EL GRUPO CARBONILO

La estructura del grupo funcional carbonilo es R---C_--

El grupo R puede tener una cadena de hidrocarburos lineal (grupo alquilo o un compuesto aromático (grupo arilo)

LOS ALDEHIDOS

El nombre de los aldehídos se deriva del nombre del alcano correspondiente, adicionando la terminación al e indicando la posición de los diversos sustituyentes que puede portar la cadena principal.

En los aldehídos el grupo carbonilo ocurre en un extremo de la cadena lo que conduce a la fórmula general

En las cetonas el grupo carbonilo se presenta en uno de los carbonos intermedios, por lo cual su fórmula general es :

Es destacar que en los aldehidos el grupo carbonilo está unido a un carbono y aun hidrógeno, en tanto que en las cetonas, lo está a dos carbonos. En el metanal o formaldehido, como caso excepcional, dicho grupo está unido a dos átomos de hidrógeno.

Metanal o formaldehido

El grupo carbonilo se halla en un alto número de compuestos orgánicos que se encuentran en la naturaleza, entre los cuales se incluyen proteínas, carbohidratos, ácidos nucleicos y grasas.

NOMENCLATURA DE LOS ALDEHIDOS:En el sistema IUPAC, el sufijo que

caracteriza los aldehídos es al, que sustituye la o final del nombre de los hidrocarburos de los que se derivan.

Hidrocarburos AldehídosCH3-CH3 EtanoCH3-CH2-CH3

Propano

Si el compuesto contiene sustituyentes o enlaces múltiples, su posición se indica por números, dando siempre el número 1 el correspondiente al carbono del grupo carbonilo así:

En la nomenclatura común , los aldehídos se nombran por medio de una raíz y el sufijo aldehído:

En la nomenclatura común se utilizan las letras griegas en vez de números para especificar las posiciones de los sustituyentes:

NOMENCLATURA DE LAS CETONAS

El sufijo característico de las cetonas es ONA . Como en ellas el grupo carbonilo puede presentarse en cualquier punto de la parte interna de la cadena, su posición se indica por un número que debe ser el menor posible.

La posición de los grupos sustituyentes y de los enlaces múltiples se indica igualmente por el número que le corresponde en la cadena.

Los nombres comunes de las cetonas se componen de los nombres de los grupos unidos al grupo carbonilo y la palabra cetona. Por ejemplo (entre paréntesis los nombres IUPAC):

Por lo demás la propanona o dimetilcetona, la más importante de la cetona, es mucho más conocida como acetona. Igualmente la metilfenilcetona y la difenilcetona se conocen como acetofenona y benzofenona, respectivamente.

PROPIEDADES FÍSICAS DE ALDEHIDOS Y CETONAS

Con la excepción del metanal o formaldehido, que es un gas, los aldehídos y las cetonas de bajo peso molecular son líquidos. Del C13 aproximadamente en adelante son sólidos.

Los puntos de ebullición de los aldehídos y las cetonas son menores que los de los alcoholes de igual número de carbonos, lo que no es de extrañar pues el grupo carbonilo no alcanzan hacer tan bajos.

Los aldehídos y cetonas son insolubles, con excepción de los compuestos de 4 o menos carbono que muestran una solubilidad apreciable.

Los aldehídos menores poseen olores penetrantes, pero a medida que se avanza en la serie, su olor se va haciendo más agradable. Algunas cetonas también presentan olores fragantes.

Esta propiedad hace que muchos aldehídos y cetonas se emplean en perfumería y como saborizantes en la industria alimenticia por Ej.

Reacciones de aldehidos y cetonasLa presencia del grupo carbonilo, tanto en

los aldehídos como en las cetonas, hace que las reacciones de estos dos tipos de compuestos sean muy similares. Sin embargo, los aldehídos exhiben una reactividad un poco mayor debido a la ubicación extrema del grupo carbonilo en ellos.

Reacciones de oxidación Los aldehídos son fácilmente oxidados, con

formación de los ácidos del mismo número de carbonos:

Las cetonas, por el contrario, son muy resistentes a la oxidación, y sólo la producen mediante la acción de agentes oxidantes fuertes como son las soluciones ácidas y calientes de permanganato de potasio.

La reacción conlleva la ruptura de la cadena carbonada, con la formación de dos ácidos:

Algunos ejemplos se dan a continuación:

Este diferente comportamiento de aldehídos y cetonas frente a la oxidación en la base de algunas pruebas de laboratorio que sirven para distinguir estos dos tipos de compuestos. En estas pruebas se utilizan agentes oxidantes suaves, por lo cual son positivas para aldehídos pero no para cetonas.

Prueba de Tollens El reactivo de Tollens, es esencialmente

una solución del nitrato de plata en hidróxido de amonio, de cuya mezcla se forma un ion conocido como diaminoplata Ag(NH3)2+. Este ion, por la acción del aldehído, se produce a plata metálica, la cual se deposita en las paredes del recipiente, a manera de un espejo de plata.

Dicha reacción puede representarse de la siguiente manera:

La prueba de Tollens es positiva (formación del espejo de plata) tanto para aldehídos alifáticos como para aromáticos. Las cetonas, según se indicó, dan su resultado negativo.

Prueba de FehlingEl reactivo de Fehling consta de dos

soluciones, una de sulfato de cobre(ll) y la otra de tartrato de sodio y potasio en un medio alcalino. Al mezclar estas dos soluciones, se forma un tartrato complejo que contiene el ion cobre (ll), de color azul intenso.

La adición del aldehído reduce el ion cobre (ll), formándose un precipitado de óxido de cobre (l), de color ladrillo:

La prueba de Benedict: El reactivo de Benedict es muy similar al de Fehling, diferenciándose únicamente en que tiene citrato en vez de tartrato. La reacción y los resultados son así mismo análogos a los de la prueba de Fehling.

Reacciones de ReducciónLos aldehídos pueden ser reducidos a

alcoholes primarios, y las cetonas a alcoholes secundarios. Esta transformación se realiza bien sea por hidrogenación catalítica (hidrogeno en presencia de catalizadores) o por agentes reductores como el hidruro de litio y aluminio, LiAlH4:

Obtención de aldehídos y cetonas: Uno de los métodos más fáciles para preparar aldehídos y cetonas en el laboratorio se basa en la oxidación de alcoholes primarios y secundarios, respectivamente.

La reacción se hace generalmente con oxígeno del aire, en presencia de un catalizador metálico como cobre o plata. Por ejemplo: