En química orgánica , un grupo alquilo es un alcano al que le falta un hidrógeno . [1] El término alquilo es intencionalmente inespecífico para incluir muchas sustituciones posibles. Un alquilo acíclico tiene la fórmula general de −C n H 2 n +1 . Un grupo cicloalquilo se deriva de un cicloalcano mediante la eliminación de un átomo de hidrógeno de un anillo y tiene la fórmula general −C n H 2 n −1 . [2] Normalmente, un alquilo es parte de una molécula más grande. En las fórmulas estructurales , el símbolo R se utiliza para designar un grupo alquilo genérico (no especificado). El grupo alquilo más pequeño es el metilo , con la fórmula −CH 3 . [3]
La alquilación es la adición de grupos alquilo a las moléculas, a menudo mediante agentes alquilantes como haluros de alquilo .
Los agentes antineoplásicos alquilantes son una clase de compuestos que se utilizan para tratar el cáncer. En este caso, el término alquilo se utiliza de forma imprecisa. Por ejemplo, las mostazas nitrogenadas son agentes alquilantes bien conocidos, pero no son hidrocarburos simples.
En química, alquilo es un grupo, un sustituyente, que está unido a otros fragmentos moleculares. Por ejemplo, los reactivos de alquil litio tienen la fórmula empírica Li(alquilo), donde alquilo = metilo, etilo, etc. Un éter dialquílico es un éter con dos grupos alquilo, por ejemplo, éter dietílico O(CH 2 CH 3 ) 2 .
En química médica , la incorporación de cadenas alquílicas a algunos compuestos químicos aumenta su lipofilia . Esta estrategia se ha utilizado para aumentar la actividad antimicrobiana de las flavanonas y las chalconas . [4]
Por lo general, los grupos alquilo están unidos a otros átomos o grupos de átomos. Los alquilos libres se presentan como radicales neutros, como aniones o como cationes. Los cationes se denominan carbocationes . Los aniones se denominan carbaniones . Los radicales libres de alquilo neutros no tienen un nombre especial. Estas especies se encuentran normalmente solo como intermediarios transitorios. Sin embargo, se han preparado radicales alquilo persistentes con vidas medias "de segundos a años". [5] Normalmente, los cationes alquilo se generan utilizando superácidos y los aniones alquilo se observan en presencia de bases fuertes. Los radicales alquilo se pueden generar mediante una reacción fotoquímica o por escisión homolítica . [6] Los alquilos se observan comúnmente en la espectrometría de masas de compuestos orgánicos . Los alquilos simples (especialmente el metilo ) también se observan en el espacio interestelar .
Los grupos alquilo forman series homólogas . La serie más simple tiene la fórmula general −C n H 2 n +1 . Los alquilos incluyen metilo , ( −CH 3 ), etilo ( −C 2 H 5 ), propilo ( −C 3 H 7 ), butilo ( −C 4 H 9 ), pentilo ( −C 5 H 11 ), etc. Los grupos alquilo que contienen un anillo tienen la fórmula −C n H 2 n −1 , p. ej., ciclopropilo y ciclohexilo. La fórmula de los radicales alquilo es la misma que la de los grupos alquilo, excepto que la valencia libre " − " se reemplaza por el punto "•" y se agrega "radical" al nombre del grupo alquilo (p. ej., radical metilo •CH 3 ).
La convención de nomenclatura se toma de la nomenclatura IUPAC :
Los prefijos tomados de la nomenclatura IUPAC se utilizan para nombrar estructuras de cadena ramificada por sus grupos sustituyentes , por ejemplo 3-metilpentano :
La estructura del 3-metilpentano se considera que consta de dos partes. En primer lugar, cinco átomos componen la cadena recta más larga de centros de carbono . El compuesto original de cinco carbonos se llama pentano (resaltado en azul). El "sustituyente" o "grupo" metilo está resaltado en rojo. De acuerdo con las reglas habituales de nomenclatura, los grupos alquilo se incluyen en el nombre de la molécula antes de la raíz, como en metilpentano . Este nombre es, sin embargo, ambiguo, ya que la rama metilo podría estar en varios átomos de carbono. Por lo tanto, el nombre es 3-metilpentano para evitar la ambigüedad: El 3- se debe a que el metilo está unido al tercero de los cinco átomos de carbono.
Si hay más de un mismo grupo alquilo unido a una cadena, entonces se utilizan los prefijos en los grupos alquilo para indicar múltiplos (es decir, di, tri, tetra, etc.)
Este compuesto se conoce como 2,3,3-trimetilpentano . Aquí hay tres grupos alquilo idénticos unidos a los átomos de carbono 2, 3 y 3. Los números se incluyen en el nombre para evitar ambigüedades sobre la posición de los grupos, y "tri" indica que hay tres grupos metilo idénticos. Si uno de los grupos metilo unidos al tercer átomo de carbono fuera en cambio un grupo etilo, entonces el nombre sería 3-etil-2,3-dimetilpentano. Cuando hay diferentes grupos alquilo, se enumeran en orden alfabético.
Además, cada posición en una cadena de alquilo se puede describir según la cantidad de otros átomos de carbono que estén unidos a ella. Los términos primario , secundario , terciario y cuaternario se refieren a un carbono unido a uno, dos, tres o cuatro carbonos respectivamente.
El primer radical alquilo nombrado fue etilo, nombrado así por Liebig en 1833 a partir de la palabra alemana "Äther" (que a su vez se había derivado de la palabra griega " aither " que significa "aire", para la sustancia ahora conocida como éter dietílico ) y la palabra griega ύλη ( hyle ), que significa "materia". [7] A esto le siguieron metilo ( Dumas y Peligot en 1834, que significa "espíritu de madera" [8] ) y amilo ( Auguste Cahours en 1840 [9] ). La palabra alquilo fue introducida por Johannes Wislicenus en o antes de 1882, basada en la palabra alemana "Alkoholradikale" y el sufijo común en ese entonces -ilo. [10] [11]
(nombrados por Liebig en 1833 a partir de la palabra griega y alemana "aether" más la palabra griega "hyle"
por Dumas y Peligot en 1834 a partir de raíces griegas: metilo = metil + hyle ("espíritu" + "madera")
("amilène" fue acuñado por Auguste Cahours en 1840, para designar una sustancia procedente del almidón de patata después de la fermentación y destilación.
El término "alquilo" fue acuñado sin fanfarrias por Johannes Wislicenus, profesor de Würzburg; un uso temprano (quizás no el primero) se encuentra en su artículo de 1882 [22, 244]. La palabra se deriva de las primeras tres letras de "Alkoholradicale" combinadas con el sufijo -yl; era (y es) un término genérico para cualquiera de esos radicales que llevan los "primeros nombres" metilo, etilo, propilo, butilo, amilo, etc.