quÍmica orgÁnica

QUÍMICA ORGÁNICADRA YELITZA GARCÍA

UNIVERSIDAD CENTROCCIDENTAL LISANDRO ALVARADO

DECANATO DE CIENCIAS DE LA SALUD

SECCIÓN BIOQUÍMICA

REACCIONES QUÍMICAS DE IMPORTANCIA EN BIOQUÍMICA


1.- Definición

S + R P

Reactivos

Sustrato:

Compuesto orgánico que contiene el grupo funcional que va a experimentar el cambio en su estructrura.

Reactivo:

Compuesto químico que actúa sobre el sustrato para producir una transformación o reacción quimica.

H H

C = C + H2 Pd H3C – CH3

H H


Ruptura y Formación de Enlaces

H H H H

C = C + H2 H – C – C - H

H H H H

Tipos de Ruptura

Homolítica Heterolítica

H – H H. + .H H – H H+ + :H-

H – Cl H. + .Cl H – Cl H+ + :Cl-

Pd

Tipos de Ruptura

Homolítica Heterolítica

H – H H. + .H H – H H+ + :H-H – Cl H. + .Cl H – Cl H+ + :Cl-


* Cuando cada átomo que forma parte del enlace se queda con un electrón.

* Genera especies químicas que no tienen carga, pero están deficientes de electrones y reciben el nombre de RADICALES LIBRES

* Cuando un átomo del enlace se queda con los dos electrones del enlace.

* Las rupturas heterolíticas, dan origen a estructuras cargadas o iones.

CH3 C

H

H

H CH3 C

H

H

. H.

Cada átomo se lleva un electrón, los fragmentos son electricamente simetricos


Ruptura Homolítica


H3C C

H

H

H3C C

H

CH3 H3C C

CH3

CH3

Carbaniòn primario

Carbanión secundario

Carbanión terciario

- - -

Radical libre terciario

Radical libre secundario

Radical libre primario

H3C C

CH3

CH3H3C C

H

CH3H3C C

H

H

H3C C

H

H

+ +H3C C

H

CH3 H3C C

CH3

CH3

+

Carbocatiòn primario

Carbocatiòn secundario

Carbocatiòn terciario

CARBOCATIONES

CARBANIONES

RADICALES LIBRES

. ..


Ruptura Heterolítica

CH3 C

H

H

H CH3 C

H

H

.. H +

Uno de los àtomos se queda con los electrones del enlace y el otro queda deficiente de electrones.


CH3 C

H

H

.. CH3 C

H

H+

Carbanión carga negativa

Carbocatióncarga positiva

Ruptura Heterolítica

-


H3C C

H

H

H3C C

H

CH3 H3C C

CH3

CH3

Carbaniòn primario

Carbanión secundario

Carbanión terciario

- - -

Radical libre terciario

Radical libre secundario

Radical libre primario

H3C C

CH3

CH3H3C C

H

CH3H3C C

H

H

H3C C

H

H

+ +H3C C

H

CH3 H3C C

CH3

CH3

+

Carbocatiòn primario

Carbocatiòn secundario

Carbocatiòn terciario

CARBOCATIONES

CARBANIONES

RADICALES LIBRES

. ..


H H H H

C = C + H2 H – C – C - H

H H H H

Sustrato Reactivo Producto


Pd


Tipos de Reactivos

* Electrofílicos (E+) Acidos de Lewis

H+, H3O+,NO2+, NH4+, R+

* Nucleofílicos (:Nu-) Bases de Lewis

OH-, F-, Cl-, BR-, I-, R-


ÁCIDOS Y BASES

* Según Bronsted y Lowry

Ácidos: Toda sustancia, molécula o especie química que cede un ión hidrógeno positivo o protón (H+)

Bases: Toda sustancia, especie química o molécula que está en capacidad de aceptar un protón (H+)

* Ácidos y bases según Lewis.

Ácidos (Reactivos Electrofílicos) Especie química o molécula capaz de aceptar electrones.

Bases (Reactivos Nucleofílicos) Especie química o molécula capaz de donar electrones.


H +

Na+

H3C C

H

H

+

Fe ++

Ácidos de Lewis

-

-OH -

CH3 CH2 OH

....

Cl

CH3 NH2

..

O-

H2C CH2

H3C C

H

CH3

Bases de Lewis


H H H H

C = C + H2 H – C – C - H

H H H H

Sustrato Reactivo Producto


Pd


Factores para que ocurra la Reacción

* Energía adecuada * Reactivos orientados favorablemente


Factores que modifican las Reacciones Químicas

* Efectos del disolvente Solvatación

AH A- + H+

* Factores Estructurales Efecto Estérico

* Factores Eléctricos Resonancia

Efecto Inductivo


Solvatación

Efecto que se produce por combinación de moléculas del solvente con iones del soluto.

Los iones se estabilizan al ser rodeados por agua.

Na+

HO

H

HO

H

HO

H

H

O H

H

OH

ClH

O H

HO

H

HO

H

Esferas de Solvatación

(Efectos del disolvente )


Solvatación

NaCl + HOH Na+ + Cl-

R- COOH + HOH R-COO- + H+

Ac. Carboxilico Carboxilato

Las esferas de solvatación hacen que un ácido se disocie con más facilidad (sea más ácido) y una base acepte protones con mayor facilidad (sea más básico). H

O

HH

OH

H

O

H

HO

HR C

O

O-

HO

HH

O H

HO

HH

OH

HO

HH

+


EFECTO ESTÉRICO *Efecto estructural que se produce por las interacciones espaciales entre grupos de átomos, las cuales impiden o perturban el ataque de un reactivo al centro activo del sustrato.

*Depende del tamaño de la molécula y del número de sustituyentes.

C Cl

H

H

H+ I -

C I

H

H

H

Cl -

-ClC I

CH3

H3C

CH3

-I+C Cl

CH3

H3C

CH3

1

2


EFECTO ESTÉRICO

La presencia de grupos voluminosos cercanas al centro activo de la reacción que pueden alterar el curso de la misma y variar su velocidad.

1)

2)

Iodo

Iodo

Centro de reacción, muy impedido por los metilos unidos a este carbono

Centro de reacción, menos impedido los hidrógenos son más pequeños

Cloro

Cloro

1)

2)

Iodo

Iodo



Cloro

Cloro

1)

2)

Iodo

Iodo



Cloro

Cloro


RESONANCIA

Deslocalización permanente y espontánea de los electrones Pi (π ) de una molécula o ión.

CH3 CO

O

-

OCH3 C

O

Estructuras resonantes

-CH3 C

O

-O

Híbrido de Resonancia

(Efecto Eléctrico)


....

.. ......

Los electrones se deslocalizan

RESONANCIA

Híbrido de Resonancia

La estructura real del compuesto es una fusión de las estructuras resonantes


EFECTO INDUCTIVO

Efecto producido por uno o mas sutituyentes capaces de repeler o atraer electrones hacia si.

* Efecto Inductivo positivo

El sustituyente rechaza los electrones y por ende estabiliza la molécula.

O - O O

CH3-C CH3-CH2-C CH3-CH-C

OH OH CH3 OH

d− d− d−

La presencia de dos grupos metilos estabiliza al hidrógeno haciendo al compuesto menos ácido.

(Efecto Eléctrico)


* Efecto Inductivo negativo

El sustituyente atrae hacia si los electrones adquiriendo una carga parcial negativa.

O - O O

CH3-C Cl-CH2-C Cl - CH-C

OH OH CH3 OH

pKa=4,74 pKa= 2,81

El cloro atrae hacia sí los e- debilitando la unión O-H, haciendo esta molécula más ácida ya que puede liberar con mayor facilidad el protón.


CH3 CH2 CH CO

OH

Cl

CH3 CH

Cl

CH2OH

OC

CH2 CO

OHCH2CH2Cl

Factores de los que depende: 1.- Distancia del grupo electrón atrayente

2.-Cantidad de grupos.

3.-Poder atractor del grupo.

* Efecto Inductivo negativo

pKa= 2,86

pKa= 4,05

pKa= 4,52

* Orden creciente en cuanto al poder atractor de los electrones:

CH3-, H-, CH2=CH-, C6H5, HO-, CH3O-, I-, Br-, Cl-, F-


Tipos de Reacciones

1.- R. de Adición Adición Electrofílica

Adición Nucleofílica

2.- R. de Sustitución Sustitución Electrofílica

Sustitución Nucleofílica

3.- R. de Eliminación

Compuestos Insaturados

Compuestos Saturados

Compuestos Saturados

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