Química orgánica: Grupos funcionales oxigenados II.

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Química orgánica: Grupos

funcionales oxigenados II.

Profesor: Francisco Muñoz Q. Boston College Maipú

Departamento de Ciencias NM4 Química Diferencial

𝑨𝒍𝒅𝒆𝒉í𝒅𝒐

𝑪𝑯

_𝟑

𝑪𝑯𝑶

𝑪𝒆𝒕𝒐𝒏𝒂

𝑪𝑯

_𝟑

𝑪𝑶𝑪𝑯

_𝟑

(2)

Para recordar!!!

¿Cómo se llaman las siguientes estructuras orgánicas?

La cadena principal contiene 7 carbonos y corresponde a un diol, ya que existen dos grupos alcohol.

En este caso se comienza enumerando desde la izquierda para que el grupo funcional alcohol (-OH)

quede en menor posición, de esta forma los alcoholes quedan en posición 2 y 5 y el doble enlace está

en posición 4. Como no hay radicales se nombra la cadena principal y se comienza indicando la posición del doble enlace seguido del

prefijo hept (7 carbonos) y la palabra –en (indicando doble

enlace) luego se indica la numeración de los alcoholes y se

termina con la palabra –diol.

4-hepten-2,5-diol 1 2 3 4 5 6 7 La cadena principal corresponde al anillo aromático, en donde la primera posición se la lleva el

grupo funcional –OH, lo cual corresponde a un fenol. El

anillo se enumera hacia la izquierda, ya que de esta forma los radicales quedan en

menor posición, y se observa que en carbono 2 hay un

isopropil, en el 4 un metil y

en el 5 un ciclopropil, los cuales deben nombrarse por

orden alfabético. De esta manera el nombre de la

estructura será:

5-ciclopropil-2-isopropil-4-metilfenol

Esta estructura corresponde a un éter, el cual se puede nombrar de

dos formas:

Forma 1: Se nombran los

radicales en orden alfabético seguido de la palabra éter. Por la derecha está el ciclopropil y por la izquiera está el 3-metilfenil,

por ende el nombre será:

Ciclopropil-3-metilfeniléter Forma 2: Se identifica el radical

mas pequeño y se sustituye la terminación –il por -oxi y el otro

radical se nombra como una cadena hidrocarbonada, así el

nombre será: Ciclopropoxi 3-metilbenceno 1 2 3 4 5 6 1 2 3

(3)

Objetivo: Identificar los grupos funcionales aldehído y cetona y nombrarlos usando la nomenclatura IUPAC.

1. Prioridad de grupos funcionales

Cuando

un

compuesto

tiene dos o más

grupos

funcionales, su

nombre

base

tendrá

terminación del

grupo

con

mayor prioridad

y el otro grupo

será

un

sustituyente.

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2. Aldehído

Constituido por el grupo formilo (-CHO) unidos a cadenas orgánicas.

Fórmula general: R-CHO (R: Cadena hidrocarbonada)

𝑯𝒆𝒑𝒕𝒂𝒏𝒂𝒍

𝟑 − 𝒉𝒊𝒅𝒓𝒐𝒙𝒊 − 𝟒 − 𝒎𝒆𝒕𝒊𝒍𝒉𝒆𝒙𝒂𝒏𝒂𝒍

𝟑 − 𝒎𝒆𝒕𝒊𝒍𝒄𝒊𝒄𝒍𝒐𝒉𝒆𝒙𝒂𝒏𝒐𝒄𝒂𝒓𝒃𝒂𝒍𝒅𝒆𝒉í𝒅𝒐 _{𝟑 − 𝒆𝒕𝒊𝒍 − 𝟒 − 𝒎𝒆𝒕𝒊𝒍𝒑𝒆𝒏𝒕𝒂𝒏𝒂𝒍}

𝟐 − 𝒄𝒊𝒄𝒍𝒐𝒑𝒓𝒐𝒑𝒊𝒍 − 𝟓, 𝟔 − 𝒅𝒊𝒎𝒆𝒕𝒊𝒍 − 𝟑 − 𝒉𝒆𝒑𝒕𝒆𝒏𝒂𝒍 𝑩𝒆𝒏𝒛𝒂𝒍𝒅𝒆𝒉í𝒅𝒐

(5)

2.1 Nomenclatura de aldehídos

1. Se localiza la cadena más larga

con el grupo aldehído.

2. Se enumera la cadena dejando

el grupo aldehído en la primera

posición.

3. Si la cadena principal tiene un

doble enlace, se debe indicar la

posición de este y la palabra “en”,

al igual que con un triple enlace,

pero en este caso tendría la

palabra “in”.

4. Se identifican los radicales y se

nombran en orden alfabético.

5. Se nombra el compuesto

usando la terminación -AL.

CH

₃

CH

₂

CH

₂

C

O

H

1 2 3 4

Butanal

(6)

1. Se escoge la cadena principal que debe contener al grupo funcional aldehído.

2. Se enumera la cadena partiendo del aldehído (posición 1), en este caso la cadena principal tiene 6 carbonos, con un doble enlace en el carbono 2.

3. Se identifican los radicales y se nombran en orden alfabético. 4. Se prosigue con la cadena

principal, indicando la posición del doble enlace y colocando la palabra –en, con la terminación –al.

4-ciclobutil-5-metil-2-hexenal

1. Se escoge la cadena principal que debe contener al grupo funcional aldehído. 2. Se enumera la cadena partiendo del

aldehído (posición 1), en este caso hay dos aldehídos, se parte por la izquierda para que el radical quede en menor posición.

3. Se identifican los radicales y se nombran en orden alfabético. El –OH actúa como radical y se llama hidroxi.

4. Se prosigue con la cadena principal cuya terminación será –dial (haciendo alusión a la existencia de dos aldehídos), en este caso no es necesario colocar la numeración de los aldehídos, ya que siempre se encuentran en los extremos.

5-etil-2-hidroxi-3-metilhetanodial 1 2 3 4 5 6 metil ciclobutil metil hidroxi etil 1 2 3 4 5 6 ₇

(7)

1. Se escoge la cadena principal que debe contener al grupo funcional aldehído. 2. Se enumera la cadena partiendo del

aldehído (posición 1).

3. Se identifican los radicales y se nombran en orden alfabético. El –OCH₃ actúa como radical, ya que el aldehído es la prioridad y se llama metoxi.

4. Se prosigue con la cadena principal en la que se debe indicar la posición del doble enlace (carbono 2) y la palabra –

en, para finalizar con el sufijo –al.

4-etil-5-metil-3-metoxi-2-octenal 8 7 6 5 4 3 2 1 etil metil metoxi

1. Se escoge la cadena principal que debe contener al grupo funcional aldehído.

2. Se enumera la cadena partiendo del aldehído (posición 1).

3. Se identifican los radicales y se nombran en orden alfabético.

4. Se prosigue con la cadena principal en la que se debe indicar la posición del doble enlace (carbono 7) y la palabra –en, y la presencia del triple enlace (carbono 3) con la palabra –in, para finalizar con el sufijo –al. 8-etil-7-hidroxi-5,9-dimetil-7-undecen-3-inal 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 metil metil etil hidroxi

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En el caso de ciclos:

1. Se identifica el carbono 1, el cual tiene el grupo aldehído.

2. Se enumera el ciclo dejando las insaturaciones en la menor posición, en el caso de un cicloalcano, los radicales quedan en menor posición. 3. Se identifican los radicales y se

nombran en orden alfabético.

4. Se nombra el compuesto terminando con la palabra carbaldehído.

6 5 4 3 2 1 4 3 2 1 etil metil hidroxi etil 3-etil-2-metilciclobutanocarbaldehído 2-etil-5-hidroxi-3-ciclohexenocarbaldehído metil isopropil 1 2 3 4 5 4-isopropil-3-metil-2-ciclopentenocarbaldehído

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En el caso de aldehídos aromáticos:

1. Es un benceno que presenta el grupo funcional aldehído, a esa estructura se le llama Benzaldehído.

2. Se enumera el anillo aromático dejando en primera posición el grupo funcional aldehído y a los radicales en menor posición. Si la numeración es simétrica, prevalece el orden alfabético.

3. Se identifican los radicales y se nombran en orden alfabético.

4. Se nombra el compuesto terminando con la palabra benzaldehído.

2-etil-5-hidroxibenzaldehído 2-isopropil-4-metoxibenzaldehído hidroxi isopropil metoxi etil 2 3 4 1 6 5 6 5 4 3 2 1 3-bromo-5-etilbenzaldehído bromo etil 3 2 5 4 6 1

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2.2 Síntesis u obtención de aldehídos

1. Mediante oxidación de un alcohol primario.

El responsable de la oxidación del alcohol primario es un oxidante

suave como el clorocromato de piridino (PCC) en diclorometano.

Ejemplo:

Butanol

Butanal

PCC

(11)

2. Mediante ozonólisis de alquenos.

Los alquenos que presenten hidrógenos vinílicos (alquenos sin

ramificaciones), se rompe el doble enlace cuando reacciona con el

ozono (O

₃

) en presencia de cinq (Zn) y ácido acético (AcOH),

formando aldehídos.

2-buteno

_etanal

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3. Cetona

Grupo funcional caracterizado por poseer un grupo funcional carbonilo

(-CO-) unido a dos átomos de carbono.

Fórmula general: R-CO-R’ (R y R’: Cadenas hidrocarbonadas)

3 − 𝑝𝑒𝑛𝑡𝑎𝑛𝑜𝑛𝑎

4 − 𝑚𝑒𝑡𝑖𝑙 − 2 − 𝑝𝑒𝑛𝑡𝑎𝑛𝑜𝑛𝑎

3 − 𝑒𝑡𝑖𝑙𝑐𝑖𝑐𝑙𝑜𝑝𝑒𝑛𝑡𝑎𝑛𝑜𝑛𝑎

2,4 − ℎ𝑒𝑥𝑎𝑛𝑜𝑑𝑖𝑜𝑛𝑎

𝑐𝑖𝑐𝑙𝑜𝑏𝑢𝑡𝑖𝑙𝑒𝑡𝑖𝑙𝑐𝑒𝑡𝑜𝑛𝑎

_{𝑓𝑒𝑛𝑖𝑙𝑖𝑠𝑜𝑝𝑟𝑜𝑝𝑖𝑙𝑐𝑒𝑡𝑜𝑛𝑎}

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3.1 Nomenclatura de cetonas

1. Se localiza la cadena más larga

con el grupo cetona.

2. Se enumera la cadena dejando

el grupo cetona en la menor

posición.

3. Si la cadena principal tiene un

doble enlace, se debe indicar la

posición de este y la palabra “en”,

al igual que con un triple enlace,

pero en este caso tendría la

palabra “in”, y si es un ciclo se

antepone la palabra ciclo.

4. Se identifican los radicales y se

nombran en orden alfabético.

5. Se nombra el compuesto

usando la terminación –ONA e

indicando su posición.

H

₂

C

H

₂

C

H

₃

C

H

₂

C

CH

₃

C

O

H

₂

C

H

₂

C

H

₃

C

H

₂

C

CH

₃

C

O

Otra nomenclatura consiste en

nombrar

las

cadenas

como

sustituyentes,

ordenándolas

alfabéticamente. Se nombran los

radicales y se completa con la

palabra cetona.

1 2 3 4 5 6

3-hexanona

etilpropilcetona

propil etil

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1 2 3 4 5 6 7

1. Se busca la cadena principal, la cual es la más larga y debe contener al grupo funcional cetona, en este caso presenta 7 carbonos y con enlaces simples.

2. Se enumera la cadena dejando en menor posición al grupo funcional, en este caso se comienza del extremo derecho.

3. Se identifican los radicales y se nombran en orden alfabético, en este caso hay un metil en posición 6.

4. Se nombra la cadena principal

indicando la posición del grupo funcional , que en este caso es 3 y la terminación es –ona.

6-metil-3-heptanona 6-metilheptan-3-ona

1. Se separa al compuesto en dos radicales y se identifican. En el caso de la derecha se tiene un etil.

2. En la izquierda se tiene un radical compuesto, el cual debe ser nombrado como una cadena

hidrocarbonada pero con

terminación –il, en este caso sería: 3-metilbutil.

3. Se nombran los radicales en orden alfabético y se termina con la palabra cetona. metil etil 1 2 3 4 3-metilbutil Etil-3-metilbutilcetona

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1. Se busca la cadena principal, que en este caso es el ciclo de 6

carbonos y se identifica el grupo

funcional cetona, el cual presenta la numeración 1.

2. Se enumera la cadena dejando en menor posición a los radicales. 3. Se identifican los radicales y se

nombran en orden alfabético, en este caso, en posición 3 hay un

isopropil y en posición 4 un metil.

4. Se nombra la cadena principal anteponiendo la palabra ciclo y la terminación –ona. 6 5 4 3 2 1 5 4 3 2 1 metil isopropil metil hidroxi 3-isopropil-4-metilciclohexanona

1. Se busca la cadena principal, que en este caso es el ciclo de 5 carbonos y se identifica el grupo funcional cetona, el cual presenta la numeración 1 y corresponde a

la prioridad, es decir, que el grupo –OH

pasaría a ser un radical.

2. Se enumera la cadena dejando en menor posición al doble enlace (posición 2).

3. Se identifican los radicales y se nombran en orden alfabético, en este caso, en posición 3 hay un hidroxi y en posición 4 un metil. 4. Se nombra la cadena principal anteponiendo

la palabra ciclo e indicando la posición del doble encale con la palabra -en y finalmente la terminación –ona.

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6-hidroxi-2,5-dimetil-4-hepten-3-ona

1. Se busca la cadena principal, la cual es la más larga y debe contener al grupo funcional cetona (que es la prioridad), en este caso presenta 7 carbonos y un enlace doble.

2. Se enumera la cadena dejando en menor posición al grupo funcional, en este caso se comienza del extremo izquierdo.

3. Se identifican los radicales y se nombran en orden alfabético, en este caso hay un hidroxilo en posición 6 y dos metil en posición 2 y 5.

4. Se nombra la cadena principal indicando la posición del doble enlace que es 4 y la posición del grupo funcional , que en este caso es 3 y la terminación es –ona.

1 2 3 4 5 6 7 metil hidroxi metil isopropil 1 ₂ 3 4 hidroxi metil 3-hidroxi-2-metilbutenil 1. Se separa al compuesto en dos

radicales y se identifican. En el caso de la izquierda se tiene un isopropil. 2. En la derecha se tiene un radical

compuesto, el cual debe ser

nombrado como una cadena

hidrocarbonada pero con terminación –il, en este caso sería: 3-hidroxi-2-metilbutenil (indicando con la palabra en que hay un doble enlace).

3. Se nombran los radicales en orden alfabético y se termina con la palabra cetona.