Semana 21 2017 Funcin Carbonilo Aldehdos y Cetonas

Semana 21 - 2017 Función Carbonilo Aldehídos y Cetonas Licda: Isabel Fratti de Del Cid Diapositivas con imágenes, estructuras y cuadros, cortesía de Licda Lilian Guzmán 1

FUNCIÓN CARBONILO Aldehídos y Cetonas El grupo ó función carbonilo consta de un doble enlace carbono – oxigeno. O -C- También puede representarse : -COFamilias importantes que tienen al grupo carbonilo como función principal: aldehídos y cetonas.

Aldehídos El grupo carbonilo del ALDEHIDO es terminal (se halla al final de la cadena). Esta formado por un carbono enlazado a un oxígeno por un doble enlace y un Hidrogeno enlazado a ese mismo carbono. El aldehído más pequeño, es el único caso en que el grupo carbonilo se halla unido a dos hidrógenos. En los otros hay un radical alifático ó aromático enlazado al carbono del grupo carbonilo. HCHO o H-C=O aldehído más pequeño. H Fórmula General : Aldehído Alifático : RCHO Aldehído Aromático : Ar. CHO RCHO = O R-C-H

Clasificación Aldehídos Alifáticos R-CHO Aromáticos Ar-CHO Aldehídos

CETONAS El carbono carbonilo de las CETONAS no se encuentra en un extremo de la cadena, sino en otra posición. Por eso el carbono carbonilo está enlazado a 2 átomos de carbono. El grupo carbonilo se halla formado por un carbono enlazado a el oxígeno a través de un enlace doble. O R-CO-R´ = RCR’ Grupos R radicales alifáticos ó aromáticos

Clasificación de Cetonas CETONAS Licda. Lilian Guzmán Alifáticas R-CO-R Aromáticas Ar-CO-Ar Mixtas R-CO-Ar

NOMENCLATURA DE ALDEHIDOS COMUN: provienen de los nombres de los ácidos carboxílicos a los que se convierten por oxidación. Ejemplos y representación FORMALDEHIDO ACETALDEHÍDO Origina al ácldo fórmico Origina al ácido acético O H-C-H HCHO O CH 3 -C-H CH 3 CHO PROPIONALDEHÍDO Origina al ácido propiónico O CH 3 -CH 2 -C-H CH 3 CH 2 CHO

BUTIRALDEHÍDO O VALERALDEHÍDO aldehído aromático O O CH 3 -CH 2 -C-H CH 3 CH 2 CH 2 C-H ISOBUTIRALDEHIDO ISOVALERALDEHIDO O CH 3 CHC-H CH 3 BENZALDEHIDO O CH 3 CHCH 2 C-H CH 3 -C-H VAINILLINA( olor a vainilla) O HO CH 3 O C-H

UIQPA 1 - Se escoge la cadena más larga que contenga al carbono del aldehído. Este será el carbono número 1. ste número no se indica en el nombre. 2 -Se emplea el nombre del alcano correspondiente a la cadena continua más larga que contienen el grupo aldehído. 1) La “o” final del nombre del alcano se elimina y se reemplaza por “al ”. (terminación característica del aldehído). 3 - Los sustituyentes se indican por el nombre y número de la posición que ocupan de acuerdo a normas ya vistas.

Ejemplos 1)CH 3 -C-H = CH 3 CHO : Etanal O O 2)CH 3 CH 2 CHC-H 2 -Metilpentanal CH 3 Br O 3) CH 3 CH 2 CH-CH-CH 2 -C-H Nombre ______ CH 3 4) El aldehído de 5 carbonos se llama valeraldehído. Cuál es su estructura y nombre UIQPA. ?

NOMENCLATURA DE CETONAS COMUN : Se nombran en orden alfabético, los radicales unidos al grupo carbonilo, seguidos por la palabra cetona. La cetona mas sencilla se le llama ACETONA y corresponde a la propanona ( 3 C) También conocida como Dimetilcetona. Ejemplos Acetona (dimetilcetona) na O CH 3 -C-CH 3 O CH 3 CH 2 -C-CH 3 COCH 3 CH 2 COCH 3 Etilmetilceto

Dietilcetona Isopropilmetilcetona CH 3 CH 2 CH 3 O O CH 3 CHCCH 3 Acetofenona (Fenilmetilcetona) Benzofenona (Difenilcetona) O -C-CH 3 12 O -C- Ciclohexanona =O

UIQPA 1) 2) 3) Se identifica la cadena más larga que contenga al grupo carbonilo. Se numera de manera que al carbono carbonilo se le da el número menor. Los nombres de las cetonas se derivan del nombre del alcano correspondiente al eliminar la terminación “-o” y reemplazarlo por “-ona”. ona A partir de la cetona de 5 C, 5 C se debe indicar la posición del grupo carbonilo por el número que ocupa en la cadena carbonada. Los sustituyentes se indican alfabéticamente y su posición se da a través de un número, de acuerdo a normas ya vistas.

Ejemplos 1) 2) CH 3 CH 2 COCH 2 CH 3 : 3 -Hexanona. Nombre común ______ CH 3 O CH 3 -C-CH 2 CH 2 CH 3 : 2 -Fenil-2 -metil-4 -heptanona 3) CH 3 CH 2 COCH 3 Nombre común __________ UIQPA_______________ 3) Escriba la estructura de la 2, 4 -dimetil-3 -hexanona y de el nombre común.

Propiedades Físicas - El metanal (formaldehído) y el etanal ( acetaldehído) son gases a temperatura ambiente. Los aldehídos y cetonas de 3 -10 carbonos son líquidos. El grupo carbonilo polar, ejerce interacciones dipolo-dipolo por eso poseen puntos de ebullición más altos que los alcanos respectivos. Aldehídos y cetonas No forman puentes de hidrogeno entre ellos, por eso poseen puntos de ebullición más bajos que los alcoholes respectivos. . - Los aldehídos de peso molecular bajo tienen generalmente, olores penetrantes y desagradables , en tanto que los aldehídos de peso molecular elevado se encuentran en ciertos vegetales como la vainilla y canela, la carvona es una cetona, que da el olor de la hierbabuena. - Los aldehídos y cetonas de menos de 5 carbonos son solubles en agua.

Propiedades Físicas de algunos Aldehídos y Cetonas para completar ver tabla 14. 1 NOMBR E UIQPA NOMBRE COMUN FORMULA ESTRUCTUR AL p. eb. p. Solubil C fusión idad C (g/100 g agua) Metanal formaldehido HCHO -21 -92 soluble Etanal CH 2 CHO 20 - 121 soluble 49 - 81 16 acetaldehído propana propionaldehi CH 3 CH 2 CH l do O

Butanal butiraldehido CH 3 CH 2 CHO 76 Hexanal caproaldehido CH 3(CH 2)4 CHO 129 Propanona acetona CH 3 COCH 3 56 - 95 infinita Butanona etilmetilcetona CH 3 COCH 2 CH 3 80 - 86 26 CH 3 CH 2 COCH 2 CH 3 101 - 40 5 3 -pentanona 17 dietilcetona - 99 7 baja

Cis-3 -hexenal O HCCH 2 CH=CHCH 2 CH 3 Responsable del aroma cuando cortan hierba verde fresca

Propiedades Químicas Formación de un hemiacetal: Un aldehído al adicionar una molécula de alcohol forma un hemiacetal, es una reacción de adición. ALDEHIDO + ALCOHOL O CH 3 CH 2 C-H + CH 3 CH 2 OH H+ H+ HEMIACETAL OH CH 3 CH 2 C-H OCH 2 CH 3

Formación de Acetales Los hemiacetales al adicionar otra molécula de alcohol forman acetales y H 2 O es una: Reacción de sustitución. H+ HEMIACETAL + ALCOHOL OH CH 3 CH 2 C-H + CH 3 CH 2 OH OCH 2 CH 3 ACETAL + AGUA H+ OCH 2 CH 3 CH 2 C-H + HOH OCH 2 CH 3

Formación de Hemicetales Adición de una molécula de alcohol a una cetona, es una reacción de adición. H+ CETONA + ALCOHOL HEMICETAL + H O OH CH 3 CCH 3 + CH 3 OH CH 3 CCH 3 OCH 3

Formación de Cetales: Un hemicetal, al reaccionar con la segunda molécula de alcohol forma un cetal y H 2 O es una reacción de sustitución. HEMICETAL + ALCOHOL OH CH 3 -C-CH 3 + CH 3 OH OCH 3 H+ H+ CETAL + AGUA OCH 3 -C-CH 3 + HOH OCH 3

OXIDACION KMn. O 4 ALDEHIDOS se convierten en ácidos carboxílicos. ALDEHIDO + KMn. O 4 O R-C-H + KMn. O 4 ACIDO CARBOXILICO + Mn. O 2 + KOH O R-C-OH + Mn. O 2 + KOH + H 2 O La manifestación de la reacción positiva es un precipitado café. CH 3 CH 2 CHO + KMn. O 4 Propanal ó propionaldehído CH 3 CH 2 COOH + Mn. O 2 +KOH + H 2 O ácido propanoico ó ácido propiónico Escriba la reacción del hexanal con KMn. O 4

CETONA + KMn. O 4 NO HAY REACCION O R-C-R + KMn. O 4 O CH 3 CH 2 -C-CH 2 CH 3 + KMn. O 4 NO HAY REACCIÓN NO HAY REACCION Permanece el color morado del reactivo.

REACTIVO DE TOLLENS (Espejo de Plata) La dan positiva los aldehidos NO las cetonas El reactivo de Tollens es una solución de nitrato de plata e hidróxido de amonio. El reactivo de Tollens oxida a los aldehídos a ácidos carboxílicos o sus sales. El ión Ag+, se reduce a plata metálica (Ag 0). formando el “espejo de plata “en las paredes del tubo. O R-C-H + 2 Ag(NH 3)2+ + 3 OH - O CH 3 CH + 2 Ag(NH 3)2 + + 3 OH - O R-C-O H + 2 Ag + 2 H 2 O + 4 NH 3 O CH 3 C-O H + 2 Ag + 2 H 2 O + 4 NH 3 Escriba la reacción del Butanal ( butiraldehído) con Tollens

Reacción de identificación del grupo Carbonilo (aldehídos y cetonas): reacción con la 2, 4 -Dinitrofenilhidrazina Tanto los aldehídos como las cetonas, dan una reacción positiva con la : 2, 4 -dinitrofenilhidrazina, formando 2, 4 -dinitrofenilhidrazonas en forma de precipitados, amarillo-naranja, lo que indica la presencia del grupo carbonilo y sirve para identificar a aldehídos y cetonas de otros grupos funcionales como los alcoholes , ácidos carboxílicos, etc.

REACCION de CETONAS con 2 -4 DINITROFENILHIDRAZINA NO 2 R R-C=O + H 2 N-NH- -NO 2 2, 4 -DINITROFENILHIDRAZONA NO 2 CH 3 -C=O + H 2 N-NHCH 3 NO 2 -NO 2 CH 3 -C=NNH CH 3 -NO 2 + H 2 O Escriba la reacción de la butanona con la 2, 4 -DNFH

REACCION de Aldehídos con 2 -4 DINITROFENILHIDRAZINA H NO 2 R-C=O + H 2 N-NH- - NO 2 2, 4 -DINITROFENILHIDRAZONA + H 2 O NO 2 CH 3 -C=O + H 2 N-NHH NO 2 - NO 2 CH 3 -C=NNH H ESCRIBA LA REACCIÓN DEL PROPANAL CON LA 2, 4 DNFH 28 -NO 2 + H 2 O

Importancia: de algunos aldehídos y cetonas. Formaldehído ( Metanal): Es el aldehído más pequeño de ésta familia. Es un gas incoloro con olor picante e irritante. Muy soluble en agua. Una solución de formaldehído al 40 % conocida como «formalina ó formol» se usa como germicida y , para conservar especímenes biológicos y preparación de cadáveres antes de la velación en las funerarias. La exposición a sus vapores puede irritar ojos, nariz, vías respiratorias, piel. Puede producir dolores de cabeza, mareo y fatiga. Se clasifica como cancerígeno. Acetona ( Propanona, dimetilcetona): Es la cetona más pequeña. Líquido incoloro. Soluble en agua en cualquier proporción. Usado como solvente, principal componente del “quitaesmalte”. Extremadamente inflamable. Usado para separar los dedos, cuando accidentalmente quedan pegados con “superbonder”. En el proceso metabólico normal, se produce en pequeñas cantidades. El Organismo humano produce cantidades mayores en caso de diabetes, ayuno

Continuación e importancia de aldehídos y cetonas Varios aldehídos aromáticos presentes en plantas, son usados como saborizantes y aromatizantes en alimentos y perfumes. Complete el siguiente cuadro. ( Busque estructuras en Quimica y Salud, pag. 511. BENZALDEHIDO aldehído aromático, olor de almendras Vainillina Aldehído aromático, olor de vainilla Cinamaldehído aromático, olor de la canela

Ejercicios: 1 - Escriba la reacción con la 2, 4 Dinitrofenilhidrazina del : A) Butanal B) Pentanona

Continuación de ejercicios 2 - Reacción de Tollens con : Butiraldehído ó Butanal 3 -De el nombre UIQPA y común del aldehído que al ser oxidado con KMn. O 4, produjo : CH 3 CH 2 CH 2 COOH

Cont. ejercicios Escriba dos isómeros funcionales. Un aldehído una y cetona con fórmula molecular C 4 H 8 O. De sus nombres UIQPA y común. Diga cuál de ellos daría una reacción de Tollens positiva y se oxidará con KMn. O 4. Escriba las dos reacciones Leer a-QUIMICA Y SALUD «algunos aldehídos y cetonas importantes» (p. 511). B- Química en el ambiente: Vainilla(p 509)