Química Orgánica II Unidad 1(Parte I)Grupo Carbonilo (Aldehídos y Cetonas) Universidad de San Carlos de Guatemala Departamento de Química Orgánica. Escuela de Química Lic. Walter de la Roca1 Lic. Walter de la Roca Cuéllar

Lic. Walter de la Roca2 Objetivos: 1.Comprender las propiedades estructurales características del grupo funcional carbonilo 2.Clasificar a los compuestos carbonílicos según su estructura. 3.Predecir propiedades físicas de aldehídos y cetonas con base en su estructura química.

Lic. Walter de la Roca3 Los compuestos carbonílicos están en todas partes. La mayor parte de las moléculas biológicas contienen grupos carbonilo, al igual que la mayor parte de los agentes farmacéuticos y muchas de las sustancias químicas sintéticas con la tratamos todos los días. El ácido cítrico, que se encuentra en todos los frutos cítricos, el acetaminofeno es el ingrediente activo de muchos medicamentos contra el dolor de cabeza; y el Dacrón el material utilizado en textiles. Generalidades:

Lic. Walter de la Roca4 Aldehídos: El metanal o aldehído fórmico es el aldehído con mayor uso en la industria, se utiliza fundamentalmente para la obtención de resinas fenólicas y en la elaboración de explosivos (pentaeritrol y el tetranitrato de pentaeritrol, TNPE) así como en la elaboración de resinas alquídicas y poliuretano expandido. También se utiliza en la elaboración de uno de los llamados plásticos técnicos que se utilizan fundamentalmente en la sustitución de piezas metálicas en automóviles y maquinaria, así como para cubiertas resistentes a los choques en la manufactura de aparatos eléctricos. Estos plásticos reciben el nombre de POM (polioximetileno)

Lic. Walter de la Roca5 Cetonas: La cetona que mayor aplicación industrial tiene es la acetona (propanona) la cual se utiliza como disolvente para lacas y resinas, aunque su mayor consumo es en la producción del plexiglás, empleándose también en la elaboración de resinas epoxi y poliuretanos. Otras cetonas industriales son la metil etil cetona (MEK, siglas el inglés) y la ciclohexanona que además de utilizarse como disolvente se utiliza en gran medida para la obtención de la caprolactama, que es un monómero en la fabricación del Nylon 6 y también por oxidación del ácido adípico que se emplea para fabricar el Nylon 66

Lic. Walter de la Roca6 Muchos aldehídos y cetonas forman parte de los aromas naturales de flores y frutas, por lo cual se emplean en la perfumería para la elaboración de aromas como es el caso del benzaldehído (olor de almendras amargas), el aldehído anísico (esencia de anís), la vainillina, el piperonal (esencia de sasafrás), el aldehído cinámico (esencia de canela). De origen animal existe la muscona y la civetona que son utilizados como fijadores porque evitan la evaporación de los aromas además de potenciarlos por lo cual se utilizan en la industria de la perfumería.

Lic. Walter de la Roca7 Aldehído Anísico Civetona La muscona es una cetona cíclica que contiene un anillo de 15 miembros. Como producto de la síntesis química, su principal aplicación es en perfumería. Como producto obtenido del macho del venado almizclero nativo de Asia, se usa en medicina tradicional. Carey, Francis A. Química orgánica, 9th Edición. McGraw-Hill Interamericana, 05/2014. Vital Book file.

Lic. Walter de la Roca8 Además forman parte fundamental de los carbohidratos en forma de Aldehídos o Cetonas: Podemos resumir que los grupos cetónicos forman parte de muchos grupos funcionales y en particular los Aldehídos y Cetonas, son compuestos orgánicos de un valor incalculable en nuestra vida diaria presentes en la naturaleza e industria.

9 Estructura del grupo Carbonilo: Tipos de carbonilos Lic. Walter de la Roca

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11 Polaridad del grupo carbonilo Comparación de Alqueno y Carbonilo Lic. Walter de la Roca

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Lic. Walter de la Roca13 ¿Cuál de los dos compuestos es más estable? Razone su respuesta.

14 Clasificación de carbonilos: Alifáticos y Aromáticos: (Aldehídos y Cetonas) Alifáticos: Aldehídos Aromáticos: Lic. Walter de la Roca

15 Cetonas: Alifáticas: Aromáticas: Lic. Walter de la Roca

16 Carbonilos Acíclicos -Cíclicos: (únicamente las cetonas) Carbonilos Saturadas –Insaturados: (Aldehídos y Cetonas) Acíclicas Cíclicas Aldehídos Saturados Lic. Walter de la Roca

17 Insaturados: Cetonas: Saturadas: Insaturadas: Lic. Walter de la Roca

18 Carbonilos alfa (α) y beta (β) insaturados: Definición de carbonos en otros grupos funcionales: ¿Qué diferencias en reactividad ?

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20 Propiedades físicas de carbonilos: ¿Cómo serán sus propiedades físicas respecto a los otros grupos funcionales vistos hasta ahora? Lic. Walter de la Roca La polarización de los grupos carbonilo crea atracciones dipolo-dipolo entre las moléculas de cetonas y aldehídos, lo que da como resultado puntos de ebullición más altor que para los hidrocarburos y éteres de masas similares. Sin embargo no tienen enlaces O-H o N-H, por lo que sus moléculas no pueden formar enlaces por puente de hidrógeno entre si. Por lo tanto tendrán puntos de ebullición menores que los de los alcoholes de pesos moleculares similares. A continuación se muestra una comparación de compuestos orgánicos.

Lic. Walter de la Roca21 Aunque las cetonas y aldehídos puros no pueden formar enlaces por puentes de hidrógeno entre sí, tiene pares de electrones no compartidos y pueden actuar como aceptores de enlaces por puentes de hidrógeno con otros compuestos que tienen enlaces O-H o N-H. Por ejemplo, el hidrógeno del –OH del agua o un alcohol pueden formar un enlace de hidrógeno con los electrones no enlazados en un átomo de oxígeno del grupo carbonilo Debido a la formación de los enlaces por puente de hidrógeno, las cetonas y los aldehídos son buenos disolventes para las sustancias hidroxílicas polares como los alcoholes.

Lic. Walter de la Roca22 Son también muy solubles en agua los más pequeños y los de más de cuatro carbonos son bastante solubles en agua. Su solubilidad es similar a los éteres y alcoholes debido a la formación de puentes de hidrógeno con el agua.

Lic. Walter de la Roca23 Son líquidos la mayoría de aldehídos alifáticos de cadena lineal hasta doce carbonos. El formaldehído es un gas (p.eb. -21°C), es muy utilizado con fines de desinfección en solución acuosa que se llama formalina ¿Las cetonas como serán líquidas o gases?

Lic. Walter de la Roca24 ¿Qué aprendimos en la presentación? 1.En donde se encuentran los carbonilos en nuestra vida diaria. 2.Que el grupo Carbonilo esta presente en muchos grupos funcionales. 3.Que cuando decimos carbonilos nos referimos a: Aldehídos y Cetonas. 4.Que debido a la estructura del grupo carbonilo es muy reactivo. 5.¿Cuáles son más estables cetonas ó aldehídos? 6.Que de los grupos que hemos visto es el más reactivo. 7.Clasificaciones de los aldehídos y cetonas. 8.Propiedades físicas de los aldehídos y cetonas.

Lic. Walter de la Roca25 Bibliografía: Capitulo No. 19 McMurry J., séptima edición Páginas ( y 730). Capitulo 17 Carey F.A & Giuliano R.M., novena edición, Páginas ( ).