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Unidad II. Aldehídos y Cetonas
Dr. Edgar García-HernándezDivisión de Estudios de Posgrado e Investigación/Departamento
de Ingeniería Química y Bioquímicae-mail: [email protected]
2016 ITZ
TECNOLÓGICO NACIONAL DE MÉXICOInstituto Tecnológico de Zacatepec
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Competencia específicaIdentifica, compara y analiza, las características
estructurales, y propiedades de aldehídos, cetonas, esto permite aplicar los mecanismos de reacción y los métodos de síntesis de estos compuestos de
importancia en la industria y el ambiente.
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Contenido2.1. Características estructurales y nomenclatura.2.2. Obtención de aldehídos y cetonas.2.3. Reactividad relativa de aldehídos y cetonas.2.4. Reacciones de adición nucleofílica.2.5. Reacciones de sustitución en el carbono.2.6. Reacciones de condensación.
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2.1. Características estructurales y nomenclatura.
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Compuestos carbonílicos
Estructura del carbonilo• El Carbono tiene hibridación sp2.• El enlace C=O es más corto, más fuerte, y más
polar que el enlace C=C de los alquenos.
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Nomenclatura de Aldehídos• Reemplace -o del alcano por -al.• El carbono aldehído es el número 1.• Si el -CHO está unido a un anillo, utilice al sufijo -
carbaldehído.
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Ejemplos
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Nomenclatura de Cetonas.• Numere la cadena de tal manera que el carbono
del carbonilo tenga el número más bajo.• Reemplace la terminación -o del alcano por #C-
ona. Donde #C es el número que indica la posición del carbonilo.
• Para cetonas cíclicas el carbono del carbonilo es el número 1.
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Ejemplos
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Nombrados como sustituyentes• En una molécula con grupos funcionales de mayor
prioridad, C=O se nombra como oxo- y -CHO como formil.
• El Aldehído tienen mayor prioridad que la cetona.
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Nombres comunes para cetonas• Se nombran como alquilos unidos al -C=O.• Utilice letras griegas en lugar de números.
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Nombres comunes históricos
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Nombres comunes de los aldehídos• Utilice el nombre común del ácido.• Quite la palabra ácido y cambie -ico por -
aldehído.– 1 C: ácido fórmico, formaldehído.– 2 C’s: ácido acético, acetaldehído.– 3 C’s: ácido propiónico,propionaldehído.– 4 C’s: ácido butírico, butiraldehído.
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Aldehídos y cetonas en el hogar
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Nombre los siguientes compuestos
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2.2. Obtención de Aldehídos y Cetonas.
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Aldehídos y Cetonas• Oxidación de alcoholes.• Ozonólisis de alquenos.• Acilación de Friedel-Crafts.• Hidratación de alquinos.• A partir de nitrilos.• A partir de Cloruros de ácido.• A partir de ésteres.
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Oxidación de alcoholes
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Ozonólisis de alquenos• La reacción con ozono forma un ozonuro.• Los ozonuros no se aislan, son tratados con un
agente reductor mediano como el Zn o sulfuro de dimetilo.
• La oxidación no es tan fuerte como con el permanganato.
• Los productos formados son cetonas o aldehídos.
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Ozonólisis de un alqueno
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Ejemplo de una Ozonólisis
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CCCH3 CH3
H CH3 O3 CH3C
H
O OCCH3
CH3
O
Ozonuro
+(CH3)2S C
H3C
HO C
CH3
CH3
O CH3 S
O
CH3
DMSO
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Acilación de Friedel-Crafts• Grupo acilo:
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Acilación de Friedel-Crafts• Cloruro de acilo:
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Acilación de Friedel-Crafts
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Acilación de Friedel-Crafts
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Mecanismo
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Hidratación de alquinos• Hidratación catalizada por el ion mercurio.
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Mecanismo
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Mecanismo• Tautomerismo Ceto-enólico
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Tautomerismo Ceto-Enol por catálisis ácida
Paso 1: Adición de un protón al grupo metileno.
Paso 2: Se pierde el protón del hidroxilo.
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Hidratación de alquinos• Hidroboración-Oxidación.
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Tautomerismo Ceto-Enol por catálisis básica
Paso 1: Se pierde el protón del hidroxilo.
Paso 2: Reprotonación del carbono adyacente.
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Cetonas a partir de ácidos carboxílicos
• Reacción General:
• Ejemplo:
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Cetonas a partir de nitrilos
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Aldehídos a partir de nitrilos
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Aldehídos por reducción de Cloruros de ácido
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Cetonas a partir de Cloruros de ácido
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Aldehídos por reducción de ésteres
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Indique los reactivos e intermediarios en casa caso
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2.3. Reactividad relativa de aldehídos y cetonas.
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Adición Nucleofílica• Los aldehídos generalmente son más reactivos
que las cetonas, ya que están menos impedidos estéricamente.
Aldehído Cetona
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Adición Nucleofílica• Los aldehídos generalmente son más reactivos
que las cetonas, pues su carbonilo está más polarizado.
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Aldehídos(Alifáticos vs. Aromáticos)
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Aldehídos(Alifáticos vs. Aromáticos)
• El efecto de resonancia electrodonador del anillo aromático hace menos electrofílico al grupo carbonilo
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Ejercicio• En una reacción de adición nucleofílica, el p-nitrobenzaldehido es más reactivo que el
p-metoxibenzaldehido. Explique por qué.
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2.4. Reacciones de adición nucleofílica.
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• Son las más comunes en aldehídos y cetonas.
1. Arreglo trigonal (hibridación sp2).2. Carga positiva del carbono del carbonilo.
(Susceptible a ataque de nucleófilos)3. Carga negativa del oxígeno del carbonilo.
(Susceptible a catálisis ácida)58
Dos rutas de adición nucleofílica
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La adición ocurre por dos situaciones1. Adición de nucleófilos fuertes.
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Tipos de nucleófilos
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Tipos de nucleófilos
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Nucleófilos fuertes utilizados• Reactivos de Grignard (R MgX o R:-Mg+2X-)• Reactivos de alquil litio (Rli o R:-Li+)• Ión cianuro (-:CN)• Aniones acetiluro (RCC:-)• Agentes reductores que liberan iones hidruro (-:H)
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EjercicioAl tratar un aldehído o una cetona con ión cianuro (-:CN) se obtiene una cianohidrina. Escriba el mecanismo para la obtención de la cianohidrina obtenida a partir de la ciclohexanona
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La adición ocurre por dos situaciones2. Adición de nucleófilos débiles catalizada por
ácidos.
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2.5. Reacciones de sustitución en el carbono.
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• Los aldehídos, las cetonas, los ésteres y las amidas N,N-disustituidas presentan un segundo sitio de reactividad.
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Investigar….• Acerca de la formación de cloroformo (compuesto
carcinógeno) formado durante el proceso de cloración del agua para consumo humano.
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2.6 Reacciones de condensación.
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• Dos enolatos o enoles reaccionan para unirse.• Como parte de este proceso se forma una
molécula de agua o alcohol.• Las reacciones principales de condensación son:
1. Condensación de Claisen.2. Condensación aldólica.
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Ejercicio:(a) Escriba un mecanismo para todas las etapas de la condensación de Claisen cuando el propanoato de etilo reacciona con el ión etoxi.(b) ¿Qué productos se forman cuando la mezcla de reacción se acidifica?
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Condensación aldólica cruzada
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Nota
• Las imágenes fueron tomadas de:
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Nota
• Las imágenes fueron tomadas de:
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Nota
• Las imágenes fueron tomadas de:
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Nota
• Las imágenes fueron tomadas de:
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Agradecimiento• A los estudiantes:
– Yulissa Sedano Cruz– Luis Ocampo Altamirano
Por compartirnos sus mapas de reacciones de obtención de Cetonas y Aldehídos (Diapositivas 46 y 47)
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Fin de la Unidad
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