2. Estructura | 🍬 Aldehídos y cetonas | Joseleg

 | Ciencias de Joseleg | Química | Química orgánica | Aldehídos y cetonas | (Introducción) (Estructura) (Nomenclatura) (Prioridades en funciones orgánicas) (Propiedades físicas) (Propiedades químicas) (Bioquímica) (Referencias)

 

Debido a que el grupo carbonilo es el grupo funcional de aldehídos, cetonas, ácidos orgánicos y derivados carboxílicos, es uno de los grupos funcionales más importantes en química orgánica. Las propiedades químicas de este grupo funcional son sencillas, y la comprensión de sus pocos temas de reacción característicos conduce muy rápidamente a la comprensión de una amplia variedad de reacciones orgánicas.

El grupo funcional de un aldehído es un grupo carbonilo unido a un átomo de hidrógeno y un átomo de carbono.

Figura 2‑1. Representación rústica del grupo carbonilo unido a una cadena de carbonos en una punta, cuando el grupo carbonilo se ubica en una punta estamos hablando de un aldehído.

En metanal (siempre llamado formaldehído), el aldehído más simple, el grupo carbonilo está unido a dos átomos de hidrógeno. En otros aldehídos, está unido a un átomo de hidrógeno y un átomo de carbono.

Figura 2‑2. Representación rústica del formaldehído.

El grupo funcional de una cetona es un grupo carbonilo unido a dos átomos de carbono. La cetona más simple es la propanona, que siempre se llama acetona.

Figura 2‑3. Representación rústica de la propanona.

De acuerdo con la teoría del enlace de valencia, el doble enlace carbono-oxígeno consiste en un enlace sigma formado por la superposición de orbitales híbridos sp2 de carbono y oxígeno y un enlace pi formado por la superposición de orbitales 2p paralelos. Los dos pares de electrones no enlazantes del oxígeno se encuentran en los orbitales híbridos sp2 restantes.

Figura 2‑4. Representación del enlace de valencia, en amarillo tenemos los enlaces sigma (amarillo) y en verde el único enlace pi (verde). La geometría de este grupo es trigonal plana.

Hemiacetales

Un hemiacetal o un hemicetal tienen la fórmula general R1R2C(OH)OR, donde R1 o R2 es hidrógeno o un sustituyente orgánico, que informalmente podríamos denominar como falsos éteres, pues aunque se encuentra el grupo funcional del éter C-O-C, uno de los carbonos está asociado a un grupo hidroxilo C-O-C(OH). Por lo general, resultan de la adición de un alcohol a un aldehído o una cetona, aunque estos últimos a veces se denominan hemicetales. La mayoría de los azúcares son hemiacetales.

Muchos aldehídos con grupos hidroxilo en su cadena existen en un equilibrio entre la forma lineal (aldehído) y la forma de hemiacetal (falso éter cíclico) en solución acuosa ácida, lo cual incluye a los azúcares biológicos de importancia como la glucosa, de allí que estos azúcares puedan ser representados en fórmulas lineales o en fórmulas cíclicas del hemiacetal.

Figura 2‑5. Formación de un hemiacetal en un aldehído hidroxilado.

Tenga en cuenta que los hemiacetales no se consideran éteres debido a sus propiedades químicas que serán los de una aldehído. La formación de la estructura cíclica no necesariamente involucra a un alcohol primario o de punta, tam,bien puede ocurrir en alcoholes secundarios, por lo que Puede existir equilibrios más complejos de formas cíclicas variables como por ejemplo las piranosas y las furanosas.

Figura 2‑6. En la piranosa el hemiacetal forma un ciclo con el alcohol terminal opuesto o primario, mientras que en la furanosa, el ciclo se forma con un carbono secundario generando una ramificación aparente.