QUIMICA ORGANICA II RECONOCIMIENTO DE ALDEHIDOS Y CETONAS

Practica N 1Caracterizacion y diferenciacion de aldehidos y cetonas1.-INTRODUCCION:Una importante parte de la quimica organica en general se enfoca en el estudio de los compuestos que contienen al grupo funcional carbonilo, entre los principales representantes de este tipo de estructuras se encuentran los aldehidos y las cetonas, ya que las principales estructuras biologicas presentes en la humanidad contienen este grupo funcional. Es esta entonces la importancia del delicado estudio que se le da a este tipo de estructuras. Entonces en el siguiente informe hacemos entrega de nuestras observaciones dadas en los procedimientos experimentales que tuvimos para diferenciar estos compuestos.2.-MARCO TEORICO:Los aldehdos y las cetonas contienen el grupo funcional carbonilo,. Se diferencian entre s en que en los aldehdos este grupo carbonilo se encuentra en un extremo de la cadena hidrocarbonada, por lo que tiene un tomo de hidrgeno unido a l directamente, es decir, que el verdadero grupo funcional es, que suele escribirse, por comodidad, en la formaCHO. En cambio, en las cetonas, el grupo carbonilo se encuentra unido a dos radicales hidrocarbonados: si stos son iguales, las cetonas se llamansimtricas, mientras que si son distintos se llamanasimtricas. Segn el tipo de radical hidrocarbonado unido al grupo funcional, los aldehdos pueden ser alifticos,RCHO, y aromticos,ArCHO; mientras que las cetonas se clasifican en alifticas,RCOR', aromticas,ArCOAr, y mixtas;RCOAr, segn que los dos radicales unidos al grupo carbonilo sean alifticos, aromticos o uno de cada clase, respectivamente.Si bien los aldehdos y cetonas son los compuestos ms sencillos con el grupo carbonilo, hay otros muchos compuestos que contienen tambin en su molcula el grupo carbonilo que, junto a otras agrupaciones atmicas, constituyen su grupo funcional caracterstico. Entre estos compuestos podemos citar: cidos carboxlicos,COOH; halogenuros de acilo,CX, steres,COOR, amidas,CONH2, etc., sin embargo, el nombre de compuestos carbonlicos suele utilizarse en sentido restringido para designar exclusivamente a los aldehdos y cetonas.Los aldehidos y cetonas se caracterizan por la adicion de reactivos nucleofilicos al grupo carbonilo, en especial derivados del amoniaco. Asi por ejemplo, un aldehido o una cetona reaccionara con 2,4-dinitrofenilhidracina para formar un solido insoluble, amarillo o rojo.Los aldehidos se caracterizan y distinguen en particular de las cetonas, por su facilidad de oxidacion: los aldehidos dan una prueba de tollens positiva, mientras que para las cetonas es negativa, desde luego , se oxidan tambien con muchos otros agentes oxidantes: con KMnO4 diluido, frio y neutro, y con CrO3 en H2SO4. (Morrison-1998)Obtencin comunes a aldehdos y cetonas (Rodger-1981)Oxidacin de alcoholes: La oxidacin de alcoholes primarios produce en una primera etapa, aldehdos; mientras que la oxidacin de alcoholes secundarios conduce a cetonas.Las cetonas son resistentes a la oxidacin posterior, por lo que pueden aislarse sin necesidad de tomar precauciones especiales. En cambio, los aldehdos se oxidan fcilmente a los cidos carbox1icos correspondientes. Para evitar esta oxidacin es necesario separar el aldehdo de la mezcla reaccionante a medida que se va formando, lo que se consigue por destilacin, aprovechando la mayor volatilidad de los aldehdos inferiores respecto a los correspondientes alcoholes. As se obtiene, por ejemplo, elpropanal:CH3CH2CH2OHNa2Cr2O7+ H2SO4

60-70 CCH3CH2CHO

1-propanolpropanal

Obtencin de aldehdos (Rodger-1981)Reduccin de cloruros de acilo: La reduccin directa de cidos carboxlicos a aldehdos no es fcil de realizar, porque los cidos se reducen con gran dificultad. Por ello, el procedimiento utilizado es convertir primero el cido en su cloruro (cloruro de acilo) que se reduce fcilmente a aldehdo:

Para impedir la posterior reduccin del aldehdo a alcohol se ha ideado el empleo de uncatalizadordepaladio envenenado(es decir, desactivado) con azufre.Obtencin de cetonas (Rodger-1981)Reaccin de nitrilos con reactivos de Grignard: Los reactivos de Grignard o magnesianos,RMgX,se adicionan fcilmente a los enlaces mltiples polares, formando compuestos de adicin que se hidrolizan con gran facilidad. Este es el fundamento de la gran variedad de aplicaciones de los magnesianos en sntesis orgnica. En el caso de los nitrilos,RCN, la reaccin de adicin y posterior hidrlisis (en medio cido), puede representarse esquemticamente mediante la ecuacin:RCN + R'MgX(RR')C=NMgX2H2O

RCOR' + XMgOH + NH3

Reacciones de los aldehdos y cetonas (Beyer-1987)Hidrogenacin: Los aldehdos y cetonas se transforman en alcoholes al hacerlos pasar sobreCua 300 C en un proceso inverso al de deshidrogenacin de alcoholes.Los aldehdos conducen a la formacin de alcoholes primarios:RCHO + H2Cu

300 C RrCH2OH

aldehdoalcohol primario

Las cetonas por su parte se reducen a alcoholes secundarios:RCOR' + H2Cu

300 C RCHOHR'

cetonaalcohol secundario

Reaccin bisulftica: Los aldehdos y metilcetonas (con un grupo metilo en posicin), reaccionan con bisulfito sdico para dar lugar a un compuesto cristalino: el compuesto bisulftico.RCHO + NaHSO3RCHOH Na SO3

aldehdoderivado bisulftico de un aldehdo

RCOCH3 + Na HSO3 RCOH(CH3) Na SO3

cetonaderivado bisulftico de una cetona

Adicin de HCN: Aldehdos y cetonas adicionan cianuro de hidrgeno para dar lugar a la formacin decianhidrinas(hidroxinitrilos).RCHO + HCNRCHOHCN

aldehdocianhidrina

RCOR' + HCN RCOH(CN)R'

cetonacianhidrina

Condensacin aldlica: Los aldehdos en presencia de disoluciones diluidas de hidrxidos alcalinos sufren la denominada condensacin aldlica, con formacin de un aldol (molcula que contiene simultneamente las funciones aldehdo y alcohol).

Polimerizacin: En presencia de cidos inorgnicos diluidos, los aldehdos sufren una autoadicin con ciclacin simultnea en la que se formantrmeros cclicos; as en el caso del formaldehdo se formatrioxano:

En el caso del acetaldehdo se forma paraldehdo. Las cetonas, sin embargo, no se polimerizan.Oxidacin: Las cetonas son muy resistentes a la accin de los agentes oxidantes, y cuando se oxidan lo hacen dando lugar a una mezcla de cidos carboxlicos con menos tomos de carbono cada uno de ellos que la cetona que se oxida.Los aldehdos se oxidan con facilidad incluso bajo la accin de oxidantes suaves para dar lugar a un cido carboxlico (o sus sales) con el mismo nmero de tomos de carbono que el aldehdo sometido a oxidacin. Reaccin de Tollens:RCHO +2AgOH +NH4OHRCOONH4+ 2 H2O + 2Ag

aldehdohidrxidoamnicosal amoniacal delcido carboxlico

El reactivo es una disolucin amoniacaldenitrato de plata. Con frecuencia la plata se deposita sobre el vidrio del recipiente originando un espejo. Reaccin de Fehling:RCHO +2Cu(OH)2 +NaOHRCOONa+ 3 H2O + Cu2O

aldehdohidrxidosdicosal amoniacal delcido carboxlico

Los reactivos son: una disolucin desulfato cpricoy otra dehidrxido sdicoytartrato sodopotsico(que evita la precipitacin del hidrxido cprico).

3.-OBJETIVOS a) Identificar el grupo carbonilo en aldehdos y cetonas mediante la dinitrofenil hidrazina.b) Distinguir entre un aldehdo y una cetona por medio de reacciones caractersticasz

5.-DISCUSIONESSegn Gonzales C, Soto N No se produce reaccin con un aldehdo aromtico debido a que este es estabilizado por efecto de resonancia y el fehling es un oxidante suave y una cetona ya que estas no tienen hidrogeno unido al carbono carbonilo y son estabilizadas mediante efecto conductivo.(Test de Tollens y Test de Fehling,Gonzales C, Soto N). Pero en la parte experimental se observo que el anisaldehido ( aldehdo aromtico) ( ver fig. ) reacciona , cambiando su color a uno pardo amarillento, y el benzaldehdo y acetona no reaccionan. En la practica se observo que la glucosa y la lactosa presentaron diferentes tonalidades (anaranjado ladrillo), esto debido a que tienen diferentes unidades, adems a diferencia de los otros reactivos el volumen permaneci constante pues no se volatiliz, ya que tanto la glucosa como la lactosa estn disueltas en agua. Teniendo en cuenta lo mencionado por Mc Murry J. la polarizacin del grupo carbonilo genera atracciones dipolo-dipolo entre las molculas de las cetonas y de los aldehdos, lo que hace que los puntos de ebullicin sean ms altos que los hidrocarburos y teres de masas moleculares similares.

Lo visto en el laboratorio nos confirma que a pesar de que los aldehdos y cetonas poseen un relativo alto punto de ebullicin, entre ellos existe una relacin corroborada en el laboratorio, ya que al agregarle 2,4-dinitrohidrazona a un tubo que contena acetona y a otro con acetaldehdo; el primero no desprenda gases, tambin demoraba para la formacin de precipitado. Mientras que para el acetaldehdo ocurra todo lo contrario, haba desprendimiento notorio de gas, se formaba precipitado ms rpido que la acetona.

En la pasada prctica se llevaron a cabo pruebas, para la identificacin de aldehdos y cetonas; los aldehdos reaccionan de manera diferente de las cetonas a pesar de que ambos contengan en su estructura un grupo carbonilo, ello permite que se d o no la reaccin con un reactivo especifico presentando un indicador como lo es el cambio en la coloracin. Por tanto, un cambio en el color indica que si hubo reaccin, lo cual es precisamente lo que se observ en la prctica, permitiendo as la identificacin de un aldehdo o de una cetona.

En el laboratorio se dio un inconveniente ya que al agregar reactivo de Fehheling, para identificar a los aldehdos, de 7 muestras entre las cuales haban: acetona, acetaldehdo, anisaldehdo, ciclohexanona, glucosa, lactosa y benzaldehdo. Para la ciclohexanona, luego de agregar reactivos de Feheling A y B y de llevar a BM, la prueba dio positivo, pero segn segn Morrison. R, sta tiene que dar negativo ya que los reactivos mencionados no reaccionan con cetonas pero s con aldehdos, por lo que podemos decir que en ese tubo de ensayo hubo una contaminacin previa de residuos de aldehdos.

6.-CONCLUSINEn la presente prctica hemos identificado el grupo carbonilo en los aldehdos y cetonas con ayuda del reactivo de Brady (2,4-dinitrofenilhidrazina) ya que este forma un precipitado amarillo rojizo al contacto con el aldehdo y cetona. La aparicin de este precipitado indica que la prueba es positiva.Las cetonas al igual que los aldehdos son sustancias muy reactivas y parecidas en sus reacciones pero existen pruebas caractersticas como la Feheling y Benedict que contienen sulfato de cobre (+2) que permite identificar aldehdos, ya que estos son buenos agentes reductores y se oxidan posteriormente a cido carboxlico . Al reaccionar con el Cu +2 (color azul) lo reduce hasta Cu +1 (color pardo); en cambio, las cetonas son resistentes a una oxidacin mediante estas pruebas.

7.-REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS:Beyer H. Manual de quimica organica. 19 ed. Barcelona: Editorial REVERTE; 1987.Morrison R, Boyd R. Quimica organicac. 5 ed. Mexico: Pearson Educacion; 1998.Rodger W, Granados R, Melendez E. Quimica organica moderna. 1 ed. Barcelona: Editorial REVERTE; 1981.Gonzales Carla; Soto Nicols. Test de Tollens y Test de Fehling. Facultad de Ciencias naturales, Matemticas y del medio ambiente. Universidad Tecnolgica Metropolitana

4