Química sintética, anietica y peruietica
Las reacciones orgánicas son faciles y controladas por los grupos funcionales de los reactantes. En general, los alquilos son inertes, y difíciles de hacerles reaccionar selectivamente en las posiciones deseadas, con pocas excepciones. En contraste, los grupos funcionales de carbono insaturado, y los grupos funcionales carbono-oxígeno y carbono-nitrógeno tienen una mayor diversidad de reacciones que también son selectivas. Puede ser necesario crear un grupo funcional en la molécula para hacerla reaccionar. Por ejemplo, para sintetizar iso-octano (la gasolina ideal de 8 carbonos) a partir del alcano no funcionalizado isobutano (un gas de 4 carbonos), el isobutano es primero deshidrogenado a isobuteno. Este contiene el grupo funcional alqueno y puede ahora dimerizarse con otro isobuteno para producir iso-octeno, que es luego hidrogenado catalíticamente a iso-octano usando gas hidrógeno presurizado.
Funcionalización
La funcionalización es la adición de grupos funcionales en la superficie de un material por métodos de síntesis química. El grupo funcional agregado puede ser sujeto a métodos de síntesis ordinarios, para agregar virtualmente cualquier tipo de compuesto orgánico a la superficie.La funcionalización es utilizada para modificaciones de la superficie de materiales industriales, con el fin de lograr propiedades de superficie deseadas, como recubrimientos impermeables al agua para parabrisas de automóviles. Además, los grupos funcionales son usados para unir covalentemente moléculas funcionales a la superficie de dispositivos químicos y bioquímicos, como microarreglos y sistemas microelectromecánicos.
Los catalizadores pueden ser unidos a un material que ha sido funcionalizado. Por ejemplo, el sílice es funcionalizado con silicona de alquilo, donde el alquilo contiene un grupo funcional amino. Un ligando tal como un fragmento EDTA es sintetizado en la amina, y un catión metálico es complexado en el fragmento de EDTA. El EDTA no está absorbido en la superficie, pero está conectado a ella por un enlace químico permanente.
Los grupos funcionales también son usados para unir covalentemente moléculas como tintes fluorescentes, nanopartículas, proteínas, ADN, y otros compuestos de interés para una variedad de aplicaciones.
Series homólogas y grupos funcionales más comunes
Una serie homóloga es un conjunto de compuestos que comparten el mismo grupo funcional y, por ello, poseen propiedades similares. Por ejemplo: la serie homóloga de los alcoholes primarios poseen un grupo OH (hidroxilo) en un carbono terminal o primario.Las series homólogas y grupos funcionales listados a continuación son los más comunes.[1] En las tablas, los símbolos R, R', o similares, pueden referirse a una cadena hidrocarbonada, a un átomo de hidrógeno, o incluso a cualquier conjunto de átomos.
Funciones oxigenadas
Presencia de algún enlace carbono-oxígeno: sencillo (C-O) o doble (C=O)
Grupo funcional | Serie homóloga | Fórmula | Estructura | Prefijo | Sufijo | Ejemplo |
---|---|---|---|---|---|---|
Grupo hidroxilo | Alcohol | R-OH | hidroxi- | -ol | ||
Grupo alcoxi (o ariloxi) | Éter | R-O-R' | -oxi- | R-il R'-il éter | ||
Grupo carbonilo | Aldehído | R-C(=O)H | oxo- | -al -carbaldehído[2] | ||
Cetona | R-C(=O)-R' | oxo- | -ona | |||
Grupo carboxilo | Ácido carboxílico | R-COOH | carboxi- | Ácido -ico | ||
Grupo acilo | Éster | R-COO-R' | -iloxicarbonil- | R-ato de R'-ilo |
Funciones nitrogenadas
Amidas, aminas, nitrocompuestos, nitrilos. Presencia de enlaces carbono-nitrógeno: C-N, C=N ó C≡NGrupo funcional | Tipo de compuesto | Fórmula | Estructura | Prefijo | Sufijo | Ejemplo |
---|---|---|---|---|---|---|
Grupo amino | Amina | R-NR2 | amino- | -amina | ||
Imina | R-NCH2 | _ | _ | |||
Grupos amino y carbonilo | Amida | R-C(=O)N(-R')-R" | _ | _ | ||
Grupo nitro | Nitrocompuesto | R-NO2 | nitro- | _ | ||
Grupo nitrilo | Nitrilo o cianuro | R-CN | ciano- | -nitrilo | ||
Isocianuro | R-NC | alquil isocianuro | _ | |||
Isocianato | R-NCO | alquil isocianato | _ | |||
Isotiocianato | R-NCS | alquil isotiocianato | ||||
Grupo azo | Azoderivado | R-N=N-R' | azo- | -diazeno | ||
Diazoderivado | R=N=N | diazo- | _ | |||
Azida | R-N3 | azido- | -azida | |||
Sal de diazonio | X- R-N+≡N | _ | ...uro de ...-diazonio | |||
_ | Hidrazina | R1R2N-NR3R4 | _ | -hidrazina | ||
_ | Hidroxilamina | -NOH | _ | -hidroxilamina |
Grupo funcional | Tipo de compuesto | Fórmula del compuesto | Prefijo | |
---|---|---|---|---|
Grupo haluro | Haluro | R-X | halo- | _ |
Grupo acilo | Haluro de ácido | R-COX | Haloformil- | Haluro de -oílo |
Tipo de compuesto | Fórmula del compuesto | Prefijo | Sufijo | |
---|---|---|---|---|
Grupo sulfuro | Tioéter o sulfuro | R-S-R' | alquil tio- | |
R-SH | Tiol | mercapto- | -tiol | tiol |
R-SO-R' | Sulfóxido | _ | _ | _ |
R-SO2-R' | Sulfona | _ | _ | _ |
_ | Ácido sulfónico | RSO3H | sulfo- | ácido -sulfónico |
Grupo funcional | Serie homóloga | Fórmula | Estructura | Prefijo | Sufijo | Ejemplo |
---|---|---|---|---|---|---|
Grupo hidroxilo | Alcohol | R-OH | hidroxi- | -ol | ||
Grupo alcoxi (o ariloxi) | Éter | R-O-R' | -oxi- | R-il R'-il éter | ||
Grupo carbonilo | Aldehído | R-C(=O)H | oxo- | -al -carbaldehído[2] | ||
Cetona | R-C(=O)-R' | oxo- | -ona |
Grupo funcional | Tipo de compuesto | Fórmula | Estructura | Prefijo | Sufijo | Ejemplo |
---|---|---|---|---|---|---|
Fosfinato de sodio | PR3 | _ | _ | |||
_ | P(=O)R3 | _ | _ | |||
Fosfinito | P(OR)R2 | _ | _ | [[Archivo:|75px|]] | ||
Fosfinato | P(=O)(OR)R2 | _ | _ | |||
Fosfonito | P(OR)2R | _ | _ | |||
Fosfonato | P(=O)(OR)2R | _ | _ | |||
Fosfito | P(OR)3 | _ | fosfito | |||
Grupo fosfato | Fosfato | P(=O)(OH)2R | _ | _ | ||
Fosforano | PR5 | _ | _ |
Grupo funcional | Serie homóloga | Fórmula | Estructura | Prefijo | Sufijo | Ejemplo |
---|---|---|---|---|---|---|
Grupo hidroxilo | Alcohol | R-OH | hidroxi- | -ol | ||
Grupo alcoxi (o ariloxi) | Éter | R-O-R' | -oxi- | R-il R'-il éter | ||
Grupo carbonilo | Aldehído | R-C(=O)H | oxo- | -al -carbaldehído[2] | ||
Cetona | R-C(=O)-R' | oxo- | -ona | |||
Grupo carboxilo | Ácido carboxílico | R-COOH | carboxi- | Ácido -ico | ||
Grupo acilo | Éster | R-COO-R' | -iloxicarbonil |
Grupo funcional | Serie homóloga | Fórmula | Estructura | Prefijo | Sufijo | Ejemplo |
---|---|---|---|---|---|---|
Grupo hidroxilo | Alcohol | R-OH | hidroxi- | -ol | ||
Grupo alcoxi (o ariloxi) | Éter | R-O-R' | -oxi- | R-il R'-il éter | ||
Grupo carbonilo | Aldehído | R-C(=O)H | oxo- | -al -carbaldehído[2] | ||
Cetona | R-C(=O)-R' | oxo- | -ona | |||
Grupo carboxilo | Ácido carboxílico | R-COOH | carboxi- | Ácido -ico | ||
Grupo acilo | Éster | R-COO-R' | -iloxicarbonil |