COMPUŞI CARBONILICI ALDEHIDE ŞI CETONE CHIMIE ORGANICĂ – Curs Anul I - IPA Titular curs: Conf. dr. Zoiţa BERINDE

1. Definiţie Compuşii carbonilici sunt substanţe organice care conţin în moleculă grupa funcţională carbonil.

2. Structură Grupa carbonil este o grupare polară care conţine o legătură  şi o legătură π între carbon şi oxigen. Configuraţia atomului de carbon este trigonală sp2 cu un unghi de 120o. Este o grupă reactivă ce participă la multe reacţii. Atacul grupei se face criptoionic cu agenţi electrofili la atomul de oxigen şi nucleofili la atomul de carbon, deoarece scindarea legăturii π se face asimetric, rezultând amfion: . . : : . . . .

3. Nomenclatură Nomenclatura pentru aldehide se face prin adăugarea sufixului al la numele hidrocarburii de la care derivă. Pentru aldehidele în care grupa – CHO este legată de un ciclu se foloseşte sufixul – carboaldehidă.

Nomenclatura pentru cetone se obţin prin adăugarea sufixului –onă la numele hidrocarburii de la care derivă.

4. Clasificare A. După natura radicalilor organici legaţi de grupa carbonil, compuşii carbonili pot fi: a) alifatici – saturaţi – nesaturaţi

b) aromatici: c) micşti:

B. După numărul grupelor funcţionale se cunosc: a) compuşi monocarbonilici: conţin o singură grupă carbonil b) compuşi di- sau policarbonilici: conţin două sau mai multe grupări carbonil

5. Metode de sinteză 1. ALCANI 2. ALCHENE a)

b) c) d)

3. ALCHINE – Sinteza Kucerov ē τ ē π ē ρ creşte mobilitatea ē

4. ARENE a) Ozonoliză:

amestec echimolecular Experimental: : : = 3 : 2 : 1 amestec echimolecular 1 singur

b) Reacţia de acilare

5. ALCHINE – oxidări blânde a) În mediu neutru la C2H2 b) În mediu neutru la compus simetric

c) În mediu bazic la propină

6. ALCADIENE - ozonoliză

7. CICLOALCANI 8. FENOLI

9. ANTRACHINONĂ / FENANTREN

10. DERIVAŢI DIHALOGENAŢI GEMINALI 11. ALCOOLI

6. Proprietăţi fizice Compuşii carbonilici sunt lichizi sau solizi, în funcţie de masa lor moleculară, cu excepţia primului termen, care este un gaz (aldehida formică). Aldehida formică are un miros puternic, înţepător şi sufocant. Termenii lichizi au un miros specific, de mere verzi, totuşi neplăcut în concentraţie mare. Benzaldehida are miros de migdale amare.

Punctele de fierbere şi de topire sunt: mai ridicate decât ale hidrocarburilor parafinice cu mase moleculare apropiate datorită polarităţii grupei carbonil şi mai elaborate decât ale alcoolilor sau acizilor corespunzători, deoarece moleculele compuşilor carbonilici nu sunt asociate prin legături de hidrogen. Termenii inferiori sunt solubili în H2O (formaldehida, acetaldehida, acetona). Termenii superiori sunt mai puţin solubili în H2O, dar sunt solubili în solvenţi organici. Termenii lichizi au importante proprietăţi de solvenţi.

6. Proprietăţi chimice I. Reacţii de adiţie 1. Adiţia de hidrogen

3. Adiţia de RMgX

II. REACŢII DE CONDENSARE A. Cu compuşi cu azot 4. Adiţia alcoolilor II. REACŢII DE CONDENSARE A. Cu compuşi cu azot

1. Reacţia cu hidroxilamina

2. Reacţia cu hidrazina

3. Reacţia cu fenilhidrazina

4. Reacţia cu 2,4-dinitrofenilhidrazona

5. Reacţia cu aminele primare

B. Condensarea compuşilor carbonilici între ei 1. Condensarea aldolică Observaţie: Nu toţi compuşii carbonilici pot funcţiona ca şi componente metilenice. Condiţia e ca aceştia să conţină minim un hidrogen (pentru condensarea aldolică) sau doi hidrogeni (pentru condensarea crotonică) în poziţia α. α componenta carbonilică componenta metilenică aldol α

2. Condensarea crotonică α α α α

C. Condensarea compuşilor carbonilici cu fenol

Reacţia de oxidare – Aldehide Catalizatori: KMnO4 / H2SO4 K2Cr2O4 / H2SO4 Reactiv Tollens Reactiv Fehling O2 | · 5 / + oglindă de argint

III. REACŢIA DE OXIDARE 1. Oxidarea cu agenţii de tipul KMnO4 / H2SO4 sau K2Cr2O7 / H2SO4

2. Reacţia Tollens: aldehidele reduc [Ag (NH3)2] OH în mediu bazic la Ag şi se oxidează acidul corespunzător 3. Reacţia Fehling: aldehidele reduc soluţia Fehling la oxid de cupru roşu şi se oxidează acidul corespunzător

4. Reacţia de autooxidare

Reacţii de recunoaştere a aldehidelor şi a cetonelor 1. Testul DNPH ( reacţia cu 2-4 dinitrofenilhidrazina ) – aldehide şi cetone 2. Depunerea oglinzii de argint ( aldehide + [Ag (NH3)2] OH ) 3. Formarea precipitatului roşu Cu2O ( aldehide + Cu (OH)2 ) 4. Reacţia reactivului Schiff incolor, cu aldehidele ( se colorează în roz)

Utilizări ale compuşilor carbonilici Aldehida formică se foloseşte la obţinerea fenoplastelor, a unor coloranţi, medicamente, în industria pielăriei, ca dezinfectant etc. Aldehida acetică se foloseşte la obţinerea alcoolului etilic şi a acidului acetic; Heptanalul şi aldehidele cu catenă normală cu C8 – C10 care se găsesc în uleiurile eterice de lămâie, trandafir şi neroli se obţin şi pe cale de sinteză, fiind foarte des utilizate în parfumerie

Benzaldehida, având miros de migdale amare, se foloseşte în parfumerie; este de asemenea intermediar în sinteze organice (de exemplu, a unor coloranţi); Acetona se foloseşte ca materie primă pentru obţinerea unor produse farmaceutice, a cloroformului, a oxidului de mesitil (dizolvant), a metaacrilatului de metil (monomerul sticlei plexi), ca dizolvant pentru acetilenă, lacuri, vopsele etc.