Universidad Nacional de Tucumn

Departamento de Ingeniera de Procesos y Gestin Industrial

TRABAJO PRCTICO N 4: ALCOHOLES, ALDEHDOS Y CETONAS

Objetivos:-Comparar las velocidades de reaccin entre alcoholes primarios, secundarios y terciarios a travs de reacciones de sustitucin.-Verificar la oxidacin de alcoholes mediante distintos agentes oxidantes.-Comprobar el carcter reductor de aldehdos con reactivos especficos. -Diferenciar aldehdos de cetonas.-Visualizar la formacin de resinas mediante reacciones de carbono .

Introduccin

Los compuestos orgnicos que contienen carbono, hidrgeno y oxgeno, constituyen un grupo grande de familias entre las que se encuentran: los alcoholes, los fenoles, los teres, los epxidos, los perxidos, los aldehdos, las cetonas, los cidos carboxlicos, steres y anhdridos.Todos estos tipos de sustancias tienen gran importancia tanto a nivel industrial como biolgico. No obstante los alcoholes, aldehdos, cetonas y los cidos carboxlicos merecen particular atencin por su amplia distribucin en la naturaleza y su importante funcin en el metabolismo celular.Por tal razn es importante reconocer dichos compuestos y diferenciarlos segn sus caractersticas estructurales y de reactividad qumica. En el presente prctico abordaremos el estudio de alcoholes, aldehdos y cetonas dada su importancia como grupos funcionales de los hidratos de carbono.

ALCOHOLES

Los alcoholes son el grupo de compuestos qumicos que resultan de la sustitucin de uno o varios tomos de hidrgeno (H) por grupos hidroxilo (-OH) en los hidrocarburos saturados o no saturados. Los alcoholes pueden ser primarios, secundarios o terciarios, dependiendo de a qu tipo de carbono est unido el grupo funcional hidroxilo.

Los alcoholes son compuestos anfteros y por tanto actan de forma diferente frente a bases fuertes y cidos fuertes.

1) Formacin de alcxidos

Reaccionan con los metales alcalinos como Li, Na, K y an con los alcalino-trreos como el Ca. El hidrgeno del hidroxilo es reemplazado por el metal desprendindose en estado gaseoso.

La sustancia que se forma es un alcxido que en este caso se denomina etxido de sodio.EL ALCOHOL EN ESTAS REACCIONES ACTA COMO UN CIDO DBIL.Como los alcanos no reaccionan con los metales alcalinos, debe admitirse que el tomo reemplazado es el de hidrgeno unido al hidroxilo, lo que prueba la polarizacin de la molcula de los alcoholes.La reaccin de los alcoholes con los metales alcalinos es menos enrgica que la de stos con el agua.La acidez de los alcoholes vara ampliamente, desde los alcoholes que son casi tan cidos como el agua. hasta algunos que son mucho menos cidos. La constante de disociacin cida, Ka, de un alcohol, queda definida por el equilibrio siguiente:

Los alcoholes ms cidos, como el etanol y el metanol, reaccionan rpidamente con sodio para formar metxido y etxido de sodio. Los alcoholes secundarios, como el 2-butanol, reaccionan con velocidad ms moderada. Los alcoholes terciarios, como el alcohol t-butlico, reaccionan lentamente. 2) Reacciones por sustitucin del grupo hidroxilo. Al reaccionar un alcohol con el reactivo formado por HCl y ZnCl2 (reactivo de Lucas) se produce un halogenuro de alquilo.

EL ALCOHOL EN ESTAS REACCIONES ACTA COMO UNA BASE DBIL.Otro ejemplo es la reaccin del cido clorhdrico con alcoholes secundarios y terciarios. El alcohol ter-butlico reacciona para dar un 98 % de cloruro de ter-butilo. Los alcoholes secundarios y terciarios reaccionan generalmente con el reactivo de Lucas por un mecanismo SN1Una vez que el alcohol ha reaccionado con para formar el halogenuro de alquilo, ste se separa por su baja solubilidad en agua y aparece una segunda fase.

3) Oxidacin de alcoholesComparacin entre los alcoholes primarios, secundarios y terciarios. Los alcoholes secundarios se oxidan fcilmente para dar rendimientos excelentes de cetonas. El reactivo cido crmico constituye el procedimiento ms eficiente para oxidar alcoholes secundarios en el laboratorio. El cido crmico se prepara disolviendo dicromato de sodio en una mezcla de cido sulfrico y agua. La especie activa en la mezcla probablemente sea el cido crmico, o bien el in cromato cido.

PARTE EXPERIMENTAL

1) Formacin de alcxidos. Velocidad de reaccin entre alcoholes primarios, secundarios y terciarios.

I) Colocar en un tubo de ensayo 2 ml de alcohol etlico absoluto, agregar un trocito de sodio del tamao de un guisante (observar el desprendimiento de H2), verter luego la mezcla en un vidrio de reloj y colocar a Bao Mara para evaporar el exceso de etanol; aadir 2 ml de H2O y ensayar la solucin resultante con papel de tornasol. Observar el carcter del residuo. Formular la reaccin.

II) En tres tubos de ensayo colocar respectivamente 2 ml de butanol, 2-butanol y 2 metil, 2 propanol (ter-butanol).Agregar a cada tubo un trocito de sodio y comparar las velocidades de reaccin (calentar si fuera necesario). Formular las reacciones correspondientes.

2) Reacciones de sustitucin. Reactivo de Lucas.

En tres tubos de ensayo colocar respectivamente 2 ml de butanol, 2 butanol y 2 metil, 2 propanol (ter-butanol). A cada tubo agregar 6 ml de reactivo de Lucas. Observar si se produce reaccin. En los tubos en que, despus de 10 min. a temperatura ambiente y en reposo, la solucin permanece clara y homognea, calentar a Bao Mara 15 min. y observar. Formular las reacciones.3) Oxidacin de los alcoholes primarios, secundarios y terciarios.

Con dicromato de potasio en medio cido Colocar en un tubo de ensayo 2 ml de butanol, 2 gotas de solucin de dicromato de potasio al 10% y unas gotas de cido sulfrico; agitar el tubo y observar si hay aumento de temperatura o cambio de color; caso contrario, proceder a su calentamiento.Repetir el ensayo con 2 ml de 2-butanol y 2 ml de ter-butanol. Formular las reacciones correspondientes.

PROPIEDADES QUMICAS DE ALDEHDOS Y CETONAS

Introduccin

Los aldehdos y cetonas son sustancias reactivas. Se polimerizan, condensan, forman derivados de adicin, se pueden reducir y los aldehdos se oxidan con gran facilidad. Los aldehdos se diferencian de las cetonas por su facilidad de oxidacin, ya que son agentes reductores: los aldehdos, por ejemplo, dan positiva la reaccin de Tollens mientras que las cetonas no. Slo las -hidroxi cetonas darn positivas las reacciones de oxidacin con oxidantes dbiles como Tollens o Fehling.

Desde luego los aldehdos son oxidados tambin por agentes oxidantes fuertes como permanganato de potasio o dicromato de potasio. En medio de cido sulfrico.

PARTE EXPERIMENTAL

1) Reacciones de oxidacin

Con permanganato de potasio en medio bsico

A unas gotas de solucin diluida de acetaldehdo, se aaden una o dos gotas de permanganato de potasio al 0,3% en medio de NaOH al 10%.El ensayo se repite con solucin diluida de propanona (acetona).

2) Carcter reductor

a) Reactivo de Fehling.Fehling A: Solucin de sulfato cprico en medio cidoFehling B : Solucin de Tartrato disdico en medio bsico

Colocar en un tubo de ensayo 3 ml de Fehling A y aadir lentamente igual volumen de Fehling B hasta que el precipitado azul de Cu(OH)2 (hidrxido cprico) formado, se haya disuelto al agitar. En un tubo de ensayo colocar 2 ml de solucin de formaldehdo, y aadir 5 gotas de la mezcla de Fehling preparada y colocar a B.M. durante 2 min. Observar.Repetir el ensayo con acetona.

Si se observa un precipitado rojo, es porque el Cu+1 se ha reducido a Cu metlico.

Amarillo

b) Reactivo de Tollens. Formacin del espejo de plata.

Reactivo de Tollens: hidroxidiamn argntico

En un tubo de ensayo colocar 2 ml de solucin de formaldehdo, y aadir 5 gotas de la mezcla de Tollens preparada y colocar a B.M. durante 2 min. Observar.Repetir el ensayo con acetona.

Observacin: el tubo debe estar recientemente lavado y secado para que la plata pueda adherirse a sus paredes.

3) Reacciones de C: Formacin de aldolEste tipo de reacciones son muy usadas en la industria farmacutica para la sntesis de medicamentos de pureza ptica. Un ejemplo de ello es la sntesis del frmaco anticolesterolmico Lipitor (atorvastatina), para la cual se emplean dos reacciones aldlicas de manera de producir el mencionado frmaco a mayor escala.[]

Para nuestra prctica de laboratorio colocamos unos 2 ml de solucin de etanal se agrega igual volumen de solucin de hidrxido sdico al 10%.

REFERENCIAS BIBLIOGRFICAS

1-Curso Prctico de Qumica Orgnica. Brewster, R. Q.; Vanderwerf, C. A.; Mc Ewen, W.1965.2- Rose, A. en Weissberger. Techniques of Organic Chemistry. Vol. 4. 1-174 (Mc Graw-Hill)3-Experimentacin en Qumica. Prctica 8. Universidad del Pas Vasco. http://cvb.ehu.es/open_course_ware/castellano/tecnicas/expe_quim/practica8.pdf4- Rose, A. Ind. Eng. Chem. 33 (1944) 594. 5- www.quimicaorganica.net6- Prcticas de Laboratorio en Qumica Orgnica. Guzmn, B.; Ybarra, M. I.; Coronel, A. del C.; Schabes, F.; Fiori Bimbi, M. V.; Mesurado, M. de los A.; Gonzlez, M.7- Shriner, R. L.; Hermann, C. K. F.; Morrill, I. C.; Curtin, D.; Fuson, R. The Systematic identification of organic compounds. 7th Edition. John Wiley & Sons, Inc. USA. 1997. 8- Braun, M.; Devant, R. (R) and (S)-2-acetoxy-1,1,2-triphenylethanol - effective synthetic equivalents of a chiral acetate enolate. Tetrahedron Letters 25: pp.50314. 1984. 9- Li, J. J.; Johnson, D. S.; Sliskovic, D. R.; Roth, B. D. Contemporary Drug Synthesis. Wiley-Interscience. p.118. 2004.

GUA DE TRABAJOS PRCTICOS DE LABORATORIO 2012 -INGENIERA BIOMDICA