Grupo metilo - Methyl group

Diferentes formas de representar un grupo metilo (resaltado en azul )

Un grupo metilo es un alquilo derivado del metano , que contiene un átomo de carbono unido a tres átomos de hidrógeno : CH 3 . En las fórmulas , el grupo a menudo se abrevia Me . Estos grupos de hidrocarburos se encuentran en muchos compuestos orgánicos . Es un grupo muy estable en la mayoría de moléculas. Si bien el grupo metilo suele ser parte de una molécula más grande , se puede encontrar por sí solo en cualquiera de estas tres formas: anión , catión o radical . El anión tiene ocho electrones de valencia, el radical siete y el catión seis. Las tres formas son muy reactivas y rara vez se observan.

Catión, anión y radical de metilo

Catión de metilo

El catión metilio ( CH+
3
) existe en la fase gaseosa , pero por lo demás no se encuentra. Algunos compuestos se consideran fuentes de CH+
3
catión, y esta simplificación se utiliza de forma generalizada en la química orgánica. Por ejemplo, la protonación del metanol produce un reactivo de metilación electrófilo que reacciona mediante la vía S N 2:

CH 3 OH + H +CH
3
OH+
2

De manera similar, el yoduro de metilo y el triflato de metilo se consideran equivalentes al catión metilo porque experimentan fácilmente reacciones S N 2 por parte de nucleófilos débiles .

Anión de metilo

El anión metanuro ( CH-
3
) existe solo en fase gaseosa enrarecida o en condiciones exóticas. Puede producirse por descarga eléctrica en cetena a baja presión (menos de un torr ) y se determina que su entalpía de reacción es de aproximadamente252,2 ± 3,3  kJ / mol . Es una superbase poderosa ; solo el anión de monóxido de litio ( LiO-
) y se sabe que los dianiones de dietinilbenceno son más fuertes.

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 solo una ficción útil. Estos reactivos generalmente se preparan a partir de los haluros de metilo:

2 M + CH 3 X → MCH 3 + MX

donde M es un metal alcalino.

Radical de metilo

El radical metilo tiene la fórmula CH
3
. Existe en gases diluidos, pero en una forma más concentrada se dimeriza fácilmente a etano . Puede producirse por descomposición térmica de solo ciertos compuestos, especialmente aquellos con un enlace –N = N–.

Reactividad

La reactividad de un grupo metilo depende de los sustituyentes adyacentes . Los grupos metilo pueden no ser reactivos. Por ejemplo, en los compuestos orgánicos, el grupo metilo resiste el ataque incluso de los ácidos más fuertes .

Oxidación

La oxidación de un grupo metilo ocurre ampliamente en la naturaleza y la industria. Los productos de oxidación derivados del metilo son CH 2 OH, CHO y CO 2 H. Por ejemplo, el permanganato a menudo convierte un grupo metilo en un grupo carboxilo (–COOH), por ejemplo, la conversión de tolueno en ácido benzoico . En última instancia, la oxidación de los grupos metilo produce protones y dióxido de carbono , como se ve en la combustión.

Metilación

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 dimetilsulfato , yoduro de metilo y triflato de metilo . La metanogénesis , la fuente de gas natural, surge a través de una reacción de desmetilación. Junto con la ubiquitina y la fosforilación, la metilación es un proceso bioquímico importante para modificar la función de las proteínas.

Desprotonación

Ciertos grupos metilo pueden desprotonarse. Por ejemplo, la acidez de los grupos metilo en acetona ((CH 3 ) 2 CO) es aproximadamente 10 20 veces más ácida que el metano. Los carbaniones resultantes son intermedios clave en muchas reacciones en la síntesis y biosíntesis orgánica . Los ácidos grasos se producen de esta manera.

Reacciones de radicales libres

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 .

Metilo quiral

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 . Existen métodos para producir compuestos de metilo ópticamente puros, por ejemplo, ácido acético quiral (CHDTCO 2 H). Mediante el uso de grupos metilo quirales, se ha analizado el curso estereoquímico de varias transformaciones bioquímicas .

Rotación

Un grupo metilo puede girar alrededor del eje R — C. Esta es una rotación libre solo en los casos más simples como CClH 3 gaseoso . 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 de C 2 H 6, esto se analiza bajo el nombre de barrera de etano . En las fases condensadas, las moléculas vecinas también contribuyen al potencial. La rotación del grupo metilo se puede estudiar experimentalmente utilizando dispersión de neutrones cuasielástica .

Etimología

Los químicos franceses Jean-Baptiste Dumas y Eugene Peligot , después de determinar la estructura química del metanol, introdujeron "metileno" del griego methy "vino" y hȳlē "madera, parche de árboles" con la intención de resaltar sus orígenes, "alcohol hecho de madera ( sustancia)". El término "metilo" se derivó aproximadamente en 1840 por formación inversa a partir de "metileno", y luego se aplicó para describir "alcohol metílico" (que desde 1892 se llama " metanol ").

Metilo es la nomenclatura IUPAC del término de química orgánica para una molécula de alcano (o alquilo), usando el prefijo "met-" para indicar la presencia de un solo carbono.

Ver también

Referencias

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  11. ^ Note que la palabra griega correcta para la sustancia "madera" es xylo- .