Este documento proporciona información sobre compuestos carbonílicos como aldehídos y cetonas. Describe sus propiedades físicas y de enlace, incluyendo la polarización del enlace C=O y su reactividad. También cubre sus principales reacciones como la adición nucleofílica, oxidación y reducción, así como ejemplos específicos como la adición de agua, alcohol, cianuro o reactivos de Grignard. Además, explica las diferencias entre la oxidación de aldehídos y cetonas.

1. Éteres, aminas, compuestos
carbonilicos

12. Compuestos carbonilicos

13. ALDEHÍDOS Y CETONAS
PROPIEDADES FÍSICAS Y DE ENLACE
La estructura electrónica del doble enlace C=O consta de un enlace s y otro p.
El enlace s se forma a partir de dos
orbitales atómicos híbridos sp2, uno
del carbono y otro del oxígeno, y el
orbital p mediante el solapamiento
lateral de los orbitales p paralelos
que no sufren hibridación.
La mayor electronegatividad del oxígeno provoca una polarización del enlace C=O que marca su reactividad.
Los ángulos y distancias de
enlace medidos
experimentalmente son
compatibles con una
hibridación sp2 de los
átomos que forman el
enlace C=O.
La forma resonante con
separación de cargas
explica la deficiencia
electrónica que el carbono
tiene en un enlace C=O.

14. Características Generales
• Son compuestos carbonílicos (contienen el grupo carbonilo
C=O), quien determina la química de estos compuestos.
• Tienen propiedades semejantes.
El grupo carbonilo
Aldehídos: contiene un H
Cetonas: contiene dos grupos orgánicos
Estas diferencias afectan sus propiedades químicas de dos formas:
1. Los aldehídos se oxidan con facilidad, mientras que las cetonas lo
hacen con dificultad.
2. Los aldehídos son más reactivos que las cetonas

15. Propiedades Físicas de Aldehídos y
Cetonas
• El metanal es gaseoso, los aldehídos hasta 12 C
son líquidos y los demás son sólidos.
• Las cetonas hasta 10 C son líquidas, las restantes
sólidas.
• Son menos densas que el agua.
• Los aldehídos inferiores poseen olores irritantes,
los siguientes son aromáticas y luego se vuelven
inodoras.
• Las cetonas inferiores tienen olor agradable y las
superiores tienen olor desagradable y finalmente
las más pesadas son inodoras.

16. Propiedades Físicas de Aldehídos y
Cetonas
• Grupo carbonilo polarizado, genera que sean sustancias
polares (incrementa las fuerzas de London dipolo
permanente- dipolo permanente)  posee puntos de
ebullición más elevados que los hidrocarburos de PM similar.
• No se unen intermolecularmente por puente de H  sus
puntos de ebullición son menores a los alcoholes, ácidos
carboxílicos y aminas.
• Aldehídos y cetonas inferiores son solubles en agua por
formación de puente de H (hasta los 5 C). Esta disminuye con
la longitud de la cadena carbonada. También son solubles en
disolventes orgánicos.

17. Propiedades Físicas
• Los puntos de ebullición de aldehídos y cetonas son
menores que los de los alcoholes, ácidos y aminas

18. La reacciones de los aldehídos y cetonas
son esencialmente de tres tipos:
Adición Nucleofílica
Oxidación
Reducción
Propiedades Químicas

19. Adición al doble enlace C=O
Sustitución del hidrógeno
del carbono α
Reducción – Oxidación del
enlace C=O

20. Propiedades Químicas de Aldehídos y
Cetonas
• El grupo carbonilo rige la química de los aldehídos
y cetonas de dos maneras:
a) Proporciona un sitio para la adición nucleofílica.
b) Aumenta la acidez de los H unidos al C .
 La reacción común de aldehídos y cetonas es la
adición nucleofílica.

21. Propiedades Químicas de Aldehídos y
Cetonas
• Los aldehídos sufren adición nucleofílica
con mayor facilidad que las cetonas. Esto se
debe a dos factores:
•Estéricos: donde el aldehído tiene un H, la
cetona tiene un grupo alquilo que es mas grande.
•Electrónico: el grupo alquilo libera e-, por lo que
debilita el estado de transición.

22. - ADICIÓN DE AGUA
Adición de agua en medio básico
En general estos
equilibrios están
desplazados hacia
el aldehído o cetona
de partida
El hidróxido, fuertemente nucleófilo, es capaz de atacar directamente al carbono carbonílico. De
todas formas, la relativa inestabilidad de los hidratos, hace que esta reacción no sea importante.
Adición de agua en médio ácido
El medio ácido provoca la protonación de algunas moléculas de aldehído o cetona. Estas moléculas
protonadas poseen mayor electrofilia y pueden ser atacadas por una molécula neutra de agua. Estos
equilibrios también están en general desplazados hacia la izquierda.

23. Adición de una molécula de alcohol: formación de hemiacetales
La reacción es análoga a la formación de hidratos, sólo que el atacante es el
oxígeno de una molécula de alcohol. Los hemiacetales ("mitad de un acetal") son
relativamente inestables y los equilibrios suelen estar desplazados hacia la
izquierda. Una excepción muy importante es la formación intramolecular de
hemiacetales a partir de azúcares.
•Adición de dos moléculas de alcohol: formación de acetales
Si hay suficiente cantidad de alcohol, la reacción prosigue hasta formarse un
acetal que ya es estable y puede aislarse sin ningún problema. De todas
formas, el proceso sigue siendo un equilibrio que es necesario desplazar hacia
el acetal retirando el agua a medida que se forma, por medio de un aparato
Dean-Stark o por la acción de un desecante.

24. anomeros
beta-fructosa

25. Adición de un mol de alcohol
AldehídosHemiacetal
Cetonas Hemicetal

26. Adición de exceso de alcohol y catalizador ácido, los
productos inestables o intermediarios forman productos
estables.
Aldehídos forman ACETALES
Cetonas forman CETALES

27. Otras reacciones de Adición
• Adición de cianuro: formación de
cianohidrinas.
• Adición de Reactivo de Grignard: obtención de
alcoholes.
• Adición de derivados del Nitrógeno: Amoniaco
y Aminas.

28. OXIDACIÓN DE ALDEHIDOS Y CETONAS
En los aldehídos y cetonas el
estado de oxidación formal
del carbono carbonílico es +1
y +2, respectivamente. En los
ácidos carboxílicos y sus
derivados es +3, lo que
significa que un aldehído o
cetona puede todavía
oxidarse, con el reactivo
apropiado, para dar un ácido
carboxílico o derivado.

29. •Oxidación de aldehídos
La oxidación de aldehídos es muy fácil y puede lograrse con reactivos de
oxidación muy suaves.
Si en una molécula compleja tienes una
función aldehído y no quieres que se
oxide, tendrás que protegerla antes.
El óxido de plata es un oxidante muy
suave que resulta selectivo de
aldehídos. No se oxidará ninguna otra
función, si existe en la molécula. Por
supuesto, oxidantes más fuertes como
el KMnO4, K2Cr2O7 también oxidarán los
aldehídos a ácidos carboxílicos.

30. Propiedades Químicas de
Aldehídos y Cetonas
• Oxidación de aldehídos: su propiedad química más
importante es su poder reductor, se oxidan
fácilmente a ácidos carboxílicos. Se usan oxidantes
suaves como el Reactivo de Tollens (Ag(NH3)2
+NO3
-
nitrato de diaminoargéntico, complejo de plata
amoniacal), Licor de Fheling (solución de sulfato
cúprico en tartrato de sodio) ó Reactivo de Benedict
(solución de sulfato cúprico en citrato de sodio).
También se pueden usar oxidantes como el
permanganato o el dicromato en medio ácido.

31. Oxidación de Aldehídos
• Con Reactivo de Tollens: el reactivo oxida al aldehído y se
reduce a sí mismo formando un espejo de plata.
 Con Licor de Fehling: desaparece el color intenso azul del
licor y precipita óxido cuproso rojo. Esta reacción se utiliza
para calcular el porcentaje de azúcar en solución.
Estas oxidaciones de aldehídos con Tollens o Fehling se usan además como métodos de
diferenciación de aldehídos y cetonas, ya que las cetonas no la producen.

32. Reacción de Fehling
El reactivo de Fehling consta de :
• -Fehling A: CuSO4 .5H20 disuelto en H2O
• -Fehling B: NaOH y tartrato Na-K disueltos en agua
Fundamento de la reacción:
En medio alcalino, el cobre procedente del CuSO4 se encuentra en forma de
hidróxido cúprico, y se forma la correspondiente sal Na2SO4. Cuando el
Cu(OH)2 (de color azul) se calienta en presencia de un compuesto
reductor se forma óxido cuproso (de color rojo ladrillo).
CuSO4 Cu(OH) (azul)
2 Cu O (rojo ladrillo)
2
NaOH
+Calor
+R
La sal de Saignette (TARTRATO DE
SODIO Y POTASIO) tiene por
finalidad mantener el catión Cu +2
en solución, debido a que en medio
básico precipita como hidróxido

33. •Oxidación de cetonas
Si la cetona no es cíclica, la
oxidación da lugar a una mezcla de
dos moléculas, lo que desde el
punto de vista preparativo puede
ser un inconveniente. La oxidación
de cetonas incluídas en un anillo
está exenta de ese inconveniente.
La oxidación de cetonas pasa
obligatoriamente por la ruptura de
un enlace C-C. Si es enérgica se
producen dos ácidos carboxílicos.
Si suave (oxidación de Baeyer-
Villiger), se produce un éster que,
una vez hidrolizado, da lugar a un
ácido y un alcohol.
Reactivos enérgicos: KMnO4,
K2Cr2O7
Reactivo suave: perácidos
carboxílicos.

34. Oxidación de Cetonas
Las cetonas no reaccionan con oxidantes suaves por ser malos agentes reductores. Pero
cuando reaccionan con oxidantes fuertes (permanganato o yodo en medio básico) y a
temperatura elevada, produce rotura de enlace C-C a ambos lados del grupo carbonilo.
Finalmente se obtiene una mezcla de ácidos.

35. Oxidación de Cetonas
• Prueba del yodoformo: solamente para
metilcetonas. Se produce una sustitución en
el C  y rotura del enlace C-C. Se lo utiliza
como método de identificación.

36. Diferencias entre Aldehídos y Cetonas
• Los aldehídos son buenos reductores, se oxidan
fácilmente. Presentan Fheling (+) y Tollens (+)
(reduce a estos reactivos). También presenta Shiff (+)
(colorea a este reactivo).
• Las cetonas son malas reductoras, se oxidan con
dificultad. Presenta Fheling y Tollens (-) cuando la
función cetona está sola. También presenta Shiff (-).

37. Ácidos carboxílicos

39. Los reactivos de Grignard son
compuestos organometálicos de
fórmula general R-Mg-X, donde R
es un resto orgánico (alquílico o
arílico) y X un halógeno. Los
reactivos de Grignard son unos de
los más importantes y versátiles
en química orgánica debido a su
rápida reacción con electrófilos,
como por ejemplo el grupo
carbonilo.
Reacciones de los compuestos carbonilicos con reactivos de Grignard

41. PCl5 (un cloruro de ácido del ácido fosfórico)
PCl3 (un cloruro de ácido del ácido fosforoso)
SOCl2 (un cloruro de ácido del ácido sulfuroso).