SEMANA 21 ALDEHDOS Y CETONAS QUMICA 2019 1

SEMANA 21 ALDEHÍDOS Y CETONAS QUÍMICA 2019 1

Semana 21 ALDEHÍDOS Y CETONAS Compuestos con función carbonilo (Aldehídos y Cetonas) Definición y representación general Nomenclatura UIQPA y Común (varias sustituciones) Propiedades físicas Reacciones químicas: -Condensación con 2, 4 -DNFH -Adición de 1 y 2 moléculas de alcohol -Oxidación: KMn. O 4 Prueba de Tollens Aplicación de los conceptos en la salud y el ambiente. Lecturas en libro de texto. -La Química en el Ambiente: “Vainilla” -La Química en la Salud: “Algunos aldehídos y cetonas importantes” Laboratorio: Identificación de la función carbonilo y diferenciación de 2 aldehídos y cetonas

Aldehídos y Cetonas • Familias de compuestos orgánicos que tienen la misma función química CARBONILO • Ejemplo de un aldehído: • Ejemplo de una cetona: 3

Aldehídos • Presentan la función carbonilo en el extremo de la cadena, está unida a un solo carbono. • Representación: RCHO ó • Pueden ser alifáticos ó aromáticos. 4

Cetonas • Presentan la función carbonilo en algún lugar de la cadena carbonada que NO sea un extremo, porque está unido a dos carbonos. • Representación: RCOR´ ó • Pueden ser alifáticos ó aromáticos. 5

Nomenclatura común de aldehídos • Sus nombres vienen del ácido carboxílico del mismo número de carbonos. 6

BUTIRALDEHÍDO O VALERALDEHÍDO (olor a almendras amargas) 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 C-H CH 3 O 7

ALDEHÍDOS NO RAMIFICADOS # de Carbonos Estructura Nombre común 1 HCOH FORMALDEHIDO 2 CH 3 COH ACETALDEHIDO 3 CH 3 CH 2 COH PROPIONALDEHIDO 4 CH 3(CH 2)2 COH BUTIRALDEHIDO 5 CH 3(CH 2)3 COH VALERALDEHIDO 6 CH 3(CH 2)4 COH CAPROALDEHIDO 7 CH 3(CH 2)5 COH ENANTALDEHIDO 8 CH 3(CH 2)6 COH CAPRILALDEHIDO 9 CH 3(CH 2)7 COH PELARGONALDEHIDO 10 CH 3(CH 2)8 COH CAPRALDEHIDO 8

Nomenclatura común de aldehídos ramificados : O CH 3 -CH 2 -CH e d O CH 3 CHCH 2 CH g b a CH 3 O CH 3 CH 2 CH Cl (gamaclorovaleraldehído) Como la función siempre se encuentra en un extremo, Se puede indicar la posición de los radicales utilizando a letras griegas. El C a (alfa) será el vecino a la función química. 9

Nomenclatura UIQPA de aldehídos 1. La cadena más larga que contenga la función carbonilo que siempre será en el carbono # 1, por lo que no se menciona en el nombre. 1. Se nombra como alcano cambiando la terminación o por al. Ej: metanal, butanal. 2. Se aplican las reglas de alcanos si hay sustituyentes. Ej: 4 -etilpentanal 10

Nombre Común y UIQPA 1)CH 3 -C-H O O 2)CH 3 CH 2 CHC-H CH 3 Br O 3) CH 3 -CH 2 -CH-CH-C-H CH 3 11

Nomenclatura común de cetonas 1. Se observan los radicales que están unidos a cada lado del carbono carbonilo 2. Se nombran en orden alfabético y se termina el nombre con la palabra cetona. 3. La cetona más pequeña tiene 3 carbonos y se conoce corrientemente como acetona. 12

Dietilcetona Isopropilmetilcetona CH 3 CH 2 CH 3 O O CH 3 CHCCH 3 Acetofenona Fenilmetilcetona Benzofenona (Difenilcetona) O -C-CH 3 13 O -C- Ciclohexanona =O

Nomenclatura UIQPA de cetonas 1. La cadena mas larga que contenga la función carbonilo. 2. Se numera dejando el # menor posible al carbono carbonilo. 3. Se nombra como alcano cambiando la terminación o por ona. En cetonas de 5 carbonos en adelante, se indica la posición del carbonilo. Ej: 3 -pentanona 4. Se aplican las reglas de alcanos para el resto. 14

Nombre Común y UIQPA 1) CH 3 CH 2 COCH 2 CH 3 2) CH 3 O CH 3 -C-CH 2 CH 2 CH 3 : 5) 3 -Hexanona nombre común: 3) CH 3 CH 2 COCH 3 4) Estructura y nombre común de la 2, 4 -dimetil-3 -hexanona 15

Propiedades físicas de aldehídos y cetonas • El metanal (formaldehído) y etanal (acetaldehído) son gases a temp. ambiente. • De 3 a 10 C son líquidos a temperatura ambiente. • El grupo carbonilo por ser polar produce interacciones dipolo-dipolo entre sus moléculas por lo que presentan puntos de δ ebullición más altos que los alcanos. - δ+ 16

• Tiene puntos de ebullición más bajos que los alcoholes, porque sus moléculas no forman puentes de Hidrógeno entre sí. • Forman puentes de H con el agua por lo que son solubles los de 1 a 4 carbonos. 17

Los de bajo PM (peso molecular) tienen olores penetrantes y desagradables. Los de alto PM olores agradables usados en perfumería. Otros ejemplos vainilla, canela.

Propiedades físicas de algunos compuestos carbonilos (aldehídos y cetonas) 19

Reacciones Químicas de Aldehídos y Cetonas • ADICIÓN DE 1 Y 2 MOLÉCULAS DE ALCOHOL ALDEHÍDOS: Al adicionarle 1 molécula de alcohol se forma un hemiacetal (compuesto inestable). Es una reacción de adición. 20

Al adicionar una segunda moléculas de alcohol al hemiacetal forma un acetal. Es una reacción de sustitución. HEMIACETAL + ALCOHOL OH CH 3 CH 2 C-H + CH 3 CH 2 OH OCH 2 CH 3 ACETAL + AGUA HH+ + OCH 2 CH 3 CH 2 C-H + HOH OCH 2 CH 3 21

IMPORTANCIA DEL ENLACE HEMIACETÁLICO EN LA ESTRUCTURA DE LOS CARBOHIDRATOS SON BIOMOLÉCULAS QUE PRESENTAN LA FUNCIÓN QUÍMICA ALDEHÍDO, ALCOHOL Y HEMIACETAL.

CETONAS: Al adicionar 1 molécula de alcohol se forma un hemicetal (compuesto inestable). Es una reacción de adición. CETONA + ALCOHOL O CH 3 CCH 3 + CH 3 OH HEMICETAL OH CH 3 CCH 3 OCH 3 24

Al adicionar una segunda molécula de alcohol al hemicetal forma un cetal. Es una reacción de sustitución. 25

OXIDACION con KMn. O 4 (las cetonas no reaccionan) ALDEHIDOS (se oxidan a ácidos carbox. ) O CH 3 CH 2 C-H + KMn. O 4 O CH 3 CH 2 C-OH + Mn. O 2 27

OXIDACIÓN con REACTIVO DE TOLLENS (formación del espejo de plata) El reactivo de Tollens es una solución de nitrato de plata e hidróxido de amonio que oxida a los aldehídos y forman ácidos carboxílicos. Las cetonas NO reaccionan 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 - + 2 Ag + 2 H 2 O + 4 NH 3 O CH 3 C-O - + 2 Ag + 2 H 2 O + 4 NH 3 El espejo de plata se forma cuando el ión Ag+1 se reduce a Ag 0 atómico y se pega en la pared del tubo. 28

Reacción con 2 -4 dinitrofenilhidrazina (identifica la función carbonilo en aldehídos y cetonas y forma un precipitado amarillo). ALDEHÍDOS: H NO 2 R-C=O + H 2 N-NH-NO 2 → 2, 4 -DINITROFENILHIDRAZONA H CH 3 -C=O + H 2 N-NH- NO 2 H -NO 2 → CH 3 -C=NNH - NO 2 -NO 2 + H 2 O 30

CETONAS: R-C=O + H 2 N-NH- NO 2 H+ -NO 2 2, 4 -DINITROFENILHIDRAZONA CH 3 NO 2 CH 3 -C=O + H 2 N-NHCH 3 NO 2 -NO 2 H+ CH 3 -C=NNH CH 3 -NO 2 + H 2 O 31

Formaldehido: Gas a temperatura ambiente, olor muy irritante y característico, muy soluble en agua. Al diluírlo en agua (37 - 40% en peso) se obtiene la formalina utilizada para desinfectar y para preservar muestras biológicas. El formaldehido se utiliza para fabricar varios plásticos como la baquelita. Acetona: Muy soluble en agua. Se utiliza como solvente. Es un subproducto menor del metabolismo que en algunas enfermedades como la diabetes sin tratar, se produce lo suficiente como para que el aliento adquiera el olor de la acetona. 32

ALGUNOS ALDEHIDOS Y CETONAS DEL METABOLISMO ALDEHIDOS CETONAS GLUCOSA Producto de la digestión de azucares y almidones GLICERALDEHIDO 3 -FOSFATO Producto intermedio metabolismo de la glucosa PIRIDOXAL Una de las vitaminas B 6 ION PIRUVATO Un producto del metabolismo de la fructosa y glucosa ION ACETOACETATO Producto del metabolismo de acidos grasos de cadena larga que se encuentra en la sangre en altas concentraciones en la diabetes DIHIDROXIACETON A FOSFATO Un producto intermedio de del metabolismo de la glucosa y fructuosa ESTRONA Una hormona sexual femenina en el 33