Libro Quimica Organica

Química Orgánica
QUÍMICA ORGÁNICA
Concepto y origen de la química orgánica.

La química orgánica, se ocupa del estudio de las propiedades y
transformaciones de los compuestos, que contienen carbono. El elevado número
y complejidad de estos compuestos se debe a las características de los enlaces del
carbono. Los átomos de carbono son únicos en cuanto a su capacidad para
enlazarse unos con otros con tal fuerza que puede formar cadenas muy largas.
Este proceso de formación de cadenas se conoce con el nombre de concatenación.
Hay otros elementos como el silicio que forman cadenas pero de tamaño reducido,
en cambio las cadenas de carbono están constituidas por miles de átomos de
carbono y ningún otro elemento puede formar cadenas tan bien como lo hace este
elemento.
Las cadenas de carbono pueden tener ramificaciones o formar anillos de

diversos tamaños. Si aunamos a esto el hecho de que los átomos de carbonos
también se unen fuertemente a otros elementos, como hidrógeno, oxígeno,
nitrógeno y que estos átomos se pueden disponer de múltiples y diversas formas,
muy pronto se hace evidente por que existen tantos compuestos de carbono.
Además de los millones de compuestos de carbono que ya se conocen, todos

los días se descubren otros nuevos y esto se debe a que el carbono puede formar
prácticamente un número infinito de moléculas de diversos formas, tamaños y
composición.
La química orgánica, junto con la Bioquímica, es la ciencia básica que permite

explicar los procesos químicos que tienen lugar en los organismos vivos. De
hecho, el nombre de Química Orgánica proviene de la antigua creencia de que la
mayoría de los compuestos orgánicos provenían de seres vivos, o de objetos que
alguna vez estuvieron vivos, pero no siempre es así. Quizá lo más notable acerca
1
Facultad de Ingeniería Química
de ello es que de los más de 15 millones de compuesto conocidos, más del 95%
son de carbono.
EVOLUCIÓN HISTÓRICA DE LA QUÍMICA ORGÁNICA.
Los seres humanos han utilizado los compuestos orgánicos y sus reacciones
durante miles de años. Los pueblos prehistóricos hicieron uso de las propiedades
de algunos compuestos orgánicos y realizaron algunas reacciones. Los antiguos
egipcios, los romanos y los fenicios emplearon varios colorantes que eran
verdaderos compuesto químicos puros: el índigo, la alizarina y el legendario
púrpura de Tiro. Los dos primeros colorantes se aislaron de las plantas y el
último se obtuvo en pequeñas cantidades a partir de una especie rara de molusco.
O H
N
N
H O
Índigo
OH
O OH
Alizarina
O H
N Br
Br N
H O
Purpura de Tiro
2
Química Orgánica
Desde la antigüedad se sabía que la grasa animal se podía convertir en jabón

por tratamiento con lejía. Hasta el año1948, los químicos orgánicos no pudieron
sintetizar productos que fueran capaces de competir con el jabón (detergentes).
La fermentación del almidón y de los azúcares para obtener alcohol se conoce

desde tiempos prehistóricos y el método que se aplica en la actualidad no difiere
mucho del que se ideó hace cientos de años.
La química orgánica, tal y como hoy la conocemos, arranca a finales del siglo
XVIII cuando se inició el aislamiento de sustancias orgánicas de extractos de
origen natural. En este orden de cosas son dignos de mención los estudios que el
alemán Carl Scheele llevó a cabo entre los años 1769 a 1786 sobre aislamiento de
diversos compuestos orgánicos de fuentes naturales.
En 1784, Lavoisier ideó un método, basado en la combustión de la materia

orgánica, que permitía determinar los porcentajes de carbono, hidrógeno,
oxígeno y nitrógeno que constituían los compuestos orgánicos.
En 1807, el químico sueco Berzelius denominó, con el nombre de compuestos

orgánicos a aquellos compuestos derivados de los seres vivos o de la materia viva.
Durante todo el siglo XIX, Berzelius y otros químicos creyeron que tales
compuestos poseían una fuerza vital, por tanto, sería imposible sintetizar un
compuesto orgánico a partir de materiales inorgánicos. La teoría de la fuerza vital
fue declinando a medida que los datos analíticos evidenciando que las leyes que
gobernaban el comportamiento de la materia inorgánica eran también válidas
para los compuestos orgánicos.
La teoría de la fuerza vital sufrió un gran revés en 1828, año en el que Wöhler
consiguió sintetizar la urea por descomposición térmica del isocianato de
amónico. Según la clasificación de Berzelius la urea era un compuesto orgánico,
poseedor de fuerza vital y por tanto, imposible de ser sintetizado a partir de
compuestos clasificados como inorgánicos:
3
O
NH4 OCN C
 H2N NH2
Isocianato de amonio Urea
La síntesis de la urea obligó a un replanteamiento de la definición de

compuesto orgánico, pasándose a denominar como todo compuesto que
contuviese carbono en su estructura.
Durante el primer tercio de siglo XIX investigadores como Gay-Lussac, Liebig

y Berzelius descubrieron y perfeccionaron nuevos métodos analíticos que
permitieron determinar la clase de elementos, así como su proporción, que
constituían los compuestos orgánicos.
DIFERENCIAS ENTRE LOS COMPUESTOS ORGÁNICOS E INORGÁNICOS EN SUS DIFERENTES

PROPIEDADES.
Los compuestos orgánicos ofrecen una serie de características que los

distinguen de los compuestos inorgánicos, de manera general se puede afirmar
que los compuestos inorgánicos son en su mayoría de carácter iónico, solubles en
agua y con altos puntos de ebullición y fusión. En los cuerpos orgánicos
predomina el carácter covalente, sus puntos de ebullición y fusión son bajos, se
disuelven en disolventes orgánicos no polares cómo éter, alcohol, cloroformo y
benceno, son generalmente líquidos volátiles o sólidos y sus densidades se
aproximan a la unidad.
Los compuestos inorgánicos también se diferencian de los orgánicos en la

forma cómo reaccionan, estas son casi siempre instantáneas, iónicas, sencillas y
con un alto rendimiento cuantitativo. Las reacciones orgánicas son no iónicas,
complejas, lentas y de rendimiento limitado, realizándose generalmente con el
4
Química Orgánica
auxilio de elevadas temperaturas y el empleo de catalizadores. Estas diferencias

se resumen en el siguiente cuadro.
Compuestos orgánicos Compuestos inorgánicos

Elementos
C, H, O, N, P, S y Halógenos 103 elementos
constituyentes
Estado físico Líquido y gaseoso Sólido, líquidos y gaseoso
Volatilidad Volátiles No volátiles
Solubilidad en agua Insolubles o poco solubles Solubles
Densidad Aproximada a la unidad, bajas Mayor que la unidad, altas
Velocidad de reacción a Lentas con rendimiento Rápidas con alto
temperatura ambiente limitado rendimiento
Desde moderadamente
Temperatura superior Muy rápidas
rápidas hasta explosivas
Necesidad de
Si, con frecuencia Generalmente no
catalizadores
Tipo de enlace Covalente Iónico, covalente
ATÓMICOS, ELECTRONES Y ORBITALES
Antes de discutir los principios del enlace, vamos a revisar primero algunas
relaciones fundamentales entre los átomos y los elementos. Cada elemento está
caracterizado por un número atómico Z, que es igual al número de protones en el
núcleo. Un átomo neutro contiene el mismo número de protones y electrones, los
cuales tienen carga positiva y negativa respectivamente.
Hasta el año 1924 se pensaban que los electrones eran partículas, pero ese
año el físico francés Lous de Broglie sugirió que tenían también propiedades de
ondas.
El tratamiento simplificado que se presenta aquí se basa en la mecánica

cuántica desarrollada de forma independiente por Heisenber, Schrödinger y Dirac
en los años 20. En dicha teoría, la descripción matemática del movimiento de un
electrón alrededor del núcleo se expresa mediante ecuaciones muy similares a
las empleadas para las ondas. La solución a estas ecuaciones nos permite
describir la probabilidad de encontrar el electrón en una región del espacio.
5
Cuando se representa las funciones de onda se obtiene esferas o lóbulos con

signo positivo o negativo y punto de inflexión (nodos) donde la función cambia de
signo. La solución de mayor energía posee más nódulos que las de menor energía.
Considerando la forma de los orbitales atómicos para el caso más sencillo, el

de un átomo de hidrógeno consiste en un protón rodeado por un electrón. La
fusión de onda de menor energía se llama orbital 1s y es una solución única de la
ecuación de onda.
El orbital 1s es de forma simetría esférica y no tiene nodos

y puede representarse como una esfera difusa o como un
circulo como se indica en la figura, los dibujos de orbitales
atómicos define regiones de espacio donde, la probabilidad
de encontrar un electrón es muy alta (alrededor del 90% por lo general). La
densidad electrónica fuera de dicha esfera (y en dirección al centro) decrece
rápidamente.
La solución de la ecuación de onda de energía inmediatamente superior es de

nuevo una solución única y también es esférica, el orbital 2s. Existen dos
diferencias básicas entre un orbital 1s y 2s. En primer lugar, 2s es
mayor, debido a la mayor energía del electrón, que en promedio
se halla a mayor distancia del núcleo. En segundo lugar, el orbital
dos tiene un nodo. Debido al cambio de signo de la función de
onda al cruzar esta superficie esférica como se
indica en la figura, la probabilidad de encontrar
al electrón en el nodo es nula.
Después del orbital 2s las ecuaciones de

onda para el electrón alrededor de un átomo de hidrógeno
presentan tres soluciones energéticamente equivalentes, los 2p x,
2py y 2pz. Dichos orbitales “p” consiste en dos lóbulos esferoidales
6
Química Orgánica
adyacentes, como se muestra en la figura. Las soluciones de igual energía de este

tipo se llaman degeneradas. Un orbital “p” se caracteriza por su direccionalidad
en el espacio. El eje del orbital puede alinearse con cualquiera de los ejes x, y o z
de un sistema de coordenadas cartesianas, situando al núcleo en el origen. Los
dos lóbulos de distinto signo de cada orbital se hallan separados por un plano
nodal perpendicular al eje del orbital.
Las configuraciones
electrónicas de los
primeros doce elementos,
desde el hidrógeno hasta el
magnesio, se dan en la
tabla. Se observa cuando se
llenan los orbitales 2p, los
electrones van ocupando distintos orbitales uno a uno antes de que haya un
orbital ocupado con dos electrones. Este es un principio general para los orbitales
de la misma energía que se conoce como la regla de Hund. De la tabla destacamos
el hidrógeno, carbono, nitrógeno y oxígeno ya que muchos compuestos orgánicos
contiene estos elementos en sus moléculas, además el carbono es el elemento
esencial de la química orgánica.
HIBRIDACIÓN DE ORBITALES ATÓMICOS EN EL CARBONO

a. Enlace Simple.
Se originan por la combinación de un orbital “s” con tres orbitales “p”, lo
cual da origen a cuatro orbitales híbridos sp3.
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sp3
(Cuatro regiones de densidad electrónica alrededor del C)
Un carbono unido a cuatro átomos, siempre tendrá hibridación sp3 y una

estructura tetraédrica. Así son los alcanos, haluros de alquilo, alcoholes, éteres
y aminas, entre otros. Todos estos compuestos tienen estabilidad suficiente
como para poder ser almacenados sin problemas especiales.
Un carbono unido a menos de cuatro átomos también puede tener

hibridación sp3 pero la estructura variará dependiendo del número de
sustituyentes.
b. Enlace doble.
Se originan por la combinación de un orbital “s” con dos orbitales “p”, lo
cual da origen a tres orbitales híbridos sp2.
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Química Orgánica
sp2
(Tres regiones de densidad electrónica alrededor del C)
Un carbono unido a tres átomos, que mantiene un doble enlace con uno de
ellos, siempre tendrá hibridación sp2 y una geometría trigonal plana. Así son
compuestos estables tales como olefinas, hidrocarburos aromáticos, aldehídos,
cetonas y ácidos carboxílicos y derivados, entre otros.
Existen otras situaciones donde un átomo de carbono unido a tres átomos,

también posee hibridación sp2.
b. Enlace Triple.
Se originan por la combinación de un orbital “s” con un orbital “p”, lo cual
da origen a dos orbitales híbridos sp.
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sp
(Dos regiones de densidad electrónica alrededor del C)
Un carbono unido a dos átomos, que mantiene un triple enlace con uno de
ellos, siempre tendrá una hibridación sp y una estructura lineal.
FÓRMULAS ESTRUCTURALES.
En 1858 Kekulé propuso una teoría estructural que permitía asignar la

estructura de los compuestos orgánicos más simples. Esta teoría se basaba en la
tetravalencia del átomo de carbono y en el concepto de enlace químico, y fue la
base de partida para la asignación de las estructuras de moléculas orgánicas
sencillas, tales como el metano, el etano o el propano. La teoría estructural de
Kekulé permitió explicar el fenómeno de la isomería, es decir la presencia de
diferentes propiedades físicas y/o químicas en compuestos con la misma fórmula
molecular.
10
Química Orgánica
En 1916, la introducción del concepto de enlace covalente por el químico

estadounidense Lewis proporcionó la base que permitió relacionar las
estructuras de las moléculas orgánicas y sus propiedades químicas.
REPRESENTACIÓN DE LEWIS DE LAS MOLÉCULAS ORGÁNICAS.
Según Lewis una capa llena de electrones es especialmente estable y los

átomos transfieren, o comparten electrones para tratar de alcanzar una capa
llena de electrones y alcanzar así la estructura electrónica estable similar a la del
gas noble más próximo, que normalmente contiene 8 electrones en su capa más
externa. La tendencia de los átomos a adquirir la configuración electrónica
externa de 8 electrones se la conoce como regla del octeto.
Cuando dos átomos comparten dos electrones entre sí se forma entre ellos un
enlace covalente. Los átomos, de acuerdo con su configuración electrónica,
pueden cumplir la regla del octeto con pares de electrones compartidos
(electrones enlazantes) y pares de electrones sin compartir (electrones no
enlazantes).
Las estructuras de Lewis utilizan un punto para representar a un electrón de

valencia o una línea para representar a pares de electrones. A continuación, se
indica la representación de Lewis de algunas moléculas orgánicas, como el etano,
la metilamina, el metanol y el clorometano. Nótese que estas tres últimas
contienen átomos que consiguen su octeto electrónico mediante la suma de
electrones enlazantes y no enlazantes, como el caso del átomo de nitrógeno de la
metilamina, del átomo de oxígeno del metanol, o del átomo de cloro del
clorometano.
Como se acaba de ver, cuando se comparte un par de electrones entre dos

átomos se forma un enlace simple. Muchas moléculas orgánicas contienen átomos
que comparten dos pares electrónicos, como la del etileno, y se dice que estos
11
átomos están unidos mediante un enlace doble. También hay estructuras

orgánicas con átomos que comparten tres pares de electrones, como los de la
molécula de acetileno, y en este caso se dice que el enlace entre los átomos es un
triple enlace.
Representación de Lewis de algunos compuestos orgánicos
H H H H H H
H C C H H C N H H C C O H C Cl
H
H H H H H H H
Etano Metilamina Etanol Clorometano
ELECTRONEGATIVIDAD Y POLARIZACIÓN DEL ENLACE.
Cuando dos átomos comparten por igual los dos electrones del enlace
covalente se dice que el enlace es no polar, como ocurre en el enlace covalente de
la molécula de hidrógeno, cloro y flúor.
Sin embargo, la mayor parte de los enlaces covalentes están

formados por dos átomos diferentes, de manera que los electrones
del enlace son atraídos con mayor intensidad por uno de los dos
átomos que forman el enlace. Cuando esto ocurre el enlace
covalente se denomina enlace polar. Por ejemplo, cuando
el carbono se enlaza al cloro el par de electrones del
enlace se encuentra atraído con más intensidad por el átomo de cloro, de manera
que sobre el átomo de carbono aparece una pequeña carga parcial positiva + y
sobre el átomo de cloro aparece una cantidad igual de carga negativa  - como se
indica en la figura. La polaridad del enlace se indica con una flecha que dirige su
punta hacia el extremo negativo del enlace.
12
Química Orgánica
La polaridad del enlace se mide mediante su momento dipolar (µ) que resulta
de la diferencia de electronegatividad de ambos elementos multiplicados por la
longitud del enlace.
A fin de predecir si un enlace covalente va a ser polar se recurre a la

comparación de las electronegatividades de los átomos que forman el enlace. La
electronegatividad es la tendencia del núcleo atómico a la atracción de
electrones.
Pauling desarrolló una escala de electronegatividades relativas para la

mayoría de los átomos. En la tabla periódica la electronegatividad aumenta de
izquierda a derecha y de abajo hacia arriba, por lo que el flúor es el elemento más
electronegativo. A continuación, se da una tabla de electronegatividades para los
átomos de mayor interés para la química orgánica.
Analizando la tabla anterior, un enlace C-H debería estar muy poco polarizado,
puesto que la electronegatividad del hidrógeno y del carbono es similar. Sin
embargo, los halógenos, el oxígeno y el nitrógeno, que son heteroátomos que
suelen aparecer con mucha frecuencia en las moléculas orgánicas, son más
electronegativos que el carbono, por tanto los enlaces C-X (X=halógeno), C-O y
C-N son polares. A continuación, se representan las estructuras de Lewis de las
moléculas de agua (H2O), amoníaco (NH3) y metano (CH4), en la cual se indicación
la polaridad de los enlaces. La molécula de metano se puede considerar que está
constituida por enlaces C-H muy poco polarizados:
13
 H
  
   H N H H C H
H O H 
H  H
CARGA FORMAL.
En los enlaces polares, las cargas parciales sobre los átomos son reales. Sin
embargo, cuando se dibujan determinadas estructuras químicas, según la
representación de Lewis, aparecen cargas eléctricas asociadas a algunos átomos,
denominadas cargas formales. Las cargas formales permiten contar el número de
electrones de un átomo determinado de una estructura; y se calculan según la
siguiente ecuación.
nº de e - enlazantes
Carga formal  nº e - capa de valencia - ( nº de e - no compartidos  )
2
A continuación, aparecen indicadas las estructuras de Lewis del anión

carbonato y del nitrometano. Se puede apreciar que sobre dos de los átomos de
oxígeno del anión carbonato aparecen una carga formal negativa y en la molécula
de nitrometano aparece una carga formal positiva sobre el átomo de nitrógeno y
una carga parcial negativa sobre uno de los dos átomos de oxígeno.
14
Química Orgánica
En la siguiente figura se indica el cálculo de la carga formal de cada uno de los

átomos que integran el anión carbonato:
El mismo cálculo se indica a continuación para los átomos, excepto para el H,

que componen la molécula de nitrometano:
REPRESENTACIÓN DE FÓRMULAS ESTRUCTURALES.

Los químicos orgánicos utilizan una gran variedad de formas para representar
las fórmulas estructurales. Las representaciones más comunes son las que
aparecen en la figura. La estructura de los puntos muestra todos los electrones de
valencia, pero su escritura es tediosa y tardada. Las otras representaciones son
más convenientes y, por lo tanto, se usan con más frecuencia.
15
Para el alcohol propílico
H H H
H C C C OH CH3 CH2 CH2 OH C3H8O
H H H
Fórmula desarrollada Fórmula condensada Fórmula global
Más y más químicos orgánicos utilizan una formula muy simplificada llamada
formula de líneas (o trazos de líneas) para representar las formulas estructurales.
Ejemplo:
CH 3
OH
CH3 CH2 CH 2 OH CH3 CH CH2 CH3
H3C
N CH2 CH 3
N
CH3
FÓRMULAS TRIDIMENSIONALES.
Ninguna de las fórmulas que se han estudiado hasta ahora proporciona

información sobre la forma en que los átomos de una molécula están distribuidos
en el espacio. Existen varios tipos de representaciones que sí hacen esto, en esta
representación, los enlaces que se proyectan hacia arriba, hacia fuera del plano
del papel, están indicados por medio de una cuña ( ), los que se encuentran
por detrás del plano se indican con una cuña punteada ( ) y aquellos que
están sobre el plano de la página se indican por medio de una línea ( ).
16
Química Orgánica
H H
H H
H H H
C C C
O O
H H H C C
H C
H H H
H H H H
H H
Metano
Etano
Metano Etano Etanol
TIPOS DE CARBONOS.
Se generan debido al número de electrones compartidos con otro átomo de

carbono, teniendo en cuenta esto se generan: Carbono primario, secundario,
terciario y cuaternario, y se dan cundo se comparte un par, dos pares, tres pares y
cuatro pares de electrones con otros carbonos. Ejemplos:
Carbono Secundario
H H
H H H C H H C H H
H C C C C C H
H H H H C H H
Carbono Cuaternario
Carbono Primario H
Carbono Terciario
ISÓMEROS.
Son aquellos compuestos que tienen la misma fórmula molecular, pero

diferentes fórmulas estructurales, propiedades físicas, químicas y biológicas.
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Al analizar los diferentes tipos de isómeros se recomienda considerar o

conocer claramente las llamadas estructuras equivalentes, es decir que no son
isómeros, si no dos proyecciones de la misma molécula. Por ejemplo, las
estructuras equivalentes:
H H H OH H H
H C C OH H C C H H C C H
H H H H OH H
CH3 CH3
CH3 CH CH2 CH3 CH3 CH2 CH CH3
Los isómeros a su vez se puede clasificar en:
De cadena
De posición
Estructural
De función
Isomería
Geométricos
Estereoisomería
Óptico
ISOMERÍA ESTRUCTURAL O PLANA.
Son aquellas que difieren en su fórmula estructural y puede explicarse

mediante fórmulas planas.
a. Isomería de cadena.
Son aquellas cuyas formulas estructurales difieren únicamente en la
disposición de los átomos de la cadena carbonada, por ejemplo: los isómeros
con fórmula molecular C4H10
CH3
CH3 CH2 CH2 CH3 CH3 CH CH3
18
Química Orgánica
Para determinar el número de isómeros de una formula global se tiene que

emplear deducción simple, pero en algunos casos existen formulas para su
determinación.
En el caso de los alcanos (CnH2n + 2), el Nº de isómeros es = 2 n – 4 + 1; donde

n = 4, 5, 6 y 7; si n = 7, 8, 9 y 10 se cumple que el Nº de isómeros es = 2 n – 4 + n
– 6 Para n = 4  Nº Isómeros = 2 4 – 4 + 1 = 2
CH3
CH3 CH2 CH2 CH3 CH3 CH CH3
n-Butano Isobutano
Para n = 5  Nº Isómeros = 25 – 4 + 1 = 3
CH3 CH3
CH3 CH2 CH 2 CH2 CH3 CH3 CH 2 CH CH3 CH 3 C CH3
CH3
n-Pentano Iso pentano Neo pentano
b. Isomería de posición.
Son aquellas cuyas formulas estructurales difieren únicamente en la
ubicación de su grupo funcional sobre el esqueleto carbonado.
Isómeros con la formula molecular: C3H8O y C6H4Br2
Br Br Br
OH Br
CH3 CH2 CH2OH CH3 CH CH3
Br
Propanol 2-Propanol
Br
o-Dibromo m-Dibromo p-Dibromo
benceno benceno benceno
19
c. Isomería de función.
Es la que presentan aquellas sustancias, con la misma fórmula molecular
presentan distinto grupo funcional, por ejemplo:
Isómeros con la fórmula molecular: C2H6O
CH3 CH2OH CH3 O CH3

Etanol Dimetileter
Isómeros con la fórmula molecular: C3H6O
O
CH3 CH2 CHO CH3 C CH3
Propanal Propanona
ESTEREOISOMERÍA.
Son aquellos que difieren en su distribución espacial de sus átomos,

poseen propiedades químicas parecidas pero diferentes propiedades físicas.
a. Isomería geométrica.
Son aquellos compuestos que se generan debido a la rigidez del doble
enlace, ya a que la rotación libre alrededor del eje del doble enlace no es
posible, por lo que es característica de las sustancias que presentan un doble
enlace carbono-carbono, así como de ciertos compuestos cíclicos. Existen dos
clases Cis (al mismo lado) y Trans (a lados opuestos).
Para que exista isómeros geométricos (cis/trans), los grupos ligados a un

mismo carbono del doble enlacen deben ser diferentes.
H H H CH3
C C C C
CH3 CH3 CH3 H
Cis Trans
20
Química Orgánica
Cis -2- buteno

Cis -2- buteno
Isómeros geométricos para el compuesto CH3CH=CHCOOH.
H 3C COOH
C C
H H
Ac. cis -2- butanoico

Ac. iscrónico
H 3C H
C C
H COOH
Ac. trans -2- butanoico

Ac. crotonico
b. Isómeros ópticos.
Difieren en la distribución espacial de sus átomos y tienen diferente

actividad óptica.
21
Las propiedades geométricas de un carbono con hibridación sp3 hacen que,

en el caso de que esté unido a cuatro átomos o grupos de átomos diferentes, la
molécula no tenga plano de simetría y que existan dos maneras diferentes de
ordenar a los cuatro átomos o grupos de átomos. Estas dos configuraciones
generan dos formas isoméricas denominadas enantiómeros, que son
imágenes especulares entre sí pero que no son superponibles.
Cuando esto ocurre se dice que la molécula es quiral y óptimamente activa,

puesto que es capaz de desviar el plano de la luz polarizada. Dos enantiómeros
desvían el plano de la luz polarizada en la misma magnitud pero en sentidos
opuestos. Al carbono con hibridación sp3 que está unido a cuatro átomos o
grupos de átomos diferentes se le denomina estereocentro o centro
estereogénico o carbono quiral. Los centros de este tipo suelen identificarse
con un asterisco.
22
Química Orgánica
Cuando una molécula es superponible con su imagen especular se dice que

no es ópticamente activa y por tanto es incapaz de desviar el plano de la luz
polarizada. Normalmente esto ocurre cuando la molécula presenta un plano
de simetría.
Espejo
Rotar 180º
Rotar
Es la misma
estructura
Si una molécula no tiene plano o centro de simetría la molécula es quiral.

Podemos decir también lo contrario, si una molécula presenta plano de
simetría en cualquiera de sus conformaciones es una molécula aquiral.
Teniendo en cuenta la gran similitud estructural que presentan los
enantiómeros, se plantea la cuestión de cómo distinguir uno de otro. Ello no es
tarea fácil, ya que la mayoría de las propiedades físicas de los enantiómeros
son idénticas. Una excepción importante es la interacción con la luz
polarizada. Los puntos de ebullición, de fusión o la densidad son idénticos en
los enantiómeros porque sus enlaces y por tanto sus contenidos energéticos
son idénticos. Sin embargo, se observará que el plano de polarización de la luz
incidente gira en sentido horario o antihorario.
Un enantiómero que gira el plano de la luz polarizada en sentido horario,
con el observador mirando la fuente de luz, es dextrógiro se identifica por (+)-
enantiómero y el otro enantiómero es levógiro, se identifica por (-)-
enantiómero. Debido a esta interacción especial con la luz, los enatiómeros
suelen denominarse isómeros ópticos, y el fenómeno actividad óptica.
23
Luz polarizada. Se origina cuando se hace pasa la luz natural atreves de

un prisma polarizador, en este caso la luz vibra en un solo plano y no en todas
las direcciones como la luz natural.
Las rotaciones ópticas se miden con un polarímetro. En estos

instrumentos la luz se polariza en primer lugar y luego atraviesa la cubeta que
contiene la muestra. El analizador mide el ángulo de la luz polarizada. La
rotación medida (en grados) es la rotación óptica observada, α, de la
muestra. Su valor depende de la concentración, la estructura de la molécula
activa, la longitud de la cubeta que contiene la muestra, la longitud de onda de
la luz incidente, del disolvente y la temperatura.
Lámpar Monocromador Polarizado Cavidad para la muestra Analizador Detector

a de r
sodio
Para evitar ambigüedades, se estableció el convenio de usar un valor

estándar de α, la rotación específica [α], característica de cada compuesto.
Este valor depende también del disolvente y se define como:
Dónde:
t = Temperatura en ºC
 = Longitud de onda incidente, para el caso del sodio, se
indica simplemente D: correspondiente a 589 nm.
α
αtº
 A = Rotación óptica observada (α).
l.c
l = Longitud de onda que contiene la muestra, en
decímetros; su valor suele ser 1(es decir 10 cm)-
24
Química Orgánica
Los enatiómeros giran el plano de la luz polarizada en el mismo ángulo

pero en sentidos opuestos. Ej: para el 2-bromobutano el enantiómero (-) gira
el plano 23.1º en sentido antihorario y su imagen especular el (+)-2
bromobutano lo hace 23.1º en sentido horario. Por lo tanto una mezcla 1:1 de
enantiómeros no presenta rotación óptica y es por tanto ópticamente inactiva.
Este tipo de mezclas se denominan mezclas racémicas. Si un enantiómero
se equilibra con su imagen especular mediante algún proceso se dice que sufre
racemización. Un racémico es un cristal que tiene 50% de molécula (+) y
50% de molécula (-).
Configuración del estereocentro: Nomenclatura R y S.

¿Cómo se puede establecer la estructura de un enantiómero puro en un
compuesto quiral? Prácticamente todas las propiedades físicas de un
enantiómero son idénticas a las de su imagen especular, excepto el signo de la
rotación óptica. Por otro lado, no existe correlación directa entre el signo de la
rotación óptica y la estructura de un enantiómero en particular.
Para identificar los enantiómeros de forma inequívoca necesitamos

dotarnos de un sistema que indique la quiralidad de la molécula. La notación R
y S fueron desarrollados por Cahn, Ingold y Prelog.
1. Debo establecer reglas de prioridad, para ver cuál tiene más prioridad y
cuáles le siguen en menor prioridad.
2. Miro la molécula desde la parte opuesta al átomo con menor prioridad.
3. Después se mueve desde el sustituyente de mayor a menor prioridad. Si
estoy describiendo un movimiento que es el de las agujas del reloj
entonces la notación es R. Si el movimiento es contrario al de las agujas del
reloj, la notación es S.
25
Antes de aplicar la nomenclatura, hay que asignar prioridades a los

sustituyentes mediante el uso de la regla de secuencia:
Primera. En primer lugar se consideran los átomos unidos 2 Cl
directamente al estereocentro. Un sustituyente con mayor C

4
H
número atómico tiene preferencia sobre los de menor número I
1 SO3H
3
atómico. Razón por la cual, el sustituyente de menor prioridad R
es el hidrógeno. En caso de isótopos prevalece la masa atómica.
I > Br > Cl > S > P > F > O > N > C > H
Segunda. Si la primera regla no puede decidir la 1I
4
prioridad de los grupos, la decisión sobre la prioridad se C
H
H3CH2 C
toma en el primer punto de diferencia a lo largo de la 2
CH3
3
cadena de dos sustituyentes. Una vez alcanzado este punto, S
la constitución del resto de la cadena no se tiene en cuenta.
Tercera. Los enlaces dobles y triples se tratan como si fueran sencillos,

duplicando o triplicando los átomos de la cadena.
26
Química Orgánica
C C C C
C CH2 C CH2 C CH C CH
H H H H C
C C C
C O C O C O C O
H H C C C
C C C C
C O C O C N C N
OH OH C C
Cuarta. Cuando tenemos un centro quiral unido a dos alquenos iguales, la

configuración el cis tiene preferencia sobre el trans.
Quinta. Si un carbono asimétrico está unido a dos carbonos asimétricos

iguales el de la configuración R tiene preferencia sobre el de la configuración
S.
GRUPOS FUNCIONALES MÁS IMPORTANTES.

Para nombrar correctamente una molécula que contiene grupos funcionales lo
primero que hay que hacer es identificarlos:
27
Clase de
Estructura general Grupo funcional Ejemplo
compuesto
CH3-CH2-CH3
Alcanos R-H Ninguno
Propano
Haloalcanos R-X, (X=F, Br, Cl, I) -X CH3-CH2-I
CH3-CH2-OH
Alcoholes R-OH -OH
Etanol
CH3-CH2-O-CH3
Éteres R-O-R‘ -O-
Etil metil éter
CH3-CH2-SH
Tioles R-SH -SH
Etnotiol
(CH3)-C=CH2
Alquenos R=R‘ -C=C-
2-Metilpropano
CH3-CC-CH3
Alquinos R  R‘ -C  C-
2-Butino
R(H) CH 3
(H)R R(H)
Compuestos
aromáticos (H)R R(H)
R(H) Metil benceno (Tolueno)
O O CH3-CH2-COH
Aldehídos
R C H C H Propanal
O O CH3-CH2-CO-CH3
Cetona
R C R` C 2-Bropanona
Ácido O O CH3-CH2-COOH
carboxílico R C O H C OH Ácido propanoico
O O O O CH3-CH2-COO-CO-CH2-CH3
Anhídridos
R C O C R`(H) C O C Anhídrido propanoico
O O CH3-COO-CH3
Esteres
(H)R C O R` C O Etanoato de metilo
O O
R C N R`(H)
CH3-CH2-CH2-CO-NH2
Amidas C N Butanamida
R``(H)
CH3-CN
Nitrilos R C N C N
Etanonitrilo
R N R` (CH3)3-N
Aminas N
R`` Trimetilamina
Una vez reconocidos los grupos funcionales que contiene una molécula hay
que determinar cuál es la función principal, según el siguiente orden:
28
Química Orgánica
Orden de preferencia.
1.- Ácidos (carboxílicos > sulfónicos).
2.- Derivados de ácidos (anhídridos > ésteres > haluros de acilo > amidas >
nitrilos).
3.- Aldehídos > cetonas.
4.- Alcoholes > fenoles > tioles.
5.- Aminas.
6.- Éteres > tioéteres.
7.- Alquenos > alquinos.
La función principal determina:
 El nombre del compuesto.
 La cadena carbonada principal, que debe ser la más larga posible que
contenga la función principal.
 Los números localizadores de los sustituyentes y funciones secundarias.
REACCIONES QUÍMICAS ORGÁNICAS.

Se puede definir como un proceso de interacción entre especies químicas, en el
que, como consecuencia de la ruptura y formación de enlaces, se origina una
nueva entidad química.
CLASIFICACIÓN.
Las reacciones orgánicas se pueden agrupar y clasificar atendiendo al tipo de

transformación que tiene lugar en el compuesto orgánico como:
29
a. Reacciones de adición.
Este tipo de reacciones consisten en la adición de dos especies químicas al
enlace múltiple de una molécula insaturada, tal como se indica de forma
genérica en la siguiente ecuación química:
C C +A-B C C
A B
(Producto de adición)
Este tipo de reacciones es muy común en los compuestos olefínicos y

acetilénicos, como ocurre en la adición de bromo a un doble enlace, en la
adición de HBr o en el proceso de hidrogenación:
Adición de bromo a enlace doble
Br
Br
+ Br - Br
Adición de HBr a enlace doble

Br
H
+ H - Br
Hidrogenación de enlace doble
H
Pt, Ni, Pd H
+ H2
30
Química Orgánica
b. Reacciones de sustitución.
En las reacciones de sustitución se engloban aquellas en las que un átomo
o grupo atómico es sustituido o desplazado por otro. La ecuación general para
un proceso de sustitución es:
C A +B C B +A
Ejemplos de este tipo de reacciones, son las que experimentan los

alcoholes con ácidos hidrácidos o las reacciones de sustitución nucleofílica de
haluros de alquilo.
Reacción de sustitución de un alcohol por un hidrácido
CH3 CH2OH + HBr CH3 CH2Br + H2O
Reacción de sustitución nucleófila.
CH3 Br NaCN CH3 CN NaBr
c. Reacciones de eliminación.
Este tipo de reacciones constituyen el proceso inverso de las reacciones de
adición y consisten en la pérdida de átomos, ó grupo de átomos de una
molécula, con formación de enlaces múltiples o anillos. La formulación general
de las reacciones de eliminación es:
C C C C + A-B
A B
31
La reacción de deshidratación de un alcohol para formar un alqueno ó la

reacción de deshidrobromación inducida por bases son ejemplos de
reacciones de eliminación:
Deshidratación ácida de un alcohol
OH
H3PO4
+ H2 O
Reflujo
Reacción de eliminación básica en un haluro de alquilo

Br
+ NaOMe + NaBr + MeOH
Las reacciones orgánicas también se pueden clasificar, considerando la

forma como se rompen los enlaces químicos:
d. Reacciones de Homólisis.
Estas reacciones tienen lugar cuando el enlace covalente se rompe de
manera equitativa; en este caso, cada uno de los fragmentos que forma lleva
consigo uno de los electrones que formaba parte del enlace original.
Normalmente, este proceso da lugar a especies radicalarias, que son entidades
químicas con un número impar de electrones. La formulación general de un
proceso de homólisis es:
e. Reacciones de heterólisis.
Este tipo de reacciones se producen cuando la ruptura del enlace es
asimétrica, es decir, uno de los dos fragmentos del enlace se queda con los dos
32
Química Orgánica
electrones del enlace covalente original. Normalmente, este proceso origina

una especie cargada negativamente y positivamente, tal y como se describe a
continuación:
ÁCIDOS Y BASES
De acuerdo a la definición de Lowry-Bronsted, un acido es una sustancia que
entrega un protón y una base es aquella sustancia que lo acepta.
Ejemplo:
H2SO4 + H2O H3O+ + HSO4 –

Ácido Base Ácido Base
fuerte fuerte débil débil
HCl + NH3 NH4+ + Cl–

Ácido Base Ácido Base
Muchos compuestos orgánicos que contienen oxigeno pueden actuar como

bases y aceptar protones.
CH3CH2OH + H2SO4 +CH2CH2OH + HSO4 –

Base Ácido Ácido Base
C2H5 - O – C2H5 + HCl C2H5 - O – C2H5 + Cl –

Base Ácido Ácido Base
Según la definición de Lewis: Una base es una sustancia que puede

suministrar un par de electrones para formar un enlace covalente, y un ácido
aquella que puede aceptar un par de electrones para formar un enlace covalente.
De este modo, un ácido es un aceptor de pares de electrones y una base es un
donante de pares de electrones.
33
El trifloruro de boro es lo que tiende a aceptar otro par de electrones para

completar su octeto.
F F
F H F H
F B O(C2H5)2 F B O(C2 H5)2
F B N H F B N H
F F
F H F H
Ácido Base
Ácido Base
34
Química Orgánica
HIDROCARBUROS.
Son compuestos binarios constituidos únicamente por carbono e hidrógeno,

los cuales a su vez se clasifican en:
Saturados (alcanos) No hay enlaces múltiples

C2H2n+2
Acíclico ó Alquenos CnH2n+2-2d C C
Alifáticos No
saturados
Alquinos CnH2n+2-4t C C
CnH2n+2-2d-4t
Ciclo alcanos CnH2n

C2H2n-2d-4t Ciclo alquenos CnH2n-2d
Cíclicos
Ciclo alquinos CnH2n-4t
Aromáticos
ALCANOS.
Son hidrocarburos saturados llamados PARAFINAS, de fórmula molecular

CnH2n+2, presentan enlaces simples entre C–C y orbítales híbridos del tipo sp3 en el
carbono.
Estos se clasifican en distintos tipos de acuerdo con su estructura: alcanos con

cadena lineal, alcanos ramificados, son aquellos que poseen uno o varios puntos
35
de ramificación, alcanos cíclicos o cicloalcanos y algunos más complicados

bicíclicos, tricíclicos y policíclicos superiores.
Propriedades generales:
Nº de Punto de Punto de Densidad a
Fórmula Nombre
C ebullición ºC fusión en ºC 20ºC (g/ml)
01 CH4 Metano - 161.7 - 182.5 0.5547 (a 0ºC)
02 C2H6 Etano - 88.6 - 183.3 0.509 (a -60ºC)
03 C3H8 Propano - 42.1 - 187.7 0.5005
04 C4H10 Butano -0.5 - 138.3 0.5787
05 C5H12 Pentano 36.1 - 129.8 0.5572
06 C6H14 Hexano 68.7 - 95.3 0.6603
07 C7H16 Heptano 98.4 - 90.6 0.6837
08 C8H18 Octano 125.7 - 56.8 0.7026
09 C9H20 Nonano 150.8 - 53.5 0.7177
10 C10H22 Decano 174.0 - 29.7 0.7299
11 C11H24 Undecano 195.8 - 25.6 0.7402
12 C12H26 Dodecano 216.3 - 9.6 0.7487
13 C13H28 Tridecano 235.4 -5.5 0.7564
14 C14H30 Tetradecano 253.7 + 5.9 0.7628
15 C15H32 Pentadecano 270.7 + 10 0.7685
20 C20H42 Eicosano 334 + 36.8 0.7886
1. A temperatura ambiente: Del metano al butano, son gaseosos, del pentano

al hexadecano, son líquidos y a partir del heptadecano son sólidos.
2. Los puntos de fusión, ebullición y viscosidad aumentan gradualmente, al
aumentar el número de átomos de carbonos.
3. Para alcanos de igual número de átomos de carbono (isómeros) el punto
de ebullición disminuye, con las ramificaciones.
4. Presentan densidades menores que el agua.
5. No son atacados por bases, ácidos, agentes oxidantes o agentes reductores.
36
Química Orgánica
6. Los alcanos son compuestos saturados, porque tienen enlaces sencillos y

por ese motivo no presentan reacciones de adición.
7. Solo presentan reacciones de combustión y halogenación.
8. En todos los alcanos, los enlaces de carbono son de geometría tetraédrica y
las longitudes de enlace son:
C – H : 1,095  0,01 Aº
C – C : 1,590  0,01 Aº
Prefijos que se usan en la nomenclatura de compuestos orgánicos:

#C Prefijo #C Prefijo #C Prefijo #C Prefijo
1 Met. 11 Undec. 34 Tetratricont. 200 Dihect.
2 Et. 12 Dodec. 40 Tetracont. 300 Trihect
3 Prop. 13 Tridec. 50 Pentacont. 579 *
4 But. 14 Tetradec. 57 Heptapentacont.
5 Pent. 15 Pentadec. 60 Hexacont.
6 Hex. 20 Icos. 70 Heptacont.
7 Hept. 21 Henicos. 80 Octacont.
8 Oct. 22 Docos. 89 Nonaoctacont.
9 Non. 23 Tricos. 90 Nonacont.
10 Dec. 30 Triacont. 100 Hect.
(*) Nonaheptacontapentahect.
NOMENCLATURA PARA ALCANOS.
El problema de la nomenclatura de los compuestos orgánicos ha acompañado

a la química orgánica desde su mismo origen y ha empeorado con la cantidad de
nuevos compuestos y clases de compuestos que se descubren cada día. Algunos
compuesto son nombrados teniendo en cuenta el nombre de la persona que los
descubrió, el idioma y el lugar. Estos nombres tienen primordialmente interés
histórico aunque muchos se usan todavía comúnmente (nombre común),
37
especialmente cuando el nombre sistemático que describe su estructura es muy

complejo.
La nomenclatura sistemática se introdujo por vez primera en un congreso

de química en Ginebra (Suiza) en 1892 y ha sufrido revisiones continuas desde
entonces, especialmente de la Unión Internacional de Química Pura y Aplicada
(IUPA).
La nomenclatura IUPAC pretende ser sistemática y no ambigua, pero en la

práctica esto no siempre ocurre. Como todo idioma, a veces no es racional en
algunos casos, no hay consenso o aceptación de las normas y hay variación en los
nombres. Además hay nombres comunes que aun se utilizan ampliamente.
Las raíces que utiliza la IUPAC son mayoritariamente latinas o griegas e indica
el número de carbonos en la cadena. Los cuatro primeros alcanos tienen nombres
especiales que han sido aceptados en el sistema IUPAC, pero mantienen la
terminación ano.
1. Sistema IUPAC: para cadenas lineales se usa el prefijo ano.
CH4 CH3CH 3 CH 3CH2CH3 CH3CH2CH 2CH3

Metano Etano Propano Butano
CH3(CH2)82CH3
Tetraoctacontano Pentadecano
2. Sistema común: se tendrá en cuenta los siguiente:

a. Usaremos la palabra normal o prefijo “n”, si la cadena es lineal.
CH3 CH3 CH3 CH2 CH3 CH3 CH2 CH2 CH3 CH3 (CH2)90 CH3
n-Etano n-Propano n-Butano n-Dononacontano
38
Química Orgánica
b. Usaremos el prefijo “iso” si la cadena es de la forma:
CH3
CH3 CH (CH2 )X CH3 Si: X= 0, 1, 2, 3, ..........
CH3 CH3 CH3

CH3 CH CH3 CH3 CH CH2 CH3 CH3 CH (CH2)7 CH3
Isobutano Isopentano Isoundecano
c. Usaremos el prefijo “neo” si la cadena es de la forma :
CH3
CH3 C (CH)X CH3 Si: X = 0, 1, 2, 3, ...
CH3
CH3 CH3 CH3

CH3 C CH3 CH3 C (CH2)2 CH3 CH3 C (CH2)6 CH3
CH3 CH3 CH3
Neopentano Neoheptano Neoundecano
3. Radicales Alquilos.
Se obtienen cuando un alcano pierde un hidrogeno, por ruptura homolítica.
Los prefijos tienen la terminación “ilo” (cuando no están unidos a ninguna
cadena principal) ó “il” (si forma parte de una cadena principal)
CH3 CH3 CH2 CH3 CH2 CH2 CH3 (CH2)6 CH2

Metilo Etilo Propilo Octilo
CH3 CH3 CH3 CH3

CH3 CH CH3 CH CH2 CH3 CH CH2 CH2 CH3 CH (CH2)4 CH2
Isopropilo Isobutilo Isopentilo Isooctilo
39
CH3 CH3 CH3 CH3

CH3 C CH2 CH3 C CH2 CH2 CH3 C CH2 CH2 CH2 CH3 C (CH2)6 CH2
CH3 CH3 CH3 CH3
Neopentilo Neohexilo Neoheptilo Neoundecilo
Usaremos el prefijo “sec” o “terc” si el hidrogeno perdido, se encuentra en un

carbono secundario o terciario.
CH3 CH3
CH3 CH CH2 CH3 CH3 C CH3 CH2 CH2 C
CH3 CH3
Sec-butilo Terc-butilo Terc-hexilo
4. Nomenclatura IUPAC para cadenas ramificadas.

En el sistema IUPAC, el nombre de un alcano complejo o ramificado se basa
en el principio de que estos compuestos se consideran derivados de la cadena
carbonada más larga que presente el compuesto, de esta forma, el nombre
para el compuesto es el correspondiente al del alcano lineal de igual número
de carbonos. Las ramificaciones o sustituyentes de la cadena principal se
designan como prefijos y sus posiciones se especifican por medio de números
relativos a esa cadena.
Para nombra estos compuestos se tiene en cuenta los siguientes pasos:
a. Determine la cadena carbonada más larga y

continua y use ese nombre para el compuesto.
Si existen dos o más cadenas diferentes de igual
longitud, seleccione como principal ha aquella que
tenga el mayor número de ramificaciones.
40
Química Orgánica
b. Una vez identificada la cadena principal, esta se 1

2
9
8
enumera por el extremo más próximo a la 3 5 7 9
4 8
7 5 6 3 1
ramificación, de tal forma que se asigne el número 6 4 2
más bajo al sustituyente.

La enumeración en la estructura, de izquierda a derecha, da como
resultado los índices 2, 3, 5 y 6 para la posición de los sustituyentes, mientras
que si enumeramos de derecha a izquierda, produce los siguientes índices 4, 5,
7 y 8. La numeración más baja es 2, 3, 5 y 6 por esto el nombre correcto
utilizara esta numeración.
c. Los sustituyentes de la cadena principal se Metil

Propil
1
2
identifican y se nombran de acuerdo con el 9
8
3 5 7 9
nombre del alcano lineal. Para ello la terminación 7 4
5 6 8 1
3
6 4 2
ano del alcano se cambia por la terminación il. Metil
Nombrar los sustituyentes que se repitan una Etil
sola vez, en este caso: Metil, Etil, Propil.

Cuando hay dos o más sustituyentes iguales se utiliza los prefijos di, tri,
tetra, penta, hexa, etc. para indicar, que el sustitúyete se repite 2, 3, 4, 5, 6, etc.,
pero aun así se tiene que indicar la posición de cada sustituyente.
d. Los sustituyentes se ordena alfabéticamente. Los prefijos (sec y terc) no

son considerados a la hora de alfabetizar, por ejemplo, el sustituyente sec-
butil se alfabetiza en la letra b. Los demás, que no tiene un guión, se toma
como una sola, por ejemplo, isopropil se alfabetiza se alfabetiza en la letra i.
Los prefijos di, tri, etc. No tiene nada que ver con el orden alfabético de los
sustituyentes. Si hay sustituyentes complejos, el nombre de estos se considera
como una sola unidad tal y como lo indican los paréntesis que lo debe
encerrar, por ejemplo, se considera que el sustituyente (1, 2-dimetilpropil)
empieza con la letra d.
41
e. Como último paso se inserta el nombre de la cadena principal, su nombre

se escribe como una sola palabra. Los índices numéricos se separan con coma
y estos se separa de los nombres de los sustituyentes con guiones, el último
sustituyente no se separa del nombre de la cadena principal.
Ejemplos:
1 2 3 4 5 6 7 9 8 7 6 5
CH3 CH CH2 CH2 CH CH2 CH3 CH3 CH 2 CH2 CH2 CH CH2 CH3
CH3 CH2 H3C C CH3
4
CH3 H3C CH CH2 CH3
3 2 1
5- Etil -2- metilheptano 5- Etil -3, 4, 4- trimetilnonano
CH3 CH3
7 6 5 3
CH3 CH2 C CH2 CH CH CH2Cl
4 2 1
CH2 CH2
CH3 CH3
1- Cloro -3, 5- Dietil -2, 5- dimetilheptano
CH3 CH3
8 9
CH3 CH2 CH2 C CH2 CH CH2 CH3
5 6 7
1
4CH CH2 CH CH2 Br
3 2
CH2 CH3
CH2 CH3
1- Bromo -2, 5, 7- trimetil -4, 5- dipropilnonano
5 2 4
4 3 6 8
4 2 2 1 1 5 7 9
5 3 1
3 Cl
2, 4- Dimetilpentano 2, 4- Dimetilhexano 3- Cloro -6, 8- Dimetilnonano
42
Química Orgánica
Nombrar la siguiente estructura.
HALOGENUROS DE ALQUILO. En la nomenclatura común de estos compuestos, sus

nombres son similares a los de las sales inorgánicas. Esta nomenclatura aún se
usa ampliamente.
I Br
Cl
Cloruro de n-hexilo Yoduro de isopropilo Bromuro de sec-butilo
Aunque desde un punto de vista químico los halogenuros de alquilo son muy
diferentes a los alcanos, para propósitos de nomenclatura IUPAC estos son
prácticamente iguales. Cada átomo de halógeno se nombra con los prefijos fluoro,
cloro, bromo, yodo y se trata como si fuera otro sustituyente alquilo. Al asignar
índices numéricos los halógenos no tienen ninguna prioridad sobre los demás
sustituyentes alquílicos de la cadena principal.
Para dar nombre a estos compuestos se utiliza el procedimiento ya descrito

para alcanos
Br Cl Br Br
1-Bromo -5-cloropentano 3, 3 -Dibromo -6- terc-buti -2- fluor -5- metillnonano
43
Cl
3- (clorometil)hexano
SINTESIS DE CALCANOS.
Cada uno de los alcanos menores, desde el metano hasta n-pentano y el

isopentano, puede obtenerse en forma pura por destilación fraccionada del
petróleo y del gas natural; el neopentano no existe en la naturaleza. Más allá de
los pentanos, el número de isómeros de cada homólogo se hace tan grande y las
diferencias en sus puntos de ebullición tan pequeñas que resulta imposible aislar
compuestos individuales puros; estos alcanos deben ser sintetizados por alguno
de los métodos expuestos a continuación:
HIDROGENACIÓN DE ALQUENOS.
Es el método más útil para la síntesis de alcanos; es un método general para la
conversión de un doble enlace carbono-carbono, en uno simple; empleando el
mismo equipo, el mismo catalizador y condiciones parecidos, podemos convertir
un alqueno en un alcano.
La hidrogenación es exotérmica: los dos enlaces  (C-H) que se forman, en

conjunto son más firmes que los enlaces  (H-H) y el  que se rompen. La
cantidad de calor desprendido al hidrogenar un mol de un compuesto se llama
calor de hidrogenación, es simplemente H de la reacción. El calor de
hidrogenación de casi todo alqueno se aproxima bastante a un valor de 30
kcal/mol, este proceso se lleva a cabo en presencia de catalizadores metálicos
como: Pt, Ni y Pd.
44
Química Orgánica
Reacción general:
Pt, Ni y Pd
C C + H H C C
H H
Ejemplos:
H2C CH2 + H H Pt, Ni y Pd H3C CH3

Eteno Etanol
Etano
2 4
5 4
3 1 + H H Pt, Ni y Pd 1
2
3 5
Etanol
4-Metil -2- penteno 2-Metilpenteno
REDUCCIÓN DE HALUROS DE ALQUILO.

La reducción de un haluro de alquilo, ya sea por medio de un reactivo de
Grinard, o con un metal y ácido, implica solo el reemplazo de un átomo de
halógeno por uno de hidrogeno; el esqueleto carbonado permanece intacto.
a. Hidrólisis del reactivo de Grignard.

Cuando se pone en contacto una solución de haluro de alquilo con éter
etílico seco (C2H5)2O, con virutas de magnesio, la solución se hace lechosa,
comienza a hervir y el magnesio metálico desaparece gradualmente. La
solución resultante se conoce como reactivo de Grignard. Es uno de los
reactivos más utilizados y versátiles para el químico orgánico.
El reactivo de Grignard tiene la formula general: RMg+X-, y su nombre

general es haluro de alquil magnesio. El enlace Carbono-Magnesio es
covalente, pero muy polar: el carbono atrae electrones del magnesio
electropositivo; el enlace magnesio-halógeno es esencialmente iónico.
..
..
45
R : Mg+ : X : -
El reactivo de Grignard se prepara:
Eter. Anh.
R X Mg R Mg+ X
Eter Anh.
CH3I + Mg CH3 Mg I
Yoduro de metil magnesio
Br MgBr
+ Mg Eter Anh.
El compuesto de Grignard es muy reactivo, la reacción con agua para

formar un alcano es típica del comportamiento del reactivo de Grignard con
los ácidos.
RMgX + H2O R H + Mg (OH) X

React. de Grignard Ácido fuerte Alcano Haluro básico de magnesio
RMgX + NH 3 R H + Mg NH2 X
React. de Grignard Ácido fuerte Alcano Haluro amino de magnesio
RMgX + R OH R H + Mg (OR) X
React. de Grignard Ácido fuerte Alcano Haluro alcoxido de magnesio
Ejemplos:
CH3 Mg Cl + H 2O H3C H + Mg (OH) Cl
+ NH3 + Mg NH2 Br
Mg Br
CH3CH2 CH2 Mg I + CH3 OH CH3 CH2 CH 3 + Mg (OCH3) I 46

Química Orgánica
b. ACOPLAMIENTO DE HALOGENUROS DE ALQUILO CON COMPUESTOS

ORGANOMETÁLICOS.
Para obtener un alcano de mayor número de átomos de carbono que el
material de partida, se requiere de la formación de enlaces carbono-carbono,
siendo el acoplamiento de dos grupos. El método más versátil lo constituye la
síntesis desarrollada en las postrimerías de la década de 1960 por E. J. Corey y
Herbert House, que trabajaban independientemente en la Universidad de
Harvard y en el Instituto Tecnológico de Massachusetts, respectivamente. El
acoplamiento se produce en la reacción entre un cuprodialquil-litio, R2CuLi,
y un halogenuro de alquilo, R’X.
CH3
H3C CuLi + R`X R R` + R Cu + Li X
Cupro dialquil-litio Alcano
Se prepara un alquil-litio, RLi, a partir de un halogenuro de alquilo, RX, del

mismo modo que un reactivo de Grignard, al cual se agrega un halogenuro
cuproso, CuX y finalmente, un segundo halogenuro de alquilo, R’X. Por último,
el alcano se sintetiza a partir de dos halogenuros de alquilo: RX y R’X.
R
2Li Cu X
H3C X H3C Li R CuLi + R`X
Alquil-litio Cupro-dialquil-litio
R-R`
Para obtener buenos rendimientos, el R’X debe ser un halogenuro primario; el

grupo R del organometálico puede ser primario, secundario o terciario, como por
ejemplo:
47
CH3 Yoduro de n-octilo

Li Cu I
H3C Br H3C Li H3C CuLi + CH3 (CH2)6 CH2 I
Metil litio Cupro-dimeti-litio
CH3 CH2 (CH2)6 CH3

n-Nonano
CH3
CH2
CH3 CH CH3
CH3 CH2 CH CH3 Li Cu I
CH3 CH2 CH CH3 CH3 CH2 CH CuLi
Cl Li Cupro-disecbutil-litio
CH3
CH3 CH2 CH CH2 (CH2)3 CH3 CH3 CH2 CH2 CH2 CH2 Br
REACCIONES DE ALCANOS.
HALOGENACIÓN DE ALCANOS.
Bajo la influencia de la luz ultravioleta, a 25-40 ºC, el cloro o el bromo
convierte los alcanos en cloro alcanos (cloruros de alquilo) o bromo alcanos
(bromuros de alquilo), formándose simultáneamente una cantidad
equivalente de cloruro o bromuro de hidrogeno. Hoy en día se ha descubierto
que se obtienen resultados análogos con fluor, si se emplea diluido con un gas
inerte y en un equipo diseñado para extraer el calor producido. Al igual que en
el caso del metano, la yodación no tiene lugar o es demasiado lenta.
De un solo alcano puede obtenerse cualquiera de los isómeros,

dependiendo del átomo de hidrogeno reemplazado.
Reacción general:
Luz U.V
C H + X2 C Cl + HX
25-40 ºC
48
Química Orgánica
Para la cloración, por Ejemplo:
Luz U.V
CH3 CH3 + Cl2 CH3 CH2 Cl + HCl
25ºC
Etano Cloroetano
2- Cloropropano
Luz U.V
CH3 CH2 CH3 + Cl2 CH3 CH 2 CH2 Cl CH3 CH CH3 + HCl
25ºC
Cl
Propano 1- Cloropropano
45% 55%
49
2- Clorobutano
Luz U.V
CH3 CH2 CH2 CH3 + Cl2 CH3 CH2 CH 2 CH2 Cl CH3 CH CH2 CH3 + HCl
25ºC
Cl
Butano 1- Clorobutano
28% 72%
Para la bromación, pero en proporciones diferentes.
Luz U.V
CH3 CH3 + Br2 CH 3 CH2 Br + HBr
25ºC
Etano Bromoetano
2- Bromopropano
Luz U.V
CH3 CH2 CH3 + Br2 CH3 CH2 CH2 Br CH 3 CH CH3 + HBr
25ºC
Br
Propano 1- Bromopropano
3% 97%
2- Bromobutano
Luz U.V
CH3 CH2 CH2 CH3 + Br2 CH3 CH2 CH2 CH2 Br CH3 CH CH2 CH3 + HBr
25ºC
1- Bromobutano Br
Butano
2% 98%
OXIDACIÓN (COMBUSTIÓN).
La combustión de los alcanos es una de las reacciones orgánicas más
importantes, si se tiene en cuenta la masa de material que utiliza este proceso.
La combustión de gas natural, gasolina y fuel implica en su mayor parte la
combustión de alcanos. Sin embargo, esta combustión deja de ser una reacción
orgánica típica porque en primer lugar los reactivos de la reacción son en
realidad mezclas de alcanos y en segundo lugar porque el producto deseado
de la reacción es el calor que desprende y no los productos obtenidos en ella.
De hecho, los productos generados en el proceso de combustión de los alcanos
son, por lo general, compuestos sin interés y su eliminación, debido a su
50
Química Orgánica
volumen, constituye un importante problema. La ecuación para la combustión

de un alcano, por ejemplo el metano, es la siguiente:
CH4 + O2 CO2 + H2O
Sin embargo, en muchos procesos de combustión, como la quema de

gasolina en un motor, no se logra una oxidación completa del carbono
generándose en muchos casos monóxido de carbono (C=O). Otros productos,
como los aldehídos, también son el resultado de una combustión incompleta
de los alcanos.
Cuando se produce una explosión en un motor de combustión interna el

pistón es impulsado hacia delante con un golpe más bien violento. Estas
explosiones prematuras dan lugar al fenómeno conocido como picado. La
tendencia de una gasolina a causar el picado de un motor depende de la
naturaleza de los hidrocaburos que la componen. En general, los
hidrocarburos ramificados inhiben la tendencia al picado de la gasolina. La
tendencia al picado se mide cuantitativamente mediante el número de octanos
(octanaje). En esta escala arbitraria se asigna el valor cero al heptano y el
valor 100 al 2, 2, 4-trimetilpentano (isooctano).
n- Heptano
0 Octano 2,2,4 - Trimetilpentano
100 Octano
51
Por ejemplo, una gasolina con un número de octanos de 86 significa que su

tendencia a provocar el picado del motor es equivalente a una mezcla
compuesta por un 86% de 2, 2, 4-trimetilpentano y de 14% de heptano.
El grado de octanaje de la gasolina se puede incrementar mediante la

adición de tetraetilplomo (Et4Pb), cuya función es controlar la concentración
de radicales libres y evitar las explosiones prematuras que son características
del picado. Por razones de protección medioambiental, el tetraetilplomo se ha
sustituido por otros aditivos menos contaminantes, como el alcohol terbutílico
y el metilterbutiléter.
EL PETRÓLEO COMO FUENTE DE ALCANOS.
Los alcanos son productos naturales muy diseminados sobre la tierra y son
fundamentalmente el resultado de procesos biológicos.
El metano se produce mediante la descomposición anaeróbica bacteriana

de la materia orgánica. Debido a que fue aislado por primera vez en los
pantanos se le denomina también como gas de los pantanos. Es también un
importante constituyente del gas producido en algunos procesos de
eliminación de aguas negras y su presencia se detecta también en las minas de
carbón, donde se le denomina aire detonante o grisú, debido a la naturaleza
explosiva de las mezclas de metano y aire.
El gas natural es una mezcla de hidrocarburos gaseosos y consta

básicamente de etano y metano junto con pequeñas cantidades de propano.
El petróleo es una mezcla compleja de hidrocarburos, la mayoría de los

cuales son alcanos y cicloalcanos, y constituye el resultado final de la
descomposición de la materia animal y vegetal sepultada bajo la corteza
terrestre durante períodos muy largos. La mezcla se acumula formando un
52
Química Orgánica
líquido negro y viscoso en bolsas subterráneas, de donde se extrae mediante

la perforación de pozos. El aceite crudo tiene un intervalo muy amplio de
ebullición. Sus componentes más volátiles son el propano y el butano. El éter
de petróleo se compone de pentanos y hexanos y destila entre 30 y 60 oC. La
ligroína es una mezcla de heptanos que tiene un intervalo de ebullición entre
los 60 y los 90 ºC. Estas mezclas se usan a menudo como disolventes en la
industria y en los laboratorios químicos. Sin embargo, los destilados más
importantes del petróleo son la gasolina y los combustibles de calefacción.
La destilación fraccionada del petróleo crudo proporciona las siguientes

fracciones.
Intervalo de Ebullición en ºC
Gas Natural (C1 a C4 ) Por debajo de 20
Éter de petróleo (C5 a C6 ) 30 – 60
Ligroina o nafta ligera (C7) 60 – 90
Gasolina normal (C6 a C12 ) 85 – 200
Querosene (C12 a C18 ) 200 – 300
Fueloil de calefacción (C15 a C18 ) 300 – 400
Aceites lubricantes, grasas, parafinas, ceras, Por encima de 400

alquitran (C16 a C24 )
53
54
Química Orgánica
CICLO ALCANOS
Son hidrocarburos de cadena cerrada, donde existen enlaces simples de

carbono-carbono.
Presenta isomería con los alquenos y tienen como formula general CnH2n. Los
cicloalcanos, pueden utilizar representaciones prácticas, donde cada vértice nos
indica un átomo de carbono y cada segmento que los une nos representa un
enlace simple. En este caso son representados por figuras geométricas
(Polígonos).
Por ejemplo: Ciclopropano.

H H
H2
C C
H C C H H2C CH2
H H
Ciclo propano
(-)-Mentol (p. f. 44oC)
Es el principal componente de la esencia de menta. Es un CH3

sólido blanco de sabor ardiente, cristalizado en grandes prismas
que funden a 440 oC. El líquido hierve a 2120 oC. El mentol tiene
propiedades ligeramente anestésicas o refrescantes. Se emplea OH
como antipruriginoso en dermatología, y como discretísimo H3C CH3

anestésico en otorrinolaringología, para el tratamiento de la faringitis. Posee
también propiedades antisépticas.
55
S-(-)-limoneno (p. eb. 176oC)
El limoneno, es una sustancia natural que se extrae del aceite de CH3
las cáscaras de los cítricos y que da el olor característico a las

naranjas y los limones. Pertenece al grupo de los terpenos, en
concreto a de los limonoides, que constituyen una de las más
H 3C CH 2
amplias clases de alimentos funcionales y fitonutrientes,
funcionando como antioxidantes.
Posee un centro quiral, concretamente un carbono asimétrico. Por lo tanto
existen dos isómeros ópticos: el d- limoneno y el l-limoneno. La nomenclatura
IUPAC correcta es R-limoneno y S-limoneno, respectivamente, pero se emplean
más los prefijos d y l.
Alcanfor (p. f. 180oC)
Sustancia sólida cristalina, volátil, de sabor ardiente y olor CH3

H 3C
característico, que se halla en el alcanforero y otras lauráceas. La
química del alcanfor es muy complicada y ha desempeñado un
H 3C O
importante papel histórico en la evolución de las teorías químicas.
Es un anestésico ligero en uso tópico (alcoholes alcanforados).
Colesterol (p. f. 149oC)
Aislado de la bilis en 1769. Su CH3 CH3

CH3
estructura no se estableció CH3
completamente hasta 1932. Woodward CH3 H
H
realizó su síntesis total en 1951. Se H
HO
encuentra en todas las grasas animales.
El colesterol se intercala entre los fosfolípidos que forman las membranas
celulares de los animales. Sirve para hacerlas más rígidas y menos permeables.
56
Química Orgánica
Sin el colesterol, las células animales necesitarían una pared como poseen las
bacterias.
Cortisona.
Hormona corticosuprarrenal que tiene una notable actividad antiinflamatoria
Testosterona.
Es la principal hormona andrógeno, segregada fundamentalmente por el tejido
intersticial del testículo. Controla la formación del esperma, el desarrollo de los
órganos genitales y de los caracteres sexuales secundarios.
O
CH3 OH CH3 OH
O
OH
CH3 H CH3 H
H H H H
O O
Cortisona Testosterona
Propiedades físicas.
 Tienen punto de ebullición y punto de fusión más altos, densidades

mayores que los correspondientes alcanos acíclicos (lineales), debido
probablemente a su mayor rigidez y simetría que permiten unas fuerzas
intermoleculares de atracción.
57
densidad 20oC
Cicloalcano P. Eb. (ºC) P. f. (ºC)
(g/mL)
Ciclopropano -32.7 -127.6
Ciclobutano 12.5 -50.0 0.720
Ciclopentano 49.3 -93.9 0.746
Ciclohexano 80.7 6.6 0.779
Cicloheptano 118.5 -12.0 0.810
Ciclooctano 148.5 14.3 0.835
Ciclododecano 160 (100 mmHg) 64.0 0.861
NOMENCLATURA PARA CICLO ALCANOS.

 Para ciclo alcanos que no tienen grupos sustituyentes.
Ciclo butano Ciclo pentano Ciclo hexano Ciclo heptano Ciclo octano
Para ciclo alcanos mono sustituidos, cuando la cadena alquílica contiene un

número mayor de carbonos que el anillo. En estos casos, el anillo se considera un
sustituyente del alcano de cadena abierta y se nombra utilizando el prefijo ciclo:
CH3
Br
Bromo ciclobutano Metil ciclopentano Propil ciclohexano
Note que cuando el anillo tiene sólo un sustituyente no es necesario indicar su

posición. Por ejemplo, metilciclopentano no necesita escribirse como 1-
metilciclopentano. Pero si hay dos o más sustituyentes, cada uno debe tener su
posición indicada
 Los ciclos alcanos también se comportan como radicales cicloalquilos.
58
Química Orgánica
7 5 3 1
6 4 2
8
2 3 5
1
4
1-Ciclopentil -3-metilpentano
6-Ciclohexil -3-etil-2- metiloctano
 Para ciclo alcanos di-sustituidos, se numeran los sustituyentes del anillo de

tal forma que se obtengan los índices más bajos, ejemplo:
1 1
2 6 6 2
3
3 5 5
4 4
1, 3- Dimetilciclohexano 1, 5- Dimetilciclohexano
Correcto Incorrecto
H3C Br
Br
CH3
Cis -1, 3- dimetil ciclobutano Trans -1, 2- dibromo ciclohexano
 Para ciclo alcanos polisustituidos.

CH3 Br
CH3
CH3
Cis, trans -1, 2, 4- trimetilciclohexano 4- Bromo -1- etil -2- metilciclooctano
59
ISÓMEROS CIS -TRANS EN CICLOALCANOS.
En este aspecto, los cicloalcanos son similares a los alquenos. Un cicloalcano

tiene dos caras diferentes. Si dos sustituyentes se orientan hacia la misma cara
tendrán una disposición cis y si se orientan hacia caras opuestas, será trans. Estos
isómeros geométricos no se pueden convertir el uno en el otro sin romper o
modificar los enlaces
ESTRUCTURA DE LAS TENCIONES.
A pesar de que todos los cicloalcanos sencillos (de hasta unos veinte
carbonos) se han sintetizado, los anillos más comunes y frecuentes contienen
cinco o seis átomos de carbono. Adolf Won Baeyer intentó explicar las
estabilidades relativas de las moléculas cíclicas en el siglo XIX y obtuvo el Premio
Nobel por este trabajo en 1905.
Experimentalmente se observa que las moléculas de los cicloalcanos son más
inestables que las de los alcanos lineales de igual número de átomos de carbono.
Esa inestabilidad puede ser cuantificada midiendo la cantidad de energía total del
compuesto cíclico y se restaría la cantidad de energía de un compuesto de
referencia similar. Estas medidas normalmente se suelen hacer utilizando calores
de combustión.
Los cicloalcanos pequeños son más inestables de lo que cabía esperar
comparándolos con los alcanos de cadena abierta. ¿Cuál es el origen de esa
anormalidad?
Baeyer supuso que los átomos de carbono en los alcanos acíclicos tenían
ángulos de enlace de 109.5º. Ahora se explica este ángulo de enlace por la
geometría tetraédrica de la hibridación sp3 de los átomos de carbono. Si un
cicloalcano requiere por su geometría ángulos de enlace diferentes a 109.5º, los
orbitales de sus enlaces carbono no pueden conseguir un solapamiento óptimo y
el cicloalcano estará afectado de una tensión angular. Además de la tensión
60
Química Orgánica
angular, la figura del ciclopropano muestra que los enlaces C-H están eclipsados,
igual que la conformación totalmente eclipsada del butano. Este eclipsamiento de
los enlaces da lugar a una tensión torsional.
La tensión torsional y la angular combinadas dan lugar a lo que se llama
tensión de anillo del compuesto cíclico. La magnitud de la tensión de anillo
depende principalmente del tamaño del anillo.
CICLO PROPANO.
El ciclopropano es mucho menos estable de lo esperado
para tres grupos metilenos debido a la tensión torsional y la
tensión de ángulo de enlace. En el ciclopropano se observa
que los hidrógenos metilénicos se encuentran eclipsados, al
igual que en la conformación eclipsada de etano. La energía
de esta conformación es superior a la de la alternada a causa de la tensión de
torsión o eclipsamiento. Además, el esqueleto carbonado del ciclopropano es
necesariamente plano y bastante rígido, de modo que la rotación alrededor de un
enlace que podría aliviar la tensión torsional es muy difícil. Por otro lado presenta
tensión de ángulo de enlace porque el ángulo del enlace C-C-C es de 60º, todo esto
hace que el ciclopropano posee enlaces C-C relativamente débiles.
CICLO BUTANO.
En la figura se observa que la molécula de ciclobutano no
es plana sino parcialmente alabeada. La molécula
experimenta la rápida interconversión de una forma
plegada a otra. Con esta distorsión se alivia parcialmente la
tensión producida por los ocho hidrógenos eclipsados. A
costa de aumentar algo la tensión angular se disminuye la tensión torsional.
61
CICLO PENTANO.
Podría esperarse que el ciclopentano fuera plano, puesto
que los ángulos de un pentágono regular son de 108º,
cercanos a los del tetraedro. Sin embargo, tal disposición
plana poseería diez interacciones H-H eclipsadas. El
plegamiento del anillo reduce este efecto, tal como se indica
en la estructura. Aunque el plegamiento libera tensión torsional, también
aumenta la tensión angular. La conformación de menor energía es un
compromiso entre estos factores que permite minimizar la energía del sistema.
Son posible dos conformaciones plegadas para el ciclopentano: la de sobre y la de
media silla.
CICLO HEXANO.
El ciclohexano es un hidrocarburo cíclico que no
presenta tensión angular ni tampoco tensión torsional. La
falta de tensión angular es fácil de explicar porque los
ángulos de enlace carbono-carbono son de 109º. Sin
62
Química Orgánica
embargo, si el ciclohexano fuese plano debería presentar una importante tensión

torsional debido al eclipsamiento de sus doce enlaces C-H. En realidad, adquiere
una conformación doblada, denominada conformación de silla, en la que no existe
ningún tipo de eclipsamiento H-H y por tanto no hay tensión torsional porque
todos los enlaces C-H están alternados.
Enlaces axiales y ecuatoriales en los ciclohexanos.

Una de las consecuencias de la conformación de silla del ciclohexano es que
hay dos clases de posiciones en las cuales se colocan los enlaces C-H en el anillo,
denominadas posición axial y posición ecuatorial. El ciclohexano en
conformación de silla contiene seis hidrógenos colocados en posiciones axiales y
seis en posiciones ecuatoriales. Cada átomo de carbono del anillo ciclohexánico
está enlazado a un átomo de hidrógeno en posición axial y a otro en posición
ecuatorial.
Cada cara del anillo ciclohexánico contiene tres
hidrógenos en posiciones axiales y tres en
posiciones ecuatoriales, de manera que si en la cara
superior del anillo los carbonos C1, C3 y C5 colocan
los hidrógenos en la posición axial, los carbonos C 2,
C4 y C6 los colocan en la posición ecuatorial, tal y como se aprecia en la figura.
Movilidad conformacional en el anillo de ciclohexano.

Como hay dos clases de enlaces en el anillo ciclohexánico, axiales y
ecuatoriales, se debería esperar que los compuestos ciclohexánicos
monosustituidos, como por ejemplo el metilciclohexano, existiesen en dos formas
isoméricas: el metilciclohexano axial y el metilciclohexano ecuatorial. En realidad,
solo existe un metilciclohexano porque los anillos ciclohexánicos son
conformacionalmente móviles a temperatura ambiente, de manera que dos
63
conformaciones de silla diferentes se interconvierten rápidamente, provocando el

intercambio de las posiciones axiales y ecuatoriales.
El ciclohexano puede adoptar otras conformaciones menos estables, aunque

fácilmente accesibles para la molécula. Una de ellas es la conformación de bote,
en la cual los carbonos 1 y 4 están fuera del plano pero en la misma cara. Esta
conformación es 6,9 kcal/mol menos estable que la de silla. Una razón para esta
inestabilidad es la disposición eclipsada de los ocho átomos de hidrógeno
situados en la base del bote. La otra es el impedimento estérico entre los dos
hidrógenos que se proyectan hacia el interior del bote.
El ciclohexano en conformación de bote es bastante flexible. Si uno de los
enlaces C-C rota con relación al siguiente tendríamos la conformación de bote
torcido, la conformación experimenta cierta estabilización por eliminación
parcial del efecto estérico.
64
Química Orgánica
CICLOALCANOS SUPERIORES.
Los cicloalcanos superiores carecen de la simetría del

ciclohexano, observándose cierta tensión en los enlaces
hasta que el anillo es lo suficientemente grande como para
mostrar la alineación en zig-zag típica de los alcanos lineales
(ciclotetradecano).
En los cicloalcanos superiores no hay verdaderas
posiciones axiales y ecuatoriales
ALCANOS POLICÍCLICOS:
 Compuestos espiro. Compuestos bicíclicos con un
átomo de carbono en común a ambos anillos son
espiro-compuestos. La nomenclatura se basa en el
siguiente esquema:
Espiro [n.m] alcano
La numeración empieza junto al carbono común, continuando alrededor

del anillo más pequeño. Se usa como prefijo la palabra espiro seguida de un
corchete. Dentro de ellos se coloca el número de carbonos a ambos lados del
carbono común, se coloca primero del anillo más pequeño, separados por un
punto. A continuación se escribe el nombre del compuesto correspondiente al
número total de carbonos de los dos anillos.
1 10 9 H3C
9 1 9
2 2 8 1
8
5 8 5 7 4 2
3 7 3
4 6 7 6 4 3
6 5
Espiro[4. 5]decano Espiro[4. 4]nonano 8- Metilespiro[3. 5]nona -1, 6- dieno
65
 Compuestos policíclico fusionados. Son

compuestos policíclicos en los que dos o más átomos
de carbono son comunes a dos o más anillos.
El nombre de estos compuestos es el de la cadena
abierta correspondiente al número total de carbonos del compuesto cíclico. Se
usa un prefijo como biciclo, triciclo, etc. para indicar el número de anillos.
En los compuestos biciclicos, el sistema se numera empezando por uno de

los carbonos comunes (un puente), continuando por el anillo más largo, y
luego con los otros anillos en orden descendiente hasta el más pequeño. La
longitud de los puentes se indica entre corchetes, empezando por el más largo.
2
1 8
3
4 6 7
5
Biciclo [4, 2, 0] octano Bicilo [2, 2, 1] heptano 7- Metil bicilo [2, 2, 2] octano
Cis -1, 6- dibromobiciclo [4, 3, 0] noano 6, 6- dimetilbiciclo [2, 1, 1] hexano
66
Química Orgánica
ALQUENOS.
Los alquenos son hidrocarburos con enlaces dobles carbono-carbono. Se les

denomina también olefinas. El alqueno más simple es el etileno cuya fórmula
molecular es C2H4. El doble enlace se representa, en una estructura de Lewis,
mediante dos pares de electrones entre los átomos de carbono. La longitud del
enlace C=C en el etileno es de 1,33 Å, mucho más corto que el enlace simple C-C
del etano que es de 1,54 Å. La longitud del enlace C-H en el etileno es de 1,08 Å,
ligeramente menor que el enlace C-H en el etano que es de 1,09 Å. Los ángulos de
enlace de C-CH y H-C-H son de 121,7º y 116,6º respectivamente.
PROPIEDADES.
 Los alquenos poseen propiedades físicas esencialmente iguales a los de los

alcanos.
 Son insolubles en agua, pero bastantes solubles en líquidos no polares
como: el benceno, éter, cloroformo, etc.
 Son menos densos que el agua.
 Su punto de fusión y ebullición, aumenta si el número de átomos de
carbono también aumenta.
 Presenta orbitales híbridos del tipo sp2.
NOMENCLATURA.
Formula general:
67
- Si presentan más de un enlace doble: CnH2n + 2 - 2d donde: n = Nº de

carbonos y d = Nº de enlaces dobles.
Sistema IUPAC.
Se tiene en cuenta las siguientes reglas.
a. Para nombrar los alquenos se cambia la terminación ano por eno, del
alcano correspondiente a igual número de carbono.
Ejemplos:
CH2 CH2 CH2 CH CH3 CH2 CH CH2 CH3 CH3 C CH CH3

H
Eteno Propeno 1- Buteno 2- Butteno
3-Deceno
RADICALES ALQUENILOS.
Se originan cuando un alqueno pierde un átomo de hidrogeno y se nombran

usando el prefijo enilo.
Ejemplos:
3 2 1 3 2 1 4 3 2 1
H2C CH H2C CH CH2 H3C HC CH H2C CH CH2 CH2
Etenilo 2- Propenilo 1- Propenilo 3- Butenilo

Vinilo Alilo
PARA CADENAS RAMIFICADAS.
a. En los alquenos ramificados, primero se escoge la cadena más larga y

continua que contenga el máximo de número de doble enlace y se empieza a
68
Química Orgánica
enumerar por el extremo más próximo al doble enlace. Se debe indicar la

ubicación del doble enlace.
b. Cuando aparecen dos o más dobles enlaces se utiliza los prefijo: di (2), tri
(3), tetra (4); para indicar el número de dobles enlaces.
c. Si las posiciones son equivalentes, se enumera pro el extremo más cercano

a otro doble enlace, si no existe por el extremo más cerca a un radical.
Ejemplos:
CH3 CH 3 2 4 6 8
1 3 5 7
4 5 4 2 1
H2C C CH2 CH3 H2 C CH CH C CH2 1 3
2 3
CH2 CH3
2-Metil-1- Buteno
2- Etil -3- metil -1, 4- pentadieno 5- Etil -2, 7- dimetil -1, 4, 6- octatrieno
1 9 7 5 3
2 4 6 8 10 4 3 2 1
CH2 CH C CH2
1 3 5 7 9 H 10 8 6 4 2
3,7- Decadieno 1,3- Butadieno 1, 5, 8- Decatrieno
Nombrar el siguiente compuesto:
3`
2`
1`
2 4 8 10
5 7 9
6
1 3
5- Etenil -2, 7- dimetil -6- (1`- metipropil) -1, 4, 8- decatrieno
69
ISOMERÍA CIS/TRANS.
Los isómeros: cis-trans son estereoisómeros, y solo difieren únicamente en el

arreglo espacial de los grupos. Por tanto, la configuración cis de los enlaces dobles
se asigna en aquellos isómeros geométricos que contienen grupos iguales o
similares del mismo lado del doble enlace y la denominación trans se aplica en
aquellos isómeros geométricos que contienen grupos iguales o similares de lados
opuestos del doble enlace.
1 4 1 1 4 5
H3C 2 3 CH3 H3C 2 3 H H3C 2 3
CH2 CH3
C C C C C C
H H H CH3 H H
4
Cis -2- buteno Trans -2- buteno Cis -2- penteno
6 7
1 H 4 5
H 1 H 4 5
CH2 CH3
H3C 2 3
C C H3C 2 3
C C
C C CH3 C C H
6
H H H H
Cis, cis -2, 4- hexadieno Cis, trans -2, 4- heptadieno
El problema de la nomenclatura cis/trans es que presenta muchas

ambigüedades ya que muy a menudo se hace complicado elegir cuáles son los
grupos iguales o similares situados en los carbonos olefínicos. Por ejemplo, no
sería fácil asignar la configuración cis o trans de los dos isómeros geométricos del
1-bromo-1-fluoro-propeno:
3 3
H3C 2 1
Br H 3C 2 1
F
C C C C
H F H Br
Isomero geométrico del -1- bromo -1- fluor - propeno
70
Química Orgánica
Para evitar las ambigüedades que se producen en el sistema de nomenclatura

cis/trans la IUPAC ha propuesto un sistema de nomenclatura basado en las reglas
de Cahn-Ingold-Prelog, que establecen un orden de prioridad según el número
atómico.
Si el doble enlace presenta los dos grupos de mayor prioridad del mismo lado
del plano de referencia se le asigna la configuración Z (del alemán zusammen).
Si el doble enlace presenta los dos grupos de mayor prioridad de lados

opuestos del plano de referencia se le asigna la configuración E (del alemán
entgegen).
Ejemplos:
3 3
H3C 2 1
Br H3C 2 1
F
C C C C
H F H Br
Z -1- bromo -1- fluor - propeno E -1- bromo -1- fluor - propeno
Br 1 2
F Br 1 2
H
C C C C
F H F F
Z -1- bromo -1, 2- difluor - eteno E -1- bromo -1, 2- difluor - eteno
SÍNTESIS DE ALQUENOS.
La preparación de los alquenos está dominada por las reacciones de
eliminación. Las dos reacciones de eliminación formadoras de alquenos más
comunes son la deshidrohalogenación (pérdida de HX) de un halogenuro de
alquilo y deshidratación (pérdida de agua) de un alcohol.
71
DESHIDROHALOGENACIÓN DE HALOGENUROS DE ALQUILO.
Es una reacción de eliminación, que implica la pérdida de un átomo de

hidrogeno y un átomo de halógeno de un carbono adyacente; cuando reacciona
con KOH y CH3CH2OH
CH3 CH2OH
C C KOH C C KX H2O
H X Alqueno
Aluro de alcano
X2 : Cl2 , Br2
Ejemplos:
H H H H
CH 3 CH2OH
H C C C H KOH C CH CH3 KCl H2 O
H
H Cl H Propeno
2- Cloropropano
CH3 CH3 CH3

CH3 CH2OH 4 3
CH3 CH2 C CH3 KOH H3C CH2 C CH2 H3C C C CH3 KBr H2O
4 3 2 1 4 3 2 1 H 2 1
Br 2- Metil -1- buteno 2- Metil -2- propeno

2- Bromo -2- metilbutano (31%) (69%)
Br
CH3 CH2OH
KOH KBr H2O
Bromo ciclo hexano Ciclo hexeno
DESHIDRATACIÓN DE UN ALCOHOL.
Al calentar la mayoría de alcoholes con un acido fuerte provoca la pérdida de

una molécula de agua (se deshidratan) y forman un alqueno.
72
Química Orgánica
Ácido fuerte
C C C C H2O
H OH
Alqueno
Alcohol
La reacción es una eliminación y se favorece a temperaturas elevadas. Los

ácidos más comúnmente usados en el laboratorio son ácidos de Bronsted,
donadores de protones como el acido sulfúrico y el ácido fosfórico.
Facilidad de deshidratación.
R R R
`R C OH > `R C OH > H C OH
R`` H H
Alcohol 3º Alcohol 2º Alcohol 1º
Ejemplos:
Ácido fuerte
C C C C H2O
H OH
Alqueno
Alcohol
OH
H2SO4 4 3 2 1 4 3 2 1
CH3 CH2 CH CH3 CH3 C CH CH3 CH2 CH2 C CH2 H2O
4 3 2 1 H H
2- Butanol 2- Buteno 1- Buteno
OH H2SO4
H2O
Ciclo pentanol Ciclo penteno
73
OH
H2SO4 2 3 2 3
1 2 3 H2O
4 4 1 4
1
2, 3- Dimetil -2- butenol 2, 3- Dimetil -2- buteno 2, 3- Dimetil -1- butenol
ALQUENOS MEDIANTE DESBROMACIÓN DE DIBROMUROS VECINALES.
Los vec-dibromuros sufren una desbromación cuando se tratan con una

solución de yoduro de sodio en acetona o una mezcla de polvo de cinc en ácido
acético (o etanol)
Acetona
C C 2NaI C C I2 2NaBr
Br Br
Dibromo alcano Alcano
CH3COOH
C C 2Zn C C ZnBr2
Etanol
Br Br
Dibromo alcano Alcano
Ejemplos:
Acetona H H
H2 C CH2 2NaI C C I2 2NaBr
Br Br H H
Dibromo etano Eteno
H CH3COOH
H3 C C CH2 Zn H3C C CH2 2ZnBr
Etanol
H
Br Br
Propeno
1, 2- Dibromo propano
74
Química Orgánica
H
Br
CH3COOH
H 2Zn ZnBr2
Etanol
Br
Cis - 1, 2- Dibromo ciclohexano 1- Ciclo hexano
Br
CH3COOH
Zn ZnBr2
Etanol
Br
4- Metil -2- penteno
2, 3- Dibromo -4- metilpentano
HIDROGENACIÓN DE ALQUINOS.
Es la reducción de un alquino hasta la etapa del doble enlace, que da como

producto final un CIS alqueno (adición sin) o TRANS alqueno (adición anti), a
menos que el triple enlace se encuentre en un extremo de la cadena.
H2 / Na3B H H
C C CIS
Adición sin
R R`
R C C R`
H R`
Li o Na
C C
NH3 o RNH2 TRANS
R H
Adición anti
75
Ejemplos:
H2 / Na3B H H
C C Cis -2- buteno
Adición sin
H3C CH3
H3C C C CH3
H CH3
Li o Na
C C
NH3 o RNH2 Trans -2- buteno
H3C H
Adición anti
H2 / Na3B H H
C C Cis -2- penteno
Adición sin
H3CH2 C CH3
H3C H2C C C CH3
H CH3
Li o Na
C C
NH3 o RNH2 Trans -2- penteno
H3CH2C H
Adición anti
REACCIONES DE ALQUENOS.
Las reacciones más comunes que presentan los alquenos; es la adición.
La adición puede involucrar:
a) A un reactivo simétrico:
C C A:A C C
A A
b) A un reactivo asimétrico:
C C A:B C C
A B
76
Química Orgánica
HIDROGENACIÓN CATALÍTICA.
Es el método más útil para preparar alcanos; es un método general para la
conversión de un doble enlace carbono-carbono, en uno simple; empleando el
mismo equipo, el mismo catalizador y condiciones parecidos, podemos convertir
un alqueno en alcano.
La hidrogenación se lleva a cabo en presencia de catalizadores metálicos como:

Pt, Ni ó Pd.
Reacción general:
Pt, Ni y Pd
C C H2 C C H = Calor de hidrogenación
H H
Ejemplo:
Pt, Ni y Pd
H2
2- Metil pentena
4- Metil -2- penteno
ADICIÓN DE HALÓGENOS.
Los halógenos se adicionan a los enlaces dobles para formar di-haluros de
alquilo vecinales.
Los alquenos reaccionan rápidamente con bromo a temperatura ambiente y

en ausencia de luz. Si se agrega bromo a un alqueno, el color rojo parduzco del
bromo desaparece casi instantáneamente mientras hay un exceso de alqueno
presente.
C C X2 C C
X X
Alqueno Dialuro de alquilo
77
X = Cl, Br, I
Ejemplo:
H H
H H
C C Cl2 H C C H
H H
Cl Cl
Etano Dicloro etano
CH3 CH CH CH3 Cl2 CH3 CH CH CH3

Cl Cl
2- Buteno
2,3 -Dicloro butano
Br
H
Br2 Br
Cilco penteno H
Trans -1, 2- Dibromo ciclopentano
ADICIÓN DE HALUROS DE HIDROGENO.

Los haluros de hidrogeno (HF, HCl, HBr y HI) se adicionan rápidamente al
enlace doble de los alquenos:
H H
C C HX H C C H
H X
Alqueno Haluro de alquilo
Ejemplos:
CH3 CH CH CH3 HCl CH3 CH CH CH3

H Cl
2- Buteno
2 -Cloro butano
78
Química Orgánica
Br
HBr
Cilco penteno Bromo ciclopentano
Al llevar a cabo estas reacciones, el haluro de hidrogeno se disuelve en ácido

acético y se mezcla con el alqueno, o se burbujea directamente haluro de
hidrogeno en el alqueno, utilizando al alqueno mismo como disolvente.
La adición de HX a un alqueno asimétrico puede ocurrir en dos formas. Sin

embargo, en la práctica casi siempre predomina un producto. Por ejemplo, la
adición de HCl al propeno, podría en teoría llevar a la formación de: 1-
cloropropano o 2-cloropropano.
CH3 CH CH2 HCl CH3 CH CH3 ó CH3 CH2 CH2 Cl
Propeno Cl 1 -Cloropropano
2 -Cloropropano No se forma
Cuando reacciona 2-metilpropeno con HCl, el producto es cloruro de

tercbutilo, no cloruro de isobutilo.
H3C CH3 CH3

C CH2 HCl H3C C CH3 ó H3 C C CH2 Cl
H3C H
Cl
Cloruro de isobutilo
2- Metil propeno Cloruro de terc butilo No se forma
El estudio de muchos ejemplos como éste llevó al químico ruso Vladimir

Markovnikov, en 1870, a formular lo que ahora se conoce como la regla de
Markovnikov. Una forma de enunciar esta regla es decir que en la adición de HX a
un alqueno, el átomo de hidrógeno se adiciona al átomo de carbono del enlace
79
doble que ya tiene el mayor número de átomos de hidrógeno. La adición de HCl

al propeno es un ejemplo de esto.
Atomo de carbono H2 C CH CH3 H3C CH CH3

con mayor número
de hidrógeno
Cl
H Cl Producto de adición
Markovnikov
Las reacciones con las que se ilustra la regla de Markovnikov se conocen como
adiciones de Markovnikov.
Antes de 1933, la orientación de la adición de bromuro de hidrógeno al

alqueno fue causa de mucha confusión. En ocasiones, la adición ocurría de
acuerdo con la regla de Markovnikov; en otras, justamente en forma opuesta. Se
registraron mucha casos en que, bajo lo que parecían ser las mismas condiciones
experimentales, en un laboratorio se obtenían adiciones de Markovnikov, y en
otro, adiciones anti-Markovnikov. Algunas veces, incluso el mismo químico
obtenía diferentes resultados en diferentes ocasiones, utilizando las mismas
condiciones.
El misterio se resolvió en 1933 con la investigación de M. S. Kharasch y F. R.

Mayo (de la Universidad de Chicago). El factor que lo explicó, resultó ser la
presencia de peróxidos orgánicos en los alquenos-peróxidos formados por la
acción de los alquenos por el oxigeno atmosférico. Kharasch y Mayo encontraron
que cuando los alquenos que contenían peróxidos o hidroperóxidos reaccionaban
con bromuro de hidrógeno, se producía una adición anti-Markovnikov de
bromuro de hidrógeno.
R O O R R O O H
Peroxido orgánico Hidroperoxido orgánico
80
Química Orgánica
Por ejemplo, bajo estas condiciones, el propeno forma 1-bromopropano. En

ausencia de peróxidos, o en presencia de compuestos que “atrapen” radicales,
ocurre una adición normal de Markovnikov.
R-OO-R
H2C CH CH3 HBr H3C CH2 CH2 Br
Propeno Adición anti Markovnikov
Br
Sin
H2C CH CH3 HBr H3C CH CH3
Peroxido
Propeno Adición de Markovnikov
El Fluoruro de hidrogeno (HF), el cloruro de hidrogeno (HCl) y el yoduro de

hidrogeno (HI) no producen una adición anti-Markovnikov, incluso si hay
peróxidos.
HIDRATACIÓN DE ALQUENOS.
Cuando un alqueno reacciona con moléculas de agua en presencia de un
catalizador fuertemente (acido) se obtiene un alcohol. A este proceso se le
denomina reacción de hidratación de alquenos.
H+
C C H2O C C
H OH
Alqueno
Alcohol
En las reacciones de hidratación de alquenos se emplean ácidos fuetes no

nucleofílicos, como el H2SO4 o el H3PO4, esta reacción también siguen la regla de
adición Markovnikov.
81
Ejemplos:
Etanol
H2SO4
H2C CH2 H2O H2C CH3
OH
Eteno
2-Butanol
H2 SO4
H3C H2C HC CH2 H2O H3C H2C HC CH3
1- Buteno
OH
CH3 CH3
H2 SO4
H2O OH
1- Metil -1- ciclopenteno 1- Metil -1- ciclopentanol
OXIDACIÓN DE ALQUENOS.
Para la oxidación de alquenos, se utiliza el permanganato de potasio (KMnO4)
y de esta manera se obtiene los dioles, a los que también se los conoce como
glicoles.
C C
OH
C C MnO4 C C
O O H 2O
Mn OH OH
Alqueno
O O
Glicol
Ejemplos:
H+
H2C CH2 KMnO4 HO H2 C CH2 OH MnO2 KOH
Eteno 1, 2- Etanodiol
2, 3- Butanodiol
H+
H3C HC CH CH3 KMnO4 H3C HC CH CH3 MnO2 KOH
2- Buteno HO OH
82
Química Orgánica
ALQUINOS.
Los alquinos son hidrocarburos que contienen un triple enlace C-C. Se les
denomina también hidrocarburos acetilénicos porque derivan del alquino más
simple que se llama acetileno. La estructura de Lewis del acetileno muestra tres
pares de electrones en la región entre los núcleos de carbono.
HC CH
Acetileno
El acetileno tiene una estructura lineal que se explica admitiendo una

hibridación sp en cada uno de los átomos de carbono. El solapamiento de dos
orbitales sp entre sí genera el enlace  C-C. Por otra parte, el solapamiento del
orbital sp con el orbital 1s del hidrógeno forma el enlace  C-H. Los dos enlaces 
se originan por solapamiento de los dos orbitales p que quedan en cada uno de
los dos átomos de carbono. El solapamiento de estos orbitales forma un cilindro
de densidad electrónica que circunda al enlace  C-C.
La longitud del enlace C-C en el acetileno es de 1.20 Å y cada uno de los enlaces
C-H tiene una longitud de 1.06 Å. Los dos enlaces, tanto el C-C como el C-H, son
más cortos que los enlaces correspondientes etanos y etilenos.
83
H H H 1.20 Aº
H
1.09 Aº 1.54 Aº 1.33 Aº 1.06 Aº
H C C H C C 116.6º H C C H
1.08 Aº
121.7º H
H H H
Etano Eteno Etino
NOMENCLATURA PARA ALQUINOS.
 La cadena principal será aquella que contenga el mayor número de triple

enlace, El nombre fundamental del alquino se obtiene cambiando la
terminación –ano, correspondiente al alcano con el mismo número de átomos
de carbono, por la terminación –ino.
 La cadena se numera desde el extremo más cercano al triple enlace y la

posición del triple enlace se indica mediante el localizador más bajo.
 Si presentan un triple enlace: se utiliza el -prefijo ino
HC CH HC C CH3 HC C CH2 CH3 H3C C C CH3

Etino Propino 1- Butino 2- Butino
 Si presentan dos o más triples enlaces, se utilizará los prefijos diino,

triino, tetraino, dependiendo si son (2, 3, 4, ….).
 Si hay dos o más cadenas con igual número de insaturaciones, la cadena

principal será aquella que contiene el mayor número de átomos de carbono:
84
Química Orgánica
Ejemplos:
HC C CH2 C CH H3C CH2 C C CH2 C C CH3 HC C C C CH2 C C CH3
1, 4 - Pentadiino 2, 5 - Octadiino 1, 3, 6 - Octatriino
2 6 8
CH3 3 4 7
1 5
Br
CH3 C C C C CH
Br
3- Bromo -3- metil -1, 4- hexadiino
8- Bromo -7- sec-butil -3- ciclohexil -4- etil -1, 5- octadiino
2 4 6
3
1 5 7
1` 2` 3`
4`
3- (1`- Etil -2`- metilbutil) -1, 5- heptadiino
SI PRESENTA ENLACES DOBLES Y TRIPLES

Para la enumeración de la cadena principal, se debe empezar por aquel
extremo que está más próximo a la insaturación. Solo ante la igualdad de
condiciones (entre el doble y triple enlace) se empieza por el extremo más
cercano al doble enlace.
Ejemplos:
6 5 4 3 2 1 1 2 H 4 5 6 7 8
CH3 C C CH2 CH CH2 CH C C C CH2 C CH CH3
3 H H
1- Hexen -4-ino 3, 6- Octadien -1-ino
7 3 1
2 6 8 4
5
4 5 8 6 2
1 3 7
5- Etil -4- metil -3- octen -1, 6- diino 4-Metil -1- octen -7-ino
85
RADICALES ALQUINILOS:
Se origina cuando un alquino pierde un “H”, se nombre utilizando los prefijos

inilo ó inil, la enumeración siempre será por el extremo que va unido a la cadena
principal.
HC C HC C CH2 C C CH2 CH3 H3C C C CH2

Etinilo 2- Propinilo 1- Butinilo 2- Butinilo
6 5 4 3 2 1
CH3 C C CH2 CH CH2
CH3
2- Metil -4- hexinilo
SINTESIS DE ALQUINOS.
DESHIDROHALOGENACIÓN DE DI-HALUROS DE ALQUILO.

Los alquinos también se pueden preparar a partir de alquenos. En este
método, el alqueno se trata primero con bromo, para formar compuestos: Vec-
dibromuros. Estos se deshidrohalogenan a través de su reacción con una base
fuerte: KOH en etanol, donde se obtienen un halogenuro de alquenilo, luego se
forma el triple enlace cuando se trata el halogenuro de alquenilo con amida de
sodio: NaNH2.
H H H H H
X KOH
C C C C C C KX H2O
Etanol
Alqueno X X X
H
NaNH2
C C C C NaX NH3
X Alquino
86
Química Orgánica
Ejemplos:
H H H
KOH
H3 C C C CH3 H3C C C CH3 KBr H2O
Etanol
Br Br Br
2, 3- Dibromobutano
2- Bromo -2- buteno
NaNH2
H3 C C C CH3 NaX NH 3
2- Butino
Cl
KOH
KCl H 2O
Etanol
Cl Cl
2, 3- Dicloro -4- metilpentano
3- Cloro -4- metil -2- penteno
NaNH 2
NaCl NH3
4- Metil -2- pentino
REACCIÓN DE ACETILUROS DE SODIO CON HALUROS DE ALQUILO.

El acetiluro de sodio y otros alquinuros de sodio se pueden preparar al tratar
a los alquinos terminales con sodio (Na) o amina de sodio (NaNH2). Los
alquinuros de sodio son productos intermedios útiles para la síntesis de alquinos
superiores.
Reacción general
R C C H Na R C C Na 1/2 H2
Alquino Alquinuro de sodio
R C C H NaNH2 R C C Na NH3
Alquino Alquinuro de sodio
87
Estos alquinuros de sodio reacción con cualquier haluro de alquilo, para dar
un alquino superior.
Ejemplo:
H C C H Na H C C Na 1/2H2
Acetiluro de sodio
Etino
Br CH2 CH3 H C C CH2 CH3 NaBr

1- Bromoetano 1- Butino
CH3 CH3
CH3 CH CH 2 C CH NaNH2 CH3 CH CH2 C C Na NH3
4- Metil -1- pentino 2- Metilpropil acetiluro de sodio
CH3
Cl CH CH3 CH3 CH CH2 C C CH CH3 NaCl
CH3 CH3
2- Cloropropano 2, 6- Dimetil -3- heptino
DESHALOGENACIÓN DE TETRAHALUROS DE ALQUILO.

Es una reacción de eliminación, los cuatro halógenos vecinales (carbonos
adyacentes) se eliminan en presencia de Cinc en polvo, usando como medio
etanol y calor.
X X
Etanol
C C Zn C C
X X Alquino
Ejemplos:
Br Br
Etanol
H3C C C CH3 Zn H3C C C CH3
Br Br 2- Butenilo
2, 2, 3, 3- Tetrabromobutano
88
Química Orgánica
Br
Br
Etanol
Zn
Br
Br
2, 2, 3, 3- Tetrabromo -5- metilhexano 5- Metil -2- hexino
REACCIÓN DELOS ALQUINOS.

Al igual que los alquenos, los alquinos sufren adición electrofílica y por la
misma razón: la disponibilidad de los electrones  presentes en un alquino.
HIDROGENACIÓN DE ALQUINOS.
Hidrogenación sin. En presencia de catalizadores metálicos activos como

platino (Pt), paladio (Pd) o níquel (Ni), los alquinos, a través de sus
correspondientes alquenos, se convierten en alcanos.
H H
H2 H H H2
CH3 C C CH3 C C CH3 C C CH3
Pt, Pd o Ni Pt, Pd o Ni
CH3 CH3 H H
Alquino Alqueno Alcano
El primer paso de la hidrogenación de un alquino es más exotérmico que el

segundo paso lo que permite detener la hidrogenación de un alquino en la
primera etapa, la formación del alqueno si se emplea un catalizador poco activo
H H
Pt
H C C H + H2 C C Ho = -41.9 Kcal/mol
H H
H H H H
Pt
C C + H2 H C C H Ho = -32.7 Kcal/mol
H H H H
89
Uno de los catalizadores más empleados para convertir alquinos en alquenos

es el denominado catalizador de Lindlar. Esta catalizador se prepara precipitando
paladio sobre sulfato de bario, y añadiendo a continuación acetato de plomo
Pb(OAc)2 y quinoleina. Este tratamiento desactiva parcialmente al catalizador y
permite conseguir la transformación selectiva de alquinos en alquenos.
Pd/BaSO4 H H
CH3 C C CH3 C C
CH 3 CH3
N
Cis -2- buteno
Hidrogenación anti. La conversión de un alquino en un alqueno trans se

puede conseguir mediante reducción con Na metálico disuelto en NH3 líquido. El
NH3 es un gas (p. eb. –33ºC) pero se mantiene en estado líquido si se enfría el
matraz de reacción a -78ºC. Esta temperatura se consigue saturando metanol o
acetona con hielo seco (CO2 sólido).
Cuando el Na se disuelve en amoniaco líquido se oxida originando el catión

Na+ y un electrón. La disolución adquiere un color azul oscuro debido a la
presencia de los electrones solvatados.
NH 3 + Na NH2 e- + Na+
Electrón solvatado
90
Química Orgánica
ADICIÓN DE HALÓGENOS.
El bromo y cloro se adicionan a los alquinos de la misma manera como lo
hacen con los alquenos, en este caso el producto posee una estereoquímica trans.
La adición es similar a la de los alquenos.
Reacción general:
X X
X R`
X2 X2
R C C R` Disolvente
C C Disolvente
R C C R`
R X
Alquino X X
Trans
91
Ejemplos:
Br Br
Br CH2 CH3
Br2 Br2
HC C CH2 CH3 Disolvente
C C Disolvente
H C C CH2 CH3
H Br
1- Butino Br Br
E -1, 2- Dibromo -1- Buteno 1, 1, 2, 2- Tetrabromobutano
Cl Cl
Cl CH2 CH3
Cl2 Cl2
H3C C C CH2 CH3 Disolvente
C C Disolvente
H3C C C CH2 CH3
H3C Cl
2- Pentino Cl Cl
E -2, 3- Dicloro -2- penteno 2, 2, 3, 3- Tetracloropentano
ADICIÓN DE HALUROS DE HIDROGENO.

Como regla general, los reactivos
electrófilos se unen a los alquinos del
mismo modo que a los alquenos. Por
ejemplo, con los haluros de hidrogeno
(HX), los alquinos forman los productos
de adición esperados. Aunque usualmente
las reacciones pueden detenerse después
de la adición de un equivalente de HX, un
exceso de ácido forma un di-halogenuro.
La adición sigue la regla de Markovnikov.
El mecanismo de la reacción se inicia con la adición del protón al triple enlace,
lo que origina un carbocatión vinilo. Si se pueden formar dos carbocationes
vinilos diferentes, el que se forma preferentemente es el que coloca la carga
positiva en el átomo de carbono más sustituido (orientación Markovnikov).
En el segundo paso del mecanismo, se produce el ataque nucleofílico del ión
halogenuro al carbocatión vinilo, lo que proporciona un halogenuro de vinilo.
92
Química Orgánica
Reacción general.
H X
HX R C C R` HX R C C R`
R C C R`
Alquino H X H X
Ejemplos
Br
HBr H2C CH HX H3C CH
HC CH
Br Br
Etino Bromoeteno 1, 1- Dibromoetano
Cl
HCl HCL
HC C CH2 CH3 H2C C CH2 CH3 H3C C CH2 CH3
1- Butino Cl Cl
2- Cloro -1- buteno 2, 2- Dicloorobutano
ADICIÓN DE AGUA.
La reacción de hidratación del triple enlace se tiene que llevar a cabo, bajo
catálisis por ácido y por el ión mercúrico. Para efectuar la hidratación de alquinos
se emplea normalmente una mezcla de acetato mercúrico en ácido sulfúrico
acuoso. La adición va en el sentido Markovnikov para dar enoles que se
tautomerizan a cetonas. La reacción esta catalizada por los iones mercurio. Los
alquinos simétricos internos dan solamente un compuesto carbonílico.
H O
H2SO4
C C H2O C C C C
Hg(OAc)2
H OH H
Etino Enol
93
Ejemplos:
H O
H2 SO4
H C C H H2O H C C H H C C H
Hg(OAc)4
H OH H
Etino Enol Etanal
94
Química Orgánica
OH O
H3C HC C CH2 CH3 H3C H 2C C CH2 CH3
3-pentona
H2 SO4
H3C C C CH2 CH3 H2O
HgSO4
2- Butino OH O
CH3 C CH CH2 CH3 CH3 C CH2 CH 2 CH3
2-pentona
OXIDACIÓN DE ALQUINOS.
Los alquinos, como los alquenos, pueden romperse por reacción con agentes
oxidantes fuertes, como el permanganato de potasio. Sin embargo, un triple
enlace suele ser menos reactivo que un doble enlace y los rendimientos de los
productos de ruptura algunas veces son bajos. Los productos que se obtienen son
ácidos carboxílicos. Si se oxida un alquino terminal se forma CO2 como uno de los
productos.
O O
H2O
CH3 CH2 C C CH2 CH3 KMnO4 CH3 CH2 C OH H2C CH2 C OH MnO2 KOH
3- Hexino Ácido propanoico Ácido propanoico
O
H2 O
CH3 CH2 C CH KMnO4 CH3 CH2 C OH CO2 MnO2 KOH
1- Butino Ácido propanoico
95
96
Química Orgánica
COMPUESTOS AROMÁTICOS (Benceno).
INTRODUCCIÓN.
Son compuestos cíclicos y poli cíclicos altamente insaturados, con
comportamiento diferente a los alquenos normales. El benceno, C6H6, es el
representante más sencillo de esta familia, se compone de seis átomos de carbono
y seis hidrógenos distribuidos en un hexágono regular como se observa en su
estructura molecular condensada.
El benceno se aisló por primera vez en 1825 por Michael Faraday por
condensación de una mezcla aceitosa obtenida del gas del alumbrado. La fórmula
empírica del nuevo compuesto era CnHn. La síntesis de este compuesto se
consiguió en 1834 por Eilhard Mistscherlich al calentar ácido benzoico, aislado de
la goma de benjuí, en presencia de cal. En inglés benjuí es benzoin y como el
nuevo compuesto derivaba de la goma de benjuí, que es una resina balsámica
obtenida de varias especies de styrax, una especie vegetal que se encuentra en la
India, al nuevo compuesto se le denominó en inglés benzene.
En la última parte del siglo XIX se descubrieron muchos otros compuestos que
parecían estar relacionados con el benceno pues tenían bajas relaciones
hidrógeno/carbono y aromas agradables y por eso a este grupo de compuestos se
les denominó hidrocarburos aromáticos. El término aromático se aplica en la
actualidad a una serie de compuestos cuya estabilidad y reactividad es semejante
a la del benceno, independientemente de su olor.
LA ESTRUCTURA DEL BENCENO.
La primera estructura para el benceno fue propuesta por el químico alemán

Friedrich August Kekulé von Stradonitz (1829-1896) (Universidad de Bonn) en
1865 y consistía en una mezcla en equilibrio de dos ciclohexatrienos, formados
con enlaces sencillos y dobles alternados. En la estructura de Kekulé los enlaces
97
sencillos serían más largos (1,47 Å) que los enlaces dobles (1,33 Å). Cuando se
desarrollaron los métodos físicos de determinación estructural y se pudo medir la
distancia C-C del benceno se encontró que todas las distancias eran iguales y
median 1,39 Å, que es un promedio entre la distancia de un enlace doble (1,33 Å)
y un enlace simple (1,47 Å).
Como describió más tarde:
(Estaba sentado, escribiendo mi libro, pero el trabajo no progresaba. Mis

pensamientos estaban lejos. Moví la silla hacia el fuego y dormité. Los átomos
nuevamente brincaban ante mis ojos. Esta vez, los grupos más pequeños se
mantenían modestamente al fondo. Mi ojo mental, agudizado por las repetidas
visiones de este tipo, podía ahora distinguir estructuras mayores de muchas
conformaciones: largas filas, a veces apretadas, girando y retorciéndose como
serpientes. Pero, ¿qué fue eso? Una de las serpientes había logrado asir su propia
cola y la figura danzaba burlonamente ante mis ojos. Desperté como por el destello
de un relámpago;... pasé el resto de la noche desarrollando las consecuencias de la
hipótesis. Señores, aprendamos la verdad) - August Kekulé.
Estructura del hipotético 1,3,5-hexatrieno Estructura real del benceno
1,47 ºA
H H H
H C H H C
C C H H C H
C C C C
C C C C
H C H C C
H C H H C H
H H H
1,33 ºA
Enlaces identicos (1,39 ºA)
ORBITALES MOLECULARES DEL BENCENO.

El sistema de orbitales p del benceno se forma en realidad por combinación
lineal de los seis orbitales 2p asociados a los átomos de carbono. Esta
98
Química Orgánica
combinación genera seis orbitales moleculares π de los cuales tres son enlazantes
y tres son antienlazantes y son los que se muestran en la figura.
La ocupación de los orbitales

enlazantes en el benceno es óptima,
puesto que no se sitúa ningún electrón
en los destructivos orbitales
antienlazantes. Se puede afirmar, a la
vista de la figura, que la estabilidad
del benceno no se debe a la existencia
de estructuras resonantes sino a un
grupo de orbitales moleculares de
baja energía que son capaces de acomodar de forma altamente eficiente toda la
densidad electrónica asociada a los electrones π.
CALORES DE HIDROGENACIÓN.
Ya se ha visto en el tema anterior cómo la comparación de los calores de
hidrogenación permite cuantificar la estabilidad relativa de los dienos conjugados
con respecto a los dienos no conjugados. En el caso del benceno se puede recurrir
al mismo método para determinar cuál es la estabilidad adicional asociada a este
compuesto en comparación con otros alquenos cíclicos no aromáticos.
En la siguiente gráfica se representan los calores de hidrogenación
determinados experimentalmente en la hidrogenación del ciclohexeno, del 1, 4-
ciclohexadieno, del 1, 3-ciclohexadieno y del benceno. También se representa el
calor de hidrogenación teórico del hipotético 1,3,5-ciclohexatrieno, un compuesto
que no existe.
99
Cuando el ciclohexeno se hidrogena a ciclohexano se desprenden 28.6

kcal/mol. El 1,4-ciclohexadieno, un dieno con doble enlace no conjugado, libera
en la hidrogenación 57.4 kcal/mol, aproximadamente el doble, del calor de
hidrogenación del ciclohexeno.
La hidrogenación del 1,3-ciclohexadieno, un dieno con dobles en laces
conjugados libera 55.4 kcal/mol, 1.8 kcal/mol menos que el doble del valor del
ciclohexeno. Una energía de resonancia de 1.8 kcal/mol es típica para un dieno
conjugado. Para el hipotético 1,3,5-ciclohexatrieno se puede calcular un calor de
hidrogenación de:
∆Ho = - (3 x 28.6 - 2 x 1.8) kcal/mol = - 82.2 kcal/mol
Al contrario que los anteriores alquenos, que se hidrogenan a presión

atmosférica, la hidrogenación del benceno necesita de elevadas presiones de
hidrógeno y de catalizadores muy activos. Cuando se produce la hidrogenación
sólo se liberan 49.8 kcal/mol, 32.9 kcal/mol menos que el hipotético calor de
100
Química Orgánica
hidrogenación del 1,3,5-ciclohexatrieno. A esta diferencia de energía se le conoce

como energía de resonancia del benceno.
COMPARACIÓN ENTRE LA REACTIVIDAD QUÍMICA DEL BENCENO Y LA DE LOS ALQUENOS.

La especial estructura electrónica del benceno no sólo aporta una elevada
estabilidad termodinámica, la misma que se pone de manifiesto al comparar de
los calores de hidrogenación, sino también en la reactividad química. Por ejemplo,
un alqueno decolora al permanganato de potasio formando un glicol y MnO2. Sin
embargo, cuando se agrega permanganato al benceno no ocurre ninguna
reacción.
H
H OH
KMnO4, H2O
H OH
H
H
KMnO4, H2O
No hay reacción
H
La mayor parte de los alquenos decoloran las disoluciones de bromo

molecular en tetracloruro de carbono porque el bromo se agrega al doble enlace
formando compuestos trans-dibromados incoloros. Cuando se agrega bromo al
benceno no tiene lugar ninguna reacción y el color rojo del bromo permanece.
H Br
Br2
CCl4
H Br
H
Br2
No hay reacción
CCl4
H
101
GENERALIZACIÓN DE LA AROMATICIDAD: REGLA DE HÜCKEL.

Durante muchos años se supuso que la gran energía de resonancia del
benceno sería común en otros polienos cíclicos con enlaces dobles conjugados. De
modo genérico se denominan anulenos a todos los polienos cíclicos con enlaces
simples y dobles alternados. Por ejemplo, el benceno es el anuleno de seis
miembros y por tanto se le puede llamar [6] anuleno. El ciclobutadieno es el [4]
anuleno, el ciclooctatetraeno es el [8] anuleno y el ciclodecapentaeno es el [10]
anuleno.
Ciclobutadieno Ciclohexatrieno Ciclooctatetraeno Ciclodecapentaeno

[4] anuleno [6] anuleno [8] anuleno [10] anuleno
Sin embargo, no todos los polienos conjugados cíclicos gozan de la excepcional

estabilidad termodinámica asociada al benceno. Por ejemplo, el ciclobutadieno
([4] anuleno) nunca se ha aislado o purificado porque experimenta una rápida
dimerización de Diels-Alder. Para evitar esta reacción el ciclobutadieno se debe
preparar en bajas concentraciones y en fase gaseosa como moléculas
individuales, que se atrapan en argón a muy baja temperatura. Este no es el
comportamiento esperable de un compuesto que debería tener, al igual que el
benceno, una estabilidad excepcional.
El ciclooctatetraeno ([8]
anuleno) se sintetizó en
1911 por Richard Willstätter
y se pudo demostrar que no
presentaba la química típica
de los compuestos aromáticos. Por ejemplo, el bromo se decolora fácilmente en
102
Química Orgánica
contacto con este compuesto y el permanganato oxida sus dobles enlaces. De

hecho, y al contrario que el benceno, el ciclooctatetraeno no es plano. Su
conformación más estable es de bote lo que provoca un deficiente solapamiento
entre los orbitales 2p adyacentes.
CONDICIONES PARA LA AROMATICIDAD.
La conclusión que se deduce de los casos del ciclobutadieno y

ciclooctatetraeno es que no todos los anulenos son compuestos aromáticos. Para
que un compuesto sea aromático, y por tanto posea una elevada estabilidad
termodinámica y una reactividad química diferente de la de los alquenos y
polienos conjugados, debe cumplir las siguientes condiciones:
1. Su estructura debe ser cíclica y debe contener enlaces dobles conjugados.
2. Cada átomo de carbono del anillo debe presentar hibridación sp2, u

ocasionalmente sp, con al menos un orbital p no hibridizado.
3. Los orbitales p deben solaparse para formar un anillo continuo de orbitales

paralelos. La estructura debe ser plana o casi plana para que el solapamiento de
los orbitales p sea efectivo.
4. Además debe cumplir la regla de Hückel cuyo enunciado es el siguiente:
Para que un compuesto sea aromático el número de electrones π en el sistema

cíclico tiene que ser 4n+2, siendo “n” un número entero.
Si el número de electrones π en el sistema cíclico es 4n, siendo “n” un número

entero, el compuesto es antiaromático.
El benceno es un [6] anuleno con un anillo continuo de orbitales p que se

solapan. En el benceno hay seis electrones π de modo que es un sistema 4n+2,
con n=1. La regla de Hückel predice que el benceno será aromático.
103
El ciclobutadieno es un [4] anuleno con un anillo continuo de orbitales p que

se solapan pero tiene cuatro electrones π. Como es un sistema 4n, con n=1, la
regla de Hückel predice que el ciclobutadieno será antiaromático.
El [14] anuleno y el [18] anuleno son sistemas con 4n+2 electrones π (siendo
n=3 y n= 4 respectivamente) y son compuestos aromáticos.
H
H
[10] Anuleno [14] Anuleno [16] Anuleno [18] Anuleno

no aromático aromático no aromático aromático
El [10] anuleno es un compuesto con 4n+2 electrones π y por tanto debería

ser aromático. Sin embargo, los dos átomos de hidrógeno centrales del anillo
impiden que el sistema adquiera la planaridad y en consecuencia se interrumpe
el solapamiento continuo de orbitales p, por tanto el compuesto es no aromático.
NOMENCLATURA PARA COMPUESTOS AROMÁTICOS
Los hidrocarburos aromáticos tienen nombres comunes que se usan en la

nomenclatura IUPAC. Para indicar los nombres de estos compuestos los
dividiremos de acuerdo al número de hidrógenos sustituidos.
a. Monosustituidos: Consiste en la sustitución de un hidrogeno del benceno

por un determinado sustituyente.
104
Química Orgánica
Cl Br
CH3
Clorobenceno Bromobenceno
Metilbenceno
Tolueno
CH3 CH2
CH2 CH NH2
Vinilbenceno Aminobenceno
Etilbenceno
Estireno Anilina
NO2 OH CHO
Nitrobenceno Hidroxibenceno Formilbenceno

Fenol Benzaldehido
O
COOH C CH3 SO3H
Ácidobenzoico Metilfenilcetona Bencensulfónico

Acetofenonan
105
b. Disustituidos. Consiste en la sustitución de dos hidrógenos del benceno

por sustituyentes iguales o diferentes. Pueden tener tres posiciones diferentes:
2 3 4
3 1 4 2 5 3
4 6 5 1 6 2
5 6 1
Posición 1,2 Orto (o) Posición 1,3 Meta (m) Posición 1,4 Para (p)
NO2
CH3 Br
CH3
OH
COOH
1, 2- Dimetilbenecno 3- Bromo -1- hidroxibenceno Acido -4- nitobezoico
o- Dimetilbenceno m- Bromofenol Acido -p- nitrobenzoico
c. Trisustituidos. Consiste en la sustitución de tres hidrógenos del benceno

por sustituyentes iguales o diferentes. Pueden tener tres posiciones diferentes:
1 1 1
6 2 6 2 6 2
5 3 5 3 5 3
4 4 4
Posición 1,2,3 Vecinal (Vec) Posición 1,2,4 Asimétrico (Asim) Posición 1,2,3 Vecinal (Vec)
CH3 COOH OH
CH3 Br
CH3 H3CO NO2

Br
1, 2, 3 - Trimetil benceno Ac. -2, 4- Dibrom benzoico 5- Metoxi -3- nitro fenol
Vec- timetil benceno Ac. Asim. dibromo benzoico Sim. metoxi nitro fenol
106
Química Orgánica
d. Polisustituidos: Consiste en la sustitución de más de tres hidrógenos del

benceno por sustituyentes iguales o diferentes.
Br OH
Br Br O2N NO2 1
6 2
5 3
Br Br 4
Br NO2
Hexabromobenceno 2,4,6- Trinitrofenol
Ácido pícrico
CH 3
1
O2N NO2 6 2
5 3
4
NO2
2,4,6- Trinitrotolueno
TNT
Hidrocarburos Aromáticos Poli-cíclicos con núcleos fundidos.

Son aquellos que presentan más de dos o más anillos bencénicos.
a. Naftaleno. (C10H8 ) Es el hidrocarburo aromático polinuclear más simple.

Consta de dos anillos de benceno fusionados. El naftaleno se representa
empleando una de las tres estructuras resonantes de Kekulé o bien mediante la
notación de círculo para los anillos aromáticos, se obtiene por destilación del
alquitran de hulla, entre 170 y 250 ºC.
107
8 1 8 1 8 1 8 1
7 2 7 2 7 2 7 2
6 3 6 3 6 3 6 3
5 4 5 4 5 4
5 4
Naftaleno: estructura resonante de Kekulé
En el naftaleno hay dos anillos aromáticos que contienen un total de 10

electrones π. El benceno contienen 6 electrones π, y dos anillos bencénicos
aislados contendrán un total de 12 electrones π, por lo que el naftaleno tiene un
déficit de dos electrones π. La energía de resonancia del naftaleno es de 60
kcal/mol, lo que equivale a 30 kcal/mol por cada anillo aromático. Este valor es
menor que la energía de resonancia del benceno, que es de 32.9 kcal/mol, lo que
se explica por la menor densidad electrónica de los anillos aromáticos del
naftaleno en comparación con el benceno.
b. Antraceno. C14H10 Es un hidrocarburo polinuclear tricíclico, se obtiene por

destilación del alquitrán de hulla, entre 340 y 360 ºC. A medida que aumenta el
número de anillos aromáticos fusionados, continúa decreciendo la energía de
resonancia por anillo y los compuestos se hacen más reactivos.
8 9 1 8 9 1
7 2 7 2
6 3
6 3
5 10 4 5 10 4
El antraceno tiene una energía de resonancia de 84 kcal/mol, o sea 28

kcal/mol por anillo aromático. El antraceno tiene 14 electrones π, en
comparación con 18 electrones π que tendrían tres anillos aromáticos aislados. El
antraceno, al tener menos energía de resonancia que el benceno, participa con
frecuencia en reacciones de adición, que son características de los compuestos
poliénicos no aromáticos.
108
Química Orgánica
Por ejemplo, el antraceno decolora al bromo formando el compuesto

dibromado que se indica a continuación:
H H H H H Br H
H H H H
Br2
CCl2
H H H H
H H H H H Br H
c. Fenantreno: C14H10 Es también un hidrocarburo polinuclear tricíclico. Su

energía de resonancia es de 91 kcal/mol, 30.3 kcal/mol por anillo aromático,
ligeramente mayor que la del naftaleno.
3 6 9 10
4 2 5 7
8 1
5 1 4
8
7 2
6 3
10 9 6 5 4 3
7 2
8 9 1 10
El fenatreno experimenta una adición 1,2 en las posiciones 9 y 10 para dar un

producto con dos anillos completamente aromáticos.
H H
3 3
H 2 H H 2 H
H 4 H 4
H 5 5
1 Br2 H 1
6 H H
6
10 Br 2/CCl 4 10 H
7 7 9
H 8 9 H H 8 Br
H H H Br H
109
2
2 1 3
1 2
1 3 12
10 4
10 11
9 3
9 4
10 5
8 4 9
8 5
7 6 5
7 6 8 6
7
Acetanantrileno Aceantrileno Tifenileno
10 1 12 1
9 2 11 2
10 10 11 12 1
3 3
9 2
8 9
4
4 8 3
7 8 5
6 5 7 6 7 6 5 4
Pireno Criceno Naftaceno
2
1 3
4
16
11 12 13 14 1 13 14 15
2 5
10 12
9 3 6
11
8 7 6 5 4 10 9 8 7
Pentaceno Hexaceno
12 1
11 2
3
10
9 4
8 5
7 6
Coroneno
110
Química Orgánica
REACCIONES DE LOS AROMATICOS.

Los hidrocarburos aromáticos se conocen en forma general como arenos. Un
grupo arilo es aquel que se deriva del areno por eliminación de un átomo de
hidrogeno y su símbolo es Ar-, por tanto, los arenos se identifican como Ar-H, de
la misma manera en la que los alcanos como R- H.
Las reacciones más características de los arenos, son las reacciones de

sustitución electrofílicas.
MECANISMO DE LA SUSTITUCIÓN ELECTRÓFILA AROMÁTICA.
Los alquenos reaccionan como especies nucleofílicas atacando a los

electrófilos para dar productos de adición. Los electrones π de los alquenos están
enlazados con menor firmeza a los núcleos que los electrones , y atacan a los
electrófilos para generar un carbocatión que a continuación es atacado por un
nucleófilo para dar finalmente el producto que resulta de la adición al doble
enlace.
MECANISMO DE LA ADICIÓN ELECTROFÍLICA A UN ALQUENO
El benceno, al igual que un alqueno, tiene nubes electrónicas π por arriba y

por debajo del plano molecular que forman los enlaces . Aunque los electrones p
del benceno forman parte de un sistema aromático estable pueden atacar a un
electrófilo fuerte y generar un carbocatión que está relativamente estabilizado
por deslocalización de la carga positiva. Este carbocatión ciclopentadienilo se
111
denomina complejo sigma, porque el electrófilo está unido al anillo bencénico

por un nuevo enlace sigma. El complejo sigma no es aromático porque el átomo
de carbono unido al electrófilo presenta una hibridación sp3 e interrumpe el
anillo de orbitales p. Esta pérdida de aromaticidad del complejo sigma contribuye
a que el ataque del electrófilo sea muy endotérmico. El complejo sigma puede
recuperar la aromaticidad por inversión del primer paso, volviendo a los
reactivos, o por la pérdida de un protón en el átomo de carbono sp3 ocasionado
por el ataque de una base al complejo sigma.
El producto final, es formalmente el producto de sustitución de uno de los
hidrógenos del anillo aromático por un electrófilo y por tanto a este mecanismo
se le denomina Sustitución Electrófilica Aromática (SEAr).
MECANISMO DE LA SUSTITUCIÓN ELECTROFÍLICA AROMÁTICA.
1. Adición del elctrófilo al anillo aromático.
H H H H
E E E
H H H H H H H H
H H H H H H H H
H H H H
Complejo sigma estabilizado por resonancia
2. Perdida del protón en el complejo sigma y recuperación de la

aromaticidad.
B
H E E
H H H H
+ BH
H H H H
H H
Ataque de la base
al complejo sigma
112
Química Orgánica
HALOGENACIÓN DEL BENCENO.

El benceno no reacciona con el bromo, ni con el cloro a menos que exista un
ácido de Lewis en la mezcla (en consecuencia, el benceno no decolora la solución
de bromo en CCl4). Sin embargo, en presencia de un ácido de Lewis, el benceno
reacciona con facilidad con el bromo o el cloro, se producen bromo benceno y
cloro benceno.
Cl
FeCl3
Cl2 HCl
20ºC
Clorobenceno (75%)
Br
FeBr3
Br2 HBr
20ºC
Bromo benceno (75%)
Los ácidos de Lewis de uso más común, para las reacciones de cloración y
bromación son FeCl3, FeBr3 y AlCl3.
NITRACIÓN DEL BENCENO.

El benceno reacciona con lentitud en caliente con el ácido nítrico concentrado
para dar nitrobenceno. La reacción es mucho más rápida si se lleva a cabo por
calentamiento del benceno con una mezcla de ácido nítrico y ácido sulfúrico
concentrados.
NO2
H2SO4
HNO3 H 2O
50-60ºC
Nitro benceno
113
SULFONACIÓN DEL BENCENO.

La sulfonación de anillos aromáticos proporciona ácidos arilsulfónicos. Esta
reacción se lleva a cabo empleando ácido sulfúrico fumante, que es el nombre de
una disolución al 7% de trióxido de azufre (SO3) en H2SO4. El SO3 es un electrófilo
fuerte, puesto que los tres enlaces sulfonilo (S=O) atraen la densidad electrónica y
la retiran del átomo de azufre. La sulfonación también tiene lugar en ácido
sulfúrico concentrado solo, pero con mayor lentitud.
SO3H
H2SO4
SO3
25ºC
Bencensulfónico (56%)
114
Química Orgánica
ALQUILACIÓN DE FRIEDEL-CRAFTS.
Los carbocationes son electrófilos muy interesantes desde el punto de vista
sintético porque la reacción SEAr con estos reactivos forma un nuevo enlace
carbono-carbono. Charles Friedel, un químico francés y su compañero
estadounidense James Crafts estudiaron, en 1877, las reacciones de los
carbocationes con los compuestos aromáticos. Estos dos químicos descubrieron
que el benceno reaccionaba con halogenuros de alquilo, en presencia de ácidos de
Lewis como el tricloruro de aluminio (AlCl3) o el cloruro férrico (FeCl3), para dar
alquilbenceno. Desde entonces este tipo de reacciones se conocen con el nombre
de reacciones de alquilación de Friedel-Crafts.
La ecuación general de la reacción de Alquilación de Friedel-Crafts es la

siguiente:
R
Acido de Lewis
R X HX
115
Ejemplos de algunas reacciones de aquil-bencenos:
CH3
AlCl
H3C Cl HCl
Metil benceno (Tolueno)
FeBr
Br HCl
1- Bromo -2- metilpropano Isobutil benceno
ACILACIÓN DE FRIEDEL CRAFTS.

O
El grupo (R C ) se denomina grupo acilo y la reacción por el cual se introduce
un acilo en un compuesto aromático se llama acilación de Friedel-Crafts, dos de
los grupos acilos más comunes son:
O
O
C
H3C C
Grupo acetilo Grupo benzoílo
O
O C CH3
AlCl3
H3C C Cl HCl
Benceno Cloruro de acetilo Metil fenil cetona

Acetofenona
O O
C Cl C
AlCl3 HCl
Cloruro de benzoilo Benceno Difenil cetona

Benzofenona
116
Química Orgánica
EFECTO DE LOS SUSTITUYENTES (REACTIVIDAD Y ORIENTACIÓN).

Cuando los compuestos aromáticos sustituidos sufren un ataque electrofílico,
los grupos que ya se encuentran en el anillo afectan tanto la rapidez de la
reacción como el sitio de ataque. Por tanto, se dice que los grupos sustituyentes
afectan la reactividad y orientación en las sustituciones electrófilas aromáticas.
Los grupos sustituyentes se pueden dividir en dos grupos, de acuerdo con sus
influencia sobre la reactividad del anillo; los que ocasionan que el anillo sea más
reactivo que el benceno, a los que se les denomina grupos activadores, y los que
hacen que el anillo sea menor reactivo que el benceno, los cuales se llama grupos
retardadores.
ORIENTADORES (Orto - Para) ORIENTADORES (Meta)

Activadores fuertes: Desactivantes fuertes
NH2 , NH R , N R, OH -CF3, -NO2
R
Activadores moderados Desactivantes moderados
O O
NH C R , OR , O C R O O O O O
Acilamino Alcoxilo Aciloxilo CH , CR , COH , COR , CCl
Formilo Acilo Ac. carboxílico Éster Cloruro de acilo
Activadores débiles
R, Ar, CH CH2 C N, SO3H
Ciano Ácido sulfónico
Desactivantes
X (F, Cl, Br, I), -CH2X
Ejemplos:
 Realizar la síntesis de o-xileno (o-dimetilbenceno) por sustitución

electrofílica aromática.
117
CH3
AlCl3
CH3Cl HCl
Benceno Tolueno
CH3Br CH 3
CH3
FeBr3
HBr
o-Dimetilbenceno
o-Xileno
 Realizar la síntesis del m-nitroclorobenceno por sustitución electrofílica

aromática.
NO2
H2SO4
HNO3 H2O
50-60 ºC
Benceno Nitrobenceno
Cl2 NO2
AlCl3
HCl
20 ºC
Cl
m-Nitroclorobenceno
118
Química Orgánica
HETEROCILOS.
Los compuestos heterocíclicos son estructuras cíclicas que contienen átomos

distintos del carbono como el oxígeno, azufre y nitrógeno y que se denominan
heteroátomos. En la nomenclatura de los compuestos heterocíclicos predominan
los nombres vulgares. Los heterocíclicos pueden ser alicíclicos o aromáticos y se
aproximan en sus propiedades a los hidrocarburos de estructura semejante, si
bien los heteroátomos les confieren a menudo características nuevas, por
ejemplo, el nitrógeno suele conferir carácter básico al anillo heterocíclico. Para el
estudio de los heterocíclicos los hemos clasificado según el número de átomos
totales en el ciclo y el número de heteroátomos, además de su importancia
biológica.
COMPUESTOS HETEROCICLOS PENTAGONALES CON UN SOLO HETEROÁTOMO.
PIRROL. Es un líquido incoloro, con olor que recuerda al

cloroformo y es soluble en la mayoría de los disolventes
orgánicos. Es un heterociclo aromático de cinco eslabones
formado por cuatro átomos de carbono y uno de nitrógeno. El
nitrógeno presenta una hibridación sp2, pero, al
contrario de lo que ocurre en la piridina, el par
electrónico libre del nitrógeno ocupa un orbital p y
participa en el solapamiento con los orbitales p de los
átomos de carbono adyacentes formando un anillo de densidad electrónica
continuo. Los dos electrones del nitrógeno y los cuatro electrones p de los enlaces
dobles C - C completan el sexteto electrónico.
El pirrol (pKb = 13.6) es una base mucho más débil que la piridina (pKb = 8.8).
Para enlazar el protón el pirrol necesita usar uno de los pares electrónicos del
sexteto aromático. Cuando se protona el pirrol, el átomo de nitrógeno cambia su
119
hibridación de sp2 a sp3 y se interrumpe el anillo continuo de densidad

electrónica. El pirrol pierde su aromaticidad al protonarse y por lo tanto la
estabilidad asociada a los compuestos aromáticos, lo que explica la baja constante
de equilibrio del proceso.
pKa = 13.6
-
+ H2O + + OH
N N
H H H
Catión no aromático
Su estructura se enumera, asignándole al nitrógeno la posición 1. Es aromático

y por lo tanto, presenta varias estructuras canónicas por su carácter resonante. El
hidrógeno del nitrógeno 1 tiene carácter ácido y es sustituible por potasio
Derivados del Pirrol.

La pirrolina y la pirrolidina son productos de hidrogenación del pirrol. El
aminoácido prolina es un derivado de pirrolidina con un grupo carboxilo en el
carbono 2. La 1-vinilpirrolidona (carbonilo en carbono 2) da un polímero
denominado polivinil-pirrolidona que es utilizado como sustituto del plasma
sanguíneo. Bactericidas y antisépticos de amplísimo espectro para uso externo
contienen yodo polivinil pirrolidona disuelto en un vehículo espumante y
detergente.
120
Química Orgánica
Pirrolina Pirrolidina
FURANO. Es un líquido incoloro, con olor a cloroformo, poco

soluble en agua y soluble en la mayoría de los solventes
orgánicos.
Es un heterociclo aromático de cinco eslabones, como el
pirrol, pero con el oxígeno como heteroátomo en lugar del nitrógeno. El átomo de
oxígeno presenta una hibridación sp2 de manera que uno de los pares de
electrones solitarios ocupa uno de los orbitales sp2. Los otros dos orbitales sp2 se
emplean en la formación de los enlaces  con los átomos de carbonos adyacentes.
El otro par de electrones no compartidos ocupa el orbital p no hidridizado que
se solapa con los orbitales p de los átomos de carbono contiguos para formar el
sexteto de electrones, que son los responsables de la aromaticidad del
furanoTiene carácter aromático y por lo tanto, su estructura es resonante.
El furfural o aldehído α-furoico (grupo aldehído en carbono 2) es un líquido

incoloro cuando está recientemente destilado, con olor aromático, ligeramente
soluble en agua. Las pentosas, por deshidratación producen furfural, reacción que
es el fundamento de ensayos de reconocimiento de carbohidratos como el Ensayo
121
de Molisch, Seliwanoff y otros. Ciertos carbohidratos, en sus formas cíclicas son

derivados del furano, de aquí que se denominen como formas furanósicas.
La nitrofurazona o furacin es la semicarbazona del aldehído 5-nitrofurílico. La

nitrofurazona se emplea como tópico antibacteriano en el tratamiento de las
infecciones mixtas de heridas superficiales y en dermatosis
TIOFENO. Es un líquido con olor a benceno, insoluble en

agua pero soluble en solventes orgánicos.
Es un hidrocarburo heterocíclico aromático semejante al
furano pero con un átomo de azufre en lugar de uno de
oxígeno. El átomo de azufre del tiofeno presenta hibridación sp2. Los tres
orbitales híbridos sp2 se forman con la combinación de los orbitales s y p del
tercer nivel cuántico. Dos de los orbitales sp2 se emplean en la formación de
enlaces s C sp2-S sp2. En el tercer orbital híbrido sp2 se coloca un par de electrones
no enlazantes. El segundo par de electrones no compartidos se sitúa en el orbital
no hibridizado 3p y se solapa con los orbitales 2p de los átomos de carbono
contiguos para formar el sexteto de electrones aromáticos. La energía de
resonancia del tiofeno no es tan grande como la del furano debido a la diferencia
de tamaño entre los orbitales 2p y 3p que ocasiona un solapamiento menos
efectivo.
122
Química Orgánica
COMPUESTOS HEXAGONALES CON UN HETEROÁTOMO.
PIRIDINA Y SUS DERIVADOS.
Piridina. Resulta de sustitución de una unidad CH del

benceno por un átomo de nitrógeno. El par de electrones no
enlasante del nitrógeno se encuentra en un orbital hibrido sp2
situado en el plano del anillo aromático. La densidad
electrónica asociada a este orbital, no puede entrar en resonancia con el sistema
de orbitales p deslocalizados porque se encuentra situado perpendicular a éstos.
H
H H
N H N H
Las reacciones de la piridina son las propias de los compuestos aromáticos.

Tiene una energía de resonancia de 26 kcal/mol y participa en reacciones de
sustitución y no de adición. La piridina es básica y en disolución acuosa es ácida,
el protón se une al par electrónico no enlazante del átomo de nitrógeno
generando un catión piridinio, que continúa conservando la aromaticidad porque
contiene 6 electrones p (4n+2, n=1).
Catión piridino
123
La piperidina o hexahidropiridina posee propiedades de amina

alifática y es parte estructural importante de muchos compuestos de
interés farmacológico como la glutetimida y el metilprilon que son N
H
sedantes hipnóticos.
Las picolinas son las metilpiridinas. Se conocen la α, β y γ−picolina que al

oxidarse forman los ácidos picolínico, nicotínico e isonicotínico, respectivamente.
De ellos el más interesante es el nicotínico, quien además se sintetiza a partir de
la nicotina (alcaloide del tabaco).
CH3
O
N
-Picolina COOH
O N
HNO3 Ácido Nicotínico
N
CH3
N
Nicotina
La dietilamida del ácido nicotínico o niquetamida o coramida se utiliza como

analéptico (agente o medicamento restaurador) inespecífico que tiene facultad de
producir estímulo difuso del Sistema Nervioso Central.
La hidracida del ácido nicotínico o isoniazida es el agente terapéutico de mayor

eficacia contra la tuberculosis experimental en animales.
El 1-metil-4-fenilpiperidilcarboxilato de etilo-4 o demerol es un potente

analgésico y aún cuando la representación bidimensional de su estructura no
guarda semejanza con la morfina, la molécula se adapta a la configuración del
124
Química Orgánica
receptor de opioide, lo que lo hace, después de la morfina, probablemente el

analgésico narcótico más eficaz.
COMPUESTOS HETEROCÍCLICOS PENTAGONALES CON DOS NITRÓGENOS.
PIRAZOL y DERIVADOS. El pirazol es un sólido cristalino,

soluble en agua y casi insoluble en éter de petróleo. Los
derivados más importantes del pirazol son las pirazolonas,
especialmente las cetonas en posición 5. De ella se derivan,
entre las más importantes, la antipirina, el piramidon y la
butazolidina. La antipirina es un antipirético. El piramidón,
además de antipirético, en una época se consideró el mejor agente
antiinflamatorio y equivalente a la aspirina para tratar fiebre reumática aguda. La
butazolidona es un antiinflamatorio eficaz, pero su toxicidad impide el
tratamiento a largo plazo. Se utiliza para tratar artritis reumatoidea y trastornos
afines.
IMIDAZOL y DERIVADOS. El imidazol es soluble en agua y

casi insoluble en éter de petróleo. El aminoácido histidina
o β-imidazol alanina, la histamina, las hidantoinas y la
alantoina son algunos ejemplos de derivados imidazólicos.
La vitamina B1 contiene un anillo imidazólico.
COMPUESTOS HETEROCÍCLICOS CON DOS HETEROÁTOMOS.
OXASOL y TIAZOL. Tanto el oxasol como el tiazol son bases débiles. Las
azlactonas contienen el anillo oxazolona-5 y son importantes productos
intermedios en la síntesis de los L-aminoácidos. Algunas sulfas se derivan del
oxazol como la sulfametoxazol y la sulfisoxazol y el sulfatiazol se deriva del tiazol.
125
Oxasol
Tiazol
COMPUESTOS HETEROCÍCLICOS CON HEXAGONALES CON DOS HEROEROÁTOMOS.
Los que con dos nitrógenos son conocidos como diazinas, son la piridazina, la
piridina y la pirazina. La pirimidina forma parte de la constitución de numerosos
derivados como las purinas, el ácido úrico, los barbitúricos y varios agentes
antibacterianos y antipalúdicos, algunas vitaminas, así como algunos nucleótidos
Piridina Pirazina Piridazina
La piperazina es la pirazina totalmente hidrogenada y se utiliza en el

tratamiento de la gota y la artritis, por formar una combinación soluble con el
ácido úrico. Se le atribuyen, también, propiedades antihelmínticas.
Los que con nitrógeno y oxígeno, nitrógeno y azufre, son conocidos como
Oxazinas y Tiazinas. Los compuestos de más interés, dentro de este grupo,
corresponden a los que tienen los heteroátomos en la posicón 1,4 como la
Oxazina-1,4 y la Tiamina-1,4.
126
Química Orgánica
La morfolina o tetrahidrooxazina-1,4 es un líquido incoloro, soluble en agua,

moderadamente básica y del cual se deriva el 2-morfoliniletanol, el cual se utiliza
en la preparación de agentes antihistamínicos, antiespasmódicos y anestésicos
locales. Semejante a la morfolina es la tiamorfolina.
H H CH2-CH2-OH H
N N N N
O S O S
Oxoxina-1, 4 Tiazina-1, 4 2-Morfoliniletanol Tiamorfolina
Las con dos oxígenos se conocen como dioxanos. El

dioxano-1,4 es el de mayor interés. Es un líquido incoloro,
higroscópico y tóxico. Es soluble en agua y muchos líquidos
orgánicos, lo que lo hace un buen disolvente de grasas, resinas, Dioxano
celuloide, colorantes, etc.
COMPUESTOS HETEROCÍCLICOS PENTAGONALES Y HEXAGONALES CON MÁS DE DOS

HETEROÁTOMOS.
Los triazoles son pentagonales y un derivado importante de ellos es el tetrazol

del cual se deriva a su vez, el cardiazol o pentametilentetrazol que es utilizado
como analéptico (estimulante del Sistema Nervioso Central, agente restaurador),
soluble en agua. Las triazinas y tetrazinas son hexagonales
127
N
N
N
H N
N
Tetrazol N
Cardiazol
COMPUESTOS HETEROCÍCLICOS CON ANILLOS CONDENSADOS.
Con dos anillos condensados, el indol es un sólido cristalino, soluble en

muchos disolventes orgánicos. Es un producto probable del desdoblamiento del
triptófano y se elimina por las heces. El escatol o β-metilindol es el componente de
olor más intenso de las heces humanas. La cumarona es un líquido incoloro,
mientras que el tionafteno es sólido. Las estructuras del indol, cumarona y
tionafteno son las siguientes:
 
 
N O
H Cumarona
Indol (Benzofurano)
(Benzopirrol)

S
Tionafteno
(Benzotiofeno)
La quinolina puede considerarse como producto de la condensación de

benceno y piridina con el nitrógeno, o bien como resultado de sustituir en el
128
Química Orgánica
naftaleno un –CH- por un nitrógeno. Es un líquido incoloro, con olor que recuerda
a la piridina, soluble en solventes orgánicos y ligeramente soluble en agua. Es un
aromático.
N O S
Quinolina Cromeno Tiocromeno
La quinina es el principal alcaloide de la quina o corteza del quino, árbol

nativo de ciertas regiones de América del Sur. La quinina en su estructura
contiene un anillo quinolínico. La dibucaína, en forma de clorhidrato, es un
anestésico local quinolínico, y es el más potente, más tóxico y de acción más
duradera de los anestésicos locales comúnmente empleados.
Del cromeno dihidrogenado o cromano se derivan compuestos de gran interés

como el flavano o 2-metilcromano. Las flavonas e isoflavonas son pigmentos
amarillos muy repartidos en la naturaleza.
Los tocoferoles, grupo de compuestos constituyentes de la vitamina E, son

derivados del cromano. El más activo y ampliamente distribuido de ellos es el α-
tocoferol.
N
La purina es una sustancia aromática, incolora, muy soluble en N
agua y escasamente soluble en solventes orgánicos. La adenina ó N

N
H
6-aminopurina y la guanina ó 2-amino-6-oxopurina son bases
nitrogenadas púricas que se encuentran en la mayoría de los nucleótidos. La
xantina ó 2,6-dihidroxipurina, al igual que la hipoxantina ó 6-hidroxipurina se
129
encuentran en pequeñas cantidades en diversos fluidos animales y en algunas

vísceras. Tanto la hipoxantina como la xantina son productos intermedios del
catabolismo de las purinas.
Los alcaloides purínicos derivados N-metilados de la xantina son la teofilina o

1,3-dimetilxantina, la teobromina o 3,7-dimetilxantina y la cafeína o 1,3,7-
trimetilxantina. Los tres alcaloides son diuréticos. Las bebidas xantínicas con
mayor popularidad son: el café, el té, el cacao y las bebidas con sabor a cola. El
café y el té contienen cafeína y el cacao contiene teobromina. La teofilina fue
descubierta en el extracto del té. Las bebidas xantinicas son una fuente dietética
de estimulación del Sistema Nervioso Central lo que explica su popularidad. Las
bebidas xantínicas suelen prohibirse a los pacientes hipertensos y a los que
padecen úlcera péptica. La estimulación del Sistema Nervioso Central produce
inquietud y trastornos del sueño y estimulación del miocardio.
Cafeína Teofilina Teobromina
El ácido úrico es un sólido cristalino blanco y poco soluble en agua. Se

encuentra en los cálculos urinarios, en la orina humana, en los excrementos de las
aves y reptiles y en los tejidos de los enfermos de gota (niveles altos de ácido
úrico en sangre y orina).
130
Química Orgánica
CON TRES ANILLOS CONDENSADOS. La S
acridina o dibenzopiridina junto con su

N N
isómero fenantridina, da lugar a H
Acridina Fenotiazina
derivados de gran interés terapéutico como agentes O
N
antipalúdicos. A partir de la fenotiazina se deriva el azul de NH
metileno que tiene propiedades antisépticas. El azul de N N O

H
metileno, además, es un germicida débil y se utiliza como Isoaloxazina
antídoto en la intoxicación con cianuro debido a que en concentraciones elevadas

convierte el hierro ferroso de la hemoglobina reducida en hierro férrico. La
isoaloxaxina es parte importante de la coenzima Flavin adenin dinucleótido o FAD
que participa en muchos procesos oxidativos metabólicos.
131
132
Química Orgánica
ALCOHOLES.
Alcohol, término aplicado a los miembros de un grupo de compuestos

químicos del carbono que contienen el grupo OH. Dicha denominación se utiliza
comúnmente para designar un compuesto específico: el alcohol etílico o etanol.
Proviene de la palabra árabe al-kuhl, o kohl, un polvo fino de antimonio que se
utilizaba para el maquillaje de ojos. En un principio, el término alcohol se
empleaba para referirse a cualquier tipo de polvo fino, aunque más tarde los
alquimistas de la Europa medieval lo utilizaron para las esencias obtenidas por
destilación, estableciendo así su aceptación actual.
Los alcoholes tienen uno, dos o tres grupos hidróxilos (-OH) enlazados a sus
moléculas, por lo que se clasifican en monohidroxílicos, dihidroxílicos y
trihidroxílicos respectivamente. El metanol y el etanol son alcoholes
monohidroxílicos. Los alcoholes también se pueden clasificar en primarios,
secundarios y terciarios, dependiendo de que tengan uno, dos o tres átomos de
carbono enlazados con el átomo de carbono al que se encuentra unido el grupo
hidróxido.
La presencia de un átomo de oxígeno más electronegativo que el C y el H

polariza la molécula y facilita su reactividad con otras moléculas. Otro aspecto de
esta molécula es que el oxígeno dispone al menos de un par de electrones,
constituyéndose en una base de Lewis (agente nucleofílico).
La polaridad de la molécula de los alcoholes y la presencia del par de

electrones libres sobre el oxígeno, hacen que estas estructuras sean
-
relativamente reactivas. Pueden ser atacadas sobre el C que lleva el grupo OH o
-
sobre el H del grupo OH y la estructura de un alcohol tiene la siguiente forma.
Los alcoholes se caracterizan por la gran variedad de reacciones en las que

intervienen; una de las más importantes es la reacción con los ácidos, en la que se
133
forman sustancias llamadas ésteres, semejantes a las sales inorgánicas. Los

alcoholes son subproductos normales de la digestión y de los procesos químicos
en el interior de las células, se encuentran en los tejidos, fluidos de animales y
plantas.
PROPIEDADES.
1. Los alcoholes son compuestos covalentes polares, debido a la presencia del

grupo OH. Esta polaridad es más marcada en los alcoholes de bajo peso molecular.
2. Los alcoholes de bajo peso molecular son solubles en agua.
3. Sus temperaturas de fusión y ebullición guardan una relación directa con

el aumento en el número de carbonos en la cadena carbonada.
4. La colocación del grupo “OH” (grupo hidroxilo) ejerce una gran influencia,
sobre las reactividades de los alcoholes; es decir, que los alcoholes primarios,
secundarios y terciarios difieren en sus propiedades químicas.
5. Debido a su carácter polar, los alcoholes se comportan como ácidos débiles,

prueba de ello es que con los metales activos como el litio y el sodio reaccionan
en forma inmediata para dar alcóxidos de litio o sodio.
6. La solubilidad de los alcoholes en el agua disminuye de manera gradual a

manera que crece la parte hidrocarbonada de la molécula.
Una manera de organizar la familia de los alcoholes, es clasificar a los

alcoholes en primarios, secundarios y terciarios de acuerdo con el tipo de átomos
de carbono enlazados al grupo OH. En la siguiente tabla se indican las estructuras
de los alcoholes según su grado de sustitución:
134
Química Orgánica
Alcohol primario R CH 2 OH H3C CH 2 CH 2 OH 1- Propanol
Alcohol secundario R CH OH H3C CH2 CH OH 2- Buranol

R` CH 3
R` CH 3
Alcohol terciario R C OH H3C CH2 C OH 2- Metil -2- butanol
R`` CH 3
NOMENCLATURA DE ALCOHOLES.
Al igual que en las funciones anteriores consideremos al sistema IUPAC y

común.
SISTEMA IUPAC.
Se tienen en cuenta los siguientes pasos:
a. La cadena matriz o principal, será aquel que teniendo al grupo oxidrilo,
contenga el mayor número de átomos de carbono.
b. Al nombre del hidrocarburo respectivo se le cambiara la terminación “O”

por “OL”.
c. Para indicar la posición del grupo oxidrilo se enumeran los átomos de la

cadena principal por el extremo más cercano al grupo funcional (OH).
d. Si una estructura es difícil para nombrarla como alcohol, o si el grupo

hidroxilo es una parte secundaria de una estructura más importante, se puede
nombrar al grupo funcional (OH) como sustituyente hidroxi.
e. Si existe más de un grupo oxidrilo, entonces se utilizará las terminaciones:
2 grupos “OH”  diol
3 grupos “OH”  triol

135
4 grupos “OH”  tetraol
Ejemplos:
CH3 OH CH3 CH2 OH H3C CH2 CH2 OH

Metanol Etanol Propanol
OH CH3
CH3 CH CH3 H 3C C OH H3C H 2C CH2 CH2 OH
CH3
2- Propanol Terc-butanol Butanol
H3C HC CH CH 2 OH
OH
2- Buten -1- ol 2, 5- Heptadien -3- ol
OH OH OH OH
...................................................... …...............................................
OH
OH
OH
HO
Ciclohexanol 1, 3- Ciclobutanodiol 3- Isopropil -1- ciclohexanol
136
Química Orgánica
OH
CH 3
Cis -6-metil-biciclo 4, 3, 0 -1- nonanol
SISTEMA COMÚN.
Se antepone la palabra: alcohol, prefijo seguida de la terminación ilico.
OH
CH3 OH CH3 CH2 OH H3C CH2 CH2 OH H3C CH CH3
Alcohol metílico Alcohol etílico Alcohol propílico Alcohol isopropílico
CH 3
CH 3 OH
CH 3 C OH
CH3 CH CH 2 CH 2 OH CH3 CH2 CH CH3
CH 3
Alcohol isopentílico Alcohol sec-butílico Alcohol terc-butilico
CH3 CH3
CH3 CH2 CH2 CH2 CH2 OH CH3 CH CH2 CH2 CH2 OH CH3 CH2 C OH
CH3
Alcohol pentílico Alcohol isohexílico Alcohol terc-pentil
CH2OH
CH3 CH 2 CH 2 CH 2 OH
Alcohol butílico
Alcohol bencílico
Los alcoholes también se pueden nombrar como derivados del “carbinol”,

como se muestra a continuación.
137
CH3
CH3 OH CH3 CH2 OH C OH CH2 OH
CH3
Carbinol Metilcarbinol
Ciclobutildimetilcarbionol Fenilcarbinol
SINTESIS DE ALCAOHOLES.
HIDRATACIÓN DE ALQUENOS.
La adición de agua al enlace doble de un alqueno, catalizada por ácidos es un

método para la preparación de alcoholes de bajo peso molecular, que tiene su
mayor utilidad en los procesos industriales a gran escala. Los ácidos que se
utilizan con más frecuencia son: ácido sulfúrico (H2SO4) y ácido fosfórico (H3PO4).
Por lo general son reacciones regioselectivas y la adición de agua al enlace doble
sigue la regla de Markovnikov.
H2SO4
C C H2O C C
H OH
Ejemplos:
H2SO4
H2C CH 2 H2O H 3C CH2OH
H2SO4
H2 O
OH
HIDRÓLISIS DE HALUROS DE ALQUILOS.

Se prepara un alcohol ya sea primario, secundario o terciario a partir de un
halogenuro de alquilo, en presencia de una base, por lo general hidróxido (KOH)
de potasio concentrado.
138
Química Orgánica
H2 O
R X + KOH R OH + HX
H2O
CH3 CH2 Cl + KOH CH3 CH2 OH + HCl
H2O
CH3 CH Br + KOH CH3 CH OH + HCl
CH3 CH3
CH3 CH3
H2 O
CH3 CH2 C Cl + KOH CH3 CH2 C OH + HCl
CH3 CH3
OXIMERCURIACIÓN- DESMERCURIACIÓN DE ALQUENOS.
Es un proceso de laboratorio muy útil para sintetizar alcoholes a partir de

alquenos; es un método de dos pasos llamados:
Oximercuriación, Implica la adición del acetato mercúrico y agua para

producir compuestos de Hidroxialquil de mercurio.
Desmercuriación, en la que el hidroxialquil de mercurio se reduce a alcohol

con boro hidruro de sodio.
Acetato mercúrico : Hg (OOCCH3)2

Boro hidruro de sodio : NaBH4
OH OH
H+
C C Hg(OAc)2 C C NaBH4 C C BH3 Hg NaOAc
(AcO)Hg
139
También se aplica la regla de Markovnikov, para esta síntesis.
Hg(OAc)2
H2C CH2 H3C CH2OH BH2 Hg NaOAc
NaBH4
Eteno Etanol
CH3 CH3
Hg(OAc)2
H3C C CH2 H3C C CH3 BH2 Hg NaOAc
NaBH4
OH
2- Metilpropeno 2- Metil -2- propanol
Hg(OAc)2 OH2
BH2 Hg NaOAc
NaBH4
1- Metil -1- ciclopenteno 1- Metil -1- ciclopentanol
SÍNTESIS DE GRIGNARD PARA ALCOHOLES, A PARTIR DE COMPUESTOS CARBONÍLICOS.
Las adiciones de reactivos de Grignard RMgX y ArMgX a los compuestos

carbonílicos son especialmente útiles, porque nos permite preparar alcoholes
primarios, secundarios ó terciarios, dependiendo del compuesto de partida.
Esta reacción es una adición nucleófila al enlace doble carbono-oxígeno. El

reactivo de Grignard utiliza su par de electrones para formar un enlace con el
carbono del carbonilo, dicho carbono acepta este par de electrones ya que los del
enlace doble carbono-oxígeno se desvían hacia el oxígeno. El producto formado
es un ión alcóxido R C O el cual se asocia con Mg+2X. Cuando se añade agua o
ácido diluido a la mezcla reaccionante después de terminada la adición de
Grignard, para producir un alcohol.
140
Química Orgánica
Al reaccionar el formaldehido con el reactivo de Grignard se obtiene un

alcohol primario.
O R R
H2 O
H C RMgX H C OMgX H C OH
H H H
Alcohol primario
Si el aldehído es superior entonces se obtiene alcoholes secundarios.
O R R
H2O
`R C H RMgX `R C OMgX `R C OH
H H
Alcohol secundario
Si se parte a partir de una cetona, entonces se obtiene un alcohol terciario.
O R R
H2 O
`R C RMgX `R C OMgX `R C OH
R`` R`` R``
Alcohol terciario
Ejemplos:
O H H
H2O
H C CH3 CH2MgBr H C OMgBr H C OH
H 1- Bromo de etilmagnesio CH2 CH2
Metanal
CH3 CH 3
1- Propanol
H H H
H2O
CH3 CH2 C O MgBr CH3 CH2 C OMgBr CH3 CH2 C OH
Propanal
141
O CH3 CH3
H2 O
H3C C CH3MgBr H3C C OMgBr H3C C OH Mg(OH)Br
CH3 Borometilmagnesio CH3 CH3
2- Metil -2- Propanol
OBTENCIÓN DE ETANOL POR FERMENTACIÓN.

El alcohol etílico se prepara industrialmente por diversos métodos
a. Partiendo del etileno (del craqueo del petróleo) por vapor de agua a
presión y en presencia de un catalizador.
b. A partir del acetileno, por hidratación en presencia de sales mercúricas,

dando un aldehído, posteriormente es reducido por el hidrógeno, en presencia de
níquel finamente dividido, que actúa como catalizador.
c. A través del almidón, el cual se puede transformar por la acción de una

enzima en maltosa y esta a su vez se desdobla en dos moléculas de glucosa por la
acción de una segunda enzima.
d. El etanol se obtiene en grandes cantidades, por fermentación de líquidos

azucarados, este alcohol forma parte de todas las bebidas alcohólicas. Su
obtención se basa en que la glucosa (C6H12O6) se fermenta por la acción de una
enzima producida por un grupo de hongos microscópicos, sacaromicetos
(levadura de cerveza); esta levadura contiene enzimas que propician una serie de
reacciones que convierten el azúcar en alcohol y anhídrido carbónico.
C6H12O6 Levadura
CH3 CH2OH
La sola fermentación no produce bebidas con un contenido de etanol superior

al 12-15%, porque las enzimas de la levadura se desactivan a concentraciones
más altas.
142
Química Orgánica
Para la obtención industrial del alcohol sería demasiado cara la glucosa como
materia prima. Por esto se parte de las mezclas del azúcar de caña o de remolacha
o de otros materiales ricos en almidón, como las papas o semillas de gramíneas.
REACCIÓN DE LOS ALCAOHOLES.
DESHIDRATACIÓN DE ALCOHOLES.
El calentamiento de los alcoholes con ácidos inorgánicos fuertes (H2SO4 o

H3PO4), genera la liberación de moléculas de agua y la formación de alquenos.
Los alcoholes secundarios casi siempre se deshidratan en condiciones menos

severas. Por ejemplo el ciclohexanol se deshidrata en ácido fosfórico al 85% a
165-170ºC. Los alcoholes terciarios, en general son más fáciles de deshidratar, y
se pueden utilizarse en condiciones extremadamente suaves. Por ejemplo el
alcohol ter-butílico se deshidrata en ácido sulfúrico acuoso al 20% a una
temperatura de 85ºC. Así en general la facilidad con que los alcoholes se
deshidratan tiene el siguiente orden:
R R H
R C OH > R C OH > R C OH
R H H
Alcohol 3º Alcohol 2º Alcohol 1º
Reacción general.
H+
C C OH C C H2O
H
143
Ejemplos:
H2SO4
CH3 CH CH3 H2C CH CH3 H2O
OH
2- Propanol 1- Propeno
OH
H2SO4 H2O
2- Buteno 1- Buteno
Sec-butilo
REACCIÓN CON HALOGENUROS DE HIDROGENO.

Los alcoholes reaccionan con diversos reactivos para formar haluros de
alquilo. Los reactivos más usados son los haluros de hidrógeno (HCl, HBr o HI),
tribromuro de fósforo (PBr 3) y cloruro de tionilo (SOCl2). En el cloruro de tionilo
se tiene la ventaja de que los productos inorgánicos son gases.
Cuando los alcoholes reaccionan con halogenuros inorgánicos (haluros de

hidrógeno) se lleva a cabo una sustitución, produciendo un haluro de alquilo y
agua.
El orden de reactividad de los haluros de hidrógeno es HI >HBr >HCl y el

orden de los alcoholes va de la 3ª a la 1ª, es decir de manera descendente.
R – OH + HX  R – X + H2O
R OH + P/I2 Calor
R I + H3PO4 + HI
144
Química Orgánica
Ejemplos:
Br
OH
H2O
HBr
2- Bromopentano
2- Pentanol
OH Br
HCl H2O
REACCIÓN CON METALES ACTIVOS.
Debido a su carácter polar los alcoholes se comportan como ácidos débiles,

prueba de ello es que con los metales activos como el sodio y litio, forman
alcoholatos o alcóxidos. El alcoholato es un sólido blanco que se regenera
fácilmente a alcohol por hidrólisis, son básicos.
R – OH + Me  R – OMe + H2 
Ejemplos:
CH3 CH2 OH Na H3C CH2 ONa 1/2 H2

Etanol Etoxido de sodio
Na 1/2 H2
OH ONa
Alcohol neo hexilo Neo hexoxido de sodio
145
ESTERIFICACIÓN.
Un alcohol se convierte directamente en Ester cuando se calienta con un ácido

carboxílico, en presencia de un ácido mineral (H2SO4).
R – COOH + R’ – OH  R – COOR’ + H2O
Ejemplos:
O O
H2SO4
CH3 C OH CH3 CH2 OH CH3 C O CH2 CH3 H2O
Ácido acético Etanol Acetato de tilo
O CH3 O CH3
H2SO4
CH3 C OH CH3 CH CH2 OH CH3 C O CH2 CH CH3 H2O
Ácido acético Isobutanol Acetato de isobutilo
O O
H2SO4
C OH OH C O H2O
Ácido benzoico Ciclopentanol Benzoato de ciclopentilo
REACCIONES DE OXIDACIÓN.
a. Los alcoholes primarios pueden oxidarse a aldehídos en presencia de

KMnO4 y H2SO4; si la oxidación continua se convierte en ácidos carboxílicos.
Reacción general
H 2SO4
R CH2 OH KMnO4 R COH MnO2 KOH
H 2SO4
CH3 CH2 OH KMnO4 CH3 COH MnO2 KOH
146
Química Orgánica
Br Br
H2SO4
CH2 OH KMnO4 COH MnO2 KOH
b. Los alcoholes secundarios pueden oxidarse a cetonas en presencia de

KMnO4 y H2SO4.
R` O
H2SO4
R CH OH KMnO4 R C R` MnO2 KOH
OH O
H2SO4
CH3 CH CH3 KMnO4 CH3 C CH3 MnO2 KOH
OH O
H 2SO4
CH CH3 KMnO4 C CH3 MnO2 KOH
147
148
Química Orgánica
ETERES Y EXPOSIDOS.
Esteres. Son compuestos que resultan de la unión de dos radicales alquílicos o
aromáticos a través de un puente de oxígeno -O-.
El hecho de que el ángulo de enlace C-O-C tienda a 180° indica que son
estructuras menos polares que el agua y que los alcoholes. Los éteres son, por
consiguiente, compuestos orgánicos cuya fórmula general se representa R-O-R.
Los éteres simples (simétricos), tiene fórmula R-O-R o Ar-O-Ar; los éteres mixtos
(asimétricos) son R-O-R´.
Los éteres no pueden formar enlaces mediante puentes de hidrógeno, lo que
hace que estos compuestos tengan un punto de ebullición más bajo que los
alcoholes de mismo peso molecular. Los éteres de cadena corta son solubles en
agua. A medida que aumenta la longitud de la cadena disminuye la solubilidad.
Los éteres son poco reactivos, a excepción de los epóxidos, por lo que se utilizan
como disolventes.
CLASIFICACIÓN.
Los éteres se clasifican de acuerdo a su estructura en: simétricos (cuando los

dos radicales son iguales) y asimétricos (si son distintos), como se muestra a
continuación.
O O R
Simétricos Asimétricos
Y según el tipo de radicales, los éteres pueden ser:
Alifáticos, R—O—R (los dos radicales alquílicos).
Aromáticos, Ar—O—Ar (los dos radicales arílicos).
Mixtos, R—O—Ar (un radical alquílico y otro arílico).

149
NOMENCLATURA.
Los éteres simples con frecuencia reciben nombres comunes

radicofuncionales. Se enumeran (en orden alfabético) ambos grupos unidos al
átomo de oxígeno y se agrega la palabra éter.
La nomenclatura común, nombra a los grupos R y Ar como palabras separadas
y añade la palabra “éter”; o según nombres comunes específicos, por ejemplo,
anisol.
En el sistema UIPAC se designan como los derivados alcoxi de los alcanos
correspondientes. Generalmente este sistema se usa cuando la molécula lleva
otro grupo funcional.
Ejemplos:
O
O
O O
Dietiléter (Etileter) Isopropilmetil eter
Etoxietano 2-Metoxiisopropano Fenilmetil eter (Anisol)
Metoxibenceno Difenil eter
Fenoxibenceno
SINTESIS DE ETERES.
150
Química Orgánica
ACIDOS CARBOXILICOS Y DERIVADOS.
Los ácidos carboxílicos ocupan un lugar importante dentro de la química

orgánica, dado que sirven para la construcción de derivados relacionados, como
esteres y amidas. También son importantes en la síntesis orgánica de muchas
otras moléculas.
Algunos ejemplos importantes son el ácido cólico, uno de los principales

componentes de la bilis humana y los ácidos alifáticos de cadena larga como el
ácido oleico, el ácido linoleico, precursores biológicos de grasas y otros lípidos.
También se encuentran en la naturaleza muchos ácidos carboxílicos saturados
simples. Por ejemplo, el ácido acético, CH3CO2H, es el principal componente
orgánico del vinagre; el ácido butanoico, CH3CH2CH2CO2H, es el que da el olor a la
mantequilla rancia y el ácido hexanoico (ácido caproico), CH3(CH2)4CO2H, es la
causa del inconfundible olor de las cabras y de los calcetines deportivos después
de hacer ejercicios.
ESTRUCTURA Y PROPIEDADES FÍSICAS.
Cuando se une un grupo hidroxilo a un grupo carbonilo se forma un nuevo

grupo funcional, el grupo carboxilo, dando lugar a los ácidos carboxílicos. Este
nuevo grupo suele representarse como -COOH o -CO2H. Dado que el grupo
funcional ácido carboxílico está relacionado estructuralmente con las cetonas y
con los alcoholes, podría esperarse ver algunas propiedades familiares a ellos. En
efecto, los ácidos carboxílicos son similares a las cetonas y a los alcoholes en
algunos aspectos, aunque también tienen grandes diferencias. Como en las
cetonas, el carbono carboxílico tiene hibridación sp2, con ángulos de enlace de
120º aproximadamente. Al igual que los alcoholes, los ácidos carboxílicos están
fuertemente asociados por puentes de hidrógeno entre las moléculas. Este hecho
151
hace que los ácidos carboxílicos tengan un punto de ebullición bastante alto con
respecto a los alcoholes de peso molecular comparable.
Propiedades químicas de los ácidos Formación de dímeros (aumenta el P. eb.)
O Básico O H O R
Electrófilo C
C C
R O H Ácido R O H O
Ejemplos de estos ácidos tenemos:
O O O O
H C OH H3C C OH CH3 (CH2)10 C OH O2 N C OH
Ácido fórmico Ácido acético Ácido laurico

Ácido -p- nitro benzoico
O O O
CH2 C OH CH3 CH C OH CH3 (CH 2)7 C CH (CH2)7 C OH
H
Br
Ácido fenilacetico Ácido bromo propanoico Ácido oleico
PROPIEDADES FÍSICAS.
 Sus estructuras hacen suponer que los ácidos carboxílicos sean

moleculares polares y, tal como los alcoholes, pueden formar puentes de
hidrógenos entre sí y con otros tipos de moléculas. Por consiguiente, los ácidos
carboxílicos se comportan en forma similar a los alcoholes en cuanto a sus
solubilidades: Los cuatro primeros son miscibles en agua, el acido de cinco
carbonos es parcialmente soluble y los superiores son insolubles. Dicha
solubilidad se deben a los puentes de hidrógenos entre el acido carboxílico y el
agua.
152
Química Orgánica
 Los ácidos carboxílicos son solubles en solventes menos polares, tales

como éter, alcohol, benceno, etc.
 Los ácidos carboxílicos hierven (punto de ebullición) a temperaturas aún

más altas que los alcoholes, estos puntos de ebullición tan levados se deben a que
un par de moléculas del acido carboxílico se mantienen unidas no por un puente
de hidrogeno, sino por dos.
O H O
R C C R
O H O
 Los olores de los ácidos inferiores progresan desde los fuertes e irritantes
del ácido fórmico y del ácido acético hasta los abiertamente desagradables del
ácido butírico, ácido valerico y del ácido caproico; los ácidos superiores tienen
muy poco olor debido a sus bajas volatilidades.
Reacción de ácido-base.
Un ácido carboxílico se puede disociar en agua para dar un protón y un ión
carboxilato. Normalmente, los valores de la constante de acidez (Ka) de los ácidos
carboxílicos simples son de alrededor de 10-5. Por ejemplo, la constante de acidez
del ácido acético (CH3COOH) es de 10-4.7.
La disociación de un ácido o un alcohol implica, en ambos casos, la ruptura
heterolítica de un enlace O-H, pero cuando la disociación se produce sobre el
ácido carboxílico se genera un ión carboxilato con la carga negativa repartida por
igual sobre dos átomos de oxígeno, mientras que la ionización de un alcohol
genera un ión alcóxido, en el que la carga negativa se encuentra casi en su
totalidad sobre un solo átomo de oxígeno. La deslocalización de la carga en el ión
carboxilato hace que éste sea mucho más estable que un ión alcóxido y por tanto,
la disociación de un ácido carboxílico es menos endotérmica que la de un alcohol.
153
Efecto inductivo.
Un sustituyente que estabilice el ión carboxilato aumenta la disociación y
produce un ácido fuerte. Los átomos electronegativos aumentan la fuerza de un
ácido por qué su efecto inductivo electrón-atrayente contribuye a deslocalizar la
carga negativa del ión carboxilato. Este efecto inductivo puede ser muy grande si
están presente uno o más grupos electro-atrayentes en el átomo de carbono α.
Poe ejemplo:
Cl
O O O O
CH3 C Cl CH2 C Cl CH C Cl C C
OH OH OH OH
Cl Cl
Ácido acético Ácido cloroacético Ácido dicloroacético Ácido tricloroacético
pKa =4.47 pKa =2.86 pKa =1.26 pKa =0.64
Cl
O Cl
O O
CH3 CH2 CH C
CH3 CH CH2 C Cl CH2 CH2 CH2 C
OH
OH OH
Ácido -2- clorobutanoico Ácido -3- clorobutanoico Ácido -4- clorobutanoico

pKa =2.86 pKa =4.05 pKa =4.52
La magnitud del efecto de un sustituyente depende de su distancia al grupo

carboxílico. Los sustituyentes electro-atrayentes en el carbono α son los más
154
Química Orgánica
eficaces a la hora de aumentar la fuerza de un ácido. Los sustituyentes más

alejados tienen efectos mucho más pequeños sobre la acidez, lo que pone de
manifiesto que los efectos inductivos decrecen rápidamente con la distancia.
NOMENCLATURA DE ÁCIDOS CARBOXILICOS.

1. Sistema IUPAC.
Para nombrar los ácidos carboxílicos se tienen en cuenta los siguientes pasos:
a) Escogemos la cadena matriz, será aquella que contenga el mayor número

de átomos de carbono, pero incluyendo el grupo carboxílico.
b) Luego al nombre del hidrocarburo respectivo se le cambia la terminación
“o” por “oico” y a dicho nombre se le antepone la palabra ácido.
c) Para aquellos ácidos que contengan dos grupos carboxílicos se usará la
terminación dioico.
d) La presencia de otros grupos sustituyentes se indica sus respectivos
nombres indicando su posición, en la numeración de la cadena matriz el grupo
carboxilo es el carbono Nº 1.
O O O O
H C OH H3C C OH CH3 CH2 C OH CH3 CH2 CH2 C OH
Ácido metanoico Ácido etanoico Ácido propanoico Ácido butanoico
O
O OH
CH3 CH2 CH2 CH2 C OH OH
Br O
Ácido pentanoico Ac. 2, 5- Dimetil hexanoico Ac. 3- Bromo -4-etil heptanoico
155
O
O O
OH
HO C C OH HO
Ácido etanodioico Br O
Ácido -3- bromo -6- etil -7- metil decanodioico
2. Sistema Común.
Algunos ácidos alifáticos se conocen desde hace cientos de años y sus nombres
comunes reflejan sus orígenes históricos. El ácido carboxílico más 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).
H-COOH Acido fórmico

CH3-COOH Acido acético
CH3-CH2-COOH Acido propionico
CH3-(CH2)2-COOH Acido butírico
CH3-(CH2)3-COOH Acido valérico
CH3-(CH2)4-COOH Ácido caprócio
CH3-(CH2)5-COOH Ácido enántico
CH3-(CH2)6-COOH Ácido caprílico
CH3-(CH2)7-COOH Ácido pelargónico
CH3-(CH2)8-COOH Ácido cáprico
CH3-(CH2)10-COOH Ácido laurico
CH3-(CH2)12-COOH Ácido mirístico
CH3-(CH2)14-COOH Ácido palmítico
156
Química Orgánica
CH3-(CH2)16-COOH Ácido esteárico

HOOC-COOH Ácido oxálico
O
O C OH
O
CH3 (CH2)7 (CH2 )7 C OH
C C C OH
C OH
H H
O
Ácido oleico Ácido ftalico Ácido benzoico
O
C OH
O
OH H2C CH C OH
Ácido salicílico Ácido acrílico
3. Para ácidos ciclo carboxílicos.

Se nombra como un ciclo alcano seguida de la palabra carboxílico.
O
O C OH
Br O
C OH
C OH
OH
Ac. ciclobutanocarboxílico Ac. -3- bromo ciclopentanocarboxílico Ac. -3-hidroxi ciclohexanocarboxílico
Síntesis de Ácidos Carboxílicos.
Oxidación de alcoholes primarios o aldehídos.

La oxidación de un alcohol o un aldehído implica la pérdida de dos
hidrógenos para un alcohol o un hidrogeno para un aldehído, para formar un
acido carboxílico.
157
La oxidación se puede llevar en presencia de KMO4 en medio acido.
Reacción general:
a) Para un alcohol:
KMnO4
R CH2OH R COOH MnO2 KOH
H2SO4
Ejemplos:
KMnO4
CH3 CH2 OH CH3 COOH MnO2 KOH
H2SO4
O
KMnO4
CH2OH C OH MnO2 KOH
H2SO4
Fenilmetanol Ácido benzoico
b) Para un aldehído:
KMnO4
R COH R COOH MnO2 KOH
H2SO4
O
KMnO4
COH C OH MnO2 KOH
H2 SO4
Benzaldehido Ácido benzoico
158
Química Orgánica
O O
KMnO4
MnO2 KOH
H2SO4
H OH
3- Metilbutanal Ac. -3- Metilbutanoico
Oxidación de alquil bencenos.

Es uno de los métodos más útiles para preparar un acido carboxílico
aromático, que comprende la oxidación de un alquilbenceno con un reactivo
oxidante.
Reacción general:
KMnO4
Ar R Ar COOH CO2 MnO2 KOH
Caliente
Alquil benceno Ac. carboxílico aromático
CH3 COOH
KMnO4
MnO2 KOH
Caliente
Tolueno Ac. benzoico
CH3 COOH
KMnO4
MnO2 KOH
Caliente
CH3 COOH
o-Xileno Ac. ftalico
KMnO4
O2N CH2CH3 O2N COOH CO2 MnO2 KOH
Caliente
p-Nitro etilbenceno Ac. p-Nitrobenzoico
159
Carbonatación del Reactivo de Grignard.

La síntesis de Grignard de un acido carboxílico se realiza burbujeando CO2
gaseoso por una solución etérea del reactivo o bien vertiendo el reactivo de
Grignard sobre hielo seco molido (CO2 sólido).
H+
R-MgX O C O R-COOH MgX2
Reactivo de Grignard Ac. carboxílico
Ejemplos:
H+
CH3-MgBr O C O CH3-COOH MgBr2
Bromuro de metil Ac. etanoico
magnesio
H+
MgCl O C O COOH MgCl2
Cloruro de fenil Ac. benzoico

magnesio
H+
MgI O C O COOH MgCl2
Yoduro -2, 5- dimetilhexil Ac. -3, 5- diemtilheptanoico

magnesio
Derivados de los Ácidos Carboxílicos.

1. CLORURO DE ACILO.
También se conoce como cloruros de ácidos, son los haluros de ácido más
importantes dado su extenso uso en la síntesis orgánica.
160
Química Orgánica
Su formula general es:
O O
R C Cl ó Ar C Cl
Sus nombres se forman por la eliminación de los vocablos acido-oico, del

nombre del ácido de donde proviene y se adiciona la palabra cloruro de …….
ilo.
O O O
H3C C Cl H3C H2C C Cl C Cl
Cloruro etanoilo Cloruro propanoilo Cloruro de benzoilo
Cl
Cloruro 4- Etil -3, 7- dimetilnonanoilo
Cuando el sustituyente R del grupo acilo es un ciclo, el compuesto se

nombra como haluro de R-carbonilo, donde R representa el nombre del ciclo
alcano, como se muestra a continuación.
O O
OH Cl
Ác. ciclohexanocarboxilo Cloruro de ciclohexanocarbonilo
Los cloruros de ácido se preparan mediante la reacción de los ácidos

carboxílicos con PCl5 (un cloruro de ácido del ácido fosfórico), PCl3 (un
cloruro de ácido del ácido fosforoso) o con SOCl2 (un cloruro de ácido del
ácido sulfuroso).
161
O O
SOCl2 C SO2 HCl
C
R OH Cloruro de tionilo R Cl
O O
C PCl3 C H 3PO4
R OH Tricoloruro de fosforo R Cl
O O
PCl5 C POCl3 HCl
C
R OH Pentacloruro de fosforo R Cl
162
Química Orgánica
Ejemplos:
O O
Reflujo
H3C C OH SOCl2 H3C C Cl SO2 HCl
Ac. Etanoico Cloruro de tionilo Cloruro de etanoilo
O O
Reflujo
PCl3 H3PO4
OH Tricoloruro de fosforo Cl
Ac. -1, 5- Dimetilhexanoilo Cloruro de -2, 5- Dimentilhexanoilo
O O
Reflujo
C OH PCl5 C Cl POCl3 HCl
Pentacloruro de fosforo
Ac. Benzoico Cloruro de benzaoilo
O
O O
R C O Na C C
R O R Anhidrido
(-NaCl)
O
R`OH
C Éster
SOCl2 (-HCl) R OR`
o
O O O
PCl3 NH3
C C C
o (-NH4 Cl ) R NH2 Amida
R OH R Cl
PCl5
O
R`NH2
C Amina N-sustituida
(-R`NH3 Cl ) R NHR`
O
R`R``NH
C Amina N,N-disustituida
(-R`R``NH2 Cl ) R NR`R``
2. ÉSTERES.
Su fórmula general es:
O O
R C OR` ó Ar C OR`
163
Los ácidos carboxílicos reaccionan con alcoholes, en presencia de un

catalizador ácido, formando ésteres y agua.
O H+ O
C R`OH C H2O
R OH R OR`
Acido carboxílico Éster
Ejemplos:
O O
H+
H 3C C OH CH3 OH H 3C C O CH3 H2O
Ac. Etanoico Etanoato de metilo
O O
H+
O2N C OH CH3 CH2 CH2 OH O2N C O CH2 CH2 CH3 H2O
Ac. p Nitro benzoico p Nitro benzoato de propilo
COOH
H+ COOCH3
CH3 OH H2O
OH
OH
Ac. salicílico Salicilato de metilo
Chracot
Por su analogía con las sales, los esteres se nombran cambiando la

terminación-ico del acido por –ato y poniendo a continuación el nombre del
radical acabado en ilo y precedido de la preposición de.
164
Química Orgánica
Ejemplos:
O O CH3
O
H3C C O CH2 CH3 CH3 CH2 CH2 C O CH3 C O CH CH3
Etanoato de etilo Butanoato de metilo
Acetato de etilo Benzoato de isopropilo
Butirato de metilo
O
O
9 8 7 6 5 4 3 2 1
5 4 3 2 1 O
6 O 10
3- Etil -5- metil-hexanoato de isopentilo 4- Etil -7- metil-decanoato de tercbutilo
Nótese que el nombre de un éster, está compuesto por tres partes, la

primera proviene del nombre del ácido carboxílico del cual deriva,
sustituyendo la terminación ico por ato y suprimiendo la palabra “ácido”, la
última proviene del grupo alquilo (proveniente del alcohol) unido
covalentemente al oxígeno. El nexo entre ambas partes es la preposición “de”.
OCH3 Cl OCH3
8 7 6 4 3 2 1 O 1 2 3 4
9 5 OCH3
O
E-2-Cloro-8-metoxi-5-nonenoato de 1- etil-2,4-dimetoxibutilo
3. ANHÍDRIDOS.
Son el producto de la condensación de dos moléculas de ácido O
R C
carboxílico, con pérdida de una molécula de agua. Los ácidos que lo
O
originan pueden ser iguales, distintos, o la condensación puede R C
O
darse intramolecularmente, en moléculas con 2 grupos carboxílicos
(generalmente de cuatro y cinco átomos de C).
165
O O O O
C C C C
R1 OH R2 OH R1 O R2
Los nombres de la mayoría de los anhídridos, se forman al sustituir la palabra

acido del nombre del acido carboxílico, por anhídrido.
Ejemplos:
O O O
H3C C C H2C C O
O O O C
O
H3C C H2C C C
O C O O
O
Anhidrido acético Anhidrido benzoico Anhidrido furámico Anhidrido ftalico
Los anhídridos de ácido se preparan por reacción de los ácidos carboxílicos

con cloruros de ácido en presencia de una base no nucleofílica, como la piridina.
Reacción general:
O O O O
N
C C C C
R Cl R OH R O R N Cl-
H
Cloruro de acilo Ac. carboxílico Anhidrido
Ejemplos:
O O O O
N
C C C C
H3C Cl H3C OH H3 C O CH3 N Cl-
H
Cloruro de acetilo Ac. etanoico Anhidrido acético
166
Química Orgánica
O O
O O C C
N O
C Cl C OH
N Cl-
Cloruro de bezilo Ac. benzoico H
AMIDAS.
Las amidas también son consideradas como derivados de los ácidos
carboxílicos, ya que pueden ser obtenidas por condensación de un ácido
carboxílico y amoniaco con la formación de una amida y la eliminación de una
molécula de agua.
Las amidas al igual que las aminas3 se clasifican según el número de
sustituyentes que tienen unidos al átomo de nitrógeno, en primario, secundario o
terciario.
O O O
C C C R`
R NH2 R NH R` H3C N
R``
Primario Secundario Terciario
Las amidas se nombran sustituyendo la terminación “oico” del ácido

carboxílico del cual derivan, por la terminación amida, y eliminado la palabra
ácido. Los sustituyentes unidos al nitrógeno son nombrados como prefijos e
identificados como tales anteponiendo la letra N.
Ejemplos:
O O O
C C
H3C NH2 NH2 CH3 CH2 CH2 NH2
Etanamida Butanamida
Acetanamida Benzamida Butiramida
167
O CH 3
O CH3 N
C
N CH3
CH3 CH2 NH CH3 CH3
O
N- Metilpropanamida N, N- Dimetilbenzamida 3- N, N- Trimetilhexanamida
Si el grupo –CONR1R2 está unido a un ciclo, la nomenclatura utilizada consiste

en añadir el sufijo caboxamida al nombre de ciclo correspondiente, de manera
similar a como se explicó para los ácido carboxílicos. El número 1 se le asigna al
carbono del ciclo al cual está unido grupo –CONR1R2.
O
2 O O
Cl 3 1 2
NH2 1 CH3
3 NH2
4
N
6
5 4 5 H
3- Clorociclohexanaocarboxamida N-Metil-3-ciclopentenocarboxamida Bencenocarboxamida
(Benzamida)
Si la molécula de ácido carboxílico contiene en su estructura un grupo amino

primario o secundario, puede darse la condensación intramolecular (al igual que
con las lactonas) y la generación de amidas cíclicas o lactamas. Su nomenclatura
es totalmente similar a la de las lactonas.
Ph
H
O H
N
N S CH3
O
O
N CH3
N O
H COOH
-Butirolactama -Hexanolactama Anillo de -propanolactama en lapenicilina G
-Butanolactama (Antibiótico -lactámico)
Síntesis de Aminas.
A partir de Cloruros de Acilo.

El amoniaco, las aminas primarias y secundarias, reaccionan con los cloruros
de acilos para formar amidas primarias, monosustituidas y disustituidas.
168
Química Orgánica
O O
C NH3 HCl
C
H3 C Cl H3C NH2
Cloruro de etanoilo Etanamida
Acetanamida
Ejemplos:
O O
NH2 CH3 HCl
CH3 CH2 Cl CH3 CH2 NH CH3
Cloruro de propanoilo N- Metil propanamida
O O
CH3 CH3
C NH C
Cl N HCl
CH3 CH3
N, N- Dimetilbenzamida N, N- Dimetil benzanamida
A partir de Esteres.
El amoniaco, las aminas primarias y secundarias, reaccionan con los Esteres para
formar amidas primarias, monosustituidas y disustituidas.
O O
C NH3 CH3OH
C
H3C OCH3 H3 C NH2
Acetato de etilo Etanamida
Acetanamida
OH
O O
NH2 CH2 CH3
CH3 CH2 O CH3 CH2 NH CH2 CH3
Etilamina
Propanoato de ciclopentilo N- Etil propanamida Ciclo pentanol
O O
CH3 CH3
C NH C
O CH2 CH3 N CH3 CH2 OH
CH3 CH3
Benzoato de etilo Dimetilamina N, N- Dimetil benzanamida
169
170
Química Orgánica
ALDEHÍDOS Y CETONAS.
Los aldehídos y cetonas se encuentran entre los compuestos de más
importancia tanto en la naturaleza como en la industria química. En la naturaleza,
muchas de las sustancias necesarias para los sistemas vivos son aldehídos y
cetonas. En la industria química se sintetizan grandes cantidades de tales
compuestos, que se usan como solventes o como materia prima para una
multitud de otros productos.
El doble enlace carbono-oxígeno de los grupos carbonilos es similar en

muchos aspectos al doble enlace carbono-carbono de los alquenos. El átomo de
carbono carbonílico tiene hibridación sp2 y tres enlaces sigma. El cuarto electrón
de valencia permanece en un orbital p del carbono y por superposición con un
orbital p del oxígeno forma con él un enlace “”, el átomo de oxígeno tiene otros
dos pares de electrones no compartidos, que ocupan los dos orbitales restantes.
Como los alquenos, los compuestos carbonílicos son planares respecto al

doble enlace y tienen ángulos de enlace de 120 aproximadamente. Como podría
esperarse, el doble enlace carbono-oxígeno es más corto (1.23 Å contra 1.33 Å) y
más fuerte (175 kJ/mol contra 92 kJ/mol) que un enlace sencillo carbono-
oxígeno. Los dobles enlaces carbono-oxígeno se encuentran polarizados debido a
la elevada electronegatividad del oxígeno respecto a la del carbono.
Propiedades:
 El grupo carbonilo es polar, de ahí que los aldehídos y cetonas posean
temperaturas de ebullición más altas que los hidrocarburos, del mismo peso
171
molecular: sin embargo, debido a que los aldehídos y cetonas no pueden formar
puentes de enlaces de hidrógenos fuertes entre sus moléculas, poseen
temperaturas de ebullición menores que los alcoholes correspondientes.
 El átomo de oxígeno del grupo carbonilo permite que las moléculas de los
aldehídos y cetonas formen enlaces de hidrogeno fuertes con moléculas de agua;
como resultado, los aldehídos y cetonas de bajo peso molecular presentan una
solubilidad apreciable en el agua.
La mayoría de los aldehídos y cetonas más conocidos son líquidos a
temperatura ambiente.
 Los aldehídos de bajo peso molecular, tienen generalmente olores
penetrantes y desagradables, en tanto que los aldehídos de peso molecular
elevado se encuentran en ciertos perfumes.
 Las reacciones de aldehídos y cetonas son muy similares; su diferencia
principal estriba en su comportamiento frente a los agentes oxidantes; los
aldehídos se oxidan con mucha facilidad a ácidos carboxílicos, en tanto que las
cetonas son resistentes a la oxidación.
Nomenclatura para ALDEHIDOS.
Sistema IUPAC.
Primero escogemos como nombre base, el nombre del hidrocarburo que
contenga el mayor número de átomos de carbono, incluido el grupo aldehído-
CHO; luego el nombre del hidrocarburo respectivo, se le cambia la terminación:
“o” por “al”. Si se trata de un dialdehído se usara la terminación “odial”.
Ejemplos:
O O O O
H C H H3C C H CH 3 CH2 C H CH3 CH 2 CH2 C H
Metanal Etanal Propanal Butanal
172
Química Orgánica
O O O O
H C C H H C CH 2 CH2 C H
Etanodial Butanodial
Se usa el prefijo formil, cuando hay tres o más funciones aldehídos sobre el
mismo compuesto.
Ejemplos:
O CH3 O
H H
O H
2- Formil -3- metil-pentanodial
Se puede usar la terminación carbaldehido a los grupos –CHO unidos a ciclos.
Ejemplos:
CHO
CHO CHO
CHO CHO CH3

1, 2- Ciclobutano carbaldehido 1, 3- Ciclohexano carbaldehido 3- Metil ciclopentano carbaldehido
Sistema Común:
El nombre de un aldehído deriva del nombre de los ácidos orgánicos que los
respectivos aldehídos producen por oxidación.
Se tacha la palabra acido y se cambia la terminación ico por aldehído
173
Ácido orgánicos Aldehídos
H COOH Ácido fórmico H CHO Formaldehído
CH3 COOH Ácido acético CH3 CHO Acetaldehído

CH3CH2 COOH Ácido propiónico CH3CH2 CHO Propionaldehido
CH3(CH2)2 COOH Ácido butírico CH3(CH2)2 CHO Butiraldehido
CH3(CH2)3 COOH Ácido caproico CH3(CH2)3 CHO Caproaldehido
CH3(CH2)4 COOH Ácido valérico CH3(CH2)4 CHO Valeraldehido
CH3(CH2)5 COOH Ácido enantico CH3(CH2)5 CHO Enantaldehido
CHO
CHO
1- Metil-enantaldehido Benzaldehido
Nomenclatura para CETONAS

Sistema IUPAC.
Primero escogemos como nombre base, el nombre del hidrocarburo que
contenga el mayor número de átomos de carbono, incluido el grupo ceto –CO;
luego el nombre del hidrocarburo respectivo, se le cambia la terminación: “o” por
“ona”. Si se presenta dos, tres o más grupos -CO se usara la terminación “odiona,
otriona, etc.”.
O O O
H3C C CH3 H3C C CH2 CH3 H3C C CH2 CH2 CH3
Propanona Butanona 2- Pentanona
O O
CH3 CH2 C CH2 CH3
3- Pentanona 6- Undecanona
174
Química Orgánica
O O O O
5- Etil -2- metil heptanona 2, 4- Pentadiona 4- Etil -8- metil 2, 6- nonadiona
O
O
O O
H3C
Ciclo butanona 4- Metil ciclo hexanona 1, 3- Ciclo pentadiona
Sistema Común.
Nombramos los radicales unidos al grupo carbonilo y luego agregamos la
palabra CETONA
Ejemplos:
O O O
H3C C CH3 H3C C CH2 CH3 H3C C CH2 CH2 CH3
Dimetil cetona Metil etil cetona Metil propil cetona
O O
CH3 CH2 C CH2 CH3
Dietil cetona Dipentil cetona
O O
C CH3 C
Metil fenil cetona Difeil cetona
Nomenclatura para compuestos polifuncionales.

Si presentan enlaces dobles.
O O
CH3 C CH CH CH3 C CH C CH CH
H H H
2- Butenal 2, 4- hexadienal
175
O O O
CH C CH CH2 CH2 CH H3C C C CH CH3
H H
2, hexe -1, 6- dial 3- Penten -2-ona
O O
4, undecaen -2, 8- diona
Si presentan grupos cetonicos y aldehídos.

Aldehido: AL
Cetonico: OXO
Ejemplo:
O O O O O
CH3 C CH2 CH CH3 C CH2 C CH2 CH
3- Oxo butanal 3, 5- dioxohexanal
O O O
CH C CH2 CH
2- Oxo butanodial 2, 5- Ciclo hexadien ona
Síntesis de Aldehídos.
Uno de los mejores métodos para la síntesis de aldehídos es la oxidación de

alcoholes primarios y ruptura oxidativa de alquenos. Para la síntesis de cetonas
los métodos son análogos a los de aldehídos.
Aldehídos a partir de alcoholes primarios
Los alcoholes primarios se pueden oxidar para dar aldehídos, cuando se trata
con KMnO4 y H2SO4.
176
Química Orgánica
Reacción general:
O
KMnO4
R CH2OH R CH MnO2 KOH
H2 SO4
Alcohol primario Aldehido
Ejemplos:
O
KMnO4
H3C CH2OH H3C CH MnO2 KOH
H2SO4
Etanol Etanal
O
KMnO4
OH H MnO2 KOH
H2SO4
5- Metil -1- hexanol 5- Metil hexanal
CH2OH COH
KMnO4
MnO2 KOH
H2SO4
Alcohol bencílico Benzaldehido
ALDEHÍDOS A PARTIR DE CLORUROS DE ACILO.

Los cloruros de acilo se pueden reducir hasta aldehído, si se trata con: Hidruro
de terc-butoxi aluminio de litio: LiAlH [OC(CH3)3]3 a - 78 ºC.
Los cloruros son derivados de los ácidos carboxílicos y presentan la siguiente
formula general: R–CO–Cl.
Reacción general:
O O
LiAlH[OC(CH3 )3 ]3
R C Cl R C H LiCl Al[OC(CH3)3]3
-78ºC
Cloruro de acilo Aldehido
Ejemplos:
O O
LiAlH[OC(CH3)3]3
H3C C Cl H3C C H LiCl Al[OC(CH3 )3]3
-78ºC
Cloruro de acetilo Etanal
O O
LiAlH[OC(CH3 )3 ]3
C Cl C H LiCl Al[OC(CH3)3]3
-78ºC
Cloruro de benzoilo Benzaldehido 177

O O
LiAlH[OC(CH3 )3 ]3
LiCl Al[OC(CH3)3]3
Cl -78ºC H
Cloruro de 5-metilhexilo 5-metilhexanal
SINTESIS DE CETONA.
OXIDACIÓN DE ALCOHOLES.
Los alcoholes secundarios se pueden oxidar para dar cetonas, cuando se trata
con KMnO4 y H2SO4.
Reacción general:
O
KMnO4
R CH R` R C R` MnO2 KOH
H2SO4
OH Acetona
Alcohol secundario
O
KMnO4 MnO2 KOH
H3C CH CH3 H3C C CH3
H2SO4
OH Propanona
2- Propanol
OH O
KMnO4
MnO2 KOH
H2SO4
5- Metil -3- hexanol 5- Metil -3- hexanona
KMnO4
OH O MnO2 KOH
H2 SO4
178
Química Orgánica
ACILACIÓN DE FRIEDEL- CRAFTS.

En 1887 el químico francés Charles Friedel y su colaborador James Crafts,
descubrieron nuevos métodos para la preparación de alquilbencenos.
La ecuación general de la reacción de alquilación de Friedel-Crafts es la

siguiente:
Reacción general:
O O
Ac. Lewis
Ar H R C Cl Ar C R HCl
Ejemplos:
O
O C CH 3
AlCl
H3C C Cl HCl
Benceno Cloruro de acetilo Metilfenil cetona

Acetofenona
O O
AlCl
C Cl C HCl
Benceno Cloruro de bencilo

Difenilcetona
Benzofenona
REACCIONES DE ALDEHÍDOS Y CETONAS.

Reacciones de oxidación.
Los aldehídos se oxidan fácilmente a ácidos carboxílicos, en presencia de
permanganato de Potasio.
Reacción general:
O O
KMnO4
R C H R C OH MnO2 KOH
H2SO4
Aldehido Acido carboxilico
179
Ejemplos:
O O
KMnO4
H3C C H H3C C OH MnO2 KOH
H2SO4
Etanal Acido etanoico
O
CHO C OH
KMnO4
MnO2 KOH
H2SO4
Benzaldehido Ac. Benzoico
O
KMnO4
CHO C OH MnO2 KOH
H2SO4
Ciclo pentano Acido ciclo pentano

carbaldehido carboxílico
Las metil-cetonas se oxidan permanentemente por medio de un

hipohalogenito en la reacción del haloformo.
Los hipohalogenitos son: Hipoclorito de potasio (KClO)

Hipobromito de potasio (KBrO)
Hipoyodito de potasio (KIO)
Reacción general:
O O
O C CH3
O C OH
KXO
R C CH3 R C OH CH3X KOH
Cetonas Ácidos carboxílicos Aloformo
180
Química Orgánica
Ejemplos:
O O
KClO
H 3C C CH 3 H3C C OH CH 3Cl KOH
Ácido etanoico Cloroformo
O O
C CH3 C OH
KClO
CH 3Cl KOH
Metil fenil cetona Ácido benzoico Cloroformo
O KIO
O
CH3I KOH
OH
4- Metil -2- pentanona Ácido -3- metil butanoico Yodoformo
REACCIONES DE REDUCCIÓN.
Los aldehídos y cetonas pueden reducirse a alcoholes primarios y secundarios,
por hidrogenación catalítica o bien empleando; agentes reductores químicos,
tales como hidruro de litio y aluminio: LiAlH4 ó Boro hidruro de sodio: NaBH.
Reacción general:
OH
H2/Ni, Pt o Pd
R C R`
H
O
R C R`
OH
LiAlH4 o NaBH4
R C R`
H
Ejemplos:
O OH
H2
H3C C H H3C C H
Pt H
Etanal Etanol
181
O OH
LiAlH4
C CH3 C CH3
H
Acetofenona 1- Fenil etanol
NaBH4
CHO CH2OH
Ciclo pentano Ciclo pentil

carbaldehido metanol
Los aldehídos y cetonas también pueden reducirse a hidrocarburos por la

acción del Cinc amalgamado y HCl concentrado; llamada reducción de
Clemenssen ó Hidracina: NH2 – NH2 y KOH; llamada reducción de Wolf-Kishner.
Reacción general:
Zn(Hg) y HCl Conc.
R CH2 R` Reducción de Clemenssen
O
R C R`
OH
NH2 NH2 y KOH
R CH R` Reducción deWolff y Kishner
Ejemplos:
O
Zn(Hg)
H3C C H H3C CH3
HCl Conc.
Etanal Atano
O
Zn(Hg)
C CH3 HCl Conc.
CH2 CH3
Acetofenona Etil benceno

Fenil etano
O
NH2NH2
C H CH3
KOH
Ciclo pentano carbaldehido Metil ciclopentano
182
Química Orgánica
O
NH2NH2
C CH2
KOH
Benzofenona Difenil metano
183
184
Química Orgánica
AMINAS Y SALES DE AMONIO.

Se los puede considerar a las aminas como compuestos nitrogenados que derivan
del amoníaco (:NH3), por sustitución de los átomos de hidrógeno por radicales
alquilos (aminas alifáticas), o arilos (aminas aromáticas). Debido a su alto grado
de actividad biológica, muchas de ellas son usadas como medicamentos y drogas,
así como en la manufactura de colorantes, que es el caso de las aminas
aromáticas. Estos compuestos se pueden clasificar como aminas primarias,
secundarias y terciarias que se distinguen por el número de grupos sustituyentes
unidos al nitrógeno.
CH 3
CH3 C NH2
R NH2 H2N
CH 3
Amina primaria Ciclohexilamina t-Butilamina
R CH2CH3
NH
`R N
H N
Amina secundaria
H
N-Etilfenilamina Piperidina
R CH2CH3
N R``
`R N
CH2CH3 N
Amina terciaria
N-N- Dietilfenilamina Quinuclidina
El par aislado de electrones no enlazantes ocupa una de las posiciones

tetraédricas. 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.
185
El par electrónico libre provoca una compresión del ángulo que forman entre
sí los orbitales híbridos sp3, reduciéndolo de 109° a 107° grados. 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, como se muestra a
continuación.
La consecuencia más importante que cabría extraer de la hibridación sp3 del

átomo de nitrógeno de las aminas es que una amina, formada por tres
sustituyentes distintos enlazados al átomo de nitrógeno, contendría un centro
esterogénico, en consecuencia, no se podría superponer con su imagen especular,
y por tanto debería ser ópticamente activa. Sin embargo, una amina con tres
sustituyentes diferentes no presenta actividad óptica debido a la interconversión
de enantiómeros. Este fenómeno se conoce como inversión del nitrógeno, y se
produce a través de un estado de transición en el que el átomo de nitrógeno
presenta hibridación sp2 y el par de electrones no enlazantes ocupa el orbital p.
186
Química Orgánica
De hecho, no se han separado nunca las dos forman enantioméricas de una

amina asimétrica en el nitrógeno debido a que la racemización (interconversión
de enantiómeros) es muy rápida.
Al contrario que las aminas, las sales de amonio cuaternarias, con cuatro
sustituyentes distintos sobre el átomo de nitrógeno, no pueden interconvertirse y
por tanto son ópticamente activas.
Además, existe una cuarta clase de compuestos relacionados que son las sales
de amonio cuaternarias, las cuales se obtienen por sustitución de los cuatro
átomos de hidrógeno del catión amonio por radicales alquilos o arilos.
Las aminas comprenden algunos de los compuestos biológicos más
importantes que se conocen. Las aminas funcionan en los organismos vivos como
biorreguladores, neurotransmisores, en mecanismos de defensa y en muchas
otras funciones más. Debido a su alto grado de actividad biológica muchas aminas
se emplean como medicamentos. A continuación, se muestran las estructuras y
los usos de algunas aminas biológicamente activas.
187
Estructura Actividad
OH H
HO N
CH3 La adrenalina y la noradrenalina son dos hormonas secretadas
en la médula de la glándula adrenal y liberadas en el torrente
HO
Adrenalina (Epinefrina)
sanguíneo cuando un animal se siente en peligro. La adrenalina
OH H causa un aumento de la presión arterial y de las palpitaciones, lo
HO N que prepara al animal para la lucha. La noradrenalina también
H
causa un incremento de la presión arterial y está implicada en la
HO transmisión de los impulsos nerviosos.
Noradrenalina (Norpinefrina)
H
HO N
H
HO La dopamina y la serotonina son neurotransmisores que se

Dopamina
encuentran en el cerebro. Los niveles anormales de dopamina se
NH2
asocian con muchos desórdenes psiquiátricos, incluyendo la
HO enfermedad de Parkinson. La esquizofrenia se debe a la presencia
de niveles anormales de serotonina en el cerebro.
N
H
Serotonina
H
Pertenecen a un grupo de drogas sintéticas que estimulan el
Sistema Nervioso Central y frecuentemente reciben el nombre de
N
H simpaticomimeticas, ya que imitan la acción de la adrenalina y la
CH3 noradrenalina en dicho Sistema. Algunas son, la anfetamina (β-
Anfetamina fenilisopropilamina), metanfetamina, efedrina, fenilefrina e
hidroxianfetamina.
NH 2
N
O O
Novocaina
La acetilcolina es una molécula pequeña e iónica y por tanto

altamente soluble en agua. Las moléculas de acetilcolina son
O CH3
CH3 liberadas por la membrana presináptica en grupos de 104
N
H3C O CH3 moléculas, difundiéndose en la región de contacto entre las
Acetilcolina prolongaciones nerviosas de dos neuronas adyacentes y dando
lugar a la transmisión del impulso nervioso de una célula nerviosa
a otra.
O
OH
N
Acido nicotico
188
Química Orgánica
HO
O
HO
OH
H3C N
Piridoxina
NH2
N N
H
Istamina
PROPIEDADES FÍSICAS.
Las aminas de peso molecular bajo se asemejan al amoníaco, son gases
incoloros, solubles en agua, de olores penetrantes pero menos picantes y mas con
olor a pescado.
Las aminas primarias que poseen de tres a once átomos de carbono son
líquidas mientras que los homólogos superiores son sólidos. La dimetilamina y la
trimetilamina son las únicas aminas secundarias y terciarias en estado gaseosa.
Cuanto más grande sea el esqueleto de carbono de la amina, tanto menor es su
solubilidad en agua.
Las aminas secundarias y terciarias son menos solubles en agua que las
primarias.
Las aminas aromáticas son líquidos de alto punto de ebullición o sólidos de
bajo punto de fusión, son menos solubles en agua que las aminas alifáticas.
Las sales de amonio cuaternarias son sólidos iónicos y, por tanto, sus
propiedades son diferentes de las aminas de donde provienen. Son inodoros, no
volátiles, solubles en agua, pero insolubles en disolventes no polares
PROPIEDADES QUÍMICAS.
Basicidad.
Las aminas como el amoníaco son bases relativamente débiles, más fuertes
que el agua pero mucho más débiles que los iones hidróxido ( -OH), iones alcóxido
(RO-), etc. El par de electrones que ocupa el orbital completo no-enlazado del
189
amoníaco o una amina se puede donar a un átomo, ión o molécula deficiente en

electrones.
+
R NH2 + H+ R NH3
Las bases orgánicas más importantes son las aminas, estas sustancias puede
comportarse como una base de Lewis, o como un nucleófilo, debido al par de
electrones no enlazantes sobre el átomo de nitrógeno. Una amina puede actuar
también como base de Bronsted-Lowry aceptando el protón de un ácido.
Las aminas alifáticas son bases más fuertes que el amoníaco debido al efecto
inductivo de los grupos alquílicos, ya que siendo estos donadores de electrones,
tienden a incrementar la densidad electrónica en el átomo de nitrógeno haciendo
más asequible el par electrónico.
Las aminas terciarias, generalmente, son más básicas que el amoníaco pero
menos básicas que las aminas primarias o secundarias comparables, ya que en
ellas la disposición de los átomos es más importante que los efectos inductivos. El
apiñamiento de los grupos voluminosos en torno al nitrógeno protege al par de
electrones del ataque del protón.
Las aminas aromáticas en las cuales el nitrógeno se halla directamente unido

al anillo aromático son bases más débiles que las aminas alifáticas. Esto se
atribuye a la deslocalización del par de electrones por resonancia. El efecto neto
de esta interacción por resonancia hace que disminuya la densidad electrónica
sobre el nitrógeno. En consecuencia, el par solitario no es tan fácilmente
asequible para formar un enlace con un ión hidrógeno como en el caso de las
aminas alifáticas y el amoníaco en los que no existe tal interacción de tipo
mesómero.
190
Química Orgánica
Los sustituyentes del anillo aromático poseen efectos predecibles sobre la

basicidad de las aminas aromáticas. Los sustituyentes donadores de electrones
incrementan la basicidad, en tanto que los atrayentes de electrones la hacen
disminuir.
SALES DE AMONIO.
Cuando las aminas primarias, secundarias y terciarias reaccionan con ácidos

se forman sales de amonio:
+
CH3CH2NH2 + HCl H

2O CH3CH2NH3Cl -
+ -
(CH3CH2)2NH + HBr H

2O
 (CH3CH2)2NH2Br
+
-
(CH3CH2)3N + HI 
 (CH3CH2)3NHI
H2O
Estos son sales en el sentido verdadero; o sea, que son compuestos iónicos
típicos. Todos son sólidos y tienen puntos de fusión relativamente altos,
especialmente si se comparan con los puntos de fusión de las aminas
correspondientes.
Como las sales de amonio, las sales de amina (cloruros, bromuros, yoduros y
sulfatos de alquilamonio) son solubles en agua. Así pues, una amina primaria,
secundaria o terciaria insoluble en agua se disolverá en HCl, HBr, Hl o H2SO4
acuoso. La solubilidad en agua proporciona un método químico conveniente para
distinguir las aminas de otros compuestos no-básicos que son insolubles en agua.
La solubilidad en ácido acuoso también constituye un método útil para separar
las aminas de compuestos no-básicos que son insolubles en agua.
+
N + HCl N H Cl-
ó H2SO4 ó HSO4-
191
A su vez la amina libre se puede regenerar a partir de una de sus sales por
tratamiento con base fuerte, generalmente NaOH.
+
R-NH3Cl- + OH - R-NH2 + H2O
NOMENCLATURA.
 Las aminas se pueden nombrar mencionando primero los grupos alquilo
unidos al nitrógeno, seguidos del sufijo -amina. Se pueden emplear los prefijos di,
tri y tetra para describir dos, tres o cuatro sustituyentes idénticos.
CH3
CH 2 NH 2
N
CH3 CH2 NH2 CH3
Etilamina
Bencilamina
Ciclohexildimetilamina
 Las aminas con estructura más complicada se pueden nombrar llamando al

grupo -NH2 como amino. El grupo amino se nombra como cualquier otro
sustituyente, con un localizador que indique su posición en la cadena o anillo de
átomos.
NH2
NH2 CH3
H2N COOH
COOH
Ácido -6- Amino -3- metilhexanoico Ácido m- aminobenzoico
4- Amino ciclohexeno
 Se pueden nombrar a las aminas de manera semejante a la de los alcoholes.

Para ello, se elige como cadena principal la que contenga un mayor número de
átomos de carbono y el compuesto se nombra sustituyendo la terminación -o- del
alcano por la terminación -amina. La posición del grupo amino y de los
192
Química Orgánica
sustituyentes o cadenas laterales se indica mediante los correspondientes

localizadores. Se emplea el prefijo -N- para cada cadena alifática que se encuentre
sobre el átomo de nitrógeno
CH3 CH2 CH2 CH2 NH2

1- Butanamina
H CH2 CH3
NH2 N
CH3 CH2 CH CH3 CH3 CH2 CH2 CH CH3 NH 2

2- Butanamina N-Etil-2-pentanamina 5, 6- Dimetil-2-nonanamina
Síntesis.
Para evitar las alquilaciones múltiples que se producen en la reacción del
amoniaco, o las aminas, con halogenuros de alquilo, se emplean métodos
alternativos que hacen uso de nucleófilos nitrogenados incapaces de provocar
polialquilaciones.
Algunos de estos métodos se comentan a continuación.
Síntesis de Gabriel. Este método permite la alquilación O

controlada de aminas primarias. Para ello se emplea como
N H
reactivo nucleofílico la sal potásica de la ftalimida, que evita
las alquilaciones múltiples que se producen cuando el O
Ftalimida
amoniaco reacciona con halogenuros de alquilo.
La ftalimida es bastante ácida (pKa=9) y se puede convertir en su sal potásica

mediante reacción con hidróxido potásico. El resultado de esta reacción ácido-
base es la formación del anión ftalimida que es un buen nucleófilo. La reacción
SN2 con halogenuros de alquilo genera una N-alquilftalimida. La N-alquilftalimida
se puede hidrolizar con ácido acuoso o con base, aunque la hidrólisis es a menudo
193
difícil. Por ello, es más conveniente tratar la N-alquilftalimida con hidrazina

(NH2NH2) en etanol a reflujo, lo que lleva a la amina primaria y a la ftalazina-1,4-
diona.
O O
N H + KOH N K+ + H2O
O O
Reacción de nitrosación (HNO2)
El ácido nitroso reacciona en forma diferente con cada clase de amina,

permitiendo emplearse con ello su diferenciación. Con las aminas primarias el
ácido nitroso reacciona formando un alcohol y liberando nitrógeno gaseoso, de la
siguiente manera:
R - NH2 HNO2 R - OH N2 H2 O
KNO2
H Cl
+++
El ácido nitroso se encuentra en los numerosos agentes químicos que provocan
mutaciones
(alteración permanente de una molécula de DNA) ya que convierte los grupos
aminos de
las bases púricas y pirimidínicas en grupos hidroxilos.
Con las aminas secundarias, el ácido nitroso reacciona más lentamente que con
las aminas
primarias, formando compuestos que se conocen como “nitrosoaminas”. La
reacción
general es:
R - N - R' HNO2 R - N - N = O H2 O
R'
++
Nitrosoamina
Las nitrosoaminas son insolubles en el medio acuoso, y generalmente se separan
como
194
Química Orgánica
aceites amarillos. Los nitroso compuestos han demostrado ser carcinógenos

potentes y,
recientemente, se ha tomado consideración en el uso de nitritos y nitratos
como
195
CARBOHIDRATOS.
196
Química Orgánica
AMINOÁCIDOS.
PROTEINAS
ENZIMA
ÁCIDOS NUCLEICOS
197
LÍPIDOS
HORMONAS Y FEROMONAS
198
Química Orgánica
QUIMICA NUCLEAR.
199

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