Fundamentos de Química Orgánica: Reacciones, Propiedades y Estereoquímica

Fundamentos de Química Orgánica

Pruebas Químicas para Grupos Funcionales

Identificación de Carbonilos y Alcoholes

• 2,4-Dinitrofenilhidrazina (2,4-DNP): Positivo para grupo carbonilo (aldehídos y cetonas), forma un precipitado amarillo.
• Dicromato de Potasio (K₂Cr₂O₇):
  • Se transforma en verde oscuro: indica la presencia de alcoholes.
  • Reacción rápida: sugiere alcohol primario.
  • Reacción lenta: sugiere alcohol secundario.
• Sulfato Ferroso Amónico: Positivo, forma un precipitado café.

Ejemplo: Un butilo con grupo NO₂, OH y aldehído.

Detección de Enlaces Dobles y Aldehídos

• Prueba de Baeyer (KMnO₄): Positivo en presencia de doble enlace. El permanganato de potasio se decolora y forma un precipitado café.
• Reactivo de Tollens (AgNO₃ + NaOH + NH₃): Positivo para aldehídos, forma un espejo de plata.
• Dicromato de Potasio (K₂Cr₂O₇/H⁺) muy rápido: Reacciona con alcoholes, en particular con ácidos carboxílicos, cambiando de naranja a verde.

Ejemplo: Un butilo con grupo ácido carboxílico, grupo OH terminal y doble enlace en posición 2.

Efectos Electrónicos en Moléculas Orgánicas

Efecto de Resonancia (Mesomérico)

• Grupos Atractores de Electrones por Resonancia: Aldehído, ácido carboxílico, nitrilo, ésteres, amidas.
• Grupos Donadores de Electrones por Resonancia: Halógenos, alcohol, éter.

Efecto Inductivo

• Grupos Aceptores de Electrones por Efecto Inductivo (Aumentan la Acidez): Halógenos, alcoholes, éteres, ésteres, amidas, carboxílicos, aldehídos, cetonas, carbonilos, ciano, sales, nitro.
• Grupos Donadores de Electrones por Efecto Inductivo (Disminuyen la Acidez): Hidrógeno (H), grupos alquilo, aniones (O⁻, -COO⁻).

Acidez y Basicidad en Química Orgánica

• Base Conjugada Estable = Mayor Acidez.
• Carga Negativa Más Disponible: Base conjugada inestable = Ácido débil = pKa alto.
• Carga Negativa Menos Disponible: Base conjugada fuerte = Ácido fuerte = pKa bajo.
• Proximidad de Grupos:
  • Más cercano un grupo atractor = Más ácido.
  • Más cercano un grupo donador = Menos ácido.

Influencia del Efecto Mesomérico en Acidez

• A mayor resonancia, más estable.
• Posiciones orto y para son más ácidas que meta.

Basicidad y su Relación con pKb

• Carga Negativa Más Disponible: Base fuerte = pKb bajo.
• Carga Negativa Menos Disponible: Base débil = pKb alto.
• Efecto Inductivo en Basicidad: Opuesto al efecto en acidez.
• Efecto Mesomérico en Basicidad: Grupos aceptores disminuyen la basicidad.

Estereoquímica y Conformación Molecular

Proyecciones Moleculares

• Tipos de Proyecciones: Caballete, Cuñas, Newman, Fischer.
• Proyecciones para Ciclos: Cuñas, Caballete, Haworth.

Grupos Voluminosos y Estabilidad

• Orden de Voluminosidad (de mayor a menor): Yodo, Bromo, Cloro, Flúor, CH₃, NH₂, OH.

Isomería Conformacional

• El carbono de atrás rota cada 60° a la derecha (en proyecciones de Newman).

Ciclohexano: Conformaciones y Estabilidad

• Configuraciones: Tipo silla y tipo bote.
• Estabilidad: El grupo más voluminoso en posición ecuatorial es más estable. Siempre y cuando el grupo más voluminoso también esté en ecuatorial.

Configuración E/Z (Cahn-Ingold-Prelog - CIP)

• E = CONTRARIOS: Grupos de mayor prioridad en lados opuestos del doble enlace.
• Z = AL MISMO LADO: Grupos de mayor prioridad en el mismo lado del doble enlace.

Prioridad de Grupos por Peso Atómico (CIP)

• Orden (de mayor a menor): Yodo, Bromo, Cloro, Azufre, Fósforo, Flúor, Oxígeno, Nitrógeno, Carbono, Hidrógeno.

Actividad Óptica

(Concepto introducido, sin detalles adicionales en el texto original).