UNIDAD V ALDEHÍDOS Y CETONAS

Fórmula General Aldehídos RCHO Cetonas RR’CO Donde R y R’ son alifáticos o aromáticos

Características Generales Son compuestos carbonílicos (contienen el grupo carbonilo C=O), quien determina la química de estos compuestos. Tienen propiedades semejantes. El grupo carbonilo Aldehídos: contiene un H Cetonas: contiene dos grupos orgánicos Estas diferencias afectan sus propiedades químicas de dos formas: Los aldehídos se oxidan con facilidad, mientras que las cetonas lo hacen con dificultad. Los aldehídos son más reactivos que las cetonas

Estructura del grupo carbonilo

Nomenclatura Común de los Aldehídos Proveniente del ácido con igual número de carbonos, se reemplaza la terminación “ico” por aldehído y se elimina la palabra ácido. Otra forma es anteponiendo la palabra aldehído y dejando la terminación del ácido correspondiente. Proveniente del alcohol con igual número de carbonos, se antepone la palabra aldehído y se deja la terminación “ílico”.

Nomenclatura Común de los Aldehídos Existe otra nomenclatura derivada del Acetaldehído, donde el compuesto se nombra en función de ella. En aldehídos ramificados, toman su nombre derivado de la cadena más larga que contenga al grupo carbonilo. Para indicar el punto de unión, se utilizan letras griegas , , etc.

Nomenclatura IUPAC de los Aldehídos Se elige la cadena más larga que contiene al grupo carbonilo y se la considera como estructura matriz. Se la nombra reemplazando la terminación “o” del alcano correspondiente por “al”. La posición de los sustituyentes se indican por números.

Ejemplos de Nomenclatura

Nomenclatura Común de las Cetonas La cetona alifática más sencilla es la acetona. Las demás cetonas alifáticas se nombran indicando los dos grupos unidos al carbono carbonílico y se añade la palabra cetona. Una cetona con el carbono carbonílico unido a un anillo bencénico se denomina “fenona”.

Nomenclatura IUPAC de las Cetonas Se elige la cadena más larga que contiene al grupo carbonilo, tomándola como estructura matriz. Luego se cambia la terminación “o” del alcano correspondiente por “ona”. Las posiciones de los grupos se indican por números recibiendo el carbono carbonílico el más bajo posible. En los compuestos polifuncionales se indica la presencia del carbonilo por el prefijo “oxo” y un número para indicar la posición en la molécula.

Ejemplos de Nomenclatura

Isomería de los Compuestos Carbonílicos Isomería funcional: las cetonas son isómeros funcionales de los aldehídos. Isomería de posición: puede darse en las cetonas.

Isomería de los Compuestos Carbonílicos Isomería de cadena: es posible tanto en aldehídos como en cetonas. Tautomería: tipo particular de isomería estructural, presente en aldehídos y cetonas.

Propiedades Físicas de Aldehídos y Cetonas Grupo carbonilo polarizado, genera que sean sustancias polares (incrementa las fuerzas de London)  posee puntos de ebullición más elevados que los compuestos de PM similar. No se unen intermolecularmente por puente de H  sus puntos de ebullición son menores a los alcoholes y ácidos carboxílicos. Aldehídos y cetonas inferiores son solubles en agua por formación de puente de H (hasta los 5 C). Esta disminuye con la longitud de la cadena carbonada. También son solubles en disolventes orgánicos.

Propiedades Físicas de Aldehídos y Cetonas El metanal es gaseoso, los aldehídos hasta 12 C son líquidos y los demás son sólidos. Las cetonas hasta 10 C son líquidas, las restantes sólidas. Son menos densas que el agua. Los aldehídos inferiores poseen olores irritantes, los siguientes son aromáticas y luego se vuelven inodoras. Las cetonas inferiores tienen olor agradable y las superiores tienen olor desagradable y finalmente las más pesadas son inodoras.

Propiedades Químicas de Aldehídos y Cetonas El grupo carbonilo rige la química de los aldehídos y cetonas de dos maneras: Proporciona un sitio para la adición nucleofílica. Aumenta la acidez de los H unidos al C . La reacción común de aldehídos y cetonas es la adición nucleofílica.

Propiedades Químicas de Aldehídos y Cetonas Los aldehídos sufren adición nucleofílica con mayor facilidad que las cetonas. Esto se debe a dos factores: Estéricos: donde el aldehído tiene un H, la cetona tiene un grupo alquilo que es mas grande. Electrónico: el grupo alquilo libera e-, por lo que debilita el estado de transición.

Propiedades Químicas de Aldehídos y Cetonas Oxidación de aldehídos: su propiedad química más importante es su poder reductor, se oxidan fácilmente a ácidos carboxílicos. Se usan oxidantes suaves como el Reactivo de Tollens (Ag(NH3)2+NO3- nitrato de diaminoargéntico, complejo de plata amoniacal), Licor de Fheling (solución de sulfato cúprico en tartrato de sodio) ó Reactivo de Benedict (solución de sulfato cúprico en citrato de sodio). También se pueden usar oxidantes como el permanganato o el dicromato en medio ácido.

Oxidación de Aldehídos Con Reactivo de Tollens: el reactivo oxida al aldehído y se reduce a sí mismo formando un espejo de plata. Con Licor de Fehling: desaparece el color intenso azul del licor y precipita óxido cuproso rojo. Esta reacción se utiliza para calcular el porcentaje de azúcar en solución.

Oxidación de Aldehídos Estas oxidaciones de aldehídos con Tollens o Fehling se usan además como métodos de identificación de aldehídos, ya que las cetonas no la producen.

Oxidación de Cetonas Las cetonas no reaccionan con oxidantes suaves por ser malas reductoras. Pero cuando reaccionan con oxidantes fuertes (permanganato o yodo en medio básico) y a temperatura elevada, produce rotura de enlace C-C a ambos lados del grupo carbonilo. Finalmente se obtiene una mezcla de ácidos.

Oxidación de Cetonas

Oxidación de Cetonas Prueba del yodoformo: solamente para metilcetonas. Se produce una sustitución en el C  y rotura del enlace C-C. Se lo utiliza como método de identificación.

Reacciones de Reducción Reducción a alcoholes: Aldehído  alcohol primario Cetona  alcohol secundario Reducción a alcanos

Reacciones de Adición Adición de cianuro: formación de cianohidrinas. Adición de Reactivo de Grignard: obtención de alcoholes. Adición de alcohol: formación de acetales. Adición de derivados del Nitrógeno.

Diferencias entre Aldehídos y Cetonas Los aldehídos son buenos reductores, se oxidan fácilmente. Presentan Fheling (+) y Tollens (+) (reduce a estos reactivos). También presenta Shiff (+) (colorea a este reactivo). Las cetonas son malas reductoras, se oxidan con dificultad. Presenta Fheling y Tollens (-) cuando la función cetona está sola. Cuando está junto a un –OH dan (+). También presenta Shiff (-).