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 fórmulas estructurales , el símbolo R se utiliza para designar un grupo alquilo genérico (no especificado). El grupo alquilo más pequeño es metilo , con la fórmula −CH3 . [3]
La alquilación es la adición de grupos alquilo a las moléculas, a menudo mediante agentes alquilantes como los haluros de alquilo .
Los agentes antineoplásicos alquilantes son una clase de compuestos que se utilizan para tratar el cáncer. En tal caso, el término alquilo se utiliza de manera vaga. Por ejemplo, las mostazas nitrogenadas son agentes alquilantes bien conocidos, pero no son simples hidrocarburos.
En química, alquilo es un grupo, un sustituyente, que está unido a otros fragmentos moleculares. Por ejemplo, los reactivos de alquillitio tienen la fórmula empírica Li(alquilo), donde alquilo = metilo, etilo, etc. Un éter dialquilo es un éter con dos grupos alquilo, por ejemplo, éter dietílico O ( CH2CH3 ) 2 .
En química medicinal , la incorporación de cadenas alquílicas en algunos compuestos químicos aumenta su lipofilicidad . Esta estrategia se ha utilizado para aumentar la actividad antimicrobiana de flavanonas y chalconas . [4]
Normalmente, los grupos alquilo están unidos a otros átomos o grupos de átomos. Los alquilos libres se presentan como radicales neutros, aniones o cationes. Los cationes se llaman carbocationes . Los aniones se llaman carbaniones . Los radicales libres alquilo neutros no tienen ningún nombre especial. Estas especies normalmente se encuentran sólo 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 pueden generarse mediante una reacción fotoquímica o mediante escisión homolítica . [6] Los alquilos se observan comúnmente en espectrometría de masas de compuestos orgánicos . También se observan alquilos simples (especialmente metilo ) en el espacio interestelar .
Los grupos alquilo forman series homólogas . Las series más simples tienen 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 , por ejemplo, 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 (por ejemplo, radical metilo •CH 3 ).
La convención de nomenclatura está tomada 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 :
Se considera que la estructura del 3-metilpentano consta de dos partes. Primero, cinco átomos componen la cadena lineal 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. Según las reglas habituales de nomenclatura, los grupos alquilo se incluyen en el nombre de la molécula antes de la raíz, como en el metilpentano . Sin embargo, este nombre es ambiguo, ya que la rama metilo podría estar en varios átomos de carbono. Por eso, el nombre es 3-metilpentano para evitar ambigüedades: El 3- se debe a que el metilo está unido al tercero de los cinco átomos de carbono.
Si hay más de uno del mismo grupo alquilo unido a una cadena, entonces los prefijos se usan 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 un grupo etilo, entonces el nombre sería 3-etil-2,3-dimetilpentano. Cuando existen diferentes grupos alquilo, se enumeran en orden alfabético.
Además, cada posición en una cadena alquílica se puede describir según cuántos otros átomos de carbono están unidos a ella. Los términos primario , secundario , terciario y cuaternario se refieren a un carbono unido a uno, dos, tres o cuatro carbonos más, 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", por la sustancia ahora conocida como éter dietílico ) y la palabra griega ύλη ( hyle ), que significa "materia". [7] A esto le siguieron el metilo ( Dumas y Peligot en 1834, que significa "espíritu de madera" [8] ) y el amilo ( Auguste Cahours en 1840 [9] ). La palabra alquilo fue introducida por Johannes Wislicenus en 1882 o antes, basándose en la palabra alemana "Alkoholradikale" y el sufijo entonces común -yl. [10] [11]
Radicales etilo (nombrados por Liebig en 1833 de la palabra griega y alemana "aether" más el griego "hyle"
El radical metilo... nombrado de raíces griegas, por Dumas y Peligot en 1834: metilo = methy + hyle ("espíritu" + "madera")
Los radicales amilo ("amilène" fueron acuñados por Auguste Cahours en 1840, para designar una sustancia procedente del almidón de patata tras la fermentación y la destilación).
"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 tres primeras letras de "Alkoholradicale" combinadas con el sufijo -yl; era (y es) un término genérico para cualquiera de esos radicales que llevan los "nombres" metilo, etilo, propilo, butilo, amilo, etc.