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Aldehídos y Cetonas
Contenidos
Grupo Carbonilo.
Aldehídos y Cetonas.
Nomenclatura.
Propiedades Físicas.
Reacciones Químicas.
Grupo Carbonilo
Grupo Carbonilo
Dos aspectos notables del grupo carbonilo son su geometría
y su polaridad.
El oxigeno, el carbono carbonilo, y los dos átomos directamente
enlazados a éste descansan en un plano.
El carbono
carbonilo tiene
hibridación sp2.
Grupo Carbonilo
Tipos de Compuestos Carbonilo.
Grupo Acilo
Aldehídos y Cetonas
Los aldehídos contienen el grupo acilo enlazado a un
hidrógeno.
El más simple de los aldehídos es el formaldehído o metanal.
Industrialmente, se obtiene por oxidación catalítica del metanol.
Fórmula General 𝑅𝐶𝐻𝑂
Aldehídos y Cetonas
Las cetonas contienen el grupo acilo enlazado a otro
carbono.
La más simple de las cetonas es la acetona o propanona.
Industrialmente, se obtiene por oxidación del 2-propanol.
Fórmula General 𝑅𝐶𝑂𝑅′
CO 1.22 pm
CO 1.41 pm
Aldehídos y Cetonas
Estructura y Polaridad.
El grupo carbonilo polarizado convierte a aldehídos y cetonas en
sustancias polares.
Nomenclatura IUPAC
Aldehídos.
Los aldehídos se nombran reemplazando la terminación -o del
nombre del alcano correspondiente con -al. La cadena principal
debe ser la más larga y contener el grupo de CHO.
El carbono del CHO se enumera como carbono 1.
Nomenclatura IUPAC
Aldehídos.
El sufijo -dial es añadido cuando el compuestos contiene dos
funciones aldehído.
La -o del alcano es reemplazado por el sufijo -al, pero es
conservado cuando se usa el sufijo -dial.
Nomenclatura IUPAC
Aldehídos Cíclicos.
Para los aldehídos cíclicos en donde el grupo CHO se une
directamente a un anillo, el sufijo -carbaldehído es usado.
El carbono enlazado al grupo CHO es C1.
Nomenclatura IUPAC
Nombres Comunes de Aldehídos.
Estos nombres comunes son aceptados por la IUPAC.
Nomenclatura IUPAC
Cetonas.
Las cetonas se nombran reemplazando la terminación -o del
nombre del alcano correspondiente con -ona. La cadena principal
debe contener el grupo cetona.
La enumeración debe empezar por el extremo más cercano al
carbono del grupo carbonilo.
Nomenclatura IUPAC
Cetonas.
Los grupos enlazados directamente al grupo carbonilo son
nombrados separadamente seguida de la palabra “cetona”. Los
grupos son listados en orden alfabético.
La IUPAC permite que las cetonas sean nombradas por
nomenclatura clase funcional.
Nomenclatura IUPAC
Nombres Comunes de Cetonas.
El sufijo -fenona indica que el grupo acilo está enlazado al
benceno.
Nomenclatura IUPAC
Grupo Acilo como sustituyente.
Se usa el nombre del grupo acilo con la terminación -ilo.
Nomenclatura IUPAC
Aldehídos y Cetonas con otros Grupos Funcionales.
Si otro grupo funcional de mayor prioridad está presente y el
doble enlace con el oxígeno es considerado un sustituyente en la
cadena principal, el prefijo oxo- es usado.
Con grupos funcionales de menor prioridad se aplican las reglas
de nomenclatura ya mencionadas.
Propiedades Físicas
Propiedades físicas de aldehídos.
Propiedades Físicas
Propiedades físicas de cetonas.
Reacciones Químicas
Oxidación de Aldehídos y Cetonas.
Los aldehídos se oxidan fácilmente a ácidos carboxílicos, pero las
cetonas generalmente son inertes a este proceso.
KMnO4, K2Cr2O7, CrO3.
Reacciones Químicas
Oxidación de Aldehídos.
Un inconveniente a este oxidante es que la reacción tiene lugar bajo
condiciones ácidas, y las moléculas sensibles a veces pueden sufrir
reacciones secundarias.
El oxidante más
usado es CrO3
en ácido acuoso.
El reactivo de Tollens,
solución de óxido de plata
I, Ag2O, en amoníaco
acuoso.
El reactivo de Fehling,
solución de sulfato de cobre
II con tartrato de sodio en
hidróxido de sodio.
Reacciones Químicas
Oxidación de Aldehídos.
Estos reactivos permiten diferenciar aldehídos de cetonas.
Reacciones Químicas
Oxidación de Aldehídos.
Otros grupos funcionales no reaccionan con este reactivo.
Reacciones Químicas
Oxidación de Cetonas.
Las cetonas son inertes a la mayoría de agentes oxidantes, pero
sufren reacción de ruptura lenta cuando son tratadas con KMnO4
alcalino caliente.
Ruptura del enlace
C-C de ambos lados
del grupo carbonilo.
Reacciones Químicas
Reacciones de Reducción a Alcoholes.
Reducción de aldehídos y cetonas a alcoholes por hidrogenación
catalítica del doble enlace carbono - oxígeno.
Reacciones Químicas
Hidrogenación Catalítica de Aldehídos y Cetonas.
Catalizadores efectivos para este tipo de reacciones son los metales
finamente divididos de Pt, Pd, Ni y Ru.
Reacciones Químicas
Reacciones de Reducción a Alcoholes.
A escala de laboratorio, para la reducción de aldehídos y cetonas
a alcoholes se utiliza hidruros metálicos.
Reacciones Químicas
Hidrogenación de Aldehídos y Cetonas por NaBH4.
NaBH4 es fácil de usar, sólo se necesita añadir una solución de
acuosa o alcohólica del aldehído o cetona.
Ninguno de estos hidruros,
NaBH4 y LiAlH4, reducen
dobles o triples enlaces
carbono-carbono.
Reacciones Químicas
Hidrogenación de Aldehídos y Cetonas por LiAlH4.
LiAlH4 reacciona violentamente con agua y alcohol, por lo cual,
debe usarse en solventes anhidros.
Reacciones Químicas
Reducción a Hidrocarburos.
La reducción de Clemmensen y de Wolff-Kishner son idóneas
para convertir un aldehído o una cetona en un alcano.
Reducción del
grupo carbonilo a
grupo metileno
Grupo Metileno
−𝐶𝐻2 −
Este método no reduce el
grupo carbonilo del ácido
carboxilo, ni los dobles o
triples enlaces.
Reacciones Químicas
Reducción de Clemmensen.
Esta reacción se usa para los compuestos sensibles a bases.
Emplea una
amalgama de Zn-Hg
en HCl concentrado.
Este método no reduce el
grupo carbonilo del ácido
carboxilo, ni los dobles o
triples enlaces.
Reacciones Químicas
Reducción de Wolff-Kishner.
Esta reacción se usa para los compuestos sensibles a ácidos.
Emplea hidracina y
KOH ó NaOH, en un
alcohol de alto p.e.
Reacciones Químicas
Reacciones de Adicción Nucleofílica.
El átomo o grupo polarizado negativamente del nucleófilo ataca
al carbono polarizado positivamente del grupo carbonilo
Reacción más relevante
del grupo carbonilo.
Reacciones Químicas
Mecanismo de Reacción de Adicción Nucleofílica.
Reacciones Químicas
Reacciones de Adicción Nucleofílica.
Los aldehídos son más reactivos que las cetonas en las reacciones
de adición de nucleofílica por razones estéricas y electrónicas.
Reacciones Químicas
Adicción del Reactivo de Grignard.
El reactivo de Grignard es un halogenuro de alquilmagnesio.
Reacciones Químicas
Reactivo de Grignard.
El enlace C-Mg es
covalente polar, y el
enlace Mg-X es iónico.
Reacciones Químicas
Reacción con Formaldehído o Metanal.
Forma alcoholes primarios.
Reacciones Químicas
Reacción con Aldehídos.
Forma alcoholes secundarios.
Reacciones Químicas
Reacción con Cetonas.
Forma alcoholes terciarios.
Reacciones Químicas
Uso del Reactivo de Grignard en Síntesis de Alcoholes.
Si los tres grupos son R, el alcohol proviene de una cetona. Si uno
de los grupos es hidrógeno, el alcohol proviene de un aldehído.
Dibujar el alcohol, e
identificar los tres grupos
unidos al carbono .