Test de reconocimiento de aldehídos y cetonas.
Test con 2,4-DNFH, clorhidrato de hidroxilamina y nitroprusiato de sodio
para reconocimiento de aldehídos, cetonas y metilcetonas.
D’Apremont Natalie;Retamal Estefania
Laboratorio de orgánica III;Departamento de Química
Universidad Tecnológica Metropolitana.
-Generalidades:
Cetona: Una cetona es un compuesto orgánico caracterizado por poseer un grupo funcional carbonilo el cual consiste, en un átomo de carbono unido con un doble enlace covalente a un átomo de oxígeno, y además unido a otros dos átomos de carbono.
Los compuestos carbonílicos de cadena corta son solubles en agua y a medida que aumenta la longitud de la cadena disminuye la solubilidad.
Aldehído: Son compuesto orgánico caracterizados por poseer el grupo funcional -CHO, el cual está unido a un solo radical orgánico.
Pueden ser alifáticos o aromáticos en dependencia de si el grupo funcional se acopla a un radical alquilo (R) o arilo (Ar) respectivamente, por el otro enlace disponible.
Como ambas estructuras contienen el grupo carbonilo, la química de los aldehídos y cetonas también es parecida. Los aldehídos y las cetonas son muy reactivos, pero los primeros suelen ser los más reactivos.
El grupo carbonilo se encuentra unido a dos radicales hidrocarbonados: si éstos son iguales, las cetonas se llaman simétricas, mientras que si son distintos se llaman asimétricas
El grupo carbonilo, característico del aldehído y cetonas, confiere a éstos compuestos de reactividad especial. Como el átomo de oxigeno es mucho más electronegativo, atrae más a los electrones que el átomo de carbono.
El carbono del grupo carbonilo presenta hibridación sp2 por lo que los 3 átomos que están unidos directamente a él se encuentran en un mismo plano de aproximadamente 120°.
Los aldehídos y cetonas se caracterizan por presentar reacciones comunes que se deben a la estructura del carbonilo. Sin embargo, la distinta ubicación del grupo carbonilo en la cadena hidrocarbonada (en el extremo para los aldehídos) supone ciertas diferencias entre las dos funciones.
A)Reconocimiento de aldehídos y cetonas mediante 2,4 dinitrofenilhidrazina (2,4-DNFH).
Fundamentacion teórica:
La 2,4-dinitrofenilhidrazina puede usarse para detectar cualitativamente los grupos carbonilo de cetonas y aldehídos Es un tipo de adición nucleofilica.
El reconocimiento consiste en que los carbonilos reaccionan con 2,4-DNFH (reactivo brady), formando fenilhidrazonas que precipita. Si el producto cristalino es amarillo, esto indica un compuesto carbonilo saturado, si se obtiene un precipitado anaranjado indica una cetona o aldehído aromático, si se obtiene precipitado rojo indica un sistema alfa, beta. El color que pueden presentar va a depender del nivel de saturación y conjugación, entre más insaturaciones tenga más oscuro será el color pasando del amarillo al naranjo y rojo.
Los carbonilos a,b-insaturados son compuestos orgánicos que tienen un doble enlace entre las posiciones alfa,beta de un aldehído o cetona, se le denomina alfa al carbono siguiente del grupo carbonilo y beta al posterior.
Esta adición es favorecida por un medio ácido, porque contribuye a la polarización del grupo carbonilo facilitando el ataque nucleofilico del reactivo al carbocation. Sin embargo, un exceso de acidez es perjudicial porque la fenilhidrazina forma una sal, en la cual el par de electrones no compartidos del átomo de nitrógeno quedan bloqueados por el protón y pierde sus propiedades nucleofilicas.,por lo tanto se debe trabajar con una ácidez controlada.
El producto final de la reacción con aldehídos y cetonas la mayoría son compuestos sólidos, en la cual precipitan inmediatamente.
Reacción quimica general:
Mecanismo de reacción:
Reacción quimica especifica:
Reacción salicilaldehído(C7H8O2):
Reacción de reconocimiento de butiraldehído(C4H8O):
Reacción de reconocimiento de isobutil metil cetona(C6H12O):
Reacción de reconocimiento de acetofenona (C8H8O):
Reacción de reconocimiento de benzaldehído (C7H6O):
Reacción de reconocimiento de acetona (C3H6O):
Procedimiento experimental:
I) Reacción con 2,4-dinitrofenilhidrazina.
1)Preparación reactivo brady:
En un vaso precipitado agregar HCl 2M en 1OOmL de agua y agregar cristales de 2,4-DNFH, posteriormente revolver.
2)Disponer de 7 tubos de ensayos, agregar a cada tubo 1 mL. de “REACTIVO BRADY” y a continuación, agregar gotas de cada uno de los compuestos que se mencionan a continuación:
-Tubo 1: reactivo de brady (muestra control)
-Tubo 2 salicilaldehído
-Tubo 3:butiraldehído
-Tubo 4:isobutil metil cetona
-Tubo 5:acetofenona
-Tubo 6:benzaldehído
-Tubo 7:acetona
3)Observar:
Se debe observar los tubos de ensayos con sus respectivos precipitados y comparar con el tubo de ensayo de la muestra control.
B)Reconocimiento de aldehídos y cetonas mediante clorhidrato de hidroxilamina.
Fundamentacion teórica:
La hidroxilamina reacciona con el grupo carbonilo originando un compuesto solido y cristalino denominado oxima. Cuando se utiliza como reactivo el clorhidrato de hidroxilamina se libera además ácido clorhídrico, pues la oxima formada caree de carácter básico y se produce una disminución del pH del medio.
El pH ácido en la solución, se debe a que cuando la reacción ocurre el clorhidrato libera ácido clorhídrico al medio, lo cual además de facilitar que la reacción se lleve a cabo, como puede observarse en el mecanismo para la reacción con clorhidrato de hidroxilamina, acidifica el medio, debido a esto el indicador cambia su color de transparente a rojizo o rosa según corresponda.
La respuesta positiva para el grupo carbonilo se manifiesta por el cambio de color del indicador hacia el pH ácido, es por ello que utilizaremos anaranjado de metilo. Una vez indicado el grupo carbonilo, el problema siguente es establecer si es un aldehído o una cetona.
La gran facilidad de oxidación que presentan los aldehídos y no así las cetonas da la posibilidad de utilizar esta propiedad para obtener la diferenciación.
Reacción quimica general:
Mecanismo de reacción:
Reacción de reconocimiento de salicilaldehído
Reacción de reconocimiento de butiraldehído(C4H8O):
Reacción de reconomiento de isobutil metil cetona:
Reacción de reconomiento de acetofenona(CH3COC6H5):
Reacción de reconocimiento de benzaldehído (C7H6O):
Reacción de reconocimiento de acetona (C3H60):
Procedimiento experimental:
I) Reacción con clorhidrato de hidroxilamina.
1)Preparación del clorhidrato de hidroxilamina:
Disuelve 0.5g de clorhidrato de hidroxilmina en 50mL. de metanol, agite y luego complete el volumen con 100mL.Agregar 1mL de anaranjado metilo
2)Disponer de 7 tubos de ensayos, agregar a cada tubo 1 mL. de clorhidrato de hidroxilamina y a continuación, agregar gotas de cada uno de los compuestos que se mencionan a continuación:
-Tubo 1:clorhidrato de hidroxilamina (muestra control)
-Tubo 2 salicilaldehído
-Tubo 3:butiraldehído
-Tubo 4:isobutilmetilcetona
-Tubo 5:acetofenona
-Tubo 6:benzaldehído
-Tubo 7:acetona
3)Se debe observar la coloración de cada tubo, y comparar con la muestra control.
C)Reconocimiento de metilcetona mediante nitroprusiato de sodio.
Fundamentación teórica:
Las isobutil metil cetonas y en general todo grupo que pueda enolizar, reacciona en medio alcalino con nitroprusiato de sodio dando un intenso color rojo que cambia a violeta al acidifica, con ácido acético glacial.
Los hidrógenos de los átomos de carbono contiguos al grupo carbonilo son relativamente ácidos y pueden ser capturados con bases adecuadas.
Enolización de aldehídos y cetonas:
Los hidrógenos de los átomos de carbono contiguos al grupo carbonilo son relativamente ácidos y pueden ser capturados con bases adecuadas. Cuando tiene lugar esta reacción ácido-base el compuesto carbonílico se convierte en un anión enolato, que es una especie nucleofílica capaz de reaccionar con un buen número de electrófilos. En el esquema de reacción que se da a continuación se indica la conversión del compuesto carbonílico en su base conjugada, el anión enolato, que deslocaliza la carga negativa entre el átomo de carbono y el átomo de oxígeno del grupo carbonilo contiguo.
Reacción quimica general:
Reacción quimica de nitroprusiato con hidroxido de sodio:
Reacción quimica específica:
Procedimiento experimental.
I)Reacción con nitroprusiato de sodio.
1) Preparación del reactivo nitroprusiato de sodio 1%.
En un tubo de ensayo agregue 5mL. de agua destilada, adicione 0.05 g de nitroprusiato de sodio sólido (utilice enseguida, ya que la solución se oxida con facilidad y la prueba podría no resultar).
2) Tabular 1 tubo de ensayo.
A un 1mL. de isobutil metil cetona, adicione 1 mL. del reactivo preparado anteriormente, para luego adicionarle al tubo un par de gotas de hidroxido de sodio ,observe el viraje a color rojo, para luego adicionarle ácido acético glacial hasta observar un viraje de color violeta, en el cual el color rojo del medio alcalino desaparece al acidificar.
3) Preparación muestra control.
En un tubo de ensayo agregue 1mL. del reactivo preparado anteriormente, para luego adicionar unas gotas de hidroxido de sodio.
Observe el viraje de color, para luego adicionar ácido acético glacial hasta ver el color desaparecer.