Química orgánica
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<strong>Química</strong> <strong>orgánica</strong><br />
La química <strong>orgánica</strong> es la rama de la química que estudia una clase numerosa<br />
de moléculas que en su gran mayoría contienen carbono formando covalentes<br />
carbono o carbono-hidrógeno y otros heteroátomos, también conocidos como compuestos<br />
orgánicos. Debido a la omnipresencia del carbono en los compuestos que esta rama de la<br />
química estudia esta disciplina también es llamada química del carbono.<br />
El alma de la <strong>Química</strong> <strong>orgánica</strong>: el carbono<br />
Estructura tetraédrica del Metano.<br />
La gran cantidad de compuestos orgánicos que existen tiene su explicación en las<br />
características del átomo de carbono, que tiene cuatro electrones en su capa de valencia:<br />
según la regla del octeto necesita ocho para completarla, por lo que forma<br />
cuatro enlaces (valencia = 4) con otros átomos. Esta especial configuración electrónica da<br />
lugar a una variedad de posibilidades de hibridación orbital del átomo de carbono (hibridación<br />
química).<br />
La molécula <strong>orgánica</strong> más sencilla que existe es el metano. En esta molécula, el carbono<br />
presenta hibridación sp3, con los átomos de hidrógeno formando un tetraedro.<br />
El carbono forma enlaces covalentes con facilidad para alcanzar una configuración estable,<br />
estos enlaces los forma con facilidad con otros carbonos, lo que permite formar<br />
frecuentemente cadenas abiertas (lineales o ramificadas) y cerradas (anillos).
Clasificación de compuestos orgánicos<br />
La clasificación de los compuestos orgánicos puede realizarse de diversas maneras:<br />
atendiendo a su origen (natural o sintético), a su estructura (p. ej.: alifático o aromático), a su<br />
funcionalidad (p. eje.: alcoholes o cetonas), o a su peso molecular (p.<br />
ej.: monómeros o polímeros).<br />
Cadenas hidrocarbonadas sencillas<br />
Hidrocarburos<br />
El compuesto más simple es el metano, un átomo de carbono con cuatro de hidrógeno<br />
(valencia = 1), pero también puede darse la unión carbono-carbono, formando cadenas de<br />
distintos tipos, ya que pueden darse enlaces simples, dobles o triples. Cuando el resto de<br />
enlaces de estas cadenas son con hidrógeno, se habla de hidrocarburos, que pueden ser:<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
Saturados: con enlaces covalentes simples, alcanos.<br />
Insaturados, con dobles enlaces covalentes (alquenos) o<br />
triples (alquinos).<br />
Hidrocarburos cíclico: Hidrocarburos saturados con cadena<br />
cerrada, como el ciclo hexano.<br />
Aromáticos: estructura cíclica.<br />
Radicales y ramificaciones de cadena
Estructura de un hidrocarburo ramificado nombrado 5-butil-3,9-dimetil-undecano<br />
Los radicales son fragmentos de cadenas de carbonos que cuelgan de la cadena principal. Su<br />
nomenclatura se hace con la raíz correspondiente (en el caso de un carbono met-, dos<br />
carbonos et-, tres carbonos prop-, cuatro carbonos but-, cinco carbonos pent-, seis carbonos<br />
hex-, y así sucesivamente...) y el sufijo -il. Además, se indica con un número, colocado<br />
delante, la posición que ocupan. El compuesto más simple que se puede hacer con radicales<br />
es el 2-metilpropano. En caso de que haya más de un radical, se nombrarán por orden<br />
alfabético de las raíces. Por ejemplo, el 2-etil, 5-metil, 8-butil, 10-docoseno.<br />
Clasificación según los grupos funcionales<br />
Los compuestos orgánicos también pueden contener otros elementos, también otros grupos<br />
de átomos además del carbono e hidrógeno, llamados grupos funcionales. Un ejemplo es el<br />
grupo hidroxilo, que forma los alcoholes: un átomo de oxígeno enlazado a uno de hidrógeno (-<br />
OH), al que le queda una valencia libre. Asimismo también existen funciones alqueno (dobles<br />
enlaces), éteres, ésteres, aldehídos, cetonas, carboxílicos, carbamoilos, azo, nitro o sulfóxido,<br />
entre otros.<br />
Alcano
El metano es el primer alcano.<br />
Los alcanos son hidrocarburos, es decir, compuestos que sólo contienen átomos<br />
de carbono e hidrógeno. La fórmula general para alcanos alifáticos (de cadena lineal) es<br />
C n H 2n+2 , 1 y para cicloalcanos es C n H 2n . 2 También reciben el nombre de hidrocarburos<br />
saturados, ya que carecen de enlaces dobles o triples y, por tanto, todos sus carbonos<br />
presentan hibridación sp 3 . Además, carecen de grupos funcionales.<br />
Producción<br />
Refinado del petróleo<br />
La fuente más importante de alcanos es el gas<br />
natural y el petróleo crudo. 5 Los alcanos son<br />
separados en una refinería de<br />
petróleo por destilación fraccionada y procesados en<br />
muchos productos diferentes.<br />
Fischer-Tropsch<br />
El proceso Fischer-Tropsch es un método para sintetizar hidrocarburos líquidos, incluyendo<br />
alcanos, a partir de monóxido de carbono e hidrógeno. Este método es usado para producir<br />
sustitutos para los destilados de petróleo.<br />
Preparación en el laboratorio<br />
Generalmente hay poca necesidad de sintetizar alcanos en el laboratorio, dado que suelen<br />
estar disponibles comercialmente. También debido al hecho de que los alcanos son,<br />
generalmente, poco reactivos química y biológicamente, y no sufren<br />
interconversiones limpias de grupos funcionales. Cuando se producen alcanos en el<br />
laboratorio, suele ser un subproducto de una reacción.<br />
Nomenclatura Alcanos
Estructura del nombre<br />
El nombre de un alcano está compuesto de dos partes, un prefijo que indica el número de<br />
carbonos de la cadena seguido del sufijo -ano que caracteriza este tipo de compuestos,<br />
(met-ano, et-ano, prop-ano, but-ano).<br />
Elección de la cadena principal<br />
Encontrar y nombrar la cadena más larga de la molécula. Si la molécula tiene dos o más<br />
cadenas de igual longitud, la cadena principal será la que tenga el mayor número de<br />
sustituyentes.
Propiedades físicas de los alcanos<br />
Punto de ebullición<br />
Puntos de fusión (azul) y de ebullición (rojo) de los primeros 14 n-alcanos, en °C.<br />
Los alcanos experimentan fuerzas intermoleculares de van der Waals y al presentarse<br />
menores fuerzas de este tipo aumenta el punto de ebullición, además los alcanos se<br />
caracterizan por tener enlaces simples<br />
Punto de fusión<br />
El punto de fusión de los alcanos sigue una tendencia similar al punto de ebullición. Hay una<br />
diferencia significativa entre los puntos de fusión y los puntos de ebullición: los sólidos tienen<br />
una estructura más rígida y fija que los líquidos. Los puntos de fusión de los alcanos de<br />
cadena ramificada pueden ser mayores o menores que la de los alquenos.<br />
Conductividad<br />
Los alcanos son malos conductores de la electricidad y no se polarizan sustancialmente por<br />
un campo eléctrico.<br />
Solubilidad en agua<br />
No forman puentes de hidrógeno y son insolubles en disolventes polares como el agua.<br />
Densidad<br />
La densidad de los alcanos suele aumentar conforme aumenta el número de átomos de<br />
carbono, pero permanece inferior a la del agua. En consecuencia, los alcanos forman la capa<br />
superior en una mezcla de alcano-agua.<br />
NOMBRE Fórmula Pto.Ebu/ o C Pto. Fus./ o C Densidad g/cm -3 (20 o C)<br />
Metano CH 4 -162 -183 gas
Etano C 2 H 6 -89 -172 gas<br />
Propano C 3 H 8 -42 -188 gas<br />
Butano C 4 H 10 -0.5 -135 gas<br />
Pentano C 5 H 12 36 -130 0.626<br />
Hexano C 6 H 14 69 -95 0.659<br />
Heptano C 7 H 16 98 -91 0.684<br />
Octano C 8 H 18 126 -57 0.703<br />
Nonano C 9 H 20 151 -54 0.718<br />
Decano C 10 H 22 174 -30 0.730<br />
Undecano C 11 H 24 196 -26 0.740<br />
Dodecano C 12 H 26 216 -10 0.749<br />
Icosano C 20 H 42 343 37 sólido<br />
Propiedades químicas<br />
En general, los alcanos muestran una reactividad relativamente baja, porque sus enlaces de<br />
carbono son relativamente estables y no pueden ser fácilmente rotos. A diferencia de muchos<br />
otros compuestos orgánicos, no tienen grupo funcional.<br />
Solo reaccionan muy pobremente con sustancias iónicas o polares.
Reacciones con oxígeno<br />
Todos los alcanos reaccionan con oxígeno en una reacción de combustión, si bien se torna<br />
más difícil de inflamar al aumentar el número de átomos de carbono.<br />
En ausencia de oxígeno suficiente, puede formarse monóxido de carbono o inclusive negro de<br />
humo<br />
Reacciones con halógenos<br />
Los alcanos reaccionan con halógenos en la denominada reacción de halogenación<br />
radicalaria. Los átomos de hidrógeno del alcano son reemplazados progresivamente por<br />
átomos de halógeno. Los radicales libres son las especies que participan en la reacción, que<br />
generalmente conduce a una mezcla de productos. La reacción es altamente exotérmica, y<br />
puede resultar en una explosión.<br />
Estas reacciones son una importante ruta industrial para los hidrocarburos halogenados.<br />
Aplicaciones<br />
Las aplicaciones de los alcanos no pueden ser determinadas bastante bien de acuerdo al<br />
número de átomos de carbono. Los cuatro primeros alcanos son usados principalmente para<br />
propósitos de<br />
calefacción y<br />
cocina, y en<br />
algunos países<br />
para generación<br />
de electricidad.<br />
El metano y<br />
el etano<br />
El propano y<br />
el butano pueden<br />
ser líquidos a<br />
presiones<br />
moderadamente<br />
bajas y son conocidos como gases licuados del petróleo (GLP). Por ejemplo, el propano se<br />
usa en el quemador de gas propano, el butano en los encendedores descartables de<br />
cigarrillos. Estos dos alcanos son usados también como propelentes en pulverizadores. Desde<br />
el pentano hasta el octano, los alcanos son líquidos razonablemente volátiles. Se usan como<br />
combustibles en motores de combustión interna, puesto que pueden vaporizarse rápidamente<br />
al entrar en la cámara de combustión, sin formar gotas, que romperían la uniformidad de la<br />
combustión. Se prefieren los alcanos de cadena ramificada, puesto que son menos<br />
susceptibles a la ignición prematura, que causa el cascabeleo en los motores, que sus<br />
análogos de cadena lineal. Esta propensión a la ignición prematura es medida por el índice de<br />
octano del combustible, donde el 2,2,4-trimetilpentano (isooctano) tiene un valor arbitrario de<br />
100, y heptano tiene un valor de cero. Además de su uso como combustibles, los alcanos<br />
medios son buenos solventes para las sustancias no polares. Los alcanos a partir del<br />
hexadecano en adelante constituyen los componentes más importantes del aceite<br />
combustible y aceite lubricante.
Riesgos<br />
El metano es explosivo cuando está mezclado con aire (1 – 8% CH 4 )<br />
es un agente muy fuerte en el efecto invernadero. Otros alcanos<br />
menores también forman mezclas explosivas con el aire. Los alcanos<br />
líquidos ligeros son altamente inflamables, aunque este riesgo<br />
decrece con el aumento de la longitud de la cadena de carbono. El<br />
pentano, hexano, heptano y octano están clasificados<br />
como peligrosos para el medio ambiente y nocivos. El isómero de<br />
cadena lineal del hexano es una neurotoxina.<br />
Alqueno<br />
El alqueno más simple de todos es el eteno.<br />
Los alquenos son hidrocarburos insaturados que tienen uno o varios enlaces carbonocarbono<br />
en su molécula. Se puede decir que un alqueno es un alcano que ha perdido dos<br />
átomos de hidrógeno produciendo como resultado un enlace doble entre dos carbonos. Los<br />
alquenos cíclicos reciben el nombre de cicloalquenos.<br />
Antiguamente se les denominaba como olefinas dadas las propiedades que presentaban sus<br />
representantes más simples, principalmente el eteno, para reaccionar con halógenos y<br />
producir óleos.<br />
Formulación y nomenclatura de alquenos<br />
La fórmula general de un alqueno de cadena abierta con un sólo doble enlace es C n H 2n . Por<br />
cada doble enlace adicional habrá dos átomos de hidrógeno menos de los indicados en esta<br />
fórmula.<br />
Nombres tradicionales<br />
Al igual que ocurre con otros compuestos orgánicos, algunos alquenos se conocen todavía por<br />
sus nombres no sistemáticos, en cuyo caso se sustituye la terminación -eno sistemática por -<br />
ileno, como es el caso del eteno que en ocasiones se llama etileno, o propeno por propileno.<br />
Nomenclatura sistemática (IUPAC)<br />
1. Nombrar al hidrocarburo principal: Se ha de encontrar la cadena carbonada más larga que<br />
contenga el enlace doble, no necesariamente la de mayor tamaño, colocando los localizadores<br />
que tengan el menor número en los enlaces dobles, numerando los átomos de carbono en la<br />
cadena comenzando en el extremo más cercano al enlace doble. NOTA: Si al enumerar de<br />
izquierda a derecha como de derecha a izquierda, los localizadores de las insaturaciones son<br />
iguales, se busca que los dobles enlaces tenga menor posición o localizador más bajo.<br />
2. Si la cadena principal tiene sustituyentes iguales en el mismo átomo de carbono separando<br />
por comas los números localizadores que se repiten en el átomo, estos se separan por un
guion de los prefijos: di, tri, tetra, etc. Respectivamente al número de veces que se repita el<br />
sustituyente.<br />
3. Los sustituyentes se escriben de acuerdo al orden alfabético con su respectivo localizador.<br />
4. Si en la cadena principal existen varios sustituyentes ramificados iguales se coloca el<br />
número localizador en la cadena principal separando por un guion, y se escribe el prefijo<br />
correspondiente al número de veces que se repita con los prefijos: bis, tris, tetraquis,<br />
pentaquis, etc. Seguido de un paréntesis dentro del cual se nombra al sustituyente complejo<br />
con la terminación -IL.<br />
5. Realizado todo lo anterior con relación a los sustituyentes, se coloca el número de<br />
localizador del doble enlace en la cadena principal separada de un guion, seguido del nombre<br />
de acuerdo al número de átomos de carbono reemplazando la terminación -ano por el sufijo -<br />
eno.<br />
6. Si se presentan más de un enlace doble, se nombra indicando la posición de cada uno de<br />
los dobles enlaces con su respectivo número localizador, se escribe la raíz del nombre del<br />
alqueno del cual proviene, seguido de un prefijo de cantidad: di, tri, tetra, etc. y utilizando el<br />
sufijo -eno. Ej:-dieno, -trieno y así sucesivamente.<br />
Tener conocimiento de las propiedades químicas, así como de las propiedades físicas, es<br />
bastante importante en la práctica, y no solamente por la utilización de alquenos en el<br />
laboratorio, si no también en industria o en nuestra vida diaria.<br />
Quizás el alqueno de mayor utilidad sea el etileno o también conocido como eteno, pues es<br />
usado entre otras cosas para conseguir el plástico o polietileno, el cual es utilizado en<br />
innumerables cosas, como bolsas, aislantes, cañerías, diferentes envases, etc, e incluso es<br />
utilizable en la obtención de alcohol etílico.<br />
Propiedades físicas<br />
La presencia del doble enlace modifica ligeramente las propiedades físicas de los alquenos<br />
frente a los alcanos. De ellas, la temperatura de ebullición es la que menos se modifica. La<br />
presencia del doble enlace se nota más en aspectos como la polaridad y la acidez.<br />
Polaridad<br />
Dependiendo de la estructura, puede aparecer un momento dipolar débil.El enlace alquiloalquenilo<br />
está polarizado en la dirección del átomo con orbital sp 2 , ya que la componente s de<br />
un orbital sp 2 es mayor que en un sp 3 (esto podría interpretarse como la proporción de s a<br />
p en la molécula, siendo 1:2 en sp 2 y 1:3 en sp 3 , aunque dicha idea es simplemente intuitiva).<br />
Esto es debido a que los electrones situados en orbitales híbridos con mayor<br />
componente s están más ligados al núcleo que los p, por tanto el orbital sp 2 es ligeramente<br />
atrayente de electrones y aparece una polarización neta hacia él. Una vez que tenemos<br />
polaridad en el enlace neta, la geometría de la molécula debe permitir que aparezca un<br />
momento dipolar neto en la molécula, como se aprecia en la figura inferior.<br />
'La primera molécula' es cis y tenemos un momento dipolar neto, pero la segunda trans,<br />
pese a tener dos enlaces ligeramente polarizados el momento dipolar neto es nulo al<br />
anularse ambos momentos dipolares.
Acidez<br />
El carbono alquenílico tiene mayor acidez frente a los alcanos, debido también a la polaridad<br />
del enlace. Así, el etano (alcano) tiene un pK a de 50 (o un K a de 10 -50 ) frente al pK a = 44<br />
del eteno. Este hecho se explica fácilmente considerando que, al desprenderse un protón de<br />
la molécula, queda una carga negativa remanente que en el caso del eteno se deslocaliza<br />
más fácilmente en el enlace π y σ que en el enlace σ simple que existe en un alcano. De<br />
todas formas, su acidez es menor que la de los alcoholes o los ácidos carboxílicos.<br />
Propiedades químicas de los alquenos<br />
Los alquenos no se pueden catalogar como ácidos pero sus propiedades ácidas son mayores<br />
que las de los alcanos. En las reacciones químicas a la derecha, se observa un mayor<br />
desplazamiento del equilibrio por perdida de protones del etileno (K=10-44), en comparación<br />
con el etano (K= 10-50).<br />
El etileno permite preparar unos 50 derivados simples de gran importancia industrial, de los<br />
que los más importantes, en miles de toneladas anuales de producción.<br />
Alcoholes: Las propiedades físicas de un alcohol se basan principalmente en su<br />
estructura. El alcohol está compuesto por un alcano y agua. Contiene un grupo hidrofóbico<br />
(sin afinidad por el agua) del tipo de un alcano, y un grupo hidroxilo que es hidrófilo (con<br />
afinidad por el agua), similar al agua. De estas dos unidades estructurales, el grupo –OH da a<br />
los alcoholes sus propiedades físicas características, y el alquilo es el que las modifica,<br />
dependiendo de su tamaño y forma.<br />
Regla 1. Se elige como cadena principal la de mayor longitud que contenga el grupo -OH.<br />
Regla 2. Se numera la cadena principal para que el grupo -OH tome el localizador más bajo. El<br />
grupo hidroxilo tiene preferencia sobre cadenas carbonadas, halógenos, dobles y triples enlaces.<br />
Los alcoholes son especies anfóteras (anfipróticas), pueden actuar como ácidos o bases. En<br />
disolución acuosa se establece un equilibrio entre el alcohol, el agua y sus bases conjugadas.
La oxidación de alcoholes forma compuestos carbonilos. Al oxidar alcoholes primarios se obtienen<br />
aldehídos, mientras que la oxidación de alcoholes secundarios forma cetonas.<br />
El grupo –OH es muy polar y, lo que es más importante, es capaz de establecer puentes de<br />
hidrógeno: con sus moléculas compañeras o con otras moléculas neutras.<br />
Si contienen varios grupos hidroxilos se denominan polialcoholes. Los alcoholes pueden ser<br />
primarios (grupo hidróxido ubicado en un carbono que a su vez está enlazado a un solo<br />
carbono), alcoholes secundarios (grupo hidróxido ubicado en un carbono que a su vez está<br />
enlazado a dos carbonos) o alcoholes terciarios (grupo hidróxido ubicado en un carbono que a<br />
su vez está enlazado a tres carbonos).<br />
Los alcoholes forman una amplia clase de diversos compuestos: son muy comunes en<br />
la naturaleza y a menudo tienen funciones importantes en los organismos. Los alcoholes son<br />
compuestos que pueden llegar a jugar un papel importante en la síntesis <strong>orgánica</strong>, al tener<br />
una serie de propiedades químicas únicas. En la sociedad humana, los alcoholes son<br />
productos comerciales con numerosas aplicaciones, tanto en la industria como en las<br />
actividades cotidianas; el etanol, un alcohol, lo contienen numerosas bebidas.<br />
Nomenclatura<br />
Fórmula esqueletal. El etanol (CH 3 -CH 2 -OH) es un compuesto característico de las bebidas alcohólicas.<br />
Sin embargo, el etanol es solo un integrante de la amplia familia de los alcoholes.<br />
Los alcoholes al igual que otros compuestos orgánicos, como las cetonas y los éteres, tienen<br />
diversas maneras de nombrarlos:<br />
Común (no sistemática): se antepone la palabra alcohol a la base del alcano correspondiente<br />
y se sustituye el sufijo -ano por -ílico. Así por ejemplo tendríamos<br />
Metano → alcohol metílico<br />
Etano → alcohol etílico<br />
Propano → alcohol propílico<br />
IUPAC: añadiendo una l (ele) al sufijo -ano en el nombre del<br />
hidrocarburo precursor, ejemplo<br />
Metano → metanol<br />
en donde met- indica un átomo de carbono, -ano- indica que es<br />
un hidrocarburo alcano y -l que se trata de un alcohol<br />
Propiedades generales<br />
Los alcoholes suelen ser líquidos incoloros de olor<br />
característico, solubles en el agua en proporción variable y<br />
menos densos que ella. Al aumentar la masa molecular,
aumentan sus puntos de fusión y ebullición, pudiendo ser sólidos a temperatura ambiente<br />
La solubilidad de la molécula depende del tamaño y forma de la cadena alquílica, ya que a<br />
medida que la cadena alquílica sea más larga y más voluminosa, la molécula tenderá a<br />
parecerse más a un hidrocarburo y menos a la molécula de agua, por lo que su solubilidad<br />
será mayor en disolventes apolares, y menor en disolventes polares. Algunos alcoholes<br />
(principalmente polihidroxílicos y con anillos aromáticos) tienen una densidad mayor que la<br />
del agua.<br />
A pesar de que el enlace de hidrógeno que se forma sea muy débil en comparación con otros<br />
tipos de enlaces, se forman en gran número entre las moléculas, configurando una red<br />
colectiva que dificulta que las moléculas puedan escapar del estado en el que se encuentren<br />
(sólido o líquido), aumentando así sus puntos de fusión y ebullición en comparación con<br />
sus alcanos correspondientes. Además, ambos puntos suelen estar muy separados, por lo<br />
que se emplean frecuentemente como componentes de mezclas anticongelantes. Por<br />
ejemplo, el 1,2-etanodiol tiene un punto de fusión de -16 °C y un punto de ebullición de 197 °C<br />
Propiedades químicas de los alcoholes<br />
Los alcoholes pueden comportarse como ácidos o bases gracias a que el grupo funcional es<br />
similar al agua, por lo que se establece un dipolo muy parecido al que presenta la molécula de<br />
agua.<br />
Halogenación de alcoholes<br />
Para clorar o bromar alcoholes, se deben tomar en cuenta las siguientes consideraciones:<br />
1. Alcohol primario: los alcoholes primarios reaccionan muy lentamente. Como no<br />
pueden formar carbocationes, el alcohol primario activado permanece en solución<br />
hasta que es atacado por el ion cloruro. Con un alcohol primario, la reacción puede<br />
tomar desde treinta minutos hasta varios días.<br />
2. Alcohol secundario: los alcoholes secundarios tardan menos tiempo, entre 5 y 20<br />
minutos, porque los carbocationes secundarios son menos estables que los terciarios.<br />
3. Alcohol terciario: los alcoholes terciarios reaccionan casi instantáneamente, porque<br />
forman carbocationes terciarios relativamente estables.<br />
Oxidación de alcoholes<br />
<br />
Metanol: Existen diversos métodos para oxidar metanol a formaldehído y/o ácido fórmico,<br />
como la reacción de Adkins-Peterson.
Alcohol primario: se utiliza la piridina (Py) para detener la reacción en<br />
el aldehído Cr0 3 /H + se denomina reactivo de Jones, y se obtiene un ácido carboxílico.<br />
Alcohol secundario: los alcoholes secundarios tardan menos tiempo, entre 5 y 10 minutos,<br />
porque los carbocationes secundarios son menos estables que los terciarios.<br />
Alcohol terciario: si bien se resisten a ser oxidados con oxidantes suaves, si se utiliza un<br />
enérgico como lo es el permanganato de potasio, los alcoholes terciarios se oxidan dando<br />
como productos una cetona con un número menos de átomos de carbono, y se libera<br />
metano.<br />
Usos<br />
Los alcoholes tienen una gran gama de usos en la industria y en<br />
ciencia como disolventes y combustibles. El etanol y<br />
el metanol pueden hacerse combustionar de una manera<br />
más limpia que la gasolina o el gasoil. Por su baja toxicidad<br />
disponibilidad para disolver sustancias no polares, el etanol<br />
utilizado frecuentemente como disolvente en<br />
fármacos, perfumes y en esencias vitales como la vainilla. Los alcoholes sirven<br />
frecuentemente como versátiles intermediarios en la síntesis <strong>orgánica</strong>.<br />
Muchos alcoholes pueden ser creados por fermentación de frutas o granos con levadura, pero<br />
solamente el etanol es producido comercialmente de esta manera, principalmente<br />
como combustible y como bebida. Otros alcoholes son generalmente producidos como<br />
derivados sintéticos del gas natural o del petróleo.<br />
Toxicidad en el consumo humano<br />
la<br />
y<br />
es<br />
Los más significativos efectos del alcohol en el cuerpo, tanto positivos como negativos y dependiendo<br />
del consumo. Además, en mujeres embarazadas puede causar el Síndrome alcohólico fetal.<br />
El etanol es un líquido incoloro, volátil y de olor suave que se puede obtener a partir de<br />
la fermentación de azúcares. A escala industrial es más habitual su obtención a partir de la<br />
hidratación del etileno (una reacción del etileno con el agua en presencia de ácido fosfórico).<br />
El etanol es el depresor más utilizado en el mundo, y así lleva siéndolo desde hace milenios;<br />
su consumo es adictivo y puede conducir al alcoholismo.<br />
El etanol presente en las bebidas alcohólicas ha sido consumido por los humanos desde<br />
tiempos prehistórico por una serie de razones higiénicas, dietéticas, medicinales, religiosas y<br />
recreativas. El consumo de grandes dosis de etanol causa embriaguez (intoxicación<br />
alcohólica), que puede provocar resaca una vez se han terminado los efectos. Según la dosis
y la frecuencia con que se consuma, el etanol puede causar coma etílico, pérdida de<br />
conocimiento, una parálisis respiratoria aguda o incluso la muerte. Como el etanol perjudica<br />
las habilidades cognitivas, puede incitar a comportamientos temerarios o irresponsables. La<br />
toxicidad del etanol es causada en gran medida por su principal metabolito, el acetaldehído 3 y<br />
su metabolito secundario, el ácido acético.<br />
Aldehídos: Los aldehídos son compuestos orgánicos caracterizados por poseer<br />
el grupo funcional -CHO (formilo). Un grupo formilo es el que se obtiene separando un átomo<br />
de hidrógeno del formaldehído. Como tal no tiene existencia libre, aunque puede considerarse<br />
que todos los aldehídos poseen un grupo terminal formilo.<br />
Los aldehídos se denominan como los alcoholes correspondientes, cambiando la terminación -<br />
ol por -al. Etimológicamente, la palabra aldehído proviene del latín<br />
científico alcohol dehydrogenatum (alcohol deshidrogenado)<br />
Grupo funcional formilo. Los aldehídos poseen un grupo carbonilo (=C=O) unido a una cadena<br />
carbonada y a un átomo de hidrógeno.<br />
Propiedades físicas<br />
<br />
<br />
La doble unión del grupo carbonilo es en parte covalente y en parte iónica dado que el<br />
grupo carbonilo está polarizado debido al fenómeno de resonancia.<br />
Los aldehídos con hidrógeno sobre un carbono sp³ en posición alfa al grupo carbonilo<br />
presentan isomeríatautomérica.Los aldehídos se obtienen de la deshidratación de un<br />
alcohol primario con permanganato de potasio, la reacción tiene que ser débil, las cetonas<br />
también se obtienen de la deshidratación de un alcohol, pero estas se obtienen de un<br />
alcohol secundario e igualmente son deshidratados con permanganato de potasio y se<br />
obtienen con una reacción débil, si la reacción del alcohol es fuerte el resultado será un<br />
ácido carboxílico.<br />
Propiedades químicas<br />
<br />
<br />
Se comportan como reductor, por oxidación el aldehído de ácidos con igual número<br />
de átomos de carbono.<br />
La reacción típica de los aldehídos y las cetonas es la adición nucleofílica.
Nomenclatura<br />
Se nombran sustituyendo la terminación -ol del nombre del hidrocarburo por -al. Los aldehídos<br />
más simples (metanal y etanal) tienen otros nombres que no siguen el estándar de la Unión<br />
Internacional de <strong>Química</strong> Pura y<br />
Aplicada (IUPAC) pero son más<br />
utilizados formaldehído y<br />
acetaldehído, respectivamente,<br />
estos últimos dos son nombres<br />
triviales aceptados por la IUPAC.<br />
Reacciones de los aldehídos<br />
Los aldehídos aromáticos como el benzaldehído se dismutan en presencia de una base dando<br />
el alcohol y el ácido carboxílico correspondiente. En presencia de sustancias reductoras como<br />
algunos hidruros o incluso otros aldehídos pueden ser reducidos al alcohol correspondiente<br />
mientras que oxidantes fuertes los transforman en el correspondiente ácido carboxílico.<br />
Con cetonas que portan un hidrógeno sobre un carbono sp³ en presencia<br />
de catalizadores ácidos o básicos se producen condensaciones tipo aldol.<br />
Con alcoholes o tioles en presencia de sustancias higroscópicas se pueden<br />
obtener acetales por condensación. Como la reacción es reversible y los aldehídos se<br />
recuperan en medio ácido y presencia de agua esta reacción se utiliza para la protección del<br />
grupo funcional.<br />
<br />
Por oxidación de alcoholes primarios<br />
Se pueden obtener a partir de la oxidación suave de los alcoholes primarios. Esto se puede<br />
llevar a cabo calentando el alcohol en una disolución ácida de dicromato de potasio (también<br />
hay otros métodos en los que se emplea Cr en el estado de oxidación +6). El dicromato se<br />
reduce a Cr3+<br />
(de color verde). También mediante la oxidación de Swern, en la que se<br />
emplea dimetilsulfóxido, (DMSO), dicloruro de oxalilo, (CO)<br />
2Cl<br />
2, y una base. Esquemáticamente el proceso de oxidación es el siguiente:<br />
<br />
<br />
<br />
Por carbonilación.<br />
Por oxidación de halogenuros de alquilo (Oxidación de Kornblum)<br />
Por reducción de ácidos carboxílicos o sus derivados (ésteres, halogenuros de alquilo).<br />
Usos<br />
Los aldehídos se utilizan principalmente para la fabricación<br />
de resinas, plásticos, solventes, pinturas, perfumes, esencias.<br />
Los aldehídos están presentes en numerosos productos<br />
naturales y grandes variedades de ellos son de la propia vida<br />
cotidiana. La glucosa por ejemplo existe en una forma abierta
que presenta un grupo aldehído. El acetaldehído formado como intermedio en la<br />
metabolización se cree responsable en gran medida de los síntomas de la resaca tras la<br />
ingesta de bebidas alcohólicas.<br />
El formaldehído es un conservante que se encuentra en algunas<br />
composiciones de productos cosméticos. Sin embargo esta<br />
aplicación debe ser vista con cautela ya que en experimentos<br />
con animales el compuesto ha demostrado un<br />
poder cancerígeno. También se utiliza en la fabricación de<br />
numerosos compuestos químicos como la baquelita,<br />
la melamina, etc.<br />
Riesgos para la salud DE LOS ALDEHIDOS<br />
La mayor parte de los aldehídos y cetales pueden causar irritación de la piel, los ojos y el sistema<br />
respiratorio, siendo este efecto más pronunciado en los miembros inferiores de una serie. Los<br />
aldehídos pueden tener un efecto anestésico, pero las propiedades irritantes de algunos de ellos<br />
posiblemente obligen al trabajador a limitar la exposición antes de que ésta sea suficiente como<br />
para que se manifiesten los efectos anestésicos. Algunos aldehídos aromáticos y ciertos aldehídos<br />
alifáticos se metabolizan rápidamente y no producen efectos adversos, pudiendo utilizarse sin<br />
riesgos como aromas alimentarios. No obstante, otros miembros de la familia son cancerígenos<br />
conocidos o sospechosos y exigen la adopción de medidas de precaución siempre que exista<br />
posibilidad de contacto con ellos. Algunos son mutágenos químicos y otros, alergenos. También<br />
tienen la capacidad de producir un efecto hipnótico.<br />
Cetonas: Una cetona es un compuesto orgánico caracterizado por poseer un grupo<br />
funcional carbonilo unido a dos átomos de carbono, a diferencia de un aldehído, en donde el<br />
grupo carbonilo se encuentra unido al menos a un átomo de hidrógeno.1 Cuando el grupo<br />
funcional carbonilo es el de mayor relevancia en dicho compuesto orgánico, las cetonas se<br />
nombran agregando el sufijo -ona al hidrocarburo del cual provienen (hexano, hexanona;<br />
heptano, heptanona; etc). También se puede nombrar posponiendo cetona a los radicales a<br />
los cuales está unido (por ejemplo: metilfenil cetona). Cuando el grupo carbonilo no es el<br />
grupo prioritario, se utiliza el prefijo oxo- (ejemplo: 2-oxopropanal). El grupo funcional carbonilo<br />
consiste en un átomo de carbono unido con un doble enlace<br />
covalente a un átomo de oxígeno. El tener dos átomos de<br />
carbono unidos al grupo carbonilo, es lo que lo diferencia de los<br />
ácidos carboxílicos, aldehídos, ésteres. El doble enlace con el<br />
oxígeno, es lo que lo diferencia de los alcoholes y éteres. Las<br />
cetonas suelen ser menos reactivas que los aldehídos dado que<br />
los grupos alquílicos actúan como dadores de electrones por<br />
efecto inductivo.<br />
El grupo funcional de las Cetonas se llama grupo carbonilo y es:<br />
R 1 (CO)R 2 , fórmula general de las cetonas
El carbonilo es el átomo de carbono unido a uno de oxígeno a través de un doble enlace.<br />
Las otras dos valencias se encuentran ocupadas por dos radicales de hidrocarburos que<br />
pueden ser cadenas carbonadas o anillos aromáticos.<br />
NOMENCLATURA<br />
Según la nomenclatura oficial, las cetonas se nombran agregando la terminación o sufijo<br />
“ona” al hidrocarburo de base. Como se vio en el ejemplo. Si tiene 3 carbonos deriva del<br />
propano, propanona. Si fuera lineal de 4 carbonos derivaría del butano, butanona, etc.<br />
Propiedades físicas<br />
Los compuestos carbonílicos presentan puntos de ebullición más bajos que los alcoholes de<br />
su mismo peso molecular. No hay grandes diferencias entre los puntos de ebullición de<br />
aldehídos y cetonas de igual peso molecular. Los compuestos carbonílicos de cadena corta<br />
son solubles en agua y a medida que aumenta la longitud de la cadena disminuye la<br />
solubilidad.<br />
Propiedades químicas<br />
Al hallarse el grupo carbonilo en un carbono secundario son menos reactivas que los<br />
aldehídos.<br />
<br />
<br />
Sólo pueden ser oxidadas por oxidantes fuertes como el permanganato de potasio, dando<br />
como productos dos ácidos con menor número de átomos de carbono.<br />
Por reducción dan alcoholes secundarios.<br />
Reacciones de adición<br />
Adición de Hidrógeno :Al igual que los aldehídos, las cetonas pueden adicionar átomos<br />
de hidrógeno en presencia de catalizadores<br />
Adición de sulfito ácido de sodio:<br />
Adición de ácido cianhídrico:<br />
USOS Y APLICACIONES<br />
Las cetonas son usadas en varios aspectos de la vida diaria, pero la más común y usada<br />
es la ACETONA,<br />
lo creamos o no, las cetonas se encuentra en una gran variedad de materiales en la que<br />
nosotros no nos damos cuenta ni si quiera de que<br />
estamos sobre ellas.<br />
Algunos ejemplos de los usos de las cetonas son las<br />
siguientes:<br />
.- Fibras Sintéticas<br />
(Mayormente utilizada en el<br />
interior de los automóviles de<br />
gama alta)
.-Solventes Industriales (Como el Thiner y la ACETONA)<br />
.-Aditivos para plásticos (Thiner)<br />
.-Fabricación de catalizadores<br />
.-Fabricación de saborizantes y fragancias<br />
.-Síntesis de medicamentos<br />
.-Síntesis de vitaminas<br />
.-Aplicación en cosméticos<br />
..Adhesivos en base de poliuretano<br />
Pero no solo tienen usos y aplicaciones, si no también datos importantes como los<br />
siguientes:<br />
1.- El uso de las ACETONAS es frecuente para eliminar manchas en ropa de lana,<br />
esmaltes (ya que son derivados de la misma sustancia), esmaltes sintéticos, rubor,<br />
lapicero o algunas ceras.<br />
2.- Las CETONAS se encuentran mayormente distribuidas en la naturaleza.<br />
3.- Un ejemplo natura de las CETONAS en el cuerpo humano es la TESTOSTERONA.<br />
4.- Las CETONAS, por lo general, tienen un aroma agradable y existen e gran variedad de<br />
perfumes.<br />
RIESGOS<br />
¿Qué causan las cetonas?<br />
La exposición de forma crónica a<br />
niveles elevados en el lugar de<br />
trabajo produce daños en el<br />
sistema nervioso central<br />
(dificultad para concentrarse,<br />
pérdida de memoria, cambios de<br />
humor) y, sobre todo, el periférico<br />
(parestesias, debilidad de<br />
manos/pies, dolores musculares y<br />
calambres). Además, el contacto con la piel ocasiona sequedad y formación de grietas en<br />
la misma.<br />
Ácidos carboxílicos: Los ácidos carboxílicos constituyen un grupo de<br />
compuestos que se caracterizan porque poseen un grupo funcional llamado grupo carboxilo o<br />
grupo carboxi (–COOH); se produce cuando coinciden sobre el mismo carbono un<br />
grupo hidroxilo (-OH) y carbonilo (C=O). Se puede representar como COOH ó CO2H...
Características y propiedades<br />
Comportamiento químico de las diferentes posiciones del grupo carboxilo<br />
Los ácidos carboxílicos tienen como fórmula general R-COOH. Tienen propiedades ácidas; los<br />
dos átomos de oxígeno son electronegativos y tienden a atraer a los electrones del átomo<br />
de hidrógeno del grupo hidroxilo con lo que se debilita el enlace, produciéndose en ciertas<br />
condiciones una ruptura heterolítica, cediendo el correspondiente protón o hidrón, H + , y<br />
quedando el resto de la molécula con carga -1 debido al electrón que ha perdido el átomo de<br />
hidrógeno, por lo que la molécula queda como R-COO - .<br />
Generalmente los ácidos carboxílicos son ácidos débiles, con sólo un 1 % de sus moléculas<br />
disociadas para dar los correspondientes iones, a temperatura ambiente y en disolución<br />
acuosa.<br />
Propiedades físicas<br />
Los puntos de fusión y ebullición son elevados ya que forman dímeros, debido a los enlaces por<br />
puentes de hidrógeno.<br />
Los ácidos carboxílicos presentan una polaridad importante, debida<br />
al doble enlace carbono-oxígeno y al grupo hidroxilo, que<br />
interacciona mediante puentes de hidrógeno con otras moléculas<br />
como agua, alcoholes u otros ácidos carboxílicos. Los ácidos<br />
carboxílicos de menor tamaño (hasta cuatro carbonos) son<br />
totalmente solubles en agua debido a las importantes interacciones<br />
que se establecen entre las moléculas del ácido y las de agua.<br />
Puros o en disolución acuosa se encuentran formando dímeros<br />
unidos mediante puentes de hidrógeno.
PROPIEDADES QUIMICAS<br />
El comportamiento químico de los ácidos carboxílicos esta determinado por el grupo<br />
carboxilo -COOH. Esta función consta de un grupo carbonilo (C=O) y de un hidroxilo (-<br />
OH). Donde el -OH es el que sufre casi todas las reacciones: pérdida de protón (H+) o<br />
reemplazo del grupo –OH por otro grupo.<br />
Reacciones<br />
<br />
Obtención de sales de ácidos carboxílicos y amidas a partir del ácido:<br />
Los ácidos carboxílicos reaccionan con bases para formar sales. En estas sales el<br />
hidrógeno del grupo -OH se reemplaza con el ion de un metal, por ejemplo Na + . De<br />
esta forma, el ácido acético reacciona con hidrogenocarbonato de sodio para dar<br />
acetato de sodio, dióxido de carbono y agua.<br />
Nomenclatura<br />
Los ácidos carboxílicos se nombran con la ayuda de la terminación –oico o –ico que se une al<br />
nombre del hidrocarburo de referencia y anteponiendo la palabra ácido:<br />
Ejemplo<br />
CH 3 -CH 2 -CH 3 propano CH 3 -CH 2 -COOH Ácido propanoico (propan + oico)<br />
Los nombres triviales de los ácidos carboxílicos se designan según la fuente natural de la<br />
que inicialmente se aislaron<br />
USOS Y APLICACIONES<br />
En el sistema IUPAC los nombres de los ácidos<br />
carboxílicos se forman reemplazando la terminación<br />
“o” de los alcanos por “oico”, y anteponiendo la<br />
palabra ácido.<br />
El esqueleto de los ácidos alcanoicos se enumera<br />
asignando el N° 1 al carbono carboxílico y<br />
continuando por la cadena más larga que incluya el<br />
grupo COOH.<br />
Se utilizan los<br />
acidos carboxilicos<br />
como
emulsificantes, se usan especialmente para pH bajos, debido a su estabilidad en estas<br />
condiciones. Además se usan como antitranspirantes y como neutralizantes, tambien para<br />
fabricar detergentes biodegradables, lubricantes y espesantes para pinturas. El ácido<br />
esteárico se emplea para combinar caucho o hule con otras sustancias, como pigmentos u<br />
otros materiales que controlen la flexibilidad de los productos derivados del caucho; también<br />
se usa en la polimerización de estireno y butadieno para hacer caucho artificial. Entre los<br />
nuevos usos de los ácidos grasos se encuentran la flotación de menas y la fabricación de<br />
desinfectantes, secadores de barniz y estabilizadores de calor para las resinas de vinilo. Los<br />
ácidos grasos se utilizan también en productos plásticos, como los recubrimientos para<br />
madera y metal, y en los automóviles, desde el alojamiento del filtro de aire hasta la tapicería.<br />
Riesgos<br />
- RIESGOS A LA SALUD Y PRIMEROS<br />
AUXILIOS<br />
Toxicidad aguda:<br />
· Valores LD/LC50 (dosis letal /dosis letal =<br />
50%) relevantes para la clasificación:<br />
Oral LD50 2000 mg/kg (rata)<br />
· Efecto estimulante primario:<br />
· en la piel: Efecto cáustico en la piel y las<br />
mucosas.<br />
· en el ojo: Fuerte efecto cáustico<br />
· Ingestión: Puede ser nocivo por ingestión.<br />
· Inhalación:<br />
El material es extremadamente destructivo para los tejidos de las membranas mucosas y<br />
las vías<br />
respiratorias superiores.<br />
· Sensibilización: No se conoce ningún efecto sensibilizante.<br />
· Datos adicionales (a la toxicología experimental): No se haben otros datos importantes<br />
· Indicaciones toxicológicas adicionales:<br />
La ingestión produce un fuerte efecto cáustico en la boca y la faringe, así como el peligro<br />
de<br />
perforación del esófago y del estómago.<br />
Instrucciones generales:<br />
Quitarse de inmediato toda prenda<br />
contaminada con el producto.<br />
Los síntomas de intoxicación pueden<br />
presentarse después de muchas horas, por lo<br />
que<br />
se requiere una<br />
supervisión médica durante un mínimo de 48<br />
horas después del accidente.<br />
· En caso de inhalación del producto:<br />
Las personas desmayadas deben tenderse y transportarse de lado con la suficiente<br />
estabilidad.<br />
· En caso de contacto con la piel:<br />
Lavar inmediatamente con agua y jabón y enjuagar bien. Lavar la ropa contaminada<br />
antes de volver a usarla
Limpiar los ojos abiertos durante varios minutos con agua corriente y consultar un médico.<br />
· En caso de ingestión:<br />
No provocar el vómito y solicitar asistencia médica inmediata.<br />
Beber mucha agua a respirar aire fresco. Solicitar asistencia médica inmediatamente.<br />
· Indicaciones para el médico: Mostrar esta ficha de seguridad al doctor que esté de<br />
servicio<br />
Ésteres: Los ésteres presentan el grupo éster (-O-CO-) en su estructura. Algunos<br />
ejemplos de sustancias con este grupo incluyen el ácido acetil salicílico, componente de la<br />
aspirina, o algunos compuestos aromáticos como el acetato de isoamilo, con característico<br />
olor a plátano. Los aceites también son ésteres de ácidos grasos con glicerol.<br />
En los ésteres más comunes el ácido en cuestión es un ácido carboxílico. Por ejemplo, si el<br />
ácido es el ácido etanoico o acético, el éster es denominado como etanoato o acetato. Los<br />
ésteres también se pueden formar con ácidos inorgánicos, como el ácido carbónico (origina<br />
ésteres carbónicos), el ácido fosfórico (ésteres fosfóricos) o el ácido sulfúrico. Por ejemplo,<br />
el sulfato de dimetilo es un éster, a veces llamado "éster dimetílico del ácido<br />
sulfúrico".En bioquímica son el producto de la reacción entre los ácidos grasos y los alcoholes.<br />
En la formación de ésteres, cada radical -OH (grupo hidroxilo) del radical del alcohol se<br />
sustituye por la cadena -COO del ácido graso. El H sobrante del grupo carboxilo, se combina<br />
con el OH sustituido, formando agua.<br />
En química <strong>orgánica</strong> y bioquímica los ésteres son un grupo funcional compuesto de un<br />
radical orgánico unido al residuo de cualquier ácido oxigenado, orgánico o inorgánico. Los<br />
ésteres más comúnmente encontrados en la naturaleza son las grasas, que son ésteres<br />
de glicerina y ácidos grasos (ácido oleico, ácido esteárico, etc.)<br />
Principalmente resultante de la condensación de un ácido carboxílico y un alcohol. El proceso<br />
se denomina esterificación. Un éster cíclico es una lactona<br />
Nomenclatura<br />
Etanoato de metilo.<br />
La nomenclatura de los ésteres deriva del ácido carboxílico y el alcohol de los que procede.<br />
Así, en el etanoato (o acetato) de metilo encontramos dos partes en su nombre:<br />
<br />
<br />
La primera parte del nombre, etanoato (o acetato), proviene del ácido etanoico (acético).<br />
La otra mitad, de metilo, proviene del alcohol metílico (metanol).
Etanoato de etilo.<br />
En el dibujo de la derecha se observa la parte que procede del ácido (en rojo; etanoato) y la<br />
parte que procede del alcohol (en azul, de etilo).<br />
Luego el nombre general de un éster de ácido carboxílico será "alcanoato de alquilo" donde:<br />
<br />
<br />
<br />
alcan-= raíz de la cadena carbonada principal (si es un alcano), que se nombra a partir<br />
del número de átomos de carbono. Por ejemplo:propan- significa cadena de 3 átomos de<br />
carbono unidos por enlaces sencillos.<br />
oato = sufijo que indica que es derivado de un ácido carboxílico. Por ejemplo: propanoato:<br />
CH 3 -CH 2 -CO- significa "derivado del ácido propanoico".<br />
de alquilo: Indica el alcohol de procedencia. Por ejemplo: -O-CH 2 -CH 3 es "de etilo"<br />
En conjunto CH 3 -CH 2 -COO-CH 2 -CH 3 se nombra propanoato de etilo.<br />
Propiedades físicas<br />
Los ésteres pueden participar en los enlaces de hidrógeno como aceptadores, pero no pueden<br />
participar como donadores en este tipo de enlaces, a diferencia de los alcoholes de los que<br />
derivan. Esta capacidad de participar en los enlaces de hidrógeno les convierte en<br />
más hidrosolubles que los hidrocarburos de los que derivan. Pero las limitaciones de sus<br />
enlaces de hidrógeno los hace más hidrofóbicos que los alcoholes o ácidos de los que<br />
derivan. Esta falta de capacidad de actuar como donador de enlace de hidrógeno ocasiona<br />
que no puedan formar enlaces de hidrógeno entre moléculas de ésteres, lo que los hace más<br />
volátiles que un ácido o alcohol de similar peso molecular.<br />
Muchos ésteres tienen un aroma característico, lo que hace que se utilicen ampliamente como<br />
sabores y fragancias artificiales.<br />
Propiedades químicas<br />
En las reacciones de los ésteres, la cadena se rompe siempre en un enlace sencillo, ya sea<br />
entre el oxígeno y el alcohol o R, ya sea entre el oxígeno y el grupo R-CO-, eliminando así el<br />
alcohol o uno de sus derivados. La saponificación de los ésteres, llamada así por su analogía<br />
con la formación de jabones, es la reacción inversa a la esterificación.<br />
Los ésteres se hidrogenan más fácilmente que los ácidos, empleándose generalmente el éster<br />
etílico tratado con una mezcla de sodio y alcohol (Reducción de Bouveault-Blanc). El hidruro<br />
de litio y aluminio reduce ésteres de ácidos carboxílicos para dar 2 equivalentes de alcohol. La<br />
reacción es de amplio espectro y se ha utilizado para reducir diversos ésteres. Las lactonas<br />
producen dioles. Existen diversos agentes reductores alternativos al hidruro de litio y aluminio<br />
como el DIBALH, el trietil-borohidruro de litio o BH 3 –SiMe 3 a reflujo con THF.<br />
Usos de los esteres.<br />
Los ésteres son empleados en muchos y variados campos del comercio y de la industria,<br />
como los siguientes:
Disolventes:<br />
Los ésteres de bajo peso molecular son líquidos y se acostumbran a utilizar como<br />
disolventes, especialmente los acetatos de los alcoholes metílico, etílico y butílico.<br />
Plastificantes:<br />
El acetatopropionato de celulosa y el acetatobutirato de celulosa han conseguido gran<br />
importancia como materiales termoplásticos. El nitrato de celulosa con un contenido de<br />
10,5-11% de nitrógeno se llama piroxilina y con alcohol y alcanfor (plastificante) forma el<br />
celuloide. El algodón dinamita es nitrato de celulosa con el 12,5-13,5% de nitrógeno. La<br />
cordita y la balistita se fabrican a partir de éste, que se plastifica con trinitrato de glicerina<br />
(nitroglicerina). Los sulfatos de dimetilo y dietilo (ésteres del ácido sulfúrico) son<br />
excelentes agentes de alcoholización de moléculas <strong>orgánica</strong>s que contienen átomos de<br />
hidrógeno lébiles, como por ejemplo, el midón y la celulosa.<br />
Aromas artificiales:<br />
Muchos de los ésteres de bajo peso molecular tienen olores característicos a fruta:<br />
plátano (acetado de isoamilo), ron (propionato de isobutilo) y piña (butirato de butilo).<br />
Estos ésteres se utilizan en la fabricación de aromas y perfumes sintéticos.<br />
Aditivos Alimentarios:<br />
Estos mismos ésteres de bajo peso molecular<br />
que tienen olores característicos a fruta se<br />
utilizan como aditivos alimentarios, por<br />
ejemplo, en caramelos y otros alimentos que<br />
han de tener un sabor afrutado.<br />
Se usan para quitar la cafeína de los granos<br />
de café y de las hojas de té en la industria<br />
alimentaria.<br />
Productos Farmacéuticos:<br />
Productos de uso tan frecuente como los analgésicos se<br />
fabrican con ésteres.<br />
Se usan para quitar la cafeína de los granos de café y de<br />
las hojas de té en la industria alimentaria.<br />
Polímeros Diversos:
Los ésteres de los ácidos no saturados, por ejemplo, del ácido acrílico o metacrílico, son<br />
inestables y se polimerizan rápidamente, produciendo resina; así, el metacrilato de metilo<br />
(lucita o plexiglás). De manera análoga los ésteres de los alcoholes no saturados son<br />
inestables y reaccionan fácilmente con ellos mismos; así, el acetado de vinilo se<br />
polimeriza dando acetato de polivinilo. Las resinas de poliéster, conocidas como gliptales,<br />
resultan de la poliesterificación de la glicerina con anhídrido ftálico; el proceso puede<br />
controlarse de manera que se produzca una resina fusible o infusible. Cuando la<br />
poliesterificación se realiza en presencia de un ácido no saturado de cadena larga del tipo<br />
de los aceites secantes, la polimerización de éste por oxidación se superpone a la<br />
poliesterificación y se producen los esmaltes sintéticos, duros y resistentes a la<br />
intemperie, que son muy adecuados por el acabado de los automóviles. La<br />
poliesterificación del etilenglicol con el ácido tereftálico produce fibra de poliéster. Si se da<br />
forma de láminas a este material, constituye una excelente película fotográfica.<br />
Repelentes de insectos:<br />
Todos los repelentes de insectos que podemos encontrar en el<br />
mercado contienen ésteres.<br />
En la medicina:<br />
Los ésteres de ácidos salicílico se utilizan en medicina. Ejemplo: el ácido acetil salicílico<br />
(aspirina), el salicilato de metilo y el salicilato de fenilo.<br />
Riesgos y beneficios para la salud.<br />
Los estudios han mostrado daños en el hígado, riñones,<br />
pulmones y testículos. Por otra parte, un estudio japonés<br />
publicado en 2006 realizado con primates jóvenes no ha<br />
encontrado daños testiculares de ningún tipo. El Instituto<br />
de Sanidad y Protección al Consumidor de la Oficina<br />
<strong>Química</strong> Europea ha encontrado que dos de los ftalatos<br />
considerados peligrosos para el hombre y prohibidos en la<br />
UE (el DINF o diisononilftalato y el DIDP o<br />
diisodecilftalato) no suponen un riesgo para la salud<br />
humana o para el medio ambiente en su formas de uso<br />
actuales. También causa confusión en animales como roedores. El<br />
MINISTERIO DE SALUD ha tomado conocimiento de la posible<br />
existencia de riesgos para la salud de los niños menores de tres años<br />
por el empleo de ésteres de ácido ftálico como plastificantes en la
fabricación de mordillos y otros artículos de puericultura, así como de juguetes que puedan ser<br />
mordidos o chupados. Que si bien se reconoce que existen diversas fuentes de exposición a<br />
los ésteres de ácido ftálico tales como el aire, el ambiente, el agua de bebida y los alimentos,<br />
ante la posibilidad de que tengan efectos adversos sobre la salud el COMITE CIENTIFICO<br />
SOBRE TOXICIDAD, ECOTOXICIDAD Y MEDIO AMBIENTE de la UNION EUROPEA ha<br />
recomendado la adopción de medidas precautorias de restricción en el uso de ésteres de<br />
ácido ftálico en mordillos y juguetes pasibles de ser mordidos, destinados a niños menores de<br />
tres años.<br />
Éteres: Los éteres presentan el grupo éter(-O-) en su estructura. Suelen tener<br />
bajo punto de ebullición y son fácilmente descomponibles. Por ambos motivos, los éteres de<br />
baja masa molecular suelen ser peligrosos ya que sus vapores pueden ser explosivos.<br />
Grupo funcional éter<br />
Al igual que los ésteres, no forman puentes de hidrógeno. Presentan una alta hidrofobicidad, y<br />
no tienden a ser hidrolizados. Los éteres suelen ser utilizados como disolventes orgánicos.<br />
Suelen ser bastante estables, no reaccionan fácilmente, y es difícil que se rompa el enlace<br />
carbono-oxígeno. Normalmente se emplea, para romperlo, un ácido fuerte como el ácido<br />
yodhídrico, calentando, obteniéndose dos halogenuros, o un alcohol y un halogenuro. Una<br />
excepción son los oxiranos (o epóxidos), en donde el éter forma parte de un ciclo de tres<br />
átomos, muy tensionado, por lo que reacciona fácilmente de distintas formas.<br />
El enlace entre el átomo de oxígeno y los dos carbonos se forma a partir de los<br />
correspondientes orbitales híbridos sp³. En el átomo de oxígeno quedan dos pares<br />
de electrones no enlazantes.<br />
Los dos pares de electrones no enlazantes del oxígeno pueden interaccionar con otros<br />
átomos, actuando de esta forma los éteres como ligandos, formando complejos. Un ejemplo<br />
importante es el de los éteres corona, que pueden interaccionar selectivamente con cationes<br />
de elementos alcalinos o, en menor medida, alcalinotérreos<br />
Nomenclatura<br />
La nomenclatura de los éteres según<br />
las recomendaciones de 1993 de la IUPAC (actualmente en<br />
vigencia) especifican que estos compuestos pertenecientes al<br />
grupo funcional oxigenado deben nombrarse<br />
como alcoxialcanos, es decir, como si fueran sustituyentes.<br />
Se debe especificar al grupo funcional éter como de menor<br />
prioridad frente a la mayoría de cadenas <strong>orgánica</strong>s. Cada<br />
radical éter será acompañado por el sufijo oxi.
Un compuesto sencillo, como por ejemplo CH 3 -O-C 6 H 5 según las normas de la IUPAC se<br />
llamaría:<br />
metoxibenceno<br />
<br />
La nomenclatura tradicional o clásica (también aceptada por la IUPAC y válida para éteres<br />
simples) especifica que se deben nombrar por orden alfabético los sustituyentes o restos<br />
alquílicos de la cadena <strong>orgánica</strong> al lado izquierdo de la palabra éter. El compuesto anterior<br />
se llamaría según las normas antiguas (ya en desuso) de esta manera:<br />
fenil metil éter<br />
Los éteres sencillos de cadena alifática o lineal pueden nombrarse añadiendo al final de la<br />
palabra éter el sufijo -ílico luego de los prefijos met-, et-, but-, etc. según lo indique el número<br />
de carbonos.<br />
Propiedades Físicas<br />
Estructuralmente los éteres pueden considerarse derivados del agua o alcoholes, en los que se<br />
han reemplazado uno o dos hidrógenos, respectivamente, por restos carbonados.<br />
La estructura angular de los éteres se explica bien asumiendo una hibridación sp3 en el<br />
oxígeno, que posee dos pares de electrones no compartidos,no puede establecer enlaces de<br />
hidrógeno consigo mismo y sus puntos de ebullición y fusión son muchos más bajos que los<br />
alcoholes referibles.<br />
Un caso muy especial lo constituyen los epóxidos, que son éteres cíclicos de tres miembros. El<br />
anillo contiene mucha tensión, aunque algo menos que en el ciclo propano.<br />
Debido a que el ángulo del enlace C-o-C no es de 180º, los<br />
momentos dipolares de los dos enlaces C-O no se anulan; en<br />
consecuencia, los éteres presentan un pequeño momento dipolar<br />
neto (por ejemplo, 1.18 D para el dietil éter).<br />
PROPIEDADES QUÍMICAS:<br />
Los éteres tienen muy poca reactividad química, debido a la<br />
dificultad que presenta la ruptura del enlace C—O. Por ello, se<br />
utilizan mucho como disolventes inertes en reacciones <strong>orgánica</strong>s.<br />
En contacto con el aire sufren una lenta oxidación en la que se forman peróxidos muy<br />
inestables y poco volátiles. Estos constituyen un peligro cuando se destila un éter, pues se<br />
concentran en el residuo y pueden dar lugar a explosiones. Esto se evita guardando el éter con hilo<br />
de sodio o añadiendo una pequeña cantidad de un reductor (SO4Fe, LiAIH4) antes de la<br />
destilación.
Los éteres no son reactivos a excepción de los epóxidos. Las reacciones de los epóxidos pasan<br />
por la apertura del ciclo. Dicha apertura puede ser catalizada por ácido o apertura mediante<br />
nucleófilo.<br />
Usos de los éteres<br />
<br />
<br />
Medio para extractar para concentrar ácido acético y otros ácidos.<br />
Medio de arrastre para la deshidratación de alcoholes etílicos e isopropílicos.<br />
Disolvente de sustancias <strong>orgánica</strong>s (aceites, grasas, resinas, nitrocelulosa,<br />
perfumes y alcaloides).<br />
Combustible inicial de motores diésel.<br />
Fuertes pegamentos.<br />
Antiinflamatorio abdominal para después<br />
del parto, exclusivamente de uso externo.<br />
Veneno para ratas.<br />
riesgos de los éteres<br />
No se sabe nada definitivo acerca de los efectos de los éteres<br />
sobre la salud de seres humanos. Prácticamente toda la<br />
información disponible proviene de estudios en animales.<br />
Los estudios en animales indican que las mezclas<br />
comerciales de decaBDE son generalmente mucho menos tóxicas que los productos que<br />
contienen PBDEs con bajo contenido de bromo. Basado en esta información, se espera que<br />
el decaBDE tenga relativamente pocos efectos sobre la salud de seres humanos. Las ratas y<br />
ratones que comieron durante períodos breves alimentos con cantidades moderadas de<br />
PBDEs con bajo contenido de bromo sufrieron principalmente efectos sobre la glándula<br />
tiroides. Las ratas y ratones que comieron cantidades más bajas durante semanas o meses<br />
sufrieron alteraciones del hígado y de la tiroides. Se ha<br />
especulado que los efectos de los PBDEs sobre la tiroides<br />
ocurren específicamente en tan sólo algunos animales de<br />
laboratorio, sugiriendo que es menos probable que ocurran<br />
en seres humanos. Alteraciones muy sutiles del<br />
comportamiento se han observado en animales expuestos a<br />
los PBDEs a temprana edad. La causa de estos efectos sobre<br />
el comportamiento puede estar relacionada a las alteraciones<br />
sobre la tiroides, debido a que el desarrollo del sistema<br />
nervioso depende de las hormonas tiroideas. Los PBDEs no<br />
han causado otros tipos de defectos de nacimiento en<br />
animales; sin embargo, se necesitan más estudios para<br />
determinar si los PBDEs pueden afectar la reproducción
Aminas: Las aminas son compuestos orgánicos caracterizados por la presencia del<br />
grupo amina (-N
Nomenclatura de las aminas<br />
Las aminas se clasifican de acuerdo con el número de átomos de hidrógeno del amoniaco que<br />
se sustituyen por grupos orgánicos. Las que tienen un solo grupo se llaman aminas primarias,<br />
las que tienen dos se llaman aminas secundarias y las que tienen tres, aminas terciarias.<br />
Las aminas sencillas se nombran enumerando los grupos que sustituyen a los átomos de<br />
hidrógeno del amoniaco y terminando con amina. Si hay varios grupos o radicales<br />
sustituyentes iguales se usan los prefijos di o tri. Cuando se trata de grupos diferentes estos<br />
se nombran por orden alfabético (etil antes que metil, o butil antes que propil, prescindiendo<br />
del tamaño) y terminando con la terminación amina.<br />
Ejemplos:<br />
Compuesto<br />
Nombres<br />
CH 3 -NH 2<br />
Metilamina<br />
CH 3 -NH-CH 3<br />
Dimetilamina<br />
CH 3 -CH 2 -NH-CH 2 -CH 2 -CH 3<br />
Etilpropilamina<br />
CH 3<br />
|<br />
N-CH 3<br />
|<br />
CH 3<br />
Trimetilamina<br />
CH 3<br />
|<br />
N-CH 2 -CH 2 -CH 3<br />
|<br />
CH 2 -CH 3<br />
Etilmetilpropilamina<br />
Reglas para nombrar aminas<br />
1.1. Se identifica la cadena principal que tenga el grupo amino y se enumera por el carbono al<br />
cual se encuentra unido el grupo amino. Si existen dos o más grupos amino se nombran<br />
desde el extremo que dé lugar a los menores prefijos localizadores (posición) de los<br />
sustituyentes y se nombran en orden alfabético con la palabra amina.
llama 3-etil-6-metil-1,8-octanodiamina<br />
el compuesto número 3 se<br />
1.2. Cuando hay radicales complejos (que no sean radicales alquilo) sustituyendo<br />
al hidrógeno del grupo amino, se utiliza la letra N (mayúscula) por cada sustituyente y se<br />
procede a nombrar al compuesto.<br />
1.3. Si el grupo amino se encuentra como sustituyente junto a otro grupo funcional más<br />
importante y en el caso de existir varios en una cadena se utiliza los prefijos como (amino,<br />
metilamino, aminometil). El grupo amino debe quedar en la menor posición.
1.4. Cuando varios átomos de nitrógeno formen parte de la cadena principal se enumera<br />
normalmente viendo que su posición sea la más baja posible y nombra con el vocablo aza<br />
USOS DE LAS AMINAS<br />
¿para que se usan?<br />
las aminas son empleadas para la elaboracion de caucho sintetico y colorantes.<br />
Las aminas son parte de los alcaloides que son compuestos complejos que se encuentran en las<br />
plantas. Algunos de ellos son la morfina y la nicotina. Algunas aminas son biologicamente<br />
importantes como la adrenalina y la noradrenalina.<br />
Las aminas secundarias que se encuentran en las carnes y los pescados o en el humo del tabaco.<br />
Estas aminas pueden reaccionar con los nitritos presentes en conservantes empleados en la<br />
alimentacion y en plantas, procedentes del uso de fertilizantes, originando N-nitrosoaminas<br />
secundarias, que son carcinogenas.<br />
Al degradarse las protei-nas se descomponen en distintas aminas, como cadaverina y putrescina<br />
entre otras. Las cuales emiten olor desagradable. Es por ello que cuando la carne de aves,<br />
pescado y res no es preservada mediante refrigeracion, los microorganismos que se encuentran<br />
en ella degradan las proteinas en aminas y se produce un olor desagradable<br />
RIESGOS<br />
¿Qué ocasionan las amidas?<br />
El hígado es el órgano diana para las amidas<br />
(esta hepatotoxicidad se manifiesta, especialmente,<br />
con la aparición de una intolerancia al alcohol; así,<br />
cuando se consumen bebidas alcohólicas el paciente<br />
sufre un acaloramiento facial brusco, opresión en el<br />
pecho, ansiedad, náuseas y disnea). Además, niveles
elevados de forma crónica ejercen su acción tóxica sobre el sistema nervioso central<br />
(dificultad para concentrarse, pérdida de memoria, cambios de humor) y sobre todo, el<br />
periférico, con predominio en los miembros inferiores (parestesias, debilidad de pies,<br />
dolores musculares y calambres en los gemelos). Tienen la particularidad de afectar a la<br />
fertilidad y producir alteraciones en el feto durante el embarazo.<br />
Alqueno<br />
Los alquenos son hidrocarburos insaturados que tienen uno o varios enlaces carbonocarbono<br />
en su molécula. Se puede decir que un alqueno es un alcano que ha perdido dos<br />
átomos de hidrógeno produciendo como resultado un enlace doble entre dos carbonos. Los<br />
alquenos cíclicos reciben el nombre de cicloalquenos.<br />
Antiguamente se les denominaba como olefinas dadas las propiedades que presentaban sus<br />
representantes más simples, principalmente el eteno, para reaccionar con halógenos y<br />
producir óleos.<br />
Los alquenos se pueden sintetizar mediante las siguientes reacciones:<br />
<br />
Por cambio de grupo funcional<br />
Deshidrohalogenación<br />
CH 3 CH 2 Br + KOH → CH 2 =CH 2 + H 2 O + KBr<br />
Deshidratación<br />
La eliminación de agua a partir de alcoholes, por ejemplo:<br />
CH 3 CH 2 OH + H 2 SO 4 → CH 3 CH 2 OSO 3 H + H 2 O → H 2 C=CH 2 + H 2 SO 4 + H 2 O<br />
También por la reacción de Chugaev y la reacción de Grieco.<br />
Deshalogenación<br />
BrCH 2 CH 2 Br + Zn → CH 2 =CH 2 + ZnBr 2<br />
Pirólisis (con calor)<br />
CH 3 (CH 2 ) 4 → CH 2 =CH 2 + CH 3 CH 2 CH 2 CH 3
Fórmula<br />
Recomendaciones<br />
IUPAC-1979<br />
Recomendaciones<br />
IUPAC-1993<br />
localizador - prefijo de<br />
número átomos C (acabado<br />
en -eno)<br />
prefijo de número<br />
átomos C - localizador -<br />
eno<br />
1-penteno<br />
pent-1-eno<br />
1-penteno<br />
1-ciclohexeno<br />
ciclohex-1-eno<br />
ciclohex-1-eno numerado<br />
2-buteno<br />
but-2-eno<br />
but-2-eno<br />
3-hepteno<br />
hept-3-eno<br />
hept-3-eno<br />
1,3-butadieno<br />
buta-1,3-dieno<br />
buta-1,3-dieno
1,3,6-octatrieno<br />
octa-1,3,6-trieno<br />
octa-1,3,6-trieno<br />
1,3,5,7-ciclooctatetraeno<br />
cicloocta-1,3,5,7-<br />
tetraeno<br />
cicloocta-1,3,5,7-tetraeno<br />
3-metil-1-buteno<br />
3-metil -but-1-eno<br />
3-metil -but-1-eno<br />
Propiedades físicas<br />
La presencia del doble enlace modifica ligeramente las propiedades físicas de los alquenos<br />
frente a los alcanos. De ellas, la temperatura de ebullición es la que menos se modifica. La<br />
presencia del doble enlace se nota más en aspectos como la polaridad y la acidez.<br />
Polaridad<br />
Dependiendo de la estructura, puede aparecer un momento dipolar débil.El enlace alquiloalquenilo<br />
está polarizado en la dirección del átomo con orbital sp 2 , ya que la componente s de<br />
un orbital sp 2 es mayor que en un sp 3 (esto podría interpretarse como la proporción de s a<br />
p en la molécula, siendo 1:2 en sp 2 y 1:3 en sp 3 , aunque dicha idea es simplemente intuitiva).<br />
Esto es debido a que los electrones situados en orbitales híbridos con mayor<br />
componente s están más ligados al núcleo que los p, por tanto el orbital sp 2 es ligeramente<br />
atrayente de electrones y aparece una polarización neta hacia él. Una vez que tenemos<br />
polaridad en el enlace neta, la geometría de la molécula debe permitir que aparezca un
momento dipolar neto en la molécula, como se aprecia en la figura inferior.<br />
'La primera molécula' es cis y tenemos un momento dipolar neto, pero la segunda trans,<br />
pese a tener dos enlaces ligeramente polarizados el momento dipolar neto es nulo al<br />
anularse ambos momentos dipolares.<br />
Acidez<br />
El carbono alquenílico tiene mayor acidez frente a los alcanos, debido también a la polaridad<br />
del enlace. Así, el etano (alcano) tiene un pK a de 50 (o un K a de 10 -50 ) frente al pK a = 44<br />
del eteno. Este hecho se explica fácilmente considerando que, al desprenderse un protón de<br />
la molécula, queda una carga negativa remanente que en el caso del eteno se deslocaliza<br />
más fácilmente en el enlace π y σ que en el enlace σ simple que existe en un alcano. De<br />
todas formas, su acidez es menor que la de los alcoholes o los ácidos carboxílicosr<br />
USOS DE LOS ALQUENOS<br />
El etileno es utilizado en la maduración de frutos verdes como piñas y tomates. en<br />
la antigüedad se utilizo como anestésico y en la fabricación del gas mostaza (utilizado<br />
como gas de combate)<br />
los alquenos son importantes intermediarios en la síntesis de diferentes productos orgánicos,<br />
ya que el doble enlace presente puede reaccionar fácilmente y dar lugar a otros.<br />
entre los alquenos de mayor importancia industrial, se encuentran el eteno y el propileno se utilizan<br />
para sintetizar cloruro de vinilo,propileno.<br />
APLICACIONES DE LOS ALQUENOS<br />
No se encuentran en los productos naturales, pero se obtienen de la destilación destructiva<br />
de sustancias naturales complejas, como el carbón, y en grandes cantidades en<br />
las refinerías de petroleo, especialmente en el proceso de craqueo. están relacionados<br />
con los hidrocarburos complejos del caucho o huele natural y son importantes en la fabricación del<br />
caucho y plásticos sintéticos. son miembros importantes de esta serie el butadieno.
Alquinos<br />
Como sabemos aquellos compuestos orgánicos que solo tienen carbono e hidrógeno en su<br />
composición se denominan hidrocarburos. Los alquinos pertenecen a este grupo de compuestos,<br />
es decir son hidrocarburos.<br />
Los hidrocarburos pueden ser de diferentes clases generales; primariamente pueden ser divididos<br />
en dos grandes grupos:<br />
1.- Hidrocarburos alifáticos. (los que tienen como compuesto básico el metano CH4).<br />
2.- Hidrocarburos aromáticos. (los que tienen como compuesto básico el anillo bencénico).<br />
Los hidrocarburos alifáticos a su vez pueden dividirse en 4 clases principales:<br />
1.- Alcanos o parafínicos (R-CH3).<br />
2.- Alquenos u olefínicos (R-CH=CH-R).<br />
3.- Alquinos o acetilénicos (R-C ≡ C-R).<br />
4.- Cicloalcanos. (alguna cadena cerrada en la molécula).<br />
A su vez los aromáticos se pueden dividir en:<br />
1.- Monocíclicos (con un solo anillo bencénico).<br />
2.- Policíclicos (con varios anillos bencénicos enlazados).
Características generales de los alquinos.<br />
Bajo el término de alquinos se encuentran aquellos hidrocarburos alifáticos no saturados que<br />
tienen un enlace triple en la molécula. La fórmula empírica general de los alquinos es CH2H2n-2.<br />
Se conocen también como acetilenos, al ser el gas acetileno (HC≡CH), el mas simple de los<br />
alquinos.<br />
La molécula del acetileno es lineal, igualmente son lineales aquellas moléculas producto de la<br />
sustitución, R-C≡C-R, por tal motivo la existencia de isómeros cis y trans no es posible. Un modelo<br />
de bolas y varillas de la molécula del acetileno puede verse en la figura 1.<br />
Figura 1<br />
Nomenclatura.<br />
La IUPAC (International Union of Pure and Applied Chemistry), ha establecido que para nombrar<br />
los alquinos se sustituya la terminación -ano de los homólogos alcanos por -ino, indicando con<br />
números la posición del carbono con el triple enlace de la cadena mas larga encontrada. En la<br />
tabla 1 aparecen algunos compuestos representativos y sus nombres.<br />
Tabla 1
Propiedades físicas de los alquinos.<br />
Las propiedades físicas de los alquinos tienen, a groso modo, un comportamiento parecido a la de<br />
los alcanos y alquenos, como puede verse en la tabla 2. Note sin embargo, que los puntos de<br />
fusión y ebullición de los alquinos son ligeramente superiores a los de los alcanos y alquenos<br />
correspondientes.<br />
Tabla 2. Propiedades físicas de los alquinos.<br />
Fuentes y usos de los alquinos.<br />
Los etilenos están presentes naturalmente en las plantas, pero el único<br />
miembro de la clase que tiene verdadera importancia industrial es el acetileno,<br />
que se usa ampliamente como materia prima para la obtención de otros<br />
productos orgánicos, y para la soldadura y corte de los metales, especialmente<br />
el hierro y acero.<br />
Se obtiene acetileno por la simple adición controlada de agua al carburo de
calcio (CaC 2 ) a temperatura normal. Como el carburo de calcio es una sustancia<br />
muy barata, que sale de calentar cal viva (CaO) con carbón, el acetileno es un<br />
gas barato y fácil de producir.<br />
Propiedades químicas de los alquinos.<br />
Los alquinos a diferencia de los alquenos son muy reactivos, y pueden<br />
reaccionar con muchos agentes.<br />
En general la química de los alquinos, y en especial la del acetileno, como<br />
componente mas abundante y barato, es compleja y peligrosa. Una importante<br />
parte de los compuestos producidos partiendo de este gas son sustancias<br />
explosivas.<br />
Usando ciertas condiciones, los alquinos pueden reaccionar con cationes<br />
metálicos para formar derivados metálicos sólidos (sales <strong>orgánica</strong>s). Con el<br />
sodio, potasio y litio forman compuestos estables en seco, pero que se<br />
descomponen al hidrolizarlos (agregar agua) regenerándose el alquino original.<br />
Sin embargo los derivados metálicos del cobre y la plata, se pueden manipular<br />
de manera segura solo cuando están húmedos, si están secos, son muy<br />
inestables y pueden descomponerse con violencia explosiva al ser golpeados.<br />
Una mezcla de acetileno y cloro reacciona de manera explosiva al ser iluminada.<br />
USOS DE LOS ALQUINOS<br />
La mayor parte de los alquinos se fabrican en forma de acetileno, el cual se utiliza como combustible<br />
en la soldadura a gas por las altas temperaturas alcanzadas, también se utilizan alquinos para la<br />
síntesis de PVC. también se pueden sintetizar polímeros que se denominan polialquinos, que son<br />
semiconductores orgánicos, también se pueden encontrar alquinos en medicamentos llamados<br />
citostaticos, los cuales son utilizados como medicamentos antineoplasticos, que son los que se<br />
utilizan en las quimioterapias para personas que sufren de cáncer.
APLICACIONES DE LOS ALQUINOS<br />
La mayor parte de los alquinos se fabrica en forma acetileno . una buena parte del acetileno a su<br />
vez se utiliza en la soldadura como combustible debido a las altas temperaturas alcanzadas. los<br />
polímeros generados a partir de los alquinos, los polialquinos, son semiconductores orgánicos y<br />
pueden ser dotados parecido al silicio, aunque se trata de materiales flexibles.<br />
El acetileno es un gas de olor etéreo cuando es puro. arde fácilmente en el aire y, si tiene suficiente<br />
cantidad de oxigeno, arde con gran desprendimiento de calor ( la temperatura de la llama alcanza<br />
los 3000 grados centigrados, por lo que se usa en soldaduras y corte de metales.
Amida<br />
Una amida es un compuesto orgánico que consiste en una amina unida a un grupo<br />
acilo convirtiéndose en una amina ácida (o amida). Por esto su grupo funcional es del tipo<br />
RCONR'R'', siendo CO un carbonilo, N un átomo de nitrógeno, y R, R' y R'' radicales<br />
orgánicos o átomos de hidrógeno:<br />
Se puede considerar como un derivado de un ácido carboxílico por sustitución del grupo —OH<br />
del ácido por un grupo —NH 2 , —NHR o —NRR' (llamado grupo amino).<br />
Grupo funcional amida.<br />
Formalmente también se pueden considerar derivados del amoníaco, de una amina primaria o<br />
de una amina secundaria por sustitución de un hidrógeno por un radical ácido, dando lugar a<br />
una amida primaria, secundaria o terciaria, respectivamente. Concretamente se pueden<br />
sintetizar a partir de un ácido carboxílico y una amina:<br />
Cuando el grupo amida no es el principal, se nombra usando el prefijo carbamoil:<br />
CH 3 -CH 2 -CH(CONH 2 )-CH 2 -CH 2 -COOH ácido 4-carbamoilheptanoico.<br />
Todas las amidas, excepto la primera de la serie, son sólidas a temperatura ambiente y sus<br />
puntos de ebullición son elevados, más altos que los de los ácidos correspondientes.<br />
Presentan excelentes propiedades disolventes y son bases muy débiles. Uno de los<br />
principales métodos de obtención de estos compuestos consiste en hacer reaccionar el<br />
amoníaco (o aminas primarias o secundarias) con ésteres. Las amidas son comunes en la<br />
naturaleza, y una de las más conocidas es la urea, una diamida que no contiene<br />
hidrocarburos. Las proteínas y los péptidos están formados por amidas. Un ejemplo de<br />
poliamida de cadena larga es el nailon. Las amidas también se utilizan mucho en la industria<br />
farmacéutica.<br />
Reacciones de amidas<br />
Las principales reacciones de las amidas son:<br />
<br />
Hidrólisis ácida o básica: La amida se hidroliza en medio básico formando<br />
un carboxilato de metal o en medio ácido formando un ácido carboxílico.
Deshidratación: En presencia de un deshidratante como cloruro de tionilo o pentóxido de<br />
fósforo se produce un nitrilo.<br />
Reducción: Las amidas pueden reducirse con hidruro de litio y aluminio a aminas.<br />
Transposición de Hofmann: En presencia de un halógeno en medio básico se produce una<br />
compleja reacción que permite la obtención de una amina con un carbono menos en su<br />
cadena principal.<br />
Propiedades Físico-químicas<br />
Las amidas etoxiladas se obtienen por reacción de una alquil-amida o de una amida derivada<br />
de alcanolamina con varias unidades de óxido de etileno. Tiene lugar la sustitución de uno o dos<br />
hidrógenos de la amina por cadenas de polietilenglicol.<br />
Estos compuestos, debido a la presencia del óxido de etileno, son solubles en agua, o, al menos,<br />
se pueden dispersar bien en ella. No forman espumas.<br />
Como las amidas derivadas de alcanolaminas, las amidas etoxiladas aparecen mezcladas con<br />
impurezas.<br />
Al igual que la mayor parte de las amidas, son sustancias más estables en medios ligeramente<br />
ácidos.<br />
Son sólidos céreos.<br />
Aplicaciones<br />
Como emulsificantes, se usan especialmente para pH bajos, debido a su estabilidad en estas<br />
condiciones.<br />
Además se usan como antitranspirantes y como neutralizantes...<br />
Otra aplicación es como dispersantes de jabones cálcicos.<br />
Estabilidad<br />
Las amidas etoxiladas poseen buena estabilidad en productos cosméticos.<br />
Al igual que la mayor parte de las amidas, son sustancias más estables en medios ligeramente<br />
ácidos.<br />
Precauciones<br />
Estos tensioactivos son seguros para usos cosméticos.<br />
Sección:<br />
Tensioactivos
Tipo:<br />
No iónico<br />
Familia:<br />
Alcanolamidas<br />
Subfamilia:<br />
Amidas etoxiladas<br />
PEG-4-Cocamide MEA<br />
Denominación química: Monoetanolamida de ácido graso de coco + 4 moles de OE<br />
Número CAS:<br />
Propiedades Físico-<strong>Química</strong>s típicas<br />
Composición<br />
Monoetanolamida de ácidos grasos de coco con 4 moles de óxido de etileno<br />
Aspecto<br />
Sólido o líquido<br />
Datos técnicos<br />
Densidad (a 70ºC)<br />
0.9650-0.9680 g/cm 3<br />
Temperatura de solidificación<br />
15-20 ºC<br />
Punto de nube<br />
25-30 ºC<br />
Agua<br />
Se usa como tensioactivo no iónico en productos de para limpieza corporal y champús.<br />
USO<br />
Sección:<br />
Tensioactivos<br />
Tipo:<br />
No Iónico<br />
Familia:<br />
Alcanolamidas<br />
Subfamilia Amidas derivadas de las Alcanolaminas<br />
Propiedades Físico-químicas<br />
Las amidas derivadas de alcanolaminas son sólidos céreos o blandos, dependiendo de los<br />
materiales de partida, y su color es variado.<br />
Este tipo de tensioactivos se obtienen por condensación de una alcanolamina (por<br />
ejemplo, monoetanolamina o dietanolamina) y un ácido carboxílico de cadena saturada o un<br />
derivado (por ejemplo, ácido láurico o un metil-alcanoato). La alcanolamida obtenida es insoluble<br />
en agua.<br />
Si la reacción se produce en una relación 1:1 de los reactivos, la alcanolamida va acompañada de<br />
una serie de impurezas, como ésteres de la amina, y ésteres y diésteresde la amida:
En el caso de que los reactivos se encuentren en una relación de 2 moles de alcanolamina para<br />
1 mol de ácido, se obtienen, además de los compuestos ya citados, jabones de alcanolamina, una<br />
serie de derivados de morfolina y de piperacina y alcanolamina sin reaccionar.<br />
La presencia de impurezas es lo que confiere solubilidad en agua al producto, y, por tanto,<br />
propiedades tensioactivas.<br />
A pesar de ser una mezcla de varias sustancias, la CTFA clasifica<br />
estos tensioactivos como alcanolamidas debido a que el componente mayoritario es la amida.<br />
Aplicaciones<br />
Las amidas se usan principalmente como agentes espumantes y espesantes.<br />
Los productos obtenidos por condensación 1:1 no resultan ser buenos emulsificantes. Sin<br />
embargo, los condensados 2:1 (también llamados condensados de Kritchevsky) se usan a veces<br />
como emulsificantes o como acondicionadores del cabello.<br />
Estabilidad<br />
Pueden sufrir hidrólisis a pH extremos, pero en su uso normal en cosmética son estables.<br />
Cabe destacar que tienen tendencia a decolorarse con la exposición al aire y la luz.<br />
Precauciones<br />
Estas sustancias no presentan problemas bajo condiciones normales de uso.<br />
Hay que señalar, sin embargo, que las mezclas que contienen dietanolamina libre forman un<br />
compuesto nitroso cancerígeno.
Riesgos:<br />
En general, se puede decir que la dimetilformamida y la dimetilacetamida producen lesiones<br />
hepáticas en los animales.<br />
Especificando:<br />
- La dimetilformamida, al ser un buen disolvente, entra en contacto con la piel, deshidratándola y<br />
desengrasándola, provocando picor y descamación. Además, se han descrito casos de irritación<br />
ocular y de intolerancia al alcohol tras la exposición profesional a los vapores.<br />
En estudios de la acción de la dimetilformamida en animales se ha demostrado la existencia de<br />
alteraciones hepáticas y renales en ratas, conejos y gatos, tanto si la administración se efectuó por<br />
vía intraperitoneal como por inhalación.<br />
Los perros expuestos a concentraciones elevadas de vapores de esta sustancia desarrollaron<br />
policitemia, disminución del pulso y de la presión sistólica y evidencias histológicas de cambios<br />
degenerativos en el miocardio.<br />
En el hombre, la dimetilformamida se absorbe rápidamente a través de la piel y la exposición<br />
reiterada causa efectos acumulativos.<br />
Puede favorecer la absorción percutánea de otras sustancias disueltas en ella.<br />
La IARC (Agencia Internacional para la Investigación sobre el Cáncer) ha clasificado a la<br />
dimetilformamida en el Grupo 2B como posible carcinógeno humano, sin embargo la EPA (Agencia<br />
de Protección Ambiental de EE.UU.) no lo considera como tal. También se especula que puede<br />
causar defectos congénitos.<br />
- La acción de la dimetilacetamida se ha estudiado en animales de experimentación. Se ha<br />
demostrado que tras una exposición reiterada o continua, su principal efecto tóxico se ejerce en el<br />
hígado. El contacto con la piel puede determinar la absorción de cantidades peligrosas de este<br />
compuesto. Esta sustancia también puede favorecer la absorción percutánea de otras sustancias<br />
disueltas en ella.<br />
De esta manera, como medida de seguridad, se aconseja evitar el contacto con la piel, por si existe<br />
absorción por vía percutánea, y también la inhalación de polvos o vapores de estos productos. Sería<br />
También sería aconsejable que las personas expuestas a amidas se sometieran a reconocimientos<br />
médicos periódicos. La<br />
calificación de cancerígeno posible o probable de algunas de estas sustancias químicas obliga a<br />
imponer unas condiciones de trabajo extremadamente prudentes.
Halogenuros de alquilo<br />
Los halogenuros de alquilo, también conocidos como haloalcanos, halogenoalcano o haluro<br />
de alquilo son compuestos orgánicos que contienen halógeno unido a un átomo de carbono<br />
saturado con hibridación sp3. El enlace C-X es polar, y por tanto los halogenuros de alquilo<br />
pueden comportarse como electrófilos.<br />
Los halogenuros de alquilo pueden obtenerse mediante halogenación por radicales de<br />
alcanos, pero este método es de poca utilidad general dado que siempre resultan mezclas de<br />
productos. El orden de reactividad de los alcanos hacia la cloración es idéntico al orden de<br />
estabilidad de los radicales: terciario, secundario y primario. Conforme al postulado de<br />
Hammond, el radical intermedio más estable se forma más rápido, debido a que el estado de<br />
transición que conduce a él es más estable.<br />
Los halogenuros de alquilo también pueden formarse a partir de alquenos. Estos últimos se<br />
unen a HX, y reaccionan con NBS para formar el producto de bromación alílica. La bromación<br />
de alquenos con NBS es un proceso complejo por radicales que ocurre a través de un radical<br />
alilo. Los radicales alilos son estabilizados por resonancia y pueden representarse de dos<br />
maneras, ninguna de las cuales es correcta por sí misma. La verdadera estructura del radical<br />
alilo se describe mejor como una mezcla o híbrido de resonancia de las dos formas<br />
resonantes individuales.<br />
Los alcoholes reaccionan con HX para formar halogenuros de alquilo, pero este método sólo<br />
funciona bien para alcoholes terciarios, R 3 C-OH. Los halogenuros de alquilo primarios y<br />
secundarios normalmente se obtienen a partir de alcoholes usando SOCl 2 o PBr 3 . Los<br />
halogenuros de alquilo reaccionan con magnesio en solución de éter para formar halogenuros<br />
de alquil-magnesio, o reactivos de Grignard, RMgX. Algunos reactivos de Grignard son tanto<br />
nucleófilos como básicos, y reaccionan con ácidos de Brønsted para formar hidrocarburos. El<br />
resultado global de la formación del reactivo de Grignard y su protonación es la transformación<br />
de un halogenuro de alquilo en un alcano (R-X → RMgX → R-H).<br />
Los halogenuros de alquilo también reaccionan con litio metálico para formar compuestos de<br />
alquil-litio, RLi, que en presencia de CuI forman diorganocupratos o reactivos de Gilman,<br />
R 2 CuLi. Estos reaccionan con halogenuros de alquilo para formar hidrocarburos de<br />
acoplamiento como productos.
USOS DEL HALOGENURO DEL ALQUILO<br />
Posee mucha importancia ;debido a sus usos y aplicaciones industriales como son por ejemplo:<br />
- Utilización a nivel de laboratorio o en algunos casos por su intervención en las reacciones de<br />
organismos biológicos .<br />
- Se utilizan como propulsores de aerosoles y como refrigerantes , aunque su uso esta siendo<br />
reducido gradualmente por su daño a la capa de ozono.<br />
- También se ha empleado como refrigerante en la industria y como anestésico en medicina.<br />
- CH2CL2 (cloruro de metileno) ,CHCl3(cloroformo),CCl4(tetracloruro de carbono) son utilizados<br />
como solvente de uso común en el laboratorio para poder hacer extracciones.
- También se utiliza en la fabricación de colorantes de anilina y como extintor de incendios .<br />
- Su desintegración térmica proporciona percloroetileno , el cual es un solvente para lavanderías<br />
;también se usa como disolvente en extintores de incendio, y el uso irracional sería como agente<br />
de limpieza, ya que este compuesto es muy tóxico por lo lo cual debe de avitarse el contacto.<br />
Biografías<br />
http://www.slideshare.net/dicoello/halogenuros-de-alquilo, 2016<br />
https://es.wikipedia.org/wiki/Amida , 2016, Wikipedia®<br />
http://www.sabelotodo.org/quimica/alquinos.html , 2016, sabelotodo<br />
https://es.wikipedia.org/wiki/Alqueno , 2017, Wikipedia®<br />
https://prezi.com/wywxviqtt3-y/propiedades-fisicas-y-quimicas-de-los-alquenos/ , 2012, Cristian<br />
Gonzalez Diaz<br />
http://aminasdaca.blogspot.mx/p/usos-de-las-aminas.html , 2015
https://es.wikipedia.org/wiki/Amina , 2016, Wikipedia®<br />
https://es.wikipedia.org/wiki/%C3%81cido_carbox%C3%ADlico , 2017, Wikipedia®<br />
https://es.wikipedia.org/wiki/Cetona_(qu%C3%ADmica) , 2017, Wikipedia®<br />
http://lascetonasytu.blogspot.mx/2012/03/usos-aplicaciones-y-datos-importantes.html , 2016