PROPIEDADES DE ALDEHIDOS Y CETONAS

Ángela Alarcón 1523762

Kathy chinguad 1325632

Daniel Ordoñez 1532406

Laboratorio de Química Orgánica General

Universidad del Valle

Departamento de Química

CALCULOS, ANALISIS Y RESULTADOS

REACCIONES REACTIVOS OBSERVACIONESIniciales Finales

Reacción con Bisulfito de sodio

Sln saturada de bisulfito de sodio +

pentanal

Las soluciones forman inicialmente dos fases

traslucidas, que al agitar vigorosamente, la fase inferior

no presenta coloración y la superior presenta un color

amarillo que daba el aspecto de ser un aceite ya que asemejaba

su consistencia y color.

Se formaron cristales blancos

brillantes de apariencia gelatinosa.

Formación de Fenilhidrazonas 2,4 dinitrofenilhidracina

+ pentanal.

Al mezclar los dos componentes se solubilizaron, después de la agitación aparecieron dos fases color amarillo, en donde la fase

superior era más intensa.

No se formaron cristales.

2,4 dinitrofenilhidracina + etilmetilcetona.

Toda la mezcla presentó un color ambar.

Después del enfriamiento, se formó un precipitado

de color naranja intenso.

Reacción de Cannizzaro

Benzaldehído + Sln alcohólica de KOH al 30% + HCl al 10%.

Cuando se mezclaron los dos primeros componentes, se

formó un precipitado blanco con una fase superior traslucida, al adicionar agua el precipitado se solubilizo presentando un color

amarillo claro.

No se formaron

cristales en la reacción.

Prueba de yodoformo

Etilmetilcetona + Sln de yodo en yoduro de potasio + KOH al 10%.

En la adición de los reactivos, la mezcla presento coloración

amarilla traslucida.

No se presentó la

formación de cristales.

ANALISIS DE CALCULOS Y RESULTADOS

REACCIÓN CON BISULFITO DE SODIOEs una reacción de adición nucleófilica, siendo el nucleofilo el ion bisulfito que ataca al carbono del grupo carbonilo del pentanal. Después se une un hidrógeno al oxigeno del carbono carbonílico. Estos dos compuestos se mezclaron heterogéneamente, es decir que la reacción no ha sucedido, para que suceda se necesitó el frío del baño de agua-hielo para mantener la temperatura baja y así eliminar disolventes. Por ende, hay que tener en cuenta que esta reacción no es posible a temperatura ambiente. Finalmente se obtuvieron los cristales de penta-1-ol-1-sulfonato de sodio.

La masa de los cristales fue calculada, esta fue 0,11 g, y su porcentaje de rendimiento fue de 6,14% un porcentaje que es poco destacable y que se evidencia en la poca cantidad de cristales resultantes de la reacción, se puede considerar una no tan buena práctica de acuerdo a la eficiencia presentada.

FORMACIÓN DE FENILHIDRAZONAS

La formación de fenilhidrazonas es una reacción de adición nucleofílica, la 2,4-dinitrofenilhidracina es utilizada para la identificación de aldehídos y cetonas, ya que los dos reaccionan con ella para formar fenilhidrazonas.

1. 2,4-DNFH con Etilmetilcetona

De esta reacción se obtiene un precipitado que es el indicador por su color, si el precipitado se torna entre coloración roja o amarilla indica que hay presencia de una cetona o un aldehído aromático. En este caso, el precipitado que se observo era de color naranja, lo cual comprueba la presencia de una cetona, que evidentemente es Etilmetilcetona

Este tipo de reacción es de la adición de un derivado nitrogenado (2,4-DNFH), se da por adición nucleofilica. Primero el O del grupo carbonilo debido a su alta electro negatividad toma los electrones π del enlace con el carbono, causando una carga positiva en este, no se forma carbocatión ya que mientras se pierden los electrones π, el par de electrones libres del nitrógeno de la hidracina van entrando para reponer la carga, es decir, hay un intermediario del carbono pentavalente (SN2). El nitrógeno al perder su par de electrones libres, pierde su estabilidad y toma una carga positiva, por lo tanto libera un protón H+ para recuperar el par de electrones.

Después, el oxígeno que al iniciar la reacción tomo el par de electrones π, quedo con exceso de electrones tomando una carga negativa, la cual va a llamar al protón H+ liberado por el nitrógeno para formar un grupo hidroxilo (OH-). Este grupo hidroxilo sale tomando los electrones que lo unen al carbono, saliendo como OH y dejando al carbono con una carga débilmente positiva, la cual es estabilizada por la liberación de un protón H+ nuevamente por parte del nitrógeno, pero esta vez el par de electrones se dirigen hacia el carbono formando un doble enlace con el nitrógeno. Así se da lugar a la Hidrazona, (2,4-dinitrofenilhidrazona), la cual por razones estéricas del NH2 de la Hidracina, el tubo de ensayo no presentó fase acuosa sino solo un precipitado.

Reacción de Etilmetilcetona y 2,4-DNFH

2. 2,4-DNFH con PentanalExperimentalmente no se presentó precipitado y por tal razón, no fue posible el cálculo del porcentaje de rendimiento. Esto se debe a que la 2,4-DNFH reacciona con Aldehídos y cetonas, y produce una fase acuosa. En este caso, no se produjo precipitado ya que toda la solución era un mezcla en fase acuosa.

REACCIÓN DE CANNIZZAROEn la reacción de Canizzaro se hace reaccionar un Aldehido con una base fuerte. Produciendo una sal de ácido carboxílico y un alcohol. La reacción de Cannizzaro se puede concretar gracias a que se realiza con un aldehído en el que no hay hidrógenos alfa que lo oxiden a un ácido carboxílico o reduzcan en un alcohol, este aldehído es el benzaldehído. Para este tipo de reacción de oxidación y reducción es necesario un hidróxido, es para esto que se utilizó el hidróxido de potasio al 30%.

PRUEBA DE YODOFORMOEn esta prueba se mezcló etilmetilcetona con 2 mL de agua y el yodo en yoduro de potasio, este era marrón oscuro, al calentar al baño de maría, la mezcla cambio y se tornó incolora. La reacción de halo formación de los aldehídos y cetonas se da en hidrógenos adyacentes al carbono del enlace carbonilo, carbono alfa, a este carbono se unen hidrógenos también llamados hidrógenos alfa, los cuales son acides y se ceden como protones en presencia de basicidad porque el grupo carbonilo atrae los electrones, lo que se trasmite por el enlace sigma y es notable en el carbono alfa. Los electrones que forman el enlace C – H quedan en el carbono alfa.

SOLUCION DE CUESTIONARIO

1. La reacción de bisulfito de sodio es general para todos los aldehídos y cetonas?

Los aldehídos y las cetonas reaccionan con el bisulfito de sodio formando NaHSO3, el cual forma un sólido cristalino, el cual es llamado combinación bisulfitico. El bisulfito de sodio se adiciona a la mayoría de aldehídos y a muchas cetonas, especialmente las metil-cetonas, formándose así compuestos bisulfiticos, las cetonas con grupos voluminosos por lo general no reaccionan, el bisulfito por es nucleofilo fuerte pero un ácido débil ataca al grupo carbonilo de un aldehído o de una cetona mientras que esta no tenga una cadena muy larga de un grupo alquilo ya que esto causaría un impedimento estérico al ion bisulfito.[1]

2. Cuales otras sustancias dan positiva la prueba del yodoformo? Es esta prueba general para todas las cetonas? Porque?

La reacción de haloformo en la que se utiliza el yodo (I) y el hidróxido de sodio es denominada reacción de yodoformo, se utiliza es esencial para detectar cetonas o metilcarbinoles, En el tratamiento con la mezcla de NaOH y Yodo, los compuestos orgánicos que contienen estos grupos funcionales específicos se convierten en la sal soluble de un ácido, y se observa un precipitado amarillo del yodoformo, CHI3. El yodoformo tiene un olor característico y un punto de fusión de 119º.

Los compuestos que contienen cualquiera de estos grupos reacciona con yodo en hidróxido de sodio produciendo precipitados de yodoformo, de color amarillo brillante; los compuestos que contiene el grupo – CHOHCH3 dan una prueba del yodoformo positiva porque primero se oxida a metil cetonas, esta reacción implica primero la triple sustitución de los hidrógenos del metilo, seguida de una ruptura (hidrólisis alcalina) del enlace entre el carbono del carbonilo y el del trihalometilo, formándose así un precipitado amarillo de yodoformo (CHI3).

La prueba de yodoformo es positiva también para los siguientes compuestos: Metil-alquil-carbinoles (alcohol isopropilico), así como el acetaldehído y el etanol. [2]

Las metilcetonas (1) reaccionan con halógenos en medios básicos generando (2) carboxilatos y haloformo.(3)

halogenacion del el metilo, sustituyendo en una etapa posterior el grupo -CX3 formado por -OH.

.

desprotonacion del ácido carboxílico formándose yodoformo

3. En un cuadro escriba las principales reacciones de aldehídos y cetonas

Nombre de la reacción

Mecanismo

Reacción

Preparación de aldehídos y cetonas

Oxidación de alcoholes

Acilación de Friedel-Crafts

+ ClR

O

R

OA lC l3

Hidratación de alquinos

Reacciones de aldehídos y cetonas

Formación e hidrólisis de acetales

OH R +R

1 R2

O

alcohol carbonilo hem iacetal acetal

R1

R2

O

OH

R

R1

R2

O

O

R

R

+ OH2H + R O H

H +

Reacciones de

Formación e hidrólisis de acetales

Adición de reactivos de Grignard

Formación de cianohidrinas

aldehídos y cetonas [3]

Adición de nucleófila sobre el carbonilo

Reducción de alcoholes

R R

O

R R

OH

H

LiA lH 4 o N aB H 4

o H 2 , ca ta lizad or , ca lor

Reacción de oxidación [4]

Condensación aldólica

4. Cuáles son los agentes oxidantes y reductores utilizados con mayor frecuencia en las reacciones de aldehídos y cetonas?

Los agentes oxidantes más usados para realizar una reacción de oxidación H2CrO4, KMnO4.(oxidan también alcoholes primarios y secundarios), [7] Así también se realiza la oxidación mediante un ion de Ag+ y este requiere un medio alcalino para evitar que la solución se precipite formándose oxido de plata. Los aldehídos se oxidan porque presentan un protón de H+ diferenciándose de las cetonas en las que el protón de H+ no está. Se resalta el uso de reactivos en los que está presente el Cr dado que este da como resultado una reacción efectiva en una temperatura ambiente, una de los reactivos más importantes es el Tollens (Ag20)

R C

O

HH2CrO4 ó KMnO4

R C

O

OHNaCr2O7

El reactivo antes mencionado KMnO4, produce la oxidación de cetonas usando un medio básico, pero en este caso las reacciones son muy lentas y su producto será ácidos carboxílicos.

La reducción cetonas a alcoholes, es una de las transformaciones simples más importantes, que regularmente se efectúa con NaBH4 y LiAlH4. El primero es un reductor suave y el segundo, es uno de los más potentes reductores y por consiguiente su accionar no es selectivo, razón por la cual se han estudiado entre estos extremos, diversos agentes reductores en medio acuoso y en solventes orgánicos que puedan ser utilizados con mayor selectividad, en función de los grupos presentes en la molécula orgánica, donde se desea realizar una reducción[6], sin embargo uno de los agentes reductores más importantes es la reacción de Wolf kishner, que presentan hidracina e hidróxido de potasio en alcohol, y también los iluros de fosforo.

5. Cuáles son los métodos más empleados en la industria para obtener etanal y propanona?

Uno de los métodos industriales para la obtención del etanal es la hidratación del acetileno, aunque actualmente está siendo sustituido por la oxidación del etileno.

En los procesos industriales muchas veces se implican método especiales o modificaciones de los métodos de laboratorio utilizando reactivos más baratos para reducir costes. Así, los más importantes desde el punto de vista industrial como son el metanal (formaldehído) y acetona, se originan por oxidación de metanol y alcohol isopropílico (2-propanol) respectivamente, pero utilizando aire y en presencia de un catalizador.

El aldehído más importante desde el punto de vista industrial es el metanal (formaldehido) y la cetona más importante es la propanona (acetona). El metanal se obtiene a partir del metanol mediante una oxidación catalizada por plata.En lo que respecta a la acetona los principales métodos de obtención son los siguientes:

Oxidación del propeno con aire y catalizador de PdCl2-CuCl2 (método Wacker-Hoechst

CH3OH + O2Ag

600ºCH C

O

H + H2O1/2 + H21/21/4

H3C CH CH2 + 1/2 O2CdCl2

CuCl2H3C C

O

CH3

Por oxidación del 2-propanol

En el proceso de obtención del fenol a partir del cumeno, se obtiene la acetona como producto secundario

CONCLUSIONES

los aldehídos y cetonas, pueden formar puentes de hidrogeno con sustancias que contengan grupos hidroxilos, como le agua y los alcoholes, esto explica la solubilidad en agua, en ciertas proporciones de estos compuestos, y su utilización como disolventes para sustancias orgánicas con grupos hidroxilos como los alcoholes.

Al realizar algunas reacciones de aldehídos y cetonas(prueba de yodoformo, cannizzaro) no se obtuvieron los cristales esperados según la teoría de la práctica de laboratorio, debido a errores experimentales, como la falta de adición de reactivos químicos que llevaran a un avance de reacción, es decir donde se pudieran forman los productos.

Aunque los aldehídos y cetonas en su mayoría se presentan como unos compuestos bastante reactivos en algunos de los procesos se vio necesaria la utilización de los baños de hielo que acelera el proceso de condensación para la formación del precipitado.

Reacción con bisulfito de sodio:

H3C CH CH3

OH

+ 1/2 O2 H3C C

O

CH3Ag - Cu300ºC

+ H2O

CHH3C CH3

O2

OH

+ H3C C

O

CH3

Bisulfito de sodio Pentanal

Peso Molecular 104.10 g/mol 86.0 g/mol

Densidad 1.48 g/mL 0,81 g/mL

Volumen 1mL 1mL

Pentanal:

masa (g )=volumen (mL )×densidad ( gmL)masa (g )=1mL×0,81gmLmasa (g )=0,81g

moles de pentanal=0,81g×1mol86g

=9,40×10−3moles

Bisulfito de sodio:

masa (g )=1mL×1.48gmLmasa (g )=1.48 g

moles debisulfito de sodio=1,48 g×1mol104 g

=0,014moles

Se obtiene que el reactivo limitante es el bisulfito de sodio, con este se adquirió el valor teórico del producto formado en la reacción:

Producto: (CH3)(CH2),kj3CH(SO3Na)OH)

PESO MOLECULAR: 190,19 g/mol

0,81 g pentanal×1mol pentanal86 g pentanal

×1mol producto1mol pentanal

×190,19g producto

1mol producto

¿1,79g producto .

.

VALOR EXPERIMENTAL:

Peso papel filtro: 0,06465g

Peso papel filtro y cristales: 0,17250g

Peso papel filtro y cristales - peso papel filtro: 0,10785g

% rendimiento= valor experimentalvalor teórico

×100

% rendimiento=0,11 g1,79g

×100=6,14%

BIBLIOGRAFIA

1. Jaramillo, L. Curso de Quimica Organica general. Universidad del Valle. http://objetos.univalle.edu.co/files/Aldehidos_y_cetonas_Reacciones_de_adicion_nucleofilica.pdf. Revisado 12 de abril de 2015.

2. HART. Química Orgánica. 6ed. México: McGraw-Hill. 1995. P. 273.

3. Anónimo. Baño refrigerante, El etilenglicol y baños de etanol, baños de enfriamiento tradicionales. http://centrodeartigo.com/articulos-utiles/article_105424.html. Revisado el 12 de abril de 2015.

4. Jaramillo, Op. Cit. P. 45-48.

5. Harold Hard [capitulo 9 aldehidos y cetonas cit. 280 reacciones

6. Harold Hard.cap 9 condensación aldolica pag:276

7. Anónimo. Agentes reductores y oxidantes http://www.monografias.com/trabajos91/reacciones-oxidacion-reduccion-sintesis-

revisado 14 de abril de 2015