Semana Función Carbonilo Aldehídos y Cetonas Diapositivas con imágenes, estructuras y cuadros, cortesía de Licda Lilian Guzmán Licda: Isabel.

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1 Semana 21 - 2015 Función Carbonilo Aldehídos y Cetonas Diapositivas con imágenes, estructuras y cuadros, cortesía de Licda Lilian Guzmán Licda: Isabel Fratti de Del Cid 1

2 FUNCIÓN CARBONILO aldehídos y cetonas 2 El grupo ó función carbonilo consta de un doble enlace carbono – oxigeno. También puede representarse : -CO- Familias importantes que tienen al grupo carbonilo como función principal: aldehídos, cetonas. O - C -

3 3 Aldehídos ALDEHIDO El grupo carbonilo del ALDEHIDO es terminal (se halla al final de la cadena) y se encuentra enlazado a un hidrógeno. El aldehído más pequeño, es el único caso en que el grupo carbonilo se halla unido a dos hidrógenos: HCHO o H-C=O. H En el resto hay un Hidrogeno y un radical alifático ó aromático unido al carbono carbonilo. Fórmula General : Aldehído Alifático : RCHO Aldehído Aromático : ArCHO O RCHO R-C-H

4 Clasificación Aldehídos 4 R-CHO Ar-CHO Alifáticos Aromáticos Aldehídos

5 Cetonas 5 CETONAS El carbono carbonilo de las CETONAS nunca se encuentra en un extremo de la cadena, ya que debe estar enlazado a otros 2 átomos de carbono. Representaciones generales de las cetonas O R-CO-R´ RCR’ Grupos R radicales alifáticos ó aromáticos

6 Clasificación de Cetonas Licda. Lilian Guzmán 6 R-CO-R Ar-CO-Ar R-CO-Ar Alifáticas Mixtas Aromáticas CETONAS

7 NOMENCLATURA ALDEHIDOS 7 COMUN : provienen de los nombres de los ácidos carboxílicos a los que se convierten por oxidación. Ejemplos y representación FORMALDEHIDO Origina al ácldo fórmico ACETALDEHÍDO Origina al ácido acético PROPIONALDEHÍDO Origina al ácido propiónico O H-C-H HCHO O CH 3 -C-H CH 3 CHO O CH 3 -CH 2 -C-H CH 3 CH 2 CHO

8 8 BUTIRALDEHÍDOVALERALDEHÍDO BENZALDEHIDO (olor a almendras amargas) O CH 3 -CH 2 -CH 2 -C-H O CH 3 CH 2 CH 2 CH 2 C-H O - C-H ISOBUTIRALDEHIDOISOVALERALDEHIDO VAINILLINA( olor a vainilla) O CH 3 CHC-H CH 3 O CH 3 CHCH 2 C-H CH 3 O HO C-H CH 3 O

9 UIQPA 9 1- Se escoge la cadena más larga que contenga al carbono del aldehído. Este será el carbono Número 1. 2. Se emplea el nombre del alcano original correspondiente a la cadena continua más larga que contienen el grupo aldehído. o al 1) La “o” final del nombre del alcano se elimina y se reemplaza por “al ”. (terminación característica del aldehído). 3- Los sustituyentes se indican por el nombre y número de la posición que ocupan de acuerdo a normas ya vistas.

10 Ejemplos 10 1)CH 3 -C-H = CH 3 CHO : Etanal O 2)CH 3 CH 2 CH 2 CHC-H 2-Metilpentanal CH 3 Br O 3) CH 3 CH 2 CH-CH-CH 2 -C-H Nombre ____________ CH 3 4) El aldehído de 5 carbonos se llama valeraldehído. Cuál es su estructura y nombre UIQPA.?

11 NOMENCLATURA DE CETONAS 11 COMUN : Se nombran en orden alfabético, los radicales unidos al grupo carbonilo, seguidos por la palabra cetona. La cetona mas sencilla se le llama ACETONA y corresponde a la propanona ( 3 C) También conocida como Dimetilcetona. Ejemplos Acetona (dimetilcetona) Etilmetilcetona O CH 3 -C-CH 3 CH 3 COCH 3 O CH 3 CH 2 -C-CH 3 CH 3 CH 2 COCH 3

12 Dietilcetona Isopropilmetilcetona Ciclohexanona CH 3 CH 2 CCH 2 CH 3 O CH 3 CHCCH 3 CH 3 =O Acetofenona (Fenilmetilcetona) Benzofenona (Difenilcetona) O -C-CH 3 O -C- 12

13 UIQPA 13 1) Se identifica la cadena más larga que contenga al grupo carbonilo. Se numera de manera que al carbono carbonilo se le da el número menor. oonapartir de la cetona de 5C 2) Los nombres de las cetonas se derivan del nombre del alcano correspondiente al eliminar la terminación “-o” y reemplazarlo por “-ona”. A partir de la cetona de 5C, se debe indicar la posición del grupo carbonilo por el número que ocupa en la cadena carbonada. 3) Los sustituyentes se enumeran alfabéticamente y su posición se da a través de un número, de acuerdo a normas ya vistas.

14 Ejemplos 14 1) CH 3 CH 2 COCH 2 CH 2 CH 3 : 3-Hexanona. Nombre común ____________ CH 3 O 2) CH 3 -C-CH 2 -C-CH 2 CH 2 CH 3 : 2-Fenil-2-metil-4-heptanona 3) CH 3 CH 2 CH 2 COCH 3 Nombre común ____________________ UIQPA______________________________ 3) Escriba la estructura de la 2,4-dimetil-3-hexanona y de el nombre común.

15 Propiedades Físicas 15 - El metanal (formaldehído) y el etanal ( acetaldehído) son gases a temperatura ambiente. Los aldehídos y cetonas de 3-10 carbonos son líquidos. El grupo carbonilo, polar, ejerce interacciones dipolo-dipolo por eso poseen puntos de ebullición más altos que los alcanos respectivos. Aldehídos y cetonas No forman puentes de hidrogeno entre ellos, por eso poseen puntos de ebullición más bajos que los alcoholes respectivos.. - Los aldehídos de peso molecular bajo tienen generalmente, olores penetrantes y desagradables, en tanto que los aldehídos de peso molecular elevado se encuentran en ciertos vegetales como la vainilla y canela,la carvona es una cetona, que da el olor de la hierbabuena. - Los aldehídos y cetonas de menos de 5 carbonos son solubles en agua.

16 Propiedades Físicas de algunos Aldehídos y Cetonas para completar ver tabla 14.1 16 NOMBRE UIQPA NOMBRE COMUN FORMULA ESTRUCTURAL p. eb.  C p. fusión  C Solubili dad (g/100 g agua ) MetanalformaldehidoHCHO-21-92soluble EtanalacetaldehídoCH 2 CHO20- 121soluble propanalpropionaldehidoCH 3 CH 2 CHO49- 8116

17 17 ButanalbutiraldehidoCH 3 CH 2 CH 2 C HO 76- 99 7 HexanalcaproaldehidoCH 3 (CH 2 ) 4 CH O 129baja PropanonaacetonaCH 3 COCH 3 56- 95 infinita ButanonaetilmetilcetonaCH 3 COCH 2 CH 3 80- 86 26 3- pentanona dietilcetonaCH 3 CH 2 COCH 2 CH 3 101- 40 5

18 Cis-3-hexenal 18 O HCCH 2 CH=CHCH 2 CH 3 Responsable del aroma cuando cortan hierba verde fresca

19 Propiedades Químicas 19 Formación de un hemiacetal: Un aldehido al adicionar una molécula de alcohol forma un hemiacetal, es una reacción de adición. ALDEHIDO + ALCOHOL HEMIACETAL O OH CH 3 CH 2 C-H + CH 3 CH 2 OH CH 3 CH 2 C-H OCH 2 CH 3 H+H+ H+H+

20 20 Formación de Acetales Los hemiacetales al adicionar otra molécula de alcohol forman acetales y es una: Reacción de sustitución. HEMIACETAL + ALCOHOL ACETAL + AGUA H + OCH 2 CH 3 OH OCH 2 CH 3 CH 3 CH 2 OHH CH 3 CH 2 C-H + CH 3 CH 2 OH CH 3 CH 2 C-H + HOH OCH 2 CH 3 OCH 2 CH 3 H+H+

21 21 Formación de Hemicetales Adición de una molécula de alcohol a una cetona, es una reacción de adición. H + CETONA + ALCOHOL HEMICETAL O OH CH 3 CCH 3 + CH 3 OH CH 3 CCH 3 OCH 3 H+H+

22 22 Formación de Cetales: Un hemicetal, al reaccionar con la segunda molécula de alcohol forma un cetal es una reacción de sustitución. HEMICETAL + ALCOHOL CETAL + AGUA OH OCH 3 CH 3 -C-CH 3 + CH 3 OH CH 3 -C-CH 3 + HOH OCH 3 OCH 3 H+H+ H+H+

23 OXIDACION KMnO 4 ALDEHIDOS se convierten en ácidos carboxílicos. La manifestación de la reacción positiva es un precipitado café. CH 3 CH 2 CHO + KMnO 4 CH 3 CH 2 COOH + MnO 2 +KOH Propanal ó propionaldehído ácido propanoico ó ácido propiónico Escriba la reacción del pentanal ( valeraldehído )con KMnO 4 ALDEHIDO + KMnO 4 ACIDO CARBOXILICO + MnO 2 + KOH O O R-C-H + KMnO 4 R-C-OH + MnO 2 + KOH

24 24 O CH 3 CH 2 -C-CH 2 CH 3 + KMnO 4 NO HAY REACCION Permanece el color morado del reactivo. CETONA + KMnO 4 NO HAY REACCION O R-C-R + KMnO 4 NO HAY REACCIÓN

25 REACTIVO DE TOLLENS (Espejo de Plata) La dan positiva los aldehidos NO las cetonas Escriba la reacción del Butanal ( butiraldehído) con Tollens 25 nitrato de plata e hidróxido de amonio. El reactivo de Tollens es una solución de nitrato de plata e hidróxido de amonio. El reactivo de Tollens oxida a los aldehídos a ácidos carboxílicos o sus sales. El ión Ag +, se reduce a plata metálica (Ag 0 ).formando el “espejo de plata “en las paredes del tubo. O O R-C-H + 2 Ag(NH 3 ) 2 + + 3OH - R-C-O H + 2 Ag  + 2 H 2 O + 4 NH 3 O O CH 3 CH + 2 Ag(NH 3 ) 2 + + 3OH - CH 3 C-O H + 2Ag  + 2H 2 O + 4NH 3

26 Reacción de identificación del grupo Carbonilo (aldehídos y cetonas): reacción con la 2,4-Dinitrofenilhidrazina Tanto los aldehídos como las cetonas, dan una reacción positiva con la : 2,4-dinitrofenilhidrazina, formando 2,4-dinitrofenilhidrazonas en forma de precipitados, amarillo-naranja, lo que indica la presencia del grupo carbonilo y sirve para identificar a aldehídos y cetonas de otros grupos funcionales como los alcoholes, ácidos carboxílicos, etc.

27 REACCION de CETONAS con 2-4 DINITROFENILHIDRAZINA 27 NO 2 R R-C=O + H 2 N-NH- - NO 2  2,4-DINITROFENILHIDRAZONA NO 2 NO 2 CH 3 -C=O + H 2 N-NH- -NO 2  CH 3 -C=NNH - -NO 2 + H 2 O CH 3 CH 3 Escriba la reacción de la butanona con la 2,4-DNFH

28 REACCION de Aldehídos con 2-4 DINITROFENILHIDRAZINA ESCRIBA LA REACCIÓN DEL PROPANAL CON LA 2,4 DNFH 28 NO 2 H R-C=O + H 2 N-NH- - NO 2  2,4-DINITROFENILHIDRAZONA + H 2 O NO 2 NO 2 CH 3 -C=O + H 2 N-NH- - NO 2  CH 3 -C=NNH - -NO 2 + H 2 O H H

29 Importancia: de algunos aldehídos y cetonas. Formaldehído ( Metanal): es un gas a temperatura ambiente, muy soluble en agua, de olor irritante es usado como “formalina o formol” ( 37% ). En ésta forma y en otras más diluidas, se usa como desinfectante, conservador de muestras biológicas, limpieza y preparación de difuntos antes de la velación. también se usa como materia prima para la fabricación de plásticos como la baquelita. Acetona ( propanona, dimetilcetona): Miscible en agua en cualquier proporción. Usado como solvente, principal componente del “quitaesmalte”. Usado para separar los dedos, cuando accidentalmente quedan pegados con “superbonder”. Subproducto del metabolismo, en caso de diabetes sin tratar, se produce en mayor cantidad y se siente aliento a acetona en éstas personas.

30 Ejercicios: 1- Escriba la reacción con la 2,4-Dinitrofenilhidrazina del : A) Butanal B) Pentanona

31 Continuación de ejercicios 2- Reacción de Tollens con : Butiraldehído ó Butanal 3-De el nombre UIQPA y común del aldehído que al ser oxidado con KMnO 4, produjo : CH 3 CH 2 CH 2 CH 2 COOH

32 Cont. ejercicios Escriba dos isómeros funcionales. Un aldehído y una cetona cuya fórmula molecular sea C 3 H 6 O. De sus nombres UIQPA y común. Diga cuál de ellos daría una reacción de Tollens positiva y se oxidará con KMnO 4 Leer QUIMICA Y SALUD pag 511 DEL LIBRO