5-aldeídos e cetonas

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ALDEÍDOS E CETONAS ALDEÍDOS E CETONAS Professora Doutora Maria Professora Doutora Maria Adelaide lobo Adelaide lobo

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Page 1: 5-Aldeídos e Cetonas

ALDEÍDOS E CETONASALDEÍDOS E CETONAS

Professora Doutora Maria Professora Doutora Maria Adelaide loboAdelaide lobo

Page 2: 5-Aldeídos e Cetonas

ALDEÍDOS E CETONASALDEÍDOS E CETONAS

As funções As funções Aldeído e Cetona conjuntamente com conjuntamente com os ácidos os ácidos carboxílicos, os carboxílicos, os ésteres, as amidas ésteres, as amidas e os cloretos de e os cloretos de ácido, ácido, caracterizam-se por caracterizam-se por apresentarem na apresentarem na sua estrutura o sua estrutura o grupo funcional grupo funcional carbonilo (C=O).carbonilo (C=O).

Page 3: 5-Aldeídos e Cetonas

ALDEÍDOS E CETONASALDEÍDOS E CETONAS O átomo de carbono e o átomo de oxigénio que formam O átomo de carbono e o átomo de oxigénio que formam

o grupo carbonilo encontram-se ligados mediante duas o grupo carbonilo encontram-se ligados mediante duas ligações: uma s e uma p. O átomo de carbono do grupo ligações: uma s e uma p. O átomo de carbono do grupo carbonilo apresenta uma hibridação sp2 e está ligado ao carbonilo apresenta uma hibridação sp2 e está ligado ao átomo de oxigénio e a outros dois átomos mediante três átomo de oxigénio e a outros dois átomos mediante três ligações s coplanares, separadas entre si 120º. A ligações s coplanares, separadas entre si 120º. A segunda ligação entre o carbono e o oxigénio, a ligação segunda ligação entre o carbono e o oxigénio, a ligação p, forma-se por sobreposição da orbital p, forma-se por sobreposição da orbital pp não híbrida do não híbrida do carbono com uma orbital carbono com uma orbital pp do átomo de oxigénio. do átomo de oxigénio.

A dupla ligação entre o carbono e o oxigénio é A dupla ligação entre o carbono e o oxigénio é semelhante, estruturalmente, à dupla ligação que existe semelhante, estruturalmente, à dupla ligação que existe nos alcenos; no entanto, esta dupla ligação é mais curta nos alcenos; no entanto, esta dupla ligação é mais curta e mais forte no grupo carbonilo.e mais forte no grupo carbonilo.

Page 4: 5-Aldeídos e Cetonas

ALDEÍDOS E CETONASALDEÍDOS E CETONAS

O oxigénio é mais O oxigénio é mais electronegativo que o electronegativo que o carbono e a sua orbital 2p é carbono e a sua orbital 2p é menos energética que a menos energética que a orbital 2p do carbono, pelo orbital 2p do carbono, pelo que a orbital molecular p que a orbital molecular p ligante, formar-se-á com ligante, formar-se-á com mais de 50% da orbital mais de 50% da orbital atómica 2p do oxigénio e atómica 2p do oxigénio e com menos de 50% da com menos de 50% da orbital atómica 2p do orbital atómica 2p do carbono. De igual modo, a carbono. De igual modo, a orbital molecular p* orbital molecular p* antiligante, formar-se-á com antiligante, formar-se-á com menos de 50% da orbital menos de 50% da orbital atómica 2p do oxigénio e atómica 2p do oxigénio e mais de 50% da orbital mais de 50% da orbital atómica 2p do carbono.atómica 2p do carbono.

Page 5: 5-Aldeídos e Cetonas

ALDEÍDOS E CETONASALDEÍDOS E CETONAS

As orbitais p e p* do grupo carbonilo são As orbitais p e p* do grupo carbonilo são semelhantes às orbitais p e p* da dupla ligação C=C, semelhantes às orbitais p e p* da dupla ligação C=C, com a diferença de que são menos simétricas. Os com a diferença de que são menos simétricas. Os dois electrões da ligação p, ocupam a orbital dois electrões da ligação p, ocupam a orbital molecular p ligante e devido à forma desta orbital, é molecular p ligante e devido à forma desta orbital, é maior a probabilidade de encontrar um electrão na maior a probabilidade de encontrar um electrão na proximidade do átomo de oxigénio, mais proximidade do átomo de oxigénio, mais electronegativo, que na proximidade do átomo de electronegativo, que na proximidade do átomo de carbono, mais electropositivo.carbono, mais electropositivo.

Como o oxigénio é mais electronegativo que o Como o oxigénio é mais electronegativo que o carbono, a densidade electrónica, está carbono, a densidade electrónica, está desigualmente compartilhada. O seu efeito pode desigualmente compartilhada. O seu efeito pode manifestar-se ao escrever as duas estruturas de manifestar-se ao escrever as duas estruturas de ressonância do grupo carbonilo.ressonância do grupo carbonilo.

Page 6: 5-Aldeídos e Cetonas

ALDEÍDOS E CETONASALDEÍDOS E CETONAS

A primeira estrutura ressonante é a A primeira estrutura ressonante é a mais importante, porque implica mais importante, porque implica maior número de ligações e menor maior número de ligações e menor separação de cargas. Sem embargo, separação de cargas. Sem embargo, a segunda estrutura ressonante, a segunda estrutura ressonante, ainda que menos importante que a ainda que menos importante que a primeira, é a que melhor explica o primeira, é a que melhor explica o elevado momento dipolar dos elevado momento dipolar dos compostos carbonílicos.compostos carbonílicos.

Page 7: 5-Aldeídos e Cetonas

ALDEÍDOS E CETONASALDEÍDOS E CETONAS

As cetonas poderiam pois, considerar-se aldeídos As cetonas poderiam pois, considerar-se aldeídos secundários; e com efeito, com frequência não existe secundários; e com efeito, com frequência não existe diferença entre os aldeídos e as cetonas mais do que entre os diferença entre os aldeídos e as cetonas mais do que entre os álcoois primários e secundários.álcoois primários e secundários.

NOMENCLATURANOMENCLATURA Os aldeídos designam-se acrescentando ao nome do Os aldeídos designam-se acrescentando ao nome do

hidrocarboneto correspondente (com 2 H em vez do oxigénio) hidrocarboneto correspondente (com 2 H em vez do oxigénio) a terminação a terminação alal. A função aldeído só pode encontrar-se no . A função aldeído só pode encontrar-se no princípio da cadeia e o uso corrente exige que o carbono princípio da cadeia e o uso corrente exige que o carbono funcional tenha o número 1, pelo que é inútil precisar a funcional tenha o número 1, pelo que é inútil precisar a posição da função.posição da função.

Exemplos:Exemplos: H-CH=OH-CH=O MetanalMetanal CH3-CH=OCH3-CH=O EtanalEtanal CH2=CH-CH2-CH=OCH2=CH-CH2-CH=O 3-Butenal3-Butenal Utiliza-se também outra nomenclatura, baseada no nome do Utiliza-se também outra nomenclatura, baseada no nome do

ácido que deriva do aldeído por oxidação.ácido que deriva do aldeído por oxidação. CH3-CH=OCH3-CH=O Aldeído acético ou acetaldeídoAldeído acético ou acetaldeído

Page 8: 5-Aldeídos e Cetonas

ALDEÍDOS E CETONASALDEÍDOS E CETONAS As cetonas denominam-se a partir do As cetonas denominam-se a partir do

hidrocarboneto correspondente (com 2 H hidrocarboneto correspondente (com 2 H no lugar do oxigénio), seguido da no lugar do oxigénio), seguido da terminaçãoterminação ona. Como o grupo funcional . Como o grupo funcional pode, na maior parte dos casos, ocupar pode, na maior parte dos casos, ocupar diversas posições, o número do átomo de diversas posições, o número do átomo de carbono que o transporta deve ser carbono que o transporta deve ser precisado.precisado.

CH3-CO-CH2-CH3CH3-CO-CH2-CH3 ButanonaButanona

CH3-CO-CH2-CH2-CH3CH3-CO-CH2-CH2-CH3 2-2-PentanonaPentanona

CH3-CO-CH(CH3)-CH=CH2CH3-CO-CH(CH3)-CH=CH23-Metil-2-penteno-4-ona3-Metil-2-penteno-4-ona

Page 9: 5-Aldeídos e Cetonas

ALDEÍDOS E CETONASALDEÍDOS E CETONAS

CH3C=O

H

IUPAC EtanalVULGAR Aldeído acético

CH3CCH3

O

IUPAC PropanonaVULGAR dimetilcetona ou Acetona

C=O

H

IUPAC BenzaldeídoVULGAR Aldeído benzóico

C=O

H

IUPAC Ciclohexilmetanal

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ALDEÍDOS E CETONASALDEÍDOS E CETONAS

MÉTODOS DE OBTENÇÃOMÉTODOS DE OBTENÇÃO

A) A desidrogenação ou a oxidação de A) A desidrogenação ou a oxidação de álcoois primários e secundários álcoois primários e secundários conduz, respectivamente a aldeídos e conduz, respectivamente a aldeídos e cetonas;cetonas;

B) Passagem de vapores de um ácido B) Passagem de vapores de um ácido orgânico sobre óxido de manganésio orgânico sobre óxido de manganésio (MnO), a 350º, com formação de uma (MnO), a 350º, com formação de uma cetona, CO2 e água. Se se usar uma cetona, CO2 e água. Se se usar uma mistura de ácidos e um deles for ácido mistura de ácidos e um deles for ácido fórmico, HCOOH, obtém-se um aldeído.fórmico, HCOOH, obtém-se um aldeído.

Page 11: 5-Aldeídos e Cetonas

ALDEÍDOS E CETONASALDEÍDOS E CETONAS

C) A oxidação dos alcenos conduz a C) A oxidação dos alcenos conduz a compostos de carbonilo, aldeídos ou cetonas.compostos de carbonilo, aldeídos ou cetonas.

Métodos particulares dos aldeídos:Métodos particulares dos aldeídos: A) Redução catalítica pelo hidrogénio dos A) Redução catalítica pelo hidrogénio dos

cloretos de ácido;cloretos de ácido; B) Acção de um organomagnesiano sobre o B) Acção de um organomagnesiano sobre o

ortoformiato de etilo.ortoformiato de etilo. Métodos particulares das cetonas:Métodos particulares das cetonas: A) Acção de um organomagnesiano sobre um A) Acção de um organomagnesiano sobre um

nitrilo;nitrilo; B) Acção de um organomagnesiano sobre um B) Acção de um organomagnesiano sobre um

cloreto de ácido;cloreto de ácido; C) A hidratação de um alcino dá uma cetona, C) A hidratação de um alcino dá uma cetona,

por intermédio de uma forma enólica.por intermédio de uma forma enólica.

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ALDEÍDOS E CETONASALDEÍDOS E CETONAS

PROPRIEDADES FÍSICASPROPRIEDADES FÍSICAS

O formaldeído, H-CH=O, é um gás; todos O formaldeído, H-CH=O, é um gás; todos os outros aldeídos, assim como as os outros aldeídos, assim como as cetonas, são líquidos à temperatura cetonas, são líquidos à temperatura ordinária, ou sólidos, se o seu peso ordinária, ou sólidos, se o seu peso molecular for elevado.molecular for elevado.

À temperatura de 25ºC, os aldeídos com À temperatura de 25ºC, os aldeídos com um ou dois carbonos são gasosos, de 3 a um ou dois carbonos são gasosos, de 3 a 11 são líquidos e os demais são sólidos. 11 são líquidos e os demais são sólidos. Os aldeídos mais simples são bastante Os aldeídos mais simples são bastante solúveis em água e em alguns solvente solúveis em água e em alguns solvente apolares.apolares.

Page 13: 5-Aldeídos e Cetonas

ALDEÍDOS E CETONASALDEÍDOS E CETONAS

Apresentam também odores Apresentam também odores penetrantes e geralmente penetrantes e geralmente desagradáveis. Com o aumento da desagradáveis. Com o aumento da massa molecular, entre 8 a 14 massa molecular, entre 8 a 14 carbonos, esses odores vão-se carbonos, esses odores vão-se tornando menos fortes, até se tornando menos fortes, até se tornarem agradáveis. Alguns são tornarem agradáveis. Alguns são empregues no ramo da perfumaria, empregues no ramo da perfumaria, especialmente os aromáticos.especialmente os aromáticos.

Page 14: 5-Aldeídos e Cetonas

ALDEÍDOS E CETONASALDEÍDOS E CETONAS

O O grupo carbonilogrupo carbonilo confere uma confere uma considerável polaridade aos aldeídos e, por considerável polaridade aos aldeídos e, por isso, possuem pontos de ebulição mais isso, possuem pontos de ebulição mais altos que outros compostos de peso altos que outros compostos de peso molecular comparável, pelo facto de não molecular comparável, pelo facto de não possuírem ligações O-H e N-H. Confere possuírem ligações O-H e N-H. Confere ainda atracções do tipo dipolo-dipolo entre ainda atracções do tipo dipolo-dipolo entre as moléculas de cetona e aldeídos. as moléculas de cetona e aldeídos.

LIGAÇÕES

C-O Polarizada

Pontes de HidrogénioIntermoleculares

Intramoleculares

Page 15: 5-Aldeídos e Cetonas

ALDEÍDOS E CETONASALDEÍDOS E CETONAS

Comparando-se as cetonas com os Comparando-se as cetonas com os aldeídos isómeros, as cetonas aldeídos isómeros, as cetonas possuem pontos de ebulição mais possuem pontos de ebulição mais elevados e são mais solúveis em água, elevados e são mais solúveis em água, pelo facto de serem mais polares que pelo facto de serem mais polares que os aldeídos.os aldeídos.

Page 16: 5-Aldeídos e Cetonas

ALDEÍDOS E CETONASALDEÍDOS E CETONAS

No entanto, podem formar ligações No entanto, podem formar ligações por pontes de hidrogénio com a água por pontes de hidrogénio com a água e com os álcoois. Devido a estas e com os álcoois. Devido a estas pontes de hidrogénio, os aldeídos e pontes de hidrogénio, os aldeídos e as cetonas são bons solventes de as cetonas são bons solventes de substâncias polares, como os substâncias polares, como os álcoois.álcoois.

Page 17: 5-Aldeídos e Cetonas

ALDEÍDOS E CETONASALDEÍDOS E CETONAS

ISOMERIAISOMERIA

ISOMERIA

PLANAR

Conformacional

EsqueletoCadeia

Núcleo

Posição

ESPACIAL Geométrica

Óptica

Page 18: 5-Aldeídos e Cetonas

ALDEÍDOS E CETONASALDEÍDOS E CETONAS

Propriedades FisiológicasPropriedades Fisiológicas Os aldeídos e Cetonas actuam sobre o Os aldeídos e Cetonas actuam sobre o

sistema nervoso central produzindo sistema nervoso central produzindo uma acção anestésica.uma acção anestésica.

Os aldeídos e cetonas aromáticos são Os aldeídos e cetonas aromáticos são usados em perfumes, devido ao aroma usados em perfumes, devido ao aroma próprio de cada molécula, que próprio de cada molécula, que inclusivé, pode caracterizar a sua inclusivé, pode caracterizar a sua origem.origem.

Page 19: 5-Aldeídos e Cetonas

ALDEÍDOS E CETONASALDEÍDOS E CETONAS

REACTIVIDADEREACTIVIDADE

Os principais caracteres estruturais que Os principais caracteres estruturais que determinam a reactividade dos aldeídos determinam a reactividade dos aldeídos e das cetonas são:e das cetonas são:

A) A existência de uma ligação p entre A) A existência de uma ligação p entre C e O;C e O;

B) A presença de dois pares de B) A presença de dois pares de electrões livres sobre o oxigénio;electrões livres sobre o oxigénio;

C) A polarização do grupo carbonilo.C) A polarização do grupo carbonilo.

Page 20: 5-Aldeídos e Cetonas

ALDEÍDOS E CETONASALDEÍDOS E CETONAS

As reacções dos aldeídos e das cetonas são As reacções dos aldeídos e das cetonas são devidas:devidas:

1º À insaturação da ligação carbono-1º À insaturação da ligação carbono-oxigénio, que origina a possibilidade de oxigénio, que origina a possibilidade de reacções de adição. reacções de adição.

2º Estas reacções comportam geralmente o 2º Estas reacções comportam geralmente o ataque do carbono pelo fragmento nucleófilo ataque do carbono pelo fragmento nucleófilo do reagentedo reagente

3º Seguida pela fixação do fragmento 3º Seguida pela fixação do fragmento electrófilo sobre o oxigénio.electrófilo sobre o oxigénio.

A B + C O B C O- A+

B C O AA B + C O B C O- A+

B C O A

Page 21: 5-Aldeídos e Cetonas

C OH+

C O H C O HC OH+

C O H C O H

ALDEÍDOS E CETONASALDEÍDOS E CETONAS

1-Em meio ácido, o oxigénio pode 1-Em meio ácido, o oxigénio pode sofrer o primeiro ataque, dando um sofrer o primeiro ataque, dando um intermédio mais reactivo do que a intermédio mais reactivo do que a molécula inicial, face aos molécula inicial, face aos nucleófilos (efeito de catálise).nucleófilos (efeito de catálise).

Page 22: 5-Aldeídos e Cetonas

ALDEÍDOS E CETONASALDEÍDOS E CETONAS2-Mobilidade dos hidrogénios situados na posição 2-Mobilidade dos hidrogénios situados na posição

em relação ao grupo carbonilo, que em relação ao grupo carbonilo, que permitem a sua substituição.permitem a sua substituição.

2.1 As reacções ligadas a esta propriedade 2.1 As reacções ligadas a esta propriedade efectuam-se quer por intermédio do enol, com o efectuam-se quer por intermédio do enol, com o qual os compostos de carbonilo se encontram qual os compostos de carbonilo se encontram ordinariamente em equilíbrio.ordinariamente em equilíbrio.

2.2 Quer por intermédio do 2.2 Quer por intermédio do ião enolatoião enolato que resulta que resulta da libertação do H lábil em da libertação do H lábil em por uma base por uma base

CH C

O

C C

OH

aldeído ou cetona enol

CH C

O

C C

OH

aldeído ou cetona enol

Page 23: 5-Aldeídos e Cetonas

C C

HO

+

+

ataque pelas bases

ataque pelos nucleófilos

ataque pelos ácidose pelos electrófilos

C C

HO

+

+

ataque pelas bases

ataque pelos nucleófilos

ataque pelos ácidose pelos electrófilos

ALDEÍDOS E CETONASALDEÍDOS E CETONAS

A labilidade do hidrogénio (ou dos A labilidade do hidrogénio (ou dos hidrogénios) em hidrogénios) em provém do efeito indutor provém do efeito indutor exercido pelo oxigénio, e da estabilização por exercido pelo oxigénio, e da estabilização por ressonância do ião enolato, base conjugada ressonância do ião enolato, base conjugada do composto carbonilo.do composto carbonilo.

A migração deste protão necessita, no A migração deste protão necessita, no entanto, do ataque de uma base.entanto, do ataque de uma base.

Page 24: 5-Aldeídos e Cetonas

ALDEÍDOS E CETONASALDEÍDOS E CETONAS

Quanto às suas propriedades químicas podem Quanto às suas propriedades químicas podem apresentar: apresentar:

PROPRIEDADES QUÍMCAS

A-ADIÇÃO NUCLEOFÍLICA

B-SUBSTITUIÇÃO DE H-

Meio ácido

Meio alcalino

C-COMBUSTÃO

D-OXIDAÇÃO

E-REDUÇÃO

F-SUBSTITUIÇÃO ELECTROFÍLICA

B.1-Enolização

B.2-Reacção Halofórmica

B.3-Condensação Aldólica

Page 25: 5-Aldeídos e Cetonas

ALDEÍDOS E CETONASALDEÍDOS E CETONAS A-ADIÇÃO NUCLEOFÍLICA, EM MEIO ÁCIDOA-ADIÇÃO NUCLEOFÍLICA, EM MEIO ÁCIDO A.1-ADIÇÃO DE ÁCIDO CIANÍDRICOA.1-ADIÇÃO DE ÁCIDO CIANÍDRICO A reacção nucleofílica em meio ácido processa-se A reacção nucleofílica em meio ácido processa-se

em três passos:em três passos: 1º Passo –Ionização do ácido para originar o 1º Passo –Ionização do ácido para originar o

nucleófilonucleófilo

2º Passo-Efeito de Catálise2º Passo-Efeito de Catálise Formação de sal de oxónioFormação de sal de oxónio

HCN H+ + CN-

CH3CH2C=O + H+

H H

CH3CH2C=OH+

Page 26: 5-Aldeídos e Cetonas

ALDEÍDOS E CETONASALDEÍDOS E CETONAS

H

CH3CH2C=OH + CN-+

H

CH3CH2C-OH

CN

3º Passo 3º Passo Acção do nucleófilo sobre o sal de oxónio, Acção do nucleófilo sobre o sal de oxónio,

com formação de uma cianidrina de aldeídocom formação de uma cianidrina de aldeído

Page 27: 5-Aldeídos e Cetonas

ALDEÍDOS E CETONASALDEÍDOS E CETONAS

A-ADIÇÃO NUCLEOFÍLICA EM MEIO ALCALINOA-ADIÇÃO NUCLEOFÍLICA EM MEIO ALCALINO A.2 ADIÇÃO DE HIDRAZINAA.2 ADIÇÃO DE HIDRAZINA 1º Passo-Ataque nucleofílico do reagente dador de electrões 1º Passo-Ataque nucleofílico do reagente dador de electrões

sobre o carbonilosobre o carbonilo 2º Passo-Perda e recepção de um protão intramolecular2º Passo-Perda e recepção de um protão intramolecular

CH3CCH3

O-

H2N-NH2+

CH3CCH3

OH

HN-NH2

H+

CH3CCH3 + H2N-NH2

O

CH3CCH3

O-

H2N-NH2+

Hidrazina

Page 28: 5-Aldeídos e Cetonas

ALDEÍDOS E CETONASALDEÍDOS E CETONAS

3º Passo-Perda de água pelo produto de 3º Passo-Perda de água pelo produto de reacção obtido no 2º Passo, com formação reacção obtido no 2º Passo, com formação de uma hidrazona de aldeído partir da de uma hidrazona de aldeído partir da reacção com hidrazinareacção com hidrazina

CH3CCH3

OH

H-N-NH2

H+

OH-

CH3CCH3

N-NH2

hidrazona

Page 29: 5-Aldeídos e Cetonas

ALDEÍDOS E CETONASALDEÍDOS E CETONAS

A.3 ADIÇÃO DE ALCOOL EM MEIO ÁCIDO A UM A.3 ADIÇÃO DE ALCOOL EM MEIO ÁCIDO A UM ALDEÍDOALDEÍDO

1º Passo-Efeito de catálise, com formação do sal de 1º Passo-Efeito de catálise, com formação do sal de oxóniooxónio

2º Passo-Adição nucleofílica do alcool com 2º Passo-Adição nucleofílica do alcool com formação de um segundo sal de oxónioformação de um segundo sal de oxónio

CH3CH2C=O + H+

H H

CH3CH2C=OH+

H

CH3CH2C=OH+

Sal de Oxónio

CH3CH2-O-H+

H

CH3CH2C-OH

+CH3CH2-O-H

Page 30: 5-Aldeídos e Cetonas

ALDEÍDOS E CETONASALDEÍDOS E CETONAS 3º Passo-Perda de 3º Passo-Perda de

protão pelo segundo sla protão pelo segundo sla de oxónio e form~ção de oxónio e form~ção de um Hemi-acetalde um Hemi-acetal

4º Passo-Substituição 4º Passo-Substituição nucleofílica de uma nucleofílica de uma nova molécula de alcool nova molécula de alcool no hemi-acetal- no hemi-acetal- Formação da Formação da ligação ligação glucosídica C-Oglucosídica C-O

H

CH3CH2C-OH

+CH3CH2-O-H

H+

H

CH3CH2C-OH

CH3CH2-O

Hemi-acetal

+ H+

H

CH3CH2C-OH

CH3CH2-O

Hemi-acetal

+ CH3CH2-O-H

H

CH3CH2C-O-CH3CH3

CH3CH2-O

+ OH-

H

+SN2

Page 31: 5-Aldeídos e Cetonas

ALDEÍDOS E CETONASALDEÍDOS E CETONAS

5º Passo5º Passo Perda de um protão com formação de um Perda de um protão com formação de um

composto com ligação glucosídica e composto com ligação glucosídica e formação de água formação de água

H

CH3CH2C-O-CH3CH3

CH3CH2-OH

+ OH-

H

+

H

CH3CH2C-O-CH3CH3

CH3CH2-OH

+ H2O

Ligação Glucosídica C-O

Acetal

Page 32: 5-Aldeídos e Cetonas

ALDEÍDOS E CETONASALDEÍDOS E CETONAS

A.3 ADIÇÃO DE ALCOOL EM MEIO ÁCIDO A UMA A.3 ADIÇÃO DE ALCOOL EM MEIO ÁCIDO A UMA CETONACETONA

1º Passo-Efeito de catálise, com formação do sal de 1º Passo-Efeito de catálise, com formação do sal de oxóniooxónio

2º Passo-Adição nucleofílica do alcool com 2º Passo-Adição nucleofílica do alcool com formação de um segundo sal de oxónioformação de um segundo sal de oxónio

CH3CH2C=O

CH3

+ H+ CH3CH2C=OH

CH2

+

CH3CH2C=OH+

Sal de Oxónio

CH3CH3-O-H+

CH3

CH3CH2C-OH

+CH3CH2-O-H

CH3

Page 33: 5-Aldeídos e Cetonas

ALDEÍDOS E CETONASALDEÍDOS E CETONAS 3º Passo-Perda de 3º Passo-Perda de

protão pelo segundo sla protão pelo segundo sla de oxónio e form~ção de oxónio e form~ção de um Hemi-acetalde um Hemi-acetal

4º Passo-Substituição 4º Passo-Substituição nucleofílica de uma nucleofílica de uma nova molécula de alcool nova molécula de alcool no hemi-acetal- no hemi-acetal- Formação da Formação da ligação ligação glucosídica C-Oglucosídica C-O

CH3

CH3CH2C-OH

+CH3CH2-O-H

H+

CH3

CH3CH2C-OH

CH3CH2-O

Hemi-cetal

+ H+

CH3

CH3CH2C-OH

CH3CH2-O

Hemi-cetal

+ CH3CH2-O-H

CH3

CH3CH2C-O-CH3CH3

CH3CH2-O

+ OH-

+

SN2H

Page 34: 5-Aldeídos e Cetonas

ALDEÍDOS E CETONASALDEÍDOS E CETONAS

5º Passo5º Passo Perda de um protão com formação de um Perda de um protão com formação de um

composto com ligação glucosídica e composto com ligação glucosídica e formação de água formação de água

+ OH-

CH3

CH3CH2C-O-CH3CH3

CH3CH2-OH

+ H2O

Ligação Glucosídica C-OCH3

CH3CH2C-O-CH3CH3

CH3CH2-O

+

H

Cetal

Page 35: 5-Aldeídos e Cetonas

ALDEÍDOS E CETONASALDEÍDOS E CETONAS CICLIZAÇÃO DE OSESCICLIZAÇÃO DE OSES Esta ciclização faz-se por intermédio da formação de Esta ciclização faz-se por intermédio da formação de

um hemi-acetal ou hemi-cetal interno, um hemi-acetal ou hemi-cetal interno, respectivamente entre uma função aldeído e alcool e respectivamente entre uma função aldeído e alcool e uma função cetona e alcool damesma moléculauma função cetona e alcool damesma molécula

CHO

OHH

HHO

OHH

OHH

CH2OH

CHO

OH

H

H

OH

OH

H

OH

H

HOH2C CHOH

OH

OH

H

H

OH

H

OHCH2OH

CHOH

OH

OH

H

H

OH

H

OH

CH2OH

CHOH

OH

OH

H

H

OH

CH2OH

H

OH

H

OH

OH

H

H

OH

OH

CH2OH

H O

H

H

OH

OH

H

H

OH

CH2OH

HO OH

H

Page 36: 5-Aldeídos e Cetonas

ALDEÍDOS E CETONASALDEÍDOS E CETONAS

B.1 ENOLIZAÇÃOB.1 ENOLIZAÇÃO Devido à presença de H na posição Devido à presença de H na posição em em

relação ao carbonilo, forma-se um enolrelação ao carbonilo, forma-se um enol

C-C=O

H

CH2=C-O- + H+

H+

HH

CH2=C-OH

HEnol

Page 37: 5-Aldeídos e Cetonas

ALDEÍDOS E CETONASALDEÍDOS E CETONAS

B.2 REACÇÃO HALOFÓRMICAB.2 REACÇÃO HALOFÓRMICA Em meio fortemente alcalino em presença Em meio fortemente alcalino em presença

de halogéneo os aldeídos e cetonas de halogéneo os aldeídos e cetonas reagem com formação de Halofórmio.reagem com formação de Halofórmio.

C-C=O

H

H

H

H

+ 3Cl2 C C=O + 3HCl

Cl

Cl

Cl

C C=O + NaOH

Cl

Cl

Cl

C-H + Na+ -OC=O

Cl

Cl

ClClorofórmio

Page 38: 5-Aldeídos e Cetonas

ALDEÍDOS E CETONASALDEÍDOS E CETONAS

B.3 CONDENSAÇÃO ALDÓLICAB.3 CONDENSAÇÃO ALDÓLICA Duas ou mais moléculas de um aldeído ou cetona podem Duas ou mais moléculas de um aldeído ou cetona podem

polimerizar-se, como resultado da existência simultânea polimerizar-se, como resultado da existência simultânea de um nucleófilo por perda de H de um nucleófilo por perda de H de uma das moléculas de uma das moléculas que reage com a outra não ionizada.que reage com a outra não ionizada.

C-C=O

H

H

H

H

C-C=O

H

H

H

H

+

H+

C-C-O-

H

H

H

H

CH2C=O

H

C-C-O-H

H

H

H

H

CH2C=O

H

Dímero

C-C-O-H

H

H

H

H

CH2C=O

H

Dímero

C-C=O

H

H

H

H

+

H+

C-C-OH

H

H

H

H

CH2CH-O-

CH2C=O

Trímero

H

C-C-OH

H

H

H

H

CH2CH-OH

CH2C=O

H

Page 39: 5-Aldeídos e Cetonas

ALDEÍDOS E CETONASALDEÍDOS E CETONAS C-COMBUSTÃOC-COMBUSTÃO Como todos os compostos orgânicos formados Como todos os compostos orgânicos formados

apenas por C, H e O a combustão completa apenas por C, H e O a combustão completa forma COforma CO22 e H e H22O e as incompletas CO ou C e O e as incompletas CO ou C e

HH22O.O.

D-OXIDAÇÃOD-OXIDAÇÃO D.1-Oxidantes fracosD.1-Oxidantes fracos As cetonas não reagem e os aldeídos As cetonas não reagem e os aldeídos

transformam-se em ácidos carboxílicostransformam-se em ácidos carboxílicosCH3CH2C=O

H

CH3CH2C=O

OH

Propanal Ácido propanóico

Page 40: 5-Aldeídos e Cetonas

ALDEÍDOS E CETONASALDEÍDOS E CETONAS

D.2-Oxidantes fortesD.2-Oxidantes fortes Os Aldeídos reagem formando ácidos Os Aldeídos reagem formando ácidos

carboxílicos, enquanto as cetonas sofrem carboxílicos, enquanto as cetonas sofrem cisão com formação de ácidos carboxílicoscisão com formação de ácidos carboxílicos

CH3CH2CCH3

O

+ [O] CH3CH2C=O + HC=O

OH OH

2-butanona ácido propanóico ácido metanóico

Page 41: 5-Aldeídos e Cetonas

ALDEÍDOS E CETONASALDEÍDOS E CETONAS E-REDUÇÃOE-REDUÇÃO Por acção de hidrogénio nascente os aldeídos e Por acção de hidrogénio nascente os aldeídos e

cetonas transformam-se em alóóis que cetonas transformam-se em alóóis que posteriormente podem reduzir-se a posteriormente podem reduzir-se a hidrocarbonetos.hidrocarbonetos.

C=O

H

H nascente

CH2OH

H nascente

CH3

O

H nascente

OH

H nascente

Ciclohexilmetanal Ciclohexilmetanol Metilciclohexano

Ciclohexanona Ciclohexanona Ciclohexano

Page 42: 5-Aldeídos e Cetonas

ALDEÍDOS E CETONASALDEÍDOS E CETONAS F-Substituição electrofílicaF-Substituição electrofílica Como as funções aldeído e cetona são Como as funções aldeído e cetona são

desactivadoras do núcleo aromático, a desactivadoras do núcleo aromático, a substituição é predominante na posição substituição é predominante na posição meta.meta.

CHO

+ NO2+

AlCl3

CHO

NO2