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UNIVERSIDAD PRIVADA SAN JUAN BAUTISTAFACULTAD CIENCIAS DE LA SALUD ESCUELA DE MEDICINA HUMANA

QUMICA MDICA

Tema: HIDROCARBUROS Y FUNCIONES OXIGENADAS. DOCENTE: JAVIER RAMIREZ VELASQUEZ

INTEGRANTES:

GALINDO TINEO, JEAN FRANCO FRANCO, PATRICIA FLORES GAMBOA, MAX FLORES BLAS, ISAURA LOPEZ RIVERA, KIMBERLY DIAZ GALLOSO, HERALDO

HORARIO: TA GRUPO: 2 SEDE: CHORRILLOS FECHA DE ENTREGA: 16-11-2011

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INDICE

Introduccin del carbono4 Hidrocarburos propiedades, reacciones,............................................................................................................. 5

Nomenclatura de alcanos, alquenos Alquinos.............................................................................................................7-25

FUNCIONES OXIGENADAS.......................................................................................................26 Alcohol27 cidos carboxlicos...........................................................................................................31 . Aldehdos..46 cetonas..................................................................................................................47 ter.........................................................................................................................49

Anexo53

Bibliografia.

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INTRODUCCIONQumica orgnica, ciencia que estudia la estructura y propiedades de los compuestos del carbono que constituyen principalmente la materia viva, su aplicacin a la industria y al desarrollo tecnolgico. Es llamada tambin Qumica de los Compuestos del Carbono, GENERALIDADES: Antiguamente la qumica se divida en inorgnica o mineral y en orgnica, denominada as porque se encargaba del estudio de los compuestos elaborados dentro de los organismos vivientes. Para lo cual se necesitaba de una fuerza vital. En 1826 el qumico alemn Federich Wholer elaboro el primer compuesto orgnico artificialmente que fue la rea a partir de compuestos inorgnicos

Los compuestos Orgnicos estn formados por: _Elementos Organgenos: C, H, O, N. _Elementos Secundarios: F, I, P, S, Ca, Na, As, Fe, etc. Los compuestos orgnicos en solucin acuosa se ionizan muy dbilmente. Segn el nmero de elementos primordiales los compuestos orgnicos pueden ser: Binarios, Terciarios, Cuaternarios. Presentan el fenmeno de la isomera es decir la misma frmula global representa varios compuestos.

CLASIFICACION DE LA QUIMICA ORGNICA: HIDROCARBUROS: Alcanos, Alquenos y Alquinos FUNCIONES OXIGENADAS: Alcohol, ter, Aldehdo, Cetona, Ester, Ac. Carboxlico, Jabn FUNCIONES NITROGENADAS: Amina, Amida, Nitrilo, Imina, Aminocido

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HIDROCARBUROSLos hidrocarburos son compuestos de carbono e hidrgeno que, atendiendo a la naturaleza de los enlaces: Los hidrocarburos constituyen la funcin fundamental de la qumica orgnica por la cual se le llama tambin Funcin Madre o Soporte. Debido a que los dems compuestos orgnicos se consideran derivados de esta funcin. Los hidrocarburos son compuestos orgnicos binarios formados por tomos de carbono e hidrgeno , se podra decir que constituye la funcin qumica mas importante. Los hidrocarburos presentan dos tipos de reacciones: Combustin completa (exceso de oxigeno) Combustin incompleta (deficiencia de oxigeno) Pueden clasificarse de la siguiente forma:

Saturados Alifticos Insaturados Hidrocarburos Aromticos

Alcanos Alquenos Alquinos

Las reacciones de los hidrocarburos se clasifican en los siguientes tipos: a) De sustitucin: Un tomo (o un grupo) enlazado a un tomo de carbono se sustituye por otro que entra en su lugar.

Br-Br + CH4

CH3-Br + HBr

b) De eliminacin: Se caracterizan por la prdida de una molcula pequea del seno de una molcula mayor, producindose la formacin de un enlace mltiple en esta ltima.

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H Cl CH3-CH-CH2 CH3-CH=CH2 + HCl

c) De adicin: Inversas a las de eliminacin, se adiciona una molcula al doble enlace de otra, convirtindolo en uno sencillo.

H2 + CH2=CH2

CH2-CH2

Estos tipos de reacciones pueden transcurrir mediante un mecanismo homoltico o heteroltico. En la ruptura homoltica de un enlace covalente se originan unas especies muy reactivas, denominadas radicales. Su reactividad se debe a que tienen electrones desapareados. En la ruptura heteroltica, uno de los tomos conserva el par de electrones, producindose dos iones.

A: B hom olitica heterolitica

A + B

A: B A + + B- :

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ALCANOSLos alcanos son compuestos formados por carbono e hidrgeno que slo contienen enlaces simples carbono carbono. Cumplen la frmula general CnH2n+2, donde n es el nmero de carbonos de la molcula. Propiedades: Punto de ebullicin: el punto de ebullicin aumenta con el tamao del alcano porque las fuerzas intermoleculares (fuerzas de Van der Waals y de London), son ms efectivas cuando la molcula presenta mayor superficie. Es as, que los puntos de fusin y ebullicin van a aumentar a medida que se incrementa el nmero de tomos de carbono.

Punto de Ebullicin Los alcanos que se presentan a la izquierda, tienen el mismo nmero de carbonos pero sus puntos de ebullicin son distintos. Esto se debe a que la superficie efectiva de contacto entre dos molculas disminuye cuanto ms ramificadas sean stas. Las fuerzas intermoleculares son menores en los alcanos ramificados por ello tienen puntos de ebullicin ms bajos.

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Isomeros C5H12

Puntos de ebullicin

Punto de fusin: El punto de fusin tambin aumenta con el tamao del alcano por la misma razn que aumenta el punto de ebullicin. Los alcanos con nmero impar de carbonos se empaquetan en una estructura cristalina y poseen puntos de ebullicin un poco menores de lo esperados en los pares.

Punto de Fusin Densidad: a medida que aumenta el nmero de carbonos, las fuerzas intermoleculares son mayores y por lo tanto la cohesin intermolecular. Esto da como resultando un aumento de la proximidad molecular y, por tanto, de la densidad.

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Densidad del estado liquido Solubilidad: Los alcanos por ser compuestos apolares no se disuelven en agua, sino en solventes no polares como el benceno, ter y cloroformo. A temperatura ambiente es posible encontrar alcanos en diferentes estados fsicos as:

De metano a butano son gaseosos. De pentano a hexadecano son lquidos De heptadecano en adelante son slidos.

Reacciones Pirlisis. Se produce cuando se calientan alcanos a altas temperaturas en ausencia de Oxgeno. Se rompen enlaces C-C y C-H, formando radicales, que se combinan entre s formando otros alcanos de mayor nmero de C.

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Oxidacin completa (Combustin): los alcanos se oxidan en presencia de aire u oxgeno y el calor de una llama, produciendo dixido de carbono, luz no muy luminosa y calor. Ese calor emitido puede ser calculado y se denomina calor de combustin.

Halogenacin: Los alcanos reaccionan con los halgenos, en presencia de luz solar o ultravioleta desde 250C hasta 400 C, produciendo derivados halogenados al sustituir uno o ms hidrgenos por tomos del halgeno.

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Nitracin Los alcanos pueden reaccionar a alta temperatura con los vapores del cido ntrico, producto de la reaccin, un hidrgeno de la cadena queda sustituido por el grupo -NO2, generndose una clase de compuestos conocidos como nitroalcanos. La reaccin general es la siguiente: R-H + HO-NO2 450C ---------------> R-NO2 + H-OH Nitroalcano

Nomenclatura Alcanos Linelaes

El nombre general de estos compuestos es alcano; el sufijo es la terminacin: ano. El nombre de los alcanos lineales ms comunes se indica en la siguiente tabla. Nombres IUPAC de los alcanos lineales ms comunes. Cn Nombre 1 metano 2 etano 3 propano 4 butano 5 pentano 6 hexano Cn Nombre 7 heptano 8 octano 9 nonano 10 decano 11 undecano 12 dodecano Cn Nombre 13 tridecano 20 icosano 21 henicosano 22 docosano 23 tricosano 30 triacontano

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Alcanos ramificados1. para el siguiente compuesto el nombre base es heptano, ya que la cadena continua ms larga tiene siete tomos de carbono. La cadena continua ms larga no necesariamente debe ser parte de la molcula escrita en forma horizontal)

2. Se escoge la cadena con el mayor nmero de tomos de carbono unidos de forma continua. El nombre del alcano de cadena continua de la molcula que tenga el mismo nmero de tomos de carbono que hay en esta cadena ms larga, sirve como nombre base de la molcula. Si la cadena bsica del compuesto se enumera como se indica, habr sustituyentes en los C3 y C4. Si se hubiera comenzado la numeracin por el otro extremo de la cadena, los sustituyentes hubieran quedado en C4 y C5. Un sustituyente es un tomo o grupo de tomos distintos de hidrgeno y se encuentra unido a un carbono de la cadena ms larga. Un sustituyente es un tomo o grupo de tomo, distintos del hidrgeno, y se encuentran unidos a un carbono de la cadena ms larga. 3. Numrese los tomos de carbono de esta cadena continua. La numeracin debe comenzar por el extremo que d los nmeros menores para los tomos que llevan sustituyentes. La presencia de un grupo metilo (CH3-) sobre C3 se indica as: 3-metil y la presencia del grupo etilo (CH3-CH2-) sobre C4 se indica as: 4-etil (la nomenclatura para los grupos sustituyentes formados a partir de los alcanos, los llamamos grupos alquilos) 4. Cada sustituyente se nombra indicando su posicin mediante un nmero que corresponde al tomo de carbono al cual se encuentra unido.

5. El nombre del compuesto se escribe en una sola palabra. Los nombres se separan de los nmeros mediante guiones y los nmeros entre si mediante

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comas. Los nombres del sustituyente se agregan como prefijos al nombre bsico.

De acuerdo con estas reglas, el nombre del compuesto es: 4-etil-3-metilpentano. Si en una misma molcula se encuentra presente el mismo sustituyente dos o ms veces, el nmero de sustituyentes iguales se indica mediante los prefijos di, tri, tetra, penta, etc. unidos al nombre del sustituyente. La posicin de cada sustituyente se indica mediante un nmero y varios nmeros se separan mediante comas.

2,3 dimetilbutano 3,3 dietil metilhexano

5, 5,6 tricloro - 4,4 dietil 2,3 dimetiloctano Cada sustituyente debe tener un nombre y un nmero para localizarlo.

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ALQUENOSLos alquenos u olefinas son hidrocarburos insaturados que tienen uno o varios dobles enlaces carbono-carbono en su molcula. Se puede decir que un alqueno no es ms que un alcano que ha perdido dos tomos de hidrgeno produciendo como resultado un enlace doble entre dos carbonos. Propiedades: las propiedades fsicas de los alquenos son semejantes a la de los alcanos. Al igual que los alcanos pueden encontrarse compuestos en estado gaseoso como el eteno, 1-buteno y sus ismeros son gaseosos. A partir de 5 carbonos los compuestos son lquidos. Polaridad de la molcula

Cis-2- butano.Momento bipolar neto

Trans-2-buteno Momento bipolar nulo

La polaridad de la molcula depende de la estereoqumica del alqueno. En los ismeros geomtricos, el ismero Cis, por ser ms polar y acomodarse ms perfectamente en el retculo cristalino, generalmente presenta punto de ebullicin ms elevado y punto de fusin menor que el ismero Trans.

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REACCIONESHidrogenacin de alquenos Los alquenos se hidrogenan en presencia de un catalizador (Pt, Pd), transformndose en alcanos. Es una reaccin estereoespecfica SIN, los dos hidrgenos entran por la misma cara del alqueno. La hidrogenacin se produce por la cara menos impedida de la molcula generando un estereoismero mayoritario. Hidratacin y halogenacin de alquenos El doble enlace de los alquenos ataca a electrfilos como el protn, halgenos polarizados y sales de mercurio formndose un carbocatin que es atacado por los nuclefilos del medio. Alternativamente tambin se puede formar un in cclico que se abre por ataque del nuclefilo al carbono ms sustituido. Hidroboracin Los alquenos reaccionan con borano seguido de oxidacin con agua oxigenada para formar alcoholes antimarkovnikov. Es una reaccin estereoespecfica SIN el boro y el hidrgeno entran por la misma cara del alqueno.

Oxidacin con MCPBA Los cidos peroxicarboxlicos transfieren un tomo de oxgeno al alqueno formando oxaciclopropanos. En molculas con varios dobles enlaces, el uso de un equivalente de MCPBA permite realizar la reaccin sobre el alqueno ms sustituido de forma especfica. Formacin de dioles SIN El permanganato y el tetraxido de osmio reaccionan con los alquenos para formar dioles sin. Aunque el rendimiento del OsO 4 es muy bueno, tiene la desventaja de ser muy txico. Ruptura oxidativa con ozono La ozonolisis rompe los dobles enlaces generando aldehdos y cetonas. Emplea como reactivo ozono, seguido de reduccin con Zn en cido actico. Reacciones radicalarias de alquenos

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Las reacciones radicalarias HBr/ROOR permiten colocar un bromo en el carbono menos sustituido del alqueno (Antimarkovnikov) Polimerizacin de alquenos Es la reaccin ms importante desde el punto de vista industrial. As la polimerizacin del etileno (eteno), da lugar al polietileno, empleado en la fabricacin de bolsas de plstico. La polimerizacin de propeno (propileno), produce polipropileno. El tefln se obtiene por polimerizacin del tetrafluoroeteno.

NOMENCLATURALos alquenos se nombran reemplazando la terminacin -ano del correspondiente alcano por -eno. Los alquenos ms simples son el eteno y el propeno, tambin llamados etileno y propileno a nivel industrial. Regla 1.- Se elige como cadena principal la de mayor longitud que contenga el doble enlace. La numeracin comienza en el extremo que otorga al doble enlace el menor localizador.

Regla 2.- El nombre de los sustituyentes precede al de la cadena principal y se acompaa de un localizador que indica su posicin en la molcula. La molcula se numera de modo que el doble enlace tome el localizador ms bajo.

Regla 3.- Cuando hay varios sustituyentes se ordenan alfabticamente y se acompaan de sus respectivos localizadores

Regla 4.- Cuando el doble enlace est a la misma distancia de ambos extremos,Pgina 16

se numera para que los sustituyentes tomen los menores localizadores.

Regla 5.- En compuestos cclicos resulta innecesario indicar la posicin del doble enlace, puesto que siempre se encuentra entre las posiciones 1 y 2.

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ALQUINOSLos alquinos son hidrocarburos son alifticos que poseen por lo menos un triple enlace entre dos tomos de carbono, Tienen la frmula general: CnH2n-2 donde n= 2, 3..

Los alquinos ms simples son el etino o acetileno y el propino: CH CH Acetileno CH3-CCH propino

Del nombre comn de acetileno que se da al trmino menor, se deriva la denominacin de hidrocarburos acetilnicos que se da a los alquinos en general.

a.- NOMENCLATURA DE LOS ALQUINOS El nombre de los compuestos que contienen enlaces C C terminan en INO. De nuevo, el nombre del compuesto base est determinado por el nmero de tomos de carbono en la cadena ms larga (vea tabla 1). En general la nomenclatura de los alquinos sigue las mismas reglas IUPAC dado a los alquenos, los nombres de los alquinos indican la posicin del triple enlace carbono- carbono. Por ejemplo: CH3-CCH Propino CH3-CH2-CCH 1- butino

Tambin se pueden nombrar a los alquinos como derivados del acetileno: CH3-CCH Metilacetileno CH3-CH2-CCH etilacetileno

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Para que den nombre a los hidrocarburos del tipo alquino se siguen ciertas reglas: 1. Se toma como cadena principal la cadena continua ms larga que contenga el o los triples enlaces. 2. La cadena se numera de forma que los tomos del carbono del triple enlace tengan los nmeros ms bajos posibles. 3. Dicha cadena principal se nombra con la terminacin -ino, especificando el nmero de tomos de carbono de dicha cadena con un prefijo (et- dos, prop- tres, but- cuatro; pent-; hex-; etc). Ej.: propino, CH3-C CH.

4. En caso necesario, la posicin del triple enlace se indica mediante el menor nmero que le corresponde a uno de los tomos de carbono del enlace triple. Dicho nmero se sita antes de la terminacin -ino. Ej.: CH3-CH2CH2-CH2-C C-CH3, hept-2-ino. C-C C-C C-C CH. 5. Si hay varios triples enlaces, se indica con los prefijos di, tri, tetra... Ej.: octa-1,3,5,7-tetraino, HC

6. Si existen dobles y triples enlaces, se da el nmero ms bajo al doble enlace. Ej.: pent-2-en-4-ino, CH3-CH=CH-C CH

7. Los sustituyentes tales como tomos de halgeno o grupos alquilo se indican mediante su nombre y un nmero, de la misma forma que para el caso de los alcanos. Ej.: 3-cloropropino, HC ino, CH3-C(CH3)-C C-C(CH3)-CH3. C-CH2Cl; 2,5-dimetilhex-3-

En caso de presentarse un doble y un triple enlace en la misma molecula, se da preferencia en la numeracin al doble enlace, y luego al triple: CHC-CH=CH2 1-buteno-3-ino

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b.- ISMEROS DE POSICIN El triple enlace puede presentar distintas localizaciones en la molcula, originando varios ismeros de posicin, por ejemplo: CH3-CH2C-CH 2-butino CH3-CH2-CCH 1- butino

c.- POLIALQUINOS: Cuando en la molcula se presentan 2 3 triples enlaces se da lugar a los polialquinos. Para nombrarlos, se entre pone la preposicin di o tri,

respectivamente, antes del sufijo ino. Por ejemplo: CHC-CCH Butadiino

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Tabla 1 C 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Nombre Metano Etano Propano n-Butano n-Pentano n-Hexano n-Heptano n-Octano n-Nonano n-Decano n-Undecano n-Dodecano Frmula CH4 C2H6 C3H8 C4H10 C5H12 C6H14 C7H16 C8H18 C9H20 C10H22 C11H24 C12H26

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d.- PROPIEDADES FSICAS Son insolubles en agua, pero bastante solubles en disolventes orgnicos usuales y de baja polaridad: ligrona, ter, benceno, tetracloruro de carbono. Son menos densos que el agua y sus puntos de ebullicin muestran el aumento usual con el incremento del nmero de carbonos y el efecto habitual de ramificacin de las cadenas. Los puntos de ebullicin son casi los mismos que para los alcanos o alquenos con el mismo esqueleto carbonado. Los tres primeros trminos son gases; los dems son lquidos o slidos. A medida que aumenta el peso molecular aumentan la densidad, el punto de fusin y el punto de ebullicin. Los acetilenos son compuestos de baja polaridad, por lo cual sus propiedades fsicas son muy semejantes a la de los alquenos y alcanos. e.- PROPIEDADES QUMICAS Las reacciones ms frecuentes son las de adicin: de hidrgeno, halgeno, agua, etc. En estas reacciones se rompe el triple enlace y se forman enlaces de menor polaridad: dobles o sencillos. Hidrogenacin de alquinos Los alquinos pueden ser hidrogenados para dar los correspondientes cis-alquenos (doble enlace) tratndolos con hidrgeno en presencia de un catalizador de paladio sobre sulfato de bario o sobre carbonato de calcio (catalizador Lindlar) parcialmente envenenado con xido de plomo. Si se utiliza paladio sobre carbn activo el producto obtenido suele ser el alcano correspondiente (enlace sencillo). HCCH + H2 CH2=CH2 + H2 CH3-CH3

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Aunque la densidad de electrones y con esto de carga negativa en el triple enlace es elevada pueden ser atacados por nuclefilos. La razn se encuentra en la relativa estabilidad del anin de vinilo formado. Frente al sodio o el litio en amonaco lquido, se hidrogena produciendo transalquenos.1 CH3-CC-CH3 + 2 Na + 2 NH3 CH3-CH=CH-CH3 (trans) + 2 NaNHH2

HALOGENACIN, HIDROHALOGENACIN E HIDRATACIN DE ALQUINOS As como les ocurre a los alquenos, los alquinos participan en otras reacciones de adicin: HALOGENACIN: Dependiendo de las condiciones y de la cantidad aadida de halgeno (flor, F 2; cloro, Cl2; bromo, Br2...), se puede obtener derivados halogenados del alqueno o del alcano correspondiente. HCCH + Br2 HCBr=CHBr HCCH + 2 Br2 HCBr2-CHBr2

HIDROHALOGENACIN, HIDRATACIN, ETC. El triple enlace tambin puede adicionar halogenuros de hidrgeno, agua, alcohol, etc., con formacin de enlaces dobles o sencillos. En general se sigue la regla de Markovnikov. HCCH + H-X CH2=CHX donde X = F, Cl, Br... HCCH + H2O CHOH=CH2

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Acidez del hidrgeno terminal En algunas reacciones (frente a bases fuertes, como amiduro de sodio Na-NH2 en amoniaco NH3) actan como cidos dbiles pues el hidrgeno terminal presenta cierta acidez. Se forman acetiluros (base conjugada del alquino)que son buenos nuclefilos y dan mecanismos de sustitucin nuclefila con los reactivos adecuados.2 Esto permite obtener otros alquinos de cadena ms larga. HCCH + Na-NH2 HCC:- Na+ HCC:- Na+ + Br-CH3 HCC-CH3 + NaBr En este caso el acetiluro de sodio formado ha reaccionado con bromometano con formacin de propino. f.- APLICACIONES La mayor parte de los alquinos se fabrica en forma de acetileno. A su vez, una buena parte del acetileno se utiliza como combustible en la soldadura a gas debido a las elevadas temperaturas alcanzadas. En la industria qumica los alquinos son importantes productos de partida por ejemplo en la sntesis del PVC (adicin de HCl) de caucho artificial etc. El grupo alquino est presente en algunos frmacos citostticos. Los polmeros generados a partir de los alquinos, los polialquinos, son semiconductores orgnicos y pueden ser dotados parecido al silicio aunque se trata de materiales flexibles. g.- ANALTICA Los alquinos decolorean una solucin cida de permanganato de potasio y el agua de bromo. Si se trata de alquinos terminales (con el triple enlace a uno de los carbonos finales de la molcula) forman sales con soluciones amoniacales de

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plata o de cobre. (Estas sales son explosivas) La mayor parte de los alquinos se fabrica en forma de acetileno. A su vez, una buena parte del acetileno se utiliza como combustible en la soldadura a gas debido a las elevadas temperaturas alcanzadas. h.- ESTRUCTURA ELECTRNICA El triple enlace entre los carbonos es formado por dos orbitales sp y cuatro orbitales p. Los enlaces hacia el resto de la molcula se realizan a travs de los orbitales sp restantes. La distancia entre los dos tomos de carbono es de tpicamente de 120 pm. La geometra de los carbonos del triple enlace y sus sustituyentes es lineal.

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FUNCIONES OXIGENADASLas funciones oxigenadas son las que contienen, adems de tomos de carbono y de hidrgeno, tomos de oxgeno. Los compuestos orgnicos oxigenados estn ampliamente distribuidos en la naturaleza, siendo de gran importancia biolgica y de mltiples aplicaciones industriales. El tomo de oxgeno tiene 8 electrones, ubicados 2 en el primer nivel y 6 en el segundo, en forma que se muestra en el siguiente esquema:

__ 1S

___ 2S

____ 2p

___ 2p

____ 2p

Distribucin de electrones en el oxigeno

Como se puede apreciar, existe 2 orbitales desapareados, lo que indica que el tomo es divalente, es decir que puede aceptar 2 electrones en sus orbitales p, para formar 2 enlaces covalentes, compartindolos con los electrones que ya posee. Por lo tanto, en sus combinaciones con el carbono para formar sustancias orgnicas, puede unirse por un solo enlace carbono- oxgeno, quedndole al oxgeno todava una valencia libre para combinarse con otro elemento (que podra ser otro carbono), o puede unirse con un doble enlace carbono- oxgeno, de modo que el oxgeno ya satur sus 2 valencias y no puede, por ello, unirse a otro tomo. De acuerdo a esto podemos encontrar diversas funciones orgnicas oxigenadas, cuyas estructuras bsicas se indican a continuacin. Los ms importantes se clasifican en alcoholes, teres, aldehdos, cetonas, cidos carboxlicos y esteres.

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ALCOHOLESLos alcoholes son los derivados hidroxilados de los hidrocarburos, al sustituirse en estos los {tomos de hidrogeno por grupos OH. segn el nmero de grupos OH en la molcula, unido cada uno a ellos a distinto tomo de carbono, se tienen alcoholes mono, di, tri y polivalentes. los alcoholes alifticos monovalentes son los ms importantes y se llaman primarios, secundarios y terciarios, segn el grupo OH se encuentre en un carbono primario, secundario o terciario:

NOMENCLATURA Segn la naturaleza del C al cual est ligado el OH, se pueden clasificar en primarios, secundarios o terciarios Los alcoholes se designan siguiendo las reglas de la UIQPA. Se consideran como derivados de los alcanos en los cuales se sustituye o por ol o se les designa con le nombre comn, anteponiendo al nombre del grupo alqulico la palabra alcohol Ejemplos:

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SINTESIS DE LOS ALCOHOLES METODO DE OBTENCIO Por hidrogenacin o reduccin de los carbonos carbonilos de aldehdos, cetonas, steres, cidos

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POR EL METDO DEL REACTIVO DE GRIGNARD Alcoholes primarios. Grinard combinado con metanal o formaldehido

Alcoholes secundarios: Grinard acondicionado a un aldehido diferente del metanal

Alcoholes Terciarios: Grinard mas una cetona

METODOS INDUSTRIALES PARA LA OBTENCIN DE ALCOHOLES Metanol: Hidrogenacin cataltica del monxido de carbono Alcohol etlico: Fermentacin (catalizadores protenicos de los azcares por accin enzimtica

Algunos alcoholes superiores n-butlico, n-amlico (pentilico), isobutlico, isoamlico se obtienen ya por fermentacin, ya sintticamente . Alcoholes conms de 10 carbonos se obtienen por reduccin de los steres de cidos grasos

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ACIDOS CARBOXLICOS Nomenclatura - Acidos Carboxlicos La IUPAC nombra los cidos carboxlicos reemplazando la terminacin -ano del alcano con igual nmero de carbonos por -oico.

Cuando el cido tiene sustituyentes, se numera la cadena de mayor longitud dando el localizador ms bajo al carbono del grupo cido. Los cidos carboxlicos son prioritarios frente a otros grupos, que pasan a nombrarse como sustituyentes.

Los cidos carboxlicos tambin son prioritarios frente a alquenos y alquinos. Molculas con dos grupos cido se nombran con la terminacin -dioico.

Cuando el grupo cido va unido a un anillo, se toma el ciclo como cadena principal y se termina en -carboxlico.

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Propiedades fsicas de los cidos Carboxlicos Los cidos carboxlicos son molculas con geometra trigonal plana. Presentan hidrgeno cido en el grupo hidroxilo y se comportan como bases sobre el oxgeno carbonlico.

Los puntos de fusin y ebullicin son elevados ya que forman dmeros, debido a los enlaces por puentes de hidrgeno.

Sntesis de cidos Carboxlicos Los cidos carboxlicos pueden prepararse utilizando los siguientes mtodos: Oxidacin de alquilbencenos: Los cidos carboxlicos pueden obtenerse a partir de bencenos sustituidos con grupos alquilo por oxidacin con permanganato de potasio o dicromato de sodio.

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Oxidacin de alcoholes primarios: Los cidos carboxlicos pueden obtenerse por oxidacin de alcoholes primarios. Como reactivos puede utilizarse el oxidante de Jones, permanganato de potasio, dicromato de sodio......

Oxidacin de alquenos: La ruptura oxidativa de alquenos con oxidantes como permanganto de potasio o dicromato en medios cidos genera cidos carboxlicos cuando el alqueno tenga un hidrgeno sobre el carbono sp 2. En ausencia de hidrgeno se forman cetonas, y los alquenos terminales producen dixido de carbono.

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Organometlicos con CO2: Los reactivos de Grignard (organometlicos de magnesio) reaccionan con dixido de carbono para formar las sles de los cidos carboxlicos. Una hidrlisis cida posterior permite la conversin de estas sales en el correspondiente cido

Hidrlisis de nitrilos: Los haloalcanos primarios y secundarios reaccionan con cianuro de sodio mediante mecanismos de tipos SN2 para formar nitrilos. La hidrlisis posterior del nitrilo rinde cidos carbxlicos. Deben emplearse haloalcanos con un carbono menos que el cido que se desea obtener.

La hidrlisis del nitrilo puede realizase en medio bsico, generando un carboxilato que se protona en una etapa de acidulacin final.

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Sntesis de haluros de alcanoilo a partir de cidos carboxlicos Los haluros de alcanoilo se obtienen por reaccin de cidos carboxlicos con PBr3 . Tambin se puede emplear SOCl2 . As, el cido etanoico [1] se transforma en bromuro de etanoilo [2] por reaccin con tribromuro de fsforo. El cido etanoico por reaccin con cloruro de tionilo forma el compuesto[3]

El mecanismo de la reaccin consiste en el ataque nuclefilo del cido carboxlico sobre el fsforo o azufre del reactivo, producindose un mecanismo de adicineliminacin que conduce al haluro de alcanoilo.

Este mecanismo se repite tres veces sustituyndose todos los bromos del tribromuro de fsforo por grupos hidroxi. El cloruro de tionilo tiene un mecanimo anlogo al del tribromuro de fsforo, convirtiendo los cidos carboxlicos en cloruros de alcanoilo. Los subproductos formados en esta reaccin son dixido de azufre y cloruro de hidrgeno.

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Sntesis de Anhdridos a partir de Acidos Carboxlicos Los anhidridos se obtienen por condensacin de cidos carboxlicos con prdida de agua. La reaccin requiere fuerte calefaccin y tiempo de reaccin largo.

El calentamiento del cido butanodioico [1] produce anhdrido butanodioico (anhdrido succnico) [2]. Este tipo de ciclacin requiere anillos de 5 o 6 miembros. La obtencin de anhdridos puede realizarse por reaccin de haluros de alcanolo y cidos carboxlicos. En este caso se requieren condiciones ms suaves por la importante reactividad del haluro de alcanolo.

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El mecanismo de esta reaccin comienza con el ataque del oxgeno del grupo carboxlico sobre el carbono del haluro de alcanolo, producindose la eliminacin de cloro en una segunda etapa. El paso lento del mecanismo es el ataque nuclefilo y puede favorecerse desprotonado previamente el cido carboxlico.

El carboxilato y el haluro de alcanolo reaccionan a temperatura ambiente para formar el anhdrido. El mecanismo de la reaccin transcurre con las siguientes etapas: Etapa 1. Adicin del carboxilato al haluro

Etapa 2. Eliminacin de cloruro.

Sntesis de steres a partir de cidos carboxlicos - Esterificacin Los steres se obtienen por reaccin de cidos carboxlicos y alcoholes en presencia de cidos minerales. La reaccin se realiza en exceso de alcohol para desplazar los equilibrios a la derecha. La presencia de agua es perjudicial puesto que hidroliza el ster formado.

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La reaccin que prepara steres a partir de cidos carboxlicos recibe el nombre de esterificacin y tiene el siguiente mecanismo:

Etapa 1. Protonacin del grupo carboxilo

Etapa 2. Ataque nuclefio del metanol al carbono del grupo carboxilo (Adicin)

Etapa 3. Eliminacin de agua

Otro mtodo de sntesis consiste en una sustitucin nuclefila, utilizando como nuclefilo el ion carboxilato

Esta reaccin funciona bien con sustratos primarios y secundarios.

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Sntesis de amidas a partir de cidos carboxlicos Las amidas se forman por reaccin de cidos carboxlicos con amoniaco, aminas primarias y secundarias. La reaccin se realiza bajo calefaccin. A temperaturas bajas las aminas reaccionan con los cidos carboxlicos como bases y no como nuclefilos.

Esta reaccin cido-base se desfavorece al calentar, predominando en estas condiciones el ataque nuclefilo que formar la amida.

El mecanismo de la reaccin transcurre en los etapas siguientes: Etapa 1. Adicin del amoniaco al grupo carboxlico

Etapa 2. Equlibrio cido-base para transformar el -OH en buen grupo saliente

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Etapa 3. Eliminacin de agua

Reaccin de cidos carboxlicos con organometlicos Los cidos carboxlicos reaccionan con dos equivalentes de organolticos seguido de hidrlisis acuosa para formar cetonas.

La reaccin requiere dos equivalentes de organoltico, el primero desprotona el grupo cido, mientras que el segundo equivalente se adiciona como nuclefilo al grupo carboxlico. El mecanismo de la reaccin transcurre con las siguientes etapas: Etapa 1. Desprotonacin del cido carboxlico

Etapa 2. Ataque nuclefilo del organometlico al grupo carboxlicoPgina 40

Etapa 3. Formacin del hidrato por hidrlisis de la sal

Etapa 4. Conversin del hidrato en cetona por prdida de agua.

Reduccin de cidos carboxlicos a alcoholes El hidruro de litio y aluminio reduce cidos carboxlicos a alcoholes.

Un posible mecanismo para esta reduccin es el siguiente: Etapa 1. Desprotonacin del cido carboxlico

Etapa 2. Ataque nuclefilo del hidruro

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Etapa 3. Desplazamiento del oxgeno con el ion hidruro

Etapa 4. Hidrlisis

Formacin de enolatos de cidos carboxlicos empleando bases fuertes como LDA

El primer equivalente de LDA arranca el hidrgeno del grupo hidroxilo (pKa = 4,7), formando el carboxilato. El segundo formndose el enolato de cido. Se emplea un disolvente muy polar (HMPA) para estabilizar el enolato. Los enolatos de cido son buenos nuclefilos y atacan a travs del carbono a una importante variedad de electrfilos (haloalcanos primarios, epxidos, aldehdos, cetonas...)

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Otros ejemplos sobre la reactividad de los enolatos de cido

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Reaccin de Hell - Volhard - ZelinskyLa reaccin de Hell - Volhard - Zelinsky permite halogenar la posicin a de los cidos carboxlicos. Como reactivo se emplea bromo catalizado por fsforo. El fsforo en presencia de bromo genera tribromuro de fsforo que es en realidad el compuesto que acta de catalizador.

El mecanismo de Hell - Volhard - Zelinsky transcurre en cuatro etapas Etapa 1. Formacin del bromuro de alcanolo

Etapa 2. Enolizacin del haluro de alcanolo

Etapa 3.

Etapa 4. Intercambio

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Reaccin de Hunsdiecker La reaccin de Hunsdiecker permite preparar bromoalcanos a partir de cidos carboxlicos. En esta reaccin se trata el cido con nitrato de plata en medio bsico, formndose el carboxilato de plata. En una etapa posterior se produce la descarboxilacin del carboxilato por tratamiento con bromo disuelto en tetracloruro de carbono.

Obsrvese que Hunsdiecker prepara haloalcanos con un carbono menos que el cido de partida. Este carbono se pierde en forma de dixido de carbono, en la segunda etapa de la reaccin.

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ALDEHIDOProviene del latin: alcohol dehydrogenatum (alcohol deshidrogenado) Los aldehdos son compuestos orgnicos caracterizados por poseer el grupo funcional -CHO. Se denominan como los alcoholes correspondientes, cambiando la terminacin ol por -al :Es decir, el grupo carbonilo H-C=O est unido a un solo radical orgnico. Se pueden obtener a partir de la oxidacin suave de los alcoholes primarios. Esto se puede llevar a cabo calentando el alcohol en una disolucin cida de dicromato de potasio (tambin hay otros mtodos en los que se emplea Cr en el estado de oxidacin +6). El dicromato se reduce a Cr3+ (de color verde). Tambin mediante la oxidacin de Swern, en la que se emplea sulfxido de dimetilo, (Me)2SO, dicloruro de oxalilo, (CO)2Cl2, y una base. Esquemticamente el proceso de oxidacin es el siguiente:

USOS: Los usos principales de los aldehdos son:

La fabricacin de resinas Plsticos Solventes Pinturas Perfumes Esencias

Propiedades qumicas: Se comportan como reductor, por oxidacin el aldehdo da cidos con igual nmero de tomos de carbono. La reaccin tpica de los aldehdos y las cetonas es la adicin nucleoflicaPgina 46

CETONAEs un compuesto orgnico caracterizado por poseer un grupo funcional carbonilo unido a dos tomos de carbono, a diferencia de un aldehdo, en donde el grupo carbonilo se encuentra unido al menos a un tomo de hidrgeno.1 Cuando el grupo funcional carbonilo es el de mayor relevancia en dicho compuesto orgnico, las cetonas se nombran agregando el sufijo -ona al hidrocarburo del cual provienen (hexano, hexanona; heptano, heptanona; etc). Tambin se puede nombrar posponiendo cetona a los radicales a los cuales est unido (por ejemplo: metilfenil cetona). Cuando el grupo carbonilo no es el grupo prioritario, se utiliza el prefijo oxo- (ejemplo: 2-oxopropanal). El grupo funcional carbonilo consiste en un tomo de carbono unido con un doble enlacecovalente a un tomo de oxgeno. El tener dos tomos de carbono unidos al grupo carbonilo, es lo que lo diferencia de loscidos carboxlicos, aldehdos, steres. El doble enlace con el oxgeno, es lo que lo diferencia de los alcoholes y teres. Las cetonas suelen ser menos reactivas que los aldehdos dado que los grupos alqulicos actan como dadores de electrones por efecto inductivo. CLASIFICACION: Cetonas alifticas: Resultan de la oxidacin moderada de los alcoholes secundarios. Si los radicales alquilo R son iguales la cetona se denomina simtrica, de lo contrario ser asimtrica o mixta. -Isomera Las cetonas son ismeros de los aldehdos de igual nmero de carbono. Las cetonas de ms de cuatro carbonos presentan isomera de posicin. (En casos especficos) Las cetonas presentan tautomera ceto-enlica.

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Cetonas aromticas Se destacan las quinonas, derivadas del benceno. Para nombrar los cetonas tenemos dos alternativas: El nombre del hidrocarburo del que procede terminado en -ona. Como sustituyente debe emplearse el prefijo oxo-. Citar los dos radicales que estn unidos al grupo Carbonilo por orden alfabtico y a continuacin la palabra cetona.

PROPIEDADES QUIMICAS: Al hallarse el grupo carbonilo en un carbono secundario son menos reactivas que los aldehdos. Solo pueden ser oxidadas por oxidantes fuertes como el permanganato de potasio dando como productos dos cidos con menor nmero de tomos de carbono. Por reduccin dan alcoholes secundarios. No reaccionan con el reactivo de Tollens para dar el espejo de plata como los aldehdos, lo que se utiliza para diferenciarlos. Tampoco reaccionan con los reactivos de Fehling y Schiff.

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ETEREn qumica orgnica y bioqumica, un ter es un grupo funcional del tipo R-O-R', en donde R y R' son grupos alquilo, estando el tomo de oxgeno unido y se emplean pasos intermedios: ROH + HOR' ROR' + H2O Normalmente se emplea el alcxido, RO-, del alcohol ROH, obtenido al hacer reaccionar al alcohol con una base fuerte. El alcxido puede reaccionar con algn compuesto R'X, en donde X es un buen grupo saliente, como por ejemplo yoduro o bromuro. R'X tambin se puede obtener a partir de un alcohol R'OH. RO- + R'X ROR' + XAl igual que los steres, no forman puentes de hidrgeno. Presentan una alta hidrofobicidad, y no tienden a ser hidrolizados. Los teres suelen ser utilizados como disolventes orgnicos. Suelen ser bastante estables, no reaccionan fcilmente, y es difcil que se rompa el enlace carbono-oxgeno. Normalmente se emplea, para romperlo, un cido fuerte como el cido yodhdrico, calentando, obtenindose dos halogenuros, o un alcohol y un halogenuro. Una excepcin son los oxiranos (o epxidos), en donde el ter forma parte de un ciclo de tres tomos, muy tensionado, por lo que reacciona fcilmente de distintas formas. El enlace entre el tomo de oxgeno y los dos carbonos se forma a partir de los correspondientes orbitales hbridos sp. En el tomo de oxgeno quedan dos pares de electrones no enlazantes. Los dos pares de electrones no enlazantes del oxgeno pueden interaccionar con otros tomos, actuando de esta forma los teres como ligandos, formando complejos. Un ejemplo importante es el de los teres corona, que pueden interaccionar selectivamente con cationes de elementos alcalinos o, en menor medida, alcalinotrreos.

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teres corona

Hay teres que contienen ms de un grupo funcional ter (politeres) y algunos de stos forman ciclos; estos politeres se denominan teres corona. Pueden sintetizarse de distintos tamaos y se suelen emplear como ligandos, para complejar compuestos de este tipo. Suelen servir como transporte de cationes alcalinos para que puedan atravesar las membranas celulares y de esta forma mantener las concentraciones ptimas a ambos lados. Por esta razn se pueden emplear como antibiticos, como por ejemplo, la valinomicina. Otros compuestos relacionados son los criptatos, que contienen, adems de tomos de oxgeno, tomos de nitrgeno. A los criptatos y a los teres corona se les suele denominar "ionforos".

POLITERESSe pueden formar polmeros que contengan el grupo funcional ter. Un ejemplo de formacin de estos polmeros: R-OH + n(CH2)O R-O-CH2-CH2-O-CH2-CH2-O-CH2-CH2-O-.. Los politeres ms conocidos son las resinas epoxi, que se emplean principalmente como adhesivos. Se preparan a partir de un epxido y de un dialcohol.

Una resina epoxi

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Nomenclatura

La nomenclatura de los teres segn las recomendaciones de 1993 de la IUPAC (actualmente en vigencia) especifican que estos compuestos pertenecientes al grupo funcional oxigenado deben nombrarse como alcoxialcanos, es decir, como si fueran sustituyentes. Se debe especificar al grupo funcional ter como de menor prioridad frente a la mayora de cadenas orgnicas. Cada radical ter ser acompaado por el sufijo oxi. Un compuesto sencillo, como por ejemplo CH3-O-C6H6 segn las normas de la IUPAC se llamara: o metoxibenceno La nomenclatura tradicional o clsica (tambin aceptada por la IUPAC y vlida para teres simples) especifica que se debe nombrar por orden alfabtico los sustituyentes o restos alqulicos de la cadena orgnica al lado izquierdo de la palabra ter. El compuesto anterior se llamara segn las normas antiguas (ya en desuso) de esta manera: o fenil metil ter

Los teres sencillos de cadena aliftica o lineal pueden nombrarse al final de la palabra ter el sufijo -lico luego de los prefijos met, et, but, segn lo indique el nmero de carbonos. Un ejemplo ilustrativo sera el siguiente:

Sntesis de teres

sntesis de Williamson.

La sntesis de teres de Williamson es la sntesis de teres ms fiable y verstil. Este mtodo implica un ataque SN2 de un ion alcxido a un haluro de alquilo primario no impedido o tosialato. Los haluros de alquilo secundarios y los tosialatos se utilizan ocasionalmente en la sntesis de Williamson, pero hay competencia en las reacciones de eliminacin, por lo que los rendimientos con frecuencia son bajos.

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El alcxido generalmente se obtiene aadiendo Na, K o NaOH al alcohol.

Sntesis de teres mediante aloximercuriacin-desmercuriacin.

Sntesis de teres mediante aloximercuriacin-desmercuriacin. En el proceso de aloximercuriacin-desmercuriacin se aade una molcula de un alcohol a un doble enlace de un alqueno. Se obtiene un ter tal como se muestra a continuacin: Sntesis industrial: deshidratacin bimolecular de alcoholes.

Reacciones de terRuptura por HBr y HI

Autooxidacin

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ANEXOSLa Qumica Orgnica Qu es la qumica orgnica? La qumica orgnica es la qumica del carbono y de sus compuestos. Importancia de la qumica orgnica Los seres vivos estamos formados por molculas orgnicas, protenas, cidos nucleicos, azcares y grasas. Todos ellos son compuestos cuya base principal es el carbono. Los productos orgnicos estn presentes en todos los aspectos de nuestra vida: la ropa que vestimos, los jabones, champs, desodorantes, medicinas, perfumes, utensilios de cocina, la comida, etc. Desarrollo sostenible y la qumica organica Los productos orgnicos han mejorado nuestra calidad y esperanza de vida. Podemos citar una familia de compuestos que a casi todos nos ha salvado la vida, los antibiticos. En ciertos casos, sus vertidos han contaminado gravemente el medio ambiente, causado lesiones, enfermedades e incluso la muerte a los seres humanos. Frmacos como la Talidomida, vertidos como el de Bhopal en la India ponen de manifiesto la parte ms negativa de de la industria qumica. Cmo se construyen las molculas? La parte ms importante de la qumica orgnica es la sntesis de molculas. Los compuestos que contienen carbono se denominaron originalmente orgnicos porque se crea que existan nicamente en los seres vivos. Sin embargo, pronto se vio que podan prepararse compuestos orgnicos en el laboratorio a partir de sustancias que contuvieran carbono procedentes de compuestos inorgnicos. En el ao 1828, Friedrech Whler consigui convertir cianato de plomo en urea por tratamiento con amoniaco acuoso. As, una sal inorgnica se convirti en un producto perteneciente a los seres vivos (orgnico). A da de hoy se han sintetizado ms de diez millones de compuestos orgnicos.

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Grupos funcionales en qumica orgnica Esta web comienza con el estudio de los alcanos, los compuestos ms simples de la qumica orgnica, formados slo por carbono e hidrgeno. Se describe su nomenclatura, propiedades fsicas y reactividad. Despus se estudian los cicloalcanos, especialmente el ciclohexano. En el tema de estereoisomera se consideran las distintas formas espaciales que los compuestos pueden adoptar y las relaciones que existen entre ellos. Continuamos el estudio de la qumica orgnica con dos reacciones bsicas: sustitucin y eliminacin, que son la base para la obtencin de gran parte de los compuestos orgnicos. A partir de este punto se describen los principales tipos de compuestos orgnicos clasificados segn su reactividad: alquenos, alquinos, alcoholes, teres, aldehdos, cetonas, benceno, cidos carboxlicos, haluros de alcanoilo, anhdridos, steres, nitrilos, amidas, aminas........ Biografas en qumica orgnica En este apartado encontrars biografas de los cientficos que ms contribuyeron al desarrollo de la qumica orgnica, Victor Grignard, George Wittig, Diels - Alder, Friedel - Crafts. Modelos moleculares Es muy importante en qumica orgnica desarrollar la visin espacial, para poder imaginar la forma espacial que tiene una molcula dibujada en el plano. Los modelos moleculares como el incluido en esta portada permiten visualizar la molcula en el espacio, girarla, pulsar sobre un tomo e identificarlo en la barra de estado del explorador. Al pulsar con el botn derecho del ratn sobre la molcula se despliega un men con mltiples opciones. Si no puedes visualizar las molculas debes descargar el chime en www.mdl.com Compuestos orgnicos importantes Existen multitud de compuestos orgnicos con gran influencia sobre nuestras vidas: colesterol, nicotina, cafena, etc. En este punto se describen las propiedades y aplicaciones de estas molculas orgnicas, as como sus modelos moleculares.

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BIBLIOGRAFIA ROMERO ACCINELLI BENJAMIN, QUMICA, EDITORIAL BRASA S.A, LIMA PER.1994 RAYMOND CHANG QUIMICA, EDITORIAL MC GRAW HILL,/INTERAMERICANA EDICIONES,10 EDICIN/MXICO/2010 Heterocyclic Chemistry Escrito por John A. Joule,Keith Mills Qumica orgnica moderna Escrito por Rodger W. Griffin http://www.organic-chemistry.org/ http://organica1.pquim.unam.mx/nomencla/nomencla.htm http://www.vaxasoftware.com/doc_edu/qui.html http://www.acdlabs.com/download/ http://es.wikipedia.org/wiki/Nomenclatura_qu%C3%ADmica_de_los_compu estos_org%C3%A1nicos

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