14. aldehidos y cetonas-3.doc

8/19/2019 14. aldehidos y cetonas-3.doc

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Propiedades Químicas de Aldehídos y Cetonas Wilson Cardona G., Roberto Amarís A., y Diego Espinal .

Sesión 14

PROPIEDADES QUÍMICAS DE ALDEHÍDOS Y CETONAS

Objetivos

1. Estudiar algunas reacciones características de compuestos carbonílicos (aldehídos y cetonas), al igualque reacciones específicas.

2. Diferenciar los aldehídos, cetonas metílicas y no metílicas utilizando reactios específicos quepermitan su reconocimiento.

!. Efectuar una condensaci"n ald"lica cruzada dirigida.#. Determinar cinamaldehido en un e$tracto de canela.

Ase!tos teó"i!os

%os compuestos carbonílicos, aldehídos y cetonas, tienen en com&n la presencia del grupo carbonilo'

C

O

%os aldehídos son compuestos con el grupo carbonilo terminal, o sea en un e$tremo de la cadena mientras que

las cetonas tienen el grupo carbonilo en una posici"n intermedia (entre dos cadenas carbonadas)'

R C

H

O

R 1 C R 2

O

Aldehído Cetona

anto los aldehídos como las cetonas se clasifican en alif*ticos y arom*ticos adem*s, las cetonas tambi+npueden ser cíclicas'

H HC

O

H CH2CH3

C

O

HC

O

H3C CH3

C

O

R C

O O

Formaldehído Aldehído alifático Aldehído aromático

AcetonaCetona alifática

Cetona aromática Cetona cíclica

continuaci"n eremos las reacciones características para el reconocimiento de estos compuestos'

1. Re#!!ión $e #$i!ión n%!&eo'(&i!#) %as reacciones debidas al grupo carbonilo son en general deadici"n nucleofílica catalizada por *cidos. El primer paso de esta reacci"n inolucra la protonaci"n delo$ígeno y en el segundo paso se da la adici"n del nucle"filo al carbono dando como producto unalcohol, el cual, puede sufrir posteriormente, una eliminaci"n de agua'

CR H

O

H+

CR H

OH

Nu-

R C H

OH

Nu

!anual de Pr"cticas de Química #rg"nica

--




%a formaci"n de hidrazonas a partir de aldehídos o cetonas es un tipo de reacci"n de adici"nnucleofílica sobre el grupo carbonilo, catalizada por *cido. Estos deriados pueden utilizarse para laidentificaci"n del compuesto carbonílico ya que son s"lidos de punto de fusi"n definidos.

no de los m*s utilizados es la 2,#/Dinitrofenil hidrazona, obtenida haciendo reaccionar el compuestocarbonílico con una soluci"n de 2,#/Dinitrofenil hidracina en medio *cido.

R H

O

HN

O2N

NO2H2N+

H2SO4 HN

O2N

NO2HNCR

OH

H

HN

O2N

NO2NCR

H

H2O +

Slido amarillo-naran!a

2. Re#!!ión $e o*i$#!ión) %os aldehídos alif*ticos se o$idan f*cilmente a las correspondientes sales de*cidos carbo$ílicos a&n con o$idantes suaes en soluciones alcalinas. %as cetonas ba0o estas

condiciones no reaccionan desde este punto de ista es posible diferenciar los aldehídos de lascetonas y los aldehídos alif*ticos de los arom*ticos.

%os reactios utilizados en esta o$idaci"n son el de Fehling o Tollens. El reactio de Fehling es unasoluci"n b*sica de iones u2 en presencia de iones tartrato, para impedir su precipitaci"n (el color delreactio es azul oscuro). El reactio de Tollens es una soluci"n b*sica amoniacal de iones g (elreactio es incoloro). uando se utilizan esto reactios en presencia de un aldehído alif*tico ocurrenlas siguientes reacciones'

R C

H

O

+ + " OH- +R C

O-

O

+ Cu2O #S$ 3 H2O

Reaccin con el reacti%o de Fehling&

R C

H

O

+ 2 'A(#NH3$2)+ + 3 OH- +R C

O-

O

+ 2A( #S$ + 4 NH3 2 H2O

Reaccin con el reacti%o de Tollens&

2 Cu2+ *artrato

Ro!o ladrillo

,e!o de lata

!. P"%eb# $e $chi%% ) los aldehídos tanto arom*tico como alif*ticos, se pueden diferenciar de las cetonasmediante esta prueba, ya que para +stos la reacci"n de Fehling o Tollens no son eidentes.


-3




H2N C SO3H

NH3+

NH2

HN C SO3H

NH3+

NH

R C

O

H

2

Color %ioleta

Reacti%o de Schiff

CH3

CR H

OH

CR H

OH

Car.inol amina

- 2 H2O N C SO3H

NH3+

N

CHR

CHR

/iimina

2 H2SO3

HN C SO3-

NH3+

NH

CH

R

CHR

SO3-

SO3-

3H+HN C

NH3+

NH

CH

R

CHR

SO3-

SO3-

HSO3-

2H+HN C

NH3+

NH

CH

R

CHR

SO3-

SO3-

CH3

CH3

CH3

CH3CH3

#. P"%eb# $e Yo$o'o"+o) %os compuestos que tienen el grupo metilcarbonilo o los que por o$idaci"n lopueden producir, reaccionan con una soluci"n de 4256a78, produciendo un precipitado amarillo claro,yodoformo, 84!'

R C

CH3

O

+2 020

+4 OH-R

C

O-

O

CH03 #S$ + 3 H2O

Amarillo

Estos grupo metilcarbonilo reaccionan en medio b*sico formando un ani"n en el carbono alfa (α) alcarbonilo, conirti+ndose este carbono en un reactio nucleofílico y conduciendo seguidamente areacciones de sustituci"n sobre el I,I esta reacci"n se repite hasta producir una especie R-CO,CI.

que se descompone en medio b*sico, dando los productos que se muestran en la reacci"n neta.

9. Con$ens#!ión #&$ó&i!#) %as condensaciones ald"licas son reacciones de adici"n nucleofílica que sepresentan entre dos mol+culas de compuestos carbonílicos. Estos pueden ser iguales o diferentes ydebe poseer, al menos uno de ellos, hidr"genos alfa al carbonilo'

R 1 CH2 C R 2

O

#H$2 OH-+ R 1 CH2 C C #H$

R 2 R 1

C R 2

O

H2O+

Reaccin (eneral

Ar C H

O

R C CH3

O

+ Ar C C C R

H

H

O

OH-+ H2O

Reaccin aldlica cruada

Estos hidr"genos alfa al carbonilo son *cidos y reaccionan en medio b*sico formando un ani"n, conirti+ndoseeste carbono en un reactio nucleofílico y conduciendo seguidamente a reacciones de condensaci"n.


-:




%as condensaciones ald"licas cruzadas producen una mezcla de productos. %as reacciones de condensaci"nentre cetonas y aldehídos no enolizables producen un solo producto (condensaciones ald"licas cruzadasdirigidas).

M#te"i#&es)

• ubos de ensayo

• ;oporte uniersal• <inza y nuez

• =ea>er

• <apel de filtro

• Estufa• =a?o maría

• =a?o de hielo

S%st#n!i#s)

• cetona

• ;oluci"n acuosa de formaldehído

• =enzaldehído

• @eactio 2,#/dinitrofenilhidrazina

• @eactio de Tollens

• @eactio de Fehling

• ;oluci"n de 425A4

• @eactio de Schiff

• Etanol

• 6a78 al 1B C

• An7# al 1C

• anela

Se!!ión e*e"i+ent#&

1. <reparaci"n de 2,#/Dinitrofenilhidrazonas' tome tres tubos de ensayo y coloque, respectiamente, !gotas de'

ubo 1' acetonaubo 2' soluci"n acuosa de formaldehídoubo !' etanol

dicione 1B gotas del reactio de 2,#/Dinitrofenilhidrazina, preiamente preparada, agite y obsere.Residuos org"nicos no halogenados

2. <rueba de Tollens' tome tres tubos de ensayo y coloque, respectiamente, 9 gotas de'

ubo 1' soluci"n acuosa de formaldehídoubo 2' acetonaubo !' benzaldehído

dicione a cada tubo 9 gotas del reactio de Tollens1. note los cambios obserados. Residuosorg"nicos con metales

!. <rueba de Fehling ' En tres tubos de ensayo coloque, respectiamente, 9 gotas de'

ubo 1' soluci"n acuosa de formaldehídoubo 2' acetona

ubo !' benzaldehído

dicione a cada tubo 9 gotas del reactio de Fehling y 9 gotas de Fehling = y agite bien. aliente lostubos al ba?o maría (a :B ) durante 9 minutos. note los cambios obserados. Residuos org"nicoscon metales

1 %a prueba de Tollens puede realizarse tambi+n de la siguiente manera' adicione a un tubo de ensayo dos gotas de nitrato de plata acuoso

al 2C y una gota de hidr"$ido de sodio al 1BC, agite y adicione : gotas de hidr"$ido de amonio concentrado, para disoler el s"lidoformado, luego adicione 1 gota del compuesto a ensayar.


-F




#. <rueba de Schiff ' En tres tubos de ensayo coloque, respectiamente, ! gotas de'

ubo 1' soluci"n acuosa de formaldehídoubo 2' acetonaubo !' benzaldehído

dicione a cada tubo 9 gotas del reactio de Schiff , agite y de0e reposar 19 minutos. note los cambiosobserados. Residuos org"nicos no halogenados

9. <rueba de Yodoformo' tome tres tubos de ensayo y coloque, respectiamente, 9 gotas de'

ubo 1' soluci"n acuosa de formaldehídoubo 2' acetonaubo !' etanol

dicione a cada tubo ! gotas de 6a78 al 1BC, agite y adicione : gotas de una soluci"n de 425A4. gite yanote los cambios obserados. Residuos org"nicos halogenados

-. ondensaci"n ald"lica'

• En un tubo de ensayo grande coloque 9 gotas de benzaldehído y 1B gotas de 6a78 al 1B C, agite

muy bien

• dicione etanol gota a gota y con agitaci"n, hasta que desaparezca la turbidez.

• <onga la mezcla en un ba?o de hielo y adicione poco a poco y con agitaci"n 9 gotas de acetona

agite hasta la formaci"n de un s"lido.

• Giltre el s"lido, disuela una parte de +ste en 1B gotas de acetona y adici"nele 1 gotas de An7# al

1C. 7bsere y anote los resultados. Residuos org"nicos con metales

3. Determinaci&n cualitati'a del aceite esencial de la canela( La canela molida se utiliza ampliamenteen postres, pasteles, dulces, etc. y entera se utiliza para adornar y sazonar algunos platillos, sinembargo su uso m*s e$tendido est* en el famoso + de anela, que resulta de poner unas aritas de

canela a herir en agua hasta obtener la infusi"n, agregando az&car a gusto.

no de los beneficios medicinales que proporciona la canela es que cuando e$isten abrasiones a nielde la lengua por comer o tomar cosas calientes la barra de canela se chupa o lame para sedar el dolor ycicatrizar las papilas gustatias. ambi+n, ha sido usado para inducir sue?o a los ni?os, tanto eninfusiones como fumado.

El aceite esencial de la canela consta principalmente, de un -B/3BC cinamaldehído y de #/1BC fenoles(eugenol).

H

O

OH

O

Cin#+#&$e/i$o

E%0eno&

a. oloque en un bea>er peque?o apro$imadamente 2B m% de agua, adicione 2 astillas de canela, tapecon un idrio relo0 el recipiente, caliente hasta ebullici"n durante cinco minutos y de0e enfriar.

b. dicione 1 m% del líquido a un tubo de ensayo y ! gotas de 2,#/D6G8. ;e forma alg&n precipitadoH<orqueH


3B




P"e0%nt#s

1. "mo diferenciaría usted, 0ustificando con ecuaciones químicas los siguientes compuestos' propanona,formaldehído y ciclohe$anona

2. omando como base una reacci"n de adici"n nucleofílica, Iu*l reacciona m*s r*pidamente, unaldehído o una cetonaH ;ugiera dos factores

!. Describa el mecanismo correspondiente para la acetofenona, en presencia de los siguientes reactios'a. 2,#/dinitrofenilhidrazina58 b. 6a78542/A4

#. <uede distinguirse entre sí, con pruebas químicas, los compuestos carbonilos isom+ricos de formulamolecular #8:7H E$plique.

9. Iu*les de los siguientes compuestos darían positia la prueba de yodoformoH E$plique.

CH3CH2 C H

O

CH3 C H

O

CH3 C CH2CH3

O

C H

O

H CH3CH2 C CH2CH3

O

CH3 C CH2CH3

OH

H

CH3CH2 OH

CH3CH2 C CH2CH3

OH

H

CH3 C CH2CH3

OH

CH3

a . c

de f

( h i

-. n compuesto de f"rmula :8:7, reaccion" con el reactio de 2,#/D6G8 y con el de yodoformo, perodio negatia la prueba de Tollens. Iu*l es la estructura del compuestoH

3. n compuesto de f"rmula 981B7, reaccion" con el reactio de 2,#/D6G8 pero no reacciona con elreactio de Tollens, no da la prueba de yodoformo. Iu*l es la estructura del compuestoH

:. IJu+ pasaría si se utilizara en la pr*ctica de condensaci"n ald"lica, acetaldehído en ez debenzaldehídoH

F. E$plique por qu+ se debe adicionar primero benzaldehído y despu+s la acetona a la prueba de reacci"n ald"lica.


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