Elvin Gerardo Camacho Rincón.
11-2
ALDEHÍDOS..
Los aldehídos son compuestos orgánicos caracterizados por poseer el grupo funcional -CHO. Se denominan como los alcoholes correspondientes, cambiando la terminación -ol por -al. Etimológicamente, la palabra aldehído proviene del latín científico alcoholdehydrogenatum (alcohol deshidrogenado).
Propiedades físicas
La doble unión del grupo carbonilo son en parte covalentes y en parte iónicas dado que el grupo carbonilo está polarizado debido alfenómeno de resonancia.
- Los aldehídos con hidrógeno sobre un carbono sp³ en posición alfa al grupo carbonilo presentan isomería tautomérica.Los aldehídos se obtienen de la deshidratación de un alcohol primario, se deshidratan con permanganato de potasio, la reacción tiene que ser débil , las cetonas también se obtienen de la deshidratación de un alcohol , pero estas se obtienen de un alcohol secundario e igualmente son deshidratados con permanganato de potasio y se obtienen con una reacción débil , si la reacción del alcohol es fuerte el resultado será un ácido carboxílico.
Propiedades químicas
Se comportan como reductor, por oxidación el aldehído de ácidos con igual número de átomos de carbono.
La reacción típica de los aldehídos y las cetonas es la adición nucleofílica..
Usos de los aldehidos
1) Los usos principales de los aldehidos son: la fabricación de resinas, plásticos, solventes, tinturas, perfumes y esencias.
2) Los dos efectos más importantes de los aldehidos son: narcotizantes e irritantes.
3) El glutaraldehido se usa como:
desinfectante en frío (Instrunet®) y el curtido de pieles. Es causante de
dermatitis alérgicas.
4) El formaldehido se usa en:
a) Fabricación de plásticos y resinas.
b) Industria fotográfica, explosivos y colorantes
c) Como antiséptico y preservador.
5) Los principales efectos del formaldehido son: irritación de las vías respiratorias y ojos y dermatitis (las resinas). El NIOSH lo ha propuesto como potencialmente cancerígeno (ca. nasal en ratas).
6) En los RPA para puestos de trabajo con exposición a formaldehido, se descartarán: personas con alteraciones respiratorias y cutáneas.
a) Fabricación de plásticos y resinas.
b) Industria fotográfica, explosivos y colorantes
c) Como antiséptico y preservador.
5) Los principales efectos del formaldehido son: irritación de las vías respiratorias y ojos y dermatitis (las resinas). El NIOSH lo ha propuesto como potencialmente cancerígeno (ca. nasal en ratas).
6) En los RPA para puestos de trabajo con exposición a formaldehido, se descartarán: personas con alteraciones respiratorias y cutáneas.
7) El furfural se usa como:
a) Fabricación de plásticos.
b) Como herbicida, fungicida y pesticida.
c) Acelerador en la vulcanización.
8) Los efectos nocivos del furfural son, fundamentalmente: irritativos respiratorios, dérmicos y oculares (a temperatura ambiente, presenta un riesgo limitado de toxicidad).
9) El aldehido vanílico (vainilla) se usa en: industria de alimentación y perfumería.
a) Fabricación de plásticos.
b) Como herbicida, fungicida y pesticida.
c) Acelerador en la vulcanización.
8) Los efectos nocivos del furfural son, fundamentalmente: irritativos respiratorios, dérmicos y oculares (a temperatura ambiente, presenta un riesgo limitado de toxicidad).
9) El aldehido vanílico (vainilla) se usa en: industria de alimentación y perfumería.
10) El principal riesgo de la vainilla es: la dermatitis que produce en los trabajadores que la cultivan (en
algunos países está considerada como enfermedad profesional).
11) La acroleina se usa en:
a) Fabricación de plásticos y productos acrílicos
b) Industria textil y farmacéutica.
c) Producción de piensos.
12) Dos fuentes importantes de exposición a la acroleina son: el humo del tabaco (cáncer de pulmón) y el uso de aceites recalentados (tumores digestivos).
13) El principal efecto de la acroleina es: irritación muy grave de vías respiratorias (de efectos irrecuperables) y cutánea.
a) Fabricación de plásticos y productos acrílicos
b) Industria textil y farmacéutica.
c) Producción de piensos.
12) Dos fuentes importantes de exposición a la acroleina son: el humo del tabaco (cáncer de pulmón) y el uso de aceites recalentados (tumores digestivos).
13) El principal efecto de la acroleina es: irritación muy grave de vías respiratorias (de efectos irrecuperables) y cutánea.
14) La acroleina se considera como: uno de los más importantes factores etiológicos de las lesiones
bronquiales crónicas.
15) El acetaldehido se usa: en la industria química en una inmensa cantidad de procesos,
siendo un producto muy inflamable tanto en líquido o sus vapores.
16) El acetaldehido se comporta como: irritante de mucosas y membranas, actuando también como narcótico
sobre el SNC.
17) El acetaldehido se encuentra en sangre como: metabolito del alcohol etílico y se ve potenciado por disulfiram,
cianamida y dimetilforfamida (efecto antabús).
18) La intoxicación crónica por acetaldehido es: similar a la del alcoholismo crónico.
19) La exposición repetida a vapores de acetaldehido causa: dermatitis y conjuntivitis.
Metanal: Se utiliza en la producción de diversos productos, desde medicamentos hasta la melamina, la baquelita. Otro uso es la fabricación de textiles libres de arrugas o desarrugados.
Etanal: se utiliza principalmente para fabricar ácido acético, pero también en la fabricación de acetato de etilo, ácido peracético, derivados de la piridina, perfumes, colorantes, plásticos y caucho sintético. El acetaldehído se emplea en el plateado de espejos, en el endurecimiento de fibras de gelatina, como desnaturalizante de alcoholes y como aroma sintético.
Citronela: Se usa como repelente para los zancudos
Cinamaldehido: se utiliza principalmente en acridina y condimento.
Anisaldehido: Sintesis organica, como parte de las esencias para dar aroma en perfumeria, jabones de olor, sprays deodorantes.
Acroleina: Entre otros usos se utiliza como material absorbente en los pañales infantiles.
Benzaldehido: Aunque se emplea comúnmente como un saborizante alimentario comercial (sabor de almendras) o solvente industrial, el benzaldehído se usa principalmente en la síntesis de otros compuestos orgánicos, que van desde fármacos hasta aditivos de plásticos. Es también un intermediario importante para el procesamiento de perfume y compuestos saborizantes, y en la preparación de ciertos colorantes de anilina.
Utilidad de los aldehídos en la industria.
Los Aldehídos
Los aldehídos y las cetonas se encuentran entre los compuestos más comunes en la naturaleza y la industria química. En la naturaleza, una buena parte de las sustancias necesarias para los organismos vivos son aldehídos o cetonas. En la industria química se producen variedades sencillas de ambos en grandes cantidades para utilizarlas como disolventes y materias primas a fin de preparar muchos otros compuestos. El uso de la cetona como disolvente industrial se encuentra muy difundido. El formaldehido se sintetiza en la industria por medio de la oxidación catalítica del metanol
Son importantes en el sector económico gracias a que a partir de estos compuestos en la industria se pueden obtener derivados que su importancia radica en la demanda que la sociedad les proporciona. Tiene mucha importancia en nuestra vida cotidiana ya que este nos ayuda a favorecer tanto nuestra vida personal en cuanto a nuestro consumo, además de brindarnos mejoras y contras.
Usos de algunos compuestos:
Los usos principales de los aldehídos son:
• La fabricación de resinas
• Plásticos
• Solventes
• Pinturas
• Perfumes
• Esencias
Los aldehídos y las cetonas se encuentran entre los compuestos más comunes en la naturaleza y la industria química. En la naturaleza, una buena parte de las sustancias necesarias para los organismos vivos son aldehídos o cetonas. En la industria química se producen variedades sencillas de ambos en grandes cantidades para utilizarlas como disolventes y materias primas a fin de preparar muchos otros compuestos. El uso de la cetona como disolvente industrial se encuentra muy difundido. El formaldehido se sintetiza en la industria por medio de la oxidación catalítica del metanol
Son importantes en el sector económico gracias a que a partir de estos compuestos en la industria se pueden obtener derivados que su importancia radica en la demanda que la sociedad les proporciona. Tiene mucha importancia en nuestra vida cotidiana ya que este nos ayuda a favorecer tanto nuestra vida personal en cuanto a nuestro consumo, además de brindarnos mejoras y contras.
Usos de algunos compuestos:
Los usos principales de los aldehídos son:
• La fabricación de resinas
• Plásticos
• Solventes
• Pinturas
• Perfumes
• Esencias
RIESGOS
Nomenclatura de los Aldehídos
El
sistema de nomenclatura corriente consiste en emplear el nombre del alcano
correspondiente terminado en -al.
Los aldehídos más simples (metanal y etanal)
tienen otros nombres que no siguen el estándar de la IUPAC pero
son más utilizados (formaldehído y acetaldehído, respectivamente) estos últimos
dos son nombrados en nomenclatura trivial.
También
se utiliza el prefijo formil- cuando hay tres o más
funciones aldehídos sobre el mismo compuesto. En esos casos se puede
utilizar otro sistema de nomenclatura que consiste en dar el nombre de carbaldehído a
los grupos CHO (los carbonos de esos CHO no se numeran, se considera que no
forman parte de la cadena). Este último sistema es el idóneo para
compuestos con grupos CHO unidos directamente a ciclos.
Número de carbonos
|
Nomenclatura IUPAC
|
Nomenclatura trivial
|
Fórmula
|
1
|
Formaldehído
|
HCHO
|
|
2
|
Acetaldehído
|
CH3CHO
|
|
3
|
Propionaldehído
Propilaldehído |
C2H5CHO
|
|
4
|
n-Butiraldehído
|
C3H7CHO
|
|
5
|
n-Valeraldehído
Amilaldehído n-Pentaldehído |
C4H9CHO
|
|
6
|
Capronaldehído
n-Hexaldehído |
C5H11CHO
|
|
7
|
Enantaldehído
Heptilaldehído n-Heptaldehído |
C6H13CHO
|
|
8
|
Caprilaldehído
n-Octilaldehído |
C7H15CHO
|
|
9
|
Pelargonaldehído
n-Nonilaldehído |
C8H17CHO
|
|
10
|
Caprinaldehído
n-Decilaldehído |
C9H19CHO
|
|
Reglas IUPAC de nomenclatura para aldehídos..
El doble
enlace carbono-oxígeno (C=O) se denomina grupo carbonilo y está formado por dos
tipos de compuestos: los aldehídos, que tienen el grupo carbonilo enlazado al
menos a un hidrógeno, y las cetonas, en las cuales está enlazado a dos cadenas
carbonadas.
La IUPAC nombra los aldehídos como derivados de alcanos, reemplazando la
terminación -o por -al. El metanal, deriva del metano, el etanal del etano.
Los aldehídos que no pueden nombrarse mediante el sufijo -al se describen mediante el sufijo -carbaldehído.
Aldehídos como sustituyentes
Los ácidos carboxílicos y sus derivados
son funciones preferentes frente a los aldehídos y cetonas, pasando estos
grupos a nombrarse como sustituyentes, mediante la partícula oxo-
REACCIONES DE LOS ALDEHÍDOS
1) Oxidación
Al reaccionar con un oxidante fuerte
como el permanganato de
potasio (KMnO4),
el trióxido de cromo en medio ácido1 (CrO3 / H3O+) o el reactivo de Tollens ([Ag(NH3)2]NO3)
se produce un ácido carboxílico.
La Reacción de
Angeli-Rimini produce ácidos hidroxámicos a partir de aldehídos.
2)
Reducción
Por reducción con hidruro de
aluminio y litio o borohidruro de sodio en etanol1 se
obtiene un alcohol primario.
3)
Hidratación
.
En medio acuoso forma un hidrato que
por deshidratación puede ser transformado nuevamente en aldehído.
4)
Acetilación.
En medio alcohólico ocurre
la acetilación del
carbonilo, el cual dependiendo de la concentración del alcohol puede ser hemiacetal odiacetal.
El aldehído puede ser obtenido nuevamente por hidrólisis ácida de los acetales.1
5)
Reacción con reactivos de Grignard
En presencia de reactivos de Grignard ocurre la adición nucleofílica (AN) del alquiluro sobre el carbono carbonílico
produciéndose de esta manera un alcohol secundario.1
6)
Reacción de Wittig
La reacción con reactivos de
Wittig producen alquenos.1
7)
Condensación aldólica.
En medio básico se produce la
condensación aldólica formandose β-hidroxialdehídos;
en medios ácidos a altas temperaturas se produce la hidrólisis del compuesto formandose aldehídos α,β insaturados.
8)
Adición de cianuro
Por reacción de cianuro de sodio en exceso en medio ácido (reacción
altamente peligrosa) se produce las cianhidrinas; las cuales, mediante su
hidólisis básica a altas temperaturas producen los α-hidroxiácidos.
9)
Formación de enaminas
Por sustitución
nucleofílica (SN o
AN+E) de aminas disustituídas en medio ácido se producen enaminas.1
10)
Formación de iminas
11)
Formación de oximas
La reacción con hidroxilamina en medio ácido produce oximas.
12)
Formación de hidrazonas
La reacción con hidrazina en
medio ácido produce hidrazonas.
13)
Reducción de Wolff-Kishner
Por reacción con hidrazina en
medio básico con dimetil sulfóxido (DMSO) se produce la reducción del
aldehído a alcano.1
14)
Formación de semicarbazonas
La reacción con semicarbazida en medio ácido produce semicarbazonas.
15) Reacción de Betti
La Reacción de Betti es una
reacción orgánica entre un aldehido, una amina aromática primaria y un fenol
donde se obtiene como producto un α-aminobencilfenol. La reacción de Betti es
un caso especial de la reacción de Mannich.
Reacciones de caracterización de aldehídos
Las reacciones de caracterización
de aldehídos permiten identificar el grupo formilo en los compuestos orgánicos.
1) Reacción
Schiff
.
El reactivo de Schiff reacciona con el grupo formilo
formando un compuesto coloreado azul-violeta.
2)
Reacción de Tollens
En presencia del reactivo de Tollens (nitrato de plata amoniacal) se
produce la oxidación del aldehído a carboxilato de amonio y la
precipitación de plata elemental, produciéndose la formación de un espejo en la
superficie del recipiente de reacción.
3)
Reacción con 2,4-DNFH
La 2,4-dinitrofenilhidrazina reacciona con el grupo formilo
formando un precipitado amarillo, naranja o rojo.
*http://es.wikipedia.org/wiki/Aldeh%C3%ADdo
CETONAS..
CETONAS..
Una cetona es un compuesto orgánico caracterizado por poseer un grupo funcionalcarbonilo unido a dos átomos de carbono, a diferencia de un aldehído, en donde el grupo carbonilo se encuentra unido al menos a un átomo de hidrógeno.1 Cuando el grupo funcional carbonilo es el de mayor relevancia en dicho compuesto orgánico, las cetonas se nombran agregando el sufijo -ona al hidrocarburo del cual provienen (hexano, hexanona; heptano, heptanona; etc). También se puede nombrar posponiendo cetona a los radicales a los cuales está unido (por ejemplo: metilfenil cetona). Cuando el grupo carbonilo no es el grupo prioritario, se utiliza el prefijo oxo- (ejemplo: 2-oxopropanal).
El grupo funcional carbonilo consiste en un átomo de carbono unido con un doble enlacecovalente a un átomo de oxígeno.
El tener dos radicales orgánicos unidos al grupo carbonilo, es lo que lo diferencia de losácidos carboxílicos, aldehídos, ésteres. El doble enlace con el oxígeno, es lo que lo diferencia de los alcoholes y éteres. Las cetonas suelen ser menos reactivas que los aldehídos dado que los grupos alquílicos actúan como dadores de electrones por efecto inductivo.
Propiedades..
Propiedades físicas
Los compuestos carbonílicos presentan puntos de ebullición más bajos que los alcoholes de su mismo peso molecular. No hay 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.
Propiedades químicas..
Al hallarse el grupo carbonilo en un carbono secundario son menos reactivas que los aldehídos. Sólo pueden ser oxidadas por oxidantes fuertes como el permanganato de potasio, dando como productos dos ácidos con menor número de átomos de carbono. Por reducción dan alcoholes secundarios. No reaccionan con el reactivo de Tollens para dar el espejo de plata como los aldehídos, lo que se utiliza para diferenciarlos. Tampoco reaccionan con los reactivos de Fehling y Schiff.
USO INDUSTRIAL DE LAS CETONAS..
La cetona que mayor aplicación industrial tiene es la
acetona (propanona) la cual se utiliza como disolvente para lacas y resinas,
aunque su mayor consumo es en la producción del plexiglás, empleándose también
en la elaboración de resinas epoxi y poliuretanos
Otras cetonas industriales son la metil etil cetona (MEK, siglas el
inglés) y la ciclohexanona que además de utilizarse como disolvente se utiliza
en gran medida para la obtención de la caprolactama que es un monómero en la
fabricación del Nylon 6 y también por oxidación da el ácido adípico que se
emplea para fabricar el Nylon 66.
Las cetonas son usadas en varios
aspectos de la vida diaria, pero la más común y usada es la ACETONA,
lo creamos o no, las cetonas se encuentra en una gran variedad de materiales en
la que nosotros no nos damos cuenta ni si quiera de que estamos sobre ellas.
Algunos ejemplos de los usos de las cetonas son las siguientes:
.- Fibras Sintéticas (Mayormente utilizada en el interior de
los automóviles de gama alta)
.-Solventes Industriales (Como el Thiner y la ACETONA)
.-Aditivos para plásticos (Thiner)
.-Fabricación de catalizadores
.-Fabricación de saborizantes y fragancias
.-Síntesis de medicamentos
.-Síntesis de vitaminas
.-Aplicación en cosméticos
..Adhesivos en base de poliuretano
Pero no solo tienen usos y aplicaciones, si no también datos importantes como
los siguientes:
1.- El uso de las ACETONAS es frecuente para
eliminar manchas en ropa de lana, esmaltes (ya que son derivados de la misma
sustancia), esmaltes sintéticos, rubor, lapicero o algunas ceras.
2.- Las CETONAS se encuentran mayormente
distribuidas en la naturaleza.
3.- Un ejemplo natura de las CETONAS en el
cuerpo humano es la TESTOSTERONA.
4.- Las CETONAS, por lo general, tienen un aroma
agradable y existen e gran variedad de perfumes.
5.- Algunos MEDICAMENTOS TÓPICOS (Las cremas por
ejemplo) contienen cantidades seguras de CETONAS.
RIESGOS..
Nomenclatura de las Cetonas..
Las cetonas se nombran cambiando la
terminación -o del alcano por -ona. Se asigna el localizador más pequeño
posible al grupo carbonilo, sin considerar otros sustituyentes o grupos
funcionales como -OH o C=C.
Existe un segundo tipo de nomenclatura que nombra las cadenas que parten del carbono carbonilo como sustituyentes, terminando el nombre en cetona.
Cetonas como sustituyentes.
Los ácidos carboxílicos, sus derivados y los aldehídos son prioritarios a las cetonas, nombrándose estas como sustituyentes. Al igual que los aldehídos se emplea la partícula -oxo.
Nomenclatura
sustitutiva..
En la nomenclatura de
cetonas para nombrarlas se toma en cuenta el número de átomos de carbono y se
cambia la terminación por ONA, indicando el carbono que lleva el grupo carbonilo (CO). Además se debe tomar como cadena
principal la de mayor longitud que contenga el grupo carbonilo y luego se
enumera de tal manera que éste tome el localizador más bajo.
Nomenclatura
radicofuncional
Nomenclatura radicofuncional en cetonas simétricas.
Nomenclatura radicofuncional en cetonas asimétricas.
Otro tipo de nomenclatura para
las cetonas, consiste en nombrar las cadenas como sustituyentes, ordenándolas
alfabéticamente, se nombran los radicales y
se aumenta la palabra CETONA. Si los dos radicales son iguales es una cetona
simétrica, y si los radicales son diferentes es una cetona asimétrica.
Nomenclatura
en casos especiales
Cadenas con
2 o más grupos CO. Nomenclatura sustitutiva.
Casos
especiales de cetonas con otro tipo de nomenclatura.
En los casos en los que existen
dos o más grupos carbonilos en una misma cadena, se puede usar la nomenclaruta
sustitutiva. En esta nomenclatura si existen dos o más grupos CO aumentamos los prefijos (di, tri,
tetra, etc.), antes de la terminación -ona.
Así como en la nomenclatura
sustitutiva, también en la nomenclatura radicofuncional, si exísten dos o más
grupos CO en una misma cadena se nombra
normalmente los radicales y se antepone el prefijo (di, tri, tetra, etc) a la
palabra cetona.
Para algunos compuestos en los
que el grupo carbonilo CO se encuentra directamente unido a un anillo bencénico o naftalénico se
puede utilizar las nomenclaturas ya antes nombradas y también este otro tipo de
nomenclatura que consiste en indicar los grupos:
·
CH3-CO-
·
CH3-CH2-CO-
·
CH3-CH2-CH2-CO- , etc
mediante los nombres aceto, propio, butiro, etc. y agregarles la terminación fenona onaftona.
Nomenclatura
de cetonas que actúan como radicales dentro de la cadena
Cadenas con
cetonas que no gozan de prioridad debido a la existencia de otros grupos
funcionales más importantes. Nomenclatura con prefijo oxo.
La nomenclatura ya antes nombrada
se toma para casos considerados en que la función cetona tiene prioridad, pero
cuando la cetona no es el grupo funcional principal, si no que hay otra función
u otras funciones con mayor preferencia se emplea esta nomenclatura: Para
indicar al grupo CO se
emplea el prefijo OXO.
Reacciones de cetonas
Las reacciones de los aldehídos y
cetonas son esencialmente de tres tipos; adición nucleofílica, oxidación y
reducción.
Adición nucleofílica: Debido a la resonancia
del grupo carbonilo la reacción más importante de aldehídos y cetonas es la
reacción de adición nucleofílica cuyo mecanismo es el siguiente:
Siguen este esquema la reacción con
hidruros ( NaBH4, LiAlH4 ) donde Nu- = H- y la reacción con organometálicos
(RMgLi, RLi) donde Nu- = R-.
·
Adición nucleofílica de alcoholes.
·
Adición de amina primaria.
·
Adición de Hidroxilamina.
·
Adición de hidracinas.
·
Adición de Ácido Cianhídrico.
Ejemplos de reacciones de cetonas son
la reacción de Grignard, la reacción de Reformatski, Transposición de Baker-Venkataraman.
Las cetonas se pueden oxidar para
formar ésteres en la Oxidación de Baeyer-Villiger.
Las cetonas que poseen hidrógenos en posición α al grupo carbonilo dan también reacciones de condensación mediante un mecanismo en el que una base fuerte sustrae un hidrógeno α de la cetona generando un enolato, el cual (en su forma carbaniónica) actúa como nucleófilo sobre el grupo carbonilo de otra molécula de la misma cetona o de otro compuesto carbonílico (otra cetona, aldehído, éster, etcétera). Luego de la adición nucleofílica del carbanión al grupo carbonilo se genera un aldol mediante la acidificación del medio, el cual puede deshidratarse por calentamiento de la mezcla de reacción, obteniéndose un compuesto carbonílico α,ß-insaturado. Cabe aclarar que no siempre es necesaria la acidificación del medio de reacción y que en muchas reacciones de condensación se obtiene el producto deshidratado de manera espontánea (esto depende de la estabilidad relativa de los posibles productos de la condensación).
El carbonilo de las cetonas puede
reaccionar con alquenos en cicloadiciones [2
+ 2] para formar oxetanos (Reacción de Paterno-Büchi)
Bibliografia..
*http://www.quimicaorganica.net/nomenclatura-cetonas.html
*http://www.quimicaorganica.org/aldehidos-y-cetonas/229-nomenclatura-de-aldehidos-y-cetonas.html
*http://es.wikipedia.org/wiki/Cetona_(qu%C3%ADmica)#Nomenclatura_de_Cetonas
*http://javiera97perez.blogspot.com/2012/04/uso-industrial-de-la-cetona.html
*http://lascetonasytu.blogspot.com/2012/03/usos-aplicaciones-y-datos-importantes.html
*http://quimica3andresnat.blogspot.com/2013/08/riesgos-para-la-salud-aldehidos-y.html
*http://es.wikipedia.org/wiki/Cetona_(qu%C3%ADmica)#Bibliograf.C3.ADa
