Ácidos Carboxílicos y Derivados
Los ácidos carboxílicos y sus derivados —ésteres, amidas, anhídridos y haluros de acilo— comparten el grupo acilo y se interconvierten mediante sustitución nucleofílica de acilo.
Definition
Este tema aborda los ácidos carboxílicos y la familia de derivados de acilo que surgen al reemplazar el grupo hidroxilo, unificados por el mecanismo de sustitución nucleofílica de acilo.
Scope
Este tema abarca la acidez de los ácidos carboxílicos y el efecto de los sustituyentes, la reactividad relativa de los derivados de acilo, la esterificación y la hidrólisis, la formación de amidas, la química de los cloruros de acilo y los anhídridos, y la descarboxilación.
Core questions
- ¿Por qué los ácidos carboxílicos son más ácidos que los alcoholes?
- ¿Qué orden de reactividad rige la interconversión de los derivados de acilo?
- ¿Cómo proceden la esterificación y la hidrólisis, y cómo se impulsan en cada dirección?
Key theories
- Estabilización por resonancia del carboxilato
- La pérdida del protón ácido da un anión carboxilato cuya carga negativa se deslocaliza igualmente sobre dos oxígenos, lo que explica la acidez relativamente alta de los ácidos carboxílicos.
- Escala de reactividad de la sustitución nucleofílica de acilo
- Los derivados de acilo se interconvierten a través de un intermedio tetraédrico; las especies más reactivas (cloruros de acilo, anhídridos) se convierten fácilmente en otras menos reactivas (ésteres, amidas), pero no fácilmente a la inversa.
Mechanisms
La sustitución nucleofílica de acilo procede mediante la adición de un nucleófilo al carbonilo para formar un intermedio tetraédrico, seguido de la expulsión del grupo saliente. La esterificación de Fischer catalizada por ácido es un equilibrio impulsado por la eliminación de agua o el uso de un exceso de reactivo, mientras que la hidrólisis de amidas y ésteres puede ser promovida por ácido o por base, siendo esta última (saponificación) irreversible.
Clinical relevance
El enlace amida es el enlace de las proteínas y de innumerables fármacos; los grupos éster se explotan en profármacos que se hidrolizan para liberar el agente activo. Los grupos ácido carboxílico confieren acidez y solubilidad a muchos productos farmacéuticos, incluida la aspirina y los fármacos antiinflamatorios no esteroideos.
History
El trabajo de Fischer a finales del siglo XIX sobre la esterificación, junto con el estudio sistemático de la sustitución de acilo, estableció las relaciones de reactividad entre los derivados de ácido que siguen siendo fundamentales para la síntesis y la bioquímica.
Key figures
- Emil Fischer
- Rainer Ludwig Claisen
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Seminal works
- careysundberg2007b
Frequently asked questions
- ¿Por qué un cloruro de ácido puede formar un éster pero no fácilmente a la inversa?
- La reactividad en la sustitución de acilo va desde los cloruros de ácido hasta las amidas; un derivado más reactivo se convierte fácilmente en uno menos reactivo porque tiene un mejor grupo saliente, mientras que lo contrario requiere una activación especial.
- ¿Qué es la saponificación?
- La saponificación es la hidrólisis de un éster promovida por una base para dar una sal de carboxilato y un alcohol; debido a que el carboxilato es estable e inactivo, la reacción es efectivamente irreversible.