Aldehídos y Cetonas

Los aldehídos y las cetonascomparten muchaspropiedades, por la presenciadel grupo carbonilo y sediferencian por la ubicacióndel mismo. Los aldehídospresentan mayor reactividadque las cetonas en reaccionesque son comunes.

El grupo carbonilo es fácilmente atacable por reactivos polareso iones, razón por la cual los aldehídos y cetonas danesencialmente reacciones de adición al doble enlace. En generalestos compuestos son muy reactivos, con olores característicos ;se utilizan como disolventes, en la fabricación de plásticos,adhesivos y agentes para embalsamar. Algunos ejemplos son lapropanona o acetona que se utiliza como disolvente en losquitaesmaltes para uñas, el formaldehído y el benzaldehído seemplean en perfumería, el aldehído cinámico que es unconstituyente de la esencia de canela.

Estructura

Muchos compuestos presentan el grupo carbonilo (carbonounido con doble enlace al oxígeno) . .

Con excepción del formaldehído, todo el resto de aldehídostienen el grupo carbonilo unido en un lado a un carbono y en elotro a un hidrógeno . Si en lugar de ello el grupo carbonilo estáunido a dos átomos de carbono, el compuesto es una cetona.

Formaldehído

(Grupo carbonilo)

Los aldehídos se abrevia a veces ‒CHOPueden ser alifáticos o aromáticos.

NOMENCLATURA

En el sistema IUPAC, los aldehídos y las cetonas se denominan con el nombredel hidrocarburo de origen terminado en al o en ona, respectivamente. En elcaso de los aldehídos no es necesario indicar la posición del grupo carboniloporque siempre se encuentra al extremo de la cadena de átomos de carbono .

Para las cetonas, si es necesario , hay que indicar el número del carbonodonde se halla la función cetona.

propanona

butanona3-pentanona

Propanal Butanal

NomenclaturaMuchos aldehídos poseen nombres comunes:

Formaldehído

Acetaldehído fenilacetaldehído

Benzaldehído propionaldehído

1. Los monoaldehídos acíclicos se nombran cambiando la terminación ─ o del hidrocarburo correspondiente por ─ al.

CH3CH2CH2CH2CH2CHOH CH2=CHCH2CH2CHO

Hexanal 4−pentenal

2. Los dialdehídos acíclicos se nombran agregando el sufijo ─ dial al nombre del hidrocarburo.

OHCCH2CH2CH2CH2CH2CHO

Heptanodial

3. Los polialdehídos acíclicos donde más de dos grupos ─ CHO está unidos a la

misma cadena lineal se nombran usando los sufijos ‒tricarbaldehído , tetracarbaldehído, etc.,con el nombre de la cadena

OHCCH2CHCH2CHO

CHO

1,2,3─Propanotricarbaldehído

3. Los aldehídos cíclicos con uno o más grupos ─ CHO unidos al sistema de anillo se

nombran agregando los sufijos carbaldehído, ‒dicarbaldehído ‒tricarbaldehído, etc., al

nombre del sistema de anillos.

Nomenclatura ComúnLos nombres comunes de los aldehídos se basan en los nombrescomunes de los ácidos correspondientes. Estos nombres seforman cambiando la terminación ‒ico u oico ‒ del ácido por

‒aldehído.

CETONAS• Una cetona es un compuesto orgánico caracterizado por poseer

un grupo funcional carbonilo unido a dos átomos de carbono.

Cetona alifática

Ar Ar Ar

Cetona Mixta Cetona aromática

NOMENCLATURA DE CETONAS NOMENCLATURA IUPAC1. Las monocetonas, donde el grupo carbonilo es parte de la cadena

o del anillo, se nombran cambiando la terminación ‒o delhidrocarburo correspondiente por ‒ ona. La posición del grupocarbonilo se indica por el número más bajo posible.

CH3CH2COCH2CH3 CH2CHCOCH2CH2CH3

3‒pentanona 1‒Hexen‒3‒ona

2. Las policetonas se nombran añadiendo los sufijos ‒diona, ‒triona,‒tetrona, etc. Al nombre del hidrocarburo correspondiente.

CH3COCH2CH2CH2COCH3

2,6‒Heptadiona =

O

OO1,2,4‒Ciclopentanotriona

NOMENCLATURA COMUN CETONAS Para las cetonas se nombran los grupos sustituyentes unidos algrupo carbonilo, primero el radical más pequeño, seguido delnombre del radical más largo y se agrega la palabra cetona.

Dimetil-cetona Metil-etilcetona

Dietilcetona Metil-propilcetona

Polaridad del enlace C=OEl oxígeno del grupo carbonilo tiene dos pares de electrones solitarios y es más electronegativo que el carbono, lo que provoca una polarización del enlace carbono-oxígeno, generando carga parcial positiva sobre el carbono y negativa sobre el oxígeno. Dicha polarización convierte al carbono en electrófilo y al oxígeno en nucleófilo.

Agua, alcoholes, etcSe dan reacciones de adición nucleofílica

Ataque del electrófilo a través del Oxígeno

PROPIEDADES FÍSICAS

Puntos de fusión y ebulliciónEsta polarización hace que los puntos de ebullición de aldehídos ycetonas sean más elevados que los de los hidrocarburos de pesomolecular similar, debido a las interacciones entre dipolos.

Fuerzas deinteracción causantede los mayorespuntos de ebullición yfusióncomparados con los

alcanos de un tamañode cadena similar.Mayor polaridad enestas moléculas queen los alcanos.

Propiedades FísicasEl único compuesto gaseoso entre los aldehídos y las cetonas es elformaldehído HCHO, p. eb 21oC. El acetaldehído CH3CHO, es un líquido de p.eb. 20oC.

Los aldehídos y las cetonas de bajo peso molecular son solubles en agua,posiblemente por formación de enlaces de hidrógeno con el agua . Losaldehídos y cetonas de cinco o más átomos de carbono son insolubles enagua. Todos los aldehídos y las cetonas son solubles en éter.

Los aldehídos y las cetonas acíclicas, con un solo grupo carbonilo son menosdensos que el agua, mientras que la mayoría de los aldehídos y las cetonasaromáticas son más densos que el agua. Los compuestos con un solo grupocarbonilo son incoloros y los compuestos con dos grupos carbonilos son decolor amarillo.

La mayoría de los aldehídos y cetonas tienen olores agradables, sonconstituyentes de aceites esenciales de plantas, por lo que son empleados enperfumería, sin embargo algunos aldehídos de bajo peso molecular presentanolores desagradables.

PROPIEDADES QUÍMICAS La reactividad de los aldehídos y cetonas se debe a la polaridad del grupo carbonilo. Pueden dar reacciones de adición electrofílica, si se considera que sobre el carbono existe cierta carga positiva que le permite interaccionar con sustancias dadoras de electrones, por otra parte, en el átomo de oxígeno hay una cierta carga negativa que le permite actuar como dador de electrones.

La reacción más común es la adición nucleofílica y un protón al enlace doble C=O.

Cuando un nucleófilo ataca al grupo al grupo carbonilo, el átomo de carbono cambia la hibridación de sp2 a sp3 . Los electrones del enlace π son desplazados hacia el átomo de oxígeno para formar un anión alcóxido, el cual se protona para generar el producto de adición nucleofílica.

Reacciones de cetonas y aldehídos adición nucleofilica

ADICION DE HCNLas cianhidrinas [3] se forman por reacción de aldehídos o cetonas [1] con ácidocianhídrico [2] y son compuestos que contienen un grupo cinano y un hidroxi sobre elmismo carbono.

Etapa 1. Los iones cianuro actúan como nucleófilos atacando al carbono carbonilo. El ácido cianhídrico es demasiado débil para generar cantidades importantes de cianuro, por ello, se añade cianuro de sodio o potasio al medio, garantizando la cantidad suficiente de cianuro para que la reacción transcurra en buen rendimiento.

• Etapa 2. En este paso el ión alcóxido [4] se protonaarrancando hidrógenos al ácido cianhídrico. En esta etapa seregeneran los iones cianuro.

cianhidrína

ADICION DE ALCOHOLES• Los aldehídos y cetonas reaccionan con alcoholes bajo condiciones de catálisis

ácida, formando en una primera etapa hemiacetales, que posteriormeneevolucionan por reacción con un segundo equivalente de alcohol a acetales.

ADICIÓN DE BISULFITO DE SODIOEl bisulfito de sodio se adiciona a la mayoría de aldehídos y muchas cetonas ,especialmente metilcetonas, para formar productos de adición bisulfítica.

La reacción se realiza mezclando el aldehído o la cetona con una solución acuosa concentrada de bisulfito de sodio. El producto se separa como un sólido cristalino.

OXIDACIÓN Y REDUCCIÓNOXIDACIÓN

Los aldehídos y las cetonas se diferencian por su comportamiento hacia losagentes oxidantes . Los aldehídos se oxidan fácilmente a ácidos.

Las cetonas no tienen un hidrógeno unido al carbono carbonilo y los aldehídos sí . Este hidrógeno es atraído en la oxidación, como un protón.Esta gran diferencia en la facilidad de oxidación se usa para distinguir los aldehídosde las cetonas. Los aldehídos se oxidan a ácidos carboxílicos con oxidantes tan débiles comoel ión plata.

OXIDACION CON EL REACTIVO DE TOLLENS

El reactivo de Tollens es una solución amoniacal de una sal de platamonovalente. El Ag(OH) forma con el NH3, el correspondiente complejoamoniacal.