Fundamentos de la Química Orgánica: Propiedades y Reactividad de Carbonilos y Ácidos Carboxílicos

Compuestos Carbonílicos: Aldehídos y Cetonas

La polarización que experimenta el grupo carbonilo y que hace que las moléculas tengan un **momento dipolar permanente** permite las **atracciones intermoleculares dipolo-dipolo**, lo cual condiciona sus propiedades físicas.

Propiedades Físicas de los Carbonilos

• El oxígeno (O) del grupo carbonilo puede formar **puentes de hidrógeno** con el agua, determinando que sean más solubles en agua que los hidrocarburos, aunque menos que los alcoholes.
• Los compuestos con menos de cinco átomos de carbono (<5 C) son solubles en agua.
• Tienen **puntos de ebullición (PE)** superiores a los de los compuestos polares de igual o parecida masa molecular, aunque inferiores a los alcoholes, al no poder formar puentes de hidrógeno entre sí.
• En aldehídos y cetonas, la agregación molecular se debe principalmente a las **fuerzas dipolo-dipolo**.

Ácidos Carboxílicos

Las propiedades de los ácidos carboxílicos están influenciadas por la presencia de los grupos **carbonilo** e **hidroxilo** que forman el grupo carboxílico.

Solubilidad

• Los ácidos carboxílicos con menos de cinco átomos de carbono son **solubles en agua**.
• El ácido pentanoico es moderadamente soluble.
• Los ácidos de 6 o más carbonos son mucho menos solubles.
• Los ácidos dicarboxílicos serán más o menos solubles dependiendo de la facilidad o dificultad para formar **enlaces por puentes de hidrógeno** con el agua.

Puntos de Fusión y Ebullición

Sus puntos de fusión y ebullición son más altos que otros compuestos orgánicos de similar masa molecular, debido a la formación de **enlaces por puentes de hidrógeno** (dimerización). Por ello, son líquidos o sólidos a temperatura ambiente.

Reactividad de los Ácidos Carboxílicos

La **reactividad** de los ácidos carboxílicos se clasifica según el sitio de reacción:

1. A través del hidrógeno ácido del grupo hidroxilo

   Los ácidos carboxílicos, en disolución acuosa, se comportan como **ácidos débiles**. La acidez se debe a la polarización del grupo hidroxilo y a la estabilización del **ion carboxilato** mediante resonancia.

2. A través del grupo hidroxilo (Sustitución)

   Son reacciones de sustitución del grupo hidroxilo por otro grupo. Incluyen:

   • Formación de haluros de acilo.
   • Formación de amidas.
   • Formación de ésteres.

3. A través del grupo carbonilo (Reducción)

   Se reducen a **alcoholes primarios**, por tratamiento con **tetrahidruroaluminato de litio** (LiAlH₄), en medio éter y, posterior, hidrólisis.

4. A través del grupo carboxilo (Descarboxilación)

   Dan reacciones de **descarboxilación**, consistente en la pérdida de una molécula de dióxido de carbono (CO₂), con formación del alcano correspondiente.

5. A través de los hidrógenos del carbono-α (Halogenación)

   Reacción de **Hell–Volhard–Zelinsky**. Es la halogenación en posición alfa (α) de los ácidos carboxílicos.