SEMANA N° 8 SEMANA N° 9 Aldehídos y Cetonas

Familia Ejemplos Aldehídos Cetonas 5-metil-4-penten-2-ona Metanal Grupo Funcional Ejemplos Aldehídos – CHO H-CHO Metanal. Formaldehído. Formol Se usa para conservar muestras de tejidos orgánicos. CH3-CH2-CHO Propanal Benzaldehído Es el responsable del aroma de las cerezas Cetonas – CO – CH3-CO-CH3 Propanona. Acetona CH3-CO-CH2-CH3 Butanona Es el disolvente más común de los quitaesmaltes 5-metil-4-penten-2-ona Metanal Formaldehído Propanona Acetona Benzaldehído

Introducción Los aldehídos y las cetonas son dos clases de derivados hidrocarbonados estrechamente relacionados, que contienen oxígeno. Cada uno de estos compuestos tiene un grupo carbonilo, un átomo de carbono unido a un átomo de oxígeno por medio de un doble enlace. Grupo carbonilo

En los aldehídos un grupo unido al carbonilo es el hidrógeno, y el otro un grupo alquil o aril. La única excepción es el formaldehído, los dos grupos unidos al carbonilo son hidrógenos.

En las cetonas, siempre van unidos dos grupos alquil o aril.

La geometría alrededor del grupo carbonilo es trigonal con un ángulo de 120º. El oxígeno es más electronegativo que el carbono, por lo tanto, el doble enlace carbono-oxígeno es polar; y el oxígeno lleva la carga parcial negativa y el carbono la carga parcial positiva.

Orbital molecular p del formaldehído

Propiedades Físicas Compuesto M Punto de ebullición Solubilidad (agua) (CH3)2C=CH2 56 -7.0 ºC 0.04 g/100 (CH3)2C=O 58 56.5 ºC infinita CH3CH2CH2CH=CH2 70 30.0 ºC 0.03 g/100 CH3CH2CH2CH=O 72 76.0 ºC 7 g/100           96 103.0 ºC insoluble         98 155.6 ºC 5 g/100 La presencia de pares de electrones no enlazados en el oxígeno, hace de los aldehídos y cetonas buenos aceptores de enlaces por puentes de hidrógeno, de ahí su mayor solubilidad en agua que los alquenos

Forman puentes de hidrógeno con el agua. Los aldehídos y cetonas de bajo peso molecular son más solubles en agua que en solventes no polares. Los puntos de ebullición de aldehídos y cetonas son menores que los de los alcoholes y aminas

Dimetilcetona (conocida como acetona) Nomenclatura Comun Aldehídos: La raíz del nombre de la cadena seguida de “aldehido” Cetonas: las dos cadenas (como radicales) seguido de “cetona” Benzaldehído El olor de las almendras y de la canela proviene de aldehídos, mientras que el aroma fresco de las frambuesas proviene de cetonas Dimetilcetona (conocida como acetona)

Nomenclatura Común de Aldehídos A los aldehídos simples se les asigna nombres que corresponden a los ácidos orgánicos (RCOOH) que tienen el mismo número de átomos de carbono. Por ejemplo, el ácido orgánico más simple es el fórmico, HCOOH, el aldehído correspondiente es el formaldehído, HCHO. Para escribir el nombre común de un aldehído, se elimina del nombre común la palabra ácido y la terminación -ico se remplaza por aldehído.

Nomenclatura UIQPA Se toma como la cadena más larga de carbonos aquella que contiene el grupo carbonilo. La o final del nombre del alcano se sustituye por el sufijo al, el cual designa al grupo funcional de los aldehídos.

Nomenclatura Común de las Cetonas Los nombres comunes de las cetonas se derivan de los nombres de los dos grupos unidos al grupo carbonilo ordenados alfabéticamente, seguido por la palabra cetona. Por lo tanto, la acetona también puede llamarse dimetilcetona, ya que hay dos grupos metilo enlazados al grupo carbonilo.

Nomenclatura UIQPA La terminación en el sistema de IUPAC para las cetonas es -ona. Se elimina la o final del nombre del alcano precursor y se remplaza por -ona. Para cetonas con cinco o más átomos de carbono, se enumera la cadena y se le coloca el número más bajo posible al átomo de carbono del grupo carbonilo. Este número se utiliza para ubicar el grupo carbonilo, el cual se separa mediante un guión del nombre de la cetona principal. Los grupos sustituyentes se localizan y se nombran como en los otros compuestos.

Acetona dimetilcetona Propanona Ejercicio Acetona dimetilcetona Propanona Ciclohexanona 1-feniletanona (fenilmetilcetona) Acetaldehído Etanal etilmetilcetona Butanona Formaldehído Metanal 2-butenal

Ejercicio 3-pentanona Benzaldehído Ciclopentanona Benceno-carbaldehído hidroxipropanona 1-hidroxibutanona Ciclopentano-carbaldehído dimetilpropanodial. 5-Hidroxi-6-hepten-3-ona

Reacciones de Adición Mecanismo de adición

Aldehído + alcohol Paso 1 formación de hemiacetal Paso 2 formación de acetal

Cetona + alcohol Paso 1 formación de hemicetal Paso 2 formación de cetal

Oxidación En los aldehídos y cetonas el estado de oxidación formal del carbono carbonílico es +1 y +2, respectivamente. En los ácidos carboxílicos y sus derivados es +3 por lo que un aldehído o cetona puede oxidarse para dar un ácido carboxílico o derivado.

Oxidación con KMnO4 Aldehído se oxida hacia ácido carboxílico Cetona no reacciona

Oxidación con Reactivo de Tollens Los aldehídos se oxidan y producen un espejo de plata Cetonas no reaccionan con Tollens

Reacción con 2,4-dinitrofenilhidracina 2,4-dinitrofenilhidrazona

Usos 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.

Usos de aldehídos Los usos principales de los aldehídos son: la fabricación de resinas, plásticos, solventes, tinturas, perfumes y esencias. Los dos efectos más importantes de los aldehídos son: narcotizantes e irritantes. El glutaraldehído se usa como: desinfectante en frío y el curtido de pieles. Es causante de dermatitis alérgicas. El formaldehido se usa en: a) Fabricación de plásticos y resinas. b) Industria fotográfica, explosivos y colorantes c) Como antiséptico y preservador.

El metanal (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)

Usos de las cetonas Como disolventes para: lacas, barnices, plásticos, caucho, seda artificial, colodión, etc. Las cetonas (ácido betahidroxibutírico, ácido acetoacético y acetona) son los productos finales del metabolismo rápido o excesivo de los ácidos grasos. Como sucede con la glucosa, las cetonas están presentes en la orina cuando los niveles sanguíneos sobrepasan cierto umbral.

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 de polímeros (plexiglás, 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.