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CARRERAS: PCB Y LCB ING. REC. NAT. Y MA COMPUESTOS OXIGENADOS: GRUPO CARBONILO ALDEHIDOS Y CETONAS Dra. Anahí M. Alberti D’Amato Cátedra de Química Orgánica Facultad de Ciencias Naturales Sede Salta UNSa Química Orgánica-IRNyMA Sede Orán-UNSa Unidad n°5: Compuestos oxigenados I Lic. Mariana Alonso pedano 2 Química Orgánica-IRNyMA Sede Orán-UNSa COMPUESTOS ORGÁNICOS 1. HIDROGENADA 2. HALOGENADA 3. OXIGENADA 4. NITROGENADA HIDROCARBUROS ALIFÁTICOS AROMÁTICOS SATURADOS INSATURADOS ALQUENOS ALQUINOS ACÍCLICOS CÍCLICOS HALUROS DE ALQUILO ALCOHOLES FENOLES ÉTERES ALDEHÍDOS CETONAS ÁCIDOS CARBOXÍLICOS ÉSTERES SALES AMINAS AMIDAS NITRILOS NITRO- DERIVADOS ALCANOS función 3 FUNCIONES OXIGENADAS Las funciones oxigenadas son las que contienen, además de átomos de carbono y de hidrógeno, átomos de oxígeno. FUNCIONES OXIGENADAS Alcoholes Fenoles Éteres Aldehídos Cetonas Ácidos Carboxílicos Ésteres Sales Química Orgánica-IRNyMA Sede Orán-UNSa 4 Mc Murry J. 2008. Química Orgánica. 7° Ed. Química Orgánica-IRNyMA Sede Orán-UNSa 5 Compuestos carbonilos Química Orgánica-IRNyMA Sede Orán-UNSa 6 CARACTERÍSTICAS GENERALES DE LOS COMPUESTOS CARBONILOS Grupo Carbonilo Es aquel en el cual un átomo de Carbono se une mediante doble enlace a un átomo de Oxígeno. Al igual que los alquenos, los compuestos carbonílicos son planos respecto al enlace doble y tienen ángulos de enlace de aproximadamente de 120°. La hibridación del O es sp2 y la hibridación del C es sp2. El enlace C=O está formado por: un enlace tipo σ sp2-sp2 y un enlace tipo π p-p. Los 2 pares de electrones del O se encuentran en orbitales híbridos tipo sp2. La diferencia de electronegatividad entre C y O hace que el enlace C-O se encuentre polarizado. Los grupos unidos al C=O pueden ser grupos Alquilo (-R) o Arilo (-Ar). Química Orgánica-IRNyMA Sede Orán-UNSa 7 CARACTERÍSTICAS GENERALES DE LOS COMPUESTOS CARBONILOS Química Orgánica-IRNyMA Sede Orán-UNSa 8 En un aldehído el átomo de C del C=O se une a un H, mientras que en una cetona se une a otro dos átomos de C por ambos lados. CARACTERÍSTICAS GENERALES DE LOS COMPUESTOS CARBONILOS Química Orgánica-IRNyMA Sede Orán-UNSa 9 Los compuestos carbonílicos presentan puntos de ebullición más bajos que los alcoholes de su mismo peso molecular. No existen grandes diferencias entre los puntos de ebullición de aldehídos y cetonas de igual peso molecular. Los compuestos carbonílicos de cadena corta son solubles en agua y a medida que aumenta la longitud de la cadena disminuye la solubilidad. Hay compuestos carbonílicos por todas partes. Además de utilizarse como reactivos y disolventes, forman parte de tejidos, saborizantes, plásticos y medicamentos. Dentro de los compuestos carbonílicos también se incluyen las proteínas, carbohidratos y los ácidos nucleicos, constituyentes de las plantas y animales. CARACTERÍSTICAS GENERALES DE LOS COMPUESTOS CARBONILOS Química Orgánica-IRNyMA Sede Orán-UNSa 10 CARACTERÍSTICAS GENERALES DE LOS COMPUESTOS CARBONILOS Química Orgánica-IRNyMA Sede Orán-UNSa 11 aldehídos Química Orgánica-IRNyMA Sede Orán-UNSa 12 CARACTERÍSTICAS GENERALES DE LOS ALDEHÍDOS El grupo funcional de un aldehído se suele abreviar como –CHO. El carbono del grupo carbonilo del formaldehído, que es el aldehído más simple, está unido a dos hidrógenos. En todos los demás aldehídos, el carbono del grupo carbonilo está unido a un hidrógeno y a un grupo alquilo (o arilo). Química Orgánica-IRNyMA Sede Orán-UNSa 13 FORMULACIÓN Y NOMENCLATURA DE LOS ALDEHÍDOS Regla 1. Los aldehídos se nombran reemplazando la terminación -o del nombre del alcano correspondiente por -al. La cadena principal debe contener al grupo CHO, y el carbono del CHO se numera como carbono 1. Regla 2. Cuando la cadena contiene dos funciones aldehído se emplea el sufijo -dial. Química Orgánica-IRNyMA Sede Orán-UNSa 14 Regla 3. Para los aldehídos cíclicos en los que el grupo CHO está unido directamente al anillo, se utiliza el sufijo carbaldehído. La numeración del ciclo se realiza dando localizador 1 al carbono del ciclo que contiene el grupo aldehído. FORMULACIÓN Y NOMENCLATURA DE LOS ALDEHÍDOS Regla 4. Cuando en la molécula existe un grupo prioritario al aldehído, este pasa a ser un sustituyente que se nombra como oxo- o formil-. Tanto -carbaldehído como formil- son nomenclaturas que incluyen el carbono del grupo carbonilo. -carbaldehído se emplea cuando el aldehído es grupo funcional, mientras que formil- se usa cuando actúa de sustituyente. Química Orgánica-IRNyMA Sede Orán-UNSa 15 FORMULACIÓN Y NOMENCLATURA DE LOS ALDEHÍDOS Química Orgánica-IRNyMA Sede Orán-UNSa 16 PROPIEDADES FÍSICAS DE LOS ALDEHÍDOS Los aldehídos son mas polares, y tienen puntos de ebullición más altos que los éteres y los alcanos, pero puntos de ebullición mas bajos que los de los alcoholes, los cuales forman enlaces de hidrógeno. A temperatura ambiente el formaldehído y el acetaldehído son gases. Los aldehídos de 3 a 10 átomos de carbono son líquidos. Los aldehídos de peso molecular bajo tienen generalmente olores penetrantes y desagradables, en tanto que los aldehídos de peso molecular elevado se encuentran en ciertos perfumes. Los aldehídos de menos de 5 carbonos son solubles en agua. Química Orgánica-IRNyMA Sede Orán-UNSa 17 GUÍA DE PROBLEMAS Química Orgánica-IRNyMA Sede Orán-UNSa 18 cetonas Química Orgánica-IRNyMA Sede Orán-UNSa 19 CARACTERÍSTICAS GENERALES DE LAS CETONAS El grupo funcional de una cetona se suele abreviar como –CO-. En una cetona el carbono del grupo carbonilo está unido a dos grupos alquilo (o arilo). Química Orgánica-IRNyMA Sede Orán-UNSa 20 FORMULACIÓN Y NOMENCLATURA DE LAS CETONAS Regla 1. Las cetonas se nombran reemplazando la terminación -o del nombre del alcano correspondiente por -ona. La cadena principal es la más larga que contiene al grupo cetona, y la numeración comienza en el extremo más cercano al carbono del carbonilo. El número para especificar la posición se coloca antes del nombre principal en las reglas antiguas, pero antes del sufijo en las recomendaciones más recientes de la IUPAC. Regla 2. Existe un segundo tipo de nomenclatura para las cetonas, que consiste en nombrar las cadenas como sustituyentes, ordenándolas alfabéticamente y terminando el nombre con la palabra cetona. Química Orgánica-IRNyMA Sede Orán-UNSa 21 Regla 3. Cuando es necesario referirse al RCO como un sustituyente, se utiliza el nombre de grupo acilo y se adiciona a la terminación del nombre -ilo. Por lo tanto, el CH3CO es un grupo acetilo, el CHO es un grupo formilo, y el C6H5CO es un grupo benzoilo. FORMULACIÓN Y NOMENCLATURA DE LAS CETONAS Regla 4. Si están presentes otros grupos funcionales y el oxígeno del doble enlace se considera como un sustituyente en la cadena principal, se utiliza el prefijo oxo-. Química Orgánica-IRNyMA Sede Orán-UNSa 22 Está permitido por la IUPAC que algunas cuantas cetonas conserven sus nombres comunes. FORMULACIÓN Y NOMENCLATURA DE LAS CETONAS Química Orgánica-IRNyMA Sede Orán-UNSa 23 PROPIEDADES FÍSICAS DE LAS CETONAS Su punto de ebullición es mayor que el de los alcanos de igual peso molecular, pero menor que el de los alcoholes y ácidos carboxílicos en iguales condiciones. Esto se debe a la formación de dipolos y a la ausencia de formación de puentes de hidrógeno intermoleculares. Las cetonas son líquidas cuando tienen hasta 10 carbonos. Las más grandes son sólidas. Las pequeñas tienen un olor agradable, las medianas un olor fuerte y desagradable y las más grandes son inodoras. Los compuestos de hasta cuatro átomos de carbono, forman puente de hidrógeno con el agua, lo cual los hace completamente solubles en agua. Igualmente son solubles en solventes orgánicos. Química Orgánica-IRNyMA Sede Orán-UNSa 24 GUÍA DE PROBLEMASQuímica Orgánica-IRNyMA Sede Orán-UNSa 25 Química Orgánica-IRNyMA Sede Orán-UNSa ¡Éxitos en tu trabajo! 26
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