viernes, 3 de abril de 2009

Ácido carboxílico

Introducción

Los ácidos carboxílicos ocupan un lugar importante dentro de la química orgánica, dado que sirven para la construcción de derivados relacionados, como ésteres y amidas.

Los ácidos carboxílicos se diferencian del resto básicamente por sus marcadas propiedades físicas, debido más que nada por los puentes de hidrógeno que forman las moléculas entre sí generando dímeros que resultan mas difíciles a la hora de separarlos, por lo que a la temperatura ambiente son en su mayoría líquidos hasta los de cadena de 6 carbonos.

En esta investigación tratamos de demostrar que el grupo carboxilo es fuertemente polar, debido al doble enlace carbono-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.

Puesto que la disociación de un ácido carboxílico es una reacción en equilibrio, cualquier factor que estabilice al producto (ión carboxilato) respecto al ácido carboxílico no disociado debe desplazar el equilibrio hacia un incremento de la disociación, lo que significa un incremento de la acidez. Por ejemplo, un grupo atrayente de electrones unido al grupo carboxilo debe atraer de manera inductiva la densidad electrónica, estabilizando de este modo al ión carboxilato e incrementando la acidez. Sin embargo, un grupo donador de electrones debe causar exactamente el efecto contrario, desestabilizando al ión carboxilo y reduciendo la acidez.

Es importante en este trabajo demostrar todas las propiedad y más ya antes mencionadas, esperando conocer más de el ácido carboxílico.


Acido Carboxílico


 Acido Carboxílico


Los ácidos carboxílicos constituyen un grupo de compuestos que se caracterizan porque poseen un grupo funcional llamado grupo carboxilo o grupo carboxi (–COOH); se produce coinciden sobre el mismo carbono un grupo hidroxilo (-OH) y carbonilo (C=O). Se puede representar como COOH ó CO2H.

Cuando se une un grupo hidroxilo a una función carbonilo se forma un nuevo grupo funcional, el grupo carboxilo, característico de los ácidos carboxílicos. Este sustituyente se representa por -COOH o CO2H. Hasta cierto punto los ácidos carboxílicos pueden considerarse como derivados hidroxicarbonílicos ya que muestran aspectos de la reactividad de los alcoholes y cetonas. Así, son tanto ácidos como bases: el protón del grupo OH o todo el grupo OH pueden ser reemplazados por otros sustituyentes y la función carbonilo es susceptible al ataque nucleófilo sobre el carbono. Sin embargo, debido a la proximidad de ambos grupos, el grupo carboxilo tiene también una química particular y característica.

El enlace carbono-oxígeno de los alcoholes mide aproximadamente 1,43 A, en tanto que la longitud de dicho enlace en los aldehídos y cetonas es de 1,23 A aproximadamente. En el ácido fórmico la longitud del enlace C=O es de 1,202 A en tanto que la longitud del enlace C - OH es de solo 1,343 A.

El átomo de carbono emplea tres orbitales híbridos sp2 y un orbital p para formar sus enlaces. De acuerdo con esto, puede predecirse que el anión carboxilato es plano y con ángulos de aproximadamente 120º entre sus átomos.
El ácido carboxílico presenta una estructura resonante:

Un ácido carboxílico cede protones por ruptura heterolítica del enlace O - H dando un protón y un Ion carboxilato.

Se dice que un ácido carboxílico es alifático cuando tiene un grupo alquilo unido al grupo carboxilo, si el grupo que se une al - COOH es un grupo arilo tenemos un ácido aromático. Se llaman “ácidos grasos” a los ácidos alifáticos de cadena larga y que derivan de la hidrólisis de grasas y aceites.


 Propiedades Físicas

La estructura indicada hace suponer que los ácidos carboxílicos son moléculas polares, y al igual que los alcoholes pueden formar puentes de hidrógeno entre sí y con otros tipos de moléculas polarizadas como es el caso del agua y alcoholes. No es de extrañar, por tanto, que los ácidos carboxílicos inferiores (hasta el butanoico) sean totalmente solubles en agua. El ácido de cinco átomos de carbono es parcialmente soluble y los superiores son virtualmente insolubles. La solubilidad en agua se debe a los puentes de hidrógeno entre el ácido carboxílico y el agua:

Los ácidos carboxílicos son muy solubles en los alcoholes, porque forman con ellos enlaces por puente de hidrógeno, además, los alcoholes no son tan polares como el agua, de tal forma que los ácidos de cadena larga son más solubles en ellos que en el agua. La mayor parte de los ácidos carboxílicos son bastante solubles en disolventes no polares como el cloroformo, éter, benceno, etc. Los ácidos carboxílicos hierven a temperaturas aún más elevadas que los alcoholes, cetonas o aldehídos de pesos moleculares semejantes. El ácido propano hico (141ºC) hierve a unos 20ºC más que el alcohol de peso molecular semejante, el n- butanol (118ºC). Estos puntos de ebullición tan elevados se deben a la formación de un dímero estable mediante puentes de hidrógeno, que duplican efectivamente el peso molecular de las moléculas que dejan la fase líquida.

La interacción O - H ......... O tiene una energía de unos 6-8 Kcal. /mol. Los ácidos carboxílicos que tienen más de ocho átomos de carbono son por lo general sólidos, a menos que contengan dobles enlaces. Los puntos de fusión son también elevados, debido a que el enlace de hidrógeno persiste en el estado sólido. Los olores de los ácidos alifáticos inferiores progresan desde los fuertes e irritantes del fórmico y el acético, hasta los abiertamente desagradables del butírico (butanoico), valeriánico (pentanoico) y caproico (hexanoico). Los ácidos superiores tienen muy poco olor debido a sus bajas volatilidad. Aunque mucho más débiles que los ácidos minerales fuertes (H2SO4, HCl, HNO3) los ácidos carboxílicos son sustancialmente más ácidos que los orgánicos muy débiles (alcoholes, acetileno, así, el ácido acético es 1011 veces más ácido que los alcoholes más ácidos); son mucho más ácidos que el agua, por lo que los hidróxidos acuosos los convierten en sus sales con facilidad, y los ácidos minerales acuosos reconvierten las sales en los ácidos carboxílicos correspondientes. Debido a que se convierten frecuentemente en sus sales y viceversa es interesante examinar sus propiedades.

Las sales de los ácidos carboxílicos son sólidos cristalinos no volátiles. Debido a las considerables fuerzas electrostáticas que mantienen a los iones en el retículo cristalino, los puntos de fusión son tan altos que antes de fundir se rompen los enlaces carbono-carbono y se descompone la molécula entre 300-400ºC. Las sales de metales alcalinos (Na, K, NH+4) son solubles en agua pero no en disolventes no polares, por el contrario la mayoría de las sales de metales pesados (Ag, Fe, Cu, etc.) son insolubles en agua. De esta manera se puede observar, que salvo en el caso de los ácidos de cuatro carbonos o menos que son solubles en agua y en disolventes orgánicos, los ácidos carboxílicos y sus sales de metales alcalinos exhiben un comportamiento de solubilidad exactamente opuesta. Debido a la fácil inter conversión de ácido y sus sales, este comportamiento se puede utilizar de dos formas importantes: para la identificación y para la separación. Así, un compuesto orgánico insoluble en agua que se disuelve en NaOH acuoso, diluido y frío, debe ser un ácido carboxílico o uno de los pocos otros tipos de compuestos orgánicos más ácidos que el agua.
ESTRUCTURA

Los ácidos carboxílicos son compuestos del tipo RCO2H y son una de las clases de compuestos que se encuentran con más frecuencia. Las características estructurales del grupo carboxilo se observan mejor en el ácido fórmico.

Longitud de enlace Å
C=O 1.208
C-O 1.338
Ángulo de enlace º
H-C=O 124
H-C-O 111
O-C=O 125

Esto sugiere una hibridación sp2 en el carbono. La hibridación sp2 del oxígeno del hidroxilo permite que uno de sus pares de electrones no compartidos se deslocalice por sobreposición del orbital con el sistema π del grupo carbonilo. En términos de resonancia, esta deslocalización de electrones se representa como sigue:

HOCHOHOCHOHOCHO
La donación del par de electrones del oxígeno del hidroxilo hace que el grupo carbonilo sea menos electrofílico que el de aldehídos y cetonas. Los ácidos carboxílicos son bastante polares, y los sencillos como el acético, propanoico y benzoico tienen momentos dipolares dentro de 1.7 a 1.9 D.
Obtención Del Ácido Carboxílico
Entre dos moléculas de ácido carboxílico se forman dos puentes de hidrógeno.
Son polares, solubles en agua, principalmente los de cadena corta, de alto Pf y Peb (principalmente debido a la formación de los puentes de H).
Obtención de ácidos carboxílicos:
a) Por oxidación de aldehídos y alcoholes los con KMnO4, H2CrO4, H2Cr2O7 y CrO3.
b) Por oxidación de alquilbencenos con KMnO4.
c) Por hidrólisis ácida o básica de nitrilos (los nitrilos aromáticos han de obtenerse a partir de sales de diazonio, los alifáticos pueden obtenerse por SN en halogenuros de alquilo).
d) Por carbonatación de magnesianos y posterior hidrólisis.
e) Por hidrólisis de derivados de ácido.
f) Por ozonolisis.
g) Por oxidación de glicoles con KMnO4.
h) Por carbonilación de iones carbonio (obtenidos desde alcoholes, alquenos...)

Reacciones de ácidos carboxilicos
a) Reducción hasta alcohol lº con LiAIH4.
b) -halogenación con X2/P (Hell-Volhard-Zelinsky). Nos permite obtener: aminoácidos, hidroxiácidos, ácidos, insaturados, cianoácidos y diácidos.
c) Formación de sales (carboxilatos) debido a su carácter ácido.
d) CONVERSION EN DERIVADOS DE ACDO.
Con cloruro de tionilo (SOCí2) se genera el cloruro de ácido, mucho más reactivo que el ácido.
Con alcoholes produce ésteres, pero como el grupo -OH del ácido es mal saliente la reacción es reversible y requiere catálisis ácida (H+).
• Los ácidos carboxilicos aromáticos son más fuertes que los alifáticos, ya que el anillo aromático acomoda la carga negativa del anión carboxilato. EFECTO DE RESONANCIA.
• A mayor acidez mayor Ka, pero menor pKa.
• Los grupos desactivantes aumentan la acidez (-NO2, -X, -CN, -C=O, -SO3H), y los grupos activantes disminuyen la acidez (-R, -OR, -NHR).
El ácido 2-cloropropanoico es más fuerte que el ácido 3-cloropropanoico por el efecto inductivo del halógeno.
El ácido 2-nitroacético es más fuerte que el ácido 2-cloroacético.
El ácido tricloroacético es más fuerte que el cloroacético.
El ácido acético es más fuerte que el ácido 2-metilpropanoico.
El ácido 4-nitrobenzoico es más fuerte que el benzoico, y éste más que el ácido 4-aminobenzoico.
Nomenclatura
• Los nombres de los ácidos carboxílicos se designan según la fuente natural de la que inicialmente se aislaron.
Nombres y fuentes naturales de ácidos carboxílicos.
Estructura Nombre IUPAC Nombre común Fuente natural
HCOOH Ácido metanoico Ácido fórmico Procede de la destilación destructiva de hormigas (fórmica es hormiga en latín)
CH3COOH Ácido estanoico Ácido acético Vinagre (acetum es vinagre en latín)
CH3CH2COOH Ácido propanoico Ácido propiónico Producción de lácteos (pion es grasa en griego)
CH3CH2CH2COOH Ácido butanoico Ácido butírico Mantequilla (butyrum, mantequilla en latín)
CH3(CH2)3COOH Ácido pentanoico Ácido valérico Raíz de valeriana
CH3(CH2)4COOH Ácido hexanoico Ácido caproico Olor de cabeza (caper, cabeza en latín)
• En el sistema IUPAC los nombres de los ácidos carboxílicos se forman reemplazando la terminación “o” de los alcanos por “oico”, y anteponiendo la palabra ácido.
El esqueleto de los ácidos alcanoicos se enumera asignando el N° 1 al carbono carboxílico y continuando por la cadena más larga que incluya el grupo COOH.
Ejemplo:
Br
Ácido 2-bromopropanoico.
CH3CHCOOH
3 2 1
3 2 1
CH2=CHCOOH Ácido propenoico.
En los ácidos carboxílicos poli sustituidos, la cadena principal se escoge de forma que incluya tantos grupos funcionales como sea posible:
CH3CH2CH2CH2
Ácido5-butil-6heptanoico
CH2=CHCHCH2CH2CH2COOH
7 6 5 4 3 2 1
O
CH3CCHCH2CH2COOH
6 5 4 3 2 1 Ácido 5-oxo4propilhexanoico
CH2CH2CH3
En los ácidos cíclicos saturados se nombran como ácido cicloalcanocarboxílicos. Sus homólogos aromáticos son los ácidos benzoicos.
COOH
OH 1 Ácido 2-hidroxibenzoico
2 Ácido dalicílico
Cl
2 Br
1
COOH Ácido 1-bromo-2clorociclopentano-carboxílico
Los ácidos carboxílicos se denominan ácidos dioicos
OO
Ácido etanodioico (ácido oxálico)
HOCCOH
O O
Ácido propanodioico (ácido malónico)
HOCCH2OOH
HOOCCH2CH2COOH Ácido butanodioico (ácido succínico)
Sus nombres comunes reflejan su origen natural. Por ejemplo: el ácido butanodioico (succinico) fue descubierto en la destilación del ámbar (succinum, ámbar en latín), el ácido 2-hidroxibenzoico (salicílico) es un analgésico que se encuentra en la corteza del sauce (salís, sauce en latín).
C) Un sistema muy empleado para nombrar los ácidos, consiste en asignar letras del alfabeto griego a los carbonos que están unidos al carbono carboxílico. En este sistema no se cuenta el carbono del grupo funcional y se inicia la denominación por el inmediato.
Ejemplo:
CH2OH-CH2-CH2-COOH
Ácido -hidroxi-butanoico.
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.

Formación de Ácidos Carboxílicos

De entre los métodos de síntesis de ácidos carboxílicos los más frecuentes son oxidación, hidrólisis de nitrilos y reacción de reactivos de Grignard con CO2. A continuación los ilustramos en forma de esquema con un respectivo ejemplo.


Formación de Ácidos Carboxílicos

Método sintético Ejemplo

a) Hidrólisis de otros derivados de ácidos carboxílicos


Donde X = -Cl, -OR’, -OCOR’, -NHR’.





b) Oxidación de alquilbencenos





c) Ruptura oxidativa de alquenos y alquinos






d) Oxidación de alcoholes primarios o aldehídos







e) Hidrólisis de nitrilos






f) Transposición del ácido bencílico






g) Síntesis malónica






h) Reacción de Kolbe




i) Carboxilación de reactivos organometálicos






j) Oxidación de cetonas





Como puede verse, hay varios métodos para la síntesis de ácidos carboxílicos por oxidación, carbonatación e hidrólisis de precursores adecuados.

Reacciones de los Ácidos

A continuación veremos las reacciones que dan los ácidos carboxílicos, las cuales pueden agruparse en cinco categorías: Sustitución alfa; Descarboxilación; Desprotonación; Reducción y Sustitución nucleofílica en el acilo.
Reacciones de ácidos carboxilicos:
a) Reducción hasta alcohol lº con LiAIH4.
b) halogenación con X2/P (Hell-Volhard-Zelinsky). Nos permite obtener: aminoácidos, hidroxiácidos, ácidos, insaturados, cianoácidos y diácidos.
c) Formación de sales (carboxilatos) debido a su carácter ácido.
d) CONVERSION EN DERIVADOS DE ÁCIDO.
Con cloruro de tionilo (SOCí2) se genera el cloruro de ácido, mucho más reactivo que el ácido.
Con alcoholes produce ésteres, pero como el grupo -OH del ácido es mal saliente la reacción es reversible y requiere catálisis ácida (H+).
• • Los ácidos carboxílicos aromáticos son más fuertes que los alifáticos, ya que el anillo aromático acomoda la carga negativa del anión carboxilato. EFECTO DE RESONANCIA.
• A mayor acidez mayor Ka, pero menor pKa.
• Los grupos desactivantes aumentan la acidez (-NO2, -X, -CN, -C=O, -SO3H), y los grupos activantes disminuyen la acidez (-R, -OR, -NHR).
• El ácido 2-cloropropanoico es más fuerte que el ácido 3-cloropropanoico por el efecto inductivo del halógeno.
• El ácido 2-nitroacético es más fuerte que el ácido 2-cloroacético.
• El ácido tricloroacético es más fuerte que el cloroacético.
• El ácido acético es más fuerte que el ácido 2-metilpropanoico.
• El ácido 4-nitrobenzoico es más fuerte que el benzoico, y éste más que el ácido 4-aminobenzoico.

e) pueden reaccionar con un metal, bases y óxidos formando sales

f) los ácidos carboxilicos son ácidos débiles, sin embargo, dentro de los compuestos orgánicos son los mas ácidos junto con los ácidos sulfónicos.

g) transfieren protón al agua para dar H3O+ y anion carboxilato RCOO-3

h) un ácidos es mas fuerte entre mayo sea la H+ que produzca.

i) un ácidos es mas fuerte entre mas débil sea la base que lo forma.

j) una base es más débil o mas estable cuando tiene menor disposición para proporcionar electrones.


REACCIONES DE LOS ÁCIDOS CARBOXÍLICOS

Método sintético Ejemplo
a) Desprotonación




b) Reducción a alcoholes primarios





c) Descarboxilación : Reacción de Hunsdiecker





d) Obtención de Haluros de ácidos










e) Obtención de Anhídridos carboxílicos




Anhídridos cíclicos:

Favorecido en el caso de
anillos de cinco o seis
Miembros.


f) Obtención de Esteres


Esteres cíclicos: (lactonas)


g) Obtención de Amidas

Imidas:



Amidas cíclicas: (lactamas)


h) Reacción con compuestos organometálicos





i) Formación y reacción de dianiones de ácidos carboxílicos






Utilidad de la reacción:

j) Bromación: Reacción de Hell-Volhard-Zelinsky

k) Reacciones de desplazamiento de ácidos 2-bromo carboxílicos.

Ejemplos de ácidos carboxílicos

Ácido acrílico, nombre común en química para el ácido propénico, CH2=CH-COOH. Este compuesto orgánico es un líquido incoloro, inflamable, cáustico y de olor punzante, con una temperatura de ebullición de 142 ºC. El ácido acrílico es el ácido carboxílico insaturado más sencillo; sus sales y ésteres se denominan acrilatos. Industrialmente, este ácido se obtiene, entre otros procedimientos, por oxidación catalítica del propeno o por hidrólisis de la acroleína. Debido al doble enlace, el ácido acrílico —al igual que los compuestos derivados del mismo— es muy reactivo. Su reacción principal es la polimerización: los poliacrilatos resultantes son a menudo transparentes pero quebradizos. Para modificar sus propiedades físicas y químicas, pueden combinarse con otros componentes (copolimerización). Así, el ácido acrílico es el material de partida para fabricar plásticos, barnices, resinas elásticas y adhesivos transparentes.

Ácido benzoico, sólido de fórmula C6H5—COOH, poco soluble en agua y de acidez ligeramente superior a la de los ácidos alifáticos sencillos. Se usa como conservador de alimentos. Es poco tóxico y casi insípido. Se combina con el ácido salicílico en forma de pomada con propiedades antimicóticos. Puede aplicarse sin peligro a la piel

Ácido fumárico, es el ácido trans-butenodioico, compuesto cristalino incoloro, de fórmula HO2CCH=CHCO2H, que sublima a unos 200 °C. Se encuentra en ciertos hongos y en algunas plantas, a diferencia de su isómero cis, el ácido maleico (cis-butenodioico), que no se produce de forma natural. Es soluble en agua caliente, éter y alcohol. Se obtiene por deshidratación del ácido málico y por isomerización del ácido maleico por distintos procedimientos (acción de la luz, calentamiento...). Interviene en el ciclo de Krebs como intermediario metabólico. Se utiliza en el procesado y conservación de los alimentos por su potente acción antimicrobiana, y para fabricar pinturas, barnices y resinas sintéticas.

Ácido linoleico, líquido oleoso, incoloro o amarillo pálido, de fórmula CH3 (CH2)4(CH=CHCH2)2(CH2)6CO2H, cuyos dobles enlaces presentan configuración cis. Es soluble en disolventes orgánicos y se polimeriza con facilidad, lo que le confiere propiedades secantes. El ácido linoleico es un ácido graso esencial, es decir, es un elemento necesario en la dieta de los mamíferos por ser uno de los precursores de las prostaglandinas y otros componentes de tipo hormonal. Se encuentra como éster de la glicerina en muchos aceites de semillas vegetales, como los de linaza, soja, girasol y algodón. Se utiliza en la fabricación de pinturas y barnices.

Ácido oleico, líquido oleoso e incoloro, de fórmula CH3(CH2)7CH=CH(CH2)7CO2H en su configuración cis (la cadena de carbono continúa en el mismo lado del doble enlace). Es un ácido graso no saturado que amarillea con rapidez en contacto con el aire. Por hidrogenación del ácido oleico se obtiene el ácido esteárico (saturado). No es soluble en agua, pero sí en benceno, alcohol, éter y otros muchos disolventes orgánicos. Se solidifica por enfriamiento y funde a 14 °C. Su isómero trans (ácido elaídico) es sólido y funde a 51 °C; se puede obtener por calentamiento del ácido oleico en presencia de un catalizador.

Ácido caprílico o Ácido undecilénico es un líquido amarillo de fórmula CH3 (CH2)4COOH, con olor a rancio característico, de actividad fungicida contra diversos hongos. El ácido caprílico y sus sales presentan acción dermatomicótica.

Ácido esteárico, sólido orgánico blanco de apariencia cristalina, de fórmula CH3 (CH2)16COOH. No es soluble en agua, pero sí en alcohol y éter. Junto con los ácidos láurico, mirístico y palmítico, forma un importante grupo de ácidos grasos. Se encuentra en abundancia en la mayoría de los aceites y grasas, animal y vegetal, en forma de éster—triestearato de glicerilo o estearina— y constituye la mayor parte de las grasas de los alimentos y del cuerpo humano. El ácido se obtiene por la hidrólisis del éster, y comercialmente se prepara hidrolizando el sebo. Se utiliza en mezclas lubricantes, materiales resistentes al agua, desecantes de barnices, y en la fabricación de velas de parafina. Combinado con hidróxido de sodio el ácido esteárico forma jabón (estearato de sodio). El ácido esteárico se emplea para combinar caucho o hule con otras sustancias, como pigmentos u otros materiales que controlen la flexibilidad de los productos derivados del caucho; también se usa en la polimerización de estireno y butadieno para hacer caucho artificial. El ácido esteárico tiene un punto de fusión de 70 °C y un punto de ebullición de 383 °C.

Ácido etanoico o Ácido acético, líquido incoloro, de fórmula CH3 COOH, de olor irritante y sabor amargo. En una solución acuosa actúa como ácido débil. El ácido etanoico puro recibe el nombre de ácido etanoico glacial, debido a que se congela a temperaturas ligeramente más bajas que la ambiente. En mezclas con agua solidifica a temperaturas mucho más bajas. El ácido etanoico es miscible (mezclable) con agua y con numerosos disolventes orgánicos. Puede obtenerse por la acción del aire sobre soluciones de alcohol, en presencia de cierta clase de bacterias como la Bacterium aceti. Las soluciones diluidas (de 4 a 8%) preparadas de este modo a partir del vino, sidra o malta constituyen lo que conocemos como vinagre. El ácido etanoico concentrado se prepara industrialmente mediante distintos procesos, como la reacción de metanol (alcohol metílico) y de monóxido de carbono (CO) en presencia de un catalizador, o por la oxidación del etanal (acetaldehído).

El ácido acético se utiliza en la producción de acetato de rayón, plásticos, películas fotográficas, disolventes para pinturas y medicamentos como la aspirina. Tiene un punto de ebullición de 118 °C y un punto de fusión de 17 °C.

Ácido láctico o Ácido 2-hidroxipropanoico, compuesto incoloro de fórmula CH3CHOHCOOH. Se da bajo dos formas ópticamente activas, dextrógira y levógira*, frecuentemente denominadas ácido D-láctico y ácido L-láctico. En su estado natural es una mezcla ópticamente inactiva compuesta por partes iguales de ambas formas D- y L-, conocida como mezcla 'racémica'. Normalmente se prepara por fermentación bacteriana de lactosa, almidón, azúcar de caña o suero de la leche. Pequeñas cantidades de ácido L-láctico están presentes en la sangre y en otros fluidos y órganos del cuerpo; este ácido se forma en los tejidos, sobre todo los musculares, que obtienen energía metabolizando azúcar en ausencia de oxígeno. La acumulación de grandes cantidades de este ácido en los músculos produce fatiga y puede causar calambres. El ácido láctico que se forma en la leche por la fermentación de la lactosa es el que hace que aquélla se agrie. El ácido láctico se utiliza para elaborar queso, chucrut, col fermentada, bebidas suaves y otros productos alimenticios.

Ácido málico, es el ácido hidroxibutanodioico, compuesto incoloro de fórmula HO2CCH2CHOHCO2H. Tiene un punto de fusión de unos 100 °C y es soluble en agua y en alcohol. El químico sueco Carl W. Scheele fue quien determinó su composición y propiedades. Existe en dos formas ópticamente activas, aunque el ácido l-málico (isómero levógiro) es el único de origen natural. La mezcla racémica fue descubierta por Louis Pasteur. Se encuentra en las manzanas, uvas y cerezas verdes y en otros muchos frutos, así como en los vinos. Se puede obtener de forma sintética a partir del ácido tartárico y del ácido succínico. Al calentarlo se deshidrata y produce ácido fumárico y ácido maleico. Forma parte del ciclo de Krebs como intermediario metabólico. Se utiliza como aditivo alimentario por su acción antibacteriana y su agradable aroma. También se emplea en medicina, en la fabricación de ciertos laxantes y para tratar afecciones de garganta.

Ácido metanoico o Ácido fórmico, el más simple de los ácidos orgánicos. Su fórmula química es HCOOH. Es un líquido incoloro de olor irritante cuyos puntos de ebullición y de congelación son de 100,7 ºC y 8,4 ºC respectivamente. Se prepara comercialmente haciendo reaccionar dióxido de carbono con monóxido de carbono a alta temperatura y presión. El ácido metanoico se utiliza a gran escala en la industria química, al igual que para la obtención de tintes y curtidos. En la naturaleza el ácido metanoico aparece en el veneno de las hormigas y de las ortigas.
Ácido oxálico, es el ácido etanodioico, sólido incoloro de fórmula HO2CCO2H, que cristaliza con dos moléculas de agua. A 100 °C pierde el agua de cristalización, y el ácido anhidro funde a 190 °C. Se encuentra en muchas plantas en forma de sales (oxalatos) de potasio. Su sal de calcio también aparece en ciertos vegetales y en los cálculos renales. Se puede obtener por oxidación de sustancias orgánicas como los azúcares o la celulosa, pero en la actualidad se prepara a partir de un compuesto sintético: la sal sódica del ácido fórmico. Se utiliza en análisis químico por su poder reductor y en especial en la determinación de magnesio y de calcio. También se emplea en tintorería, en el curtido de pieles, en síntesis de colorantes y como decapante.

Ácido palmítico, sólido blanco grisáceo, untuoso al tacto, de fórmula CH3(CH2)14COOH. Es un ácido graso saturado que se encuentra en una gran proporción en el aceite de palma, de ahí su nombre. Es soluble en alcohol y éter, pero no en agua. Tiene un punto de fusión de 63 °C y un punto de ebullición de 271 °C a una presión de 100 mm de mercurio. Se encuentra en la mayoría de las grasas y aceites, animales y vegetales, en forma de éster (tripalmitato de glicerilo o palmitina). Por saponificación, es decir, por reacción del éster con un álcali (hidróxido de sodio o potasio) se obtiene la sal alcalina, y a partir de ella se puede obtener el ácido por tratamiento con un ácido mineral. Las sales alcalinas tanto del ácido palmítico como del ácido esteárico son los principales constituyentes del jabón. Se utiliza en aceites lubricantes, en materiales impermeables, como secante de pinturas y en la fabricación de jabón.

Ácido pirúvico, es el ácido a-cetopropanoico, líquido incoloro de olor fuerte y picante, soluble en agua y de fórmula H3CCOCO2H. Tiene un punto de ebullición de 165 °C y un marcado carácter ácido. Fue descubierto por el químico sueco Jöns J. Berzelius a partir del ácido tartárico. En la actualidad se sigue obteniendo por calentamiento de este ácido. Interviene en numerosas reacciones metabólicas. Por ejemplo, es un producto de degradación de la glucosa que se oxida finalmente a dióxido de carbono y agua. En las levaduras se produce un proceso de fermentación en el que el ácido pirúvico se reduce a etanol. También puede ser transformado en el hígado en el correspondiente aminoácido, la alanina.

Ácido cítrico, sólido blanco, de fórmula C3H4OH (COOH)3, soluble en agua y ligeramente soluble en disolventes orgánicos, con un punto de fusión de 153 °C. Las disoluciones acuosas de ácido cítrico son algo más ácidas que las de ácido etanoico. El ácido cítrico se encuentra en diferentes proporciones en plantas y animales, ya que es un producto intermedio del metabolismo prácticamente universal. En mayores cantidades se encuentra en el jugo de las frutas cítricas, de las que se obtiene por precipitación, añadiendo óxido de calcio. El citrato de calcio producido se trata con ácido sulfúrico para regenerar el ácido cítrico. La principal fuente de obtención comercial del ácido es la fermentación del azúcar por la acción del hongo Aspergillus niger. Se emplea como aditivo en bebidas y alimentos para darles un agradable sabor ácido. También se utiliza en fármacos, para elaborar papel cianotipo, en imprenta textil y como agente abrillantador de metales.
Ácido succínico, es el ácido butanodioico, sólido incoloro o blanco, de fórmula HO2C (CH2)2CO2H, que funde a 185 °C. Es soluble en agua, éter y alcohol. Interviene en el conjunto de reacciones que constituyen el ciclo de Krebs. Se encuentra sobre todo en los músculos, en hongos y en el ámbar y otras resinas, de donde se extrae por destilación. Se obtiene por hidrogenación del ácido málico, y en la industria se sintetiza a partir del acetileno y del formaldehído. Se utiliza en la fabricación de lacas, colorantes, en perfumería y en medicina.

Ácido tartárico, también llamado ácido dihidroxidosuccínico o ácido dihidroxibutanodioico, es un ácido orgánico de fórmula C4H6O6. Este ácido, que se encuentra en muchas plantas, ya era conocido por los griegos y romanos como tártaro, la sal del ácido de potasio que se forma en los depósitos de jugo de uva fermentada. Fue aislado por primera vez en 1769 por el químico sueco Carl Wilhelm Scheele, al hervir el tártaro con creta y descomponer el producto con ácido sulfúrico. La fermentación de los jugos de uvas, tamarindos, piñas y moras produce, en la superficie interna del recipiente, una capa de tartrato ácido de potasio llamada argol o posos. Al hervir el argol en ácido clorhídrico diluido, precipita tartrato de calcio al añadir hidróxido de calcio. Con la adición de ácido sulfúrico diluido se libera el ácido dextrotartárico, el cual gira el plano de luz polarizada a la derecha; este ácido tiene un punto de fusión de 170 °C y es soluble en agua y en alcohol, pero no en éter.

Proceso de Bayer

Los alquenos reaccionan con permanganato de potasio de dos formas:

• En condiciones suaves, pH próximo a la neutralidad y 0ºC, generan dioles sin

• En medios ácidos o básicos el permanganato rompe los alquenos para formar carbonilos y ácidos carboxílicos



Indico algunos ejemplos de oxidación con permanganato de alquenos en medios ácidos:



En condiciones más suaves el permanganato al igual que el tetraóxido de osmio generan dioles con estereoquímica sin y por la cara menos impedida del alqueno.



Aplicaciones Industriales

Los ácidos carboxílicos de mayor aplicación industrial son el ácido acético que se utiliza fundamentalmente para la obtención de acetato de vinilo que se utiliza como monómero para la fabricación de polímeros. También se utiliza en la producción de acetato de celulosa para la obtención de lacas y películas fotográficas, así como en la fabricación de disolventes de resinas y lacas. La sal alumínica del ácido acético se emplea como mordiente en tintorería.
El ácido fórmico se suele emplear en la industria del curtido al objeto de suavizar las pieles y también en los procesos de tintorería en la industria del curtido. Algunos derivados clorados de los ácidos carboxílicos se emplean en la producción de herbicidas.








El ácido benzoico tiene una amplia utilidad como intermediario de síntesis en muchos procesos orgánicos y algunos de sus ésteres se emplean como plastificantes y en la industria de la perfumería (benzoato de bencilo). El benzoato de sodio se emplea en la industria de la alimentación como conservante (zumos, refrescos, mermeladas, etc.).





Entre los ácidos dicarboxílicos, el ácido propanodioico (ácido malónico) se emplea en la elaboración de medicamentos, plaguicidas y colorantes. El ácido 1-4-butanodioico (ácido succínico) se emplea en la obtención de resinas de poliéster para barnices y el ácido trans-butenodioico (ácido fumárico) se emplea como acidulante en la fabricación de refrescos.


Por:
Barrios Ortega Norma Esther
Castillo Cruz Josué
Hermosillo Maíz Melisa
Madín Monsalvo ALexis

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