Informe Alcoholes

UNIVERSIDAD NACIONAL AGRARIA LA MOLINA Facultad:“Ciencias Exactas-Departamento De Química”

Informe 8 “Alcoholes, Aldehídos y Cetonas”

Integrantes: Asto Mercado, Jhersy. Cód.: 20140291 Puclla Saire, Felix David, Cód. :20140321 Sullca Pozo ,Ericka Vanessa. Cód.: 20140445 Huaman Cuyubamba, Gabriela. Cód. : 20140156

Profesora: Melissa Rabanal Atalaya

OBJETIVOS

I.

INTRODUCCIÓN

Los alcoholes son compuestos organicos que presentan el grupo funcional OH unido a radicales alquilo (R) o radicales cicloalquilo. Según el tipo del radical al que se ha unido el grupo –OH se clasifican en alcoholes primarios, secuandarios y terciarios.

Los fenoles son compuestos organicos en los que los –OH se ha unido a un carbono de un anillo aromatico (Ar – OH ).

Aldehídos y cetonas se caracterizan por tener el grupo

carbonilo

Los aldehídos y cetonas son compuestos orgánicos que presentan un grupo carbonilo, como grupo funcional, y por lo tanto, reaccionan en forma similar. La diferencia principal se ve en las variadas velocidades con que reaccionan. Los aldehídos reaccionan, en general, más rápidamente debido al menor impedimento estérico sobre el grupo carbonilo. Dicho impedimento se refiere al causado por la influencia de un grupo funcional de una molécula en el curso de una reacción química. Hay algunos ensayos de caracterización que permiten distinguir entre aldehídos y cetonas. Los más conocidos son los tests de Benedict, Fehling y Tollens. Son reactivos de oxidación, y el agente oxidante es el ion cúprico o el ion plata (en Tollens).

FUNDAMENTO TEORICO

TEMA 1: REACCIONES DE ALCOHOLES Y FENOLES Los alcoholes son compuestos de fórmula general ROH, donde R es cualquier grupo alquilo, incluso sustituido. El grupo puede:  Ser de cadena abierta o cíclica.  Contener un doble enlace, un átomo de halógeno, un anillo aromático, o grupos hidroxilo adicional. Se puede pensar en los alcoholes como derivados del agua donde uno de sus hidrógenos ha sido reemplazado por grupos hidrocarbonados. Los alcoholes se clasifican como primarios, secundarios y terciarios, de acuerdo con el tipo de carbono que tiene el grupo funcional hidroxilo (-OH). Las variadas posiciones que puede adoptar el grupo funcional –OH pueden afectar la velocidad de ciertas reacciones y el tipo de reacción.

Extraído de: http://bibliotecadigital.ilce.edu.mx

Los fenoles, por su parte, son compuestos en los que el –OH se ha unido a un carbono de anillo aromático (Ar-OH). Así tenemos:

Los ensayos experimentales que realizaremos para los alcoholes están orientados a reconocer el grupo funcional hidróxilo y, mediante su distinta reactividad, diferenciar los alcoholes primarios, secundarios y terciarios.

A. Prueba con sodio metálico. El sodio metálico reacciona con los alcoholes produciendo la sal sódica (alcóxido) y desprendiendo hidrógeno gaseoso.

Como los diferentes tipos de alcohol tienen diferente reactividad o velocidad de reacción frente a este reactivo, podemos usar esta reacción para diferenciarlos.

Nota: Antes de descartar el contenido de los tubos, cerciórese que todo el sodio ha reaccionado. Si aún hay remanentes, agregue suficiente cantidad de etanol para destruirlo. ¡NO ARROJAR AL CAÑO! B. Prueba de Lucas. El reactivo Lucas es una solución de ZnCl 2 en HCl concentrado. Permite diferenciar los tipos de alcoholes según la velocidad e reacción que presenten estos. Este reactivo, al reaccionar con los alcoholes forman cloruros de alquilo, cuya presencia se visualiza como un enturbiamiento u opacidad. Si el alcohol es terciario la turbidez se presenta de inmediato, si es secundario se presenta luego de varios minutos o pocas horas y si es primario luego de varias horas.

C. Oxidación y reducción de alcoholes. Los alcoholes reaccionan de manera diferente frente a agentes oxidantes. Estas diferencias no solo permiten distinguirlos, sino también permite la obtención de aldehídos, cetonas o ácidos carboxílicos a partir de ellos. Así, los alcoholes primarios pueden oxidarse a aldehídos y estos son muy fácilmente oxidables a ácidos.

Los alcoholes secundarios son fácilmente oxidables a cetonas y estas normalmente no sufren oxidaciones posteriores. Los alcoholes terciarios no son fácilmente oxidables, a menos que se usen oxidante enérgicos que rompan los enlaces carbono-carbono.

La reducción de aldehídos o ácidos puede usarse para preparar alcoholes primarios, mientras que la reducción de cetonas permite obtener alcoholes secundarios.

D. Ensayo de Bordwell-Wellman u oxidación con ácido crómico. El reactivo Bordwell-Wellman es una solución e CrO 3 en H2SO4 diluido. Frente a este reactivo, los alcoholes (primarios y secundarios) se oxidan produciendo la simultánea reducción del CrO3 (de color naranja rojizo) a Cr +3 (de color verde azulado). Este viraje de color no los producen los alcoholes terciarios, pues ellos no se oxidan con este reactivo.

Por ejemplo la oxidación de un alcohol primario y uno secundario:

E. Reacción con tricloruro de fierro Este reactivo permite detectar los fenoles, pues estos dan colores intensos (violeta, verde o azul) frente a unas gotas de solución de cloruro férrico.

F. Esterificación Es una reacción entre un ácido y un alcohol o un fenol, produciendo un éster y agua. Generalmente se usa un pacido mineral (sulfúrico o clorhídrico) como catalizador. La reacción es reversible y solo progresa hasta que se alcance el equilibrio entre la esterificación (reacción de izquierda a derecha) y la hidrolisis (reacción de derecha a izquierda), lo que atenta contra un mayor rendimiento.

TEMA 2: REACCIONES DE ALDEHIDOS Y CETONAS Los aldehídos y cetonas poseen el mismo grupo funcional carbonilo C=O, presentan numerosas reacciones químicas comunes. Entre ellas tenemos la de adición (bisulfito de sodio), condensación (formación de fenilhidrazonas, 2-4dinitroenilhidrazonas), etc. DIFERENCIACIÓN ENTRE ALDEHÍDOS Y CETONAS Casi todas las reacciones que permiten diferenciar los aldehídos de las cetonas se basan en que las cetonas se caracterizan por ser muy estables y son oxidadas solamente en condiciones enérgicas mientras que los aldehídos son oxidados fácilmente a ácidos. Así, al oxidarse con facilidad los aldehídos reducen el licor o reactivo de Fehling (solución de Cu +2 en medio alcalino) y el reactivo Tollens (solución de nitrato de plata amoniacal). Como resultado de esta reducción, se forman, respectivamente, un precipitado rojo ladrillo de óxido cuproso (Cu2O) y plata metálica (espejo de plata). Estas dos pruebas son las más utilizadas para diferenciarlos.

 La ecuación de la reacción entre propinaldehido y el reactivo de Fehling es:

 La ecuación de la reacción entre el acetaldehído y el reactivo de Tollens es:

REACCIONES DE CONDENSACIÓN Y DERIVADOS SÓLIDOS Tanto los aldehídos como las cetonas se caracterizan porque pueden formar derivados de condensación con una serie de reactivos como:  Hidroxil-amina (H2N-OH)  Fenilhidracina (H2N-C6H5)  2,4-dinitrofenil-hidracina, etc. Produciendo derivados llamados oximas, fenil-hidrazonas, 2,4-dinitrofenil-hidrazonas, etc. Estos derivados se caracterizan por ser sólidos cristalinos de puntos de fusión definidos y característicos según el aldehído o cetona usada en su preparación, por lo que se usan en la identificación de aldehídos y cetonas líquidas, (ensayos de identificación).

TABLA 1: Puntos de fusión de algunos derivados de aldehídos y cetonas COMPUESTO Acetona Butanona Ciclohexanona Vainillina Benzaldehído

PF. De sus derivados Fenilhidrazonas 42 158 77 105 --

2,4-D.N.F.Hidrazonas 128 234 162 262 156

 La ecuación de reacción entre un aldehído con hidroxil-amina y fenilhidracina es:  La ecuación de reacción entre la acetona con 2,4-dinitro-fenilhidracina es:

PARTE EXPERIMENTAL 1.- Ensayo de Lucas En 4 tubos diferentes se agrega 20 gotas de R. de Lucas. A cada tubo se añade 5 gotas de alcohol (al primer tubo, alcohol primario; al segundo, alcohol secundario; al tercero, alcohol terciario; al cuarto, muestra problema) Esta reacción también es conocida como Reacción con halogenuros de hidrógeno, donde la ecuación que se forma es la siguiente R-OH

+

HX



RX +

H 2O

Orden de izquierda a derecha: Alcohol primario, alcohol secundario, alcohol terciario, muestra problema.

2.-Prueba con Sodio Metálico En 5 tubos diferentes se colocó 15 gotas de cada uno de los alcoholes a estudiar. Luego de agregó un pedazo de sodio metálico. El orden de reacción fue de la siguiente manera

Fenol > Alcohol Primario >Alcohol secundario – Muestra problema >Alcohol terciario

El alcohol primario reacciona violentamente con el sodio metálico. 3. Ensayo de Bordwell-Wellman El reactivo de Bordwell-Wellman consiste en una solución de CrO 3 en H2SO4 diluido. En 4 tubos de ensayo de agregó 10 gotas de cada uno de los alcoholes, contando la muestra problema. Se agrega 10 gotas del reactivo. Observar. En este ensayo se busca reconocer la oxidación y reducción de alcoholes.

Orden de izquierda a derecha: Alcohol primario, alcohol secundario, alcohol terciario, muestra problema.

4. Ensayo con Cloruro férrico Para este ensayo se usó 3 tubos de ensayo diferentes a los cuales se añadió 10 gotas de fenol 10%, alcohol secundario y la muestra problema. A cada uno se agregó 2 gotas de solución de cloruro férrico.

5.ESTERIFICACIÓN La esterificación es el procedimiento mediante el cual podemos llegar a sintetizar un éster. Los ésteres se producen de la reacción que tiene lugar entre los ácidos carboxílicos y los alcoholes. Se agrega un acido carboxílico con 1 gota de acido sulfúrico y 10 gotas de metanol. Y luego calentar 5 minutos en baño maria.

REACCIONES DE ALDEHIDOS Y CETONAS 1 Ensayo de Fehling El ensayo de Fehling se emplea como oxidante el ión cúprico en medio básico, la precipitación de oxido cuproso (rojo) indica la presencia de un aldehído.

En cada uno de los 5 tubos de ensayo colocar 1 ml de solución de Fehling A y 1 ml de Fehling B, adicionar 10 gotas de las muestras a ensayar (Aldehído, cetona, formaldehido, acetaldehído y muestra 4 – AL). Calentar los tubos en b.m. por 5 minutos. Se considera la reacción positiva en todos aquellos tubos en donde se haya formado un p.p. rojo ladrillo.

2 Ensayo de Tollens

El ensayo de Tollens utiliza como reactivo una disolución amoniacal de plata, con presencia de un aldehído se produce un precipitado de plata elemental en forma de espejo de plata.

En 5 tubos de ensayo, colocar en cada uno 10 gotas de un aldehído, cetona, formaldehido, acetaldehído y muestra problema. Agregar a cada tubo 1 ml de reactivo de Tollens (solución de nitrato de plata amoniacal).Calentar los tubos a b.m. por 5 minutos. La reacción es positiva cuando se forma un espejo en la base de los tubos.

3 Formacion de 2,4-dinitrofenilhidrazonas Se trata de un ensayo analítico específico de aldehídos y cetonas. Los carbonilos [1] reaccionan con 2,4-Dinitrofenilhidrazina [2] formando fenilhidrazonas [3] que precipitan de color amarillo. La aparición de precipidado es un indicador de la presencia de carbonilos en el medio.

Se coloca 1 ml de formaldehido, acetaldehído y adicionamos 1 ml del reactivo. Se debe formar un precipitado, si demora se debe calentar a b.m. por 5 minutos. Enfriar y observar un p.p. amarillo naranja.

El color amarillo oscuro es caracateristico de la cetona y el amarillo claro del aldehído.

4.-ENSAYO DE SCHIFF En 2 tubos de ensayo se colocan 1 ml de aldehído y cetona y 1 ml del reactivo de Schiff .

DISCUSIÓN DE RESULTADOS El Reactivo de Lucas es una solución de ZnCl 2 en HCl (Fukusaki et al, 2013). El HCl no reacciona rápido por lo que se requiere de Cloruro de Zinc para reaccionar con alcoholes primarios y secundarios (). Para definir la reacción de la sustancia debemos notar la la turbidez de la solución. El orden de la reacción fue la siguiente : Alcohol terciario > Alcohol secundario > Alcohol primario. La reacción de los alcoholes es catalizada por los ácidos, la presencia de un ácido adicional acelera la formación de halogeluros; y la trasposición del grupo alquilo, el grupo alquilo del halogeluro no tiene la misma estructura que en el alcohol original (Thorton & Neilson, 1976). El tubo de ensayo que contenia a la muestra problema no mostraba ninguna turbidez inmediatamente asi que suponemos que se trate de un alcohol secundario o primario. El reactivo de Bordwell-Wellman consiste en una solución de CrO 3 en H2SO4 diluido. En este ensayo se busca reconocer la oxidación y reducción de alcoholes. El alcohol primario sí reaccionó en este experimento y se oxidó hasta ácido carboxílico. Uno de los reactivos más comunes para la oxidación de alcoholes son los que contienen Mn (VII), como el permanganato de potasio, o Cr (VI). El cambio de color que se aprecia es debido a la reducción del Cr+6 que contiene el reactivo de Bordwell-Wellman a Cr +3. El alcohol secundario también reaccionó con el reactivo. Como se ha mencionado, el ácido crómico oxida al alcohol y lo convierte en cetona, el cromo reduce su estado de oxidación. Las oxidaciones de alcoholes secundarios con ácido crómico producen en general cetonas con gran rendimiento. Adicionalmente, el uso de ácido crómico en acetona acuosa se denomina usualmente oxidación de Jones. Este procedimiento sólo en raras ocasiones afecta los enlaces dobles presentes en la molécula (Graham, 1990) El alcohol terciario no reaccionó debido a que es complicado romper el enlace carbonocarbono. Estos pueden ser oxidados, pero sólo en condiciones extremas. La prueba de Na metálico.- En general, los alcoholes son ácidos, debido al hidrógeno ligado al oxígeno. La polaridad O-H facilita la separación de un protón relativamente positivo. Con excepción del metanol, los alcoholes son ácidos más débiles que el agua (Thorton & Neilson. 1976) RO-Na+ + Base más fuerte

H-OH  ácido más fuerte

Na+OHbase más débil

+

RO- H ácido más débil

Una de las reacciones características de los fenoles es cuando reaccionar el grupo OH. El fenol fue el primero en reaccionar debido a su acidez. Se comporta como ácido débil frente a las bases fuertes (en este caso el Na) y libera iones hidrógeno al disociarse. El reactivo de Cloruro Ferrico Se observó que el único en reaccionar fue el fenol a 10%. Esto sucede debido a que el ion cloruro reacciona con el hidrógeno del grupo hidroxilo provocando la formación de un complejo.Se obtiene un color verde azulado debido al cambio de oxidación del cromo.

El reactivo de Fehling se emplea como oxidante el ión cúprico en medio básico, la precipitación de oxido cuproso (rojo) indica la presencia de un aldehído. Se fundamenta en el poder reductor del grupo carbonilo de los aldehídos. Éste se oxida a ácido y reduce la sal de cobre en medio alcalino a óxido de cobre, formando un precipitado de color rojo. En la cetona se encuentra el color azul eléctrico. El reactivo de Tollens utiliza como reactivo una disolución amoniacal de plata, con presencia de un aldehído se produce un precipitado de plata elemental en forma de espejo de plata. La reacción es positiva cuando se forma un espejo en la base de los tubos. El agente oxidante es el ion Ag+1 . Esta reacción provocada sobre la superficie de un cristal, permite la formación de una capa de plata metálica que convierte la lámina de cristal en un espejo. Formacion de 2,4-dinitrofenilhidrazonas Se debe obtener un color amarillo oscuro o amarillo claro se coloco el reactivo y se dejo calentar por 5 minutos , Se encontró en el caso de las cetonas que se formo un color amarillo claro y en los aldehídos un amarillo claro. La aparición de precipitado es un indicador de la presencia de carbonilos en el medio. Se encontró precipitado en la cetona .

Reactivo de Schiff Los aldehidos devuelven el color a la fucsina descolorada (reactivo de Schiff): Si a una solución de fucsina, de color rojo-violeta, se le agrega una solución de bisulfito sódico, NaHSO4, o se le hace burbujear SO2, la fucsina se descolora, con lo cual se tiene el REACTIVO DE SCHIFF. Si a tal reactivo se le añaden unas gotas de ALDEHIDO, la solución recupera el color primitivo de la fucsina. Esta reacción es muy sensible, y se emplea en química analítica para investigar muy pequeñas porciones de aldehido en algún líquido. Las cetonas no se oxidan con el reactivo de schiff; pues no tiene propiedades reductoras, reacción que las diferencia totalmente de los aldehídos.

CUESTIONARIO Alcoholes y fenoles 1. Poner en orden decreciente a su acidez los alcoholes: 1-butanol, 2butanol, 2-metil-2-butanol. A mayor solubilidad, mayor acidez: 1-butanol > 2-butanol > 2-metil2butanol 2. Se tienen 3 muestras ( A, B, C) de compuestos orgánicos hidroxilados y se realizan las siguientes pruebas: a) El sodio metálico sirve para diferenciar entre alcoholes primarios, secundarios y terciarios, esto se evidencia cuando reaccionamos un alcohol con sodio metálico si es inmediato la reacción, observando que se produce un alcoxido e hidrogeno gaseoso, podemos decir que el alcohol que añadimos es primario, el secundario demora en racionar más que un primario, y un terciario más que un secundario.

b) La reacción de Lucas también se sirve para diferenciar entre alcoholes primarios, secundario y terciarios, por la rapidez de la reacción, si no que este es inversa al sodio metálico, porque los primeros en reaccionar son los alcoholes terciarios, después los secundarios, y al últimos después de horas el primario. POR LO TANTO: • Si A reacciona rápidamente con sodio metálico, se trata de un alcohol primario • Si “B” reacciona muy lentamente con el reactivo de Lucas puede ser un secundario o primario, pero cómo reacciona con FeCl3, entonces se trata de un secundario. • Si “C” reacciona rápidamente con el Reactivo de Lucas, entonces se trata de un terciario, y con más seguridad cuando no reacciona con sodio metálico, ni FeCl3.

3. Un compuesto A contiene carbono, hidrogeno y oxígeno. Por reacción con sodio metálico A libera hidrogeno. Cuando se oxida A se obtiene B de formula molecular C4H8O2. Cuando se hace

reaccionar A con SOCl2 se forma 1-clorobutano. ¿Cuál es la estructura de A?  Alcohol primario --->oxidación>>>> butanal  Por ende la estructura de A sería un butanol

4. Diseñe un protocolo para la determinación de derivados fenólicos en una muestra de alimento Se tendrían que realizar una seria de técnicas comenzando por la extracción (sol- liq.) debido a que se trata de fenoles y la muestra solida de alimento, con esto lo que queremos lograr es la separar la sustancia a analizar. A continuación se tendría que hacer un análisis del índice de absorción infrarroja del compuesto a analizar y con ello poder determinar si se trata de un derivado fenólico.

Aldehídos y cetonas 1. A una muestra se le ha realizado las siguientes pruebas: 

Si “M” no reaccionó con el Reactivo de Baeyer (KMnO 4/H2O), el cual se utiliza para reconocer enlaces múltiples entre carbono y carbono, significa que “M” no posee enlaces múltiples entre carbono y carbono.



Si “M” no reaccionó con el Reactivo de Fehling, el cual sirve para reconocer aldehídos, implica que “M” no es un aldehído.



Si “M” no reaccionó con el Reactivo de Tollens, el cual también sirve para reconocer aldehídos, quiere decir que “M” no es un aldehído.



Finalmente, “M” reaccionó con la 2,4-dinitrofenilhidracina, la cual sirve para reconocer cetonas, de donde se concluye que “M” es una cetona.

2. ¿Qué otra aplicación le daría UD. al reactivo de fehling? El reactivo de Fehling también es ampliamente utilizado en la determinación de azucares reductores y determinación de la cantidad de glucosa en la orina.

3. ¿Qué finalidad cumple el tartrato de sodio y potasio en el reactivo de fehling? El tartrato de sodio y potasio cumple la función de mantener al cobre (Cu) en solución para que este no precipite, (por acción del NaOH) y así reaccione debidamente con el aldehído.

4.- ¿Qué utilidad práctica tendría el formol con la gelatina?

La reacción del formol con la gelatina es utilizada en fotografía, para endurecer la gelatina de placas y papeles.

5. Si un compuesto reacciona con la 2,4-DNFHidracina, necesariamente dará positiva con el reactivo de fehling? Explique. No, ya que el compuesto tiene la posibilidad de ser cetona, para diferenciar una cetona de un aldehído se aplica las reacciones de fehling y tollens, es decir, si la reacción es positiva es un aldehído pero si es negativa tiene que ser cetona por lo tanto no es necesario que sea positiva la reacción de fehling.

BIBLIOGRAFIA -

Cueva,P. León,J. Fukusaki.A. 2013. Manual de Laboratorio de Química Orgánica. Tercera Edición. Perú.125pp. Graham Solomons,T. 1990. Fundamentos de Química Orgánica. Primera edición. Editorial Limusa. México. 903pp. Morrison,R & Neilson, R. 1976. Química Orgánica. Quinta edición. Editorial Addison Wesley iberoamericana. Estados Unidos. 1291pp. http://www.buenastareas.com/ensayos/Cuestionario-De-Aldehidos-y-Cetonas/30584009.html