Diseño de Molécula Orgánica: Aroma Frutal para Estudiantes de Grado Once

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realiza correctamente el ejercicio teniendo en cuentas factores como : que es un ejercicio y tarea para estudiante de grado once que sabe poco del tema (( funciones químicas orgánicas ) y que cumpla con cadas uno de los rec¡querimientos de cada celda

¡Hola! Con mucho gusto te ayudaré a resolver este ejercicio de química orgánica. Como profesor, mi objetivo es que no solo completes la tarea, sino que también entiendas cada paso. ¡Vamos a empezar!

El ejercicio nos pide diseñar una molécula para un escenario específico y luego completar una tabla con su información.

Escenario 1: El Aroma Innovador

Descripción del problema:
Debemos diseñar un compuesto que cumpla con las siguientes condiciones:
1. Que pueda usarse como un nuevo aroma frutal para alimentos.
2. Debe tener un sabor dulce o frutal. Esto nos sugiere pensar en la familia de los ésteres.
3. Debe ser relativamente no tóxico. Los aldehídos, aunque a veces huelen bien, pueden ser más irritantes o tóxicos, por lo que un éster es una mejor elección.
4. La molécula no debe tener más de 6 átomos de carbono en total.
5. En la fórmula estructural, debemos nombrar y encerrar en un círculo cada grupo funcional y explicar brevemente su función.

Solución Propuesta

Para cumplir con los requisitos, he diseñado un éster que es conocido por su aroma a plátano (banana) y que se ajusta perfectamente a las condiciones. El compuesto es el Acetato de Butilo.

A continuación, completaremos la tabla con toda la información de esta molécula.


Tabla de Resultados del Compuesto

Celda Contenido Explicación Detallada
Fórmula estructural Fórmula estructural del Acetato de Butilo con grupos funcionales señalados. El grupo éster está encerrado en un círculo rojo y el grupo alquilo en un círculo azul.
Grupos Funcionales:
1. Grupo Éster (-COO-): Este es el grupo principal que le da a la molécula su característico aroma frutal. Es el resultado de la reacción entre un ácido carboxílico y un alcohol.
2. Grupos Alquilo (-CH₃, -C₄H₉): Son las cadenas de carbono que forman el "esqueleto" de la molécula. No tienen una función de aroma por sí mismos, pero su tamaño y forma influyen en el tipo de olor específico.
Paso 1: Identificar los grupos funcionales.
* El corazón de nuestra molécula es el grupo éster, que se escribe como R-COO-R'. Este grupo es famoso por ser el responsable de los olores y sabores de muchas frutas y flores.
* Encerramos este grupo (-COO-) en un círculo rojo.

Paso 2: Dibujar la estructura.
* El nombre "Acetato de Butilo" nos dice las dos partes que lo componen:
* Acetato: Proviene del ácido acético. Tiene 2 carbonos (CH₃-COO-).
* Butilo: Proviene del alcohol butanol. Es una cadena de 4 carbonos (-CH₂-CH₂-CH₂-CH₃).
* Unimos estas dos partes para formar la estructura completa, asegurándonos de que cada carbono tenga 4 enlaces.
Fórmula condensada CH₃COOCH₂CH₂CH₂CH₃ Esta fórmula es una forma más compacta de escribir la estructura. Muestra los átomos en el orden en que están conectados, pero sin dibujar los enlaces.
* CH₃COO representa la parte del "acetato".
* CH₂CH₂CH₂CH₃ representa la cadena de "butilo".
Fórmula de barras (esquelética) Fórmula de barras del Acetato de Butilo. En esta representación, cada vértice y cada extremo de una línea representa un átomo de carbono. Los átomos de hidrógeno que están unidos a los carbonos no se dibujan, se asume que están ahí para completar los 4 enlaces de cada carbono. Los átomos que no son carbono ni hidrógeno (como el oxígeno) sí se escriben. Es una forma muy rápida y limpia de dibujar moléculas orgánicas.
Nombre del compuesto Acetato de Butilo El nombre se construye siguiendo una regla simple para los ésteres:
1. Primera parte (del ácido): Se nombra la parte que proviene del ácido carboxílico (ácido acético) cambiando la terminación -ico por -ato. Así, "acético" se convierte en "acetato".
2. Segunda parte (del alcohol): Se nombra la cadena de carbono que proviene del alcohol (butanol) con la terminación -ilo. Así, "butano" se convierte en "butilo".
El nombre completo es Acetato de Butilo.
Explicación del diseño El Acetato de Butilo es ideal para este escenario por varias razones:
1. Aroma y Sabor: Es un éster conocido por su fuerte y agradable aroma a plátano (banana), lo que lo hace perfecto como saborizante y aromatizante frutal en la industria alimentaria.
2. Tamaño Adecuado: Su fórmula molecular es $C_6H_{12}O_2$. Tiene exactamente 6 átomos de carbono, cumpliendo el requisito de no tener más de 6.
3. Baja Toxicidad: Es un compuesto considerado seguro para el consumo en pequeñas cantidades (GRAS - Generally Recognized As Safe), por lo que cumple el requisito de ser "relativamente no tóxico".
4. Función Química: El grupo funcional éster es el principal responsable de estas propiedades, haciendo de esta molécula la elección perfecta para el diseño solicitado.
Se eligió esta molécula porque cumple con todas y cada una de las restricciones del problema. Es un ejemplo clásico y perfecto de un éster utilizado en la vida real como aroma frutal.
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