Fundamentos de Química Orgánica: Grupos Funcionales, Reacciones y Nomenclatura

Grupos Funcionales Carbonílicos

Características de los Aldehídos

Los aldehídos son compuestos que contienen en su molécula el grupo carbonilo ($\text{C=O}$). Se identifican porque este grupo está unido a un átomo de hidrógeno y a un radical (R).

• Síntesis: Se sintetizan por la oxidación, en condiciones controladas, a partir de alcoholes primarios.
• Solubilidad: Las moléculas más sencillas son solubles en agua.
• Nomenclatura: Se nombran agregando la terminación -AL (ejemplo: Metanal).
• Ubicación: El grupo funcional siempre se encuentra en los extremos de la cadena.
• Fórmula Funcional: $\text{R-C(=O)H}$

Características de las Cetonas

Las cetonas son compuestos que contienen en su molécula el grupo carbonilo ($\text{C=O}$), el cual está unido a dos radicales orgánicos ($\text{R-C(=O)-R'}$).

• Síntesis: Se obtienen por oxidación de los alcoholes secundarios, a menudo en presencia de cobre como catalizador.
• Solubilidad: Las funciones más sencillas son solubles en agua.
• Punto de Ebullición: Su punto de ebullición es superior al de los hidrocarburos de masa molecular semejante, pero inferior al de los alcoholes correspondientes.

Éteres y Alcoholes

Los Éteres

Los éteres tienen la fórmula general $\text{R-O-R'}$. Son isómeros de los alcoholes, lo que significa que poseen la misma fórmula molecular, pero diferente estructura.

Clasificación de Éteres

• Éteres Simples: Tienen el mismo radical a ambos lados del oxígeno ($\text{R = R'}$).
• Éteres Compuestos (Mixtos): Tienen distinto radical a ambos lados del oxígeno ($\text{R \neq R'}$).

Nomenclatura de Éteres

Para nombrarlos, se nombran los radicales en orden alfabético, agregando la terminación -IL a cada radical, seguido de la palabra éter (ejemplo: metil-etil-éter).

Obtención de Éteres

Los éteres se pueden obtener por medio de la deshidratación de dos moles de alcohol.

Los Alcoholes

Los alcoholes tienen la fórmula general $\text{R-OH}$. El grupo hidroxilo ($\text{-OH}$) puede estar ubicado en cualquier posición de la cadena.

• Nomenclatura: Se agrega la terminación -OL (ejemplo: Propanol).
• Obtención: Pueden obtenerse por destilación seca de la madera o por fermentación de los glúcidos (azúcares).

Ácidos Carboxílicos y Ésteres

Ácidos Carboxílicos

El grupo funcional de los ácidos carboxílicos es el grupo carboxilo ($\text{R-C(=O)OH}$).

• Estructura: $\text{R-C}$ unido por doble enlace a un oxígeno y por simple enlace a un grupo $\text{OH}$.
• Ubicación: El grupo funcional siempre se encuentra en el extremo de la cadena.
• Nomenclatura: Se nombra comenzando con la palabra ÁCIDO y agregando la terminación -ICO (ejemplo: Ácido propanoico).
• Obtención: Se pueden obtener por oxidación de los aldehídos en presencia de un catalizador, como el manganeso.

Ésteres

Los ésteres son derivados de los ácidos carboxílicos, formados por la reacción de un ácido y un alcohol.

• Grupo Funcional: $\text{R-C(=O)O-R'}$ (donde el carbono está unido por doble enlace a un oxígeno y por simple enlace a otro oxígeno, que a su vez está unido a un radical).
• Nomenclatura: Se nombra el radical proveniente del ácido agregándole la terminación -ATO, seguido de la preposición 'de' y el nombre del radical proveniente del alcohol con la terminación -ILO (ejemplo: Metanoato de metilo).
• Obtención: Se pueden obtener por deshidratación de un ácido carboxílico y un alcohol (reacción de esterificación).

Tipos de Reacciones Químicas Fundamentales

1. Reacción de Combinación (Síntesis)

   Es cuando se tienen dos reactivos y se obtiene un solo producto ($\text{A + B \rightarrow C}$).

2. Reacción de Descomposición (Análisis)

   Es cuando se tiene un reactivo y se obtienen dos o más productos ($\text{A \rightarrow B + C}$).

3. Reacción de Combustión

   Es cuando se combina un combustible (generalmente un hidrocarburo) y un comburente (oxígeno) para producir dióxido de carbono ($\text{CO}_2$) y agua ($\text{H}_2\text{O}$).

4. Reacción de Sustitución (Simple Desplazamiento)

   Es cuando un elemento de una sustancia reemplaza o sustituye a otro elemento en un compuesto ($\text{A + BC \rightarrow AC + B}$).

5. Reacción de Doble Sustitución (Doble Desplazamiento)

   Es cuando se intercambian dos elementos o grupos de elementos entre dos compuestos ($\text{AB + CD \rightarrow AD + CB}$).

Hidrocarburos: Clasificación y Nomenclatura Básica

Longitud de Cadena Principal

La nomenclatura de los hidrocarburos se basa en el número de átomos de carbono (C) en la cadena principal:

• Met- (1C)
• Et- (2C)
• Prop- (3C)
• But- (4C)
• Pent- (5C)
• Hex- (6C)
• Hept- (7C)
• Oct- (8C)

Tipos de Enlaces

• Alcanos: Poseen enlace simple (terminación -ANO).
• Alquenos: Poseen doble enlace (terminación -ENO).
• Alquinos: Poseen triple enlace (terminación -INO).

Nomenclatura de Sustituyentes (Ejemplos)

La posición y el número de los sustituyentes se indican con números y prefijos:

• 1-Etil: Indica un grupo etilo en la posición 1.
• 1,2-Dimetil: Indica dos grupos metilo, uno en la posición 1 y otro en la posición 2.
• 3,3-Dimetil: Indica dos grupos metilo en la misma posición 3 (uno hacia arriba y uno hacia abajo en la representación gráfica).