Química orgánica

Orden de prioridad (de mayor a menor)

Tres carbonos que "cuentan" y se olvidan

• El carbono del nitrilo $-\text{C}\equiv\text{N}$ es el C1 y forma parte de la cadena. $\text{CH}_3\text{CH(OH)CH}_2\text{CN}$ tiene cuatro carbonos: 3-hidroxibutanonitrilo.
• El carbono del aldehído $-\text{CHO}$ es siempre el C1.
• El carbono de la amida $-\text{CONH}_2$ también cuenta: $\text{CH}_3(\text{CH}_2)_3\text{CONH}_2$ es pentanamida, no hexanamida.

Saturados e insaturados

Un compuesto es saturado si todos sus enlaces carbono-carbono son sencillos (alcanos y cicloalcanos) e insaturado si tiene algún enlace doble o triple entre carbonos (alquenos y alquinos; el benceno es un caso aparte, aromático). Lo dice la terminación, -ano, -eno, -ino, y lo dice la fórmula molecular:

Si no hay grupo principal, la numeración da el localizador más bajo a la insaturación: $\text{CH}_3\!-\!\text{CH}_2\!-\!\text{CH}\!=\!\text{CH}_2$ es but-1-eno, no but-3-eno. Y la distinción no es solo de nombre: los insaturados dan adición (el doble o triple enlace se abre) y los saturados, sustitución (apartado 3).

Míralo

Los dos criterios que resuelven la estereoisomería

Un $\text{CH}_2$ terminal mata la isomería geométrica (sus dos hidrógenos son iguales), y por eso el pent-1-eno no la tiene y el pent-2-eno sí. Para la óptica, señala el carbono asimétrico con un asterisco y enumera sus cuatro sustituyentes: eso es lo que se puntúa.

Míralo

Markovnikov, en una frase

Para aplicarlo, cuenta los hidrógenos de los dos carbonos del doble enlace antes de decidir. En el 2-metilbut-2-eno, el C2 no tiene ninguno y el C3 tiene uno: el cloro va al C2 y sale 2-cloro-2-metilbutano.

Halogenación: sustitución o adición según el sustrato

El mismo reactivo, $\text{Cl}_2$ o $\text{Br}_2$, hace cosas distintas según lo que encuentre. Con un alcano no hay enlace que abrir: hace falta luz ultravioleta ($h\nu$) para romper la molécula de halógeno en radicales, y el halógeno sustituye un hidrógeno, que sale como $\text{HX}$. Es la reacción fotoquímica típica. Con un alqueno o un alquino, el halógeno se adiciona al enlace múltiple, un átomo en cada carbono, y no sale nada más:

El benceno también se halogena por sustitución, pero sin luz: con un catalizador como $\text{FeCl}_3$ da clorobenceno y $\text{HCl}$. Con el $\text{Br}_2$ la adición se ve: el agua de bromo, parda, se decolora con un alqueno y no con un alcano a oscuras.

Oxidación de alcoholes

Con un oxidante en medio ácido ($\text{KMnO}_4$ o $\text{K}_2\text{Cr}_2\text{O}_7$, que se escribe $[\text{O}]$ sobre la flecha), lo que se obtiene depende de cuántos hidrógenos tenga el carbono que lleva el $-\text{OH}$:

El etanol da etanal y después ácido etanoico; para quedarse en el aldehído se destila según se forma. El propan-2-ol da propanona. El 2-metilpropan-2-ol, terciario, no tiene ningún H en ese carbono y no se oxida sin romper la cadena. Leída al revés, la regla contesta el «¿de qué alcohol procede…?»: una cetona viene de un alcohol secundario, un aldehído o un ácido, de uno primario.

Esterificación e hidrólisis de ésteres

Un ácido carboxílico y un alcohol se unen, con catalizador ácido, dando un éster y agua. Es una condensación (dos moléculas se unen y se pierde una de agua; hay textos que la clasifican como sustitución) y es reversible:

La reacción inversa es la hidrólisis. En medio ácido devuelve el ácido y el alcohol y se queda en equilibrio; en medio básico es completa y da la sal del ácido (saponificación, la de los jabones): $\text{CH}_3\text{COOCH}_2\text{CH}_3 + \text{NaOH} \rightarrow \text{CH}_3\text{COONa} + \text{CH}_3\text{CH}_2\text{OH}$.

Polimerización

Un polímero es una molécula gigante formada por la repetición de una unidad pequeña, el monómero. Hay dos maneras de encadenarlos:

La pista de examen es identificar el monómero: si la unidad que se repite es $-\text{CH}_2\!-\!\text{CHCl}-$, el monómero es el cloroeteno, $\text{CH}_2\!=\!\text{CHCl}$ (el doble enlace vuelve a su sitio). Entre los naturales, las proteínas son poliamidas de aminoácidos y el almidón y la celulosa, polímeros de la glucosa: todos ellos, de condensación.

Solubilidad y enlaces de hidrógeno en orgánica

Una pregunta habitual de 4B es cuál de dos compuestos es soluble en agua. El criterio es el del bloque de enlace: son solubles los que tienen grupos polares capaces de formar enlaces de hidrógeno ($-\text{OH}$, $-\text{COOH}$, $-\text{NH}_2$) y cadena corta. Los hidrocarburos, incluidos alquenos y alquinos, son apolares e insolubles.

Errores frecuentes

• Numerar por el extremo equivocado y olvidar que el grupo principal manda.
• No contar el carbono del nitrilo, del aldehído o de la amida.
• Confundir isómero de función con isómero de posición o de cadena.
• Aplicar Markovnikov al revés.
• Escribir la deshidratación de un alcohol como si diera un alcano.
• Oxidar un alcohol terciario, o llevar uno secundario hasta ácido carboxílico.
• Decir que un compuesto "no forma enlaces de hidrógeno porque no tiene hidrógenos": lo que hace falta es que estén unidos a F, O o N.
• Contestar "sí presenta isomería óptica" sin señalar el carbono asimétrico.

Míralo

1. Grupo principal $\rightarrow$ cadena más larga que lo contenga $\rightarrow$ numeración $\rightarrow$ sustituyentes.
2. Los carbonos de $-\text{CHO}$, $-\text{CONH}_2$ y $-\text{C}\equiv\text{N}$ cuentan y son el C1.
3. Isómero de función = otro grupo funcional; de posición = mismo grupo, otro sitio.
4. Geométrica: doble enlace con sustituyentes distintos a cada lado. Óptica: carbono con cuatro grupos diferentes.
5. Markovnikov: el H, al carbono más hidrogenado. Saytzeff: el alqueno más sustituido.
6. El benceno hace sustitución electrófila, nunca adición.
7. Son 1,5 puntos casi regalados: repásalos el último día.