miércoles, 7 de diciembre de 2011

BIBLIOGRAFIAS

1. Clasificación de los compuestos orgánicos
 Requena, L. Vamos a Estudiar Química Orgánica. (2001). Ediciones ENEVA.


2.Hidrocarburos
      http://www.quimicayciencias.cjb.net   


3.Alcanos
      http://www.quimicayciencias.cjb.net   


4.Hidrocarburos con dobles enlaces, olefinas o alquenos.


5.El enlace químico en los compuestos de carbono.
http://www.visionlearning.com/

6.Homolisis
http://www.uam.es/departamentos/ciencias/qorg/docencia_red/qo/l2/homolit.html


7.Heterolisis.
http://www.uam.es/departamentos/ciencias/qorg/docencia_red/qo/l2/homolit.html

8.Resonancia
es.wikipedia.org/wiki/Resonancia
9. Carga formal
http://www.uhu.es/quimiorg/covalente1.html

10.Reacciones Orgánicas.



11.Reacciones iónicas y de radicales.
http://quimica.laguia2000.com/conceptos-basicos/mecanismo-de-reaccion
http://books.google.com.mx/
http://www.saber.ula.ve/bitstream/123456789/16749/1/reacciones_organicas.pdf


12.Regla de Markovnikov
http://www.quimicaorganica.net/regla-markovnikov.html


13.Aldehidos y cetonas.
Requena, L. Vamos a Estudiar Química Orgánica. (2001). Ediciones ENEVA.


14. Acidos Carboxilicos
http://www.quimicaorganica.org/


15.Capítulo 17
QUÌMICA ORGÀNICA
JOHN McMURRY
7a EDICIÓN  


16. Capítulo 18
QUÌMICA ORGÀNICA
JOHN McMURRY
7a EDICIÓN  


17. Capítulo 19
QUÌMICA ORGÀNICA
JOHN McMURRY
7a EDICIÓN  

martes, 6 de diciembre de 2011

RESUMEN CAPITULO 19 (QUIMICA ORGANICA, McMURRY)

De todos los compuestos orgánicos, los aldehídos y las cetonas son los que más se encuentran, tanto en la naturaleza como en la industria química. En la naturaleza, una buena parte de las sustancias necesarias para los organismos vivos son los aldehídos o cetonas. En la industria química se producen aldehídos y cetonas simples en grandes cantidades para utilizarlas como disolventes y materias primas, con el fin de preparar muchos otros compuestos. Por ejemplo, en Estados Unidos se produce más de 1.4 millones de toneladas por año de formaldehído. H2C=O. para usarlo en la fabricación de materiales aislantes y en las resinas adhesivas que se unan en las tablas de conglomerado y triplay. El formaldehído se sintetiza en la industria por medio de la oxidación catalítica del metanol, por otra parte, un metodo de preparación de acetona implica la oxidación del 2-propanol.



Reacciones


La reacciones de los aldehídos y cetonas son esencialmente de tres tipos; adición nucleofílica, oxidación y reducción.
  • Adición nucleofílica
    Debido a la resonancia del grupo carbonilo
    la reacción más importante de aldehídos y cetonas es la reacción de adición nucleofílica cuyo mecanismo es el siguiente:
    Siguen este esquema la reacción con hidruros ( NaBH4, LiAlH4 ) donde Nu- = H- y la reacción con organometálicos (RMgLi, RLi) donde Nu- = R-.
    Adición nucleofílica de alcoholes


    Adición de amina primaria
    Adición de Hidroxilamina
    Adición de hidracinas
    Adición de Ácido Cianhídrico
  • Oxidación
  • Reducción
    Hidruro
    Hidrogenación
    Reducción de Clemmensen
    Reacción de Wolff-Kishner
    QUÌMICA ORGÀNICA
    JOHN McMURRY
    7a EDICIÓN

RESUMEN CAPITULO 18 (QUIMICA ORGANICA, McMURRY)

ÉTER:
Un éter es una sustancia que tiene dos grupos orgánicos unidos al mismo átomo de oxígeno, R- O - R. Los grupos orgánicos puedes ser alquilos, arilos ó vinilícos, y el átomo de oxígeno puede estra en una cadena abierta o ser parte de un anillo.Posiblemente el éter más conocido se a el dietílico , una sustancia familiar que se ha usado en el campo médico como anestésico, y en la industria,  como disolvente.
Otros éteres útiles son el anisol,un éter aromático de aroma agradable usado en perfumería, y el tetrahidrofurano (THF), un éter que se usa como disolvente


éter dietílico
CH3 CH2 -O –CH2 CH3
Anisol

                                    

Añadir leyenda


Tetrahidrofurano




ÉPOXIDOS

Los époxidos se rompen por tratamiento con ácidos, al igual que otros éteres. La  diferencia principal es que los époxidos reaccionan en condiciones mucho más suaves debido a la tensión del anillo. Un ácido acuoso diluido a temperatura ambiente basta para efectuar la hidrolisis de los époxidos a 1,2-dioles, llamados también glicoles vicinales.



 

TIOLES Y SULFUROS

Los tioles, RSH, en ocasiones denominados mercaptanos, son los análogos con azufre de los alcoholes, y los sulfuros, RSH`son análogos con azufre de los éteres. La nomenclatura de los tioles conserva el sistema utilizado para los alcoholes, con el sufijo -tiol en lugar de -ol. El grupo -SH se conoce como un   grupo mercapto.

                     
     etanotiol              ciclihexanotiol                     Ácido mercaptobenzoico

Los sulfuros reciben su nombre siguiendo las reglas usada para los éteres, pero usando sulfuro en lugar de éter para los compuestos sencillos y alquiltio en vez de alcoxi para las sustancias más complejas.


                  CH3-S- CH3
               sulfuro dimetilico          




QUÌMICA ORGÀNICA
JOHN McMURRY
7a EDICIÓN  

RESUMEN CAPITULO 17 (QUIMICA ORGANICA, McMURRY)

ALCOHOLES

Los alcoholes son el grupo de compuestos químicos que resultan de la sustitución de uno o varios átomos de hidrógeno (H) por grupos hidroxilo (-OH) en los hidrocarburos saturados o no saturados.

Nomenclatura de alcoholes
Se nombran sustituyendo la terminación de los alcanos -ano por -ol. Se toma como cadena principal la más larga que contenga el grupo hidroxilo y se numera otorgándole el localizador más bajo.
Acidez y basicidad de los alcoholes
Los alcoholes son ácidos, el hidrógeno del grupo -OH tiene un pKa de 16.
Propiedades físicas
Los puntos de fusión y ebullición son elevados debido a la formación de puentes de hidrógeno.
Síntesis de alcoholes
Se obtienen mediante sustitución nucleófila y por reducción de aldehídos y cetonas. El ataque de reactivos organometálicos a electrófilos -carbonilos, epoxidos, esteres- es un método importante en la síntesis de alcoholes.
Obtención de haloalcanos a partir de alcoholes
Los alcoholes se transforman en haloalcanos por reacción con PBr3. El mecanismo es del tipo SN2 y requiere alcoholes primarios o secundarios.
Oxidación de alcoholes
El trióxido de cromo oxida alcoholes primarios a ácidos carboxílicos y alcoholes secundarios a cetonas. También se pueden emplear otros oxidantes como el permanganato de potasio o el dicromato de potasio.
FENOL
El fenol en forma pura es un sólido cristalino de color blanco-incoloro a temperatura ambiente. Su fórmula química es C6H5OH, y tiene un punto de fusiónde 43 °C y un punto de ebullición de 182 °C. El fenol es un alcohol, debido a que el grupo funcional de los alcoholes es R-OH,y en el caso del fenol es Ar-OH. El fenol es conocido también como ácido fénico o ácido carbólico, cuya Ka es de 1,3 · 10-10. Puede sintetizarse mediante la oxidación parcial delbenceno.
Industrialmente se obtiene mediante oxidación de cumeno (isopropil benceno) a hidroperóxido de cumeno, que posteriormente, en presencia de un ácido, se escinde en fenol y acetona, que se separan por destilación.
El fenol es una sustancia manufacturada. El producto comercial es un líquido. Tiene un olor repugnantemente dulce y alquitranado.
Se puede detectar el sabor y el olor del fenol a niveles más bajos que los asociados con efectos nocivos. El fenol se evapora más lentamente que el aguay una pequeña cantidad puede formar una solución con agua. El fenol se inflama fácilmente, es corrosivo y sus gases son explosivos en contacto con la llama.
El fenol se usa principalmente en la producción de resinas fenólicas. También se usa en la manufactura de nylon y otras fibras sintéticas. El fenol es muy utilizado en la industria química, farmacéutica y clínica como un potente fungicidabactericidasanitizanteantiséptico y desinfectante, también para producir agroquímicos, bisfenol A (materia prima para producir resinas epoxi y policarbonatos), en el proceso de fabricación de ácido acetilsalicílico(aspirina) y en preparaciones médicas como enjuagues bucales y pastillas para el dolor de garganta.
De ser ingerido en altas concentraciones, puede causar envenenamiento, vómitos, decoloración de la piel e irritación respiratoria. Era la sustancia utilizada en los campos de concentración nazis desde agosto de 1941 para disponer de las llamadas "inyecciones letales" (inyección de fenol de 10 cm3). Desafortunadamente es uno de los principales desechos de industrias carboníferas y petroquímicas; como consecuencia el fenol entra en contacto con cloro en fuentes de agua tratadas para consumo humano, y forma compuestos fenilclorados, muy solubles y citotóxicos por su facilidad para atravesar membranas celulares.

ACIDOS CARBOXILICOS

Acidez en función de la resonancia

Introducción

La propiedad química más importante de los ácidos carboxílicos, que es otro grupo de compuestos orgánicos que contienen el grupo carbonilo, es su acidez. Además, los ácidos carboxílicos forman numerosos derivados importantes, entre ellos los ésteres, amidas, etc.
El grupo funcional de un ácido carboxílico es el grupo carboxilo, llamado así porque está formado por un grupo carbonilo y un grupo hidroxilo. A continuación se incluye una estructura de Lewis para el grupo carboxilo y también tres representaciones del mismo:
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Nomenclatura

Nomenclatura común y IUPAC

Los ácidos que se encuentran con más frecuencia se conocen por sus nombres comunes; muchos de ellos se basan en la procedencia del ácido. A los ácidos sustituidos se les da nombre ubicando la posición del sustituyente por medio de las letras griegas a, ß, etc. como se ilustra a continuación:
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Estructura
Nombre IUPAC
Nombre común
Fuente natural
HCOOH
Ácido fórmico
Procede de la destilación destructiva de hormigas (formicaes hormiga en latín)
CH3COOH
Ácido acético
Vinagre (acetum es vinagre en latín)
CH3CH2COOH
Ácido propiónico
Producción de lácteos (pion es grasa en griego)
CH3CH2CH2COOH
Ácido butírico
Mantequilla (butyrum, mantequilla en latín)
CH3(CH2)3COOH
Ácido valérico
Raíz de valeriana
CH3(CH2)4COOH
Ácido caproico
Olor de cabeza (caper, cabeza en latín)








Acidez de los ácidos carboxílicos

Cuando el ácido acético, CH3CH2COOH, se mezcla con agua, algunas de sus moléculas se ionizan y producen iones acetato, CH3CH2COO- e iones hidrógeno H+.
AcAcet.gif
Las sustancias que contribuyen con iones hidrógeno al agua, se clasifican como ácidos. Comparados con los demás grupos orgánicos, los ácidos carboxílicos son los compuestos más ácidos, pero comparados con los ácidos inorgánicos, los ácidos carboxílicos son ácidos mucho más débiles. Casi todos los ácidos carboxílicos están ionizados entre un 2 y un 3%. El HCl y el HNO3 están ionizados casi en un cien por ciento.
La acidez de los ácidos orgánicos se explica en términos de la estabilidad del anión que se produce después de que ocurre la ionización. Cuando el ácido carboxílico dona un ion hidrógeno, produce un anión estabilizado por resonancia; este se denomina anión carboxilato:
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La resonancia se produce cuando se deslocalizan los electrones de una molécula. Si una molécula presenta resonancia, el enlace real dentro de dicha molécula se representa mejor por el promedio de todas las estructuras de resonancia . Para el anión carboxilato, la mejor representación es la siguiente:
carboxilato.gif
Esta estructura del anión carboxilato muestra que la carga negativa está repartida entre un átomo de carbono y dos átomos de oxígeno en lugar de estar localizada en un átomo de oxígeno.
Los ácidos carboxílicos son neutralizados por bases para producir una sal y agua. Si el ácido acético, CH3COOH, y el hidróxido de sodio, NaOH, se combinan, se producen el acetato de sodio, una sal y agua.
ionizacion.gif
El ácido acetoacético (ácido 3-oxobutanoico) y su producto de reducción, el ácido 3-hidroxibutanoico , se sintetizan en el hígado a partir de la acetil-CoA ( modelo 3D ), un producto del metabolismo de los ácidos grasos y ciertos aminoácidos. De manera general, el ácido 3-hidroxibutanoico y el ácido 3-oxobutanoico se conocen como cuerpos cetónicos. La concentración de cuerpos cetónicos en la sangre de un ser humano saludable y bien alimentado es aproximadamente 0.01 mM/L. Sin embargo, las personas que sufren de inanición o diabetes mellitus, presentan concentraciones de cuerpos cetónicos que aumentan hasta 500 veces del valor normal. En estas condiciones, la concentración de ácido acetoacético aumenta hasta el punto en donde experimenta una descarboxilación espontánea para formar acetona y dióxido de carbono. La acetona no es metabolizada por los seres humanos y se excreta a través de los riñones y pulmones. El "aliento dulzón" característico de los pacientes diabéticos graves, se debe al olor de la acetona.
acidos.gif
PROPIEDADES FÍSICAS
Los ácidos carboxílicos presentan una polaridad importante, debida al doble enlace carbono-oxígeno y al grupo hidroxilo, que interacciona mediante puentes de hidrógeno con otras moléculas como agua, alcoholes u otros ácidos carboxílicos. Los ácidos carboxílicos de menor tamaño (hasta cuatro carbonos) son totalmente solubles en agua debido a las importantes interacciones que se establecen entre las moléculas del ácido y las de agua. Puros o en disolución acuosa se encuentran formando dímeros unidos mediante puentes de hidrógeno. 



PROPIEDADES QUÍMICAS: 
Desde el punto de vista químico los ácidos carboxílicos reaccionan rápidamente con soluciones acuosas de hidróxido de sodio y bicarbonato de sodio formando sales de sodio solubles, y por lo tanto, para distinguir los ácidos carboxílicos insolubles en agua de los fenoles y alcoholes insolubles en agua pueden utilizarse pruebas de solubilidad y la insolubilidad de los últimos en base acuosa. Los ácidos carboxílicos insolubles en agua se disolverán en hidróxido de sodio acuoso o en bicarbonato de sodio acuoso. Una vez lograda la separación, podemos regenerar el ácido por acidulación de la solución acuosa. Si estamos trabajando con sólidos, simplemente agitamos la mezcla con base acuosa y luego filtramos la solución para separar el insoluble que son las substancias no ácidas; la adición del ácido al filtrado precipita el ácido carboxílico, el cual puede recogerse con un filtro. Si estamos trabajando con líquidos, agitamos la mezcla con base acuosa en un embudo de decantación y separamos luego la capa acuosa de la orgánica insoluble; la acidificación de la capa acuosa, nuevamente libera al ácido carboxílico el cual puede separarse del agua. Para que la separación sea completa y de fácil manejo , por lo general agregamos un solvente insoluble en agua, tal como el éter, a la mezcla acidificada: el ácido carboxílico es extraído del agua por el éter, en el cual es más soluble; el éter volátil se separa fácilmente por destilación ya que el ácido hierve a temperatura relativamente muy alta.
RCOOH + NaOH RCOONa + H2O
Acido mas fuerte Acido mas debil
insoluble en agua soluble en agua
Cuando la substancia desconocida es soluble en agua, queda comprobada su acidez por el burbujeó de CO2
RCOOH + NaHCO3 RCOONa + H2O + CO2
insoluble en agua soluble en agua
Los fenoles insolubles en agua se disuelven en hidróxido de sodio acuoso pero, a excepción de los nitrofenoles, no se disuelven en bicarbonato de sodio acuoso. El grupo nitro es un aceptor de electrones, que desactiva al anillo aromático hacia la reacción con los electrófilos y es un meta director. Por lo tanto, el grupo nitro en el ácido p-nitrobenzoico debe aumentar la acidez del compuesto arriba de la del benzoico. Los valores Ka del ácido benzoico y del p-nitrobenzoico son, 6.4 x 10-5 y 3.8 x 10-4.

ALDEHIDOS Y CETONAS

Propiedades Físicas y Químicas


Los aldehídos y las cetonas: son compuestos caracterizados por la presencia del grupo carbonilo (C=O). Los aldehídos presentan el grupo carbonilo en posición terminal mientras que las cetonas lo presentan en posición intermedia. El primer miembro de la familia química de los aldehídos es el metanal o formaldehído (aldehído fórmico), mientras que el primer miembro de la familia de las cetonas es la propanona o acetona (dimetil acetona)


Metanal


Propanona

 


Metil-fenil-cetona

Las cetonas aromáticas reciben el nombre de felonas.Propiedades Físicas:
La presencia del grupo carbonilo convierte a los aldehídos y cetonas en compuestos polares. Los compuestos de hasta cuatro átomos de carbono, forman puente de hidrógeno con el agua, lo cual los hace completamente solubles en agua. Igualmente son solubles en solventes orgánicos.

Punto de Ebullición: los puntos de ebullición de los aldehídos y cetonas son mayores que el de los alcanos del mismo peso molecular, pero menores que el de los alcoholes y ácidos carboxílicos comparables. Esto se debe a la formación de dipolos y a la ausencia de formación de puentes de hidrógeno intramoleculares en éstos compuestos.
(Constantes físicas de algunas aldehidos y cetonas)
 
NombrePto. de fusión(ºC)Pto. de ebullición(ºC)Solubilidad (gr/100 gr de H2O)
Metanal-92-21Muy soluble
Etanal-12220Soluble al infinito
Propanal-814916
Benzaldehído-261780,3
Propanona-9456Soluble al infinito
Butanona-868026
2-pentanona-781026,3
3 pentanona-411015
Acetofenona21202Insoluble
 

Propiedades Químicas:
Los aldehídos y cetonas se comportan como ácidos debido a la presencia del grupo carbonilo, esto hace que presenten reacciones típicas de adición nucleofílica.

Reacciones de adición nucleofílica: Estas reacciones se producen frente al (reactivo de Grignard), para dar origen a un oxihaluro de alquil-magnesio que al ser tratado con agua da origen a un alcohol. El metanal forma alcoholes primarios y los demás aldehídos forman alcoholes secundarios.

 

 

 

La reacción de adición nucleofílica en las cetonas dan origen a alcoholes terciarios.

 

 

Otras reacciones de adición nucleofílica pueden producirse con el ácido cianhídrico, el sulfito ácido de sodio, la hidroxilamina, hidracina, semicarbacida, fenilhidracina y con el 2,4 dinitrofenilhidracina, para dar origen a diferentes compuestos químicos.

Los aldehídos y cetonas también pueden dar origen a otros compuestos mediante reacciones de sustitución halogenada, al reaccionar con los halógenos sustituyen uno o varios hidrógenos del carbono unido al carbonilo.Este método permite obtener la monobromoactona que es un poderoso gas lacrimógeno.

Reacciones de condensación aldólica: En esta reacción se produce la unión de dos aldehídos o dos cetonas en presencia de una solución de NaOH formando un polímero, denominado aldol.

 

Reacciones de oxidación:
 Los aldehídos se oxidan con facilidad frente a oxidantes débiles produciendo ácidos. Mientras que las cetonas sólo se oxidan ante oxidantes muy enérgicos que puedan romper sus cadenas carbonadas. Es así que las reacciones de oxidación permiten diferenciar los aldehídos de las cetonas en el Laboratorio.
Síntesis y obtención de aldehídos y cetonas alifáticas:
Los aldehídos y cetonas pueden ser obtenidos mediante la oxidación de alcoholes.

 

 
La hidratación de alquinos en presencia de ácido sulfúrico en solución acuosa y sulfato mercúrico permite obtener aldehídos y cetonas.

Síntesis de Aldehídos Aromáticos:

Los aldehídos aromáticos presentan un anillo aromático unido al grupo carbonilo. El representante
de este grupo de compuestos es el benzaldehido. La obtención del benzaldehido puede ser mediante oxidación del tolueno, del cloruro de bencilo o por hidrólisis del cloruro de bencilideno.


Benzaldehido

Síntesis de cetonas aromáticas

Las cetonas aromáticas (fenonas) presentan uno o dos anillos aromáticos unidos al grupo carbonilo.

 


Metal-fenil-cetona

 


difenil-cetona

 

La mayoría de las cetonas aromáticas se preparan por acilación de Friedel-Crafts, donde el benceno reacciona con los cloruros de ácido en presencia de cloruro de aluminio. Así el grupo acilo entra al anillo para producir las fenonas.
 

Uso de los aldehídos y cetonas:
Aldehídos:

El metanal o aldehído fórmico es el aldehído con mayor uso en la industria, se utiliza fundamentalmente para la obtención de resinas fenólicas y en la elaboración de explosivos (pentaeritrol y el tetranitrato de pentaeritrol, TNPE) así como en la elaboración de resinas alquídicas y poliuretano expandido.

También se utiliza en la elaboración de uno de los llamados plásticos técnicos que se utilizan fundamentalmente en la sustitución de piezas metálicas en automóviles y maquinaria, así como para cubiertas resistentes a los choques en la manufactura de aparatos eléctricos. Estos plásticos reciben el nombre de POM (polioximetileno)

Cetonas:
La cetona que mayor aplicación industrial tiene es la acetona (propanona) la cual se utiliza como disolvente para lacas y resinas, aunque su mayor consumo es en la producción del plexiglás, empleándose también en la elaboración de resinas epoxi y poliuretanos. Otras cetonas industriales son la metil etil cetona (MEK, siglas el inglés) y la ciclohexanona que además de utilizarse como disolvente se utiliza en gran medida para la obtención de la caprolactama, que es un monómero en la fabricación del Nylon 6 y también por oxidación del ácido adípico que se emplea para fabricar el Nylon 66.

Muchos aldehídos y cetonas forman parte de los aromas naturales de flores y frutas, por lo cual se emplean en la perfumería para la elaboración de aromas como es el caso del benzaldehído (olor de almendras amargas), el aldehído anísico (esencia de anís), la vainillina, el piperonal (esencia de sasafrás), el aldehído cinámico (esencia de canela). De origen animal existe la muscona y la civetona que son utilizados como fijadores porque evitan la evaporación de los aromas además de potenciarlos por lo cual se utilizan en la industria de la perfumería.

 


aldehido anísico

muscona




civetona