Alquilo
O grupo funcional alquilo é un substituínte, formado pola separación dun átomo de hidróxeno dun hidrocarburo saturado ou alcano,[1] de modo que o alcano pode enlazarse a outro átomo ou grupo de átomos. O nome alquilo deriva de alcano coa terminación de radical ilo. Cando o grupo forma parte do nome doutro composto denomínase alquil (por exemplo, alquilfenol). Un cicloalquilo é un derivado dun cicloalcano por eliminación dun átomo de hidróxeno dun anel e ten a fórmula xeral CnH2n−1.[2]
Pódese supoñer que un grupo alquilo pode formarse a partir dun alcano, pero estes grupos non existen por separado (se existen por separado serían radicais alquilo), polo que os grupos alquilo son partes de compostos maiores.[3] Aínda que os grupos alquilo sempre se encontran unidos a outro átomo ou grupo de átomos, como no gráfico da dereita, é interesante consideralos como partes que se poden separar porque isto fai máis sinxela a nomenclatura dos compostos orgánicos e a comprensión do mecanismo de certas reaccións como a transmetilación.
Deste xeito, por exemplo, ao separarmos un hidróxeno dunha molécula de metano (CH4) quedaría o grupo alquilo máis simple, o grupo metilo (CH3-), pero este grupo non pode estar illado (cando están illados son radicais metilo CH3, moi reactivos). Son moi frecuentes e aparecen como substituíntes ou unidades estruturais en moitos compostos orgánicos.[4]
Serie homóloga
[editar | editar a fonte]O grupo metilo forma parte dunha "familia" de substituíntes orgánicos chamados grupos alquilo ou alquílicos, xa que seguen un mesmo patrón: só conteñen átomos de carbono e hidróxeno, unidos por enlace covalente simple na serie homóloga -(CH2)n-H con fórmula molecular CnH2n+1 e ao ser un grupo funcional forman parte dunha molécula maior. Cando un grupo metilo se separa dunha molécula, convértese nun radical metilo.
Se os ordenamos de menor a maior número de átomos de C, os catro primeiros teñen nomes específicos (metilo, etilo, propilo e butilo) mentres que os que seguen só se denominan coa raíz latina segundo o número de carbonos (pent-, hex- etc.) e a terminación -il(o).
| Radical | Fórmula simplificada |
Fórmula semidesenvolvida |
|---|---|---|
| Metilo | -CH3 | -CH3 |
| Etilo | -C2H5 | -CH2-CH3 |
| Propilo | -C3H7 | -CH2-CH2-CH3 |
| Butilo | -C4H9 | -CH2-CH2-CH2-CH3 |
| Pentilo | -C5H11 | -CH2-CH2-CH2-CH2-CH3 |
| Hexilo | -C6H13 | -CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH3 |
| Heptilo | -C7H15 | -CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH3 |
| Octilo | -C8H17 | -CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH3 |
| Nonilo | -C9H19 | -CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH3 |
| Decilo | -C10H21 | -CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH3 |
Estrutura
[editar | editar a fonte]Hai que distinguir entre grupos alquilo de cadea recta e de cadea ramificada segundo a xeometría da cadea alquílica, é dicir, a ausencia de ramificacións (como no grupo propilo), ou a presenza destas (no grupo isopropilo).
Segundo que o átomo de hidróxeno supostamente eliminado pertenza a un carbono terminal (carbono primario) ou intermedio (carbono secundario etc.) podemos distinguir entre grupos alquilo primarios, secundarios e terciarios, xa que dito átomo de H que falta definirá o carbono de unión entre o grupo alquilo e o resto da molécula.
Na táboa inferior obsérvanse dous grupos derivados do butano, eliminando o H nun C primario (n-butil) ou secundario (sec-butil); e dous derivados do metilpropano, eliminando o H nun C primario (isopropil) ou terciario (ter-butil).
| Grupo alquilo | Estrutura | Fórmula | Cadea e tipo de alquilo | Exemplo |
|---|---|---|---|---|
| Butil ou butilo | 
|
CH3-CH2-CH2-CH2- | Cadea liñal Alquilo primario |
|
| sec-butil | 
|
CH3-CH-CH2-CH3 | Cadea liñal Alquilo secundario |
|
| 2-metilpropil ou isobutil |
 |
CH3-CH(CH3)-CH2- | Cadea ramificada Alquilo primario |
|
| ter-butil |  |
CH3-C(CH3)-CH3 | Cadea ramificada Alquilo Terciario |
|
| Grupo funcional | Símbolo | Fórmula | Estrutura | Prefixo | Sufixo | Exemplo |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Grupo metilo | Me | -CH3 | 
|
metil- | -metano | 
|
| Grupo etilo | Et | -CH2CH3 | 
|
etil- | -etano | 
|
| Grupo propilo | n-Pr | -CH2CH2CH3 | 
|
propil- | N-propano | 
|
| i-Pr | -CH(CH3)2 | 
|
isopropil- | isopropano | 
| |
| Grupo butilo | n-Bu | -CH2CH2CH2CH3 |
|
butil- | -butano | 
|
| i-Bu | -CH2CH(CH3)2 |
|
isobutil- | -isobutano | 
| |
| s-Bu | -CH(CH3)CH2CH3 |
|
sec-butil- | _ | 
| |
| t-Bu | -C(CH3)3 |
|
ter-butil- | _ | 
| |
| Grupo pentilo | _ | -CH2CH2CH2CH2CH3 | 
|
pentil- | -pentano | 
|
Usos
[editar | editar a fonte]A alquilación é unha importante opreración nas refinerías de petróleo, por exemplo, para a produción de gasolina de alta octanaxe.
En química medicinal, a incorporación de cadeas de alquilos nalgúns compostos incrementa a súa lipofilia. Isto foi usado, por exemplo, para incrementar a actividade antimicrobiana das flavanonas e chalconas.[5] Hai axentes antineoplásticos alquilantes, que se usan no tratamento do cancro. Neste caso o termo alquilo utilízase cun significado amplo, xa que, por exemplo, as mostazas nitroxenadas son axentes alquilantes máis complexos que unha simple cadea hidrocarbonada.
Radical alquilo
[editar | editar a fonte]
Un radical alquilo (antes chamado radical libre alquilo) é unha entidade molecular inestable derivada dun alcano que perdeu un átomo de hidróxeno e quedou cun electrón desapareado ou impar.[6] O radical formado está centrado sobre o átomo de carbono, é dicir, o electrón desapareado está localizado sobre dito átomo, por posuír maior densidade de spin.[7] O electrón desapareado móstrase como un punto nos diagramas ou fórmulas estruturais.
Se dito grupo de átomos se encontra dentro dunha molécula maior e non está formalmente separado dela, chámase grupo alquilo.
Síntese
[editar | editar a fonte]Fórmanse por rotura homopolar, xeralmente producida por altas temperaturas (termólise ou pirólise), ou por irradiación con luz ultravioleta (fotólise).
É moi frecuente a súa formación en reaccións radicalarias a partir doutros radicais, como a haloxenación radicalaria que produce haluros de alquilo a partir de alcanos e halóxenos.
Os nomes destes radicais ciclopropanos fórmanse cambiando o sufixo ano do alcano pola terminación ilo ou il.
CH4 (Metano) – H -> CH3 – Metil (Metilo)
CH3-CH3 (Etano) – H -> CH3-CH2 – Etil (Etilo)
Reactividade
[editar | editar a fonte]Os radicais alquilo teñen gran reactividade e a súa vida media é moi curta. Un exemplo é o radical metilo, CH3·, procedente do metano, CH4, cando perde un átomo de hidróxeno, ou da rotura homopolar doutros compostos orgánicos.
Aínda que a súa vida media en estado illado é moi breve, permite explicar o mecanismo de reacción de moitos procesos en química orgánica e bioquímica.
Notas
[editar | editar a fonte]- ↑ http://goldbook.iupac.org/A00228.html IUPAC Recommendations 1995: Glossary of class names of organic compounds and reactivity intermediates based on structure. Páx. 1314
- ↑ IUPAC, Compendium of Chemical Terminology, 2nd ed. (the "Gold Book") (1997). Online corrected version: (2006–) "cycloalkyl groups".
- ↑ Química orgánica. John McMurry. 6ª ed. Cengage Learning Editores, 2005. ISBN 9706863540. Páx. 77
- ↑ Química orgánica. Robert Thornton Morrison, Robert Neilson Boyd. 5ª ed. Pearson Educación, 1998. ISBN 9684443404. Páx. 86
- ↑ Mallavadhani UV, Sahoo L, Kumar KP, Murty US (2013). "Synthesis and antimicrobial screening of some novel chalcones and flavanones substituted with higher alkyl chains". Medicinal Chemistry Research. doi:10.1007/s00044-013-0876-x.
- ↑ Química orgánica. Victor Aldana Galvis, Robert Neilson Boyd. 5ª ed. Pearson Educación, 1998. ISBN 9684443404. Páx. 47
- ↑ http://goldbook.iupac.org/A00235.html IUPAC Recommendations 1995: Glossary of class names of organic compounds and reactivity intermediates based on structure. Páx. 1314
