Aldehídos y Cetonas en Química Orgánica

Aldehídos y Cetonas

• Los aldehídos son compuestos orgánicos que contienen un grupo carbonilo unido a un átomo de hidrógeno, mientras que las cetonas tienen el grupo carbonilo unido a dos grupos R.
• Los aldehídos y cetonas se encuentran en una amplia variedad de productos naturales y son parte de nuestra vida cotidiana.
• La glucosa tiene una forma abierta que presenta un grupo aldehído.
• El acetaldehído, un producto intermedio en el metabolismo del alcohol, se cree que es responsable de los síntomas de la resaca.

Usos e Implicaciones de los Aldehídos

• Los aldehídos se utilizan principalmente para la fabricación de resinas, plásticos, disolventes, pinturas, perfumes y esencias.
• Los aldehídos pueden tener efectos narcotizantes e irritantes.
• El glutaraldehído se utiliza como desinfectante y en el curtido de pieles. Puede causar dermatitis alérgicas.
• El formaldehído se usa en la fabricación de plásticos, industrias como la fotográfica y la de explosivos, como antiséptico, conservante y preservador.
• El formaldehído puede irritar las vías respiratorias y los ojos, además de causar dermatitis.
• El furfural se usa en la fabricación de plásticos, como herbicida, fungicida, pesticida, y en la vulcanización.
• El furfural es irritante para las vías respiratorias, la piel y los ojos, a temperatura ambiente tiene un riesgo de toxicidad limitado.
• El aldehído vanílico se utiliza en la industria alimentaria y la perfumería.
• La dermatitis es un riesgo para quienes trabajan con vainilla, la cual se considera un problema profesional en algunos países.
• La acroleína se usa en la fabricación de plásticos, la industria textil, la industria farmacéutica y la producción de piensos.
• La acroleína es uno de los principales factores etiológicos de las lesiones bronquiales crónicas, y está presente en el humo del tabaco y en los aceites recalentados.
• La acroleína puede irritar gravemente las vías respiratorias y la piel.
• El acetaldehído es usado en la industria química en una amplia variedad de procesos. Es inflamable tanto en líquido como en vapor.
• El acetaldehído puede irritar las mucosas y las membranas y actuar como narcótico sobre el sistema nervioso central.

Reacciones de los Aldehídos

• Los aldehídos aromáticos se dismutan en presencia de una base fuerte generando el alcohol y el ácido carboxílico correspondientes.
• Reaccionan con aminas primarias para formar iminas en una reacción exotérmica.
• Pueden ser reducidos a alcoholes con la presencia de hidruros o incluso otros aldehídos.
• Pueden ser oxidados a ácidos carboxílicos con oxidantes fuertes.
• Reaccionan con alcoholes o tioles en presencia de sustancias higroscópicas para formar acetales a través de una reacción reversible. Esta reacción puede utilizarse para proteger el grupo funcional.

Síntesis de Aldehídos

• Los aldehídos se pueden obtener a partir de la oxidación suave de alcoholes primarios.
• Se puede llevar a cabo la oxidación mediante una disolución ácida de dicromato de potasio u otros métodos que utilizan Cr en el estado de oxidación +6.
• Se pueden sintetizar por la oxidación de Swern, utilizando dimetilsulfóxido (DMSO), dicloruro de oxalilo (CO)2Cl2 y una base.
• Se pueden generar por carbonilación.
• Se pueden producir por la oxidación de halogenuros de alquilo (Oxidación de Kornblum).
• Se pueden sintetizar por reducción de ácidos carboxílicos o sus derivados (ésteres, halogenuros de alquilo).

Cetonas

• Las cetonas son compuestos orgánicos caracterizados por la presencia de un grupo carbonilo unido a dos átomos de carbono.
• Las cetonas con dos grupos R iguales se denominan simétricas, mientras que las que tienen grupos R diferentes se denominan asimétricas.
• Las cetonas pueden ser clasificadas como: alifáticas, aromáticas o mixtas.
• Las cetonas son isómeros de los aldehídos con el mismo número de átomos de carbono.

Propiedades físicas de Cetonas

• Los compuestos carbonílicos tienen puntos de ebullición más bajos que los alcoholes con el mismo peso molecular.
• No existen grandes diferencias en los puntos de ebullición entre aldehídos y cetonas con el mismo peso molecular.
• Los compuestos carbonílicos de cadena corta son solubles en agua, y la solubilidad disminuye a medida que aumenta la longitud de la cadena.

Reacciones de Cetonas

• Las cetonas son menos reactivas que los aldehídos debido a que los grupos alquílicos actúan como dadores de electrones por efecto inductivo.
• Las cetonas se pueden oxidar con oxidantes fuertes como el permanganato de potasio, lo que genera dos ácidos con un menor número de átomos de carbono.
• Al reducirse, dan alcoholes secundarios.
• No reaccionan con el reactivo de Tollens, lo que las diferencia de los aldehídos. Tampoco reaccionan con los reactivos de Fehling y Schiff.
• Al igual que los aldehídos, sufren reacciones de adición nucleofílica debido a la resonancia del grupo carbonilo.
• Las cetonas pueden participar en reacciones de condensación como la reacción de Grignard, la reacción de Reformatski y la Transposición de Baker-Venkataraman.
• Las cetonas que tienen hidrógenos en posición α al grupo carbonilo pueden sufrir reacciones de condensación.
• Las cetonas se pueden oxidar a ésteres mediante la Oxidación de Baeyer-Villiger.

Síntesis de Cetonas

• Se pueden obtener a partir de la oxidación de alcoholes secundarios.
• Se pueden sintetizar por la hidratación de alquinos.
• Se pueden producir por hidrólisis de dihalogenuros geminales.
• Se pueden sintetizar por la unión de esqueletos de carbono.
• Se pueden obtener a partir de transposiciones.
• Se pueden sintetizar por ruptura de esqueletos de carbono.