Aldehídos

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SEMANA N° 8
SEMANA N° 9
Aldehídos y Cetonas
Familia
Grupo
Funcional
Ejemplos
H-CHO
Aldehídos
– CHO
Metanal.
Se usa para
orgánicos.
Formaldehído.
conservar muestras
de tejidos
CH3-CH2-CHO Propanal
Cetonas
– CO –
Es el responsable del aroma de las cerezas
CH3-CO-CH3 Propanona. Acetona
Es el disolvente más común de los quitaesmaltes
CH3-CO-CH2-CH3 Butanona
5-metil-4-penten-2-ona
Metanal
Formaldehído
2
Benzaldehído
Formol
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
3
• 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.
4
En las cetonas, siempre van unidos dos grupos alquil o aril.
5
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
6
carbono-oxígeno es polar; y el oxígeno lleva la carga parcial negativa y el
carbono la carga parcial positiva.
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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
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 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
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Nomenclatura Comun
o
Aldehídos: La raíz del nombre de la cadena seguida de “aldehido”
o
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
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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.
O
H
C
H
H
formaldehído
11
O
C
OH
ácido fórmico
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.
O
H
C
O
CH3
H
C: formaldehído
U: metanal
C
C: acetaldehído
U:etanal
O
C H 3C H 2C
C : prop io naldehíd o
U :propanal
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H
O
C H 3C H 2C H 2C
H
C : butiraldehído
U : b utanal
H
CH3
3

O
C H 3C H C
2
1

H
C : isobu tirald ehíd o
C :  -m etilpropionaldehído
U : 2-m etilp ro panal
CH2
CH3
CH2
CH2
C: valeraldehído
U: pentanal
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O
CH3
CH2
CH
C
O
C
H
H
CH3
C: isovaleraldehído
U: 3-metilbutanal
O
O
C
H
C
H
Cl
C: benzaldehído
U: aceptado
C: o-clorobenzaldehído
U: aceptado
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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.
O
O
CH3
C
T: acetona
C: dimetilcetona
U: propanona
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CH3
CH3
CH2
C
CH3
C : etilm etilcetona
U : butanona
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.
O
2
1
CH3
CH2
4
C
CH2
3
C: dietilcetona
U: 3-pentanona
16
CH3 5
O
3
1
CH3
C CH2
2
4
CH2
CH3
O
CH
C
3
2
CH3 5
4
C: metil-n-propilcetona
U: 2-pentanona
CH3
CH3
1
C: isopropilmetilcetona
U: 3-metil-2-butanona
O
O
C: ciclohexanona
U: aceptado
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C
T: acetofenona
C: fenilmetilcetona
U: feniletanona
CH3
O
C
T : benzofenona
C : difenilcetona
U : difenilm etanona
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Ejercicio
O
O
CH3
Acetona
dimetilcetona
Propanona
Ciclohexanona
1-feniletanona
(fenilmetilcetona)
Acetaldehído
Etanal
O
H 3C
H 3C
CH3
etilmetilcetona
Butanona
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CHO
Formaldehído
Metanal
2-butenal
Ejercicio
3-pentanona
Ciclopentanona
H 3C
Benzaldehído
Benceno-carbaldehído
O
CHO
CH3
hidroxipropanona
HO
1-hidroxibutanona
O
CH3
dimetilpropanodial.
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5-Hidroxi-6-hepten-3-ona
Ciclopentano-carbaldehído
CHO
Reacciones de Adición
O
R
C


O
+
R
Y
Z
R
C
Z
O
R
C
Z
21
OY
R
+
Y
R
C
Z
R
R
+
Y
Aldehído + alcohol
Paso 1 formación de hemiacetal
O
CH3
C
OH
H + C H 3O H
CH3
C
H
OCH3
h em iacetal inestab le
OH
CH3
C
OCH3
OCH3
H + CH3OH
CH3
C
OCH3
acetal
22
H
+ H2O
Cetona + alcohol
Paso 1 formación de hemicetal
O
CH3
C
OH
CH3
+ C H 3O H
CH3
C
CH3
OCH3
h em icetal inestable
Paso 2 formación de cetal
OH
CH3
C
OCH3
OCH3
CH3
+ CH3OH
CH3
C
OCH3
cetal
23
CH3 + H2O
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.
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Oxidación con KMnO4
O
O
CH3
C
H
+
KMnO4
CH3
C
OH
O
CH3
25
C
CH3 + KMnO4
No hay reacción
Oxidación con Reactivo de Tollens
O
O
CH3
C
+
H
26
2 Ag(NH3)2+ + 3OHdiaminplata
CH3
+ 2Ag + 4NH3 + H2O
C
O
plata
metálica
Reacción con 2,4-dinitrofenilhidracina
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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.
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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.
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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)
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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.
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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.
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