14/11/2018. Aldeidi e chetoni sono composti caratterizzati dalla presenza del gruppo funzionale carbonile.

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Dionisia Caputo
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L ossigeno è più elettronegativo del carbonio, quindi il legame risulta fortemente polare, con una parziale carica positiva sul carbonio e una parziale

1 Aldeidi e chetoni sono composti caratterizzati dalla presenza del gruppo funzionale carbonile. L atomo di carbonio ibridato sp 2 è legato a un atomo di ossigeno da un doppio legame. L ossigeno è più elettronegativo del carbonio, quindi il legame risulta fortemente polare, con una parziale carica positiva sul carbonio e una parziale carica negativa sull ossigeno. Nelle aldeidi il carbonio del gruppo carbonile è sempre legato a un atomo di idrogeno e a un gruppo alchilico o arilico. Nei chetoni il carbonio del gruppo carbonile è sempre legato a due gruppi alchilici o arilici, oppure uno alchilico e l altro arilico. 1

Quando nella catena carboniosa sono presenti dei sostituenti va numerata partendo dal carbonio del gruppo carbonile ed i nomi devono essere specificati in ordine alfabetico.

2 Il nome delle aldeidi si ottiene sostituendo la desinenza -o del nome dell alcano corrispondente con il suffisso -ale. I primi due termini della serie sono più noti con i nomi comuni di formaldeide e acetaldeide. Quando nella catena carboniosa sono presenti dei sostituenti va numerata partendo dal carbonio del gruppo carbonile ed i nomi devono essere specificati in ordine alfabetico. Il gruppo carbonile ha la priorità sul gruppo OH. Il nome dei chetoni si ottiene sostituendo la desinenza -o del nome dell alcano corrispondente con il suffisso -one. Tuttavia è utilizzato anche il nome tradizionale costituito dai nomi dei gruppi alchilici o arilici (in ordine alfabetico) e dalla parola chetone. Il primo termine della serie è più noto con il nome comune di acetone. Aldeidi e chetoni aromatici sono di solito denominate utilizzando nomi comuni. I più noti sono: 2

3 La reazione più comune per ottenere aldeidi e chetoni è l ossidazione degli alcoli in presenza di un forte ossidante e in ambiente acido. L ossidazione di alcoli primari porta alla formazione delle aldeidi. A seconda dell ossidante utilizzato la reazione può arrestarsi all aldeide oppure proseguire fino all acido carbossilico. L ossidazione di alcoli secondari porta alla formazione dei chetoni. La polarizzazione del doppio legame tra carbonio e ossigeno influenza notevolmente il punto di ebollizione e la solubilità. Aldeidi e chetoni hanno infatti punti di ebollizione più alti degli idrocarburi, ma più bassi degli alcoli di corrispondente massa molecolare (formano legami intermolecolari più forti). Aldeidi e chetoni possono accettare legami a idrogeno dall acqua: i primi termini sono quindi solubili in acqua, ma la solubilità diminuisce all aumentare della massa molecolare per la prevalenza del gruppo alchilico idrofobico. La reattività delle aldeidi e dei chetoni è caratterizzata dalla polarizzazione del doppio legame tra il carbonio e l ossigeno. Il carbonile, con la sua parziale carica positiva, è un agente elettrofilo e rappresenta un ottimo punto di attacco per i nucleofili (addizione nucleofila). Inoltre aldeidi e chetoni danno reazioni di riduzione e di ossidazione. I chetoni sono meno reattivi delle aldeidi perché sono presenti due gruppi alchilici che, essendo elettron-donatori, neutralizzano parzialmente la carica δ +. 3

4 La reazione più comune di addizione nucleofila è l addizione di alcoli, che avviene in presenza di un catalizzatore acido H +. Il prodotto della reazione è un emiacetale (se il si parte da un aldeide) o un emichetale (se si parte da un chetone). Emiacetali e emichetali sono composti che hanno sullo stesso atomo di carbonio un gruppo alcolico ( OH) e una funzione eterea ( O-). La reazione avviene con un meccanismo in tre stadi successivi, tutti reversibili. 1. nel primo stadio l ossigeno del carbonile è protonato dall H + 2. nel secondo stadio l alcol attacca il carbonio del carbonile 3. nel terzo stadio si ha l eliminazione del protone L emiacetale o l emichetale può continuare a reagire per formare un acetale o un chetale. Acetali e chetali presentano due funzioni eteree sullo stesso atomo di carbonio. La reazione avviene in due stadi: 1. dapprima si ha l attacco dell H + all OH con eliminazione di acqua 2. successivamente l alcol attacca il carbonio carbonilico con eliminazione di un protone 4

La riduzione di aldeidi e chetoni si esegue con idruri metallici e porta alla formazione di alcol primari e alcol secondari rispettivamente Il meccanismo di reazione prevede l attacco dello ione

5 La riduzione di aldeidi e chetoni si esegue con idruri metallici e porta alla formazione di alcol primari e alcol secondari rispettivamente Il meccanismo di reazione prevede l attacco dello ione idruro H (nucleofilo) al carbonio carbonilico con conseguente addizione di idrogeno al doppio legame carbonio-ossigeno. La reazione di ossidazione avviene con le aldeidi e non con i chetoni, in quanto questi mancano dell atomo di idrogeno legato al carbonile. L ossidazione delle aldeidi porta alla formazione degli acidi carbossilici, composti aventi sullo stesso carbonio il gruppo alcolico e la funzione carbonilica. Si tratta di reazioni utilizzate come prove di laboratorio per rivelare la presenza di un eventuale gruppo aldeidico in un composto. La reazione di Fehling si fa con una soluzione di ioni rame (II) Cu 2+ (azzurro) che, in presenza di un aldeide, vengono ridotti a ioni rame (I) Cu + (rosso scuro) mentre l aldeide si ossida ad acido carbossilico. 5

6 La reazione di Tollens si fa con una soluzione di ammoniaca (NH 3 ) contenente ioni argento Ag +. In presenza di un gruppo aldeidico, gli ioni argento si riducono ad argento metallico che si deposita sulle pareti della provetta utilizzata (saggio dello specchio d argento) mentre l aldeide si ossida ad acido carbossilico. 6

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