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
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
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
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
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
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
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
- ↑ 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