En química orgánica , un grupo metilo es un alquilo derivado del metano , que contiene un átomo de carbono unido a tres átomos de hidrógeno, y que tiene la fórmula química CH3 ( mientras que el metano normal tiene la fórmula CH4 ). En las fórmulas , el grupo se abrevia a menudo como Me . Este grupo hidrocarburo se presenta en muchos compuestos orgánicos . Es un grupo muy estable en la mayoría de las moléculas. Si bien el grupo metilo suele ser parte de una molécula más grande, unido al resto de la molécula mediante un enlace covalente simple ( −CH3 ), se puede encontrar solo en cualquiera de tres formas: anión metanuro ( CH3−3), catión metilo ( CH+3) o radical metilo ( CH•
3). El anión tiene ocho electrones de valencia , el radical siete y el catión seis. Las tres formas son altamente reactivas y rara vez se observan. [1]
El catión metilo ( CH+3) existe en la fase gaseosa , pero no se encuentra en otras condiciones. Algunos compuestos se consideran fuentes de CH+3catión, y esta simplificación se utiliza ampliamente en química orgánica. Por ejemplo, la protonación del metanol da un reactivo metilante electrofílico que reacciona por la vía S N 2 :
De manera similar, el yoduro de metilo y el triflato de metilo se consideran equivalentes del catión metilo porque experimentan fácilmente reacciones S N 2 por nucleófilos débiles .
El catión metilo se ha detectado en el espacio interestelar . [2] [3]
El anión metanuro ( CH−3) existe solo en fase gaseosa enrarecida o en condiciones exóticas. Puede producirse mediante descarga eléctrica en cetena a baja presión (menos de un torr ) y su entalpía de reacción se determina en aproximadamente 252,2 ± 3,3 kJ / mol . [4] Es una superbase poderosa ; solo se sabe que el anión monóxido de litio ( LiO − ) y los dianiones dietinilbenceno son más fuertes. [5]
Al discutir los mecanismos de las reacciones orgánicas, el metil litio y los reactivos de Grignard relacionados a menudo se consideran sales de CH−3; y aunque el modelo puede ser útil para la descripción y el análisis, es sólo una ficción útil. Dichos reactivos se preparan generalmente a partir de haluros de metilo :
donde M es un metal alcalino .
El radical metilo tiene la fórmula CH•
3Existe en gases diluidos, pero en forma más concentrada se dimeriza fácilmente a etano . Se produce rutinariamente por varias enzimas de las variedades radicales SAM y metilcobalamina . [6] [7]
La reactividad de un grupo metilo depende de los sustituyentes adyacentes . Los grupos metilo pueden ser bastante poco reactivos. Por ejemplo, en los compuestos orgánicos, el grupo metilo resiste el ataque incluso de los ácidos más fuertes . [ cita requerida ]
La oxidación de un grupo metilo ocurre ampliamente en la naturaleza y en la industria. Los productos de oxidación derivados del metilo son el grupo hidroximetilo −CH2OH , el grupo formilo −CHO y el grupo carboxilo −COOH . Por ejemplo, el permanganato a menudo convierte un grupo metilo en un grupo carboxilo ( −COOH ), por ejemplo , la conversión de tolueno en ácido benzoico . Finalmente, la oxidación de los grupos metilo produce protones y dióxido de carbono , como se ve en la combustión.
La desmetilación (la transferencia del grupo metilo a otro compuesto) es un proceso común, y los reactivos que experimentan esta reacción se denominan agentes metilantes. Los agentes metilantes comunes son el sulfato de dimetilo , el yoduro de metilo y el triflato de metilo . La metanogénesis , la fuente del gas natural, surge a través de una reacción de desmetilación. [8] Junto con la ubiquitina y la fosforilación, la metilación es un proceso bioquímico importante para modificar la función de las proteínas. [9] El campo de la epigenética se centra en la influencia de la metilación en la expresión genética. [10]
Ciertos grupos metilo pueden desprotonarse. Por ejemplo, la acidez de los grupos metilo en la acetona ( (CH 3 ) 2 CO ) es aproximadamente 10 a 20 veces más ácida que la del metano. Los carbaniones resultantes son intermediarios clave en muchas reacciones de síntesis y biosíntesis orgánicas . De esta manera se producen los ácidos grasos .
Cuando se coloca en posiciones bencílicas o alílicas , la fuerza del enlace C−H disminuye y la reactividad del grupo metilo aumenta. Una manifestación de esta reactividad mejorada es la cloración fotoquímica del grupo metilo en tolueno para dar cloruro de bencilo . [11]
En el caso especial en el que un hidrógeno se reemplaza por deuterio (D) y otro hidrógeno por tritio (T), el sustituyente metilo se vuelve quiral . [12] Existen métodos para producir compuestos de metilo ópticamente puros, por ejemplo, ácido acético quiral (ácido deuterotritoacético CHDTCO 2 H ). Mediante el uso de grupos metilo quirales, se ha analizado el curso estereoquímico de varias transformaciones bioquímicas . [13]
Un grupo metilo puede rotar alrededor del eje R−C . Esta es una rotación libre solo en los casos más simples, como el cloruro de metilo gaseoso CH 3 Cl . En la mayoría de las moléculas, el resto R rompe la simetría C ∞ del eje R−C y crea un potencial V ( φ ) que restringe el movimiento libre de los tres protones. Para el caso modelo del etano CH 3 CH 3 , esto se analiza bajo el nombre de barrera de etano . En fases condensadas, las moléculas vecinas también contribuyen al potencial. La rotación del grupo metilo se puede estudiar experimentalmente utilizando dispersión de neutrones cuasielástica . [14]
Los químicos franceses Jean-Baptiste Dumas y Eugène Peligot , tras determinar la estructura química del metanol, introdujeron « metileno » del griego μέθυ ( methy ) «vino» y ὕλη ( hȳlē ) «madera, trozo de árboles» con la intención de resaltar sus orígenes, «alcohol hecho de madera (sustancia)». [15] [16] El término «metilo» se derivó alrededor de 1840 por retroformación a partir de «metileno», y luego se aplicó para describir el «alcohol metílico» (que desde 1892 se llama « metanol »).
Metilo es el término de la nomenclatura IUPAC de la química orgánica para una molécula de alcano (o alquilo), que utiliza el prefijo "met-" para indicar la presencia de un solo carbono.
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