SEMANA 21 ALDEHÍDOS Y CETONAS QUÍMICA 2017

ALDEHÍDOS Y CETONAS Compuestos con función carbonilo (Aldehídos y Cetonas) Definición y representación general Nomenclatura UIQPA y Común (varias sustituciones) Propiedades físicas Reacciones químicas: Condensación con 2,4-DNFH Adición de 1 y 2 moléculas de alcohol Oxidación: KMnO4 , Prueba de Tollens Aplicación de los conceptos en la salud y el ambiente. Q. en la Salud: “Aldehídos y Cetonas Importantes” Q. en el Ambiente:”Vainilla” Vida Saludable: “Oxidación del Alcohol en el cuerpo” Laboratorio: Identificación de la función carbonilo y diferenciación de aldehídos y cetonas.

Aldehídos y Cetonas Familias de compuestos orgánicos que tienen la misma función química CARBONILO Ejemplo de un aldehído: Ejemplo de una cetona:

Aldehídos Presentan la función carbonilo en el extremo de la cadena, está unida a un solo carbono. Representación: RCHO ó Pueden ser alifáticos ó aromáticos.

Cetonas Presentan la función carbonilo en algún lugar de la cadena carbonada q ue NO sea un extremo, porque está unido a dos carbonos. Representación: RCOR´ ó Pueden ser alifáticos ó aromáticos.

Nomenclatura común de aldehídos Sus nombres vienen del ácido carboxílico del mismo número de carbonos.

(olor a almendras amargas) VAINILLINA( olor a vainilla) BUTIRALDEHÍDO VALERALDEHÍDO BENZALDEHIDO (olor a almendras amargas) O CH3-CH2-CH2-C-H CH3CH2CH2CH2C-H -C-H ISOBUTIRALDEHIDO ISOVALERALDEHIDO VAINILLINA( olor a vainilla) CH3CHC-H CH3 CH3CHCH2C-H HO C-H CH3O

Estructura Nombre común # de Carbonos Estructura Nombre común 1 HCOH FORMALDEHIDO 2 CH3COH ACETALDEHIDO 3 CH3CH2COH PROPIONALDEHIDO 4 CH3(CH2)2COH BUTIRALDEHIDO 5 CH3(CH2)3COH VALERALDEHIDO 6 CH3(CH2)4COH CAPROALDEHIDO 7 CH3(CH2)5COH ENANTALDEHIDO 8 CH3(CH2)6COH CAPRILALDEHIDO 9 CH3(CH2)7COH PELARGONALDEHIDO 10 CH3(CH2)8COH CAPRALDEHIDO

Como la función siempre se encuentra en un extremo, Nomenclatura común de aldehídos ramificados: O CH3 -CH2-CH2-CH2-CH2-CH O CH3 O CH3CHCH2CH2CH CH3CH2CHCH2CH Cl (gamaclorovaleraldehído) Como la función siempre se encuentra en un extremo, Se puede indicar la posición de los radicales utilizando letras griegas. El C (alfa) es el vecino a la función química. e g b d a a

Nomenclatura UIQPA de aldehídos La cadena más larga que contenga la función carbonilo que siempre será en el carbono # 1, por lo que no se menciona en el nombre. Se nombra como alcano cambiando la terminación o por al. Ej: metanal, butanal. Se aplican las reglas de alcanos si hay sustituyentes. Ej: 4-etilpentanal

Ejercicios: Nombre Común y UIQPA 1)CH3-C-H O 2)CH3CH2CH2CHC-H CH3 Br O 3) CH3-CH2-CH-CH-C-H

Nomenclatura común de cetonas 1. Se observan los radicales que están unidos a cada lado del carbono carbonilo 2. Se nombran en orden alfabético y se termina el nombre con la palabra cetona. 3. La cetona más pequeña tiene 3 carbonos y se conoce corrientemente como acetona.

Isopropilmetilcetona Dietilcetona Isopropilmetilcetona Ciclohexanona CH3CH2CCH2CH3 O CH3CHCCH3 CH3 =O Acetofenona Fenilmetilcetona Benzofenona (Difenilcetona) -C-CH3 -C-

Nomenclatura UIQPA de cetonas La cadena mas larga que contenga la función carbonilo. Se numera dejando el # menor posible al carbono carbonilo. Se nombra como alcano cambiando la terminación o por ona. En cetonas de 5 carbonos en adelante, se indica la posición del carbonilo. Ej: 3-pentanona Se aplican las reglas de alcanos para el resto.

Ejemplos: Nombre Común y UIQPA CH3CH2COCH2 CH2CH3 5) 3-Hexanona nombre común: CH3 O CH3-C-CH2-C-CH2CH2CH3 : 3) CH3CH2CH2COCH3 4) Estructura y nombre común de la 2,4-dimetil-3-hexanona 3 –pentanona 2-FENIL-2-METIL-4-HEPTANONA BUTANONA

Propiedades físicas de aldehídos y cetonas El metanal (formaldehído) y etanal (acetaldehído) son gases a temp ambiente. De 3 a 10 C son líquidos a temperatura ambiente. El grupo carbonilo por ser polar produce interacciones dipolo-dipolo entre sus moléculas por lo que presentan puntos de ebullición más altos que los alcanos. δ- δ+

Tiene puntos de ebullición son más bajos que los alcoholes, porque sus moléculas no forman puentes de Hidrógeno entre sí. Forman puentes de H con el agua por lo que son solubles los de 1 a 4 carbonos.

Los de bajo PM (peso molecular) tienen olores penetrantes y desagradables. Los de alto PM olores agradables usados en perfumería. Otros ejemplos vainilla, canela. Chapter 14, Unnumbered Figure 4, Page 511

Propiedades físicas de algunos compuestos carbonilos (aldehídos y cetonas)

Reacciones Químicas de Aldehídos y Cetonas ADICIÓN DE 1 Y 2 MOLÉCULAS DE ALCOHOL ALDEHÍDOS: Al adicionarle 1 molécula de alcohol se forma un hemiacetal (compuesto inestable). Es una reacción de adición.

Al adicionar una segunda moléculas de alcohol al hemiacetal forma un acetal. Es una reacción de sustitución. HEMIACETAL + ALCOHOL ACETAL + AGUA OH OCH2CH3 CH3CH2C-H + CH3CH2OH CH3CH2C-H + HOH OCH2CH3 OCH2CH3 H+ H+

Chapter 14, Unnumbered Figure 1, Page 532

LOS CARBOHIDRATOS SON BIOMOLÉCULAS QUE PRESENTAN LA FUNCIÓN QUÍMICA ALDEHÍDO (y también la función alcohol) Chapter 14, Unnumbered Figure 2, Page 520

CETONA + ALCOHOL HEMICETAL CETONAS: Al adicionar 1 molécula de alcohol se forma un hemicetal (compuesto inestable). Es una reacción de adición. CETONA + ALCOHOL HEMICETAL O OH CH3CCH3 + CH3OH CH3CCH3 OCH3

Al adicionar una segunda molécula de alcohol al hemicetal forma un cetal. Es una reacción de sustitución.

Chapter 14, Unnumbered Figure 2, Page 519

OXIDACION con KMnO4 (las cetonas no reaccionan) ALDEHIDOS (se oxidan a ácidos carbox.) O O CH3CH2C-H + KMnO4 CH3CH2C-OH + MnO2

OXIDACIÓN con REACTIVO DE TOLLENS (formación del espejo de plata) El reactivo de Tollens es una solución de nitrato de plata e hidróxido de amonio que oxida a los aldehídos y forman ácidos carboxílicos. Las cetonas NO reaccionan El espejo de plata se forma cuando el ión Ag+1 se reduce a Ag0 atómico y se pega en la pared del tubo. O O R-C-H + 2 Ag(NH3)2+ + 3OH - R-C-O - + 2 Ag  + 2 H2O + 4 NH3 O O CH3CH + 2 Ag(NH3)2 + 3OH - CH3C-O - + 2Ag  + 2H2O + 4NH3

Figure 14.4 In Tollens test, a silver mirror forms when the oxidation of an aldehyde reduces silver ions to metallic silver. The silvery surface of a mirror is formed in a similar way.

Reacción con 2-4 dinitrofenilhidrazina (identifica la función carbonilo en aldehídos y cetonas y forma un precipitado amarillo). ALDEHÍDOS: H NO2 R-C=O + H2N-NH- -NO2 → 2,4-DINITROFENILHIDRAZONA NO2 NO2 CH3-C=O + H2N-NH- -NO2 → CH3-C=NNH - -NO2 + H2O H H

CETONAS: NO2 R-C=O + H2N-NH- -NO2 2,4-DINITROFENILHIDRAZONA H+ CH3 NO2 NO2 CH3-C=O + H2N-NH- -NO2 CH3-C=NNH - -NO2 + H2O CH3 CH3 H+

Formaldehido: Acetona: Gas a temperatura ambiente, olor muy irritante y característico, muy soluble en agua. Al diluírlo en agua (37- 40% en peso) se obtiene la formalina utilizada para desinfectar y para preservar muestras biológicas. El formaldehido se utiliza para fabricar varios plásticos como la baquelita. Acetona: Muy soluble en agua. Se utiliza como solvente. Es un subproducto menor del metabolismo que en algunas enfermedades como la diabetes sin tratar, se produce lo suficiente como para que el aliento adquiera el olor de la acetona.

ALGUNOS ALDEHIDOS Y CETONAS DEL METABOLISMO GLUCOSA Producto de la digestión de azucares y almidones GLICERALDEHIDO 3-FOSFATO Producto intermedio en el metabolismo de la glucosa PIRIDOXAL Una de las vitaminas B6 CETONAS ION PIRUVATO Un producto del metabolismo de la fructosa y glucosa ION ACETOACETATO Producto del metabolismo de acidos grasos de cadena larga que se encuentra en la sangre en altas concentraciones en la diabetes DIHIDROXIACETONA FOSFATO Un producto intermedio de del metabolismo de la glucosa y fructuosa ESTRONA Una hormona sexual femenina