Quimica:
ALCOHOLES !!!
Los alcoholes primarios y secundarios son líquidos incoloros y de olor
agradable, solubles en el agua en cualquier proporción y menos densos
que ella. Los terciarios en cambio son todos sólidos.
Usos
Los alcoholes tienen una gran gama de usos en la industria y en la ciencia como solventes y combustibles. El etanol y el metanol pueden hacerse combustir de una manera más limpia que la gasolina o el gasoil. Por su baja toxicidad y disponibilidad para disolver sustancias no polares, el etanol es utilizado frecuentemente como solvente en fármacos, perfumes y en esencias vitales como la vainilla. Los alcoholes sirven frecuentemente como versátiles intermediarios en la síntesis orgánica.
Usos
Los alcoholes tienen una gran gama de usos en la industria y en la ciencia como solventes y combustibles. El etanol y el metanol pueden hacerse combustir de una manera más limpia que la gasolina o el gasoil. Por su baja toxicidad y disponibilidad para disolver sustancias no polares, el etanol es utilizado frecuentemente como solvente en fármacos, perfumes y en esencias vitales como la vainilla. Los alcoholes sirven frecuentemente como versátiles intermediarios en la síntesis orgánica.
ALCOHOLES
En química se denomina alcohol a aquellos hidrocarburos saturados, o alcanos que contienen un grupo hidroxilo (-OH) en sustitución de un átomo de hidrógeno enlazado de forma covalente.Los alcoholes pueden ser primarios, secundarios, o terciarios, en función del número de átomos de hidrógeno sustituidos en el átomo de carbono al que se encuentran enlazado el grupo hidroxilo.
Alcoholes primarios, secundarios y terciarios
Un alcohol es primario, si el átomo de hidrogeno (H) sustituido por el grupo oxidrilo (-OH) pertenece a un carbón (C) primario:
Es secundario, si el átomo de hidrogeno (H) sustituido por el grupo oxidrilo (-OH) pertenece a un carbón (C) secundario:
finalmente, es terciario, si el átomo de hidrogeno (H) sustituido por el grupo oxidrilo (-OH) pertenece a un carbón (C) terciario:
A nivel del lenguaje popular se utiliza para indicar comúnmente a una Bebida alcohólica, que presenta etanol.
Formulación: Los alcoholes responden a la fórmula general CnH2n+1OH
Propiedades generales: Los alcoholes primarios y secundarios son líquidos incoloros y de olor desagradable, solubles en el agua en cualquier proporción y menos densos que ella. Los terciarios en cambio son todos liquidos.
Su punto de ebullición suele estar en torno a 110 grados Celsius y tiende a aumentar con el número de carbonos. En cuanto al punto de fusión, lo más habitual es que esté por debajo de los -80ºC.Fuentes : Muchos alcoholes pueden ser creados por fermentación de frutas o granos con levadura, pero solamente el etanol es producido comercialmente de esta manera, principalmente como combustible y como bebida. Otros alcoholes son generalmente producidos como derivados sintéticos del gas natural o del petróleo.
Usos : Los alcoholes tienen una gran gama de usos en la industria y en la ciencia como solventes y combustibles. El etanol y el metanol pueden hacerse combustionar de una manera más limpia que la gasolina o el gasoil. Por su baja toxicidad y disponibilidad para disolver sustancias no polares, el etanol es utilizado frecuentemente como solvente en fármacos, perfumes y en esencias vitales como la vainilla. Los alcoholes sirven frecuentemente como versátiles intermediarios en la síntesis orgánica.
Distintos tipos de alcohol para cada uso e industria
La palabra alcohol proviene del significado de las palabras árabes
'espíritu' y 'sutil', es por esto que antiguamente se llamaba "espíritu"
a los alcoholes.
Los árabes conocieron el alcohol extraído del vino por destilación. Sin
embargo, su descubrimiento se remonta a principios del siglo XIV,
atribuyéndose al médico Arnau de Villanova, sabio alquimista y profesor
de medicina en Montpellier.
Los alcoholes pueden considerarse los derivados orgánicos del agua,
donde uno de los hidrógenos es sustituido por un grupo orgánico: H-O-H
pasa a ser R-OH.
Los alcoholes están ampliamente distribuidos en la naturaleza y tienen muchas aplicaciones industriales y farmacéuticas.
Un alcohol puede clasificarse como primario, secundario o terciario
dependiendo del número de sustituyentes unidos al átomo de carbono que
tiene el grupo hidroxilo.
Alcohol etílico
El compuesto químico etanol, conocido como alcohol etílico, es un
alcohol que se presenta en condiciones normales de presión y temperatura
como un líquido incoloro e inflamable con un punto de ebullición de 78
°C.
Mezclable con agua en cualquier proporción; a la concentración de 95% en peso se forma una mezcla azeotrópica.
Usos y aplicaciones del alcohol etílico
Su fórmula química es principalmente utilizada en las bebidas alcohólicas como en el vino, la cerveza o en licores.
Alcohol isopropílico
Es también llamado 2-propanol o propan-2-ol, es un alcohol incoloro,
inflamable, con un olor intenso y muy miscible con el agua. Su fórmula
química semidesarrollada es H3C-HCOH-CH3 y es el ejemplo más sencillo de
alcohol secundario, donde el carbono del grupo alcohol está unido a
otros dos carbonos. Es un isómero del propanol.
Usos y aplicaciones del alcohol isopropílico
El alcohol isopropílico es muy utilizado en la limpieza de lentes de
objetivos fotográficos y contactos de aparatos electrónicos, ya que no
deja marcas y es de rápida evaporación.
Alcohol metílico
El compuesto químico metanol, también conocido como alcohol metílico o
alcohol de madera, es el alcohol más sencillo. A temperatura ambiente se
presenta como un líquido ligero, de baja densidad, incoloro, inflamable
y tóxico.
Usos y aplicaciones del alcohol metílico
El alcohol metílico es empleado como anticongelante, disolvente y combustible.
ETERES
Usos industriales de los éteres
- Medio de arrastre para la deshidratacion de alcoholes isopropilicos y etílicos.
- Disolvente de sustacias orgánicas (aceites, grasas, resinas, nitrocelulosa, perfumes y alcaloides).
- Combustible inicial de motores diésel.
- Fuertes pegamentos.
- Antinflamatorio abdominal para después del parto, solo uso externo.
- Anestésicos.
PROPIEDADES FISICAS:
Los éteres alcohólicos son los que se obtienen por combinación de dos moléculas de alcohol con formación de una molécula de agua.
El agua se origina por la unión del (OH) de un alcohol con el átomo de hidrógeno del (OH) del otro alcohol.
Podemos encontrar dos tipos de éteres:
Éteres simples: Son los que tienen ambos restos alcohólicos iguales.
Éteres mixtos: Son los que tienen los dos restos de diferentes tamaños por ser de alcoholes distintos.
CH3 — CH2 — O — CH2 — CH2 — CH3 CH3 — CH2 — O — CH2 — CH3
etano – oxi – propano éter etil etílico
Otro criterio de clasificación es si pertenecen a restos alifáticos o aromáticos.
Hay dos nomenclaturas para designar a los éteres. La oficial los nombra con la palabra de los alcanos que originaron a los alcoholes enganchadas entre sí con el nexo “oxi”. Como se observa arriba en ambos ejemplos. Otra manera es nombrarlos con la palabra éter seguida de los nombres de los radicales alcohólicos en orden creciente de pesos moleculares.
Por ejemplo el etano –oxi- etano se nombra también como éter etil-etílico. Y el etano –oxi- propano se nombra como éter etil propílico.
Las reglas se mantienen para los éteres fenólicos.
Obtención de éteres:
Deshidratando alcoholes: Se usa ácido sulfúrico como deshidratante a unos 140°C para incrementar la formación del éter.
2 CH3 — CH2 — OH ———–> CH3 — CH2 — O — CH2 — CH3 + H2O
etanol etano – oxi – etano
Síntesis de Williamson:
En este proceso se combina un alcoholato de sodio con un yoduro de alquilo y usando altas temperaturas. Permite armar éteres de distintas cadenas (mixtos).
CH3 — CH2 — ONa + CH3 — CH2 — CH2I —-> CH3 — CH2 —O—(CH2)2 — CH3 + INa
Etanolato de sodio Ioduro de propilo Etano oxi Propano Ioduro de sodio
Propiedades Físicas:
Sus puntos de ebullición son menores que los alcoholes que lo formaron pero son similares a los alcanos de pesos moleculares semejantes. A diferencia de los alcoholes no establecen uniones puente de hidrógeno y esto hace que sus puntos de ebullición sean significativamente menores.
Son algo solubles en agua. Son incoloros y al igual que los ésteres tienen olores agradables. El más pequeño es gaseoso, los siguientes líquidos y los más pesados sólidos.
Propiedades Químicas:
No tienen hidrógenos activos como en los casos de los alcoholes o ácidos. Por este motivo son inertes ante metales como el sodio o potasio o litio. Necesitan del calor para descomponerse y ahí si poder reaccionar con algunos metales.
CH3 — CH2 –O–(CH2)2— CH3 + 2 Na —–> CH3 — CH2 O Na + CH3 — CH2 — CH2 Na
Etano oxi Propano Etanolato de sodio sodio propilo
Oxidación: Ante agentes oxidantes fuertes como el Dicromato de potasio, los éteres se oxidan dando aldehídos.
CH3 — CH2 —O—(CH2)2— CH3 —-> CH3 — HC = O + CH3 — CH2 — HC = O + H2O
Etano oxi Propano O2 Etanal Propanal
PROPIEDADES QUÍMICAS:
- Los éteres tienen muy poca reactividad química, debido a la dificultad que presenta la ruptura del enlace C—O. Por ello, se utilizan mucho como disolventes inertes en reacciones orgánicas.
- En contacto con el aire sufren una lenta oxidación en la que se forman peróxidos muy inestables y poco volátiles. Estos constituyen un peligro cuando se destila un éter, pues se concentran en el residuo y pueden dar lugar a explosiones. Esto se evita guardando el éter con hilo de sodio o añadiendo una pequeña cantidad de un reductor (SO4Fe, LiAIH4) antes de la destilación.
- Los éteres no son reactivos a excepción de los epóxidos. Las reacciones de los epóxidos pasan por la apertura del ciclo. Dicha apertura puede ser catalizada por ácido o apertura mediante nucleófilo.
(Apertura catalizada por ácido) El nucleófilo ataca al carbono más sustituido.
( Apertura por neoclófilo) El neoclófilo ataca al carbono menos sustituido.
NOMENCLATURA DE ETERES:
De acuerdo con la
IUPAC para nombrar a los éteres, consideraremos que un hidrogeno del
hidrocarburo es sustituido por un radical R-O- al que llamaremos alcoxi, siendo relacionado como grupo alcoxi el radical mas sencillo. Algunos ejemplos de radicales alcoxi son:
CH3-O- Metoxi
CH3-CH2 -O - Etoxi
CH3-CH2-CH2-O- Propoxi
CH3-CH2-CH2-CH2-O- Butoxi
Se debe contar
primero la cadena continua más larga de átomos de carbono. El
grupo más pequeño se nombra como grupo alcoxi, Anteponiendo el número
o números que sostienen al radical alcoxi. (Si presenta otros
radicales o insaturaciones se seguirán prioridades)
Se debe contar
primero la cadena continua más larga de átomos de carbono. El
grupo más pequeño se nombra como grupo alcoxi, Anteponiendo el número
o números que sostienen al radical alcoxi. (Si presenta otros
radicales o insaturaciones se seguirán prioridades)
CH3-O-CH2-CH3 Metoxietano
CH3-O-CH2-CH2-CH3 Metoxipropano
CH3-O-CH2-CH2-CH2-CH3 Metoxibutano
CH3-CH2-O-CH2-CH3 Etoxietano
CH3-CH2-O-CH2-CH2-CH3 Etoxipropano
CH3-CH2-O-CH2-CH2-CH2-CH3 Etoxibutano
Existe otra forma de
nombrar a los éteres y es por nombre común. Se escribe primero la
palabra éter seguida de los radicales alquílicos con terminación ico.
Cuando los grupos son idénticos, se puede usar el prefijo di, aunque es
opcional. Si los radicales son diferentes se nombran por orden
alfabéetico.
CH3-O-CH3 eter dimetilico + eter metilico
CH3- CH2- O- CH2-CH3 éter dietílico + eter etilico
CH3- O-CH2-CH3 éter metil etílico
CH3-O-CH2- CH2-CH3 éter metil propílico
OBTENCIONES
Se pueden obtener éteres por deshidratación de alcoholes calentándolos con ácidos sulfúrico a 140� (como catalizador).
Se puede preparar
éteres tanto simples como mixtos haciendo reaccionar un alcoholato de
sodio con yoduro de alquilo (método de williamson)
PROPIEDADES FISICAS:
Los
ésteres se forman por reacción entre un ácido y un alcohol. La reacción
se produce con pérdida de agua. Se ha determinado que el agua se forma a
partir del OH del ácido y el H del alcohol. Este proceso se llama esterificación.
Pueden provenir de ácidos alifáticos o aromáticos.
Se nombran como sales, reemplazando la terminación de los ácidos por oato seguido del nombre del radical del alcohol.
Ejemplo: etanoato de propilo es un éster formado a partir del ácido etanoico y el alcohol propílico.
Pueden provenir de ácidos alifáticos o aromáticos.
Se nombran como sales, reemplazando la terminación de los ácidos por oato seguido del nombre del radical del alcohol.
Ejemplo: etanoato de propilo es un éster formado a partir del ácido etanoico y el alcohol propílico.
Al tratarse de compuestos moleculares (líquidos volátiles o sólidos) sus propiedades físicas más representativas son:
- Aislantes eléctricos en fusión y en disolución.
- Bajo temperatura de fusión y ebullición que crece con la masa molar. Las propiedades físicas y químicas de los ésteres de bajo peso molecular corresponden, en general, a una combinación de las propiedades de los dos grupos. Al aumentar el peso molecular, la parte de hidrocarburo de la molécula tiene un efecto preponderante sobre las funciones oxigenadas, razón por la cual los ésteres superiores son ceras sólidas, blandas e insolubles en agua.
- Según la longitud de la cadena hidrocarbonada serán más o menos solubles en agua y más o menos solubles en disolventes orgánicos (hexano, éter, benceno, acetona…)
- A causa del número extraordinariamente elevado de ácidos y alcoholes que pueden utilitzarse en la reacción de esterificación, se han preparado y estudiado miles de ésteres, desde el más sencillo (HCOOCH3, formiato de metilo), hasta los compuestos de peso molecular más elevado que contienen 30 o más átomos de carbono en ambas partes de la molécula.
- La mayoría de los ésteres dispone de algún olor. Puede ser agradable o
también muy desagradable. Muchos aparecen en estado líquido, raramente
sólido. En la mayoría de los casos son solubles en agua y tienen un
punto de ebullición menor que los ácidos carboxílicos.
Los ésteres de bajo peso molecular son líquidos con u olor muy agradable, similar a las frutas. Estos se usan como saborizantes artificiales o fragrancias.
A diferencia, los ésteres de ácidos superiores son sólidos cristalinos, solubles en solventes orgánicos pero insolubles en agua y son inodoros.
Los ésteres tienen una densidad menor que el agua.
Propiedades químicas:
Hidrólisis ácida:Por calentamiento con agua se descompone en el alcohol y el ácido de los que proviene.
éster + agua ------------- ácido + alcohol
Con un exceso de agua la reacción es total. Es un proceso inverso a la esterificación.
CH3.CO.O.CH3 + H2O ------------ CH3.CO.OH + H.CH2.OH
Hidrólisis alcalina - Saponificación
En presencia de un hidróxido y con exceso de agua y calor, se produce una reacción que da como productos el alcohol y la sal del ácido del que proviene. Esta sal es el jabón lo que da el nombre a la reacción.
éster + hidróxido -------------- sal de ácido + alcohol.
Usos:
Formiato de etilo: esencia de grosella, ron
Acetato de etilo: esencia de manzana y pera. Solvente de la nitrocelulosa.
Butirato de etilo: esencia de durazno.
Acetato de butilo: solvente de la nitrocelulosa. Lacas; barnices; plásticos; vidrios de seguridad; perfumes.
Acetato de amilo: solvente de lacas y barnices
Los ésteres se pueden hidrolizar a su ácido y su alcohol precursores. Recordemos que en la reacción de hidrólisis, una molécula de agua se rompe y se adiciona a otra molécula. Para aumentar la velocidad de las reacciones de hidrólisis de los ésteres se agregan ácidos o bases inorgánicas y se calienta la mezcla. La hidrólisis de un éster ocurre de la siguiente forma:
Aplicaciones en la medicina
Los ésteres de ácidos salicílico se utilizan en medicina. Ejemplo: el ácido acetil salicílico (aspirina), el salicilato de metilo y el salicilato de fenilo.
Esteres: usos, riesgos y beneficios, algunos compuestos.
Usos
de los esteres.
Los ésteres
son empleados en muchos y variados campos del comercio y de la industria, como
los siguientes:
- Disolventes:
Los ésteres
de bajo peso molecular son líquidos y se acostumbran a utilizar como
disolventes, especialmente los acetatos de los alcoholes metílico, etílico y
butílico.
- Plastificantes:
El
acetatopropionato de celulosa y el acetatobutirato de celulosa han conseguido
gran importancia como materiales termoplásticos. El nitrato de celulosa con un
contenido de 10,5-11% de nitrógeno se llama piroxilina y con alcohol y alcanfor
(plastificante) forma el celuloide. El algodón dinamita es nitrato de celulosa
con el 12,5-13,5% de nitrógeno. La cordita y la balistita se fabrican a partir
de éste, que se plastifica con trinitrato de glicerina (nitroglicerina). Los
sulfatos de dimetilo y dietilo (ésteres del ácido sulfúrico) son excelentes
agentes de alcoholización de moléculas orgánicas que contienen átomos de
hidrógeno lébiles, como por ejemplo, el midón y la celulosa.
- Aromas artificiales:
Muchos de los
ésteres de bajo peso molecular tienen olores característicos a fruta: plátano
(acetado de isoamilo), ron (propionato de isobutilo) y piña (butirato de
butilo). Estos ésteres se utilizan en la fabricación de aromas y perfumes
sintéticos.
- Aditivos Alimentarios:
Estos mismos ésteres de bajo peso molecular que
tienen olores característicos a fruta se utilizan como aditivos alimentarios,
por ejemplo, en caramelos y otros alimentos que han de tener un sabor afrutado.
Se
usan para quitar la cafeína de los granos de café y de las hojas de té en la
industria alimentaria.
- Productos Farmacéuticos:
Productos de uso tan frecuente como los analgésicos se
fabrican con ésteres.
Se usan para quitar la cafeína de los granos de café y de
las hojas de té en la industria alimentaria.
- Polímeros Diversos:
Los ésteres
de los ácidos no saturados, por ejemplo, del ácido acrílico o metacrílico, son
inestables y se polimerizan rápidamente, produciendo resina; así, el
metacrilato de metilo (lucita o plexiglás). De manera análoga los ésteres de
los alcoholes no saturados son inestables y reaccionan fácilmente con ellos
mismos; así, el acetado de vinilo se polimeriza dando acetato de polivinilo.
Las resinas de poliéster, conocidas como gliptales, resultan de la
poliesterificación de la glicerina con anhídrido ftálico; el proceso puede
controlarse de manera que se produzca una resina fusible o infusible. Cuando la
poliesterificación se realiza en presencia de un ácido no saturado de cadena
larga del tipo de los aceites secantes, la polimerización de éste por oxidación
se superpone a la poliesterificación y se producen los esmaltes sintéticos,
duros y resistentes a la intemperie, que son muy adecuados por el acabado de
los automóviles. La poliesterificación del etilenglicol con el ácido
tereftálico produce fibra de poliéster. Si se da forma de láminas a este
material, constituye una excelente película fotográfica.
- Repelentes de insectos:
Todos los
repelentes de insectos que podemos encontrar en el mercado contienen ésteres.
·
En la medicina:
Los ésteres
de ácidos salicílico se utilizan en medicina. Ejemplo: el ácido
acetil salicílico (aspirina), el salicilato de metilo y el salicilato de
fenilo.
Riesgos
y beneficios para la salud.
Los estudios han mostrado daños en el hígado, riñones,
pulmones y testículos. Por otra parte, un estudio japonés publicado en 2006
realizado con primates jóvenes no ha encontrado daños testiculares de ningún
tipo. El Instituto de Sanidad y Protección al Consumidor de la Oficina Química
Europea ha encontrado que dos de los ftalatos considerados peligrosos para el
hombre y prohibidos en la UE (el DINF o diisononilftalato y el DIDP o
diisodecilftalato) no suponen un riesgo para la salud humana o para el medio
ambiente en su formas de uso actuales.
También causa confusión en animales como roedores.
El MINISTERIO DE SALUD ha tomado conocimiento de la posible existencia de riesgos para la salud de los niños menores de tres años por el empleo de ésteres de ácido ftálico como plastificantes en la fabricación de mordillos y otros artículos de puericultura, así como de juguetes que puedan ser mordidos o chupados.
Que si bien se reconoce que existen diversas fuentes de exposición a los ésteres de ácido ftálico tales como el aire, el ambiente, el agua de bebida y los alimentos, ante la posibilidad de que tengan efectos adversos sobre la salud el COMITE CIENTIFICO SOBRE TOXICIDAD, ECOTOXICIDAD Y MEDIO AMBIENTE de la UNION EUROPEA ha recomendado la adopción de medidas precautorias de restricción en el uso de ésteres de ácido ftálico en mordillos y juguetes pasibles de ser mordidos, destinados a niños menores de tres años.
También causa confusión en animales como roedores.
El MINISTERIO DE SALUD ha tomado conocimiento de la posible existencia de riesgos para la salud de los niños menores de tres años por el empleo de ésteres de ácido ftálico como plastificantes en la fabricación de mordillos y otros artículos de puericultura, así como de juguetes que puedan ser mordidos o chupados.
Que si bien se reconoce que existen diversas fuentes de exposición a los ésteres de ácido ftálico tales como el aire, el ambiente, el agua de bebida y los alimentos, ante la posibilidad de que tengan efectos adversos sobre la salud el COMITE CIENTIFICO SOBRE TOXICIDAD, ECOTOXICIDAD Y MEDIO AMBIENTE de la UNION EUROPEA ha recomendado la adopción de medidas precautorias de restricción en el uso de ésteres de ácido ftálico en mordillos y juguetes pasibles de ser mordidos, destinados a niños menores de tres años.
· Ésteres de ftalato:
Los ftalatos se encuentran presentes en gran cantidad de
productos de plástico: cortinas para baño, pinturas, envases de alimentos y
bebidas, juguetes para niños, ceras, cosméticos, tintas para impresos y, en
general, en productos plásticos que han sido "ablandados". También
están presentes en el negocio de la salud, como en medicamentos (como cubierta
de píldoras) o sondas y catéteres.
Los ftalatos son volátiles, por lo que se encuentran en el aire que respiramos, al aire libre y en ambientes cerrados.
Ftalatos y otras sustancias químicas actúan en conjunto en cambios hormonales, con efectos: criptorquidia (testículos que no descienden); malformaciones de pene; conteo de esperma menor en los hijos que en los padres; cáncer de testículo.
Los ftalatos son volátiles, por lo que se encuentran en el aire que respiramos, al aire libre y en ambientes cerrados.
Ftalatos y otras sustancias químicas actúan en conjunto en cambios hormonales, con efectos: criptorquidia (testículos que no descienden); malformaciones de pene; conteo de esperma menor en los hijos que en los padres; cáncer de testículo.
· Ésteres etílicos del ácido
graso omega 3:
Los ésteres etílicos del ácido omega 3 se utilizan junto
con cambios en el estilo de vida (dieta, adelgazamiento y ejercicio) para
reducir la cantidad de triglicéridos (sustancias grasas) en la sangre. Los
ésteres etílicos del ácido omega 3 pertenecen a una clase de medicamentos
denominados agentes antilipémicos o reguladores de los lípidos. Es posible que
los ésteres etílicos del ácido omega 3 actúen al reducir la cantidad de
triglicéridos y otras grasas que se producen en el hígado.
Los ésteres etílicos del ácido omega 3 pueden provocar
efectos secundarios:
· Eructos,
acidez estomacal, náusea, cambios en la percepción de los sabores, dolor de espalda,
sarpullido.
Bibliografía.
