ALDEHIDOS Y CETONAS.
María Angélica mina González. [email protected] Nayeli Diaz García.
Universidad del valle, Facultad de Ciencias Naturales y exactas, Departamento de química, Laboratorio de química orgánica.
25/04/13
DATOS, CÁLCULOS Y RESULTADOS
Tabla #1 propiedades químicas de los compuestos utilizados. Compuesto Densidad g/mL Punto de fusión °C Punto de ebullición °C Acetona 0.790 -95 56 Pentanal 0.806 -92 102 Etilmetilcetona 0.805 -86 79.64 benzaldehído 1.04 -26 178.1
Tabla#2 reacciones efectuadas. REACCIÓNES. DESCRIPCIÓN. Reacción con bisulfito de sodio con:
Aldehído Formo dos fases una incolora y otra amarillenta
Cetona Formo el cristal de color blanco.
Formación de fenilhidrazonas con:
Aldehído Formo Precipitado de color amarillo en la parte superior cetona Formo un precipitado amarillo Reacción de
cannizzaro.
Se agrega benzaldehído con KOH, forma precipitado, luego se filtra y a ese sele agrega HCl formado un nuevo precipitado Prueba de
yodoformo.
No formo el precipitado.
CÁLCULOS DE LA MASA DE LAS MUESTRAS.
Reacción con bisulfito de sodio.
1mL acetona
*
0.79g acetona 1mL acetona =0.79g acetona 1mL pentanal*
0.806g pentanal 1mL pentanal 0.806g pentanal = Formación de fenilhidrazonas. 0.5mL pentanal*
0.79g pentanal 1mL pentanal= 0.395g pentanal 0.5mL C4H8O*
0.805g C4H8O 1mL C4H8O =0.4025g C4H8O C4H8O = etilmetilcetona Reacción de cannizzaro. 0.5mL*
1.04g benzaldehido 1mL =0.52g benzaldehidoPORCENTAJE DE RECUPERACIÓN
Reacción con bisulfito de sodio con acetona
100
*
0.1627g0.79g =20.59%
Formación de fenilhidrazonas con aldehído y cetona. 100
*
0.039g 0.395g =9.87% 100*
0.0302g 0.4025g =7.50%Reacción de cannizzaro con benzaldehído. 100
*
0.1503g 0.52g =28.90% ANÁLISISReacción con bisulfito de sodio con acetona.
Se adición sobre el grupo carbonilo el HSO3. La mayoría de los aldehídos,
cetonas y cetonas cíclicas reaccionan fácilmente con NaHSO3 en solución saturada, para formar compuestos de adición (aldehído–bisulfito o cetona-bisulfito) por el siguiente mecanismo.
CH3 C H3 O + HSO3Na C H3 OH S+ O CH3 OH O-Na+ C H3 CH3 O +HSO3-Na+ O -CH3 CH3 SO3H Na+ O H CH3 CH3 SO3-Na+ O -CH3 CH3 SO3H Na+
En este caso no reacciono con aldehídos y se formaron dos fases en la parte superior el Pentanal y en la inferior el bisulfito de sodio, esta insolubilidad se debe a la diferencia de polaridades, ya que lo polar disuelve lo polar y el Pentanal es polar el bisulfito de sodio es apolar.
Imagen de reacción de bisulfito de sodio con cetona.
Imagen de reacción de bisulfito de sodio con aldehído.
El porcentaje de recuperación de la reacción de bisulfito de sodio fue de 20.59% la posible causa de error puede ser que se haya aforado mal al extraer los reactivos.
Formación de fenilhidrazonas con aldehído y cetona.
La 2,4-dinitrofenilhidracina se usa para detectar los grupos carbonilo de cetonas y aldehídos. El resultado es efectivo cuando hay un precipitado rojo o amarillo (dinitrofenilhidrazona) en este caso fue amarillo. Una adición nucleofilica del grupo NH2 al grupo
carbonilo C=O, seguida de la remoción de moléculas de agua.
A continuación se muestra el mecanismo
de reacción entre 2,4-
dinitrofenilhidracina con Pentanal.
N+ O- O N+ O -O NH N H2 C H3 O N+ O- O N+ O -O NH NH2+ C H3 O- H+ N+ O- O N+ O -O NH NH2 + C H3 O- H+ N+ O- O N+ O -O NH N+ C H3 OH H H N+ O- O N+ O -O NH N+ C H3 OH H H N+ O- O N+ O -O NH N C H3 - H2O
Igualmente sucede con Etilmetilcetona, en la siguiente reacción. C H3 O CH3
+
N+ O- O N+ O -O NH N H2 N+ O- O N+ O -O NH N CH3 C H3+
H2OImagen de reacción final con aldehído.
Imagen de reacción final con cetona.
El porcentaje de recuperación de 2,4-dinitrofenilhidracina con Aldehído fue de 9.87% comparado con el de 2,4-dinitrofenilhidracina con cetona que fue de 7.50% las posibles causas de error se deben a un mal aforado o en la filtración. Reacción de cannizzaro.
Cuando los aldehídos no tienen hidrógenos alfa, con una base fuerte darán la reacción de Cannizzaro. En este tipo de reacción una molécula es reducida al alcohol que le corresponde, y la segunda molécula se ve oxidada a un ácido carboxílico.
El mecanismo por el cual se produce la autoxidación-reducción, implicando una trasferencia desde la parte intermedia de la reacción de ion hidruro, siendo éste el resultado del ataque del grupo –OH al carbonilo, hasta llegar a la segunda molécula del aldehído,[1]
por el siguiente mecanismo. O NaOH O -H OH Na+ adicion del ion hidroxido al carnilo
O -H OH Na+ O O OH + O -H OH Na+ transferencia de hidruro O OH + O -H OH Na+ O O -+ OH Na+
equilibrio ácido base
Luego de agregar acido clorhídrico.
O
O-Na+
+
HClO
OH
Reacción final de cannizzaro.
El porcentaje de recuperación de la reacción de cannizzaro fue de 28.90% un poco bajo donde su posible error fue al
pasar la primera precipitación al recipiente para agregarle el acido clorhídrico se pudo haber perdido muestra.
Prueba del yodo formo.
Esta reacción (con yodo) puede emplear para identificar cetonas metílicas aprovechando que el yodoformo precipita de color amarillo.
En la práctica de laboratorio no formo el precipitado, ya que solo reacciona con metilcetona y alcoholes precursores del tipo estructural R-CH (OH)-CH3, (R=H, alquilo o arilo) siendo esta prueba negativa.
PREGUNTAS
1. ¿La reacción de bisulfito de sodio es general para todos los aldehídos y cetonas? explique
R// La solución acuosa saturada de bisulfito de sodio reacciona con todos los aldehídos, las metil cetonas y algunas cetonas cíclicas produciendo compuestos de adición bisulfítica que se separan como sólidos cristalinos. Esta reacción es de gran utilidad en la separación y/o purificación de compuestos carbonílicos a partir de mezclas; al lavar la mezcla con bisulfito y agua se consigue extraer al compuesto carbonílico que pasa a la fase acuosa en forma del producto de la adición bisulfítica. La adición de un ácido o de una base disuelta en agua destruye el ion bisulfito y regenera el compuesto carbonílico.
Figura. Mecanismo de reacción en general bisulfito de sodio con cetona. 2. ¿Cuáles otras sustancias dan positiva la prueba de yodoformo? ¿Es esta prueba general para todas las cetonas? ¿Por qué?
R// La prueba de yodoformo da positivo con alcoholes secundarios y terciarios ya que pueden oxidarse a metilcetona; Esta prueba no es general para todas las cetonas, sirve solo para reconocer a las metilcetona: R--CO--CH3
La reacción es:
La formación de iodo formo (HCI3) es de
color amarillo donde se evidencia la presencia de una metilcetona. Esta reacción se puede realizar tanto en medio ácido (H+) como básico (OH-) en presencia de iodo molecular, lo que pasa, es que en medio ácido se obtiene una especie monoiodada R--CO--CH2--I, por lo
tanto, no se puede reconocer ya que no se ha formado HCI3 de color amarillo.
3. En un cuadro escriba las principales reacciones de aldehídos y cetonas.
Tabla. Reacciones de aldehídos y cetonas.
PRINCIPALES REACCIONES DE LOS ALDEHIDOS Y CETONAS REACCION EJEMPLO REACCION DE WOLFF-KISHNER REDUCCION DE CLEMENSEN REDUCCION DE HIDRURO REDUCCION DE HIDROGENACI ON ADICION DE AGUA ADICION DE HIDRACINAS ADICION DE ACIDO CIANHIDRICO ADICION NUCLEOFILICA DE ALCOHOLES ADICION DE HIDROXILAMI NA ADICION DE AMINA PRIMARIA ADICION DEL REACTIVO DE GRIGNARD
OXIDACION
4. ¿Cuáles son los agentes reductores y oxidantes utilizados con mayor frecuencia en las reacciones de aldehídos y cetonas?
R// Los agentes oxidantes más utilizados son el permanganato de potasio, dicromato de potasio y otros. Al añadirle la mezcla oxidante a los aldehídos se oxidan fácilmente y se convierten en el acido carboxílico respectivo, a diferencia con las cetonas que son difíciles de oxidar, y se comprueba que no hay oxidación por que no cambia el color. Esta propiedad permite diferenciar un aldehído de una cetona, mediante la utilización desoxidantes relativamente débiles, como soluciones alcalinas de compuestos cúpricos o argentosos que reciben el nombre de reactivos de Fehling, Benedict y Tollens. Y por otro lado se puede obtener aldehídos mediante la reducción de cloruros de acido como en la reacción de rosenmund. Además los agentes reductores empleados en aldehídos y cetonas son hidruro de litio y aluminio, son muy versátiles las reacciones, puedes pasar ácidos en alcoholes, aldehídos y cetonas en alcoholes, y convertir esteres en alcoholes
5. Cuáles son los métodos más empleados en la industria para obtener etanal y propanona?
R//La acetona o propanona CH3(CO)CH3q
ue se encuentra naturalmente en el medio ambiente se sintetiza según el proceso catalítico de hidrólisis en medio ácido del hidroperóxido de cumeno, que permite también la obtención
de fenol como coproducto, en una relación en peso de 0,61:1
Un segundo método de obtención es la deshidrogenación catalítica del alcohol isopropílico.
Técnicamente se obtiene el etanal por hidratación del acetileno en presencia de sales de mercurio (II):
En el laboratorio se puede obtener por oxidación de etanol. Se forma por ejemplo con dicromato de potasio, reacción que es utilizada en la detección del etanol en el aire espirado.
CONCLUSIONES
Los aldehídos y cetonas se caracterizan por su reactividad que es muy elevada, donde unas de las reacciones más conocidas son: adición nucleofilica, oxidación y reducción.
Los aldehídos son más reactivos que las cetonas por razones estéricas y electrónicas. Estéricamente, la existencia de un solo sustituyente relativamente grande enlazado al carbono del C=O en un aldehído en comparación con dos sustituyentes grandes en una cetona esto significa que un nucleofilo atacante se puede aproximar con mayor facilidad a un aldehído.
BIBLIOGRAFIA
Reacción de Cannizzaro | La Guía de
Químicahttp://quimica.laguia2000.c
fecha 23/04/2013 hora:5:30pm
Química orgánica McMurry, quinta edición, capitulo 7.
