AO DE LA DIVERSIFICACIN PRODUCTIVA Y EL FORTALECIMINETO DE LA EDUCACIN

FACULTAD DE INGENIERAS Y ARQUITECTURAESCUELA ACADMICO PROFESIONAL DE INGENIERA AMBIENTAL

TEMA:CIDOS CARBOXLICOS

CTEDRA : QUIMICA ORGANICACATEDRTICO : ING. CESAR LOAYZAESTUDIANTE : - BRICEO RONDON ANNETH BARRIOS PALOMARES ROSEMIR CORZO PAUCAR DORIS DUEAS SALAZAR JHESELYN GALA PUENTE VIANEY MEDINA SIMEON PAOLA SUAREZ YAURIVILCA JAKY

SEMESTRE : III Huancayo-Per2015

A todos los hombres que luchan Incansablemente por conservar Por conservar el medio ambiente.

INDICERESUMEN. 2INTRODUCCION.. 3OBJETIVOS 4ROCAS MAGMATICAS 5ROCAS SEDIMENTARIAS. 6ROCAS METAMORFICAS.. 7LA EXPLOTACION DE RECURSOS MINERALES. 8DESCRIPCION DEL RELIEVE DEL DEPARTAMENTO DE JUNIN 9GOOGLE EARTH.. 10CONCLUSIONES.. 13REFERENCIA BIBLIOGRAFICA. 14

INTRODUCCINSe tratar en esta Unidad, la qumica de los cidos carboxlicos, RCO2H y sus derivados funcionales, R-COX. Tales compuestos contienen tambin el grupo carbonilo pero difieren de los aldehdos y cetonas en que el grupo carbonilo est unido, como mnimo, a un heterotomo: oxgeno, nitrgeno o halgeno. Todas las sustancias de esta gran familia de compuestos orgnicos se encuentran muy repartidas en la naturaleza. Los cidos carboxlicos, son los productos de descomposicin oxidativa de materiales orgnicos; muchos steres son componentes de los aromas de las frutas y las amidas constituyen el esqueleto de la estructura proteica. Los otros dos importantes miembros de este grupo, los halogenuros de acilo y los anhdridos. no se encuentran en la naturaleza. La qumica de todos los miembros de esta familia est muy relacionada a travs del grupo carbonilo, que aqu tambin es susceptible al ataque por parte de nuclefilos y es responsable del aumento de acidez de los tomos de hidrgeno v de muchas de estas sustancias. Existe, no obstante una importante diferencia entre la qumica de los compuestos carbonlicos (aldehdos y cetonas) y la de los derivados de los cidos carboxlicos. Los aldehdos y cetonas experimentan adiciones nuclefilas al grupo carbonilo, insaturado, que conducen a aductos saturados, relativamente estables. En contraste, las adiciones nuclefilas sobre los grupos carbonilo de los cidos carboxlicos y sus derivados conducen a intermedios inestables quo continan reaccionando para generar el doble enlace carbono-oxgeno. Veremos que una gran parte de la qumica de los cidos carboxlicos y sus derivados es la conversin de uno de sus miembros en otro. El proceso constituye otra clase de reaccin general que es la "Sustitucin Nucleoflica en Carbono Acilo".

FUENTE NATURAL Y PROPIEDADES FSICAS DE LOS CIDOS CARB0XILICOS Aunque los cidos carboxlicos constituyen la mayora de los cidos orgnicos, es importante mencionar que existen otros cidos orgnicos, los llamados cidos sulfnicos, que son menos comunes. Los cidos carboxlicos como ya se mencion, contienen el grupo carboxilo.

Los cidos sulfnicos contienen un tomo de azufre en su frmula y el grupo sulfnico;

Muchos de los cidos carboxlicos comnmente conocidos se obtuvieron primero de fuentes naturales, especialmente ciertas frutas, grasas y aceites. De hecho los llamados cidos grasos son compuestos de tres a dieciocho carbonos de cadena no ramificada. Con un nmero > 9 tomos de carbono slo los nmeros pares (12, 14, 16, 18) son abundantes en la naturaleza. Numerosos cidos carboxlicos han recibido nombres comunes derivados de palabras griegas o latinas que indican las fuentes naturales de donde proceden. Veamos el origen de algunos de ellos: El cido frmico (latin frmica hormiga) es un lquido irritante de olor agudo.

El cido actico (latin, acetum o vinagre) d la acidez al vinagre, donde su concentracin es de 4 5%. Debido a que el cido actico (p.f. 16.6 C) congela y a un slido como el hielo en un cuarto fro se le denomina cido actico glacial. El cido propinico (griegos proto, primero + pion, grasa). El cido butrico (latin: butyrum o mantequilla) es uno de los compuestos responsables del olor de la mantequilla rancia. El cido valrico (latin: valerium, de la raz de la valeriana) de olor fuerte. Los cidos caproico (C-6) , caprlico (C-8) y cprico (C-10) (latn: caper, cabra) son compuestos de olor desagradable asociados con el olor de las cabras. El cido enntico (C-7) (griego: oenanthe, flor de la vid). El cido pelargnico (C-9) proviene del pelargonio (una geraniacea), el cido lurico (C-12) se extrae del laurel, el cido mirstico (C-14) de la nuez moscada, el cido palmtico (C-16) del aceite de palma, el cido esterico (griego: stear, sebo o grasa). Otros tres cidos grasos naturales importantes son los insaturados: oleico (cis-9-octadecenoico) abundante en el aceite de olivas, linoleico (cis,cis-9,12-octadecadienoico) un cido graso esencial en la dieta, es abundante en el maz, semilla de algodn, man y soya; linolnico (cis,cis,cis, 9, 12, 15-octadecatrienoico) se encuentra principalmente en el aceite de linaza y de Tung. Los cidos dicarboxlicos sencillos como tambin los cidos carboxlicos que incorporan otros grupos funcionales (dobles enlaces, grupos hidroxilo, amino y carbonilo) se les denomina frecuentemente con nombres comunes (no sistemticos):

Algunos cidos carboxlicos aromticos que contienen diversos sustituyentes en el anillo, se acostumbra denominarlos por sus nombres comunes:

Las propiedades fsicas de los cidos carboxlicos reflejan entonces la fuerte asociacin de sus molculas. As, los puntos de fusin y de ebullicin son relativamente altos. Un cido carboxlico tiene un punto de ebullicin ms alto que un alcohol del mismo peso molecular.

CIDOS CARBOXLICOS Y SUS SALES COMO ADITIVOS EN ALIMENTOS Benzoato de SodioLa sal de sodio del cido benzoico se usa como un aditivo en alimentos y bebidas que naturalmente tienen valores de pH entre 4.5 4.0. Acta para prevenir el crecimiento de levaduras y bacterias dainas, sirviendo as como agente antimicrobiano. El benzoato de sodio se usa entonces en bebidas carbonatadas y no gaseosas, almbares, mermeladas, jaleas, conservas, margarinas saladas, ensaladas de frutas, escarchados y pasteles rellenos. Las concentraciones se limitan a 0.05-0.10%. Ni el benzoato ni el cido benzoico se acumulan en el cuerpo, y el benzoato de sodio ha sido reconocido como seguro cuando se usa de acuerdo a los lmites dados.

PropionatosLas sales de sodio y calcio del cido propinico: propionato de sodio y propionato de calcio, se usan ampliamente en alimentos horneados y queso procesado para prevenir la formacin de mohos e inhibir la bacteria responsable de la lama en el pan. El cido propinico ocurre naturalmente en el queso suizo y su concentracin puede llegar hasta 1%. Como aditivos de alimentos, las sales de sodio y calcio se limitan entre 0.3-0.4%. Acido Srbico y los SorbatosEl cido srbico es un slido blanco con dos dobles enlaces C-C por molcula. Tanto el cido srbico y susCH3-CH=CH-CH=CHC02H cido srbico Sales de sodio y potasio se aaden a una variedad de alimentos para inhibir el crecimiento de mohos y almidones. Estos aditivos son efectivos a valores de pH de 6.5 ms altos que el lmite superior efectivo para benzoatos y propionatos. Se usan en jugos de frutas, frutas frescas, vinos, bebidas suaves, encurtidos y otros productos en conserva, y algunas carnes rojas y pescado. Con algunos alimentos, tales como queso, pescado ahumado, y frutas secas, las soluciones de sales de cido srbico se esparcen sobre las superficies de las envolturas o empaques.REACCIONES DE LOS CIDOS CARBOXILICOS El comportamiento qumico caracterstico de los cidos carboxlicos queda determinado por su grupo funcional, el carboxilo -COOH. Esta funcin consta de un grupo carbonilo (C=0) y de un grupo hidroxilo (-OH). Veremos que el -OH sufre, de hecho, casi todas las reacciones (prdida de H+ o reemplazo por otro grupo) pero lo hace de un modo que solo es posible gracias a la presencia del C=0.Acidez

Los cidos carboxlicos (RCO2H) y los cidos sulfnicos (RS03H) son compuestos orgnicos ms cidos que el cido carbnico (H2CO3). En un medio acuoso, las molculas de los cidos orgnicos mencionados interaccionan con molculas de agua y ocurre una ionizacin suave que produce iones hidronio (H3O+) e iones carboxilato (RCO2-) o sulfonato (RSO3-) . En general:

Adems, un cido carboxlico se puede extraer de una mezcla de compuestos orgnicos insolubles en agua con una disolucin de bicarbonato de sodio. El cido forma la sal de sodio y se torna soluble en agua, mientras los otros compuestos orgnicos permanecen insolubles. El cido carboxlico libre se obtiene por acidificacin de la disolucin acuosa. Estructura vs Fuerza AcidaLa mayora de los cidos carboxlicos no sustituidos tienen un valor de Ka en el intervalo de 10 -4 a 10 -5 Y esta acidez mayor que fenoles y alcoholes pueden explicarse en parte a la presencia del segundo oxgeno del grupo carbonilo, el cual ayuda a halar los electrones del enlace -:0-H dejando muy suelto el hidrgeno. De aqu que el hidrgeno (o protn) fcilmente es capturado por molculas de agua en una disolucin acuosa. Por otro lado la deslocalizacin de la carga negativa en el anin carboxilato es el otro factor que favorece la acidez de los cidos carboxlicos.

CONVERSIN A CLORUROS DE ACIDO

Se preparan fcilmente, al calentar un cido carboxlico con uno de los siguientes reactivos: cloruro de tioni lo, SOCl2) tricloruro de fsforo, PCl3 o pentacloruro de fsforo. PCl5. El cloruro de tionilo es el reactivo preferido para preparar cloruros de cido, debido a que slo produce subproductos gaseosos. Estas reacciones deben realizarse bajo una campana extractora eficiente.

Obsrvese que la reaccin neta es el reemplazo de un grupo hidroxilo por un tomo de cloro.

FORMACIN DE ANHDRIDOS

Al calentar cidos carboxlicos en presencia de pentxido de fsforo (P2O5) se generan anhdridos simtricos por deshidratacin entre dos molculas del cido carboxlico.

FORMACIN DE ESTERES: ESTERIFICACIN

Los cidos carboxlicos pueden transformarse directamente en steres al calentarlos con alcoholes en presencia de una cantidad cataltica de cido mineral (generalmente H2SO4). Esta reaccin conocida como esterificacin forma agua como subproducto y es reversible. Alcanza el equilibrio cuando an quedan cantidades apreciables de reaccionantes.MecanismoEl mecanismo de esterificacin es tpico de las reacciones de sustitucin nucleoflica catalizadas por cido.

Como la reaccin de esterificacin es reversible, si se calienta un ster en medio acuoso acdico, ocurre la reaccin inversa la hidrlisis del ster (Sec. 7.6.1.3) regenerndose el cido carboxlico y el alcohol. LACTONASLas lactonas son steres cclicos que se forman de molculas que contienen un grupo carboxilo y un grupo hidroxilo. Tales molculas pueden sufrir una esterificacin intramolecular. Las ms comunes son aquellas de 5 y 6 miembros ( y lactonas) formadas de y -hidroxicidos respectivamente.

REDUCCIN DE CIDOS CARBOXLICOS A ALCOHOLES Los cidos carboxlicos pueden reducirse a alcoholes utilizando el hidruro de aluminio y litio (LiAlH4) que es uno de los pocos reactivos capaces de reducir un cido a alcohol. El producto inicial es un alcxido del cual se libera el alcohol por hidrlisis. Ejemplos:

La reaccin produce altos rendimientos del alcohol y para ciertos cidos carboxlicos obtenidos de fuentes naturales y que deban convertirse a alcoholes, resulta un procedimiento muy til a escala de laboratorio. Como el LiAlH4 es costoso, la industria lo emplea solo para la reduccin de cantidades pequeas de materias primas valiosas, por ejemplo, en la sntesis de ciertas drogas y hormonas. Como alternativa a la reduccin directa, a menudo se convierten los cidos en alcoholes por un proceso de dos etapas: a) esterificacin b) reduccin del ster. Ya que estos ltimos pueden reducirse de varias maneras adaptables tanto al laboratorio como la industria. La reduccin a alcoholes de cidos grasos de cadena larga constituye un paso fundamental en la utilizacin de estas materias primas.PROPIEDADES FSICAS DE LOS DERIVADOS DE CIDOS CARBOXILICOS Los nombres de los derivados de cido se obtienen del nombre del cido carboxlico padre, tanto en el sistema comn como en el de la IUPAC. La presencia aqu tambin, del grupo C=O hace a los derivados de cido compuestos polares. Los cloruros de cido, anhdridos y steres tienen puntos de ebullicin comparables a aquellos de los aldehdos o cetonas de peso molecular similar. Pero las amidas tienen puntos de ebullicin bastante altos debido a que ellas son capaces de formar fuertes enlaces de hidrgeno intermolecular.

ESTERES EN ALIMENTOS, COSMTICOS Y PRODUCTOS FARMACUTICOS En contraste con los olores acres y decididamente desagradables de los cidos carboxlicos de bajo peso molecular, la mayora de los steres voltiles tienen agradables fragancias frutales (se ha dicho que tienen "olor dulce"), y muchos de ellos son utilizados como agentes saborizantes sintticos y en perfumes.

Sin embargo, los aromas y sabores naturales se obtienen por lo general de una mezcla compleja de compuestos. Mas de 200 compuestos han sido identificados en el aroma caracterstico del caf recientemente molido, y el bouquet de los vinos finos se debe a la formacin de steres y otros compuestos durante el proceso de aejamiento.Por otro lado, los alquilsteres del cido p-hidroxibenzoico (particularmente metil, etil, propil y butil steres) llamados parabenos se usan como agentes antimicrobianos en cosmticos y productos farmacuticos como tambin en alimentos. Ellos son activos contra mohos y levaduras pero menos activos contra bacterias. Los parabenos pueden usarse en alimentos horneados, cerveza, quesos, productos de frutas, olivos, encurtidos y almbares (sirups ).

SUSTITUCIN NUCLEOFILICA EN CARBONO ACILO - REACTIVIDAD DE LOS DERIVADOS DE CIDOS CARBOXILICOS Como caracterstica comn, los compuestos de acilo (cidos carboxlicos y sus derivados) sufren sustitucin nucleoflica donde se remplaza HO-, Cl , , -NH2, -OR' -SR' por algn otro grupo bsico (un nuclefilo). En estos casos, la sustitucin resulta mas rpida que la de un carbono saturado.

Es una reaccin que procede en dos etapas, con formacin de un intermediario tetrahdrico, el cual posteriormente pierde el grupo saliente :G. La velocidad total de la reaccin se ve afectada en general, por las dos etapas pero la primera es la mas importante. La formacin del intermediario tetrahdrico, est afectada por los mismos factores que operan en la adicin nucleoflica a aldehdos y cetonas, cuya primera etapa es anloga. Es favorecida por la atraccin de electrones al estabilizar la carga negativa sobre el oxgeno y es retardada por la presencia de grupos voluminosos que se aglomeran en el estado de transicin. La segunda etapa depende de la basicidad del grupo saliente :G. En este sentido los derivados de cido tienen reactividades relativas muy diferentes hacia sustitucin nucleoflica en el carbono acilo. Los cloruros de cido son los mas reactivos y las amidas los menos reactivos.

HIDRLISIS DE LOS DERIVADOS DE ACILO Todos los derivados de cido pueden hidrolizarse para generar el cido padre. Las condiciones experimentales varan dependiendo del derivado de acilo.CLORUROS DE ACIDO Los cloruros de cido se hidrolizan fcilmente formando el cido carboxlico correspondiente, por tratamiento con agua a temperatura ambiente.

Los cloruros aromticos. (ArCOCl) son considerablemente menos reactivos que los alifticos (RCOCl).

ANHDRIDOS Los anhdridos por su parte, se hidrolizan al calentarlos con agua formando dos moles de cido carboxlico por mol de anhdrido. Reaccin Global :

STERES Los steres requieren condiciones mas fuertes para hidrolizarlos y no basta con tratarlos con agua (an en caliente) sino que es necesario catalizar la reaccin con cido o con base. La hidrlisis de steres catalizada por cido es la reaccin inversa a la esterificacin. Reaccin Global

Las condiciones experimentales usuales consisten en tratar el ster con una cantidad abundante de agua acidulada con HCl o H2SO4 acuoso diluido. El mecanismo de hidrlisis cida de steres contiene entonces las mismas etapas de Ia esterificacin pero a la inversa.AMIDAS - Las amidas siendo los derivados aclicos menos reactivos requieren condiciones de reaccin ms severas. Debe tenerse en cuenta que el grupo (en una hidrlisis catalizada por cido)es peor grupo saliente que de un ster y NH2- (en una hidrlisis catalizada por base) es un grupo saliente an peor que el alcxido RO- de un ster. Adems el enlace amido es un enlace muy estable ya que se cree que puede estar estabilizado por resonancia.

Podra decirse entonces que existe un cierto carcter de doble enlace entre el carbono y el nitrgeno. Para hidrolizarlas es preciso calentarlos por tiempo prolongado (mayor que para los steres) en soluciones cidas o bsicas. DE CLORUROS DE ACIDO La reaccin de cloruros de cido con alcoholes o fenoles produce steres y HCl en una forma directamente anloga a la hidrlisis. Ya que los cloruros de cido son mucho mas reactivos hacia sustitucin nucleoflica que los cidos carboxlicos, la reaccin de un cloruro de cido y un alcohol ocurre rpidamente y no requiere catalizador. Generalmente es preferible convertir el cido carboxlico a un cloruro de cido , sobre todo para la sntesis de steres impedidos. Como en la reaccin se libera HCl gaseoso ste suele neutralizarse con una base inorgnica (NaOH) u orgnica (piridina). Es la conocida tcnica experimental Schotten-Baumann donde el cloruro de cido es aadido en porciones (seguido por agitacin vigorosa) a una mezcla del alcohol y la base. Reaccin General:

DE ANHDRIDOS Los anhdridos tambin producen teres bajo tratamiento con alcoholes o fenoles pero a velocidades de reaccin un poco ms lentas que los cloruros de cido.Reaccin general:

La reaccin es particularmente til con el anhdrido actico que es barato, de fcil adquisicin, menos voltil y ms manejable que el cloruro de acetilo, aparte de no liberar cloruro de hidrgeno corrosivo. En estas acetilaciones tambin suele aadirse piridina (cantidad cataltica) a la mezcla de reaccin para eliminar el cido actico, a medida que se forma.Ejemplos:

AMONLISIS - FORMACIN DE AMIDAS Los cloruros de cido, anhdridos y steres reaccionan con amonaco, aminas primarias y secundarias para formar amidas. La reaccin general se conoce como amonlisis (escisin por amonaco o aminas).DE CLORUROS DE ACIDO Como en la reaccin de un cloruro de cido con amonaco o una amina se liberara HCl , se deben usar, al menos dos equivalentes de NH3 o amina. Reaccin General:

Puesto que los cloruros de cido se preparan a partir de cidos carboxlicos, este es uno de los mtodos de laboratorio ms utilizados para la sntesis de amidas. La reaccin entre el cloruro de acilo y la amina (o amonaco) generalmente se verifica a temperatura ambiente (o menos) y produce un alto rendimiento de la amida.

DE ANHDRIDOSLos anhdridos de cido reaccionan con amonaco y aminas primarias en forma anloga a los cloruros de cido.Reaccin General:

De nuevo, el anhdrido actico es el anhdrido ms popular que se emplea en esta reaccin. Si se usan dos moles de amonaco o amina, uno se consume en la neutralizacin del cido actico formado en la reaccin.Ejemplos:

Los anhdridos cclicos reaccionan con amonaco o una amina en la misma forma general que los anhdridos a cclicos: sin embargo, la reaccin forma un producto que es tanto una amida como una sal de amonio. Al acidificar la sal de amonio se forma un compuesto que es una amida y un cido:

REDUCCIN DE ALGUNOS DERIVADOS DE ACIDO La reduccin de cloruros de cido con hidruro de aluminio y litio (LiAlH4) produce alcoholes primarios, pero la reaccin no tiene mayor uso sinttico ya que el cido padre tambin puede reducirse con LiAlH4. Sin embargo la reduccin parcial de un cloruro de cido a un aldehdo tambin puede efectuarse y es una reaccin ms til. El agente qumico reductor es el hidruro de litio tri-tert-butoxialuminio (LiAlH[-O-C(CH3) 3 ] 3) . Este agente reductor es menos reactivo que LiAlH4 debido al impedimento estrico y al efecto electroatrayente de los tomos del oxgeno. Ejemplo:

En otras palabras, si ud. quiere convertir un cido carboxlico en un aldehdo (que es un estado de oxidacin ms bajo) debe primero transformarlo en cloruro de cido y ste ltimo someterlo a reduccin:

Los steres a su vez tambin pueden reducirse a alcoholes primarios por hidrogenacin cataltica o hidrogenlisis de steres y por reduccin qumica con LiAlH4 (en ter etlico o THF secos) o con sodio metlico en etanol. La hidrogenlisis (rompimiento por hidrgeno) de un ster requiere condiciones ms severas que la hidrogenacin simple (adicin de hidrgeno a un doble enlace simple. Ejemplos:

ACIDEZ DE HIDRGENOS ALFA EN ESTERES El hidrgeno de un ster es ms difcil de remover que aquel de un aldehdo o cetona debido a que el oxgeno carbonilo ya est participando en la deslocalizacin de los electrones del oxgeno alcoxlico de acuerdo a las estructuras resanantes siguientes:

Esta posibilidad no la tienen los aldehdos y cetonas donde el carbonilo se ocupa solamente de deslocalizar la carga negativa sobre el carbono , una vez se ha hecho el tratamiento bsico. De all que el pKa de un ster como el acetato de etilo es mayor que el pKa de acetona.

Al compararlos con etanol (pKa = 16) ambos compuestos son menos cidos. Por consiguiente al tratarlos con etxido de sodio obtendramos una concentracin baja de iones enolato. En el caso de acetato de etilos

Pero compuestos dicarbonlicos como malonato de dietilo (ster malnico), acetoacetato de etilo y 2,4-pentanodiona tienen pka's menores que un ster o cetona simples y por tanto el hidrgeno a los dos grupos carbonilo es mas acdico:

CONDENSACIN DE CLAISEN: SNTESIS DE -CETOSTERES Los esteres con hidrgenos pueden dar reacciones de autocondensacin bajo tratamiento bsico originando -cetoesteres en una reaccin anloga a la condensacin aldlica. La diferencia estriba en que el grupo -OR de un ster puede actuar como grupo saliente. El resultado neto, es por consiguiente una sustitucin nucleoflica en carbono acilo por ataque nucleoflico de un enolato. Esta reaccin ha recibido el nombre particular de condensacin de Claisen. Las bases comnmente usadas en las autocondensaciones de steres son los alcxidos. Ejemplos:

OTROS DERIVADOS DE ACIDO TIOSTERESLos esteres con la unidad se denominan tiosteres y sufren reacciones, tales como la hidrlisis. Aunque los tiosteres no se usan a menudo en el laboratorio, ellos son de gran importancia en las sntesis que ocurren en clulas vivientes. Uno de los mas importantes es la "acetilcoenzima A" o acetil CoA" En un organismo, la acetil CoA tiene dos funciones principales. La primera funcin es la de activar como un agente acilante. Un agente acilante es un reactivo que introduce un grupo acilo. R-CO, en una molcula.

El siguiente ejemplo muestra la transferencia de un grupo acetilo de acetil CoA a un grupo fosfato.

Al mismo tiempo, esta reaccin representa una hidrlisis del tioster, acetil-coenzima A. La segunda funcin de la acetil CoA es la de agente alquilante. El hidrgeno de un tioster (como el de un ster) es acdico y puede removerse fcilmente por medio de la enzima apropiada. Entonces, el carbono acetilo en acetil coenzima A puede actuar como un nuclefilo y atacar el grupo carbonilo.

NITRILOS Los nitrilos son compuestos orgnicos, que contienen el grupo C=C: (ciano). A veces se llaman tambin cianuros o compuestos ciano. Ver nomenclatura. El grupo ciano contiene un triple enlace, un enlace y dos enlaces .Los nitrilos se obtienen por reaccin de un halogenuro de alquilo (principalmente primario) con el in cianuro a travs de un desplazamiento SN2.Reacciones de los Nitrilos Los nitrilos se incluyen entre los derivados de los cidos carboxlicos porque su hidrlisis d cidos carboxlicos. La hidrlisis de un nitrilo puede realizarse calentndolo con cidos o con bases diluidos.

Los nitrilos adems se pueden reducir a aminas primarias del tipo R-CH2NH2 por hidrogenacin cataltica o con LiAlH4:

ANLISIS QUMICO DE CIDOS CARBOXILICOS Y DERIVADOS DE ACIDO Los cidos carboxlicos se reconocen por su acidez. Se disuelven en hidrxido de sodio acuoso y tambin en bicarbonato de sodio (NaHCO3) acuoso. La reaccin con bicarbonato libera burbujas de dixido de carbono. Se distinguen de los fenoles porque stos ltimos no son solubles en bicarbonato de sodio acuoso. Una vez caracterizada como cido carboxlico, una sustancia desconocida se identifica como un cido especfico, basndose en la forma usual de sus propiedades fsicas y las de sus derivados. Los derivados que se emplean corrientemente son amidas y steres. Para la identificacin de cidos previamente estudiados, y la comprobacin de la estructura de uno nuevo, es muy til el equivalente de neutralizacin.LIPIDOS Los lpidos forman un grupo heterogneo de compuestos orgnicos y son componentes importantes de los tejidos vegetales y animales. Se clasifican arbitrariamente con base a su solubilidad en disolventes orgnicos como ter, cloroformo, hidrocarburos, tetracloruro de carbono (llamados disolventes de grasas), y a su insolubilidad en agua. Sus propiedades de solubilidad son una funcin de su estructura tipo alcano. Las distintas clases de lpidos se relacionan entre s por esta propiedad fsica compartida; pero sus relaciones qumicas, estructurales y funcionales as como sus funciones biolgicas, son distintas. En esta seccin se discutirn principalmente los lpidos simples: grasas, aceites y ceras. Existen adems los lpidos compuestos: fosfolpidos, glicolpidos y esfingolpidos y otras clases de compuestos como los terpenos, esteroides y las prostaglandinas que no discutiremos. Los lpidos comestibles constituyen aproximadamente el 25 al 28%, de una dieta balanceada. En las dcadas anteriores el papel de los lpidos en la dieta recibi mucha atencin debido a la aparente relacin entre las grasas saturadas y el colesterol en la sangre, con las enfermedades arteriales. Grasas y Aceites Las grasas y aceites son triglicridos o triacilgliceroles, trminos que significan tristeres del glicerol (alcohol trihidroxilado) o steres que se componen de tres cidos grasos unidos al glicerol:

Los triacilgliceroles se clasifican segn su estado fsico a la temperatura ambiente. Se dice que un lpido es una grasa si se encuentra en estado slido a 25 C y un aceite. Si es un lquido a la misma temperatura (tales diferencias en el punto de fusin reflejan el grado de insaturacin de los cidos componentes) . Los lpidos que se obtienen de fuentes animales, por lo general son slidos, en tanto que los aceites normalmente son de origen vegetal. De aqu los trminos grasas animales (grasa de cerdo, grasa de ternera) y aceites vegetales (aceite de maz, aceite de crtamo). El cido carboxlico que se obtiene por hidrlisis de las grasas y aceites se llama cido graso y tiene por lo general una cadena de hidrocarburos sin ramificaciones. Las grasas y aceites se nombran frecuentemente como derivados de estos cidos grasos. Por ejemplo, el triesterato de glicerol se llama triestearina, y el tripalmitato de glicerol se llama tripalmitina.

La mayor parte de las grasas y aceites que se encuentran en la naturaleza son triglicridos mixtos, es decir que las tres porciones de cido graso del glicrido son diferentes. Varios cidos grasos representativos fueron presentados muestra la composicin en cidos grasos de algunos triglicridos de plantas y animales. Casi todos los cidos grasos que se encuentran en la naturaleza tienen un nmero par de tomos de carbono, porque se biosintetizan a base del grupo acetilo de dos carbonos de la acetilCoA.

La cadena de hidrocarburos de un cido graso puede ser saturada o puede contener dobles enlaces. El cido graso ms ampliamente distribuido en la naturaleza es el cido oleico, que contiene un doble enlace. Los cidos grasos con ms de un doble enlace son raros, particularmente en los aceites vegetales; estos aceites son los llamados poliinsaturados. La configuracin alrededor de cualquier doble enlace de un cido graso natural es cis; configuracin que conduce a aceites de bajo punto de fusin. Un cido graso saturado forma cadenas en zigzag, que se ajustan de forma compacta y producen altas atracciones de van der Waals; por consiguiente las grasas saturadas son slidas. Si hay algunos dobles enlaces cis en la cadena, las molculas no pueden formar una red compacta sino que tienden a enrollarse; los triglicridos poliinsaturados tienden a ser aceites.

Los aceites vegetales se endurecen (o se transforman en saturados) por hidrogenacin cataltica. Los triglicridos son una de las tres clases principales de alimentos, siendo las protenas y los carbohidratos los otros dos. Como fuentes de energa, los triglicridos son los ms eficientes: proporcionan 9.5 kcal/g, mientras que las protenas proporcionan 4.4 kcal/g y los carbohidratos 4.2 kcal/g. En un organismo, las grasas ingeridas se hidrolizan a monoglicridos, diglicridos, cidos grasos y glicerol, todos los cuales se pueden absorber a travs de la pared intestinal. El organismo: 1) emplea estos materiales hidrolizados o parcialmente hidrolizados para sintetizar sus propias grasas; 2) transforma los cidos grasos en otros compuestos, tales como carbohidratos o colesterol; 3) convierte los cidos grasos en energa.

Propiedades Fsicas de los Lpidos Como se mencion previamente, los lpidos pueden ser lquidos o slidos y no cristalinos a la temperatura ambiente. En contra de la creencia popular, las grasas y aceites puros son incoloros, inodoros e inspidos. Los olores, colores o sabores caractersticos asociados con los lpidos se deben a sustancias extraas absorbidas por el lpido, en el cual son solubles. Por ejemplo, el color amarillo de la mantequilla se debe a la presencia del pigmento caroteno, el sabor de la mantequilla proviene de dos compuestos, el diacetilo o butanodiona y la 3-hidroxi-2-butanona producidos por bacterias en la maduracin de la crema. Las grasas y aceites son ms ligeros que el agua; su densidad es aproximadamente de 0.8 g/mL. Casi no conducen el calor y la electricidad y por tanto, sirven como aislantes excelentes para el cuerpo.

Rancidez de los Lpidos El trmino rancio se aplica a todo aceite o grasa que desarrolla un olor desagradable. Dos reacciones qumicas de importancia son las causantes de la rancidez: la hidrlisis y la oxidacin. En particular, la mantequilla es susceptible a la rancidez hidroltica ya que contiene muchos cidos de baja masa molar (butrico, caproico) y todos poseen olor repulsivo. En condiciones hmedas y calientes, ocurre la hidrlisis de enlaces ster, liberando los cidos voltiles. Los microorganismos presentes en el aire proporcionan las enzimas (lipasas) que catalizan el proceso. La rancidez se evita fcilmente almacenando la mantequilla cubierta en un refrigerador. La rancidez oxidativa tiene lugar en triacilgliceroles que contienen cidos grasos insaturados. La rancidez resulta de inters fundamental en la industria alimenticia y los qumicos que se dedican a esta rea, continuamente estn investigando nuevas y mejores sustancias que acten como antioxidantes. Dichos compuestos se aaden en pequeas cantidades (0.01% 0.001%) para eliminar la rancidez. Estos poseen una mayor afinidad por el oxgeno que por el lpido al que se aaden y, por tanto, su funcin es la de reducir preferentemente el suministro de oxgeno absorbido. La vitamina E y la vitamina C (Sec. 7.4.4) son dos antioxidantes de procedencia natural.

JABONES Y DETERGENTES SINTTICOS. SAPONIFICACIN JABONES Los jabones son sales de cidos grasos de cadena larga. La hidrlisis alcalina de una grasa o aceite produce un jabn y glicerol. De all que la palabra saponificar significa hacer jabn.

Saponificacin:

El mtodo ms antiguo de produccin de jabn consista en tratar sebo fundido (la grasa del ganado) con un ligero exceso de lcali en grandes peroles abiertos. La mezcla se calentaba y se haca burbujear vapor de agua a travs de ella. Luego de concluido el proceso de saponificacin, el jabn se precipitaba por adicin de cloruro de sodio y despus se filtraba y se lavaba con agua. Enseguida se precipitaba de la solucin con mas NaCl. El glicerol se recuperaba de las soluciones acuosas de lavado. Actualmente, el jabn se prepara mediante un proceso continuo donde los lpidos se hidrolizan con agua a presin y temperaturas elevadas (49.2 kg/cm2 y 200C). Para neutralizar el cido, se emplea Na2C03, el cual resulta ms barato que el NaOH. El jabn crudo se emplea, sin procesarlo posteriormente, como jabn industrial. A los jabones de tocador y jabones desodorantes se les agregan otros ingredientes, como perfumes y antispticos, respectivamente. El jabn ordinario es una mezcla de sales sdicas de diversos cidos grasos. Los jabones de potasio (jabn blando) resultan ms costosos, pero producen una espuma ms blanda y son ms solubles. Se emplean en formas lquidas y cremas para afeitar. Accin limpiadora de los Jabones Una molcula de jabn contiene una cadena larga hidrocarbonada y un extremo inico. La porcin hidrocarburo de la molcula es hidrofbica (rechaza el agua) y soluble en sustancias no-polares (liposoluble), mientras que el extremo inico es hidroflico (soluble en agua). Cuando se aade jabn al agua, los extremos hidrocarboxlicos de las molculas son atrados hacia el agua y se disuelven en ella, pero las molculas de agua repelen los extremos hidrfobos. Consecuentemente se forma una pelcula delgada (jabonadura) sobre la superficie del agua, haciendo disminuir notablemente su tensin superficial.

Detergentes Sintticos La mayor parte de los productos de lavandera y muchos de los jabones de barro y el champ no son jabones, sino detergentes. Un detergente es un compuesto con un extremo hidrocarburo hidrofbico y otro inico de sulfonato o sulfato. A causa de esta estructura, el detergente tiene las mismas propiedades emulsionantes de un jabn. Se han preparado detergentes aninicos y catinicos. Los detergentes aninicos son sulfatos de cidos grasos o sulfonatos de hidrocarburos:

Los detergentes catinicos en ocasiones, reciben el nombre de jabones invertidos, debido a que su extremo soluble en agua posee carga positiva y no-negativa. Adems de ser buenos agentes de lavado poseen propiedades germicidas, y por esta razn, se utilizan ampliamente en hospitales. Son ejemplos:

CERAS Una cera es un ster de un alcohol de cadena larga (casi siempre monohidroxilado) y un cido graso. Los cidos y los alcoholes que normalmente componen las ceras poseen cadenas del orden de 12 a 34 tomos de carbono de longitud. Las ceras son slidas de fcil fusin, muy difundidas en la naturaleza y forman parte tanto de la materia vegetal como de la animal. No se hidrolizan con tanta facilidad como los tiacilgliceroles y por tanto, resultan tiles como recubrimientos protectores. Las ceras vegetales se encuentran sobre la superficie de hojas y tallos.La cera de carnauba, formada en su mayor parte de cerotato de miricilo , se obtiene de hojas de cierta palmera brasilea y se emplea para encerar pisos y automviles y como recubrimiento en papel carbn.

Bibliografia

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