Tema16

COLEGIO BRITANICO

GUA funciones oxigenadas

DOCENTE: JUAN CARLOS SECHAGUE

LEE ATENTAMENTE LA GUIA Y REALIZA EN TU CUADERNO LAS ACTIVIDADES PROPUESTAS.

FUNCIONES ORGNICAS OXIGENADAS Y NITROGENADAS ALCOHOLES Y FENOLESLos alcoholes y los fenoles tienen en la molcula el grupo funcional hidroxilo: OH. En los alcoholes el grupo OH va unido a un radical alquilo (R), mientras que en los fenoles est unido directamente a un anillo bencnico.

Alcoholes y fenoles pueden ser considerados, desde un punto de vista formal, como derivados de un hidrocarburo en el que se ha sustituido un H por un grupo OH. Tambin pueden ser considerados como derivados del agua, en la que se ha sustituido un H por un radical hidrocarbonado (R o Ar).

NOMENCLATURA

Las reglas de la IUPAC para nombrar un alcohol son:

Seleccionar, en primer lugar, la cadena hidrocarbonada ms larga que contenga el grupo hidroxilo y sustituir la terminacin _o correspondiente por la terminacin _ol. Numerar la cadena de manera que al grupo OH le corresponda el menor nmero posible. Indicar la posicin del grupo hidroxilo utilizando este nmero.

Si hay otros sustituyentes, se indicarn sus posiciones con nmeros localizadores que les correspondan en la cadena hidrocarbonada.

Ejemplos:

Los alcoholes pueden ser primarios, secundarios o terciarios. Ello depende de la posicin del carbono unido al grupo OH en la cadena hidrocarbonada. Ser primario si dicho carbono est unido a un tomo de C, secundario si est unido a 2 tomos de C y terciario si est unido a 3 tomos de C. El 1-butanol es un alcohol primario, el 2-butanol es un alcohol secundario y el metil-2-propanol es un alcohol terciario.Los polialcoholes son compuestos que contienen varias funciones alcohol en la misma cadena hidrocarbonada. Segn tengan dos, tres, etc., se denominan dioles, trioles, etc. Los dioles o glicoles. El 1,2-etanodiol, de frmula CH2OHCH2OH, es un diol que recibe tambin el nombre de etilenglicol. Es un compuesto que se utiliza, en disolucin acuosa, como anticongelante. La glicerina es un triol, 1,2,3-propanotriol, mientras que la glucosa y la fructosa, por ejemplo, son polialcoholes.

Para nombrar a los fenoles se utilizan las reglas de nomenclatura que vimos para el benceno. El fenol es el ms sencillo de todos y da nombre al grupo.

Propiedades fsicas del grupo OH Las temperaturas de fusin y ebullicin de alcoholes y fenoles son mayores que las de hidrocarburos de masa molecular similar (en los procesos de fusin y ebullicin se rompen las interacciones entre molculas).

Pueden explicarse teniendo en cuenta que, el grupo OH permite que se forme enlaces de hidrgeno entre las molculas de alcohol o de fenol, interacciones m fuertes que las que existen entre las molculas apolares de los hidrocarburos.

Los alcoholes y fenoles son solubles en agua, se explica porque pueden establecerse enlaces de hidrgeno entre las molculas del alcohol y las molculas de agua. Los primeros alcoholes de la serie: metanol, etanol y propanol, presentan una solubilidad ilimitada. A medida que aumenta el tamao del grupo alqulico, (R) e naturaleza apolar, aumentan las interacciones entre las molculas de alcohol, y partir de 4 o 5 tomos de C, disminuye la solubilidad en agua. lo explica, asimismo, que la solubilidad del fenol sea inferior a la de los alcoholes listados anteriormente.

Los alcoholes de mayor uso son los de cadena hidrocarbonada corta, que se utilizan como disolventes, fabricar barnices y pinturas, como combustibles, e intermediarios en la obtencin de otros productos qumicos.

El metanol es muy txico y produce ceguera. El etanol (alcohol etlico) se utiliza para obtener productos qumicos y farmacuticos, en perfumera y en preparacin de bebidas, etc. El fenol es un slido cristalino y se usa como desinfectante y germicida.

Reactividad del grupo -OH Reacciones de oxidacin de los alcoholes

Al igual que ocurre con los hidrocarburos, la oxidacin fuerte de alcohol (la combustin) produce dixido de carbono y agua.

La oxidacin suave de un alcohol, producida con oxidantes como el permanganato de potasio (KMnO4) o el dicromato de potasio (K2Cr2O7), conduce a diferentes productos finales dependiendo de la naturaleza del alcohol de partida.Reaccin de oxidacin de un alcohol primario:En el proceso se obtiene el correspondiente aldehdo y, si hay exceso de KMnO4 (permanganato de potasio), la oxidacin contina formndose un cido carboxlico.

Reaccin de oxidacin de un alcohol secundario:En esta oxidacin se obtiene una cetona, que es un compuesto que presenta mayor resistencia a la oxidacin.

En condiciones ms drsticas, la oxidacin de la cetona provoca la ruptura de la cadena hidrocarbonada, obtenindose una mezcla de productos oxidados.

En un alcohol, la reaccin de oxidacin implica la ruptura del enlace OH. Existen otras reacciones que son tambin caractersticas de los alcoholes y que suponen la ruptura del enlace CO.

Reaccin de deshidratacinEs una reaccin caracterstica de los alcoholes. En este tipo de reacciones se elimina una molcula de agua y se forma un alqueno: (Regla de Zaitsev: Se elimina preferentemente el H unido al C con menos hidrgenos)

Reaccin de sustitucin del grupo OHLa reaccin de un alcohol con un haluro de hidrgeno produce un halo-alcano (halogenuros de alquilo). En este proceso tambin se rompe el enlace CO.

Obtencin de alcoholes

Los alcoholes pueden obtenerse hidratando alquenos: (Regla de Markownikoff: el H va preferentemente al C que tiene ms hidrgenos)

De esta manera se obtiene el etanol que se utiliza con fines qumicos e industriales:

La ley obliga a que este etanol se adultere (se desnaturalice) para que no pueda beberse. Un desnaturalizante muy utilizado es el metanol, que es sumamente txico.

ACTIVIDAD. Piensa, analiza y contesta:

1. Cual es el grupo funcional de los alcoholes.

2. Que importancia biolgica tienen los alcoholes?3. Escribe los nombres de las siguientes estructuras: OHCHOHCH3 HO OH

HO

CH3 OH OH4. Realiza las estructuras de los siguientes alcoholes

A. 3,4_dimetilactanolB. 4_ciclohexil_3_etil_5,6_dimetil_1,7_decanotriol

C. Fenol

D. 5_fenil_3,6,7_trimetilnonanodiol

E. 4_etil_2,3,6_decanotriol

5. Indaga sobre la fabricacin del alcohol para bebidas alcohlicas como el aguardiente, ron o cerveza en nuestra regin.

TERESLos teres resultan de la unin de dos radicales hidrocarbonados (alqulicos) a un tomo de oxgeno: ROR'. Tambin, pueden considerarse derivados del agua, en la que se han sustituido los dos hidrgenos por dos radicales alquilo (o arilo).

Nomenclatura

Para los teres ms simples se utiliza la nomenclatura tradicional, que consiste en nombrar los dos radicales en orden alfabtico seguido de la palabra ter, aunque, segn la IUPAC, debe nombrarse del siguiente modo: nombre del radical ms sencillo + oxi + nombre del hidrocarburo ms complejo. Ejemplos:

El dietileter, de olor caracterstico, se utilizaba antiguamente como anestsico.PROPIEDADES FSICAS

Las temperaturas de fusin y ebullicin de los teres son mayores que las de los hidrocarburos de similar masa. Excepto el dimetilter que es un gas, la mayora son lquidos voltiles.

Los teres no forman enlaces de hidrgeno entre s, aunque si con el agua, lo que explica que su solubilidad en agua sea similar a la de los alcoholes de parecida masa molecular.

Los vapores de ter dietilico (ter) mezclado con el aire arden con explosin. Este ter se emplea como disolvente, refrigerante y anestsico.

ACTIVIDAD. Piensa, analiza y contesta:1. Cual es el grupo funcional de los teres.

2. Que importancia tienen los teres?3. Escribe los nombres de las siguientes estructuras:

H3C

CH3O

CH3

CH3

H3C

O CH3CH3

CH3H3C

CH3O

CH3

OCH3CH3

CH3

CH3 H3C O

4. Realiza las estructuras de los siguientes teres

A. 3,4_dimetilpentanoxi_2_metilbutanoB. 4_etil_5,6_dimetildecanoxi_1,7_dimetilpentano

C. Ciclohexanoxicicloctano

D. 5_feniloctanoxi_3,6,7_trimetilnonano

E. 4_fenilhexanoxi_2,3,6_trimetilnonano

5. Consulta que usos a nivel industrial tienen los teres.

ALDE HDOS Y CETONAS

El grupo funcional carbonilo

Los aldehdos y las cetonas son compuestos que contienen el grupo funcional carbonilo. En los aldehdos, el grupo carbonilo se encuentra en un carbono primario, es decir, en un carbono del extremo de la cadena hidrocarbonada. Por su parte, en las cetonas, el grupo carbonilo se encuentra en un carbono secundario.

Las frmulas generales de un aldehdo y de una cetona sern, por tanto:

Nomenclatura

Los aldehdos se nombran sustituyendo la -o final del alcano correspondiente por la terminacin -al. Cuando hay otros sustituyentes, el C del grupo C=O pasa a ser el nmero 1.

Las cetonas se nombran sustituyendo la -o final del alcano correspondiente por la terminacin -ona, e indicando, si es necesario, la posicin del grupo carbonilo, que siempre ser la ms baja posible.

Algunos aldehdos y cetonas reciben nombres comunes, que la IUPAC acepta.

Ejemplos de aldehdos y cetonas:

Como puedes ver el propanal y la propanona son compuestos distintos que tienen la misma frmula molecular C3H6O; se denominan ismeros de funcin.

PROPIEDADES FSICAS DE ALDEHDOS Y CETONAS

El enlace C=O es un enlace muy polar, ya que el oxgeno es ms electronegativo que el carbono, lo que explica que aldehdos y cetonas tengan temperaturas de fusin y ebullicin mayores que las de los hidrocarburos de similar masa molecular, aunque inferiores a las de los alcoholes correspondientes, porque no pueden unirse sus molculas por enlaces de hidrogeno, debido a que el tomo de H esta unido a un C.

Las interacciones entre molculas son de tipo dipolo-dipolo, ms fuertes que las interacciones apolares de los hidrocarburos, pero ms dbiles que los enlaces de hidrgeno de los alcoholes.

Salvo el metanal, que es un gas, los aldehdos de hasta 11 tomos de carbono son lquidos de olores generalmente agradables.

Las primeras cetonas (hasta 10 tomos de carbono) son lquidas.

Los aldehdos y cetonas con menor nmero de tomos de carbono son solubles en agua, debido a que interaccionan con ella mediante enlaces de hidrgeno.

A medida que aumenta la longitud de la cadena hidrocarbonada, la solubilidad disminuye. De hecho, la solubilidad en agua del etanal y de la acetona es ilimitada.

Las primeras cetonas (hasta 10 tomos de carbono) son lquidas.

Los aldehdos y cetonas con menor nmero de tomos de carbono son solubles en agua, debido a que interaccionan con ella mediante enlaces de hidrgeno.

A medida que aumenta la longitud de la cadena hidrocarbonada, la solubilidad disminuye. De hecho, la solubilidad en agua del etanal y de la acetona es ilimitada.

Tanto los aldehdos como las cetonas son solubles en disolventes orgnicos, y muchos de ellos se utilizan como disolvente.

El metanal (formaldehdo) es un poderoso germicida y se emplea en esterilizacin y embalsamamiento. La acetona (CH3CO CH) es un lquido de olor agradable, muy voltil y miscible en agua. Se emplea como disolvente en barnices y lacas.

Reactividad de aldehdos y cetonas

Hay reacciones que son comunes a aldehdos y cetonas y que pueden interpretarse teniendo en cuenta las propiedades del doble enlace C=O, caracterstico de ambos. Este enlace es muy polar; ello explica que sean compuestos muy reactivos.

Reacciones de oxidacin de aldehdos y cetonas

Los aldehdos y las cetonas son el resultado de la oxidacin de alcoholes primarios y secundarios. Esta oxidacin puede continuar, aunque son los aldehdos se oxidan ms fcilmente, pasando a cidos carboxlicos; en cambio, las cetonas presentan mayor resistencia a la oxidacin y solo cuando se enfrentan a un oxidante fuerte se rompe el esqueleto hidrocarbonado, obtenindose una mezcla de cidos carboxlicos.

Esta diferencia de comportamiento frente a la oxidacin: los aldehdos presenten mayor carcter reductor que las cetonas permite diferenciar ambos compuestos, utilizando para ello un agente oxidante dbil.

Los reactivos ms utilizados son:

Reactivo de Fehling: hidrxido de cobre (II) en disolucin acuosa de tartrato de sodio y potasio.

Aldehdo + Cu(OH)2 (azul) cido + Cu2O (rojo ladrillo) Reactivo de Tollens: disolucin amoniacal de nitrato de plata.

Aldehdo + AgNO3 (transparente) cido + Ag (espejo de plata)

Las cetonas no reaccionan en ninguno de los dos casos.

Obtencin de aldehdos y cetonas

En estado natural, los aldehdos se encuentran en los aceites esenciales y contribuyen a dar sabor a muchas frutas y olor a muchas plantas.

El humo de madera contiene metanal (formaldehdo), que es un potente bactericida. Esta es la razn por la que el ahumado de los alimentos es una forma natural de conservados.

ACTIVIDAD. Piensa, analiza y contesta:

1. Cual es el grupo funcional de los aldehdos y el de las cetonas_ .

2. Que importancia tienen los aldehdos?3. Que importancia tienen las cetonas?