Laboratorio IV Aldehídos y Cetonas
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7/25/2019 Laboratorio IV Aldehdos y Cetonas
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LABORATORIO IV ALDEHDOS Y CETONAS
Presentado por:
Felipe Garca
0531736
Diana Alexandra Gmez0532478
Robinonn !orale "ic#oria0622310
En la Asignatra$%abora#orio de &'mica or()nica (eneral
Do!ente
*aola +'er,o
"NIVERSIDAD DEL VALLEDEPARTA#ENTO DE IN$IENERIAS
CALI%&&'
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RESUMEN
En sta prctica de laboratorio, se manejaran caractersticas que rodean o que poseen los
aldehdos y las cetonas, las cuales s varan o saldrn a relucir al ponerlos a reaccionar
con compuestos que hacen evidente estas propiedades.
Los aldehdos y las cetonas contienen el grupo carbonilo, pero diferencindose por la
presencia de radicales, en el caso de las cetonas un el radical es un grupo alquilico o
arlico y en los aldehdos se encuentra el hidrgeno.
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INTRODUCCIN
Los aldehdos y cetonasse encuentran entre los compuestos de mayor importancia,tanto en bioqumica como en la industria qumica. En el laboratorio, los aldehdos
normalmente se elaboran por ruptura oidativa de alquenos, por oidacin de alcoholes
primarios o por reduccin parcial de cloruros de cidos o steres. Las cetonas se
producen de manera similar por ruptura oidativa de alquenos, por oidacin de
alcoholes secundarios, o por adicin de diorganocupratos a cloruros de cido.
La reaccin de adicin nucleoflicaes la reaccin ms importante de los aldehdos y
las cetonas, siendo posible elaborar una gran cantidad de productos por adicinnucleoflica. Las reacciones son aplicables a cetonas y aldehdos, pero en general estos
!ltimos son ms reactivos por ra"ones tanto estricas como electrnicas.
Los aldehdos y cetonas se encuentran entre los compuestos de ms importancia tanto
en la naturale"a como en la industria qumica. En la naturale"a, muchas de las
sustancias necesarias para los sistemas vivos son aldehdos y cetonas. En la industria
qumica se sinteti"an grandes cantidades de tales compuestos, que se usan como
solventes o como materias primas para una multitud de otros productos.
Los aldehdos son en general ms reactivos que las cetonas hacia la sustitucin
nucleoflica por ra"ones tanto estricas como electrnicas. #or ra"ones estricas, porquela presencia de dos sustituyentes relativamente grandes en las cetonas, contra un solo
sustituyente grande en los aldehdos, hace que los neutrfilos atacantes puedan
aproimarse con mayor facilidad a los aldehdos.
Electrnicamente, el mayor grado de polaridad del grupo carbonilo de los aldehdos los
hace ms reactivos que las cetonas.
En la adicin de bisulfito se forman sales cristalinas, a menudo se utili"a esta reaccin
para separar los aldehdos y las cetonas de otras sustancias$ con la ventaja de ser una
reaccin reversible, el aldehdo o la metil cetona pueden regenerarse despus de
efectuar la separacin, ya sea por medio de una adicin de un cido o de una base.
La reaccin del amoniaco con los aldehdos y cetonas establecen un equilibrio y genera
una imina cuando buscando estabili"arse pierde agua, esta propiedad es aprovechada
para identificar aldehdos y cetonas desconocidos, cuando se hacen reaccionar con
derivados del amoniaco y a los productos imincos formados se les puede determinar su
punto de fusin.
%ambin cuando un aldehdo sin hidrgenos en el carbono adyacente al grupo &'()
*como el ben"aldehdo+ se calienta en presencia de ion hidrido, ocurre una reaccin
de dismutacin en la cual se producen un equivalente de cido carbolico y un
equivalente de alcohol. Esto ocurre por adicin nucleoflica de ion hidrido al aldehdo
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para formar un intermediario tetradrico, que libera ion hidruro como grupo saliente. n
segundo equivalente de aldehdo acepte entonces el ion hidruro en otro paso de adicin
nucleoflica. El resultado neto es que una molcula de aldehdo eperimenta sustitucinaclica de hidruro por hidrido, de modo que se oida para convertirse en un cido,
mientras que una segunda molcula de aldehdo eperimenta una adicin de hidruro y,
por tanto, se reduce para convertirse en un alcohol.
#or ultimo podemos decir que gracias a sus ( situados en los carbonos vecinos al grupo
carbonilo son tambin reactivos ante sustancias nucleoflicas, lo que significa que son (
cargados positivamente *( cidos+ lo cual sirve para la identificacin o la diferenciacin
de los metilos y el etanal.
EXPERIMENT!
%ubo - /e pondr a reaccionar -mL de solucin saturada de 0a(/) 1con pentanal, se
agita esta me"cla y se pone en un ba2o de agua& hielo.
%ubo 34 /e toma -mL de la solucin 3, 5 6 dinitrofenilhidra"ina, luego se adicionan
7.8 mL de pentanal se agita esta me"cla y se pone en un ba2o de agua& hielo.
%ubo 39 /e toma -mL de la solucin 3, 5 6 dinitrofenilhidra"ina, luego se adicionan
7.8 mL de etilmetilcetona se agita esta me"cla y se pone en un ba2o de agua& hielo.
%ubo 1 /e le adicionan 7.8 mL de ben"aldehdo, posteriormente se le agregan 3.8 mL
de solucin alcohlica de hidrido de potasio al -7:, se agita, luego se filtran los
cristales, se adiciona en seguida 7.8 mL de ('l al -7:.
%ubo 5 /e adicionan -.7 mL de agua, luego se adiciona -7 gotas de etilmetilcetona y
3.7 mL de solucin de ioduro de potasio, luego se adiciona hidrido de potasio al -7:
y se calienta.
RESU!TDOS
Tu"o #$4l agitarse y colocarse en el ba2o de agua 6 hielo se empie"a a formar peque2os
grumos, transcurridos de ; minutos de estar en el ba2o de agua hielo, se forma el
producto.
Tu"o %$
4l agitarse presenta una separacin de fases, formando un precipitado.
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Tu"o %&$
4l agitarse se forma una cantidad mnima de precipitado, lo cual indica que hubo unareaccin formadora de hidro"ona.
Tu"o '$
'uando se comen" agitar fue liberando calor, lo que nos inca que es una reaccin
eotrmica$ pasados 5 minutos se solidifico. /e comen" a filtrar hasta sacar la sal,
luego se paso a otro tubo de ensayo en el cual se le fue adicionando agua destilada, se
agrego seguidamente ('l hasta que se formo grumos tomando la solucin un tono
turbio. Esta solucin se filtra nuevamente y se obtiene cido ben"oico, se calienta y
despus se pesa.
Tu"o ($
4l agitarse se forma unos peque2os grumos de color amarillo *yodoformo+ los cuales
se precipitan.
DISCUSIN DE RESU!TDOS
Tu"o #$
En este tubo se presento una reaccin de bisulfito de sodio, la cual se lleva a cabo con
aldehdos y con algunas cetonas. El mecanismo de la reaccin es la siguiente
#or lo cual el producto que se obtuvo fue
Esta reaccin se lleva a cabo con los aldehdos y algunas cetonas. La mayoria de los
aldehdos reacciona con un equivalente de bisulfito de sodio formando el producto de
adicin en un rendimiento de
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electrnicas. #or ra"ones estricas, porque la presencia de dos sustituyentes-
relativamente grandes en las cetonas, contra un solo sustituyente grande en los
aldehdos, hace que los neutrfilos atacantes puedan aproimarse con mayor facilidad alos aldehdos. Electrnicamente, el mayor grado de polaridad del grupo carbonilo de los
aldehdos los hace ms reactivos que las cetonas.
Tu"o % ) %&$
En estos dos tubos se present una reaccin de dicin Nucleoflica de *inas, lascuales tienden a laformacin de Iminas y Enaminas.
Las aminas primarias, >0(3, eperimentan adicin a los aldehdos y las cetonas para
producir i*inas, R%C+NR. Las aminas secundarias hacen lo mismo para producir
ena*inas*-eno? -amina$ amina insaturada+.
El siguiente cuadro es el Mecanismo de la formacin de imina (o derivado) por la
reaccin de una cetona o un aldehdo con compuestos derivados del amoniaco2.
[email protected]'apitulosAcapitulo-%$ @.C., '>4D0E$L.E., umica )rgnica, =F ed .GcHraB&(ill, Geico, -==8, 17;p
http://www.quimicaorganica/estereacetato.comhttp://www.quimicaorganica/estereacetato.comhttp://www.quimicaorganica/estereacetato.com -
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El ataque nucleoflico auna cetona o un aldehdo
por el par electrnico deuna amina forma un
intermediario tetradrico
dipolar.
Luego se transfiere un
protn del nitrgeno al
ogeno, lo que produce
una carbinolaminaneutra.
El catali"ador cido
protona el ogeno del
hidroilo
el electrnico no
compartido del nitrgenolibera agua, formando un
ion iminio
La prdida de (?del
nitrgeno genera la
imina *en el caso de ser
amina+ como producto
final
El ,ru-o . -uede ser$
H I (, *0(3&(+4moniaco
H I &)(, *0(3&)(+
(idroilamina
H I &0(3, *0(3&0(3+
(idracina
H I >, *0(3&>+
4mina primaria
H I &0('J(8*0(3&0('J(8+
Kenilhidra"ina
H I &0(')0(3
*0(3&0(')0(3+
/emicarba"ida
El -roducto finalresulta ser$
Imina
Oxima
Hidraona
Imina
!enilhidraona
"emicar#aona
#or lo tanto en el tubo 34 obtuvimos lo siguiente
en el tubo 39 se obtuvo
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Tu"o '$
'uando un aldehdo sin hidrgenos en el carbono adyacente al grupo &'() *como elben"aldehdo+ se calienta en presencia de ion hidrido, ocurre una reaccin de
dismutacin en la cual se producen un equivalente de cido carbolico y un equivalente
de alcohol, esta reaccin se conoce con el nombre reaccin de $anniaro.
La reaccin de 'anni""aro ocurre por adicin nucleoflica de ion hidrido al aldehdo
para formar un intermediario tetradrico, que libera ion hidruro como grupo saliente. n
segundo equivalente de aldehdo acepte entonces el ion hidruro en otro paso de adicin
nucleoflica. El resultado neto es que una molcula de aldehdo eperimenta sustitucin
aclica de hidruro por hidrido, de modo que se oida para convertirse en un cido,
mientras que una segunda molcula de aldehdo eperimenta una adicin de hidruro y,
por tanto, se reduce para convertirse en un alcohol.1
/eg!n esto en el tubo tres se obtuvo lo siguiente.
[email protected]'apitulosAcapitulo-
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Tu"o ($
En este tubo se presento la reaccin del yodoformo, la cual es una prueba que se utili"a
para la identificacin de las metilcetonas y el etanal$ consiste en hacer reaccionar estos
compuestos con ioduro de potasio en un medio bsico, producindose tres yodaciones
sucesivas de ( y luego una ruptura para finalmente desprender yodoformo que se
separa como un precipitado amarillo de olor caracterstico, dando positivo a la prueba. 5
5
4>'E/D) H4>'D4 >. 4DLD0) 494@ L. >9E0 M4#4%4#. (acia la umica 3. -F ed. %emis. 9ogota&'olombia, -=;8, 1;=&1=1p
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CUESTIONRIO
1. La reaccin de bisulfito es general para todo los aldehdos y cetonas?
R/0La reaccin de bisulfito se lleva a cabo con los aldehdos y con algunas cetonas.La mayora de los aldehdos reaccionan con un equivalente de bisulfito de sodio
formando el producto de adicin en un rendimiento de
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3. scriba las principales reacciones de aldehdos y cetonas.R/0
Reacti1idad Relati1a de ldehdos ) Cetonas/23
Los aldehdos son en general ms reactivos que las cetonas hacia la sustitucin
nucleoflica por ra"ones tanto estricas como electrnicas. #or ra"ones estricas, porque
la presencia de dos sustituyentes relativamente grandes en las cetonas, contra un solo
sustituyente grande en los aldehdos, hace que los neutrfilos atacantes puedan
aproimarse con mayor facilidad a los aldehdos. Electrnicamente, el mayor grado de
polaridad del grupo carbonilo de los aldehdos los hace ms reactivos que las cetonas.
RESUMEN DE RECCIONES DE DICIN NUC!EO45!IC
%E&$$IO'E" EEM*O"
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-.& 4dicin de hidruro >educcin
3.& 4dicin de reactivo de Hrignard
1.& 4dicin de ('0 'ianohidrinas
5.& 4dicin de aminas primarias Dminas
I*inas#or ejemplo
*a+ 'on hidroilamina 0(3&)(
se obtiene $ O6i*as, >3'I0)(
*b+ 'on hidra"ina, 0(3&0(')0(3se obtiene$ se*icar"a7onas,>3'I0&0(')0(3
*c+ 3,5&dinitrofenilhidra"ina, 0(30(&'J(5*0)3+3
se obtiene la 3,5&dinitrofenilhidra"onas,
>3'I00(&'J(5*0)3+3
&utanona I*ina de&utanona
Ciclohe6anona O6i*a deCiclohe6anona
&en7aldehdo Se*icar"a7ona de "en7aldehdo
8.&
4dicin de aminas secundarias
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Enaminas
J.& >eaccin de Nolff&Oishner
aney
-7.& 4dicin de iluros de fsforo
>eaccin de Nittig
!. Cuales son los agentes reductores y o"idantes utili#ados con mayor frecuenciaen las reacciones de aldehdos y cetonas?
R/0 O6idacin de ldehdos ) Cetonas/8
Los aldehdos son rpidamente oidados para producir cidos carbolicos, pero las
cetonas no son reactivas hacia la oidacin ecepto en condiciones muy vigorosas. Esta
diferencia de comportamiento es consecuencia de las diferencias estructurales entre los
;4>'E/D) H4>'D4 >. 4DLD0) 494@ L. >9E0 M4#4%4#. (acia la umica 3. -F ed. %emis. 9ogota&
'olombia, -=;8, 1;=&[email protected]'apitulosAcapitulo-
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dos grupos funcionales Los aldehdos tienen un protn &'() que puede ser etrado
con facilidad durante la oidacin, pero no as las cetonas.
Guchos agentes oidantes convierten aldehdos en cidos carbolicos, entre ellos elcido ntrico caliente y el permanganato de potasio, pero el reactivo de Cones, 'r)1en
cido sulf!rico acuoso, es una eleccin ms com!n a la peque2a escala del laboratorio.
Las oidaciones de Cones ocurren con rapide" a temperatura ambiente y tienen buenos
rendimientos de productos.
9e-tanal :cido he-tanoico ;8
n inconveniente de la oidacin de Cones es que las condiciones en que se reali"a son
cidas, y las molculas sensibles pueden eperimentar descomposicin catali"ada por
cido. 'uando eiste esta posibilidad de descomposicin, con frecuencia las
oidaciones de aldehdos se reali"an usando una solucin diluida de ido de plata,
4g3), en amoniaco acuoso. *>eactivo de %ollens+
&en7aldehdo :cido "en7oicoLas cetonas son inertes a la mayora de los agentes oidantes comunes, pero
eperimentan con lentitud una reaccin de ruptura cuando se tratan con OGn)5alcalino
caliente. El enlace carbono&carbono primo al grupo carbonilo se rompe, y se
producen fragmentos de cidos carbolicos. La reaccin slo es !til para cetonas
simtricas como cicloheanona, puesto que a partir de cetonas no simtricas se forman
me"clas de productos.
Ciclohe6anona :cido he6anodioico ;3?=>
Reacciones de Reduccin?
La reaccin de @olff 2 Aishnerfrecuentemente se reali"a a 357P' en dietilenglicol aebullicin como solvente, pero una modificacin en la cual se usa dimetilsulfido
como solvente permite que el proceso ocurra a temperatura cercana a la ambiental.
=4>'E/D) H4>'D4 >. 4DLD0) 494@ L. >9E0 M4#4%4#. (acia la umica 3. -F ed. %emis. 9ogota&
'olombia, -=;8, 1;=&[email protected]'apitulosAcapitulo-
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La reaccin de la cetona o el aldehdo con la
hidra"ina produce una hidra"ona en la forma
normal.
La base etrae uno de los protones dbilmente
cidos del &0(3, produciendo un anin
hidra"ona. Este anin tiene una forma de
resonancia allica que coloca la carga negativa
en el carbono y el doble enlace entre los
nitrgenos.
La protonacin del anin hidra"ona se reali"a en
el carbono y produce un intermediario neutro.
Entonces la prdida del nitrgeno inducida por
la base produce un carbanin, que se protona
para formar un alcano neutro como producto.
Ejemplo
Ciclo-ro-ano Metilciclo-ro-anocar"aldehdo ;3%=>
Reduccin de Cle**ensen$
4dems de la reaccin de Nolff&Oishner, eiste un segundo proceso, llamado reduccin
de 'lemmensen, que tambin reali"a la conversin de cetonas o aldehdos a los alcanos
correspondientes. La reduccin de 'lemmensen, cuyo mecanismo es complejo y no se
comprende del todo, implica el tratamiento del compuesto carbonlico con amalgama de
cinc, Mn*(g+ y ('l acuoso concentrado. Esta reaccin se usa principalmente cuando la
cetona o el aldehdo iniciales son sensibles a las condiciones fuertemente bsicas que se
requieren para la reduccin de Nolff&Oisner.
Una cetona Un he*iacetal Un acetal
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$. Cuales son los m%todos m&s empleados en la industria para obtener
etanal?
R/0 El principio de la oidacin parcial de etileno para la obtencin de acetaldehdo,etendida actualmente en todo el mundo, resulta de la observacin hecha por K.'.
#hillips, ya en -;=5, de que las sales de platino, en reaccin estequiomtrica,
oidaban selectivamente al etileno, dando acetaldehdo con simultnea reduccin a
platino metlico. #ero slo el descubrimiento reali"ado por NacQer de un proceso
cataltico con ayuda de un sistema redo fue decisivo para el desarrollo de la
tecnologa adecuada por NacQer (oechst, que ha permitido su aplicacin industrial
en gran escala. El catali"ador es un sistema de dos componentes, que consta de
#d'D3y 'u'D3. En el #d'D3reside la propia funcin cataltica, que tiene lugar por la
formacin de un complejo con el etileno y un cambio de ligandos.
Reali7acin del -roceso#B
La obtencin industrial en gran escala de acetaldehdo tiene lugar en un sistema de dos
fases, es decir, gasAlquido. Los reactivos gaseosos, etileno, aire o ) 3reacciona con la
disolucin clorhdrica acuosa de los catali"adores en un reactor de columna de
insuflacin construido con titanio o revestido de cermica.
/e han desarrollado simultneamente dos variantes de su funcionamiento
-. El proceso en una etapa en el que, en el mismo reactor, se produce simultneamente
la reaccin y regeneracin. 'omo oidante se emplea )3.
3. El proceso en dos etapas, en el cual reaccin y regeneracin se reali"an en dos
reactores separados. En este caso se puede utili"ar como oidante aire.
En el proceso de una etapa se insufla el etileno y )3a 1 bar y -37&-17P' a travs de la
disolucin de catali"ador. El etileno se transforma en un 18&58:. El calor desarrollado
en la reaccin se emplea para destilar el acetaldehdo, as tambin el agua de la
disolucin del catali"ador, que de nuevo se vuelve al reactor. @e esta forma se
introducen en el ciclo unos 3,8&1,7 m1de (17 por tonelada de acetaldehdo. #ara evitar
un aumento de gas inerte, que conducira a una prdida de etileno por epulsin, es por
lo que es necesario el empleo de )3puro y tambin etileno *del ==,=: en volumen+.
En el proceso de dos etapas se hace reaccionar el etileno con la disolucin cataltica a-78&--7P' y -7 bars hasta casi transformacin total. %ras la epansin y destilacin de
la me"cla acetaldehdoAagua, la disolucin cataltica se pasa al reactor de oidacin y a
-77P' y -7 bars se regenera con aire y, finalmente, se lleva de nuevo al reactor. 'on
esto se produce un consumo de )3producto del aire empleado y queda as un gas
residual con un elevado contenido de 03que se puede recuperar para su empleo como
gas inerte. Krente a las ventajas de transformacin completa del etileno empleado y de
utili"ar aire, se tiene el inconveniente de inversiones elevadas para el sistema de doble
reactor con empleo de altas presiones y trasvasado de catali"ador.
-7
BBB.iodc.unam.mAqo-Aa-.htm.
http://www.iodc.unam.mx/qo1/a1.htmhttp://www.iodc.unam.mx/qo1/a1.htmhttp://www.iodc.unam.mx/qo1/a1.htmhttp://www.iodc.unam.mx/qo1/a1.htm -
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En ambos procesos el aldehdo bruto acuoso se concentra y purifica por una destilacin
en dos etapas, que lo liberan de subproductos, como actico, aldehdo crotnico y
compuestos clorados. En ambos casos las selectividades son prcticamente iguales al=5:.
En -=
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Tu"o (
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CONC!USIONES
Las reacciones de los aldehdos y las cetonas hechas en la prctica son
caracteri"adas para identificarlos y corroborar con propiedades, ya que resaltan
como propiedad los colores que se observan para cada uno y dependiendo de este
se puede decir que tipo o que caracterstica tiene el aldehdo o cetona utili"ada y
anali"ada.
La reaccin con 3.5&dinitrofenilhidra"ona, sirve para identifica el grupo
carbonilo es decir que sirve para identificar cetonas y aldehdos,
En las reacciones de aldehdos y cetonas con OGn) 5y con los reactivos de
Kehling, %ollen y con 0itroprusiato de sodio A 0(1 son para evidenciar
cetonas o aldehdos dependiendo el caso, ya que estas reacciones se presentan
especficamente en uno de ellos o especficamente en compuestos que hacen
parte de alguno de los dos.
La reaccin con yodoformo es para identificar cetonas y aldehdos que
contengan el grupo es decir algunas cetonas y aldehdos pero no
todos.
'omo los compuestos de adicin de bisulfito son sales cristalinas, a menudo
se utili"a esta reaccin para separar los aldehdos y las cetonas de otras
sustancias.
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&I&!IO.R4I
@ta.utalca.clAqumicaAprofesoAastudilloA'apitulosAcapitulo-'E/D) H4>'D4 >. 4DLD0) 494@ L. >9E0 M4#4%4#.
(acia la umica 3. -F ed. %emis. 9ogota&'olombia, -=;8, 1;=&1=1
http://www.iodc.unam.mx/qo1/a1.htmhttp://www.iodc.unam.mx/qo1/a1.htm