Métodos
de obtención de Alcoholes
Los principales métodos de obtención de alcoholes son:
a) Hidratación de alquenos
Se trata de una reacción de adición electrófila, que
esquemáticamente puede representarse mediante la ecuación:
R—CH=CH2 + H2O
H2SO4
R—CHOH—CH3
El grupo - OH se adiciona al átomo de carbono más
sustituido del doble enlace. Por ello, éste es un método muy apropiado para la
obtención de alcoholes secundarios y terciarios, algunos de los cuales se
preparan así industrialmente a partir de las fracciones de olefinas procedentes
del craqueo del petróleo. Asimismo, éste es el método industrial más importante
de fabricación de alcohol etílico, por hidratación del etileno, CH2 = CH2 en
presencia de ácido sulfúrico.
b) Hidrólisis de halogenuros de alquilo
Se lleva a cabo normalmente en disolución de etanol
acuoso y en presencia de catalizadores básicos, como KOH, AgOH, CO3Ca, etc.
R—CH2—Cl + AgOH
AgCl + R—CH2OH
c) Reducción de compuestos carbonílicos
Esta reacción
puede realizarse industrialmente con hidrógeno, en presencia de
catalizadores, o bien en el laboratorio, mediante el hidruro de litio y
aluminio, H4LiAl. Con aldehídos se obtienen alcoholes primarios y con cetonas
alcoholes secundarios, según las siguientes ecuaciones:
d) Mediante reactivos de Grignard
La adición de un magnesiano o reactivo de Grignard a un
compuesto carbonílico da lugar a un halogenuro de alcoximagnesio, que por
hidrólisis conduce a un alcohol. Cuando se emplea formaldehído, H2C=O, como
producto de partida, se obtiene un alcohol primario; con los restantes
aldehídos se obtienen alcoholes secundarios y con las cetonas alcoholes
terciarios.
e) Métodos especiales
Los dos primeros miembros de la serie de alcoholes
alifáticos, metanol y etanol, se obtienen también por métodos especiales que
conviene mencionar. El metanol se obtenía antiguamente por destilación seca de
la madera, de donde procede el nombre de alcohol de madera con que a veces se
le conoce. Modernamente, casi todo el metanol que se consume en la industria se
obtiene por hidrogenación catalítica del monóxido de carbono, según la
reacción:
CO + 2H2 CH3OH
Que se lleva a cabo a unos 400 °C y 200 atm, en presencia
de catalizadores formados corrientemente por una mezcla de óxidos de cromo y de
cinc. El alcohol metílico es muy venenoso. Por ello, el consumo humano de
alcohol etílico para usos industriales, que está desnaturalizado con metanol
produce graves lesiones en la vista, ceguera e incluso la muerte.
El etanol (alcohol del vino) se ha venido produciendo
desde la antigüedad por fermentación de los azúcares (como glucosa), contenidos
en jugos de frutos, para la fabricación de bebidas alcohólicas. La fermentación
se produce por la acción de enzimas (o fermentos), que son catalizadores
orgánicos complejos segregados por las células de levaduras, obteniéndose, como
productos finales, etanol y CO2, según la reacción global.
Además de la glucosa pueden también fermentar por la
acción de levaduras otros azúcares más complejos y el almidón, contenido en la
patata y cereales, que primero se desdoblan en azúcares simples, antes de la
fermentación alcohólica propiamente dicha. Una concentración elevada de alcohol
impide el proceso de fermentación, por lo que sólo pueden obtenerse
concentraciones del 10 al 18 % en etanol, que son típicas de los vinos
naturales. Por destilación fraccionada puede lograrse aumentar la riqueza en
etanol hasta el 95 %, con 5% de agua, que es la composición que circula en el
comercio y se vende en las farmacias como alcohol «puro».
Metodo
de obtención de Cetonas y aldehídos
a)
Oxidación de alcoholes
La
oxidación de alcoholes primarios produce en una primera etapa, aldehídos;
mientras que la oxidación de alcoholes secundarios conduce a cetonas.
Las
cetonas son resistentes a la oxidación posterior, por lo que pueden aislarse
sin necesidad de tomar precauciones especiales. En cambio, los aldehídos se
oxidan fácilmente a los ácidos carboxí1icos correspondientes. Para evitar esta
oxidación es necesario separar el aldehído de la mezcla reaccionante a medida
que se va formando, lo que se consigue por destilación, aprovechando la mayor
volatilidad de los aldehídos inferiores respecto a los correspondientes
alcoholes. Así se obtiene, por ejemplo,
el propanal:
CH3—CH2—CH2OH Cr2O7Na2 + SO4H2
60-70
ºC CH3—CH2—CHO
1-propanol propanal
b)
Hidratación de alquinos
En
presencia de sulfato mercúrico y ácido sulfúrico diluido, como catalizadores,
se adiciona una molécula de agua al triple enlace de un alquino, con lo que se
forma primero un enol que, al ser inestable,
se isomeriza por reagrupamiento en un compuesto carbonílico. Únicamente
cuando se utiliza acetileno como producto de partida se obtiene acetaldehído,
según la reacción:
HCCH + H2O SO4H2
SO4Hg CH2=CHOH CH3—CHO
acetileno etenol etanal
(acetaldehído)
Este
es el procedimiento industrial más utilizado en la actualidad para la
fabricación de acetaldehído, que es la materia prima de un gran número de
importantes industrias orgánicas. Cuando se utilizan acetilenos
alquilsustituidos el producto final es
una cetona.
c)
Ozonólisis de alquenos
La
ozonólisis de alquenos da lugar a aldehídos o cetonas, según que el carbono
olefínico tenga uno o dos sustituyentes hidrocarbonados. Esta reacción no suele
utilizarse con fines preparativos, sino más bien en la determinación de
estructuras para localizar la posición de los dobles enlaces.
Reacciones
de obtención de acidos organicos
A. oxidación de alcoholes primarios y aldehídos.
Ocurre sin degradación (sin pérdida de carbones) por
acción directa del oxigeno en presencia de catalizadores o con el empleo de
oxidantes como: acido crómico, acido nítrico o solución sulfúrica de
permanganato de potasio.
B. Hidrólisis de esteres
Muchos esteres se hallan en forma de productos naturales
y sometidos a hidrólisis dan un acido y un alcohol.
C. Carboxilación de Alquenos
Se hace actuar sobre los alquenos monóxido de carbono y
agua, esto ocurre a elevada presión y por acción del calor en presencia de
niquel carbonilo como catalizador; asi se obtiene acidos carboxílicos de los
productos de craqueo del petróleo.
Obtencion
de Eteres
Los éteres pueden
obtenerse por deshidratación de los alcoholes con ácido sulfúrico o también con
ácido fosfórico glacial:
CH3-CH2OH+CH3-CH2OH à C2H5-O-C2H5+H2O
SO4H2
También se preparan calentando un alcóxido alcalino
con los halogenuros de alquilo:
RONa+R´X à R-C-R´+Xna (R es cualquier grupo: etil,
metil, fenil y X es cualquier halogeno: cloro, yodo, bromo)
los ésteres se preparan por reacción de los
yoduros de alquilo con sales de plata:
CH3-COOAg+ICH3à CH3-COOCH3+Iag (aqui I es yodo)
Por la acción de un cloruro de ácido sobre un
alcohol.
CH3-COCl+NaOC2H5 à CH3-COOC2H5+ClNa (aqui Cl es
cloro)
Alcoholes en los alimentos
Alcohol e hidratos de carbono. El consumo de alcohol
puede provocar una hipoglucemia (nivel de azúcar por debajo de lo normal),
particularmente entre los más vulnerables, como jóvenes y personas diabéticas,
si no se acompaña de alimentos sólidos carbohidratos (pan, arroz, galletas...).
Alcohol y grasas. En las personas con predisposición
genética a hipertrigliceridemia, se puede observar tasas de triglicéridos muy
altas incluso con ingestas moderadas de alcohol. Los triglicéridos se
normalizan después de 2 a 3 semanas de abstinencia.
El alcohol aporta 7 calorías por gramo, pero son calorías
vacías no válidas como energía para los músculos
Alcohol y vitaminas. El estado vitamínico de las personas
es indiscutiblemente perturbado en el alcohólico crónico.
Vitamina B1: El alcoholismo es la causa principal de la
carencia de tiamina, que cursa con trastornos neurológicos.
Vitamina B6: Su carencia contribuye a la aparición de
problemas psíquicos y neurológicos.
Vitamina A: En caso de intoxicación aguda puede perturbar
los mecanismos de adaptación a la oscuridad.
Vitamina D: En el alcohólico crónico se presencia una
bajada de la vitamina D circulante favoreciendo la aparición de osteoporosis.
Alcohol y agua. La intoxicación alcohólica aguda provoca
el aumento de la producción de orina (efecto diurético), que el organismo
compensa sobreestimulando el "centro de la sed". Así, para calmar la
sed se acaba bebiendo más, con lo que se cae en un círculo vicioso.
Alcohol y calorías. El valor calórico de una bebida
alcohólica depende directamente de su grado de alcohol. El alcohol aporta 7
Kcal por gramo, pero esta fuente de energía que no es utilizable para el
trabajo muscular, pues se trata de calorías vacías (desprovistas de
nutrientes). Además, el alcohol consume grandes cantidades de vitaminas del
grupo B para su degradación y sitúa al organismo al borde del estado de
deficiencia, por lo que un consumo elevado de bebidas alcohólicas desequilibra
la alimentación
Adehidos
y cetonas
Muchas moléculas de
importancia biológica, como hormonas y vitaminas tienen los grupos funcionales,
al igual que en la farmacia, por aldehídos y cetonas destacan entre las
familias de compuestos orgánicos por poseer olores agradables, emmmm los
aldehídos tienen olores frutales y dulces las cetonas olores florales, por eso
se han utilizado como saborizantes en caso de la vainilla, o la cinamaldehido
por su olor a canela.
también tienen usos médicos como la acetaminofen
que se utiliza para bajar la fiebre en niños y como analgésico, el hidrato de
clorar que se utiliza como sedante en niños y premedicacion anestesica para
cirugía mayor y el benzal utilizado como germicida.
en fibras textiles sintéticas como el dacron que
se utiliza con lana para hacer casimires de planchado permanentes.
la cloroacetofenona que es usada como gas
lacrimógeno para defensa personal.
Acido
organicos en los alimentos
se denominan también
ácidos carboxílicos.
ácido ascórbico o vitamina C: compuesto de sabor
ácido agradable, hidrosoluble, de fácil oxidación. Se destruye durante la
cocción de alimentos y es esencial en la dieta humana porque el organismo no lo
produce. Se encuentra en frutas cítricas y previene , las infecciones, y la
gripe común; e) ácidos grasos: están presentes en grasas y aceites y se
clasifican en saturados e insaturados. Algunos son: el ácido laurico en el
coco, miristico en la mantequilla, esteárico en grasas de animales entre otros.
Naranja (Citrus sinensis L. Osbeck)
Fruto en baya del naranjo, árbol de hoja perenne
de la familia de las Rutáceas.
Es originaria del sureste de China y norte de
Birmania, aunque se la conoce en el área mediterránea desde hace
aproximadamente tres mil años. Desde su lugar de origen, el naranjo se extendió
a Japón y a lo largo de la India, llego a Occidente, por la Ruta de la Seda.
Formó parte de los banquetes de las clases altas romanas a partir del siglo II.
En su composición cabe destacar la elevada cantidad de ácido ascórbico o
vitamina C, así como cantidades apreciables de ácido fólico, minerales y fibra,
con un aporte interesante de fibra soluble (pectinas), cuyas principales
propiedades se relacionan con disminución de colesterol y glucosa en sangre,
así como con el desarrollo de la flora intestinal.
Esteres en los alimentos
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.
Eteres en los alimentos
Es un producto líquido a temperatura
ambiente, muy volátil y extremadamente inflamable. Es incoloro de olor purgente
dulce. Se usa como medio de reacción, disolvente, agente extractivo y
anestésico general.
Alcoholes en el organismo
La tolerancia al alcohol varía de una
persona a otra, depende de la capacidad enzimática del hígado en efectuar esa
degradación. Generalmente la mujer es más sensible al alcohol que el hombre. La
capacidad del hígado de degradar el alcohol puro se limita a 7,5 gramos por
hora. Mientras que el alcohol no es metabolizado circula dentro de la sangre.
Además, su efecto diurético contribuye a la intoxicación del organismo. Hace
falta una hora para que el organismo degrade el alcohol presente en un vaso de
cerveza (17,5 cl), en medio vaso de vino (6 cl) o en un tercio de vaso de
aperitivo (4 cl) tipo anís. El alcohol se diluye más o menos rápidamente en la
sangre en función del estado de plenitud del estómago y de la presencia de
grasas dentro de la comida. Es decir, beber un vaso de bebida alcohólica en
ayunas hace "efecto" de inmediato, mientras que con el estómago lleno
ocurre lo contrario. Y cuanto más elevada es la graduación del alcohol, más
rápidamente pasa a la sangre circulante.
Cetonas y adehidos en el organismo
Los carbohidratos son
aldehídos o cetonas con grupos hidroxilo que pueden existir como cadenas o
anillos. Los carbohidratos son las moléculas biológicas más abundantes, y
presentan varios papeles en la célula; algunos actúan como moléculas de
almacenamiento de energía (almidón y glucógeno) o como componentes
estructurales (celulosa en las plantas, quitina en los animales). Los
carbohidratos básicos son llamados monosacáridos e incluyen galactosa,
fructosa, y el más importante la glucosa. Los monosacáridos pueden sintetizarse
y formar polisacáridos.
Los aminoácidos son usados para sintentizar
proteínas y otras biomoléculas o bien son oxidados a urea y dióxido de carbono
como fuente de energía.Esta ruta oxidativa empieza con la eliminación del grupo
amino por una aminotransferasa. El grupo amino es cedido al ciclo de la urea,
dejando un esqueleto carbónico en forma de cetoácido. Los aminoácidos
glucogénicos pueden ser transformados en glucosa mediante gluconeogénesis.
molecular tienen olores característicos: el
cinamaldehído es elresponsable del olor de la canela y el anisaldehído el del
anís. Perono todos tienen olores agradables :La butanodiona es uno de
loscompuestos responsables del mal olor en la sudoración de pies yaxilas. La
metilvinilcetona es un producto comercial utilizado en lafabricación de
plásticos.Funciones aldehído y cetonaLos aldehídos se nombran cambiandola
terminación –ol del alcohol por –al(etanol etanal); para las cetonas
laterminación es –ona. Para cadenassuperiores a 5 átomos de carbonoconsecutivos
debe marcarse con unnúmero localizador la función carbonilo.(3-pentanol
3-pentanona) .H3CCH2CH3ObutanonaH3CCH2butanalOHReacti… por excelenciaAl igual
que los alcoholes, los compuestos carbonílicospresentan un enlace
carbono-oxígeno polarizado, en elque los electrones del doble enlace están
parcialmentepolarizados sobre el elemento más electronegativo: eloxígeno. El
carbono del grupo carbonilo .Función carbonilo en la vida diariaLa estructura
del acetominofeno, unanalgésico de amplio uso, contiene unafunción carbonilo
que al estar unida a unátomo de nitrógeno recibe el nombre de amida. FUNCION
CARBONILO:cadenaspolihidroxicetonas y/o polihidroxialdehídos. A estos
compuestos también se les conoce como hidratos de carbonoya que pueden ser
representados por la fórmula general Cn
(H2O)n.CHOHHCOHHCCH2OHHOCHOHCOHCHOHCOHCH… fotosíntesis constituye uno de los
procesos másimportantes de la naturaleza ya que permite asegurarla vida sobre
la tierra. Explica cómo las plantas, enpresencia de luz solar, absorben dióxido
de carbono,liberan oxígeno a la atmósfera y forman compuestosde carbono
conocidos como carbohidratos.6CO2+ 6H2O C6H12O6+ 6O2Los carbohidratos
constituyen una forma de energíaque almacenan las plantas para su subsistencia.
Qué representan los carbohidratos:Son compuestos que constituyen un 50 % de la
biomasa de la tierra. Las funciones de los carbohidratosson variadas y van
desde ser fuentes de energía para y en los seres vivos, hasta ser
componentesestructurales de las células.La glucosa es un carbohidrato simple y
es el azúcar más abundante en la naturaleza. Puede existir como una
cadenaabierta (B) o cerrada (A) y tiene varias funciones alcohol y una función
aldehído. La notación D es para uno de susisómeros ópticos que es el que se
encuentra en la naturaleza.La D- fructosa es el carbohidrato simple que
consumimos cuando comemos frutas. Suestructura contiene además de varias
funciones alcohol, una función cetona, a diferenciade la glucosa. Se emplea
para la elaboración de productos diéteticos ya que endulza muchousando menos
cantidad y no causa grandes elevaciones de azúcar en la sangre. Hay
queconsumirla con cuidado ya que es cariogénica, es decir, produce caries si no
se tiene unahigiene bucal adecuada.CCH2OHCH2OHCCCOHHOHHHHOOLos carbohidratos
pueden ser simples, constituidos por una solamolécula (monosacáridos como por
ejemplo la glucosa), y complejos si en su estructura molecular intervienen dos
o más moléculas demonosacáridos iguales o diferentes. La presencia de
monosacáridossimples o complejos depende de la naturaleza del alimento u
otromaterial en donde estén presentes. Entre los complejos tenemos“disacáridos”
constituidos por la unión de dos monosacáridos,por ejemplo, el azúcar común
(sacarosa, que está formada poruna molécula de glucosa y una de fructosa);
oligosacáridos,cuando contienen hasta 6 unidades de monosacáridos,
ypolisacáridos con un número indeterminado. Tal es el caso delalmidón
constituido solamente por moléculas de glucosa.maltosa es un ejemplo de
disacárido, diferente a la sacarosa,y se encuentra en algunas verduras y en la
cerveza. El azúcarde los postres no suministra vitaminas, minerales o fibra
sinosólo calorías a las que se les suele llamar "calorías vacías"
pues son las responsables de la obesidad. Igualmente, muchos
alimentosrefinados, como la harina blanca y el arroz elaborado, carecen
denutrientes y es por ello que se les enriquece con vitaminas y minerales.
Acidos organicos en el organismo
Los ácidos orgánicos son más débiles que los inorgánicos, de gran utilidad
ya que son los principales catalizadores de reacciones, algunos abundan en la naturaleza como el ácido cítrico, presente en las
naranjas y otros se obtienen por distintos procesos como el ácido acético
(vinagre)
La razón por la cual estos ácidos son
másdébiles es que contienen en su
cadena carbonos.
A los ácidos orgánicos también se los
denomina ácidos carboxílicos y es común encontrar la leyenda en
alimentos“Conservar en lugar fresco y seco”. Cuando
esto no se cumple, algunos cambian y no tienen el mismo gusto o aroma. Por
ejemplo si se deja la manteca fuera de la heladera, adquiere un sabor y olor
característico y se dice que está “rancia”.
Esto se debe a la presencia de ácidos orgánicos, generalmente degradados por
microorganismos.
Los ácidos más solubles en agua son los de cadena más
corta, poseen un sabor
agrio. Los de cuatro a ocho átomos de carbono por molécula tienen olor
desagradable, pero los de
cadena carbonada larga son prácticamente inodoros debido a su poca volatilidad.
En conclusión, su solubilidad disminuye a
medida que aumenta la cadena carbonada.
E l punto
de ebullición de los ácidos
carboxílicos aumenta con el incremento de la masa molecular.
Existe un grupo de ácidos carboxílicos cuya
importancia radica en que intervienen en lasíntesis de las grasas y aceites vegetales y/o
animales, de ahí que se denominan ácidos
grasos.
También se los utiliza para conservar alimentos, en particular sus
sales. En general retardan la descomposición del alimento inhibiendo el
crecimiento de bacterias, hongos u otros microorganismos.
Eteres en el organismo
Ácido fumárico, es el
ácido trans-butenodioico, compuesto cristalino incoloro, de fórmula
HO2CCH=CHCO2H, que sublima a unos 200 °C. Se encuentra en ciertos hongos y en
algunas plantas, a diferencia de su isómero cis, el ácido maleico
(cis-butenodioico), que no se produce de forma natural.
Es soluble en agua caliente, éter y alcohol. Se
obtiene por deshidratación del ácido málico y por isomerización del ácido
maleico por distintos procedimientos (acción de la luz, calentamiento...).
Interviene en el ciclo de Krebs como intermediario metabólico
Ácido linoleico, líquido oleoso, incoloro o
amarillo pálido, de fórmula CH3(CH2)4(CH=CHCH2)2(CH2)6CO2H, cuyos dobles
enlaces presentan configuración cis. Es soluble en disolventes orgánicos y se
polimeriza con facilidad, lo que le confiere propiedades secantes. El ácido
linoleico es un ácido graso esencial, es decir, es un elemento necesario en la
dieta de los mamíferos por ser uno de los precursores de las prostaglandinas y
otros componentes de tipo hormonal
Ácido esteárico, sólido orgánico blanco de
apariencia cristalina, de fórmula CH3(CH2)16COOH. No es soluble en agua, pero
sí en alcohol y éter. Junto con los ácidos láurico, mirístico y palmítico,
forma un importante grupo de ácidos grasos. Se encuentra en abundancia en la
mayoría de los aceites y grasas, animales y vegetales, en forma de
éster—triestearato de glicerilo o estearina— y constituye la mayor parte de las
grasas de los alimentos y del cuerpo humano.
Ácido láctico o Ácido 2-hidroxipropanoico,
compuesto incoloro de fórmula CH3CHOHCOOH. Se da bajo dos formas ópticamente
activas, dextrógira y levógira*, frecuentemente denominadas ácido D-láctico y
ácido L-láctico. En su estado natural es una mezcla ópticamente inactiva
compuesta por partes iguales de ambas formas D- y L-, conocida como mezcla
'racémica'.
Normalmente se prepara por fermentación bacteriana
de lactosa, almidón, azúcar de caña o suero de la leche. Pequeñas cantidades de
ácido L-láctico están presentes en la sangre y en otros fluidos y órganos del
cuerpo; este ácido se forma en los tejidos, sobre todo los musculares, que
obtienen energía metabolizando azúcar en ausencia de oxígeno. La acumulación de
grandes cantidades de este ácido en los músculos produce fatiga y puede causar
calambres.
Ácido palmítico, sólido blanco grisáceo, untuoso
al tacto, de fórmula CH3(CH2)14COOH. Es un ácido graso saturado que se
encuentra en una gran proporción en el aceite de palma, de ahí su nombre. Es
soluble en alcohol y éter, pero no en agua. Tiene un punto de fusión de 63 °C y
un punto de ebullición de 271 °C a una presión de 100 mm de mercurio.
Se encuentra en la mayoría de las grasas y
aceites, animales y vegetales, en forma de éster (tripalmitato de glicerilo o
palmitina).
Ácido pirúvico, es el ácido a-cetopropanoico,
líquido incoloro de olor fuerte y picante, soluble en agua y de fórmula
H3CCOCO2H. Tiene un punto de ebullición de 165 °C y un marcado carácter ácido.
Fue descubierto por el químico sueco Jöns J. Berzelius a partir del ácido
tartárico. En la actualidad se sigue obteniendo por calentamiento de este ácido.
Interviene en numerosas reacciones metabólicas.
Por ejemplo, es un producto de degradación de la glucosa que se oxida
finalmente a dióxido de carbono y agua.
Ácido cítrico, sólido blanco, de fórmula
C3H4OH(COOH)3, soluble en agua y ligeramente soluble en disolventes orgánicos,
con un punto de fusión de 153 °C. Las disoluciones acuosas de ácido cítrico son
algo más ácidas que las de ácido etanoico. El ácido cítrico se encuentra en
diferentes proporciones en plantas y animales, ya que es un producto intermedio
del metabolismo prácticamente universa
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