Función Carbonilo Aldehídos y Cetonas

Función Carbonilo

Aldehídos y Cetonas

Licda: Isabel Fratti de Del Cid Diapositivas con imágenes y cuadros cortesía de la

Licda. Lilian Guzmán

Semana 21 - 2021

FUNCIÓN CARBONILO

Aldehídos y Cetonas

El grupo ó función carbonilo consta de un doble enlace carbono – oxigeno.

También puede representarse : -CO- Familias importantes que tienen al grupo carbonilo como función principal:

aldehídos y cetonas.

O

- C -

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 de aldehídos

Aldehído Alifático : RCHO

Aldehído Aromático : ArCHO

O

RCHO = R-C-H

Clasificación de 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

NOMENCLATURA DE ALDEHÍDOS

COMÚN: provienen de los nombres de los ácidos

carboxílicos a los que se convierten por

oxidación, o bien la fuente donde se obtuvieron .

Ejemplos y representación

FORMALDEHIDO Origina al ácido

fórmico

ACETALDEHÍDO Origina al ácido acético

PROPIONALDEHÍDO Origina al ácido propiónico

O

H-C-H

HCHO

O

CH3-C-H

CH3CHO

O

CH3-CH2-C-H

CH3CH2CHO

BUTIRALDEHÍDO

Origina al ácido

butírico

VALERALDEHÍDO

origina al acido

valérico

BENZALDEHIDO

aldehído aromático

O

CH3-CH2-CH2-C-H

O

CH3CH2CH2CH2C-H

O

-C-H

ISOBUTIRALDEHIDO ISOVALERALDEHIDO VAINILLINA( olor a

vainilla)

O

CH3CHC-H

CH3

O

CH3CHCH2C-H

CH3

# Carbonos Estructura Nombre común

1 HCHO FORMALDEHIDO

2 CH3CHO ACETALDEHIDO

3 CH3CH2CHO PROPIONALDEHIDO

4 CH3(CH2)2CHO BUTIRALDEHIDO

5 CH3(CH2)3CHO VALERALDEHIDO

6 CH3(CH2)4CHO CAPROALDEHIDO

7 CH3(CH2)5CHO ENANTALDEHIDO

8 CH3(CH2)6CHO CAPRILALDEHIDO

9 CH3(CH2)7CHO PELARGONALDEHIDO

10 CH3(CH2)8CHO CAPRALDEHIDO

Ejemplo de nomenclatura común

UIQPA Se escoge la cadena más larga que contenga al

carbono del aldehído. Este será el carbono número 1.Este número no se indica en el nombre.

Se emplea el nombre del alcano correspondiente

a la cadena continua más larga que contienen el grupo aldehído.

La “o” final del nombre del alcano se elimina y se

reemplaza por “al” (terminación característica del aldehído).

Los sustituyentes se indican por el nombre y

número de la posición que ocupan de acuerdo a normas ya vistas.

Ejemplos: dar nombre a:

Nomenclatura común de aldehídos con

ramificaciones y sustituyentes:

Para dar la posición de estos sustituyentes se usan letras

griegas (alfa, beta, gamma, delta, épsilon) y a continuación el

nombre del aldehído. El carbono alfa es el que está a la par

del carbono carbonilo y así sucesivamente.

O

CH3

1.) CH3CH2CH2CHC-H

2.) CH3 CH2CH-CH-CH2-C-H

O

CH3

Br

NOMENCLATURA DE CETONAS

COMÚN :

Los radicales unidos al grupo carbonilo se nombran en orden

alfabético, seguidos por la palabra cetona.

La cetona mas pequeña se conoce como ACETONA y corresponde

a la propanona ( 3 C) También conocida como Dimetilcetona.

Ejemplos

Acetona

(dimetilcetona)

Etilmetilcetona

O

CH3-C-CH3

CH3COCH3

O

CH3CH2-C-CH3

CH3CH2COCH3

Dietilcetona Isopropilmetilcetona Ciclohexanona

CH3CH2CCH2CH3

O

O

CH3CHCCH3

CH3

=O

Acetofenona

(Fenilmetilcetona)

Benzofenona

(Difenilcetona)

O

-C-CH3

O

-C-

UIQPA

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”. A partir de la cetona de 5C, 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) CH3CH2COCH2 CH2CH3 : 3-Hexanona.

Nombre común ____________

CH3 O

2) CH3-C-CH2-C-CH2CH2CH3 : 2-Fenil-2-metil-4-heptanona

3) CH3CH2CH2COCH3 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 NOMBRE

UIQPA

NOMBRE

COMUN

FORMULA

ESTRUCTURAL

p. e.

C

p. f.

C

Solubilidad

(g/100g agua)

Metanal formaldehido HCHO -21 -92 Alta*

Etanal acetaldehído CH2CHO 20 - 121 Alta*

propanal propionaldehido CH3CH2CHO 49 - 81 16

Butanal butiraldehido CH3CH2CH2CHO 76 - 99 7

Hexanal caproaldehido CH3(CH2)4CHO 129 baja

Propanona acetona CH3COCH3 56 - 95 Alta*

Butanona etilmetilcetona CH3COCH2CH3 80 - 86 26

3-pentanona dietilcetona CH3CH2COCH2CH3 101 - 40 5

* Soluble en todas proporciones.

Fuerzas intermoleculares que presentan los compuestos

carbonilos:

A. Puentes de hidrógenos con el agua

b. Atracciones dipolo-dipolo

Comparación de puntos de ebullición entre compuestos de masa molecular similar:

Cis-3-hexenal

O

HCCH2CH=CHCH2CH3

Responsable del aroma cuando cortan hierba verde fresca

Propiedades Químicas de Aldehídos

y Cetonas

Formación de un hemiacetal: Un aldehído al

adicionar una molécula de alcohol forma un

hemiacetal, es una reacción de adición.

ALDEHIDO + ALCOHOL HEMIACETAL

O OH

CH3CH2C-H + CH3CH2OH CH3CH2C-H

OCH2CH3

H+

H+

Formación de Acetales

Los hemiacetales al reaccionar con otra molécula de

alcohol forman acetales y H2O es una: Reacción

de sustitución.

HEMIACETAL + ALCOHOL ACETAL + AGUA

H +

OH OCH2CH3

CH3CH2C-H + CH3CH2OH CH3CH2C-H + HOH

OCH2CH3 OCH2CH3

H+

Formación de Hemicetales

Adición de una molécula de alcohol a una cetona,

es una reacción de adición.

H+

CETONA + ALCOHOL HEMICETAL

O OH

CH3CCH3 + CH3OH CH3CCH3

OCH3

H+

Formación de Cetales:

Un hemicetal, al reaccionar con la segunda

molécula de alcohol forma un cetal y H2O es una

reacción de sustitución.

HEMICETAL + ALCOHOL CETAL + AGUA

OH OCH3

CH3-C-CH3 + CH3OH CH3-C-CH3 + HOH

OCH3 OCH3

H+

H+

OXIDACIÓN con KMnO4

ALDEHÍDOS se convierten en ácidos carboxílicos. La

manifestación de una reacción positiva (+) es la

formación de un precipitado café que corresponde

al MnO2

ALDEHIDO + KMnO4 ACIDO CARBOXILICO + MnO2 + KOH + H2O

O O

R-C-H + KMnO4 R-C-OH + MnO2 + KOH + H2O

Ejemplos de Oxidación de Aldehídos

CH3CH2CHO + KMnO4 CH3CH2COOH + MnO2 +KOH + H2O Propanal ó propionaldehído ácido propanoico ó ácido propiónico

Escriba la reacción del Pentanal con KMnO4

O

CH3CH2-C-CH2CH3 + KMnO4 NO HAY REACCIÓN

Permanece el color morado del reactivo.

CETONA + KMnO4 NO HAY REACCION

O

R-C-R + KMnO4 NO HAY REACCIÓN

Las Cetonas no reacionan con KMnO4

OXIDACIÓN CON REACTIVO DE TOLLENS (Espejo de

Plata) La dan positiva los aldehídos NO las cetonas

El reactivo de Tollens es una solución de que se prepara con nitrato de

plata , hidroxilo de sodio, 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 (Ag0).formando el “espejo de plata “en las

paredes del tubo.

O O

R-C-H + 2 Ag(NH3)2+ + 3OH - R-C-O H + 2 Ag + 2 H2O + 4 NH3

O O

CH3CH + 2 Ag(NH3)2 +

+ 3OH - CH3C-O H + 2Ag + 2H2O + 4NH3

Escriba la reacción del Butanal ( butiraldehído)

con Tollens

Ejemplo de reacción de aldehídos y reactivo de 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.

REACCIÓN de CETONAS con

2-4 DINITROFENILHIDRAZINA

NO2 R

R-C=O + H2N-NH- -NO2 2,4-DINITROFENILHIDRAZONA

NO2 NO2

CH3-C=O + H2N-NH- -NO2 CH3-C=NNH - -NO2 + H2O

CH3 CH3

Escriba la reacción de la pentanona con la 2,4-DNFH

REACCION de Aldehídos con

2-4 DINITROFENILHIDRAZINA

ESCRIBA LA REACCIÓN DEL PROPANAL CON LA 2,4 DNFH

NO2 H

R-C=O + H2N-NH- - NO2 2,4-DINITROFENILHIDRAZONA + H2O

NO2 NO2

CH3-C=O + H2N-NH- - NO2 CH3-C=NNH - -NO2 + H2O

H H

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 prolongado, dietas ricas en proteínas, consumo abundante de alcohol . Si se produce en mayor cantidad ,se siente aliento a acetona en éstas personas.

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 Química y

Salud, pág.. 543.

BENZALDEHIDO

aldehído aromático, olor de

almendras

Vainillina Aldehído

aromático, olor de

vainilla

Cinamaldehído

aldehído aromático,

olor de la canela

Ejercicios: Complete lo que se

solicita

ESTRUCTURA NOMBRE

UIQPA

COMUN

UIQPA

Identifique el aldehído que da lugar a la formación de la siguiente 2,4-

dinitrofenilhidrazona:

Nombre del aldehído:

Identifique la cetona que da lugar a la formación de la siguiente 2,4-

dinitrofenilhidrazona:

Nombre del aldehído:

Escriba la estructura y el nombre de la cetona y el alcohol

que dan lugar a la formación del siguiente cetal:

cetona alcohol

estructura:

nombre:

estructura:

nombre:

Escriba la estructura y el nombre del aldehído y el alcohol

que dan lugar a la formación del siguiente acetal:

Aldehído alcohol

estructura:

nombre:

estructura:

nombre:

LEER A QUÍMICA Y SALUD «algunos aldehídos y cetonas

importantes» (p. 543).

B- Química en el ambiente: Vainilla(p541)

C. Resuelva los sigs ejercicios del libro de texto

14.1 14.5 14.9 ,14.11. 14.25 *14.41, 14.45 * , 14.27 *