Q7.5. Derivados de ácidos carboxílicos
Cloruros de acilo, anhídridos, ésteres, amidas y tioésteres reaccionan por sustitución acílica nucleofílica. Su orden de reactividad se entiende por la calidad del grupo saliente y la donación por resonancia.
Objetivos de aprendizaje
- Ordenar reactividad de derivados de ácido.
- Explicar sustitución acílica nucleofílica.
- Predecir hidrólisis, alcoholisis, aminólisis y reducción.
- Reconocer la importancia biológica de amidas y tioésteres.
Mapa del capítulo
Mecanismo acílico
El nucleófilo ataca el carbono carbonílico y forma un intermediario tetraédrico. Luego se restablece el carbonilo expulsando un grupo saliente. A diferencia de aldehídos y cetonas, aquí el resultado no es adición permanente sino sustitución, siempre que exista un grupo capaz de salir.
Orden de reactividad
Cloruros de acilo son los más reactivos, seguidos por anhídridos, ésteres y amidas. Las amidas son poco reactivas porque el nitrógeno dona por resonancia al carbonilo y porque amida aniónica sería un pésimo grupo saliente. Tioésteres son más reactivos que ésteres comunes por menor solapamiento S-C=O, rasgo explotado en metabolismo.
Interconversiones
Un derivado más reactivo puede transformarse en uno menos reactivo: cloruro de acilo a éster, amida o anhídrido. El camino inverso requiere activación. La hidrólisis convierte derivados en ácidos o carboxilatos; la aminólisis forma amidas; la alcoholisis forma ésteres. Las condiciones ácidas o básicas cambian mecanismos y productos aislados.
Reducciones y organometálicos
LiAlH4 reduce ésteres y ácidos a alcoholes, y amidas a aminas. DIBAL-H puede reducir ciertos ésteres o nitrilos a aldehídos a baja temperatura si se controla la estequiometría. Reactivos de Grignard agregan dos veces a ésteres y cloruros de acilo, normalmente dando alcoholes terciarios después del trabajo ácido.
Ejemplo trabajado de lectura química
Cloruro de acetilo con metanol da acetato de metilo rápidamente; acetamida bajo las mismas condiciones reacciona mucho menos porque el grupo saliente amida es pobre y la resonancia estabiliza el carbonilo.
Errores frecuentes y cómo evitarlos
| Error | Corrección conceptual |
|---|---|
| Intentar convertir amida en éster directamente sin activación | Las amidas son derivados poco reactivos. |
| Olvidar doble adición de Grignard a ésteres | El aldehído intermedio sigue reaccionando. |
| No distinguir producto ácido/base en hidrólisis | En medio básico se obtiene carboxilato hasta acidificar. |
Autoevaluación
- Ordena cloruro de acilo, éster y amida por reactividad.
- Predice aminólisis de un anhídrido.
- ¿Por qué los tioésteres son importantes en bioquímica?