Ácidos Carboxílicos e Nitrilas - Nomenclatura e Propriedades em Química Orgânica

Ácidos carboxílicos e nitrilas Nomenclatura e Propriedades QUI02015 Química Orgânica IIB 20241 Turma D Professor Adriano Lisboa Monteiro Um ácido carboxílico Um cloreto de ácido Um éster Uma amida Um tioéster Ácido acéticos 13 milhões de tonano 20 oxidação do acetaldeído e 80 carbonilação do metanol C O OH C O OH O O CH3 Ibuprofeno Ácido acetilsalicílico Nomenclatura de ácidos carboxílicos Os ácidos carboxílicos simples derivados de alcanos de cadeia aberta são sistematicamente nomeados substituindose a terminação o do nome do alcano correspondente por oico precedido da palavra ácido O átomo do carbono da carboxila é numerado como C1 Compostos que têm um grupo CO2H ligado a um anel são nomeados utilizando se inicialmente o termo ácido e o sufixo carboxílico O carbono do CO2H é ligado ao C1 e não é numerado nesse sistema Como um substituinte o grupo CO2H é chamado de grupo carboxila Estrutura Nome Grupo acila HCO2H Fórmico Formila CH3CO2H Acético Acetila CH3CH2CO2H Propiônico Propionila CH3CH2CH2CO2H Butírico Butirila HO2CCO2H Oxálico Oxalila HO2CCH2CO2H Malônico Malonila HO2CCH2CH2CO2H Succínico Succinila HO2CCH2CH2CH2CO2H Glutárico Glutarila HO2CCH2CH2CH2CH2CO2H Adípico Adipoila H2CCHCO2H Acrílico Acriloila HO2CCHCHCO2H Maleico cis Maleoila Fumárico trans Fumaroila Estrutura Nome Grupo acila HOCH2CO2H Glicólico Glicoloila CH3CHCO2H Láctico Latoila CH3CCO2H Pirúvico Piruvoila HOCH2CHCO2H Glicérico Gliceroila HO2CCHCH2CO2H Málico Maloíla HO2CCCCH2CO2H Oxaloacético Oxaloacetila Benzoico Benzoíla Ftálico Ftaloila NITRILAS RCN Os compostos contendo o grupo funcional CN são chamados nitrilas e podem ser submetidos a uma química semelhante à dos ácidos carboxílicos As nitrilas simples de cadeia aberta são nomeadas adicionandose o sufixo nitrila ao nome do alcano com o carbono da nitrila numerado como C1 As nitrilas mais complexas também podem ser nomeadas como derivadas de ácidos carboxílicos eliminando a palavra ácido no início do nome e substituindo a terminação ico ou oico por nitrila ou carbonitrila O átomo de carbono da nitrila está ligado ao C1 mas não é numerado HO2CCH2CH2CH2CH2CO2H ácido adípico N CCH2CH2CH2CH2C N adiponitrila H2C CHCO2H ácido acrílico H2C CHC N acrilonitrila Produção de acrilonitrila aproximadamente cinco milhões de toneladasano Grande parte da produção da acrilonitrila é produzida pela amoxidação do propileno também conhecido como processo de Sohio Se um outro derivado de ácido carboxílico está presente na mesma moléula o prefixo ciano é utilizado para o grupo CN Estrutura e propriedades dos ácidos carboxílicos Os ácidos carboxílicos estão fortemente associados por causa das ligações de hidrogênio A maioria dos ácidos carboxílicos existe como dímeros cíclicos mantidos juntos por duas ligações de hidrogênio O ácido acético por exemplo possui ponto de ebulição de 1179 ºC versus 783 ºC do etanol Dímero do ácido acético A propriedade mais óbvia dos ácidos carboxílicos está implícita em seu nome os ácidos carboxílicos são ácidos R OH O NaHCO3 aq R O Na O HOH CO2 Acidez Reação de Cannizzaro 1853 Extração com funil de separação PhCH2OH PhCOOK 30 mL de água 2 x 10 mL de CH2Cl2 PhCOOK em água Fase superior Fase inferior PhCH2OH em CH2Cl2 a HCl b Filtrar c Secar d Sublimar PhCOOH 2 x 10 mL de água PhCH2OH em CH2Cl2 a Secar com MgSO4 b Filtrar c Evaporar o solvente PhCH2OH descartar fase aquosa Ka RCO2H3O RCO2H e pKa log Ka pKa 16 CH3CH2OH pKa 989 phenol pKa 476 CH3COOH pKa 7 HCl Acidez pKa 16 pKa 476 A evidência experimental para a equivalência dos dois oxigênios do carboxilato vem dos estudos cristalográficos de raios X no formiato de sódio Ambas as ligações carbonooxigênio são de 127 pm de comprimento a meio caminho entre a dupla ligação CO 120 pm e a ligação simples CO 134 pm de ácido fórmico Efeito dos substituintes na acidez Como a dissociação de um ácido carboxílico é um processo de equilíbrio qualquer fator que estabilize o ânion carboxilato em relação ao ácido carboxílico não dissociado irá deslocar o equilíbrio no sentido do aumento da dissociação resultando no aumento da acidez Efeito Indutivo pKa 476 pKa 383 pKa 023 Acidez Como os efeitos indutivos operam por meio das ligações sigma e dependem da distância o efeito da substituição por halogênio diminui à medida que o substituinte se afasta do grupo carboxila Os efeitos dos substituintes na acidez também são encontrados nos ácidos benzoicos substituídos Y NO2 CN CHO Br Cl H CH3 OCH3 OH Ka x 105 39 28 18 11 10 646 43 35 33 pKa 341 355 375 396 40 419 434 446 448 Grupos ativadores Grupos desativadores Ácido mais forte Ácido mais fraco TABELA 203 Acidez de alguns ácidos carboxílicos Estrutura Ka pKa CF3CO2H 059 023 HCO2H 177 x 104 375 HOCH2CO2H 15 x 104 384 C6H5CO2H 646 x 105 419 H2CCHCO2H 56 x 105 425 CH3CO2H 175 x 105 476 CH3CH2CO2H 134 x 105 487 CH3CH2OH etanol 1 x 1016 16 Ácido mais forte Ácido mais fraco