburos policíclicos condensados<br />
Hay muchos hidrocarburos policíclicos en los que los ciclos están fusionados. Se<br />
llaman condensados y contienen el máximo número posible de dobles enlaces<br />
alternados. Varios de ellos tienen nombres comunes admitidos por la IUPAC. Tal vez<br />
los más frecuentes sean los siguientes:
1.3.4. Radicales<br />
20<br />
<strong>Formulación</strong> <strong>orgánica</strong><br />
Lo mismo que en los alcanos cíclicos, cuando los anillos aromáticos tienen<br />
sustituyentes se pueden nombrar de dos formas distintas: como derivados de un<br />
hidrocarburo aromático o como derivados de un hidrocarburo de cadena abierta; en<br />
este caso el anillo aromático forma parte del sustituyente. Así por ejemplo:<br />
El compuesto de la izquierda podemos nombrarlo como un benceno sustituido: 1-<br />
etil-4-isobutilbenceno pero resulta más sencillo nombrar el compuesto de la derecha<br />
como un butano con dos sustituyentes “benceno” en 1 y 3: 1,3-difenilbutano.<br />
Los radicales más frecuentes derivados de los hidrocarburos aromáticos son:
2. DERIVADOS HALOGENADOS<br />
21<br />
<strong>Formulación</strong> <strong>orgánica</strong><br />
Son derivados halogenados todos los hidrocarburos que contienen en su molécula<br />
uno o más átomos de halógeno. Se forman sustituyendo uno o más hidrógenos de<br />
cualquier hidrocarburo por los correspondientes átomos de halógeno.<br />
El método que se utiliza frecuentemente para nombrarlos consiste en citar el<br />
nombre del halógeno precedido al de la molécula carbonada, es decir se trata al<br />
halógeno como si fuera un sustituyente. También es posible nombrar el compuesto<br />
como si fuera un “haluro de alquilo” (Nomenclatura Función-radical)<br />
Cuando el hidrocarburo tiene todos los hidrógenos sustituidos por halógenos se<br />
utiliza el prefijo per- delante del nombre del halógeno<br />
Se conservan los nombres vulgares de algunos polihalógenos sencillos:<br />
CHF3 fluoroformo; CHCl3 cloroformo; CHBr3 bromoformo; CHI3 yodoformo
3. ALCOHOLES, FENOLES Y ÉTERES<br />
22<br />
<strong>Formulación</strong> <strong>orgánica</strong><br />
Los compuestos citados tienen todos enlaces sencillos carbono-oxígeno. Pueden<br />
relacionarse con la molécula de agua: un alcohol sería una molécula de agua en la<br />
que un hidrógeno se ha sustituido por un radical alquilo, alquenilo o alquinilo; si en<br />
lugar del hidrógeno hay un radical arilo se trata de un fenol y si en lugar de los dos<br />
hidrógenos hay dos radicales, tendremos un éter:<br />
H-O-H agua; R-O-H alcohol; Ar-O-H fenol; R-O-R’ éter<br />
3.1. ALCOHOLES<br />
Los alcoholes se pueden nombrar de dos formas. La primera, llamada<br />
Nomenclatura Sustitutiva, se considera que se ha sustituido un H de un<br />
hidrocarburo por un OH. Al alcohol se le nombra entonces añadiendo la terminación<br />
–ol al hidrocarburo de referencia. Por ejemplo:<br />
CH3-CH2-CH3 propano CH3-CH2CH2OH propano + ol = propanol<br />
El segundo sistema de nomenclatura consiste en citar primero la función (alcohol)<br />
y luego el radical como si fuera un adjetivo, así:<br />
CH3-CH2-CH2- radical propilo CH3-CH2CH2OH alcohol propílico<br />
Ejemplos:<br />
Por lo general el primer sistema de nomenclatura resulta más idóneo y es casi<br />
el único empleado:
Ejemplos:<br />
23<br />
<strong>Formulación</strong> <strong>orgánica</strong><br />
Como hemos visto la función alcohol tiene preferencia frente a instauraciones y<br />
radicales; al numerar la cadena se asigna al carbono unido al OH el número más<br />
bajo posible; por otro lado, el sufijo –ol, por corresponder al grupo principal, es el<br />
último en citarse.<br />
Un ejemplo de este último caso sería: CH3-CH2-CHOH-CHO 2-hidroxibutanal.<br />
Cuando el grupo OH actúa como función principal ⇒ sufijo –ol<br />
Cuando el grupo OH interviene como sustituyente ⇒ prefijo hidroxi-<br />
Algunos alcoholes tienen nombres vulgares aceptados por la IUPAC:<br />
3.2. FENOLES<br />
Para nombrar los fenoles se utiliza generalmente, como en los alcoholes, la<br />
terminación –ol. En la mayoría de los casos esta terminación se añade al nombre (o<br />
al nombre contraído) del hidrocarburo aromático:
24<br />
<strong>Formulación</strong> <strong>orgánica</strong><br />
Se mantienen muchos nombres triviales, empezando por el propio fenol, al que<br />
estrictamente se le debería llamar bencenol o hidroxibenceno.<br />
3.3. RADICALES Y SALES<br />
Los alcoholes son compuestos ligeramente ácidos y pueden desprenderse del<br />
hidrógeno formando radicales. Los radicales RO- y ArO- se nombran añadiendo la<br />
terminación –oxi al nombre del radical R o Ar, así: CH3-CH2-CH2-CH2-CH2O-<br />
pentiloxi y CH2=CH-CH2O- aliloxi.<br />
Sin embargo, se permite la contracción para los siguientes radicales sencillos de<br />
uso freuente:<br />
CH3-O- metoxi CH3-CH2-O- etoxi<br />
CH3-CH2-CH2-O- propoxi (CH3)2CH-O- isopropoxi<br />
C6H5-O- fenoxi CH3-CH2-CH2-CH2-O- butoxi<br />
Estos radicales pueden unirse a cationes metálicos y formar sales llamadas<br />
alcoholatos o fenolatos que se pueden nombrar de distintas maneras:
3.4. ÉTERES<br />
Hay dos sistemas fundamentales para nombrar los éteres:<br />
25<br />
<strong>Formulación</strong> <strong>orgánica</strong><br />
En la nomenclatura sustitutiva se considera al compuesto como derivado del<br />
radical más complejo y en la nomenclatura radicofuncional los dos radicales se citan<br />
en orden alfabético.<br />
Hay algunos éteres complejos difíciles de nombrar por los métodos anteriores y se<br />
utilizan esporádicamente otros sistemas de nomenclatura, por ejemplo:<br />
HOCH2-CH2-O-CH2-CH2OH 2,2’-oxidietanol<br />
CH3-O-CH2-CH2-O-CH2-O-CH2-CH2OH 3,5,8-trioxanonan-1-ol<br />
Oxa significa que un oxígeno está reemplazando a un CH2.<br />
La IUPAC acepta los nombres comunes de algunos éteres usuales:
4. ALDEHIDOS Y CETONAS<br />
26<br />
<strong>Formulación</strong> <strong>orgánica</strong><br />
Los aldehídos y cetonas se caracterizan por tener el mismo grupo funcional: un<br />
doble enlace carbono-oxígeno (grupo carbonilo). La diferencia entre aldehídos y<br />
cetonas está en que en los primeros el grupo carbonilo se encuentra en el extremo<br />
de la cadena carbonada y en las segundas en el medio de esa cadena.<br />
4.1. ALDEHÍDOS<br />
El sistema de nomenclatura habitual consiste en emplear la terminación –al<br />
aunque algunos, como veremos, tienen nombres vulgares:<br />
Se puede ver en los ejemplos anteriores que siempre se empieza a numerar la<br />
cadena por el extremo en que se encuentra el grupo carbonilo ya que el grupo CO
27<br />
<strong>Formulación</strong> <strong>orgánica</strong><br />
tiene preferencia sobre radicales, dobles y triples enlaces y grupos OH. Sólo cuando<br />
en los dos extremos de la cadena hay grupos carbonilo se tiene en cuenta los otros<br />
grupos para decidir por donde se empieza a numerar.<br />
Cuando en un compuesto hay otras funciones que tienen prioridad sobre la<br />
función aldehído para ser citadas como grupo principal se utiliza el prefijo formil-<br />
para designar al grupo CHO al que se considera entonces como un sustituyente:<br />
El prefijo formil- también se emplea cuando hay tres o más funciones aldehído<br />
sobre el mismo compuesto. En estos casos se puede asimismo utilizar otro sistema<br />
de nomenclatura que consiste en dar el nombre de carbaldehído a los grupos CHO<br />
(los carbonos de esos CHO no se numeran: se considera que no forman parte de la<br />
cadena). Este último sistema es el idóneo para compuestos con CHO unidos<br />
directamente a ciclos.
4.2 CETONAS<br />
28<br />
<strong>Formulación</strong> <strong>orgánica</strong><br />
Para nombrar las cetonas puede utilizarse la nomenclatura sustitutiva (se supone<br />
que la cetona deriva del hidrocarburo por sustitución de un CH2 por un CO) o la<br />
nomenclatura radicofuncional:<br />
Ejercicios:<br />
Formular los siguientes compuestos:<br />
a) 2,5-dimetil-3-hexanona<br />
b) sec-butil isopropil cetona<br />
c) 4-(3-cloro-2-ciclohexenil)-4-hidroxi-2-butanona<br />
d) 2-bromo-4-cloro-3-pentil-3-ciclopentenona<br />
e) 1-hidroxi-2-naftil 4-metil-1-naftil cetona<br />
f) 5-fenil-3-metileno-2,4,7-octanotriona<br />
Para aquellos compuestos en los que el grupo carbonilo está directamente unido a<br />
un anillo bencénico se utiliza con mayor frecuencia otro sistema que consiste en
29<br />
<strong>Formulación</strong> <strong>orgánica</strong><br />
indicar los grupos CH3-CO-, CH3-CH2-CO-, CH3-CH2-CH2-CO-, etc mediante los<br />
nombres aceto, propio, butiro, etc. Y agregarles la terminación fenona o naftona.<br />
Las dicetonas cíclicas que se pueden obtener por oxidación de fenoles se<br />
nombran genéricamente como quinonas. Así , por ejemplo al compuesto:<br />
No se le conoce por 2,5-ciclohexadieno-1,4-diona sino por p-benzoquinona.<br />
Cuando la función cetona no tiene prioridad y es considerada como un<br />
sustituyente, para indicar el grupo CO se emplea el prefijo oxo- por ejemplo:
5. ÁCIDOS CARBOXÍLICOS Y DERIVADOS<br />
En este capítulo veremos los siguientes grupos funcionales:<br />
5.1. ÁCIDOS CARBOXÍLICOS<br />
30<br />
<strong>Formulación</strong> <strong>orgánica</strong><br />
El grupo funcional de los ácidos carboxílicos es –COOH que se llama grupo<br />
carboxilo.<br />
En general, los ácidos carboxílicos se nombran utilizando las terminaciones –oico<br />
o –ico que se unen al nombre del hidrocarburo de referencia. Así:<br />
CH3-CH2-CH3 propano CH3-CH2-COOH ácido propanoico (propano + oico)<br />
Cuando el grupo carboxilo está unido directamente a un ciclo o cuando se trata de<br />
poliácidos, se utiliza otro sistema que consiste en suponer desglosada la molécula en<br />
un grupo carboxilo y un resto carbonado, por ejemplo:<br />
Veamos ahora ejemplos de algunos ácidos con su nombre trivial aceptado:
Ejercicios:<br />
31<br />
<strong>Formulación</strong> <strong>orgánica</strong><br />
Existen compuestos que tienen dos o más grupos carboxilo en su molécula. Son<br />
diácidos y poliácidos y además de su nombre sistemático muchos de ellos tienen<br />
nombres vulgares aceptados por la IUPAC y muy utilizados. Veamos algunos de<br />
ellos:<br />
Nombrar los siguientes compuestos:
32<br />
<strong>Formulación</strong> <strong>orgánica</strong><br />
Cuando en un compuesto hay 3 o más grupos COOH, para nombrarlo caben dos<br />
posibilidades que se indican con los ejemplos siguientes:<br />
También la palabra –carboxi es también la utilizada para nombrar el grupo COOH<br />
cuando funciona como sustituyente, es decir, cuando hay otro grupo funcional que<br />
tiene prioridad sobre él.
5.2. SALES<br />
33<br />
<strong>Formulación</strong> <strong>orgánica</strong><br />
Los ácidos orgánicos, como los inorgánicos, pueden formar sales sustituyendo el<br />
hidrógeno del grupo carboxilo por metales. Los aniones de los ácidos carboxílicos se<br />
nombran reemplazando la terminación ico del ácido por la terminación ato.<br />
También se puede emplear – preferentemente en los casos complejos- el giro “sal<br />
de sodio, o de calcio, etc,. del ácido tal”.<br />
5.3. ÉSTERES.<br />
Los ésteres se nombran de forma análoga a las sales. En realidad, hay una cierta<br />
semejanza entre los dos tipos de compuestos: en la sal, un átomo metálico<br />
reemplaza al H del ácido; en el ester, es una cadena carbonada la que reemplaza al<br />
hidrógeno. La diferencia entre una sal y un ester reside en que el enlace O-Metal es<br />
predominantemente iónico, mientras que el enlace O-R es predominantemente<br />
covalente. Así pues, para nombrarlos sólo hay que sustituir el nombre del metal que<br />
forma la sal por el de la cadena carbonada que forma el ester.<br />
Veamos algunos ejemplos:
34<br />
<strong>Formulación</strong> <strong>orgánica</strong><br />
Si hay dos grupos ester y están sobre la cadena principal se nombra el compuesto<br />
como si se tratara de una sal de un ácido dicarboxílico, por ejemplo:<br />
CH3-O-CO-CO-O-CH3 etanodioato de dimetilo (oxalato de dimetilo)<br />
Para citar al grupo ester cuando no es prioritario o cuando hay más de dos caben<br />
dos opciones, según que la función principal esté sobre la porción R o R’ de la<br />
molécula de:<br />
Si “manda” R, el sustituyente –CO-OR’ se nombra como alcoxicarbonil o<br />
ariloxicarbonil en el caso de que R’ sea un radical arilo. Si “manda” R’, el<br />
sustituyente R-CO-O- se nombra como aciloxi-.<br />
Ejercicios:<br />
Nombrar los siguientes compuestos:
5.4. ANHÍDRIDOS DE ÁCIDO<br />
35<br />
<strong>Formulación</strong> <strong>orgánica</strong><br />
Los anhídridos provienen de los ácidos por pérdida de una molécula de agua entre<br />
dos grupos carboxilo. En general se nombran igual que los ácidos de procedencia:<br />
También existen anhídridos de ácidos distintos:<br />
5.5. RADICALES ACILO<br />
Al grupo R-CO, procedente de R-COOH, se le llama genéricamente radical acilo.<br />
Los radicales acilo se nombran sutituyendo la terminación –oico o –ico del ácido por<br />
–oilo o ilo. Para los radicales derivados de los ácidos que se nombran mediante el<br />
sufijo –carboxílico, se emplea la terminación –carbonilo.
Conviene distinguir estos tres tipos de radicales:<br />
5.6. HALUROS DE ÁCIDO<br />
O O O<br />
ʻ ʻ ʻ<br />
- C - OR R - C - R – C –O –<br />
alcoxicarbonil acilo aciloxi<br />
36<br />
<strong>Formulación</strong> <strong>orgánica</strong><br />
Los haluros de ácido son el resultado de sustituir el grupo OH de los ácidos<br />
carboxílicos por un halógeno. Se nombran citando en primer lugar el nombre del<br />
halógeno terminado en –uro (como si se tratase de una sal haloidea) seguido del<br />
nombre del radical acilo correspondiente.
6. FUNCIONES NITROGENADAS<br />
37<br />
<strong>Formulación</strong> <strong>orgánica</strong><br />
Veremos ahora algunos de los compuestos nitrogenados más usuales: aminas,<br />
hidrazinas, nitrilos, nitroderivados y amidas. Los compuestos carbonados que tienen<br />
nitrógeno en su molécula son muy variados y exceden los objetivos de este curso.<br />
6.1. AMINAS Y SALES DE AMONIO<br />
Las aminas y las sales de amonio pueden considerarse derivados del amoniaco.<br />
Las aminas serían el resultado de sustituir uno o más hidrógenos del amoniaco por<br />
cadenas carbonadas y las sales de amonio son el resultado de sustituir un hidrógeno<br />
del ión amonio por una cadena carbonada.<br />
En general, las aminas se nombran anteponiendo a la palabra amina el nombre o<br />
los nombres de los radicales que sustituyen al hidrógeno.<br />
Según hemos visto en el cuadro anterior, podemos distinguir tres tipos de aminas:<br />
primarias, secundarias y terciarias según el número de hidrógenos (1, 2 o 3) del<br />
amoniaco sustituidos. Veamos como se nombran algunas aminas más complicadas:
Aminas primarias Aminas secundarias Aminas terciarias<br />
CH2=CH-NH2 CH2=CH-NH-CH(CH3)2 CH2=CH-N(CH3)2<br />
Vinilamina N-isopropilvinilamina N,N-dimetilvinilamina<br />
Ejercicios:<br />
38<br />
<strong>Formulación</strong> <strong>orgánica</strong><br />
NH2-CH2-CH2-CH2-NH2 CH3-NH-CH2-CH2-CH2-NH-CH3 (CH3)2-N-CH2-CH2-CH2-N(C2H5)2<br />
1,3-propanodiamina N,N’-dimetil-1,3-propanodiamina N,N-dietil-N,N’-dimetil-1,3-<br />
propanodiamina<br />
Nombrar las siguientes aminas:<br />
En los casos en que hay varios grupos amina, la forma de nombrar el compuesto<br />
depende de si los átomos de nitrógeno forman parte o no de la cadena principal. En<br />
los ejemplos siguientes se observará que cuando hay varios N integrantes de la<br />
cadena principal se utiliza para designarlos el vocablo aza, mientras que si los N no<br />
forman parte de la cadena principal se citan mediante prefijos tales como amino-,<br />
metilamino, aminometil-, etc.
39<br />
<strong>Formulación</strong> <strong>orgánica</strong><br />
Los mismos criterios de nomenclatura que acabamos de ver se utilizan cuando en<br />
el compuesto hay otro grupo que tiene preferencia sobre el grupo amina.<br />
6.2. HIDRAZINAS<br />
La hidracina es NH2-NH2 y puede sustituir uno o varios hidrógenos por cadenas<br />
carbonadas formando una serie de compuestos que se conocen con el nombre de<br />
hidracinas:<br />
6.3. HIDROXILAMINAS<br />
La hidroxilamina es un compuesto inorgánico de fórmula NH2OH que forma<br />
derivados orgánicos sustituyendo alguno de los hidrógenos por cadenas carbonadas.
6.4. NITRILOS O CIANUROS<br />
40<br />
<strong>Formulación</strong> <strong>orgánica</strong><br />
A los compuestos orgánicos del tipo de H-C≡N (cianuro de hidrógeno o ácido<br />
cianhídrico) se les da el nombre genérico de nitrilos o cianuros. El grupo funcional de<br />
estos compuestos es el triple enlace C≡N.<br />
Hay varios sistemas válidos de nomenclatura para estos compuestos. En los<br />
casos sencillos las posibilidades son tres:<br />
a) Añadir el sufijo –nitrilo al nombre del hidrocarburo de igual número de<br />
átomos de carbonos.<br />
b) Considerarlo como un derivado del HCN<br />
c) Nombrarlo como derivado del ácido RCOOH – rlacinando RCOOH con RCN-<br />
en el caso de que dicho ácido tenga nombre trivial aceptado.<br />
Otro sistema de nomenclatura idónea para casos como los que se indican a<br />
continuación, consiste en emplear el sufijo –carbonitrilo para designar al grupo -C≡N
41<br />
<strong>Formulación</strong> <strong>orgánica</strong><br />
Finalmente, cuando hay otras funciones que tienen prioridad sobre el grupo CN,<br />
se cita éste mediante el prefijo ciano-<br />
6.5. NITRODERIVADOS<br />
Los compuestos que contienen un grupo NO2 se designan mediante el prefijo<br />
nitro- (nunca se considera dicha función como grupo principal; en otras palabras,<br />
siempre se le nombra como derivado)
6.6. AMIDAS<br />
42<br />
<strong>Formulación</strong> <strong>orgánica</strong><br />
Las amidas son el resultado de sustituir el grupo OH de un ácido por el grupo<br />
amino NH2<br />
Lo que caracteriza a una amida es la unión de un nitrógeno con el carbono del<br />
grupo carbonilo.<br />
Existen varios tipos de amidas:
Veamos algunos ejemplos:<br />
43<br />
<strong>Formulación</strong> <strong>orgánica</strong>
Ejercicios:<br />
44<br />
<strong>Formulación</strong> <strong>orgánica</strong><br />
A veces se utiliza la expresión –carboxamida para indicar un grupo –CO-NH2.<br />
Esto sucede en aquellos casos en que se nombra el ácido de referencia usando el<br />
sufijo –carboxílico<br />
Formular los siguientes compuestos:<br />
a) 2-(3,4-dimetilfenil)-4-etoxibutiramida<br />
b) 2-bromo-N-isobutilpropionamida<br />
c) N-benzoil-N-formilanilina<br />
Finalmente, si en un compuesto hay otro grupo funcional que tiene prioridad sobre<br />
la función amida, al grupo –CONH2 se le designa mediante el prefijo carbamoil-<br />
mientras que un grupo como el –NHCOCH3 recibe el nombre de acetamido y un<br />
grupo como el –NHCOC6H11 recibe el nombre de ciclohexanocarboxamido.