Qumica

Propiedades.
Estructurales:
La estructura de los ácidos carboxílicos es plana con ángulos de enlace C-C-O y O-C-O de 120°.
Por ejemplo:
El ácido fórmico (metanoico) es casi plano, con un carbono carbonílico aproximadamente trigonal.
Estas características estructurales son generales de los ácidos carboxílicos.
Físicas.
El grupo carboxilo es fuertemente polar, debido al doble enlacecarbono-oxígeno, que es polarizable, y al hidroxilo, que forma puentes de hidrógeno con otras moléculas polarizadas como agua, alcoholes u otros ácidos carboxílicos, estos ácidos son completamente solubles en agua. Como líquidos puros o incluso en disoluciones bastante diluidas, en disolventes aprótico, los ácidos carboxílicos existen en forma de dímeros unidos por puentes de hidrógeno, con unainteracción O-H ... O cuyo valor energético oscila entre 6 y 8 Kcal/mol.
Formación de Dímeros
O...H-O
2RCOOH R-C C-R
O...H-O
Los ácidos carboxílicos tienen puntos de fusión y ebullición relativamente altos, debido a la formación de estos puentes en estado sólido y líquido.
Ácido|Fórmula|Solubilidadg/100g de H2O|Punto de fusión|Punto de ebullición °C|Ka en H2O a 25°C|
Metanoico (fórmico)|H-COOH|"|8,4|101|1,8 X 10-4|
Etanoico (acético)|CH3-COOH|"|17|118|1,8 X 10-5|
Propanoico (propiónico)|CH3-CH2-COOH|"|-22|141|1,3X 10-5|
Butanoico (N-butírico)|CH3-(CH2)2-COOH|"|-5|163|-------------|
Isobutanoico (isobutírico)|(CH3)2-CH-COOH|20 (20°C)|-47|154|1,4X 10-5|
Sec-propanoico (láctico)|CH3-CHOH-COOH|--------------|17|-----|2,4 X 10-4|
Octadecanoico (esteárico)|CH3-(CH2)16-COOH|0,034(25°C)|69|360|-------------|
Benzoico|C6H5-COOH|0,27 (18°C)|122|249|6,5 X 10-5|
En esta tabla se ilustran las propiedades físicas fundamentales de algunos ácidos carboxílicos importantes:
Los 3 primeros son solubles en todas las proporciones en H2O y luego la solubilidad disminuye hasta hacerse insolubles, esto se debe a la solvatación de moléculas del ácido a través de la formación de puentes de H conlas moléculas de agua, hecho que se dificulta a medida que aumenta el tamaño de la molécula.
El punto de ebullición aumenta gradualmente a medida que aumenta el peso molecular, en cambio el punto de fusión, si bien va en aumento, lo hace en forma escalonada; es decir, que cada ácido con número par de carbonos tiene punto de fusión más elevado que los vecinos de número impar; estas variaciones sepueden apreciar en la siguiente gráfica.
Los valores elevados para los puntos de fusión y ebullición, en relación con los compuestos pertenecientes a otras funciones, indican la fuerza de asociación intermolecular a través de los puentes de hidrógeno.
Por las mismas razones estructurales expuesta, el estado físico de los ácidos se presenta así: líquidos móviles hasta el C5; luego hasta el C9siguen siendo líquidos, pero menos fluidos; y del C10 en adelante son sólidos insolubles en agua, pero solubles en disolventes orgánicos.
Los ácidos carboxílicos, especialmente los de peso molecular relativamente bajo y por tanto volátiles presentan olores fuertes. Por ejemplo, el olor característico de muchos quesos es debido a la presencia del ácido butanoico, el ácido E-3 metil-2-hexenoico seidentifico en 1991 como el principal responsable del olor del sudor humano.
Reacciones de Ácidos Carboxílicos.
Los ácidos carboxílicos pueden ser desprotonados para formar aniones, los cuales son buenos nucleófilos en las reacciones SN2. Los ácidos carboxílicos experimentan ataques nucleófilos en su grupo carbonilo.
Las reacciones de los ácidos carboxílicos pueden agruparse en: sustitución ,descarboxilación, desprotonación, reducción y sustitución nucleófila en el acilo.
O
H C H H
C O- H C
CO2 + C-X Desprotonación C OH
Descarboxilación Reducción
O O
R C H C
C OH C Y
Sustitución alfa Sustitución nucleofílica en el acilo.
Reacción de Hunsdiecker: Descarboxilación de Ácidos Carboxílicos.
En ciertas condiciones los ácidos carboxílicos experimentan descarboxilación, es decir,...