Resumen de Fundamentos de Química Analítica y Orgánica

## Introducción La química orgánica estudia los compuestos del carbono y, en particular, los **grupos funcionales** que determinan las propiedades y reacciones de las moléculas. En este material nos centraremos en varios grupos funcionales importantes: éteres, carbonilos (cetonas y aldehídos), ácidos carboxílicos y sus derivados, y compuestos especiales como las coronas y antibióticos ionóforos. Se presentan definiciones, ejemplos, aplicaciones reales y comparaciones para facilitar el estudio. ## Éteres > Definición: Un éter es un compuesto orgánico donde un átomo de oxígeno enlaza dos radicales orgánicos, de fórmula general $\ce{R-O-R'}$. ### Estructura y nomenclatura - Fórmula general: $\ce{R-O-R'}$. - Nombre: mencionar alfabéticamente las ramificaciones y añadir el sufijo **éter** (ej.: etil metil éter). Ejemplos: - $\ce{CH3CH2-O-CH2CH3}$: éter dietílico (éter simétrico). - Metil fenil éter: éter no simétrico. - Tetrahidrofurano: éter cíclico simétrico. ### Propiedades y usos - Enlaces C–O–C relativamente estables, poco reactivos frente a bases y ácidos diluidos. - Solventes comunes (ej.: éter dietílico) y precursores en síntesis orgánica. - Algunos éteres cíclicos actúan como agentes complejantes selectivos (éteres corona). Did you know que los éteres corona pueden elegir iones según el tamaño de su cavidad, por ejemplo 18-corona-6 favorece a $\ce{K^+}$ mientras que 12-corona-4 favorece a $\ce{Li^+}$? ### Éteres corona y aplicaciones biológicas - Las coronas son anillos con múltiples átomos de oxígeno; su cavidad coordina cationes con alta selectividad. - Ejemplos: 12-corona-4 (diámetro de cavidad $\approx 1.2$–$1.5\ \text{Å}$), 15-corona-5 ($\approx 1.7$–$2.2\ \text{Å}$), 18-corona-6 (selecciona $\ce{K^+}$). - Aplicaciones: extracción de metales (incluso radiactivos como $\ce{^{137}Cs}$ y $\ce{^{90}Sr}$) y facilitación del transporte de iones a través de membranas no polares. Fun fact: La nonactina es un ionóforo natural que actúa como un éter corona selectivo para $\ce{K^+}$ y provoca la muerte bacteriana al alterar el gradiente iónico. ## Carbonilos: cetonas y aldehídos > Definición: Un grupo carbonilo consiste en un átomo de carbono doblemente enlazado a oxígeno, $\ce{C=O}$; aparece en cetonas y aldehídos. ### Cetonas - Estructura general: $\ce{R-CO-R'}$. - Nomenclatura: añadir el sufijo **-ona** a la cadena principal y numerar para dar el menor número posible al carbonilo. - Ejemplos: 2-propanona ($\text{acetona}$), 5-metil-2-heptanona. ### Aldehídos - Estructura general: $\ce{R-CHO}$ (carbonilo terminal unido a H). - Nomenclatura: añadir el sufijo **-al** y numerar comenzando por el carbono del carbonilo. - Ejemplos: metanal ($\text{formaldehído}$), 4-metilhexanal. - Si hay dos grupos formados por $\ce{-CHO}$ se usa el sufijo **-dial**. Comparación rápida | Característica | Cetona | Aldehído | | --- | ---: | ---: | | Grupo funcional | $\ce{R-CO-R'}$ | $\ce{R-CHO}$ | | Posición del carbonilo | Interna | Terminal | | Sufijo de nombre | -ona | -al | Did you know que la acetona ($\ce{CH3COCH3}$) es un solvente ampliamente usado en laboratorios y en la industria debido a su polaridad y baja toxicidad relativa? ## Ácidos carboxílicos > Definición: Un ácido carboxílico contiene el grupo carboxilo $\ce{-COOH}$, que incluye un carbonilo y un grupo hidroxilo unido al mismo carbono. ### Nomenclatura y propiedades - Nombre: prefijo **ácido** + cadena principal + sufijo **-oico** (ej.: ácido acético para $\ce{CH3COOH}$). - La numeración parte desde el carbono del grupo $\ce{COOH}$. - Propiedades: son ácidos orgánicos débiles, solubles en agua los de cadena corta, participan en esterificación y formación de amidas. Ejemplos comunes | Fórmula | Nombre común | Fuente natural | | --- | --- | --- | | $\ce{H-COOH}$ | Ácido fórmico | Picaduras de hormiga, ortiga | | $\ce{CH3-COOH}$ | Ácido acético | Vinagre | | $\ce{CH3-(CH2)2-COOH}$ | Ácido butanoico | Mantequilla rancia | | $\ce{CH3-CHOH-COOH}$ | Ácido láctico | Leche