clase8 acido base

Universidad Privada Universidad Privada Antonio Guillermo Antonio Guillermo UrreloUrrelo

Farmacia y BioquímicaFarmacia y Bioquímica

QUÍMICA ORGÁNICA ITEORÍA ÁCIDO - BASE

Prof. Julio Prof. Julio BenitesBenites VilchezVilchezQ F Patricia Minchán HerreraQ F Patricia Minchán HerreraQ.F. Patricia Minchán HerreraQ.F. Patricia Minchán Herrera

DEFINICIONES DE ÁCIDOS Y BASESDEFINICIONES DE ÁCIDOS Y BASES

Arrhenius (1883)

Ácido: Sustancia que, en disolución acuosa, da H+

HCl H+ ( ) + Cl ( )HCl → H+ (aq) + Cl− (aq)

Base: Sustancia que, en disolución acuosa, da OH−

NaOH→ Na+ (aq) + OH− (aq)

QUÍMICA ORGÁNICA IProf. Julio Benites Vilchez

Q.F Patricia Minchán Herrera

DEFINICIONES DE ÁCIDOS Y BASESBASES

Limitaciones:Limitaciones:

* Sustancias con propiedades básicas que no icontienen

iones hidroxilo (p.ej.: NH3 líquido)* Se limita a disoluciones acuosas.

Se requiere una perspectiva más general



Brønsted-Lowry (1923)Ácido: Especie que tiene tendencia a ceder un H+

Base: Especie que tiene tendencia a aceptar un H+

CH3COOH (aq) + H2O (l) ↔ H3O+ (aq) + CH3COO− (aq)

ácido base baseácido

Transferenciaprotónicaácido base baseácido protónica

Par ácido-base conjugado

* Ya no se limita a disoluciones acuosasVentajas

Par ácido base conjugado

* Se explica el comportamiento básico de, p.ej., NH3Ventajas

Sustancia anfóteraNH3 (aq) + H2O (l) ↔ NH4

+ (aq) + OH− (aq)Sustancia anfótera

(puede actuar comoácido o como base)

ÁCIDOS Y BASES

• Según Brönsted y LowryGeneralmente el concepto de acidez y basicidad esta asociada al solvente agua



+ -O H

H

OH

H

O HH + +O H H

: ::

: ::: :

Proton donor

Protonacceptor

H H

++O H OH N H

H HH + +N H H

::

::

Protonacceptor

Protondonor

H HH H



Los ácidos son capaces de ceder protones a las bases. C d b Cuando una base acepta un protón, se convierte en un ácido capaz de devolver ese capaz de devolver ese protón. Cuando un ácido cede un protón, se convierte en una se convierte en una base capaz de aceptar de nuevo ese protón.



Lewis (1923)

Para que una sustancia acepte un H+ debe poseer un parde electrones no compartidos.

H H +

H+ + :N H

H

N H

H

H

Á

H H

Ácido: Especie que puede aceptar pares de electronesBase: Especie que puede ceder pares de electrones



El H+ es ácido de Lewis, pero no es el único.La base puede ceder pares de electrones a otras especiesp p p

Definición más generalH F

H N:H

H+ B F

F

base ácido

H F

H NH

H

B F

F



ÁCIDOS Y BASES • Según Lewis

electrofilo nucleofilo



FACTORES QUE INFLUYEN EN ÁLAS REACCIONES ÁCIDO - BASE

- ELECTRONEGATIVIDAD

- ENERGIA DE ENLACE

- EFECTOS INDUCTIVOS

- EFECTOS ESTERICOS

EFECTOS DE HIBRIDACIÓN- EFECTOS DE HIBRIDACIÓN

- EFECTO DE RESONANCIA



- EFECTOS DE ELECTRONEGATIVIDAD

En un periodo en la TP la acidez aumenta con la electronegatividad

RELACIÓN ENTRE LA ELECTRONEGATIVIDAD Y K

HF > H2O > NH3 > CH4

RELACIÓN ENTRE LA ELECTRONEGATIVIDAD Y pKa



- EFECTOS DE LA ENERGÍA DE ENLACELa acidez aumenta con el tamaño del átomoLa acidez aumenta con el tamaño del átomo

El tamaño del átomo se incrementa en una columna TP de arriba hacia abajo

HI > HBr > HCl > HF

S HCH3 CH3 O – CH3 S – O HCH3

Methanethiol Methoxide Methanethiolate Methanol

+ +

pKa 7.0(stronger acid)

ion(stronger base)

ion(weaker base)

pKa 16(weaker acid)



EFECTO INDUCTIVO

Es la polarización de un enlace por influencia de un átomo o grupos de átomos Es la polarización de un enlace por influencia de un átomo o grupos de átomos polares.polares.

CH3 CH2 Cl

ElEl di ldi l bb ll dd f tf t dd bb ll átát dd bbElEl dipolodipolo carbonocarbono --clorocloro produceproduce unun efectoefecto enen cadenacadena sobresobre elel átomoátomo dede carbonocarbonosiguientesiguiente mediantemediante unun ““efectoefecto inductivoinductivo atractoratractor dede electrones”electrones”.. ElEl efectoefectoinductivoinductivo sese representarepresenta mediantemediante unun vectorvector queque vava desdedesde elel átomoátomo queque entregaentregasusu densidaddensidad electrónicaelectrónica haciahacia elel queque lala aceptaacepta..

CH3 CH2 Cl + OHδ + + +δ - -CH3 CH2 OH + Cl

qq pp

3 2



Otra aplicación de este concepto de reactividad en la disociación de un ácidoOtra aplicación de este concepto de reactividad en la disociación de un ácido

HA H A -+ +

CH3 CH2 CH COOH , CH3 CH CH2 COOH , CH2 CH2 CH2 COOH

Cl Cl Cl

-- -CH3 CH2 CH COO , CH3 CH CH2 COO , CH2 CH2 CH2 COO

Cl Cl Cl

El ácido 2El ácido 2--clorocloro--butanoico es 15 veces más ácido que el ácido 3butanoico es 15 veces más ácido que el ácido 3--clorocloro--butanoico y butanoico y 45 veces más ácido que el ácido 445 veces más ácido que el ácido 4--clorocloro--butanoicobutanoico..



EFECTO INDUCTIVO

Efecto Inductivo en elácido

tricloroacético

EFECTO INDUCTIVO EN EL pKa



COMPORTAMIENTO DE LAS BASES ORGÁNICAS

AMONIACO Y AMINAS



EFECTO RESONANTE EN LA DISMINUCIÓN DE LA BASICIDAD DEDISMINUCIÓN DE LA BASICIDAD DE

LA ANILINA

N N NH H H H

H NH HH +++

Interaction of the electron pair on nitrogen with the pi system of the aromatic ring



Efecto de Hibridación:Efecto de Hibridación:

UtilidadUtilidad: Propiedades Acido-Basep

Fármaco & pH pH ácido pH alcalino

Fármaco ácido Predomina la forma no ionizada (liposoluble).

Predomina la forma ionizada

Facilita absorción y dificulta eliminación

(hidrosoluble). Dificulta la absorción y facilita eliminación

Fármaco alcalino Predomina la forma ionizada (hidrosoluble). Dificulta la absorción y facilita

Predomina la forma no ionizada (liposoluble). Predomina la absorción y dificulta eliminaciónla absorción y facilita

eliminacióny dificulta eliminación



UtilidadUtilidad: Propiedades Acido-Base: CiprofloxacinoCiprofloxacino



• Pasaje de BH+ a través de las barrerasPasaje de BH a través de las barreraslipidicas:

BH+ H2O H3O+ B+ +

LipidicaBarrera

BH+ H2O H3O+ B+ +



• Pasaje de HA a través de las barreras• Pasaje de HA a través de las barreraslipidicas:

HA H2O H3O+ A-+ +

LipidicaBarrera

HA H2O H3O+ A-+ +



“Probablemente no haya otro tipo de equilibriotan importante como el de ácidos y bases”



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