Ácidos carboxílicos.

Ácidos carboxílicos.
Los ácidos carboxílicos presentan un átomo de carbono primario unido a un átomo de oxígeno mediante enlace doble y, simultáneamente, a un grupo alcohol. Se forma, entonces, el grupo ácido carboxílico. 



Propiedades físicas.
  • Solubilidad: El grupo carboxilo –COOH confiere carácter polar a los ácidos y permite la formación de puentes de hidrógeno entre la molécula de ácido carboxílico y la molécula de agua. La presencia de dos átomos de oxígeno en el grupo carboxilo hace posible que dos moléculas de ácido se unan entre sí por puente de hidrógeno doble, formando un dímero cíclico. 


Esto hace que los primeros cuatro ácidos monocarboxílicos alifáticos sean líquidos completamente solubles en agua. La solubilidad disminuye a medida que aumenta el número de átomos de carbono. A partir del ácido dodecanóico o ácido láurico los ácidos carboxílicos son sólidos blandos insolubles en agua.


  • Punto de ebullición: Los ácidos carboxílicos presentan puntos de ebullición elevados debido a la presencia de doble puente de hidrógeno.
  • Punto de fusión: El punto de fusión varía según el número de carbonos, siendo más elevado el de los ácidos fórmico y acético, al compararlos con los ácidos propiónico, butírico y valérico de 3, 4 y 5 carbonos, respectivamente. Después de 6 carbonos el punto de fusión se eleva de manera irregular.

Propiedades Químicas.
Son ácidos débiles que se hallan parcialmente disociados en solución. El carácter ácido disminuye con el número de átomos de Carbono.
Reaccionan con los metales alcalinos y alcalinos térreos para formar sales.
Con los alcoholes forman ésteres. Al combinarse con el amoníaco forman amidas.

Usos de los ácidos carboxílicos.
Se utilizan los ácidos carboxílicos como emulsificantes, se usan especialmente para pH bajos, debido a su estabilidad en estas condiciones.
El ácido acético (vinagre) es el más usado. Se emplea para preparar acetona, rayón, solvente de lacas y resinas. Con el ácido salicílico forma la aspirina.
Vinagre

Además se usan como antitranspirantes y como neutralizantes, como conservador en la industria cervecera y vitivinícola, también para fabricar detergentes biodegradables, lubricantes y espesantes para pinturas. 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. Entre los nuevos usos de los ácidos grasos se encuentran la flotación de menas y la fabricación de desinfectantes, secadores de barniz y estabilizadores de calor para las resinas de vinilo. Los ácidos grasos se utilizan también en productos plásticos, como los recubrimientos para madera y metal, y en los automóviles, desde el alojamiento del filtro de aire hasta la tapicería.
antitranspirante

Industria cervecera


Riesgos y beneficios para la salud.
La alimentación es una fuente importante de ácidos grasos. Esta contribución es vital para mantener un nivel de lípidos estable y para suministrar al cuerpo los ácidos grasos esenciales. Los ácidos grasos calificados de esenciales incluyen el omega-3 y el omega-6. El cuerpo humano no puede sintetizarlos, o los sintetiza en cantidades insuficientes, es necesaria por tanto una contribución mínima y regular por medio de la alimentación.
Actualmente, según la AFSSA, la dieta proporciona suficiente omega-6 y muy poco omega-3, con una relación omega-6/omega 3 insuficiente.
Sin embargo, numerosos estudios han demostrado que el exceso de ácidos grasos (especialmente saturadas e insaturados trans) podría tener consecuencias para la salud, incluido el aumento de forma significativa del riesgo de problemas cardiovasculares. Algunos estudios se centran en el consumo excesivo de grasas insaturadas trans procedentes de los procesos industriales como la hidrogenación parcial de los ácidos grasos de origen vegetal (aceites).
Las células cerebrales son particularmente ricas en ciertos ácidos grasos poliinsaturados de cadena larga. Esta constatación ha llevado a proponer que la situación nutricional de estos ácidos grasos de cadena larga puede influir en la función cognitiva y el comportamiento. La investigación en este campo está todavía en sus primeras etapas, pero ya hay indicios que sugieren que tras introducir un suplemento de ácidos grasos, se producen mejoras en la función cognitiva. Por otra parte, es un hecho bien conocido que las mujeres embarazadas deben tener un suministro adecuado de ácidos grasos poliinsaturados omega-3 de cadena larga antes y durante el embarazo y la lactancia para favorecer un desarrollo normal, así como un buen desarrollo neurológico y de la función cognitiva del bebé. Habida cuenta que los ácidos grasos poliinsaturados omega-6 son más abundantes en la dieta, resulta menos problemático conseguir una ingesta adecuada. Sin embargo, no ocurre lo mismo con los ácidos grasos poliinsaturados omega-3; aumentar el consumo de pescado a más de 2 porciones de pescado graso por semana, o depender de la administración de complementos de aceite de pescado no es conveniente durante el embarazo debido a los posibles problemas asociados con la contaminación del pescado con metales pesados, o los altos niveles de vitamina A en algunos complementos de aceite de pescado.

Nombre y estructura química.


Bibliografía.

Propiedades químicas de ácidos carboxílicos.

Propiedades químicas de los ácidos carboxílicos.

Aunque los ácidos carboxílicos contienen también al grupo carbonilo, sus reacciones son muy diferentes de las de las cetonas y los aldehídos. Las cetonas y los aldehídos reaccionan normalmente por adición nucleofílica del grupo carbonilo, pero los ácidos carboxílicos y sus derivados reaccionan principalmente por sustitución nucleofílica de acilo, donde un nucleófilo sustituye a otro en el átomo de carbono del acilo (C=O).


  • Formación de hidrólisis de nitrilos. 
Los mejores reactivos para convertir los ácidos carboxílicos en cloruros de ácido son el cloruro de tionilo (SOCl2) y el cloruro de oxalilo (COCl)2, porque forman subproductos gaseosos que no contaminan al producto. El cloruro de oxalilo es muy fácil de emplear porque hierve a 62ºC y se evapora de la mezcla de reacción.


  •  Síntesis y empleo de cloruros de ácido. 
Los ácidos carboxílicos se convierten directamente en ésteres mediante la esterificación de Fischer, al reaccionar con un alcohol con catálisis ácida.


  •  Condensación de los ácidos con los alcoholes. Esterificación de Fischer
El hidruro de litio y aluminio (LiAlH4) reduce los ácidos carboxílicos para formar alcoholes primarios. El aldehído es un intermediario en esta reacción, pero no se puede ailar porque se reduce con mayor facilidad que el ácido original.


  • Reducción de los ácidos carboxílicos. 
Un método general para prepara cetonas es la reacción de un ácido carboxílico con 2 equivalentes de un reactivo de organolitio.
  • Alquilación de los ácidos carboxílicos para formar cetonas.
  •  Descarboxilación de los radicales carboxilato.
Los ácidos carboxílicos se pueden convertir en halogenuros de alquilo con pérdida de un átomo de carbono mediante la reacción de Hunsdiecker.

Bibliografía.
Propiedades químicas de las cetonas y aldehídos.

Los aldehídos y cetonas se comportan como ácidos debido a la presencia del grupo carbonilo, esto hace que presenten reacciones típicas de adición nucleofílica.
  • Reacciones de adición nucleofílica:

Estas reacciones se producen frente al (reactivo de Grignard), para dar origen a un oxihaluro de alquil-magnesio que al ser tratado con agua da origen a un alcohol. El metanal forma alcoholes primarios y los demás aldehídos forman alcoholes secundarios.



La reacción de adición nucleofílica en las cetonas dan origen a alcoholes terciarios.



Otras reacciones de adición nucleofílica pueden producirse con el ácido cianhídrico, el sulfito ácido de sodio, la hidroxilamina, hidracina, semicarbacida, fenilhidracina y con el 2,4 dinitrofenilhidracina, para dar origen a diferentes compuestos químicos.

Los aldehídos y cetonas también pueden dar origen a otros compuestos mediante reacciones de sustitución halogenada, al reaccionar con los halógenos sustituyen uno o varios hidrógenos del carbono unido al carbonilo.Este método permite obtener la monobromoactona que es un poderoso gas lacrimógeno.
  • Reacciones de condensación aldólica: 

En esta reacción se produce la unión de dos aldehídos o dos cetonas en presencia de una solución de NaOH formando un polímero, denominado aldol.



Reacciones de oxidación: 
Los aldehídos se oxidan con facilidad frente a oxidantes débiles produciendo ácidos. Mientras que las cetonas sólo se oxidan ante oxidantes muy enérgicos que puedan romper sus cadenas carbonadas. Es así que las reacciones de oxidación permiten diferenciar los aldehídos de las cetonas en el Laboratorio.

Bibliografía.