Grupos hidróxilos
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El grupo funcional de un alcohol es el grupo hidroxilo (–OH) enlazado a un carbono con hibridación sp 3 Los ángulos de enlace del átomos de oxígeno es de aproximadamente 109.5° El oxígeno del grupo hidroxilo presenta hibridación sp 3 Dos orbitales hibridos sp 3 forman enlaces s con el hidrógeno y el carbono El resto de los orbitales hibridos sp 3 contiene cada uno un par de electrones no enlazantes 108.9° O C H H H H Grupos hidróxilos
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El grupo funcional de un alcohol es el grupohidroxilo (–OH) enlazado a un carbono conhibridación sp3
Los ángulos de enlace del átomos deoxígeno es de aproximadamente 109.5°
El oxígeno del grupo hidroxilo presentahibridación sp3
Dos orbitales hibridos sp3 forman enlaces scon el hidrógeno y el carbono
El resto de los orbitales hibridos sp3
contiene cada uno un par de electrones noenlazantes
108.9°O
CH
HH
H
Grupos hidróxilos
Los alcoholes se clasifican por el número de átomos de carbono que están unidos al cual está enlazado el grupo –OH
CH3 OH
CH3
CH3
CH3
CH3
OH
CH3
CH3
CH3OH
3-metil, 1-butanol
3-metil, 2-butanol
2-metil, 2-butanol
Grupos hidróxilos
Los alcoholes son compuestos polares
Interactúan entre moléculas del mismo tipo y con otroscompuestos polares mediante interacciones dipolo-dipolo
Interacciones Dipolo-dipolo: Interacción de un polo positivo de una molécula con el polo negativo de otra.
O
HH
H
CH
+
-
+
Grupos hidróxilos
Grupos hidróxilos
El etanol y el dimetil éter son isómeros constitucionalesCada uno cuenta con puntos de ebullición extremadamente
diferentes
El etanol forma puentes de hidrógeno intermoleculares loscuales incrementan la fuerza de atracción entre lasmoléculas resultando en un alto punto de ebullición
No existen estas fuerzas de interacción en el dimetil éter
bp 24°C
Etanol
bp 78° C
Dimetil éter
CH3 CH2 OH CH3 OCH3
Grupos hidróxilos
En comparación a los alcanos de igual tamaño ysimilar peso molecular, los alcoholes
Tienen puntos de ebullición mayores
Son solubles en agua
La presencia de los grupos -OH en la moléculaincrementa la solubilidad en el agua y los puntos deebullición
Grupos hidróxilos
Structural Formula Name bp(°C)
Solubilityin Water
Methanol 32 65 Infinite
Ethane 30 -89 Insoluble
Ethanol 46 78 Infinite
Propane 44 -42 Insoluble
1-Propanol 60 97 Infinite
Butane 58 0 Insoluble
1-Pe ntanol 88 138 2.3 g/100 g
1,4-Butanediol 90 230 Infinite
Hexane 86 69 Insoluble
8 g/100 g117741-Butanol
Pentane 72 36 Insoluble
CH3 CH2 CH2 OH
CH3 CH2 CH2 CH3
CH3 OH
CH3 CH3
CH3 CH2 OH
CH3 CH2 CH3
CH3 ( CH2 ) 3 CH2 OH
HOCH2 ( CH2 ) 2 CH2 OH
CH3 ( CH2 ) 4 CH3
CH3 ( CH2 ) 2 CH2 OH
CH3 ( CH2 ) 3 CH3
MW
Grupos hidróxilos
El grupo carbonilo consiste en un átomo de carbono trigonal unido a un átomode oxígeno a través de un enlace doble, C=O, por lo que los dos enlacessobrantes pueden usarse para conectarse a una o a dos ramas de hidrocarburo
En los aldehídos un grupo unido al carbonilo es el hidrógeno, y el otro un grupoalquil o aril. La única excepción es el formaldehído, los dos grupos unidos alcarbonilo son hidrógenos
En las cetonas, siempre van unidos dos grupos alquil o aril
Grupos carbonilo
El orbital sin hibridar p del carbono se solapa con un orbital p del oxígeno paraformar un enlace pi. El doble enlace entre el carbono y el oxígeno es similar aldoble enlace C=C en un alqueno, excepto en que el doble enlace carbonilo esmás corto, más fuerte y está polarizado
El enlace C=O es más corto porque está polarizado. Esta polarización tambiénes responsable de la reactividad del grupo carbonilo
Grupos carbonilo
La geometría alrededor del grupo carbonilo es trigonal con un ángulo de 120º
El enlace s se forma a partir dedos orbitales atómicos híbridossp2, uno del carbono y otro deloxígeno, y el orbital p mediante elsolapamiento lateral de losorbitales p paralelos que nosufren hibridación
Grupos carbonilo
El doble enlace del grupo carbonilo tiene mayor momento dipolar debido aque el oxígeno es más electronegativo que el carbono y los electronesenlazantes no están igualmente compartidos
Los nucleófilos atacarán algrupo carbonilo porque eselectrofílico, como sugiere laestructura de resonanciaminoritaria
Grupos carbonilo
Forman puentes de hidrógeno con el agua.Los aldehídos y cetonas de bajo peso molecular son más solublesen agua que en solventes no polares
Grupos carbonilo
La cetona y el aldehído son más polares, y tienen puntos de ebullición másaltos que el éter y el alcano, pero puntos de ebullición más bajos que los delos alcoholes, los cuales forman enlaces de hidrógeno
El momento dipolar del grupo carbonilo es responsable de los puntos deebullición más altos para los aldehídos y las cetonas. El enlace de hidrógenotiene una interacción más fuerte, por lo que los alcoholes tendrán unaebullición a temperaturas más elevadas
Grupos carbonilo
La molécula es prácticamente plana. El átomo de carbonocarbonílico tiene hibridación sp2, con ángulos de enlaceprácticamente trigonales. El enlace O-H también se encuentra eneste plano, eclipsado con el enlace C=O
El átomo de oxígeno sp3 tiene un ángulo C-O-H de 106°
Grupos carboxilo
Uno de los pares de electrones no compartidos del átomo deoxígeno del grupo hidroxilo está deslocalizado en el sistemaelectrofílico p del grupo carbonilo
La estructura de resonancia mayoritaria es neutral, mientrasque las formas minoritarias tienen separación de carga
Grupos carboxilo
Los puntos de ebullición de los ácidos carboxílicos son elresultado de la formación de un dímero, con enlace dehidrógeno, estable. Este dímero contiene un anillo de ochomiembros con dos enlaces de hidrógeno, que en efecto dobla elpeso molecular de las moléculas que abandonan la fase líquida.
Para romper los enlaces de hidrógeno y vaporizar el ácido esnecesario que la temperatura sea más elevada.
Grupos carboxilo
Un ácido carboxílico se puede disociar en agua para dar lugar aun protón y a un ión carboxilato. A la constante de equilibrio deesta reacción, Ka, se le denomina constante de disociación ácida.
El ácido se disociará mayoritariamente si el pH de la disolución esmayor que el pKa del ácido
Grupos carboxilo
Cada enlace C-O tiene un orden de enlace de 3/2 (un enlace σy la mitad de un enlace π). Cada átomo de oxígeno tiene lamitad de la carga negativa
La deslocalización de la carga negativa sobre los dos átomos deoxígeno hace que el ión acetato sea más estable que un iónalcóxido
Grupos carboxilo
Las cetonas, los aldehídos y los ácidos carboxílicos contienen el grupocarbonilo, a pesar de que las reacciones de los ácidos son bastante diferentesde las de las cetonas y los aldehídos. Las cetonas y los aldehídos generalmentereaccionan mediante adición nucleofílica al grupo carbonilo, pero los ácidoscarboxílicos lo suelen hacer por sustitución nucleofílica en el grupoacilo, donde un nucleófilo reemplaza a otro en el átomo de carbonocarboxílico
Los derivados de los ácidos carboxílicos incluyen haluros de acilo, anhídridos, esteres y amidas
Grupos carboxilo
La reactividad de los derivados de ácido respecto al ataque nucleofílicodepende de su estructura y de la naturaleza del nucleófilo atacante
Los cloruros de ácido son los derivados más reactivos, mientras que el ióncarboxilato es el derivado menos reactivo
Grupos carboxilo
Grupos carboxilo
Grupos sulfhidrilos
Un tiol es un compuesto que contiene el grupo funcionalformado por un átomo de azufre y un átomo de hidrógeno (-SH).Siendo el azufre análogo de un grupo alcohol (-OH), este grupofuncional es llamado grupo tiol o grupo sulfhidrilo.Tradicionalmente los tioles son denominados mercaptanos
La mayoría de los tioles son líquidos incoloros que tienen un olorparecido al del ajo. El olor de tioles es a menudo fuerte y repulsivo, enparticular los de bajo peso molecular
Debido a la pequeña diferencia de electronegatividad entre el azufre y elhidrógeno, un enlace S-H es prácticamente no polar. Por lo tanto, elenlace S-H en los tioles tiene menor momento dipolar en comparacióncon el enlace O-H del alcohol. Los tioles muestran poca asociación porenlaces de hidrógeno con el agua y las moléculas entre sí. Por lo tantotienen puntos de ebullición inferiores y son menos solubles en agua yotros disolventes polares que los alcoholes de similar peso molecular
La oxidación es la única reacción de los tioles que es importante dentrodel estudio de las proteínas. Los tioles se pueden oxidar a disulfuros,compuestos cuyas moléculas poseen dos átomos de azufre unidos por unenlace covalente, R-S-S-R’
Grupos sulfhidrilos
