CLASES TEÓRICAS DE QUÍMICA ORGÁNICA (CLASE #7) DOCENTE: MELISSA ROMERO

COMPUESTOS CARBONÍLICOS Los compuestos carbonílicos se encuentran en todas partes. Además de sus usos como reactivos y disolventes, son constituyentes de telas, saborizantes, plásticos y fármacos. Dentro de los compuestos carbonílicos que existen en la naturaleza se incluyen a las proteínas, carbohidratos y ácidos nucleicos que son constituyentes de las plantas y animales.

COMPUESTOS CARBONÍLICOS Los compuestos carbonílicos más sencillos son las cetonas y los aldehídos. Una cetona tiene dos grupos alquilo (o arilo) unidos al átomo de carbono del grupo carbonilo. Un aldehído tiene un grupo alquilo (o arilo) y un átomo de hidrógeno unido al átomo de carbono del grupo carbonilo.

COMPUESTOS CARBONÍLICOS El átomo de carbono del grupo carbonilo tiene hibridación sp2 y está unido a otros tres átomos a través de enlaces sigmas coplanares con ángulos de alrededor de 120º entre ellos. El enlace doble entre el carbono y el oxígeno es similar al enlace doble de un alqueno C=C , excepto que el enlace doble del grupo carbonilo es más corto, más fuerte y se encuentra polarizado. El enlace doble del grupo carbonilo tiene un momento dipolar grande, debido a que el oxígeno es más electronegativo que el carbono y los electrones de enlace no están compartidos de manera equitativa.

COMPUESTOS CARBONÍLICOS En particular, los electrones pi enlazados más débilmente son atraídos con más fuerza hacia el átomo de oxígeno, dando lugar a cetonas y aldehídos con momentos dipolares más grandes que la mayoría de los haluros de alquilo y éteres. Esta polarización del grupo carbonilo contribuye a la reactividad de las cetonas y aldehídos: el átomo de carbono polarizado de manera positiva actúa como un electrófilo (ácido de Lewis) y el oxígeno polarizado con carga negativa actúa como un nuleófilo (base de Lewis).

ALDEHÍDOS Y CETONAS Los aldehídos son sustancias de formula general RC'HO: las cetonas son compuestos de formula general RR'CO. Los grupos R y R' pueden ser alifáticos o aromáticos. (En el aldehido. HCHO. R es H) No es de sorprender que aldehídos y cetonas se asemejen en la mayoría de sus propiedades. Sin embargo, el grupo carbonílico de los aldehídos contiene, además, un hidrogeno, mientras el de cetonas tiene dos grupos orgánicos. Esta diferencia estructural afecta a sus propiedades de dos formas: 1. los aldehídos se oxidan con facilidad, las cetonas solo lo hacen con dificultad 2. los aldehídos suelen ser mas reactivos que las cetonas en adiciones nucleofílicas. reacciones estas ultimas características de los compuestos carbonílicos.

Nomenclatura de ALDEHÍDOS Y CETONAS Nomenclatura iupac - CETONAS 1. Los nombres sistemáticos de las cetonas se derivan reemplazando la terminación -o en el nombre del alcano con -ona. El nombre del “alcano” se vuelve “alcanona”. 2. En las cetonas de cadena abierta, numeramos la cadena más larga que incluya el carbono del grupo carbonilo a partir del extremo más cercano al grupo carbonilo, e indicamos la posición el grupo carbonilo con un número. En las cetonas cíclicas al átomo de carbono del grupo carbonilo se le asigna el número 1.

Nomenclatura iupac - ALDEHÍDOS Los nombres sistemáticos para los aldehídos se derivan reemplazando la terminación –o del nombre del alcano con -al. Un carbono del aldehído está al final de una cadena, por lo que éste es el número 1.

Si el grupo aldehído está unido a una unidad grande (por lo regular un anillo), se utiliza el sufijo carbaldehído. El grupo carbonilo de la cetona se designa por el prefijo oxo-, y el grupo -CHO se nombra como un grupo formilo. Los ácidos carboxílicos con frecuencia contienen grupos cetona o aldehído nombrados como sustituyentes. Un grupo cetona o aldehído también pueden nombrarse como un sustituyente en una molécula con otro grupo funcional como su raíz.

EJERCICIOS Proporcione el nombre IUPAC y para cada compuesto.

PROPIEDADES FÍSICAS de ALDEHÍDOS Y CETONAS 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 altos que para los hidrocarburos y éteres de masas moleculares similares. La cetona y el aldehído son más polares y tienen puntos de ebullición más altos que el éter y el alcano, pero tienen menores puntos de ebullición que el alcohol, el cual forma enlaces por puente de hidrógeno.

Aunque las cetonas y aldehídos puros no pueden formar enlaces por puentes de hidrógeno entre sí, tienen pares de electrones no enlazados (sin compartir) y pueden actuar como aceptores de enlaces por puente de hidrógeno con otros compuestos que tienen enlaces O-H o N-H. 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. Son también muy solubles en agua.

Síntesis de ALDEHÍDOS Y CETONAS OZONÓLISIS DE ALQUENOS

HIDRATACIÓN DE ALQUINOS

ACILACIÓN DE FRIEDEL - CRAFTS

FORMILACIÓN DE GATTERMAN-KOCH

OXIDACIÓN DE ALCOHOLES

REACCIONES DE ALDEHÍDOS Y CETONAS REACCIONES DE ADICIÓN NUCLEOFÍLICA Las cetonas y aldehídos experimentan muchas reacciones para producir una amplia variedad de derivados útiles. Su reacción más común es la adición nucleofílica, la adición de un nucleófilo y un protón al enlace doble C=O. La reactividad del grupo carbonilo surge de la electronegatividad del átomo de oxígeno y la polarización resultante del enlace doble carbono-oxígeno.

IMPORTANCIA INDUSTRIAL DE ALDEHÍDOS Y CETONAS