Funcionales

ÁCIDOS CARBOXÍLICOS Y DERIVADOS

Introducción.
A los compuestos que contienen el grupo carboxilo (abreviado -COOH o CO2H) se les
denomina ácidos carboxílicos.
carboxílicos El grupo carboxilo es el origen de una serie de
compuestos orgánicos entre los que se encuentran los haluros de ácido (RCOCl), los
anhidridos de ácido (RCOOCOR), los ésteres (RCOOR´), y las amidas (RCONH2).

Estructura
El ggrupo
p carboxilo,, -COOH,, es formalmente una combinación de un g
grupo
p carbonilo y
de un hidroxilo. Algunos ácidos alifáticos se conocen desde hace cientos de años y sus
nombres comunes reflejan sus orígenes históricos. El ácido carboxílico más simple, el
ácido fórmico, es el causante de la irritación causada por la picadura de las hormigas
(del latín formica, hormiga). El ácido acético seaisló del vinagre, cuyo nombre en latín
es acetum (agrio). El ácido propiónico se consideró como el primer ácido graso, y su
nombre deriva del griego protos pion (primera grasa). El ácido butírico se obtiene por
oxidación del butiraldehído, que se encuentra en la mantequilla (en latín butyrum). Los
ácidos caproico, caprílico y cáprico se encuentran en las secreciones cutáneas de las
cabras (capri enlatín).
Reacciones ácido-base.
Un ácido carboxílico se puede disociar en agua para dar un protón y un ión carboxilato.
Normalmente, los valores de la constante de acidez (Ka) de los ácidos carboxílicos
simples son de alrededor de 10E-5. Por ejemplo, la constante de acidez del ácido
acético (CH3COOH) es de 10E-4.7.
Aunque los ácidos carboxílicos no son tan ácidos como los ácidos minerales, son
muchomás ácidos que otros grupos funcionales que se han estudiado. Por ejemplo, el
ácido acético es 10E11 veces más ácido que los alcoholes más ácidos.
ácidos De hecho,
hecho el
ácido acético concentrado puede provocar quemaduras graves en contacto con la piel.

La disociación de un ácido o un alcohol implica, en ambos casos, la ruptura heterolítica
de un enlace O-H, pero cuando la disociación seproduce sobre el ácido carboxílico se
genera un ión carboxilato con la carga
g
g negativa
g
repartida
p
por igual
p
g
sobre dos átomos de
oxígeno, mientras que la ionización de un alcohol genera un ión alcóxido, en el que la
carga negativa se encuentra casi en su totalidad sobre un solo átomo de oxígeno. La
deslocalización de la carga en el ión carboxilato hace que éste sea mucho más estable
que unión alcóxido y por tanto, la disociación de un ácido carboxílico es menos
endotérmica que la de un alcohol.

Ya estudiamos las relaciones entre efectos inductivos y la fuerza de los ácidos
carboxílicos (repasar Clase 10)

Reacciones de los ácidos carboxílicos que conducen a sus derivados.
En el tema anterior se ha visto que una reacción fundamental del grupo carbonilo de los
aldehídos y cetonas esla reacción de adición nucleofílica al doble enlace C=O.
C=O

Al contrario
t i que los
l aldehídos
ld híd y las
l cetonas,
t
l ácidos
los
á id carboxílicos
b íli
y sus derivados
d i d se
caracterizan por experimentar reacciones de adición nucleofílica-eliminación. El
mecanismo de esta reacción se indica a continuación:

La primera parte del proceso anterior es idéntica a la que tiene lugar sobre elgrupo
carbonilo de los aldehídos y cetonas. Es en la segunda parte donde difieren ambos
mecanismos El intermedio tetraédrico formado en el ataque del nucleófilo a un grupo
mecanismos.
carbonilo de aldehído o cetona normalmente acepta un protón para dar lugar al
producto de adición estable.

Por el contrario, el intermedio tetraédrico formado en la adición del nucleófilo al grupo
carbonilo de losácidos y sus derivados, elimina un grupo saliente, lo que provoca la
regeneración del doble enlace carbono-oxígeno
carbono oxígeno y por tanto un producto de sustitución.
sustitución
Los ácidos carboxílicos y sus derivados se comportan mecanísticamente del modo que
se acaba de explicar porque contienen buenos grupos salientes,
salientes o porque la
protonación los convierte en buenos grupos...