UNIDAD III ALDEHÍDOS Y CETONAS

GIMNASIO VIRTUAL SAN FRANCISCO JAVIER
“Valores y Tecnología para la Formación Integral del Ser Humano”
UNIDAD III
ALDEHÍDOS Y CETONAS
COMPETENCIAS E
INDICADORES DE
DESEMPEÑO
•Utiliza las reglas de nomenclatura IUPAC para nombrar
aldehídos y cetonas.
•Conoce algunas reacciones importantes de aldehídos y
cetonas, analizando su comportamiento ante reactivos
específicos para su reconocimiento.
•Utiliza las reglas de nomenclatura IUPAC para nombrar
ácidos, esteres, amidas, haluros de acilo y anhídridos, y
relaciona cada uno de estos grupos mediante reacciones
químicas.
•Utiliza las reglas de nomenclatura IUPAC para nombrar
aminas y nitrilos.
Estructura
El grupo funcional conocido como grupo carbonilo, un átomo de carbono unido a un átomo de oxigeno por un
doble enlace- se encuentra en compuestos llamados aldehídos y cetonas.
En los aldehídos el grupo carbonilo se une a un átomo de hidrógeno y a un radical Alquilo, con excepción del
formaldehído o metanal.
En los aldehídos el grupo carbonilo se une a un átomo de hidrógeno y a un radical Alquilo, con excepción del
formaldehído o metanal.
Como ambas estructuras contienen el grupo carbonilo, la química de los aldehídos y cetonas también es
parecida. Los aldehídos y las cetonas son muy reactivos, pero los primeros suelen ser los más reactivos.
Química
Unidad 3
En las cetonas, el carbonilo esta unido a dos radicales que pueden ser iguales, diferentes, alquílicos. La
formula abreviada de una cetona es RCOR.
Undécimo 1
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El grupo carbonilo se encuentra unido a dos radicales hidrocarbonados: si éstos son iguales, las cetonas se
llaman simétricas, mientras que si son distintos se llaman asimétricas.
Según el tipo de radical hidrocarbonado unido al grupo funcional, Los aldehídos pueden ser: alifáticos, RCHO, y aromáticos, Ar-CHO; mientras que las cetonas se clasifican en: alifáticas, R-CO-R', aromáticas, ArCO-Ar, y mixtas; R-CO-Ar, según que los dos radicales unidos al grupo carbonilo sean alifáticos, aromáticos o
uno de cada clase, respectivamente.
Nomenclatura
Para denominar los aldehídos y cetonas se puede usar el sistema IUPAC. En ambos casos primero se debe
encontrar la cadena hidrocarbonada más larga que contenga al grupo carbonilo. La terminación -o de los
hidrocarburos se reemplaza por -al para indicar un aldehído.
Las cetonas se denominan cambiando la terminación -o de la cadena carbonada lineal más larga que
contienen al grupo carbonilo por la terminación -ona del carbonilo en la cadena carbonada.
Algunos aldehídos y cetonas comunes.
Fórmula condensada
Aldehído
HCHO
CH3CHO
CH3CH2CHO
CH3CH2CH2CHO
C6H5CHO
Cetonas
CH3COCH3
CH3COC2CH5
C6H5COC6H5
C6H10O
Nombre según IUPAC
Nombre común
Metanal
Etanal
Propanal
Butanal
Benzaldehído
Formaldehído
Acetaldehído
Propionaldehído
Butiraldehído
Benzaldehído
Propanona
Butanona
Difenilmetanona/cetona
Clicohexanona
Cetona (dimetilcetona)
Metiletilcetona
Benzofenona
Ciclohexanona
Propiedades Físicas y Químicas
Metanal
Química
Unidad 3
Los aldehídos y las cetonas: son compuestos caracterizados por la presencia del grupo carbonilo (C=O).
Los aldehídos presentan el grupo carbonilo en posición terminal mientras que las cetonas lo presentan en
posición intermedia. El primer miembro de la familia química de los aldehídos es el metanal o formaldehído
(aldehído fórmico), mientras que el primer miembro de la familia de las cetonas es la propanona o acetona
(dimetil acetona).
Undécimo 2
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Propanona
Metil-fenil-cetona
Las cetonas aromáticas reciben el nombre de felonas.
Propiedades Físicas
La presencia del grupo carbonilo convierte a los aldehídos y cetonas en compuestos polares. Los compuestos
de hasta cuatro átomos de carbono, forman puente de hidrógeno con el agua, lo cual los hace completamente
solubles en agua. Igualmente son solubles en solventes orgánicos.
Punto de Ebullición: los puntos de ebullición de los aldehídos y cetonas son mayores que el de los alcanos del
mismo peso molecular, pero menores que el de los alcoholes y ácidos carboxílicos comparables. Esto se
debe a la formación de dipolos y a la ausencia de formación de puentes de hidrógeno intramoleculares en
éstos compuestos.
Propiedades Químicas
Los aldehídos y cetonas se comportan como ácidos debido a la presencia del grupo carbonilo, esto hace que
presenten reacciones típicas de adición nucleofílica.
Química
Unidad 3
Reacciones de adición nucleofílica: Estas reacciones se producen frente al (reactivo de Grignard), para dar
origen a un oxihaluro de alquil-magnesio que al ser tratado con agua da origen a un alcohol. El metanal forma
alcoholes primarios y los demás aldehídos forman alcoholes secundarios.
Undécimo 3
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La reacción de adición nucleofílica en las cetonas dan origen a alcoholes terciarios.
Otras reacciones de adición nucleofílica pueden producirse con el ácido cianhídrico, el sulfito ácido de sodio,
la hidroxilamina, hidracina, semicarbacida, fenilhidracina y con el 2,4 dinitrofenilhidracina, para dar origen a
diferentes compuestos químicos.
Los aldehídos y cetonas también pueden dar origen a otros compuestos mediante reacciones de sustitución
halogenada, al reaccionar con los halógenos sustituyen uno o varios hidrógenos del carbono unido al
carbonilo.Este método permite obtener la monobromoactona que es un poderoso gas lacrimógeno.
Química
Unidad 3
Reacciones de condensación aldólica: En esta reacción se produce la unión de dos aldehídos o dos cetonas
en presencia de una solución de NaOH formando un polímero, denominado aldol.
Undécimo 4
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Reacciones de oxidación: Los aldehídos se oxidan con facilidad frente a oxidantes débiles produciendo
ácidos. Mientras que las cetonas sólo se oxidan ante oxidantes muy enérgicos que puedan romper sus
cadenas carbonadas. Es así que las reacciones de oxidación permiten diferenciar los aldehídos de las
cetonas en el Laboratorio.
Síntesis y obtención de aldehídos y cetonas alifáticas:
Los aldehídos y cetonas pueden ser obtenidos mediante la oxidación de alcoholes.
La hidratación de alquinos en presencia de ácido sulfúrico en solución acuosa y sulfato mercúrico permite
obtener aldehídos y cetonas.
Usos y Aplicaciones
Química
Unidad 3
Se ha aislado una gran variedad de aldehídos y cetonas a partir de plantas y animales; muchos de ellos, en
particular los de peso molecular elevado, tienen olores fragantes o penetrantes. Por lo general, se les conoce
por sus nombres comunes, que indican su fuente de origen o cierta propiedad característica. A veces los
aldehídos aromáticos sirven como agentes saborizantes. El benzaldehído (también llamado "aceite de
almendra amargas")es un componente de la almendra; es un liquido incoloro con agradable olor a almendra.
El cinamaldehído da el olor característico a la esencia de canela. La vainilla -que produce el popular sabor a
vainilla- durante un tiempo se obtuvo solo a partir de las cápsulas con formas de vainas de ciertas orquídeas
trepadoras. Hoy día, la mayor parte de la vainilla se produce sintéticamente:
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La vainillina es una molécula interesante porque tiene diferentes grupos funcionales: unos grupos aldehídos y
un anillo aromático, por lo que es un aldehído aromático.
El alcanfor es una cetona que se encuentra en forma natural y se obtiene de la corteza del árbol del mismo
nombre. Tiene un olor fragante y penetrante; conocido desde hace mucho tiempo por sus propiedades
medicinales, es un analgésico muy usado en linimentos. Otras dos cetonas naturales, beta-ionona y muscona,
se utilizan en perfumería. La beta ionona es la esencia de violetas. La muscona, obtenida de las de las
glándulas odoríferas del venado almizclero macho, posee una estructura de anillo con 15 carbonos.
El aldehído más simple, el formaldehído, es un gas incoloro de olor irritante. Desde el punto de vista industrial
es muy importante, pero difícil de manipular en estado gaseoso; suele hallarse como una solución acuosa al
40 % llamada formalina; o en forma de un polímero sólido de color blanco denominado paraformaldehído.
Si se caliente suavemente, el paraformaldehido se descompone y libera formaldehído:
La formalina se usa para conservar especímenes biológicos. El formaldehído en solución se combina con la
proteína de los tejidos y los endurece, haciéndolos insolubles en agua. Esto evita la descomposición del
espécimen. La formalina también se puede utilizar como antiséptico de uso general. El empleo más
importante del formaldehído es en la fabricación de resinas sintéticas. Cuando se polimeriza con fenol, se
forma una resina de fenol formaldehído, conocida como baquelita. La baquelita es un excelente aislante
eléctrico; durante algún tiempo se utilizó para fabricar bolas de billar.
El acetaldehído es un líquido volátil e incoloro, de olor irritante. Es una materia prima muy versátil que se
utiliza en la fabricación de muchos compuestos.
Química
Unidad 3
Si el acetaldehído se calienta con un catalizador ácido, se polimeriza para dar un líquido llamado paraldehído.
Undécimo 6
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El paraldehído se utilizó como sedante e hipnótico; su uso decayó debido a su olor desagradable y al
descubrimiento de sustitutos más eficaces.
La cetona industrial más importante es la acetona, un líquido incoloro y volátil que hierve a 56° C. Se utiliza
como solvente de resinas, plásticos y barnices; además es miscible con agua en todas las proporciones. La
acetona se produce en el cuerpo humano como un subproducto del metabolismo de las grasas; su
concentración normal es menor que 1 mg./100 ml de sangre. La metilcetona se usa industrialmente para
eliminar las ceras de los aceites lubricantes, durante la refinación; también es un solvente común en los quita
esmaltes de las uñas.
ÁCIDOS CARBOXÍLICOS Y DERIVADOS
Estructura
A los compuestos que contienen el grupo carboxilo (abreviado -COOH o CO2H) se les denomina ácidos
carboxílicos. El grupo carboxilo es el origen de una serie de compuestos orgánicos entre los que se
encuentran los haluros de ácido (RCOCl), los anhidridos de ácido (RCOOCOR), los ésteres (RCOOR´), y las
amidas (RCONH2).
El grupo carboxilo, -COOH, es formalmente una combinación de un grupo carbonilo y de un hidroxilo. Algunos
ácidos alifáticos se conocen desde hace cientos de años y sus nombres comunes reflejan sus orígenes
históricos. El ácido carboxílicomás simple, el ácido fórmico, es el causante de la irritación causada por la
picadura de las hormigas (del latín formica, hormiga). El ácido acético se aisló del vinagre, cuyo nombre en
latín es acetum (agrio). El ácido propiónico se consideró como el primer ácido graso, y su nombre deriva del
griego protos pion (primera grasa). El ácido butírico se obtiene por oxidación del butiraldehído, que se
encuentra en la mantequilla (en latín butyrum). Los ácidos caproico, caprílico y cáprico se encuentran en las
secreciones cutáneas de las cabras (capri en latín).
La nomenclatura IUPAC para los ácidos carboxílicos emplea el nombre del alcano que corresponde a la
cadena más larga de átomos de carbono, que incluye al ácido carboxílico. La o final de alcanos se sustituye
por el sufijo oico, y se antepone la palabra ácido.
Química
Unidad 3
Nomenclatura
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En la tabla que se da a continuación aparecen los nombres comunes y los nombres IUPAC de los ácidos
carboxílicos simples.
Nombre IUPAC
Ácido metanoico
Acido etanoico
Ácido propanoico
Ácido 2-propenoico
Ácido butanoico
Ácido 2-metilpropanoico
Ácido trans-2-butenoico
Ácido pentanoico
Ácido 3-metilbutanoico
Ácido 2,2-dimetilpropanoico
Ácido hexanoico
Ácido octanoico
Ácido decanoico
Ácido dodecanoico
Ácido tetradecanoico
Nombre común Fórmula
Ácido fórmico HCOOH
Ácido acético CH3COOH
Ácido propiónico CH3CH2COOH
Ácido acrílico CH2=CHCOOH
Ácido butírico CH3(CH2)2COOH
Ácido isobutírico (CH3)2CHCOOH
Ácido crotónico CH3CH=CHCOOH
Ácido valérico CH3(CH2)3COOH
Ácido isovalérico (CH3)2CHCH2COOH
Ácido piválico (CH3)3CCOOH
Ácido caproico CH3(CH2)4COOH
Ácido caprílico CH3(CH2)6COOH
Ácido cáprico CH3(CH2)8COOH
Ácido láurico CH3(CH2)10COOH
Ácido mirístico CH3(CH2)12COOH
Propiedades Físicas
Química
Unidad 3
Los ácidos carboxílicos son compuestos caracterizados por la presencia del grupo carboxilo (-COOH) unido
a un grupo alquilo o arilo. Cuando la cadena carbonada presenta un solo grupo carboxilo, los ácidos se
llaman monocarboxilicos o ácidos grasos, se les denomina así ya que se obtienen por hidrólisis de las grasas.
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El primer miembro de la serie alifática de los ácidos carboxílicos es el ácido metanóico o ácido fórmico, este
ácido se encuentra en la naturaleza segregado por las hormigas al morder.
El primer miembro del grupo aromático es el fenilmetanóico o ácido benzóico. Cuando la cadena carbonada
presenta dos grupos carboxilo, los ácidos se llaman dicarboxílicos, siendo el primer miembro de la serie
alifática el 1, 2 etanodíoco o ácido oxálico.
Propiedades Físicas
Solubilidad: El grupo carboxilo –COOH confiere carácter polar a los ácidos y permite la formación de puentes
de hidrógeno entre la molécula de ácido carboxílico y la molécula de agua. La presencia de dos átomos de
oxígeno en el grupo carboxilo hace posible que dos moléculas de ácido se unan entre sí por puente de
hidrógeno doble, formando un dímero cíclico.
Esto hace que los primeros cuatro ácidos monocarboxílicos alifáticos sean líquidos completamente solubles
en agua. La solubilidad disminuye a medida que aumenta el número de átomos de carbono. A partir del ácido
dodecanóico o ácido láurico los ácidos carboxílicos son sólidos blandos insolubles en agua.
Propiedades Químicas
Química
Unidad 3
El comportamiento químico de los ácidos carboxílicos está determinado por el grupo carboxilo -COOH. Esta función
consta de un grupo carbonilo (C=O) y de un hidroxilo (-OH). Donde el -OH es el que sufre casi todas las reacciones:
pérdida de protón (H+) o reemplazo del grupo –OH por otro grupo.
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Usos y Aplicaciones
Los ácidos carboxílicos de mayor aplicación industrial son el ácido acético que se utiliza fundamentalmente
para la obtención de acetato de vinilo que se utiliza como monómero para la fabricación de polímeros.
También se utiliza en la producción de acetato de celulosa para la obtención de lacas y películas fotográficas,
así como en la fabricación de disolventes de resinas y lacas. La sal alumínica del ácido acético se emplea
como mordiente en tintorería. El ácido fórmico se suele emplear en la industria del curtido al objeto de
suavizar las pieles y también en los procesos de tintorería en la industria del curtido. Algunos derivados
clorados de los ácidos carboxílicos se emplean en la producción de herbicidas.
El ácido benzoico tiene una amplia utilidad como intermediario de síntesis en muchos procesos orgánicos y
algunos de sus ésteres se emplean como plastificantes y en la industria de la perfumería (benzoato de
bencilo). El benzoato de sodio se emplea en la industria de la alimentación como conservante (zumos,
refrescos, mermeladas, etc.
Entre los ácidos dicarboxílicos, el ácido propanodioico (ácido malónico) se emplea en la elaboración de
medicamentos, plaguicidas y colorantes. El ácido 1-4-butanodioico (ácido succínico) se emplea en la
obtención de resinas de poliéster para barnices y el ácido trans-butenodioico (ácido fumárico) se emplea
como acidulante en la fabricación de refrescos.
Derivados de ácidos carboxílicos
La mayoría de las reacciones de sustitución nucleofílica en los derivados de los ácidos carboxílicos aquí
mencionadas ocurren en dos pasos: adición del nucleófilo y eliminación del grupo saliente. Aunque algunas
veces ambos pasos pueden afectar la velocidad global de la reacción, suele ser el primero paso el limitante
de la velocidad.
Ceras, grasas y glicéridos
Las ceras son mezclas de ésteres simple de alta masa molecular, sólidos cerosos; mientras que los
aceites y grasa son triglicéridos formados por la esterificación del glicerol con ácidos grasos de cadena larga
(siendo los más abundantes entre 16 y 18 átomos de carbono). Los aceites son lípidos oleaginosos formados
por ácidos grasos no saturados, los mismos contienen átomos de carbono par e isomería geométrica cis-trans
alrededor del doble enlace, siendo los diasterómeros cis los más abundantes en la naturaleza. Las grasas son
semisólidas o sólidas con ácidos grasos saturados.
Química
Unidad 3
Ceras:
Undécimo 10
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El jabón consiste en una mezcla de sales de sodio o potasio de ácidos grasos, que se producen cuando se
tratan los triglicéridos con disolución acusa de NaOH o KOH estas sales son surfactantes, disminuyendo la
tensión superficial del agua, presentando acción limpiante. Otros surfactantes son sulfonatos o sulfatos que
contienen largas cadenas hidrocarbonadas.
Los fosfoglicéridos tales como lecitina y cefalina contienen glicerol esterificado con dos moléculas ácidos
graso y la fosfatidilamina, presentando un centro estereogénico, siendo moléculas quirales que pertenecen a
la serie L.
El colesterol, cortisona y ácidos biliares son esteroides que contienen el sistema de anillos condensados del
ciclopentanoperhidrofenantreno.
Los terpenos son hidrocarburos divisibles en unidades de isopreno, mientras que los terpenoides exhiben
grupos funcionales presente en sus moléculas; tales como; hidroxilo, carbonilos y carboxilos. Son abundantes
en la naturaleza y muchos de ellos son responsables del olor, color y resistencia al ataque de
microorganismos e insectos en la madera de las plantas superiores lignificadas. Una fuente fundamental de
terpenos y terpenoides son las resinas de los pinos.
Lípidos y Grasas: Un grupo diverso de moléculas, todas las cuales tienen dos características muy
importantes:
Primera:
Los lípidos contienen regiones extensas formadas casi exclusivamente por hidrogeno y carbono, con enlaces
como carbono- carbono o carbono-hidrogeno no polares.
Segunda:
Estas regiones no polares hacen que los lípidos sean hidrofóbicos e insolubles en agua.
Funciones:
a.
b.
c.
Son moléculas almacenadoras de energía.
Forman cubiertas impermeables en los
Constituyen
la
masa
de
todas
cuerpos de plantas o
las
membranas
de
de
las
animales.
células.
Grupos de lípidos
Los lípidos se clasifican en tres grupos principales:
1. Aceites, grasas y ceras
Las grasas y aceites tienen una gran concentración de energía química cerca de 9.3 calorías por gramo, en
comparación
con
4.1
que
contienen
los
azucares
y
las
proteínas.
Química
Unidad 3
Los aceites grasas y ceras tienen tres cosas en común que solo contienen carbono, hidrogeno y oxigeno;
contienen una o más subunidades de acido graso y por lo regular no tienen cadenas en forma de anillos.
Undécimo 11
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2. Fosfolípidos, estructuralmente similares a los aceites, aunque también contienen fósforo y nitrógeno.
3. La familia de los esteroides, con anillos fusionados.
Son diferentes de todos los demás lípidos. Se componen de cuatro anillos de carbono fusionados, de los
cuales
se
proyectan
diversos
grupos
funcionales
como
los
siguientes:
a) El colesterol: es un componente vital de las membranas de las células animales.
Otra forma de llamarlos:
A los lípidos se les llama incorrectamente grasas, aunque las grasas son sólo un tipo de lípidos procedentes
de animales. Los lípidos cumplen funciones diversas en los organismos vivientes, entre ellas la de reserva
energética, la estructural y la reguladora.
a. La cera es un lípido altamente saturado que mantiene su firmeza a temperatura ambiente. Su rigidez
permite usarla para moldear los hexágonos...
Jabones y Detergentes
En la antigüedad los romanos hacían el jabón mediante la hidrolisis de una grasa o un aceite con un
álcali acuoso regularmente era una mezcla de carbonato de potasio e hidróxido de potasio obtenida de
las cenizas de la madera con agua.
El jabón en la actualidad se obtiene a partir de la hidrolisis por base (saponificación) de las grasas o
aceites vegetales (plantas o animales). El tratamiento de una grasa o un aceite (un triester) con exceso
de base hidroliza cada agrupamiento éster, esta reacción produce glicerol y una mezcla de los ácidos
carboxílicos.
El contenido de carbono de las sales de acido graso gobierna la solubilidad de un jabón. Las sales de
acido de menor peso molecular hasta 12 carbonos presentan mayor solubilidad en el agua y dan lugar
a una espuma con grandes burbujas
Primero hay que considerar los grupos funcionales del jabón y como interaccionan estos con el aceite y el
agua.
La parte de hidrocarburo n polar grande de la molécula se describe como hidrofobia, lo cual significa que
repele el agua. El extremo carboxilato altamente polar de la molécula recibe el nombre de hidrofílico, lo que
quiere decir que es soluble en agua. Cuando el jabón se disuelve en agua el extremo carboxilato también se
disuelve.
Cuando la solución de jabón entra en contacto con el aceite o la grasa la parte del hidrocarburo se disuelve en
el aceite o grasa pero el grupo carboxilato polar permanece disuelto.
Química
Unidad 3
Cómo funciona el jabón?
Undécimo 12
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COMPUESTOS NITROGENADOS
Estructura
En este grupo incluimos aquellos principios activos de plantas medicinales que derivan directamente de
aminoácidos, son los heterósidos cianogenéticos y los glucosinolatos.
Heterósidos Cianogenéticos
Con el nombre de heterósidos cianogenéticos (o cianógenos) se conoce a un grupo de principios activos de
plantas de diferentes familias botánicas (Rosaceae, Linaceae, Fabaceae, Euphorbiaceae, etc.) que tienen la
capacidad de producir por hidrólisis gas cianhídrico.
Químicamente, por lo general, corresponden a estructuras heterosídicas: su genina, que biogenéticamente
deriva de aminoácidos como fenilalanina y tirosina, o leucina, isoleucina y valina, suele ser un aldehído o una
cetona, generalmente el benzaldehído o la acetona, unidos al ácido cianhídrico en forma de hidroxinitrilo. La
molécula de azúcar reductor se fija por la función hidroxílica para formar el heterósido. La genina de los
heterósidos productores de benzaldehído, que son los más importantes y frecuentes, es el nitrilo fenil glicólico
y la de los heterósidos que originan acetona, es el nitrilo acetónico. Los heterósidos derivados del nitrilo fenil
glicólico o nitrilo mandélico se pueden emplear por sus propiedades terapéuticas, los derivados del nitrilo
acetónico son muy tóxicos, por lo que es necesario conocerlos.
La acción de enzimas naturales citoplasmáticos, glucosidasas e hidroxinitril-liasas, que coexisten en el propio
vegetal con estos heterósidos vacuolares, origina la ruptura de su estructura química rindiendo glucosa (b-Dglucosa o algún disacárido), el compuesto carbonílico aldehídico o cetónico y gas cianhídrico.
A pesar de generar ácido cianhídrico, compuesto altamente tóxico, las drogas que lo contienen no suponen
riesgo severo para el ser humano pues además de ser poco apetecibles y de ser necesaria la ingestión rápida
y en grandes cantidades de las mismas, el organismo es capaz de transformar los cianuros ingeridos en
tiocianatos que son eliminados por orina. El cuadro de intoxicación, anoxia citotóxica, provocado por la
combinación del cianuro con la citocromo-oxidasa se manifiesta con alteración del ritmo respiratorio, cefaleas,
vértigos, trastornos de conciencia, depresión respiratoria y coma profundo.
Entre las especies que contienen heterósidos cianogenéticos, únicamente vamos a citar una, el laurel cerezo;
con ella se prepara el agua destilada de laurel cerezo, utilizada como antiespasmódico y estimulante
respiratorio.
Los glucosinolatos también llamados heterósidos sulfocianogenéticos o heterósidos azufrados son
heterósidos, mayoritariamente glucósidos, que contienen azufre y se biosintetizan a partir de aminoácidos
diversos, lo que da lugar a diferentes estructuras químicas. El enlace heterosídico se produce en este caso
entre la función reductora del azúcar y un grupo tiol.
Química
Unidad 3
Glucosinolatos
Undécimo 13
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Como en el caso de los heterósidos cianogenéticos, estos compuestos se localizan en vacuolas y pueden ser
hidrolizados en la misma planta por enzimas citoplasmáticos hidrolíticos denominados mirosinasas
(tioglucosidasas). Los productos resultantes de la hidrólisis son variables dependiendo del pH del medio, a pH
neutro, se originan isotiocianatos volátiles denominados senevoles que son los responsables del olor
característico de estas drogas. Junto con los isotiocianatos, la hidrólisis origina glucosa, iones sulfato y nitrilos
en baja proporción.
Su distribución es muy restringida encontrándose principalmente en la familias Brassicaceae, Capparidaceae
y Resedaceae, proporcionando al vegetal que les contiene olores fuertes y sabor acre, picante.
Los isotiocianatos son los responsables de la acción farmacológica aunque también son los responsables de
su toxicidad.
Las plantas medicinales con glucosinolatos se emplean en terapéutica por sus propiedades rubefacientes y
vesicantes y por actuar como antibacterianos y antifúngicos. También han mostrado un efecto expectorante y
mucolítico. Algunas de estas drogas se consumen en alimentación, presentado efecto estimulante de la
digestión y ligeras propiedades colagogas y laxantes, aunque no debe abusarse de las mismas.
Estudios epidemiológicos recientes han demostrado que la ingestión en la dieta de cantidades considerables
de vegetales con glucosinolatos (coles, coles de bruselas, brécol) proporciona una protección natural frente a
agentes cancerígenos al inhibir la activación de sustancias procarcinogenéticas y activar la acción de enzimas
destoxificantes (NAD(P)H-quinona reductasa y Glutation S-transferasa). Sin embargo, algunos autores
apuntan la posibilidad de que algunos de estos compuestos puedan ser agentes carcinogenéticos.
En cuanto a su toxicidad, estos compuestos son tóxicos para insectos y en algunos mamíferos pueden inducir
hipotiroidismo, formación de bocio, debido a la actividad antitiroidea de los isotiocianatos. Igualmente pueden
inducir abortos. Asimismo, la aplicación sobre la piel durante largo tiempo puede provocar ulceraciones de
difícil cicatrización.
Solamente algunas drogas con glucosinolatos han sido y son empleadas en terapéutica. Entre ellas hay que
destacar las mostazas, principalmente la mostaza negra.
Nomenclatura
Entre los compuestos nitrogenados más habituales podemos distinguir:
Enlace sencillo C-N.
Química
Unidad 3
Aminas: Se pueden considerar compuestos derivados del amoníaco (NH3) al sustituir uno, dos o tres de
sus hidrógenos por radicales alquílicos o aromáticos. Según el número de hidrógenos que se substituyan
se denominan aminas primarias, secundarias o terciarias. Su fórmula general es:
Undécimo 14
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Regla 1. Las aminas se pueden nombrar como derivados de alquilaminas o alcanoaminas. Veamos algunos
ejemplos:
Regla 2. Si un radical está repetido varias veces, se indica con los prefijos di-, tri-,...
Si la amina lleva radicales diferentes, se nombran alfabéticamente.
Química
Unidad 3
Regla 3. Los sustituyentes unidos directamente al nitrógeno llevan el localizador N. Si en la molécula hay dos
grupos amino sustituidos se emplea N,N'.
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Regla 4. . Cuando la amina no es el grupo funcional pasa a nombrarse como amino-. La mayor parte de los
grupos funcionales tienen prioridad sobre la amina (ácidos y derivados, carbonilos, alcoholes)
Nitrocompuestos: Se pueden considerar derivados de los hidrocarburos en los que se substituyó uno o más
hidrógenos por el grupo "nitro", -NO2. Su fórmula general es: R-NO2
Ejemplos: 1-nitropropano(CH3CH2CH2-NO2) y nitrobenceno (C6H5-NO2).

Modo de nombrarlos
Regla 1. Se nombran como substituyentes del hidrocarburo del que proceden indicando con el prefijo "nitro"
y
un
número
localizador
su
posición
en
la
cadena
carbonada.
4-metil-1-nitropentano
Regla 2. Las insaturaciones tienen preferencia sobre el grupo nitro.
CH2=CH-CH2-NO2 3-nitro-1-propeno
Nitrilos: Un nitrilo es un compuesto químico en cuya molécula existe el grupo funcional cianuro o ciano, -C≡N.
Los nitrilos se pueden considerar derivados orgánicos del cianuro de hidrógeno, en los que el hidrógeno ha
sido sustituido por un radical alquilo. Su fórmula general es: R-C≡N
Ejemplos: etanonitrilo(CH3-C≡N) y butanonitrilo (CH3CH2CH2-C≡N).
Química
Unidad 3
Enlace triple CN
Undécimo 16
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“Valores y Tecnología para la Formación Integral del Ser Humano”
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Modo de nombrarlos
Regla 1. La IUPAC nombra los nitrilos añadiendo el sufijo -nitrilo al nombre del alcano con igual número de
carbonos.
Regla 2. Cuando actúan como sustituyentes se emplea la partícula ciano, precediendo el nombre de la
cadena principal.
Regla 3. Los nitrilos unidos a ciclos se nombran terminando el nombre del anillo en -carbonitrilo
El átomo de nitrógeno de la molécula de amoniaco contiene un par de electrones libres, de manera que la
forma de esta molécula, considerando en ella al par de electrones no enlazantes, es tetraédrica ligeramente
distorsionada (piramidal). El par aislado de electrones no enlazantes ocupa una de los vértices del tetraedro.
El ángulo del enlace H-N-H del amoniaco es de 107(, y tanto la forma de la molécula como el valor anterior se
pueden explicar admitiendo una hibridación sp3 en el átomo de nitrógeno. El par electrónico libre provoca una
compresión del ángulo que forman entre sí los orbitales híbridos sp3, reduciéndolo de 109( a 107( grados.
Química
Unidad 3
Propiedades Físicas
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En las aminas, como la trimetilamina ((CH3)3N:), el ángulo del enlace C-N-C no está tan comprimido como en
el amoniaco porque los grupos alquilo, más voluminosos que los átomos de hidrógeno, abren ligeramente el
ángulo (efecto estérico), como se muestra a continuación.
Las aminas alifáticas al presentar una estructura piramidal con una hibridación sp3 en el átomo de nitrógeno y
ángulos de enlace de 108º, ocupando el par de electrones sin compartir uno de los orbitales sp3 y pudiendo
tener los tres grupos alquílicos diferentes daría lugar a una configuración donde el átomo de nitrógeno se
convierte en centro de asimetría (quiral).
Como el nitrógeno es menos electronegativo que el oxígeno, el enlace N-H está menos polarizado que el
enlace O-H. Por lo tanto, las aminas forman puentes de hidrógeno más débiles que los alcoholes de
masas molares semejantes y por tanto tienen puntos de ebullición menores que los de los alcoholes
análogos. Las aminas terciarias, que no pueden formar puentes de hidrógeno, tienen temperaturas de
ebullición más bajos que los de las aminas primarias o secundarias de masas molares semejantes. No
obstante las aminas poseen temperaturas de ebullición mayores que las de los hidrocarburos de masa molar
semejante ya que estos últimos son apolares y las fuerzas de interacción intermoleculares son muy débiles.
Propiedades Químicas
Un menor valor de pKb indica una mayor basicidad
Química
Unidad 3
Al igual que el amoníaco, las aminas actúan como bases débiles (pKb 3-4) y los pKb de las aminas alifáticas
indican que son bases más fuertes que el amoníaco.
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Esto ocurre debido al par de electrones libres que presenta el átomo de nitrógeno en su estructura por lo que
reaccionan frente a los ácidos produciendo sales.
La basicidad relativa de las aminas en solución acuosa está relacionada con factores estructurales,
electrónicos y de solvatación. Si la amina libre está estabilizada con respecto al catión (ácido conjugado), la
amina será menos básica y viceversa.
La estabilidad de dicho catión depende de los efectos inductivos +I que se ponen de manifiesto del grupo
radical el cual induce electrones hacia el nitrógeno, dispersando la deficiencia electrónica y haciendo a éste
más estable.
Según este razonamiento, al pasar a la dimetilamina y a la trimetilamina la basicidad debería aumentar
progresiva y regularmente:
NH3
pKb
4,8
CH3NH2 (CH3)2NH (CH3)3N
3,4
3,3
4,2
Química
Unidad 3
Amina
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Sin embargo, esto no es cierto. La dimetilamina es sólo muy ligeramente más básica que la metilamina. El
incremento de basicidad de la metil a la dimetilamina es muy inferior al observado entre el amoníaco y la
metilamina, a pesar de que en ambos casos se añade un grupo metilo. Lo que es más, al llegar a la
trimetilamina desde la dimetil se observa una disminución de la basicidad. ¿Es que falla la teoría de que los
grupos alquilo estabilizan las cargas positivas adyacentes? La respuesta es no, porque hay un factor que no
se ha considerado sobre la estabilidad del catión amonio: la solvatación. La medida de los valores de pK se
hace en agua. El desplazamiento de los equilibrios depende de la estabilidad relativa de los componentes de
ese equilibrio y en esto, el agua juega un importante papel. A medida que el número de metilos se
incrementa, la hidrofobicidad del catión amonio también aumenta. Así que tenemos dos fenómenos en
contraposición. El aumento de la estabilidad del catión y la dificultad de ser solvatado por el agua al aumentar
el número de restos alquilo alrededor del catión. El balance de estos dos factores marca la basicidad de la
serie estudiada.
(CH3)2NH > CH3NH2 > (CH3)3N > NH3
En las aminas aromáticas, el átomo de nitrógeno posee hibridación sp2 (geometría plana en la cual el par de
electrones está más cercano al núcleo, mayor carácter s).
Usos y Aplicaciones
Estos compuestos tienen aplicaciones muy diversas de interés industrial: son bactericidas y alguicidas de
gran consumo y se utilizan como inhibidores de la corrección de tuberías metálicas o en los líquidos ácidos
para limpiar la herrumbre, porque forman una capa hidrófoba protectora al unirse a la superficie del metal por
la parte polar.
Los compuestos de tipo b) con dos cadenas largas en el N, son los componentes activos de los productos
suavizantes o ablandadores de tejidos que se usan después de el lavado y enjuagado de toallas, sabanas y
prendas de vestir al fijarse sobre las fibras por su parte iónica las lubrica e impide su adherencia al secarse.
Química
Unidad 3
Los tenso actínidos catiónicos son agentes de flotación que se utilizan para separar minerales valiosos de su
ganga, porque se absorben sobre las partículas cristalinas ácidas. En otros casos el que flota es
preferentemente el mineral valioso, dependiendo de su composición.
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Las aminas de tipo e) se utilizan para preparar emulsiones de asfalto que se adhieren muy bien al lecho de
roca o piedras y al cemento.
Química
Unidad 3
Las etanolaminas se utilizan para preparan amidas que son detergentes no iónicos empleados en preparados
cosméticos, por su carácter suavizante, y para la fabricación de morfolina, un disolvente industrial de amplio
uso.
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