Química Orgánica: Grupos Funcionales, Reacciones y Nomenclatura
Grupos funcionales y nomenclatura
Ácido carboxílico: COOH → ácido -oico / carboxi
Ácido sulfónico: HSO3 → ácido -sulfónico / sulfo
Anhídrido: COOCO → anhídrido -oico
Éster: COOR → -oato de -ilo / oxicarbonil
Cloruro de acilo: COCl → cloruro de -oilo / cloroformil
Amida: CONH2 → -amida / carbamoil
Nitrilo: CN → -nitrilo / ciano
Aldehído: CHO → -al / formil
Cetona: CO → -ona / oxo
Alcohol: OH → -ol / hidroxi
Tiol: SH → -tiol / mercapto
Amina: NH2 → -amina / amino
Alqueno: C=C → -eno; Alquino: C≡C → -ino
En medio ácido el grupo nitro se protona y cambia la orientación.
Espectroscopía IR
- Aldehído: IR 2850–2750 cm⁻¹
- PF y PE: aumentan con el número de carbonos (+C), y disminuyen con la ramificación.
Criterios de reactividad
ABC: producto único; ciclo; simetría.
Orden de acidez: HSO3 > COOH > fenol > metanol > H2O > R-OH > C≡C
Mayor pKa implica menor acidez.
Reacciones de reducción e hidrogenación
- Hidrogenación: H2/Pt
- Clemmensen: Zn(Hg)/HCl
- Wolff-Kishner: NH2NH2/OH⁻
Reactivos organometálicos
- Grignard: Mg/éter
- Wurtz: Na(s)
- Corey-House: Li y luego CuI
Halogenación
Por radicales libres: Cl2/UV
Lavado de Mg: H2O (en presencia de MgCl, el D2O reemplaza por D)
Sustitución con yoduro: NaI / acetona / reflujo
Alquenos
- Deshidrohalogenación: KOH / etanol
- Deshidratación de alcoholes: H2SO4 (conc.), temperatura
- Hidrogenación de alquinos: Lindlar (cis); Rosenmund (trans) con Na/NH3 (líq.)
- Hidrohalogenación: Markovnikov con HBr (T) o HBr (peróxidos, anti-Markovnikov)
- Hidratación: H2SO4 diluido, temperatura
- Halohidrinas: Br2/H2O (anti) o + estereoquímica de Br
- Bromación alílica o bencílica: NBS
- Ozonólisis: oxidativa con ácido acético; reductiva con dimetilsulfuro
- Oximercuración-desmercuración: 1) Hg(OAc)2, H2O; 2) NaBH4 (anti)
- Hidroboración: (BH3)2 / H2O2, OH⁻ (syn)
- Adición de halógenos: Br2 / CCl4 (trans)
- Formación de glicoles: syn con KMnO4 (diluido, frío, pH básico) u OsO4 con piridina; anti con peroxiácidos (MCPBA)
- Deshidrohalogenación: KOH (ac.) / calor
Alquinos
Orden de acidez: H2O > ROH > HC≡CH > NH3 > CH2=CH2 > CH3-CH3
Orden de basicidad: OH⁻ > RO⁻ > HC≡C⁻ > NH2⁻ > CH2=CH⁻ > CH3CH2⁻
Los alquinos terminales forman sales insolubles con Ag y Cu, que sirven para identificación analítica.
- Ruptura oxidativa: ozonólisis (2 ácidos) y KMnO4 (1 ácido + CO2)
- Hidroboración: R2BH / H2O2, OH⁻ → aldehído
- Hidratación con 9-BBN: 9-BBN / H2O2, OH⁻; equivalente a H2SO4 / Hg²⁺
Estereoquímica y anillos
Estabilidad: silla > bote torcido > bote > semisilla
Pseudoácidos: HCl (30%) abre el anillo
- H2/Ni: descicla
- H2SO4: metilo, OH⁻, esquina descicla
- Br2/FeBr3: 2 Br, ruptura
- Cl2/UV: sin romper el ciclo; no transforma 1 Cl
Aromáticos
Formación de fenoles: a partir de sulfonación con NaOH / 300 ºC y H3O⁺
Alquilación: no ocurre cuando hay grupos desactivantes; los grupos que están fuertemente desactivados no pueden alquilarse.
Acilación: COCl con AlCl3 (no ocurre con anillos fuertemente desactivados)
Nitración: NO2 y reducción con Fe/Sn/HCl
Diazotación: NaNO2 / HCl (0–5 ºC), luego H2O, metanol, HBF4 (metanol-F), CuBr (metanol-Br), KI (metanol-I), KCN (CN), H3PO2 (H)
Sandmeyer: CuCl (Cl); no con CH3-NR2
Oxidación: KMnO4 → COOH
Ciclación: AlCl3 / calor: orto-ciclación
Sulfonación: H2SO4 (humo)
Efectos de sustituyentes
Activantes: NH2 (NHR, NR2), OH
Moderadamente activantes: OCH3 (OR), NHCOR
Débilmente activantes: C6H5, CH3 (R)
Desactivantes: NO2, N⁺(CH3)3, CN, CF3, CCl3, CBr3, COOH (COOR), SO3H, CHO, COR
Desactivantes orto/para: F, Cl, Br, I
Protección de aminas
Se usa anhídrido acético / piridina para convertir NH2 en NH-C=O, CH3. Para quitar la protección: H2O / OH⁻.