Cetonas

QUÍMICA ORGÁNICA
Dr. Ignacio Jessop R.

CONTENIDOS PROGRAMÁTICOS
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Fundamentos de Química Orgánica
Nomenclatura de compuestos orgánicos
Hidrocarburos simples: los alcanos
Estereoisomería
Perspectivas de las reacciones orgánicas
Hidrocarburos insaturados: alquenos y alquinos
Halogenuros de alquilo
Alcoholes
Éteres, tioles y súlfuros
Aldehídos y cetonas
Ácidoscarboxílicos y sus derivados
Enoles y enolatos

ALDEHÍDOS Y CETONAS

CONTENIDOS DE LA UNIDAD
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Introducción a los compuestos carbonílicos
Estructura del grupo carbonilo
Química del grupo carbonilo
Nomenclatura de aldehídos y cetonas
Propiedades de aldehídos y cetonas
Preparación de aldehídos y cetonas
Reacciones de aldehídos y cetonas: la adición
nucleofílica (AN).
Oxidación y reducción dealdehídos y cetonas

Los compuestos carbonílicos
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Los compuestos carbonílicos están en todas partes. La gran mayoría de las
sustancias biológicas contienen grupos carbonilo, al igual que los agentes
farmacéuticos y algunos alimentos.

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Por ejemplo, el ácido cítrico, que se encuentra en los limones y naranjas; o
el acetaminofeno, el ingrediente activo en muchos de los medicamentos
popularespara combatir el dolor de cabeza.

Los compuestos carbonílicos
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Los compuestos carbonílicos los podemos clasificar en dos categorías
según los tipos de reacciones que experimentan.

El -R’ y el -H no
pueden actuar
como grupos
salientes en las
reacciones de
sustitución
nucleofílica.

El –OH, el –X, el –
OR’ y el –NH2
pueden actuar como
grupos salientes en
reacciones de
sustitución
nucleofílicaEstructura del grupo carbonilo
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El doble enlace C-O de un grupo carbonilo es similar en varios aspectos al
enlace doble C-C de un alqueno:
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Tanto el C como el O tienen hibridación sp2. El orbital p del carbono no
hibridado forma el enlace π con un orbital p no hibridado del O.

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Al igual que los alquenos, los compuestos carbonílicos son planos
respecto al doble enlace y tienen ángulos deenlace de aproximadamente
120 °.

Estructura del grupo carbonilo
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Ahora bien, a diferencia del doble enlace el grupo carbonilo está
fuertemente polarizado debido a la alta electronegatividad del O en
relación con el C.

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El átomo de C porta una carga parcial positiva (y puede reaccionar con
nucleófilos), mientras que el átomo de O porta una carga parcial negativa
(y puede reaccionar conelectrófilos).

Química de los compuestos carbonílicos
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Los compuestos carbonílicos pueden reaccionar por cuatro mecanismos
generales: adición nucleofílica, sustitución nucleofílica en el grupo carbonilo,
sustitución en α y condensación del grupo carbonilo.
La adición nucleofílica es la reacción más común de aldehídos y cetonas.
Primero, el nucleófilo ataca al C electrofílico. Como el Nu- ocupa una parde
electrones propio para formar el enlace C-Nu, los electrones del doble enlace
C=O se mueven hacia el O (alcóxido). Posteriormente, el intermediario se
protona (gana H+) generando un alcohol.11

Química de los compuestos carbonílicos
La segunda reacción fundamental, la sustitución nucleofílica en el grupo
acilo, ocurre con derivados de ácidos carboxílicos.
En una primera etapa, el Nu- ataca al Celectrófilo (al igual que en la adición
nucleofílica). Como los derivados de ácido tienen un buen grupo saliente en su
estructura, el intermediario lo puede expulsar y formar un nuevo compuesto
carbonílico.

Química de los compuestos carbonílicos

La tercera reacción principal, la
sustitución en alfa, ocurre en la
posición vecina al grupo carbonilo.
Esta reacción, que ocurre con
todos loscompuestos carbonílicos,
resulta en la sustitución de un H
alfa por un electrófilo a través de un
enol o de un ión enolato
intermediario. Dichas moléculas
actúan
como
nucleófilos
y
experimentan
varias
de
las
reacciones ya estudiadas.

Química de los compuestos carbonílicos
La condensación del grupo carbonilo, la
cuarta y última reacción fundamental del
grupo C=O, ocurre cuando dos compuestos...