adeidoa e centonas

ALDEÍDOS E CETONAS C.F.B-2014

I- Introdução:

Os aldeídos e as cetonas estão entre os produtos mais amplamente encontrados,

tanto na natureza como na indústria química. Na natureza, muitas substâncias

necessárias para os organismos vivos são aldeídos ou cetonas.

Na indústria química, os aldeídos simples e as cetonas são produzidos em larga

escala para uso como solventes e como materiais de partida para uma infinidade de

outros produtos. Por exemplo, mais de 1,4 milhões de toneladas por ano de formaldeído,

H2C=O, são produzidas nos Estados Unidos para uso em materiais isolantes em

construções e em resinas adesivas que ligam partículas de finas folhas de madeiras e

materiais aglomerados.

Trabalho de Química 5


1. Conceitos Fundamentais:

Aldeídos e Cetonas são grupos funcionais que contêm o oxigénio ligado

duplamente a um átomo de carbono: O Grupo Carbonila. O

arranjo, é um dos grupos funcionais mais importantes da química

orgânica. Além de Aldeídos e Cetonas, o grupo Carbonila está

presente em ácidos carboxílicos, ésteres, haletos ácidos e amidas.

Grupo Carbonila. Esse grupo possui um átomo de carbono sp² ligado a um

átomo de oxigénio que também possui

hibridização sp² por uma ligação dupla e a

outros dois substituintes; como o átomo de

carbono é trigonal, esses substituintes se

encontram no mesmo plano que o átomo de oxigénio e seus dois pares de electrões

livre:

Como existe uma ligação dupla entre os átomos de carbono e oxigénio este

grupo possui uma ligação sigma e uma ligação pi. A ligação dupla carbono-oxigénio é

forte, mesmo assim, possui uma reactividade considerável porque há uma diferença de

electronegatividade entre o carbono e oxigénio sendo este último mais electronegativo

ele atrai a densidade de electrões do

carbono para aumentar a polarização

da ligação onde o oxigénio ficará

negativo e o carbono positivo.

1.1- Aldeídos – Nomenclatura

Os aldeídos são compostos orgânicos caracterizados pela

presença do grupamento formila, que é o grupo Carbonila ligado

há um hidrogénio (H— C=O) e este grupo é ligado a um radical

alifático ou aromático. É obtido através da oxidação de álcoois

primários em meio ácido.



1.1.1- Grupo Aldeído

O odor dos aldeídos que têm baixo peso molecular é irritante, porém, à medida

que o número de carbonos aumenta, torna-se mais agradável. Os aldeídos de maior

peso molecular, que possuem de 8 a 12 átomos de carbono, são muito utilizados na

indústria de cosméticos na fabricação de perfumes sintéticos.

Segundo a IUPAC, nomeia-se o aldeído substituindo-se a terminação do nome

do alceno correspondente por “al” como o grupo aldeído deve estar no final da cadeia

carbónica, sua posição não precisa ser indicada. Contudo, quando outros substituintes

estiverem presentes, considera-se que o grupo Carbonila ocupe a posição “1”.

Vejamos as estruturas a seguir:

O procedimento de nomeação de Aldeídos, ramificados ou não deve seguir os

seguintes passos:

1º - Assinalar a cadeia principal. 2º - Numerar a cadeia a partir do carbono do grupo

aldeído que irá adquirir o número 1. 3º - Começar o nome indicando a ramificação ou

ramificações.

1.1.1.1- Exemplo 1:

Metanal Etanal Propanal 2-Metilpropanal

(Formaldeído) (Acetaldeído) (Propionaldeído) (Isobutilaldeído)



5-Cloro-Pentanal Benzaldeído 3-Fenil-4-Pentinal

1.2- Cetonas – Nomenclatura

As cetonas são compostas orgânicos caracterizados pela presença do

grupamento carbonila, ligado a dois radicais orgânicos.

Apresentam uma fórmula geral R-C(=O)-R', onde R e R' podem

ser iguais ou diferentes; alifáticos ou aromáticos; saturados ou

insaturados. R e R' podem também estar unidos. Nesse caso,

compõem um ciclo. R e R’ só não podem ser hidrogénios, pois caracteriza-se um

aldeído.

1.2.1- Grupo CetonaS

As Cetonas são formadas pela oxidação de álcoois secundários. Um átomo de

hidrogénio (ligado ao oxigénio) é retirado e o átomo de oxigénio passa a fazer uma

ligação dupla com o carbono da cadeia.

A nomenclatura das cetonas é feita substituindo-se a terminação “O” do nome

do alcano correspondente por “ONA”, numera-se então a cadeira de maneira a dar ao

carbono carbonílico o menor número possível e usa-se este número para indicar sua

posição.

1.2.1.1- Exemplo 2:



3-Buten-2-Ona 2,2,4-trimetilpentanona

(Isopropil-terc-butil-cetona)

Acetofenona Ciclohexanona Benzofenona

1.3- Propriedades Físicas

O grupo carbonila é um grupo apolar, portanto, os aldeídos e cetonas possuem

um ponto de ebulição maior do que dos hidrocarbonetos de mesmo peso molecular,

porém, como os aldeídos e cetonas não podem formar pontes de hidrogénios entre si,

realizando apenas interacções dipolo-dipolo o que resulta em um ponto de ebulição

menor do que os álcoois correspondentes.

Quanto a solubilidade, ambos grupos funcionais formam pontes de hidrogénio

com a água, aquelas estruturas que possuírem pequeno peso molar são totalmente

solúveis na água.

1.3.1- Tabela 1.1 – Propriedades Físicas dos Aldeídos e Cetonas

Fórmula Nome Ponto de

Fusão

(°C)

Ponto de

Ebulição

(°C)

Solubulidade

em Água

HCHO Formaldeído -92 -21 Muito Solúvel

CH3CH2CHO Propanal -81 49 Muito Solúvel

CH3COCH2CH3 Butanona -86 79,6 Muito Solúvel



CH3CH2COCH2CH

3

3-Pentanona -42 102 Solúvel

CH3COCH2CH2CH

3

2-Pentanona -39 102 Solúvel

C6H5COCH3 Acetofenona 21 202 Insolúvel

C6H5CHO Benzaldeído -26 178 Pouco Solúvel

CH3COCH3 Acetona -95 56,1 Infinito

CH3(CH2)4CHO Hexanal -51 131 Pouco Solúvel

CH3(CH2)3CHO Pentanal -91,5 102 Pouco Solúvel

1.3.2- Acetal e Hemicetal (Cetal)

Quando se dissolve um aldeído em um álcool, um equilíbrio se estabelece entre o

aldeído e um grupo chamado hemiacetal, ele é formado por uma adição do álcool ao

grupo carbonila.

A maior parte dos hemiacetais de cadeia aberta não é estável o suficiente para

permitir o seu isolamento, porém, os hemiacetais de cadeia fechada (cíclicos), com

anéis de 5 ou 6 membros são geralmente muito mais estáveis e são açúcares.



O mecanismo para a formação de um acetal envolve uma eliminação de água,

catalisada por ácido, seguida de uma segunda adição do álcool. Todas as etapas na

formação de um acetal a partir de um aldeído são reversíveis, quando se dissolve um

aldeído em um grande excesso de álcool anidro e se adiciona uma pequena quantidade

de ácido o equilíbrio favorecerá a formação do acetal.

Depois que o equilíbrio é estabelecido, pode-se isolar o acetal pela evaporação

do excesso deste álcool, se então o acetal for colocado em água e adicionada outra

quantidade de ácido, todas as etapas se revertem e sob as mesmas condições (excesso

de água), o equilíbrio favorece a formação do aldeído.

Apesar dos acetais e cetais cíclicos (hemiacetais) serem hidrolisados a aldeído e

cetonas em ácido aquoso, eles são estáveis em base aquosa, devido a esta propriedade

eles nos dão um método conveniente para proteger grupos de aldeídos e cetonas em

soluções básicas e reacções indesejáveis.

1.4- Reacções envolvendo Aldeídos e Cetonas

Os compostos carbonílicos são preparados por oxidação de álcoois, utilizando o

Cromo +6; Os álcoois primários oxidam para aldeídos e os álcoois secundários

oxidam para cetonas.

1.4.1- Obtenção de Aldeídos a partir de Álcoois primários



Os aldeídos podem ser preparados por diversos métodos que envolvem a

oxidação e redução. Os álcoois primários podem ser oxidados a aldeídos, um reagente

utilizado com este propósito é o complexo formado quando o óxido crómico (CrO3)

ou o dicromato de sódio (Na2Cr2O7) reage com a piridina (C5H5N):

Pelo esquema acima, podemos ver que o Álcool é oxidado à Aldeído, e se o

processo tiver uma continuidade ele se transformará em um ácido carboxílico. Por

exemplo, a oxidação de 1-Pentanol em Pentanal:

1.4.2- Obtenção de Cetonas a partir de Álcoois Secundários

Os álcoois secundários podem ser oxidados a cetonas, em geral, a reacção para

no estado de cetonas porque uma oxidação posterior requer a quebra de uma ligação

carbono-carbono.

O reagente utilizado é a adição de CrO3 ao ácido sulfúrico, á medida que o

ácido crômico oxida o álcool á cetonas, o cromo é reduzido do estado de oxidação +6

para o estado de oxidação +3, quando isto ocorre há uma mudança de açor que

acompanha esta mudança de estado. As oxidações dos álcoois secundários dão, em

geral, cetonas de excelente rendimento.

1.5- Adição de água a Aldeídos e Cetonas



A água, que é um nucleófilo, é capaz de atacar o grupamento carbonila dos

aldeídos e cetonas, esse processo é chamado de hidratação. O processo de hidratação

gera um composto chamado de hidrato, esta reacção é catalisada por um ácido ou por

uma base. A redacção de hidratação é reversível, o produto é um diol, duas moléculas

“OH”.

1.5.1- Hidrogenação

Se aldeídos e cetonas são resultados da oxidação de álcoois primários e

secundários respectivamente, se sofrerem um processo de hidrogenação (redução),

eles voltam aos estados anteriormente. Quando ocorre uma redução com aldeído, ao

entrar em contacto com níquel e platina ele se transforma em um álcool primário, o

mesmo ocorre com a cetonas, que originará um álcool secundário.

R CHO + H2 Pt,Ni RCH2OH

aldeído álcool primário

R1 C = O – R2 + H2 Pt,Ni RCHR - OH

Cetona álcool secundário

1.6- Aplicação na Engenharia de Alimentos

Alguns aldeídos possuem aromas importantes na indústria de alimentos e são

usados como aromatizantes:

1.6.1- Acetaldeído

O acetaldeído é usado como aromatizante de frutas, principalmente maçã, pode

ser adicionado em balas, doces e sucos artificiais.

Alguns aldeídos e cetonas também são resultantes da

decomposição de carboidratos durante a torração do

café e compreendem cerca de 0,04% do café torrado, como a 2-Butanona e 3-metil-

butanal.



Alguns destes aldeídos são encontrados em grande quantidade no café torrado

fresco, mas são perdidos durante a estocagem pelas reações de volatização e oxidação.

1.6.2- Acetona “SOJA”

A acetona (Propanona) se apresenta como um líquido de odor irritante e se

dissolve tanto em água como em solventes orgânicos, na

indústria alimentícia possui uma importante utilização:

extracção de óleos e gorduras de semente de plantas, que em geral, são a soja, girassol

e amendoim.

1.7- Malonaldeído

Há poucas dúvidas que o Malonaldeído, um produto secundário da oxidação de

um lipídeo seja tóxico as células do corpo, este aldeído por ser

formado dentro do alimento ou já vir em sua composição química,

acredita-se que o mesmo é cancerígeno, a maior parte destes produtos

da oxidação têm chamado a atenção da comunidade científica com

sua provável relação na incidência de câncer.

A oxidação lipídica é associada as carnes e o sal é utilizado como um

catalisador desta oxidação aumentando a quantidade de ácido tiobarbiturico (TBA) e

diminuindo a cor dos alimentos.



2- Conclusão:

Com base nos estudos feitos concluímos que, os aldeídos mais simples são

solúveis em meio aquoso, pois podem estabelecer ligações de hidrogénio com as

moléculas da água. As cetonas possuem dois radicais hidrocarbonetos ligados entre si

pelo grupo carbonila. As cetonas mais simples como a propanona e a butanona são

líquidas em condições ambientes. Porém, com o aumento da cadeia carbónica a

solubilidade diminui progressivamente até conforme o tamanho da cadeia carbónica

tornam-se insolúveis. É importante a conversão do grupo acilo num grupo alquilo. Ela

pode realizar-se pela redução de Clemensen (amálgama de zinco e ácido clorídrico

concentrado), ou pela redução de Wolff-Kishner (hidrazina e base). Por exemplo: Em

geral, os grupos alquilo da cadeia não ramificada mais altas do que a do etilo não se

podem ligar, com bom rendimento, a um anel aromático por alquilação de Friedel-

Crafts, visto estarem sujeitos a rearranjos. A inserção desses grupos pode se fazer,

facilmente, no entanto, em duas operações: 1) formação de umas cetonas por acilação

de Friedel-Crafts (ou através da reacção de composto organocúprico com um cloreto

de acilo e 2) redução das cetonas pelos métodos de Clemensen ou de Wolff-Kishner.



3- Referências Bibliografia:

- Livros

T. W. Graham Solomons, Química Orgânica Vol. 2, LTC, Rio de Janeiro, 1983.

K. Peter C. Vollardt, Quimica Orgânica, Bookman, Porto Alegre, 2004.

-Sites

www.unb.br/iq/litmo/disciplinas/QOF/Alde%EDdos%20e%20Cetonas.ppt

www.fisica.net/quimica/resumo31.htm

http://www2.ufp.pt/~pedros/qo2000/aldeidos.htm


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