Propiedades Químicas de Alde
Propiedades Químicas de Aldehídos y
hídos y Cetonas
Cetonas
Natalia Solar
Natalia Solarte* (2121401te* (2121401161), Est161), Estefanía Carreefanía Carrera (27140272)ra (27140272) Departamento de Q
Departamento de Qími!a, "a!ltad dími!a, "a!ltad de Cien!ias E#a!tas $ Nate Cien!ias E#a!tas $ Natrales, %ni&ersidad drales, %ni&ersidad de Nari'o, oe Nari'o, oroaroao,o, +asto, Colomia +asto, Colomia nataliasolarte004-.mail!om nataliasolarte004-.mail!om RESUMEN RESUMEN
Durante esta práctica se comprobó experimentalmente las propiedades Químicas de los aldehídos y cetonas, usando Durante esta práctica se comprobó experimentalmente las propiedades Químicas de los aldehídos y cetonas, usando formaldehido, acetaldehído, acetona y ciclohexanona como los reactivos a analizar mediante una serie de pruebas formaldehido, acetaldehído, acetona y ciclohexanona como los reactivos a analizar mediante una serie de pruebas cualitativas tales como la prueba con el reactivo de Fehling, Tollens, oxidación con !n"
cualitativas tales como la prueba con el reactivo de Fehling, Tollens, oxidación con !n" ## y finalmente la formación de y finalmente la formación de resinas por efecto de los álcalis, y la polimerización$ %os aldehídos reaccionaron de manera diferente &ue las cetonas a resinas por efecto de los álcalis, y la polimerización$ %os aldehídos reaccionaron de manera diferente &ue las cetonas a pesar
pesar de de &ue &ue ambos ambos contienen contienen en en su su estructura estructura un un grupo grupo carbonilo, carbonilo, esta esta característica característica permitió permitió &ue &ue se se efect'e efect'e o o no no lala reacción con un reactivo especifico presentando una característica física &ue fue un cambio en la coloración indicando la reacción con un reactivo especifico presentando una característica física &ue fue un cambio en la coloración indicando la prueba positiva y pe
prueba positiva y permitiendo así la idenrmitiendo así la identificación de un aldehídtificación de un aldehído o de una cetona$o o de una cetona$
11.. ININRR!"!"UCUCCCI#I#NN
(l grupo carbonilo es uno de los grupos funcionales más (l grupo carbonilo es uno de los grupos funcionales más importantes en la &uímica orgánica$ se puede considerar importantes en la &uímica orgánica$ se puede considerar a los aldehídos y a las cetonas como derivados de los a los aldehídos y a las cetonas como derivados de los alcoholes, a los cuales se les ha eliminado dos átomos de alcoholes, a los cuales se les ha eliminado dos átomos de hi
hidrdrógógeneno, o, ununo o de de la la fufuncncióión n hihidrdroxoxililo o y y ototro ro dedell car
carbonbono o concontigtiguo$ uo$ %os %os aldaldehíehídos dos son son comcompuepuestostos s dede fórmula general )*+", y las cetonas son compuestos fórmula general )*+", y las cetonas son compuestos or
orgágáninicocos s de de fófórmrmulula a gegeneneraral l )-)-+"+"-).-)., , dodondnde e loloss grupos ) y ). pueden ser alifáticos o aromáticos, mas grupos ) y ). pueden ser alifáticos o aromáticos, mas nunca el sustituyente puede ser
nunca el sustituyente puede ser un hidrogeno$un hidrogeno$
/mbos tipos de compuestos se caracterizan por tener el /mbos tipos de compuestos se caracterizan por tener el gru
grupo po carcarbonboniloilo, , por por lo lo cuacual l se se les les suesuele le dendenomiominar nar ca
carbrbononílílicicosos$ $ (s(stotos s cocompmpueueststos os titienenen en ununa a amamplpliaia aplicación tanto como reactivos como disolventes así, aplicación tanto como reactivos como disolventes así, como su empleo en la fabricación de telas, perfumes, como su empleo en la fabricación de telas, perfumes, plásticos
plásticos y y medicinas$ medicinas$ (l (l grupo grupo +0", +0", 1carbonilo21carbonilo2 presente
presente tanto tanto en en aldehídos aldehídos como como en en cetonas cetonas es es elel responsable en gran medida de las reacciones de los responsable en gran medida de las reacciones de los aldehídos y las cetonas$
aldehídos y las cetonas$ 345345
"i.ra 1 Estr!t
"i.ra 1 Estr!tra de alde/ídos $ !etora de alde/ídos $ !etonasnas
%os aldehídos y las cetonas se aseme6an en la mayoría de %os aldehídos y las cetonas se aseme6an en la mayoría de sus propiedades como consecuencia de poseer el grupo sus propiedades como consecuencia de poseer el grupo ca
carbrbononililo$ o$ 7i7in n emembabargrgo, o, en en lolos s alaldedehíhídodos s el el grgrupupoo carbonilo está unido a un átomo de hidrógeno, mientras carbonilo está unido a un átomo de hidrógeno, mientras &ue en las cetonas se une a dos grupos orgánicos$ esta &ue en las cetonas se une a dos grupos orgánicos$ esta diferencia estructural afecta a sus propiedades de dos diferencia estructural afecta a sus propiedades de dos formas fundamentales8
formas fundamentales8
a2
a2 %o%os s alaldedehíhídodos s se se oxoxididan an cocon n fafacicililidadad d mimienentrtrasas &ue las cetonas lo hacen
&ue las cetonas lo hacen con dificultad$con dificultad$ b2
b2 %os %os aldehídos aldehídos suelen ser suelen ser más reactivos más reactivos &ue las&ue las cetonas en adiciones nucleofílicas, &ue es la reacción cetonas en adiciones nucleofílicas, &ue es la reacción más característica de este tipo de compuestos$ (l más característica de este tipo de compuestos$ (l grupo carbonilo rige la &uímica de los aldehídos y grupo carbonilo rige la &uímica de los aldehídos y cetonas de dos formas fundamentales8 la primera es cetonas de dos formas fundamentales8 la primera es proporcionando un si
proporcionando un sitio para la adición nucleofítio para la adición nucleofílica$lica$ y
y aauummeennttaannddo o lla a aacciiddeez z dde e lloos s ááttoommooss de hidrógeno unidos al carbono alfa$
de hidrógeno unidos al carbono alfa$
(stos dos efectos se deben a la capacidad &ue tiene el (stos dos efectos se deben a la capacidad &ue tiene el oxígeno para acomodar una carga negativa en el doble oxígeno para acomodar una carga negativa en el doble enlace carbono-oxígeno del grupo carbonilo, el par de enlace carbono-oxígeno del grupo carbonilo, el par de electrones pi1
electrones pi1ππ2 puede ser atraído por el oxígeno, con lo2 puede ser atraído por el oxígeno, con lo cual se tiene a un carbono carbonílico deficiente en cual se tiene a un carbono carbonílico deficiente en electrones, mientras &ue el oxígeno es rico en ellos$ esta electrones, mientras &ue el oxígeno es rico en ellos$ esta distribución de cargas se debe
distribución de cargas se debe fundamentalmente a8fundamentalmente a8 (l
(l efefececto to ininduductctivivo o dedel l oxoxígígeneno o elelecectrtrononegegatativivo o yy es
estatabibililizazacición ón popor r reresosonanancnciaia, , adadememás ás el el grgrupupoo carbo
carbonilonilo, , genergenera a atracatraccionciones es dipodipolo-dilo-dipolo polo entre entre laslas mol
mol9cu9culas de las de aldaldehíehídos y dos y las de las de cetcetonaonas s el el carcarbonbonoo polarizado positivamente
polarizado positivamente act'a act'a como como un un electrófilo y electrófilo y elel oxí
oxígengeno o polpolariarizadzado o negnegatiativamvamentente, e, actact'a 'a comcomo o unun nucleófilo, en realidad, la polaridad del carbono no es la nucleófilo, en realidad, la polaridad del carbono no es la causa de la reactividad de aldehídos y cetonas sino &ue causa de la reactividad de aldehídos y cetonas sino &ue es
es ototra ra mamaninifefeststacacióión n de de la la elelecectrtrononegegatativivididad ad dedell oxíg
oxígeno: estos eno: estos fenómfenómenos enos hacen &ue hacen &ue sean sustancisean sustanciasas polares
polares y y por por ende ende tengan tengan puntos de puntos de ebullición bastanteebullición bastante altos, forman ácidos con mucha facilidad, aldehídos y altos, forman ácidos con mucha facilidad, aldehídos y cetonas inferiores 1menores a ;
cetonas inferiores 1menores a ; carbonos2 pueden formar carbonos2 pueden formar puentes de
puentes de hidrogeno, aun&ue hidrogeno, aun&ue son son solubles en solubles en solventessolventes orgánicos y a su vez los aldehídos y las cetonas son orgánicos y a su vez los aldehídos y las cetonas son buenos
buenos disolventes disolventes de de sustancias sustancias polares polares como como loslos alcoholes$
(n consecuencia, el carbonilo es atacado entonces por bases (sstan!ias ri!as en ele!trones, N!lefilos) como
se muestra a continuación la ecuación$
"i.ra 2 e!anismo de adi!in n!leofíli!a
7e puede observar &ue la parte positiva se agrega al oxígeno y la parte negativa al carbono esto permite a los aldehídos y cetonas formar diversos compuestos tales como hidratos hemiacetales, entre otros dependiendo del reactivo de partida$ 3=5
$% RESU&A"!S ' "ISCUSI#N
Todas las reacciones e6ecutadas en la práctica de laboratorio, permiten observar las propiedades fisico&uímicas, y el comportamiento de los aldehídos y cetonas en este caso8 formaldehido, acetaldehído y acetona con diferentes reactivos$
$.1 RE"UCCI#N "E& REACI(! "E )E*&IN+, (sta prueba resulta efectiva para la identificación cualitativa de aldehídos y cetonas$ (n la siguiente tabla se muestra la reacción de cada uno de los reactivos antes mencionados con el reactivo de Fehling$
ala 1 ed!!in !on el rea!ti&o de "e/lin. Reactivo Reactivo Fehling Formaldehído )o6o ladrillo
Acetaldehído >recipitado )o6o Acetona ?ing'n +ambio
(l reactivo de Fehling consta de dos soluciones / y @ &ue se mezclan en partes iguales en el momento de usarse$ %a solución 1/2 es sulfato c'prico pentahidratado, y la solución 1@2 es de tartrato sodio- potásico e hidróxido de sodio disueltos en agua$ +uando se mezclan las dos soluciones, se obtiene un comple6o c'prico tartárico en medio alcalino, de color azul$ /gregando un aldehído y calentando suavemente, el color azul desaparece y aparece un precipitado ro6o de óxido cuproso 1+u<"2$
"i.ra 3 ea!ti&o de "e/lin.
(l color blanco del formaldehido desapareció progresivamente al adicionar el reactivo de Fehling y tomó un color más claro, despu9s de calentar por 4A minutos se tornó a una coloración ro6iza lo &ue indicó la presencia de un aldehído$ (l reactivo de Fehling se
caracteriza por su poder reductor hacia el grupo carbonilo del aldehído, haciendo &ue este se oxide y provocando la aparición del color ro6izo característico$ +omo se muestra en la 1figura #2 4a prueba dio positiva tanto para el formaldehido como el acetaldehído, donde este 'ltimo se oxidó a ácido ac9tico y los iones c'pricos se redu6eron a iones cuprosos$
B!/C(? no recuerdo tefi
"i.ra No 4 ea!!in !on rea!ti&o de "e/lin.
Dado &ue este reactivo es un oxidante suave, la prueba para la acetona dio negativa$ / continuación, se muestra
la reacción de acetaldehído y formaldehido con el reactivo de Fehling$
"i.ra No 5 ea!!iones !on rea!ti&o el de "e/lin.
$.$ )!RMACI#N "E& ESPE-! "E P&AA REACI(! "E !&&ENS,
(l reactivo de Tollens es una disolución de óxido de plata en amoniaco acuoso, la imagen a continuación
muestra la reacción global de oxidación de un aldehído y la reducción del óxido de plata a plata metálica, la plata precipita y se observa como una superficie reflectante tal
como un espe6o sobre las paredes del tubo$
"i.ra 6 ea!!in .loal entre n alde/ído $ el rea!ti&o de ollens
%os aldehídos estudiados (formalde/ido $ a!etalde/ído)
en presencia del reactivo Tollens produ6eron su correspondiente acido carboxílico: y los iones plata se redu6eron a plata metálica precipitados en el fondo del tubo, formando el espe6o de plata, este fenómeno se produce por la presencia de aldehídos dando como resultado positivo, mientras &ue es negativa para acetona &ue no tuvo reacción alguna tal como se muestra en la
tala 2 1"bservar figura 2
ala 2 ea!!in !on el rea!ti&o de ollens
Reactivo Reactivo Tollens Formaldehíd
o
(spe6o de >lata 1precipitado negro /gE2
Acetaldehído >recipitado color Cris Acetona ?ing'n +ambio
%a acetona no reaccionó con el reactivo de Tollens por < razones, la primera es por&ue el reactivo de Tollens es un agente oxidante d9bil, y la segunda, la acetona no posee hidrógenos , por lo &ue es muy poco probable o casi imposible &ue se d9 la oxidación con un agente oxidante d9bil$
%as pruebas del espe6o de plata y con el reactivo de Fehling dieron positivas con los aldehídos, dado &ue estos son agentes reductores &ue se pueden oxidar fácilmente a sus respectivos ácidos carboxílicos o sus sales mientras &ue las cetonas son más difíciles de oxidar$
(l acetaldehído se redu6o a ácido ac9tico, la plata suele depositarse formando un espe6o en la superficie interna del recipiente de reacción$ %a aparición de un espe6o de plata es una prueba positiva de un aldehído$ 7i se trata
del acetaldehído con el reactivo de Tollens, la reacción es la siguiente8
(n el caso de formaldehído al ser un aldehído alifático reacciona fácilmente debido a su estructura y el protón
&ue acompaGa al grupo carbonilo es más fácil de sacar durante la oxidación$ / continuación, se muestra el mecanismo de reacción para este compuesto$
"i.ra 7 ea!!in !on
el rea!ti&o de ollens
$. PRUE/A C!N
REACI(! "E SC*I)),
(l reactivo de 7chiff 1Figura
H2 reacciona con el grupo
formilo del formaldehido
formando un compuesto
coloreado azul- violeta como
"i.ra ea!ti&o de S!/iff
(l )eactivo de 7chiff es fucsina decolorada 1hidrocloruro de p-rosanilina2 &ue, al reaccionar con un aldehído, se obtiene un producto de adición, con el cual se puede apreciar el color violeta, siendo este el producto de la formación de un comple6o y un buen indicador de la presencia de un grupo carbonilo específico del aldehído$ +omo las anteriores reacciones esta prueba sirve para diferenciar entre aldehídos y cetonas ya &ue es negativa para estas 'ltimas$ /sí, se puede apreciar los resultados obtenidos para esta prueba en la tabla y en la figura &ue se muestran a continuación8
ala 3 ea!!in !on el rea!ti&o de S!/iff Reactivo Reactivo de Schiff Formaldehído +oloración fucsia
Acetaldehído +oloración violeta Acetona ?ing'n +ambio
F/%T/ T(F/
"i.ra No +rea !on el ea!ti&o de S!/iff
$.0 !I"ACI#N P!R PERMAN+ANA! "E P!ASI! "I&UI"!,
%os aldehídos se oxidan fácilmente: como se puede observar en la reacción siguiente8
"i.ra No 10 ea!!in de n alde/ído !on 8n94
(stos compuestos al oxidarse se convierten en ácidos carboxílicos, caso contrario ocurre con las cetonas$ /l agregar el permanganato al formaldehido y al acetaldehído se logró observar &ue estas soluciones tuvieron un cambio en su coloración del original 1incoloro2 a caf9 oscuro: en estos tubos de ensayo la mezcla fue de tipo heterog9nea en donde la parte más densa se fue al fondo del recipiente y la más clara se suspendió en la parte superior, este precipitado de color caf9 oscuro correspondió al dióxido de manganeso formado a partir de las oxidaciones respectivas de estos compuestos$ +omo se puede observar en la siguiente imagen$
"i.ra No 11 9#ida!in !on 8n94
(n la tabla # se muestra los reactivos usados con !n"#
ala 4 9#ida!in !on 8n94
Reactivo Oxidación con permanganato Formaldehído >recipitado )o6o
Acetaldehído >recipitado caf9 Acetona ?ing'n cambio
(sta oxidación fue relativamente rápida por razones est9ricas de los aldehídos, ya &ue estas cadenas solo tienen un solo grupo sustituyente, en consecuencia, los neutrófilos &ue atacan como es este caso el permanganato de potasio 1!n"#2 se pueden aproximar
con mayor facilidad al carbonilo$ >or otra parte, al agregarle el permanganato de potasio a la acetona no se notó cambio alguno, lo cual sugiere &ue la oxidación no se llevó a cabo ya &ue la disolución permaneció del mismo color &ue el del permanganato 1violeta oscuro2$ (fectivamente la acetona no se oxidó esto es por el impedimento est9rico &ue poseen en general todas las cetonas para la oxidación, estas tienen dos grupos sustituyentes relativamente grandes 1al&uilos2 &ue no permiten &ue el ata&ue nucleofílico ocurra, además en la acetona no existe un hidrogeno unido al carbono carbonílico$ +abe resaltar &ue el formaldehido al tener un solo sustituyente hace &ue la oxidación sea efectiva con un alto rendimiento de reacción: a medida &ue se aumenta el tamaGo de la cadena va a ser menos rápida la oxidación de los compuestos de estos grupos funcionales$
$.2 )!RMACI#N "E RESINA3 E)EC! "E &!S 4&CA&IS,
+uando un aldehído con hidrógenos α reacciona con
hidróxido sódico diluido a temperatura ambiente 1o inferior2 se produce una especie de dimerización y se forma un compuesto con un grupo hidroxi y el grupo carbonilo del aldehído, este tipo de reacciones, reciben el nombre de adiciones aldólicas$ %a reacción general para el caso del acetaldehído o etanal sería8
"i.ra 12 E!a!in .eneral de a!etalde/ído !on Na9:
Durante esta prueba se hizo reaccionar cada uno de los compuestos 1formaldehido, acetaldehído y acetona2 con hidróxido de sodio ? y se calentó por ; minutos$ 7e repitió el mismo proceso con hidróxido de sodio ;I$ %as reacciones se representan en la tabla siguiente$
ala 5 ea!!in de forma!in de resinas
Reactivo NaOH 6N
Formaldehido ?o hubo cambios
Acetaldehído >recipitado naran6a >recipi Acetona /marillo claro 7oluci
B!JC(?(7 T(FB F/%T/?
"i.ra No 13 "orma!in de resinas
(l producto formado resultante tiene dos grupos funcionales, un alcohol y un aldehído, el cual se denominaaldol $ 7i el aldol se calienta, se produce una
deshidratación obteni9ndose como producto el <-butenal$ %a formación de un anión adicional en el mismo carbono luego de la deshidratación puede permitir la adición de otro grupo hidroxietil, lo &ue hace posible la formación de pe&ueGos polímeros, formados por condensación de mol9culas pe&ueGas con nuevos enlaces carbono-carbono$
%a reacción con formaldehido no se produ6o, debido a &ue el formaldehido no posee hidrógenos alfa, por ello, la base no tiene de donde extraer hidrógenos y los &ue están unidos al carbono carbonílico, no se pueden extraer fácilmente$
%a acetona con hidróxido de sodio sometida a calentamiento, tambi9n puede formar un aldol$
C* C ! * Na!*5dil.% 26C C* C* C*$ !* C ! * $ etanal 7hidro8i9utanal
!ecanismo de la reacción8
(l mecanismo para la formación de resinas se basa en dos de las características más importantes de los compuestos carbonílicos8
a2 /cidez de los hidrógenos en $
b2 /dición nucleofílica al grupo carbonilo$
"i.ra 14 e!anismo de forma!in de resinas
B!/C(? T(FB
"i.ra 15 "orma!in de resinas
$.: P!&IMERI;ACI#N,
ala 6 ea!!in de forma!in de polímeros Reactivo Polímero formado Formaldehido +olor blanco$
/specto de parafina$
Acetaldehído Fase superior color
blanco inmiscible$
%os aldehídos sufren una autoadición con ciclación simultánea formando trímeros cíclicos en presencia de ácidos inorgánicos diluidos$ (l acetaldehído se polimeriza, por tratamiento con unas gotas de ácido sulf'rico concentrado, en una reacción fuerte, originando el paraldehído 1<,#,-trimetil-4,=,;-trioxano2$ (sto se indica en la siguiente reacción8
CH3 O H 3 O O O CH3 H H H C H3 CH3 Paraldehido
(l formaldehido forma el trímero cíclico trioximetileno 14,=,;-trioxano2, &ue se separa del vapor de formaldehido en agu6as, se disuelve fácilmente en agua y en disolventes orgánicos y no posee propiedades reductoras$ +uando este poliacetal se calienta, la reacción se hace reversible y este se des polimeriza, transformándose en formaldehído gaseoso, por lo &ue encuentra aplicación como fumigante$ %o anterior se indica en la siguiente reacción$
C*$ C ! * * !*7 < *$!< C*$ C * ! C*$ C * ! ion enolato C*. C ! * C*$ C * ! < C* . C* C*$ ! C ! * ion alc=8ido < *$! C* C* C*$ C ! * ! 7 !* < C* C* C*$ C ! * !* !* < C*. C* C* C ! * !* * *$! C*. C* C* C ! *< <!*7 R C*$ C ! * 9ase R C*$ C* !* C* R C ! * 5no aislado% 7 *$! R C* $ C* C R C ! * 5enal%
H O H 3 O O O CH3 H H H H H Trioximetileno
$.>A"ICI!N "E /ISU&)I! "E S!"I!
/l hacer reaccionar acetona con una solución saturada de bisulfito de sodio, ocurre una reacción de adición$ (l anión bisulfito se adiciona al enlace +0", el hidrógeno al oxígeno y el grupo 7"=- al carbono generando la estructura sulfonato$
(ste compuesto se denomina acetona-bisulfito sódico$ (sta reacción ocurre con la mayoría de los aldehídos y las metil-cetonas$ %as cetonas superiores no forman el producto de adición, ya &ue este es muy sensible al impedimento est9rico$ %a reacción general &ue describe este proceso se muestra a continuación$
) " , + K ?a,7"= ) + 7"= ?a ", ,
ala 7 ea!!in de islfito de sodio
Reactivo Acetona is!lfito de Sodio " #ase >recipitado blanco$
7ólido$
is!lfito de Sodio " acido %eve precipitado
blanco$ Turbiedad$
%a reacción de acetona con bisulfito de sodio, y luego la adición de ácido presento un burbu6eo constante, el gas producido es el dióxido de azufre formado como un
subproducto de la reacción, y el cual tenía un olor fuerte$ (l mecanismo de reacción es el siguiente8
(l bisulfito sódico 1?a7"=2 reacciona con los compuestos carbonílicos de la misma forma en &ue lo hace el +?, originándose una adición nucleofílica$ (sta reacción la experimentan los aldehídos y algunas cetonas como son las metil cetonas, mientras &ue las cetonas superiores no forman el producto de adición, ya &ue este es muy sensible al impedimento est9rico$ (ste producto de adición es un compuesto cristalino &ue precipita, por
lo cual se suele emplear como un m9todo de separación de aldehídos y cetonas de otras sustancias$
%a otra porción de la solución se trató con bicarbonato de sodio y agua, el bicarbonato es una sal básica &ue, al entrar en contacto con el agua, provocara una hidrólisis del agua, produciendo acido carbónico y iones * " en forma de hidróxido de sodio$ (l ácido carbónico es muy inestable por lo &ue este se descompone en +"< y <", y la efervescencia &ue se observo fue debido al +"<seg'n la siguiente reacción8 !B)/) T(FB 7B (7T/ ?" FL( %/ )M QL( DB" ?(C/TBN/ /O B!/C(?P $.? REACCI#N C!N &A $307"INIR!)ENI&*I"RACINA
!ediante esta prueba se puede identificar el grupo carbonilo en una mol9cula de aldehído o cetona mas no permite diferenciarlos entre sí$ (l reconocimiento consiste en &ue los carbonilos reaccionan con <,#-D?F 1reactivo brady2, formando fenilhidrazonas &ue precipita$ 7i el producto cristalino es amarillo, esto indica un compuesto carbonilo saturado, si se obtiene un precipitado anaran6ado indica una cetona o aldehído aromático, si se obtiene precipitado ro6o indica un sistema alfa, beta$ (l color &ue pueden presentar va a depender del nivel de saturación y con6ugación, entre más insaturaciones tenga más oscuro será el color pasando del amarillo al naran6a y ro6o$
%a siguiente reacción corresponde a la reacción general de esta prueba8 !ecanismo de reacción8 R C ! R 1 < *S! Na R C ! R 1 S!* Na R C !* S! R 1 Na Producto de adici=n R 1@* 5aldehído% R 1@ aluilo 5cetona%
+on este test se asumió entonces un resultado positivo ante la presencia de grupo carbonilo tal como se muestra en los datos presentados a continuación8
ala ea!!in de la 2,4 dinitrofenil/idra;ina Reactivo $%&'(initrofenilhidracina acetaldehído >recipitado color /marillo )til'metil'cetona >recipitado color ?aran6a
Bntenso
"i.ra No 16 ea!!in !on 2,4<dinitrofenil/idra;ina
>ara los dos reactivos se evidencio precipitado característico 1por ende, la prueba fue positiva y se confirma &ue hay grupo carbonilo2 para la etilmetilcetona se formó un precipitado de color naran6a y para el acetaldehído se obtuvo un precipitado de color amarillo$ %as reacciones correspondientes son8
+ara el a!etalde/ído
+ara la a!etona
$.B REACCI#N "E &!S A&"E*"!S C!N AM!NIAC!
%os aldehídos y cetonas ba6o condiciones adecuadas son capaces de reaccionar con el amoniaco y las aminas primarias dando lugar a la formación de las iminas o ases de S!/iff , &ue al igual &ue las aminas son básicas$
(stos compuestos son los e&uivalentes nitrogenados de los aldehídos y cetonas donde el grupo +0" es reemplazado por el grupo +0?$ %a reacción general sería8
(l formaldehído reacciona de manera violenta con el amoníaco o con las aminas$ (sta reacción se favorece a p acido 1#,;2 lo cual ayuda para la protonación del oxígeno del carbonilo y favorecer el ata&ue nucleofílico, sin embargo, en la práctica realizada se pudo observar la formación de cristales blancos$ (sta reacción se muestra a continuación8 R 1 C ! R $ < R N*$ * < R 1 C !* N R $ R * R 1 C N R $ R
O H H + H2NOH H H OH N H H C H2 NH + H2O
%a adición ?ucleofílica de la hidroxilamina sobre el carbono del carbonilo &ue es un electrófilo, puede ser de aldehído o de cetona, forma la imina$ (l mecanismo de la reacción se inicia con la adición nucleofílica de la amina al grupo carbonilo$ / continuación, la protonación del oxígeno, seguida de la desprotonación de la amina, conduce a un producto inestable denominado carbinolamina &ue se convierte finalmente en la imina por protonación seguida de p9rdida de agua$ ste se
muestra a continuación8 B!/C(?P
(n estas reacciones hay &ue controlar el p, &ue debe ser ácido, pero hay &ue tener precaución, ya &ue, si la solución se hace demasiado ácida, se produce la protonación de la amina lo &ue provoca una inhibición
del primer paso del proceso$
$.1 REACCI#N "E CANNI;;AR!,
%a formacion de de R- hidroxialdehídos o R-hidroxicetonas se debe a la adición de bases diluidas a aldehídos o cetonas a trav9s de una condensación aldólica$ %a reaccion no tiene lugar si la sustancia de partida no tiene hidrógenos en $
7in embargo, los aldehídos &ue no poseen hidrógenos experimentan autooxidación-reducción en presencia de bases concentradas para dar una mezcla e&uimolecular
del alcohol y de la sal del correspondiente ácido$
(n la reacción realizada con benzaldehído, en presencia de hidroxido de sodio se produ6o alcohol bencílico(sorenadante) y benzoato de sodio (pre!ipitado lan!o)$ 7e desprendío un olor agradable
correspondiente al benzaldehido, este olor es caracteristico de olor a aceite de almendraz$ (sta reacción se muestra a continuación8
"i.ra No<<< ea!!in
de Canni;;aro
$.11 PRUE/A "E&
'!"!)!RM!
%as cetonas &ue tienen
un hidrógeno reaccionan rápidamente por sustitución con los halógenos siendo el proceso catalizado por ácidos o bases y la sustitución se produce casi exclusivamente en el carbono $
+uando las metil cetonas se halogenan en un exceso de base 1medio alcalino2, se produce una halogenación m'ltiple en el carbono del grupo metilo de la metilcetona dando lugar a la formación de un ácido y un haloformo 1+M=2$ (sta reacción y su mecanismo se muestra a continuación8
(sta reacción se suele utilizar como un ensayo para determinar la presencia de una metilcetona en una muestra, mediante la reacción con yodo en medio básico produci9ndose un precipitado amarillo de yodoformo$
%a prueba consiste en el tratamiento de compuestos orgánicos &ue contienen grupos funcionales metil, con halógeno 1=odo2 en presencia de una base fuerte,
obteni9ndose la sal soluble del ácido carboxílico 1&ue presenta un carbono menos en su estructura2 y un
compuesto triyodometano 1+=B2 &ue es un sólido amarillo claro, tambi9n llamado $odoformo$
%a formación del precipitado amarillo al tratar la etilmetilcetona en solución acuosa con B<SB e hidróxido de potasio, indicaría la prueba positiva para metil cetonas$ 7in embargo, este precipitado no se pudo observar bien durante la práctica pues se obtuvo muy mínimo de este$ %a reacción &ue representa dicho proceso es la siguiente8 * C * C ! R * < $ !* 7 C C ! R < * C C ! R < !* C C ! R !* R C !* ! < C*. haloDormo
Et CH3 O + 3I2 + 3NaOH Et CI3 O + 3KI + 3H2O Et CI3 O + NaOH C H3 O O-K+ +CH3I Yodoformo
% /I/&I!+RA)A
345 Bn9s Bbarra, !$ 1<AA2$ Teoría de Química "rgánica, >ág 4;
3<5 /rias, Flora$ Qími!a or.>ni!a$ (ditorial,
Lniversidad (statal a Distancia$ >ág$ 4HH
3=5 art, : art, D y +raine, %$ UQuímica "rgánicaV !cCraW ill$ !9xico$ DF$ 4;$ pp$ <;; * <;
0% C!NC&USI!NES,
• 7e comprobó &ue los aldehídos oxidan fácilmente y
se convierten en el ácido carboxílico respectivo, en contraste con las cetonas &ue son difíciles de oxidar, en presencia de los agentes oxidantes habituales de gran poder /l aGadirle la mezcla oxidante a una cetona se comprueba &ue no hay oxidación por no cambiar el color$ (sta propiedad permite diferenciar un aldehído de una cetona, mediante la utilización de oxidantes relativamente d9biles, como soluciones alcalinas de compuestos c'pricos o argentosos &ue reciben el nombre de reactivos de Fehling, @enedict y Tollens$
• %os /ldehídos por poseer un carácter reductor muy
reactivo, tienen la capacidad para reaccionar con agentes oxidantes suaves, tales como el reactivo de Tollens y el reactivo de Fehling, en dichas reacciones se forma como producto un Jcido +arboxílico$ !ientras &ue, las +etonas presentan un carácter reductor muy d9bil, por lo cual no pueden reaccionar con estos reactivos
• 7e comprobó &ue las reacciones de identificación
son de adición nucleofílica y siempre teniendo en cuenta al grupo carbonilo ya sea en aldehídos o en cetonas$
CUESI!NARI!
1% F&a reacci=n del 9isulDito de sodio es General para todos los aldehídos y cetonasH -ustiDiue su respuesta.
)S %os aldehídos y las cetonas generalmente metil-cetonas, se combinan con bisulfito de sodio para obtener compuestos de adición bisulfítica &ue se pueden separar posteriormente como solidos cristalinos, esta reacción permite extraer el compuesto carbonílico &ue pasa a la
fase acuosa en forma de producto de la adición bisulfítica usando acido o una base disuelta$ 345
O R R1 + SO3HNa R OH R1 SO3Na
Donde ) y ) 4 pueden ser un hidrogeno o un grupo al&uilo o arilo$
$% FCules otras sustancias dan positiJa la prue9a de 'odoDormoH FEs General para todas las cetonasH Fpor uKH
)S %a prueba de yodoformo resulta positiva para alcoholes de la forma8
CH3 OH H R
(n donde el carbono &ue soporta al grupo ", está acompaGado como mínimo de un grupo metilo y un idrógeno, la ) puede ser cual&uier otra cadena$
>artiendo desde el alcohol mencionado, el reactivo usado, 1generalmente ?a"B2, lo oxida a una metil cetona8
CH3 O
R
%os alcoholes oxidados a metil-cetonas, estas y el acetaldehído son las 'nicas especies &uímicas &ue dan positivo a la prueba de yodoformo &ue forman un precipitado amarillo brillante de yodoformo 1+=B2$ 3<5
% FCules son los aGentes reductores y o8idantes utiliLados con mayor Drecuencia en las reacciones de aldehídos y cetonasH
(n las reacciones de aldehídos y cetonas, se usan frecuentemente agentes tanto oxidantes como reductores8 3=5
AGente !8idante AGente Reductor MeLlca sulDocr=mica
$Cr$!> *$S!0
%i/l#
Mn!0 ?a@# en K
Reac. de ollens. AG5N*%$< Xng S +l
1+lemensen2
Reac. de -ones 5Duerte% Cr!
*$S!0
?<- ?<$ 1YolffZishner2
PCC 5suaJe% clorocromato
de piridino %i/l
#
0% FEn uK consiste los reactiJos de )ehlinG A y /H ollens y SchiDDO Fpara uK sirJenH
Reactivo de Fehling 8 consta de dos soluciones$
- Fehling /8 7olución acuosa +u7"#
- Fehling @8 Tartrato doble de sodio y potasio 17al
de )ochelle2 K ?a"
%a mezcla de estos reactivos permite detectar el grupo carbonilo de aldehídos &ue se oxida a acido carboxílico, y se observa la precipitación de +obre metálico$ (n la industria, estos reactivos son usados para la determinación de azucares reductores &ue contienen grupos aldehído$ [4]
Reactivo de Tollens* este reactivo consta de un ion
comple6o argento-amoniaco /g1?=2<Kel cual se reduce en presencia de cual&uier aldehído hasta plata metálica, es una prueba de identificación válida 'nicamente para aldehídos$
Reactivo de Schiff* (l )eactivo es fucsina decolorada, la
fucsina es un colorante derivado del trifenilmetano$
7irve tambi9n para la identificación del carbonilo en aldehídos$ 3;5
2% FQuK es una ResinaH
7e entiende por resina cual&uiera de las resinas naturales modificadas &uímicamente o sint9ticos polimerizados físicamente similares, incluyendo los materiales termoplásticos tales como polivinil, poliestireno y polietileno y materiales termorígidos tales como poli9steres, epóxidos y siliconas &ue son utilizados con los estabilizadores, pigmentos y otros componentes para formar plásticos, )evestimiento de frenos, revestimientos de componentes el9ctricos, laminado, adhesivos para cemento, adhesivos aglomerados, moldes$ 7u uso es atribuido por la estabilidad &ue presentan frente a calor, solventes y &uímicos de
diferente índole$ 35 /I/&I!+RA)A
34 5/rias, Flora$ Qími!a or.>ni!a$ (ditorial,
Lniversidad (statal a Distancia$ >ág$ 4HH
3< 5[os9 /ntonio +hamizo Cuerrero$ T' y la Química$ (d$ >earson (ducation$ >rimera edición$ <AA4, pag ;= 3= 5@ayer, Yalter !anual de &uímica "rgánica, @erlin, /lemania,4 ed$ Traduccion al espaGol 4ed en línea$ 3#5 De la Torre, Cermán$ %aboratorio de Química "rgánica$ Lnidad Lniversitaria del 7ur de @ogotá$ @ogotá, 4H;$ >g H-$
3;5 7tephen [$ Yeininger, FranZ )$ 7termitz$ Quimica organica$ (d$ )everte$ 4HH$ >ag, #=;$
35 http8SSWWW$&uiminet$comSarticulosSresinas-y-sus-aplicaciones-4H#=<$htm
