REACTIVIDAD DE LOS ALDEHIDOS Y CETONAS Universidad del Valle, Facultad de Ingeniería, Escuela d e Ingeniería Química, Cali-Colombia. Fecha de realización !"de #ctubre de $%!" Fecha de entrega $& de #ctubre de $%!"
1 RESUMEN En este laboratorio se realizaron cuatro tipos de experimento, en el primero se mezcló una solución saturada de bisulfito de sodio y pentanal obteniendo así un preci precipi pitad tado, o, en el segu segund ndo o se hizo hizo reac reaccio ciona narr 2,4 dinitr dinitrof ofeni enilh lhidr idrac acina ina con con pentanal(aldehído) y con etilmetilcetona (cetona) obteniendo así un precipitado, en el tercero se llevó a cabo la reacción de annizarro mediante la mezcla de benzaldehído con una solución alcohólica de hidróxido de potasio al !"# la cual al ser agitada agitada produ$o produ$o una reacción reacción exot%rmica exot%rmica y un precip precipitad itado o conocid conocido o como benzoato de de potasio el cual se disolvió en un mínima mínima cantidad de agua agua con &cido clorhídrico para así obtener acido benzoico y acido bencílico pues esta reacción es utilizada en la producción de &cidos carboxílicos, en la cuarta reacción se llevó a cabo la prueba de yodoformo la cual se utiliza para identificar con 'u% tipo de ceto cetona na se est& est& trab traba$ a$an ando do en ella ella se hizo hizo reac reacci cion onar ar agua agua dest destil ilad ada a con con etil etilme meti tilc lcet eton ona a y yodo odo en yodur oduro o de pota potasi sio o dich dicha a mezc mezcla la se somet ometió ió a calenta calentamient miento o aadien aadiendo do poco poco a poco poco una gotas a hidróxid hidróxido o de potasio potasio para producir una decoloración de la mezcla y trayendo consigo la formación de una precipitado conocido como yodoformo a cada uno de los precipitados obtenidos a lo largo de esta pr&ctica se les filtró al vacío para obtener un precipitado puro el cual se pesó y posteriormente posteriormente se le calculo su porcenta$e porcenta$e de rendimiento* rendimiento* +odo +odo lo descr descrito ito anter anterior iormen mente te se reali realizó zó con con el ob$et ob$etiv ivo o de enten entende derr y observ observar ar la importancia de la presencia del grupo carbonilo en los aldehídos y las cetonas a la hora de traba$ar con su reactividad, reactividad, adem&s de comprender 'ue estos compuesto org&n org&nico icos s (alde (aldehí hídos dos y ceton cetonas) as) son son sumam sumament ente e impor importan tantes tes en la sínte síntesis sis org&n org&nica ica pues pues graci gracias as a ellos ellos y a sus sus reacc reacción ión se pued pueden en obten obtener er mltip mltiples les compuestos tanto en estado sólido (precipitado) como en estado li'uido* cetona cetonas, s, aldehí aldehídos, dos, gru'o gru'o carboni carbonilo, lo, adició adición n nucleó nucleó(il (ilica, ica, 'orcenta)e de rendimiento. Pala Palabr bras as clav claves es::
METODOLOGIA EXPERIMENTAL: -ara iniciar este laboratorio se realizó el monta$e para un filtración al vacío
el cual consta de un Erlenmeyer con tubo lateral al cual se le conecta una manguera 'ue va directo al grifo parta así generar un vacío, adem&s de ello
el Erlenmeyer tiene un tapón el cual posee un pe'ueo agu$ero por el cual se introduce un embudo con puntilla a este se coloca un pedazo de papel filtro en forma de cono y en %l se le adiciona adiciona la sustanc sustancia ia 'ue se desea desea filtr filtrar ar,, este este m%tod m%todo o de filtra filtració ción n es comnmente comnmente usado para filtraciones filtraciones en las cuales se desea recuperar el sólido completamente adem&s de ello al ser al vacío ocasiona 'ue este sea mucho mas r&pida*
Imagen 2. Montaje del fltrado
1. Reacción con bi!"#i$o %e o%io:
Imagen 1. Dispositivo de
En este experimento se hizo reacc reaccion ionar ar .*" .*" m/ de una una soluc solución ión saturada de bisulfito de sodio con .*" m/ de penta pentana nal, l, poste posterio riorme rmente nte se agito la mezcla y se depositó en un vaso precipitado con agua con hielo, este enfriamiento duro aproximadamente .2 minutos despu%s de ello la sustancia obtenida fue sometida a filtración al vacío para así así separ separar ar los los crist cristale ales s forma formado dos* s* -osteriormente -osteriormente el precipitado precipitado se secó en campa mpana de extracción y el prod roduct ucto seco eco se pesó par para así calcular el porcenta$e de rendimiento de la reacción*
&. 'o()ación %e #eni"*i%(a+ona: Este experimento se divido en dos partes0 en la primera, se tomó un tubo de ensay sayo y se adici icionó onó "*1 "*1 m/ de pentanal (aldehido) y .*" m/ de 2,4
3initrofenilhidracian (356), esta se agitó fuertemente, y luego se deposito en una mezcla de agua con hielo para finalmente filtrar los cristales al vacio y pesarlos* En la segunda parte de este experimento se hizo reaccionar "*1 m/ de etilmetilcetona (cetona) y .*" m/ de 2,4356 en un tubo de ensayo, se sacudió y se coloco en la mezcla de agua hielo anteriormente mencionada, dado su tiempo la solucion fue filtrada y los cristales obtenidos fueron pesados*
calentamiento a bao maría aproximadamente a los ." minutos de calentamiento se le adiciono a la mezcla 4" gotas de hidróxido de potasio al ."# y se de$ó calentar dicha mezcla hasta 'ue esta pasara de tener un color marrón a ser incolora (este calentamiento duro aproximadamente 7" minutos)*
,. Reacción %e Canni++a(o: En este experimento se hizo reaccionar en un tubo de ensayo "*1 m/ de benzaldehído con 2*1 m/ de una solución alcohólica de hidróxido de potasio al !"#, despues se procedió a agitar la mezcla* /uego se de$ó repozar la sustancia obtenida en un vaso con hielo y agua fria, para asi filtrarla al vacío, los cristales filtrados se disolvieron en agua y se le adicionaron aproximadamente "*1 m/ de &cido clorhídrico al ."#, la sustancia a'uí obtenida se filtro nuevamente al vacio para despues secar el precipitado obtenido en la camara de extraccion , dicho precipitado ya seco se peso para ais calcular su porcenta$e de rendimiento*
-. P(!eba %e o%o#o()o: en esta experimento se hizo reaccionar .*" m/ de agua destilada con 7 gotas de etilmetilcetona y 2*" m/ de yodo en yoduro de potasio, posteriormente esta mezcla se sometió a un
Imagen 3. Etapa de calentamiento en la prueba de
3espu%s de dar por terminado el bao maría, el tubo de ensayo 'ue contenía la mezcla (incolora) se metió en agua fría con hielo para así lograr 'ue esta se enfriara, posteriormente esta mezcla se filtró al vacío para así obtener el precipitado el cual se colocó a secar y posteriormente se pesó el precipitado obtenido*
I)a/en .Ca"en$a)ien$o en "a 0(!eba %e o%o#o()o.
RESULTADOS: 8 continuación se presentaran una serie de tablas en las cuales se muestra los obtenidos en cada reacción realizada en esta pr&ctica0
1. Reacción o%io:
con
bi!"#i$o
Ca"c!"o %e" (en%i)ien$o:
CH 2
%e
¿ ¿ +¿ → −¿ Na
Pen$ana"
¿
Co"o(
CH 3 ¿
9lancuzco
CH 2
Co)0!e$o
¿ ¿ +¿ ¿ −¿ Na
:ncoloro
De0!4 )e+c"a(5 a/i$a( en#(ia(
CH 3 ¿
P(o%!c$o Li6!i%o
P(eci0i$a%o
:ncoloro
9lanco
Peo %e" 0(eci0i$a%o ob$eni%o
"*1.gr
!abla 1. "esultados obtenidos en la "eacción con bisulfto de sodio
Ecuacion 1. "eaccion con
omo se puede observar el reactivo límite es el pentanal ya 'ue en la pr&ctica se utilizó una solución saturada de bisulfito de sodio, y en la ecuación podemos ver 'ue por . mol de pentanal se necesita . mol del bisulfito, por lo tanto se procede a encontrar los gramos de pentanal utilizados multiplicando los m/ utilizados por la densidad del pentanal, todo esto con el ob$etivo de encontrar el porcenta$e teórico de los gramos del producto* 1m
Imagen #. "eacción con $isulfto de sodio y pentanal.
%e
/a reacción ocurrida en la pr&ctica es la siguiente0
Reac$i2o
3i!"#i$o %e So%io
0o(cen$ae
L pentanal∗0.809 g mL
=0.809 g pentanal
g reactivo∗1 mo l reactivo 86.05 g reactivo 0.809
∗1 mol producto
1 mol reactivo
∗109.
1 mol producto
8hora teniendo el rendimiento teórico de la reacción se puede determinar el porcenta$e de rendimiento de la pr&ctica en la cual se obtuvieron "*1.g el precipitado, de la siguiente forma0 %rendimiento=
%rendimiento =
valor experimental ∗100 valor teórico 0.51 1.024
∗100
Reac$i2o Co)0!e$o Pen$ana" &5-7DN'H
Co"o( :ncolora 8marilla clara
De0!4 )e+c"a( a/i$a( ;e obtuvo una mezcla heterog%nea
'ae !0e(io(
'ae in#e(io(
aran$a claro
Entre amarillo y naran$a claro
%rendimiento = 49
P(o%!c$o &. 'o()ación %e #eni"*i%(a+ona:
Li6!i%o
P(eci0i$a%o
Peo %e" 0(eci0i$a%o ob$eni%o
8marillo claro
8marillo
"*12 gr
!abla 2. "esultados obtenidos en la reacción de pentanal +2 D()*
Reac$i2o Co)0!e$o E$i)e$i"ce$ona &5-7DN'H
Co"o( :ncolora 8marilla clara
De0!4 )e+c"a( a/i$a( P(o%!c$o Imagen %. 2'D()* + ME, -de i/. a der.& instantes despu0s de la adición' antes del fltrado
Li6!i%o
P(eci0i$a%o
Peo %e" 0(eci0i$a%o ob$eni%o
8marrillo nara$ado o ambar*
8marillo oscuro
"*22 gr
greactivo ∗1 mol reactivo 86.05 greactivo 0.4
∗1 mol producto ∗266.26
1 mol reactivo
g producto =1.23
1 mol producto
Ha""o 0o(cen$ae %e (en%i)ien$o de rendimiento =
Ca"c!"o %e" (en%i)ien$o:
0o(cen$ae
%e
1. Pen$ana" 8a"%e*9%o;&5- DN'H < 6! (62 ) ! 6
=
Rendimiento =
experimental ∗100 teorico
0.52 g 1.23 g
∗100= 42.2
&. E$i")e$i"ce$ona DNH'
8ce$ona;&5-
6 6
6
-entanal
< 2 < 2 2,4356
6! (6 2 ) ! 6 4 46
4< 2
=
62<
4< 2 2 , 4 3 i n i tr o fe n i l h i d r a z o n a d e l p e n t a n a l
Ecuación 2. )ormación de enilidraona. on aldeído
Paa( )L a /(. !abla 3. "esultados obtenidos en la mL∗de g 0.809 reacción etilmetilcetona +2 D()* 0.5 = 0.4 g
Ecuación 3 )ormación de enilidraona. on E!4(5
Paa( )L a /(. 0.5
mL
Ha""o (en%i)ien$o $eo(ico
mL∗ 0.805 g = 0.4 g mL
Ha""o (en%i)ien$o $eo(ico greactivo ∗1 mol reactivo 72.11 greactivo 0.4
∗1 mol producto
1 mol reactivo 1 mol producto
∗252.23 g producto =1.39
Ha""o 0o(cen$ae %e (en%i)ien$o de rendimiento =
experimental ∗100 teorico Imagen 6. $enaldeído + ,4*
Rendimiento=
0.22 g 1.39 g
∗100=15.8
,.Reacción %e Canni++a(o: Reac$i2o Co)0!e$o
Co"o(
3en+a"%e*9%o
:ncoloro
So"!ción %e
:ncoloro
De0!4 )e+c"a( a/i$a( >eacción exot%rmica con un precipitado blanco y duro
Imagen 7.8recipitado ormado en la reacción de aniaro
Ca"c!"o %e" (en%i)ien$o:
0o(cen$ae
%e
Ve($i)ien$o %e "a )e+c"a en a/!a 8inco"o(a con HC"8inco"o(o ! 0o$e(io( en#(ia)ien$o P(o%!c$o Li6!i%o
P(eci0i$a%o
Peo %e" 0(eci0i$a%o ob$eni%o
:ncoloro
9lanco opaco
"*1! gr
!abla #. "esultados obtenidos en la reacción de anniaro
Ecuación #. "eacción de aniaro
;egn la este'uiometria de la reacción el reactivo limitante es la etilmetilcetona, por lo tanto se realiza el procedimiento adecuado para el c&lculo del porcenta$e de rendimiento*
(
0,5 m Letilmetilcetona∗
0,805 g 1 mL
¿ 0,40 g etilmetilcetona
3espu%s0
)
0,40 greactivo
(
(
1 mol reactivo 72,11 greactivo
252,06 g producto 1 mol producto
)(
1 mol producto 1 mo l reactivo
)
Ca"c!"o %e" 0o(cen$ae %e (en%i)ien$o:
)
=1,40 g producto
@<6
2
+eniendo ya el porcenta$e teorico del producto se procede a calcular el porcenta$e de rendimiento de la pr&ctica teniendo en cuenta 'ue se obtuvieron "*1!g de precipitado0
Ecuación %. 8rueba de yodoormo
%rendimiento =
valor experimental ∗100 valor teórico
%rendimiento=
0,53 g 1,40 g
-asar los m/ utilizados en el experimento a gramos
E$i")e$i"ce$ona
∗100
0.5 mL∗0.805
%rendimiento =37,8
Yo%o en o%!(o %e 0o$aio
-. P(!eba %e o%o#o()o: Reac$i2o Co)0!e$o
Co"o(
2.0 mL∗4.93
Me+c"a %e !$ancia
:ncolor /a mezcla A/!a o de una %e$i"a%a E$i")e$i"ce$on :ncolor sustancia o a color ?arrón Yo%o marrón Ca"en$a)ien$o ; -= /o$a %e *i%(ó>i%o %e 0o$aio8inco"o(o P(o%!c$o
Li6!i%o
P(eci0i$a%o
:ncoloro
8marrillo p&lido
gr =0.4 gr mL
Peo %e" 0(eci0i$a% o ob$eni%o
"*41 gr
!abla %. "esultados obtenidos en la prueba de yodoormo
gr =9.86 gr mL
Hi%(ó>i%o %e 0o$aio 2.0 mL∗2.04
gr = 4.08 gr mL
Ha""o (en%i)ien$o $eo(ico O∗1 molC 4 H 8 O 72.11 g
∗1 molcet . alifatica
1 moldeC 4 H 8 O
RT = 0.4 gr C 4 H 8
1 mol cet . alifatica 1 mol HC I 3
∗
Ha""o 0o(cen$ae %e (en%i)ien$o %rendimiento=
%r=
0.45 gr 2.18 gr
valor experimental ∗100 valor teórico
∗100
%r= 20.64
Es por ello 'ue los aldehídos presentas una gran cantidad de reacciones las cuales se plasman en la siguiente tabla0
ANALISIS Y DISCUSI?N: /os aldehídos y las cetonas son compuestos org&nicos 'ue contienen el grupo acilo o tambi%n llamado el grupo carbonilo en su estructura, ya sea 'ue este adherido a un carbono terminal como en el caso de los aldehídos o a otra cadena carbonada en el caso de las cetonas*
Imagen 9. :rupo carbonilo
Imagen ;.5ldeido
reactivos, una de las causas de ello es el enlace doble polar 'ue tiene su grupo carbonilo el cual no presenta impedimento est%rico produciendo 'ue así el compuesto pueda ser atacado nucleofilicamenete adem&s de ello las presencia de este doble enlace tambi%n polariza el enlace 6 causando así 'ue los 6 puedan se desprendidos del compuesto en forma de protones lo cual facilitaría una reacción acidobase
REACCIONES DE LOS ALDEHIDOS Y CETONAS Re%!cción: Lo a"%e*9%o e (e%!cen a a"co*o"e 0(i)a(io "a ce$ona a a"co*o"e ec!n%a(io c!an%o e "e a%iciona *i%(ó/eno /aeoo en 0(eencia %e !n ca$a"i+a%o( co)o Ni o P$5 en e$a (eacción e" *i%(ó/eno e %iocia e a%*ie(e a" ca(bono a" o>9/eno %e" /(!0o ca(boni"o #o()an%o a9 e" /(!0o *i%(o>i"o ca(ac$e(9$ico %e "o a"co*o"e
Imagen 1<.
/as propiedades de los aldehídos se debe principalmente a su grupo funcional el cual causa 'ue estos sean compuestos altamente
O>i%ación:
Lo a"%e*9%o e o>i%an #@ci")en$e a @ci%o ca(bo>9"ico )ien$(a 6!e en "a ce$ona e$e 0(oceo e ""e2a a cabo bao con%icione )! e2e(a 0!e e$a on )! (ei$en$e a "a acción %e "o a/en$e o>i%an$e. Lo a/en$e o>i%an$e )@ !$i"i+a%o on e" < &C( &O en H&SO e" 0e()an/ana$o %e 0o$aio 8
En esta reacción se forma un diol geminal, y ocurre tanto en medio &cido como en medio b&sico de diferentes formas*
Me%io b@ico:
Mecani)o:
HCl
A%ición %e a"co*o"e: Esta reacción permite la formación de acetales gracias a la adición nucleofílica del alcohol al grupo carbonilo para formar hemiacetales o hemicetales 'ue al seguir con la reacción llevaría a acetales o cetales*
HCl
HCl
Me%io @ci%o:
Mecani)o:
Hi%(a$ación:
'o()ación %e Cian*i%(ina: Lo a"%e*9%o ce$ona (eaccionan con cian!(o %e *i%(o/eno #o()an "a cian*i%(ina 8*o%(i>ini$(i"o
etona
8ldehído ianhídrina
Reacción con a)ina 0(i)a(ia:
/os aldehídos y cetonas reaccionan con aminas primarias para producir una amina secundaria*
Reac$i2o %e G(i/na(%: Este reactivo reacciona con las sustancias 'ue presentan el grupo carbonilo y produce alcoholes por adición nucleofílica*
!abla 6. 8rincipales reacciones de los aldeídos y las cetonas
An e$emplo de las reacciones de los aldehídos y las cetonas es la reducción (hidratación) pues estos se reducen f&cilmente a alcoholes
primarios y secundarios, respectivamente* -ara ello se emplean diversos m%todos y agentes reductores, siendo los hidruros met&licos utilizados con mayor frecuencia, /os hidruros m&s utilizados para reducir compuestos carbonilos son el hidruro de litio y aluminio (/i8l6 !) y el borohidruro de sodio (a96 4)* 3onde la polarización de estas mol%culas $uega un papel importante, puesto 'ue el enlace metalhidruro esta polarizado (el 6 tiene densidad de carga negativa y el metal densidad de carga positiva), por lo 'ue la reacción ocurre por medio de un ata'ue nucleofílico del hidruro al carbón carbonílico* El producto inicial es un alcoxido, pero al estar en una solución acido forma un alcohol* -or otro lado se encuentra la reacción de oxidación, donde se encuentra 'ue los aldehídos se oxidan m&s f&cilmente 'ue las cetonas, generando un &cido con el mismo nmero de &tomos de carbono* -ara ello, se utilizan agentes oxidantes y los utilizados con mayor frecuencia son el permanganato de potasio (@?n<4), el trióxido de cromo (r< !), el óxido de plata (8g 2<) y algunos peracidos como el &cido meta cloroperbenzoico (m-98)* 8demas de ello en esta practica realizamos un serie de experimeto 'ue claramente son reacciones de aldehidos y cetones estos son0
1.Reacción con bi!"#i$o %e o%io: la cual se dio gracias a la mezcla entre una solucion saturada de bisulfito de sodio con pentanal cuya ecuacion 'uimica es la siguiente0
+
Ecuación 6. "eacción con bisulfto de sodio
Mecani)o:
En el primer paso el oxigeno del bisulfito de sodio ataca al carbono mediante una adición nucleofílica, esto provoca 'ue el doble enlace B< del pentanal migre y el oxigeno 'uede con una carga negativa hacia la cual se localizar& el catión sodio debido a 'ue este presenta una carga positiva* a <
<
6! (6 2 ) ! < ; <6 6
=
6
<6
En el segundo paso el agua del medio se disocia en iones 6 = y <6, el oxigeno de carga negativa
enlazado al carbono y con intereacción iónica con el sodio, ataca el ión 6= del agua mientras 'ue el ión <6 ataca el hidrogeno del grupo hidroxilo enlazado con el atomo de azufre, de$ando a este oxígeno con una carga negativa la cual atraer& al catión sodio*
El compuesto resultante de est& reacción es un compuesto soluble en agua, pero no en la solución de bisulfito de sodio la cual al estar saturada hace 'ue el compuesto carbonílico resultante se precipite en cristales pues a'uí se cumple la famosa regla Clo seme$ante disuelve a lo seme$anteD y al esta este compuesto organico (apolar) en contacto con el agua (polar) produce una mezcla de dos fases en la cual el precipitado se ubica en el fondo del tubo de ensayo faciliando su sepracion mediante la de una filtración al vacío* Est& reacción con una solución saturada de bisulfito de sodio ocurre con cual'uier aldehido, sin embargo con las cetonas solo ocurre con el metilcetona y algunas cetonas ciclicas, esto se debe a 'ue la cadena carbonada m&s larga crea un impedimento est%rico para la adición bisulfílica propia de esta reacción*
&. 'o()acion %e #eni"*i%(a+ona: ;e realizó al adicionar 2,4 3initrofenilhidracina (356) a un aldehído, en este caso al pentanal, donde la reacción 'ue tuvo lugar fue0 < 6! (62 ) ! 6
hidrogeno del medio acuoso, a la vez 'ue un ion hidroxilo del mismo atrae un hidrogeno del catión nitrógeno* Este paso se realiza tan r&pidamente, 'ue no es considerado un estado de transición*
6
=
6
6
< 2
-entanal
<6
< 2 2,4356
=
6! (6 2) ! 6
6
6 6 6! (62 ) ! 6 4 46
4< 2
=
Ecuación 7. )ormación de enilidraona. on aldeído .
El mecanismo de la reacción ocurrida fue el siguiente0 < 6! (6 2 ) ! 6
6
=
6
4 46
<2
62<
4<2 2 , 4 3 i n i t ro f e n i lh i d r a z o n a d e l p e n t a n a l
4< 2
En el siguiente paso de esta reacción, es atraído nuevamente un protón del medio acuso en este caso por el hidroxilo formado* 6 <
= 6
6! (6 2) ! 6 6 4 46
<
El compuesto generado sufre repulsiones de cargas, principalmente en el enlace carbonooxigeno puesto 'ue este se ha transformado en una mol%cula de agua, lo cual genera su salida y tambi%n salida del ultimo hidrogeno enlazado al nitrógeno 'ue realizo el ata'ue nucleofílico esto se debe a 'ue la naturaleza del nitrógeno es tener disponibles un par de electrones libres*
=
6! (62 ) ! 6
6
=
6 4 46 6
4< 2 4< 2
4<2
:nicialmente el nitrógeno de la 2,4 356 realiza un ata'ue nucleofílico al carbono del grupo carbonilo del pentanal a trav%s de su par de electrones libres, logrando una adición nucleofílica, 'ue conlleva al oxigeno del este grupo a retirar un par de electrones de su doble enlace, transform&ndose en un anión*
< 2
4<2
<6
4< 2
=
6! (62) ! 6 4 46
4< 2 4< 2
/uego de la adición de la 2,4 356, el anión oxigeno extrae un protón de
62<
5inalmente, la mol%cula se estabiliza y se produce 2,4 . dinitrofenilhidrazona y agua, donde por sus propiedades fisico'uímicas de polaridad y densidad forman dos fases* /a hidrazona generada es un aceite a temperatura ambiente 'ue se torna amarilla por la exposición al aire2* /a formación de fenilhidrazonas tambi%n se dio en la segunda reacción, 'ue ocurrió entre la etilmetilcetona y de nuevo la 2,4 dinitrofenilhidrazina* /a reacción est& dada por la ecuación0 < 6! 62 6!
< 6! 62
6!
6
=
6 6 6
< 2
=
<6
< 2
6
=
6
4 46
E t il m e t i l c e t o n a
4< 2
4< 2 2 , 4 3 5 6
6! 62
El carbono del grupo carbonilo sufrió un ata'ue nucleofílico de parte del par de electrones libres presentes en el nitrógeno de la 2,4356, lo cual generó su adición a este* >azón por la cual, el doble enlace presente entre este carbono y el oxígeno se convirtió en simple y los electrones fueron desplazados hacia el oxígeno, convirti%ndolo en un anión*
=
6!
4 46
6 2<
4< 2 4< 2
El oxígeno iónico se protona al atraer un catión hidrogeno del medio acuoso y al mismo tiempo un ion hidroxilo extrae un hidrogeno del nitrógeno, y ocurre un rompimiento heterolítico en el cual los pares de electrones se dirigen hacia el nitrógeno por ser el &tomo mas electronegativo*
Ecuación 7 )ormación de enilidraona. on etona
El mecanismo de la reacción ocurrida fue el siguiente0 < 6! 62 6!
=
6
< 2 < 2
1
8*E 5erao, omenclatura de 'uímica org&nica, :ngramur,
universidad de ?urcia,.77!* -- !!F
2
=
6! 62 6!
6
6 6
6 6
<6
https0GGHHH*rsc*orgG?ercI
:ndexGmonographGmono.1""""4"4Gphenylhydrazine
< 2 < 2
En el siguiente paso se realiza la protonación del ion hidroxilo, generando una mol%cula de agua*
6
<
= 6
6! 62 6! 6 4 46
Ecuación 9. "eacción de aniaro
4< 2 4<2
/uego, se origina tanto la salida de la mol%cula del agua ocasionada por la repulsión de cargas electrónicas, como la del hidrogeno enlazado al nitrógeno ( la causa se ha descrito en el anterior mecanismo )* 6! 62
=
6!
4 46
62<
4< 2 4<2
Esta migración paralela genera un doble enlace entre el nitrógeno y el carbono, donde la fuente de electrones resulto del rompimiento heterolítico del enlace hidrogeno nitrógeno* ;e obtiene finalmente 2,4 dinitrofenilhidrazona de etilmetilcetona y agua*
,.Reacción
%e
Canni+a((o:
/a reacción de annizzaro es realizada con el ob$etivo de transformar aldehídos en &cidos carboxílicos por medio de una base fuerte, en la reacción ocurrida en la pr&ctica se obtuvieron dos &cidos carboxílicos, el &cido benzoico y el &cido bencílico gracias a la reaccion del benzaldehído con @<6*
El mecanismo de reacción es el siguiente0 <
=
6
=
@
<6
En el primer paso del mecanismo el ión <6 del @<6 realiza un ata'ue al carbono del grupo carbonílo presente en el benzaldehido, haciendo migrar el doble enlace d carbonooxígeno provocando así una carga negativa en el oxígeno*
<
6
<6
<6
-ara el segundo paso otro :ón <6 del medio ataca al hidrogeno del grupo hidroxilo enlazado al carbono, generando así agua y una carga negativa en el oxígeno de este grupo hidroxilo*
<
6 <
<
=
6
En el tercer paso otra molecula de benzaldehido llega y el carbono del grupo carbonilo de %sta ataca al hidrogeno del compuesto 'ue ya se tenía, provocando así 'ue se genere un doble enlace entre el carbono del anterior compuesto con uno de sus oxígenos con carga negativa , y 'ue el doble enlace de carbono oxígeno del benzaldehído migre hacía el hidrogeno 'ue se adhirío, generando una carga negativa en este oxígeno* abe resaltar 'ue este es un estado intermediaro, puesto 'ue no es una molecula aislable*
<
<
<
=
= 6 6 = <6
6
=
@
En el paso 4 el agua disociada en el medio y in :ón @ = entran en la reacción, el oxígeno con carga negativa del primer compuesto ataca al :ón de potasio mientras 'ue el del segundo compuesto ataca el hidrogeno disociado del agua en el medio* =
< @
<6
<
6
=
6l
6
-ara el paso 1, despu%s de haber filtrado se le agregó 6l para completar así la reacción, en la cual el oxigeno con carga negativa del
primer compuesto ataca al hidrógeno el 6l, provocando así 'ue el :ón @ = de enlaze :onicamente con el l 'ue se forma al romper su enlace con el hidrógeno* <6
<6
<
6
=
6
=
@ l
Ana de las reacciones caracteristicas de las cetonas es la reaccion del haloformo la cual se caracteriza por presentarse entre una cetona con un grupo metilo en posicion y un halogeno el cual puede ser l,9r o : en presencia de una base para asi dar lugar a la formacion de un compuesto conocido como haloformo 'ue no es mas 'ue una sustancia compuesta por un halogeno y un 6 cuya estructura es 6J ! donde J puede ser cual'uiera de los halogenos mencionados anteriormente un claro e$emplo de haloformo son el loroformo (6l!),Kodoformo (6: !) o 9romoformo (69r !) En esta practica se llevo a cabo la formacion de yodoformo gracias a la reaccion de etilmetilcetona (cetona) con yodo en yoduro de potasio (halogeno) e hidroxido de potasio (base) la ecuacion de esta reaccion es0
Ecuación ;. 8rueba de yodoormo
El grupo metilo presente en la cetona se halogena completamente gracias a la accion del yodo, es decir, el yodo se adicona al del grupo metilo desplazando a los hidrogenos 'ue esta posee
-osteriormente el del grupo carbonilo es atacado por el <6 del hidroxido de potasio mediante un ata'ue nucleofilico rompiendo asi el enlace doble entre el y el <
/a adicion del <6 al causa 'ue el < nombrado anteriormente 'uede cargado negativamente y 'ue el : ! unido al se disioe y migre ad'uieriendo asi una carga negativa, al disociarse este compuesto del trae consigo la formacion de una acido carboxilico*
El acido carboxilico formando anteriormente hace le papel de electrofilo pues es desprotonado por el :! 'uien toma el papel de una nucleofilo pues presenta un par de electrones libres*
3espues de desprotonado el acido carboxilico el < ataca al a = trayendo consigo la formacion de carboxilato y yodoformo 'uien se presenta en forma de un precipitado amarillo
Esta reacciona es altamente utilizado en la identificacion de metilcetonas, ya 'ue, el oxigeno del grupo carbonilo drena los electrones del metilo ocasionando 'ue este se pueda halogenar tres veces a diferencia de los carbonos a su alrededor ademas de ello el yodo es un buen nucleófilo lo cual ayuda a 'ue se adiera al carbono de grupo metilo pues cuando el yodo reacciona con ella forma un precipitado amarrillo lo cual causa 'ue la prueba de yodo de positiva 8demas de ello la prueba de yodorformo no solo funciona con las
metilcetonas sino tambien con los alcoholes secundarios pues estos al oxidarse traen consigo la formacion de metilcetonas las cuales son la base de para la haloformacion esta reaccion no se cumple con los otros Ecuación 1<. 8rueba de yodoormo tipo de alcoholes debido a 'ue con alcooles y cetonas *Cuando un com'uesto contiene hidrogenos mas acidos +ue los de 8 parte de ello los aldehidos y las una (uncion metilcarbonilo, ha cetonas tambien se pueden obtener halogencion en esta 'osicion mediante diferente tipos de (racasa la 'rueba de odo(ormo , es compuesto y metodos (Es'uema .*) decir, al presentarse 6 acidos estos producen 'ue el halogeno (en este Metodos de caso el yodoroformo) se adiera a ello obtencion de los aldehidos y trayendo consigo una halogencaion cetonas mientra 'ue si el compuesto traba$a con un grupo metilo en posicion y en un ambiente basico estos forman Ozonólisi Hidrataci Oxidacio s on n acidos carboxilicos soltando un carbono y un hidrogeno los cuales atrapan al halogeno (yodo) formando Alquenos Alquinos Alcoholes asi una precipitado
Es/uema 1. M0todos de obtención en
8un'ue losdealdehídos y lasycetonas com=n los aldeídos cetonas
-oseen el mismo grupo funcional existen una cierta cantidad de m%todos 'ue solo sirven para obtener cetonas (Es'uema 2*) y otra para obtener aldehídos (Es'uema !*)*
3 /*< ;mith,;*M* ristol CNuímica
;intesis de friedel2crafs
>eaccion de nitilos con reactivos de Lrignard
loruros de acilos
>eactivo de Lrignard o mangasianos (>2?gJ)
Alcoholes secundari os
>everte (Oolumen .*)9arcelona (.7"),pp*4"
Es/uema 2. M0todos de obtención de
An claro e$emplo de la aplicación de estos metodos es la obtencion de etanal*
>edu ccion
loruros de acilos
3eshidroge nacion
6idrolisis
-erdida de hidroge nos
3ihaloge nuros gemi nales
8lcoholes primarios
Es/uema 3. M0todos de obtención de
An claro e$emplo de la aplicación de estos metodos es la obtencion de propanal*
CONCLUSIONES: /os aldehídos y cetonas son compuestos con bastantes similitudes, por esta razón son varias las reacciones en comn 'ue estos compuestos presentan*
/as principales reacciones principales 'ue le ocurren a los aldehídos y cetonas son de adición nucleofílica ya 'ue el doble enlace con el oxígeno tiene a ser eliminado por un compuesto nucleófilo* uando las cadenas de las cetonas son muy largas reacciones como la del bisulfito no ocurren* 3ebido a 'ue en la pr&ctica los aldehídos y cetonas utilizados no presentaba coloración se puede concluir 'ue la mayoría de estos compuestos son incoloros* /a prueba de yodoformo es una prueba utilizada para identificar a'uellas cetonas 'ue tengan un grupo metilo en su cadena carbonada pues estos poseen 6 'ue son f&cilmente atacados por una base en este caso el yodo* El grupo carbonilo de los aldehído y las cetona es el responsable del comportamiento de las mismas trayendo consigo 'ue estas sean compuesto muy utilizados en la síntesis org&nica* El doble enlace de grupo carbonilo es altamente polar razón por la cual favorece una adición nucleofílica y aumenta la capacidad de reactividad de las mismas*
3I3LIOGRA'IA:
•
•
•
•
•
•
•
http0GGHHH*fb'f*unt*edu*arGinstit utosG'uimicaorganicaGNuimica #2"obert ?* Liuliano Ceverte (Oolumen .*)9arcelona (.7"),pp*4" C3iccionario ciencias Editorial omplutense (Edición !),?adrid (2""")p* 1. >*+* ?orrison, >** 9oyd CNuímica ea cci#!#9!nSdelShaloformo http0GGorganica.*orgGlab2G7*ht mhttp0GGHHH*'uimicaorganica*o
•
•
•
•
rgGenolatosyenolesG24 reacciondelhaloformo yodoformo*html http0GGes*slideshare*netGvegabn erGlaboratorio" http0GGob$etos*univalle*edu*coGfil esG8ldehidosSyScetonasS>eac cionesSdeSadicionSnucleofilica *pdf 8*E 5erao, omenclatura de 'uímica org&nica, :ngramur, universidad de ?urcia,.77!* -- !!F https0GGHHH*rsc*orgG?ercI :ndexGmonographGmono.1"""" 4"4Gphenylhydrazine
ANEXOS: MECANISMOS DE REACCI?N
Reacción NB 1 7 Pen$a" con bi!"#i$o %e So%io =
a <
<
< 6! 62 62 62 6
=
=
; < a <6
<
<6
=
6
6! (6 2) ! < ; <6 6
<6
<
=
6! (6 2 ) ! < ; < a
=
62<
6
Reacción NB & Pen$a" con &5-7Dini$(o#eni"*i%(acina
< 6! (6 2) ! 6
=
<
6 6
4 46
6
=
6 4 46 6
4< 2
<
<6 =
6! (6 2) ! 6
4< 2
6
4< 2
=
6! (62 ) ! 6
<6
6
6 4 46
4< 2 4< 2
4< 2
= 6
6! (6 2 ) ! 6
6! (6 2) ! 6
6 4 46
4< 2
4 46
4< 2
4< 2
4< 2
Me$i"e$i"ce$ona con &5-7Dini$(o#eni"*i%(acina < 6! 62 6!
=
<
6 6
6
6! 62
< 2
<
<6
6!
6
=
6 6 6
<2
6
=
<6
< 2
< 2 < 2
< 2 <2
< 2
6! 62 6
6 6
6
6 6
= 6
6! 62 6!
=
6! 62 6!
64
6
< 2 < 2
Reacción NB , Reacción %e Canni++a(o <
< =
=
6
6 6 = <6
=
< @
<6
<
6
=
=
6
@
<
6 <
=
<
=
<
<6
<6
<
<
6
<6
@
6
=
6l
<6
<6
<
6
6
=
=
6
@ l
Reaccion NB P(!eba %e Yo%o#o()o
6! 62
<
6
:
< =
=
6
<6
@
6! 62
6 i d r o x id o d e ; o d io
6
=
< @
=
6
E t ó xid o d e ; o d i o
6! 62
6
K o d o fo r m o
6
:
:
? e t i le t i lc e t o n a
<
=
=
@
<6
=
< @
∆ 6! 62
=
6
∆
=
62<
:
:
6! 62
<
:
6
=
∆
=
: @
6 i d ro x i d o d e ; o d i o
6
6
6
? e t i le t i lc e t o n a
=
6! 62
<
:
6
=
=
@
<6
<@
∆ 6! 62
6
:
=
∆
=
62<
:
:
6! 62
6! 62
:
6
:
6
:
=
=
@
<6
<@
∆ 6! 62
:
:
=
∆
=
: @
6
=
<
<
:
=
62 <
=
∆ :
:
6! 62
<
:
:
:
=
∆
=
: @
K
=
O H
=
<
<@ : 6! 62
<6
:
:
∆
6! 62
<
6
=
:
:
<
: =
@
:
6! 62
=
< @
E t ó x id o d e ; o d io
=
6
: Kodoformo
: