FAVET 4.carbonilicos 2018

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23/04/2018 Química Orgânica I - Dr. Miguel Mussa 123/04/2018 1
C o m p o s t o s c a r b o n í l i c o s
 São compostos orgânicos contém um ou mais grupos
carbonilos, ou seja grupos caracterizados pela ligação
dupla entre átomos de oxigénio e cabono. A ligação
C=O é característica de várias familias, contudo refere
especialmente os aldeídos e cetonas.
CetonasAldeídos
Ácidos carboxílicos
ÉsteresAmidas
Cloretos de ácidos
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A l d e í d o s e c e t o n a s
 São compostos carbonílicos cujo grupo carbonilo terminal
(em aldeídos) e entre átomos de carbono (em cetonas).
H C H
O
H3C C H
O
H3C C CH3
O
 metanal ou
formaldeído
 etanal ou
acetaldeído
propanona
ou acetona
CH2 C CH3
O
 butanona ou
etilmetilcetona
H3C
CH2 C H
O
 propanal ou
propionaldeído
H3C
CH2 C CH2
O
 pentanona-3
ou dietilcetona
H3C CH3
(CH2)2 C H
O
butanal ou
butiraldeído
H3C
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CH3
O O
H
O
benzaldeído benzofenonaacetofenona
CH2 C CH2
O
H3C C
O
CH2 CH CH2
CHO
H3C COH
O
ácido 3-formilpentanóico
CHO
ciclohexanocarbaldeído
CH2 C CH2
O
H3C CH
O
3-oxopentanal
CH3
hexano-2,4-diona
CH CH CH2H3C C
O
CH3
hex-4-en-2-ona
casos na nomenclaturaCarbonílicos
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 É um gás incolor, carcinogénico, de odor pungente, com
vapores irritantes aos olhos, vias respiratórias, à pele e
causa de tonturas, dores de cabeça e fadiga.
 Na industria, é um reagente na síntese de polímeros para
fazer tecidos, materiais de isolamento, forragem com
tapetes, madeira prensada e plásticos para balcões de
cozinha, etc.
 A sua solução aquosa de 37 a 40%, chamada formalina ou
formol, é usada como uma germicida e para preservar
espécimes biológicas.
aldeído mais simplesFormaldeído:
O formaldeído tem o p. e. -21 oC. 
O formol é um gem-diol.
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 É um líquido incolor cujo p. e. 56 oC, de odor suave e
que tem ampla utilização como solvente de limpeza,
em preparações que removem tintas, vernizes e
cimento de borracha.
 É extremamente inflamável e deve-se ter cuidado ao
usa-lo.
 No corpo, a acetona pode ser produzida em diabetes
não controladas, jejum e dietas ricas em proteínas e
quando grandes quantidades de gorduras são
metabolizadas para a energia.
cetona mais simplesAcetona:
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Exemplos na naturezaCarbonílicos
Muscona
(perfume de almíscar/musk) Carvona
(fragrância de hortelã)
Benzaldeído
(em amêndoas)
Vanilina
(no feijão baunilha/vanilla)
Cinamaldeído
(essência de canela)
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 Revisão da oxidação de álcoois – slide 14:
 álcoois 1rios formam aldeídos e, depois, ácidos;
 álcoois 2rios formam cetonas.
 Revisão da ozonólise de alcenos – slide 26:
 carbonos 1rios e 2rios formam aldeídos;
 carbonos 3rios de formam cetonas.
 Revisão de hidratação de alcinos – slide 33:
 hidratação indirecta (BH3/H2O2) forma aldeídos;
 hidratação directa (H2O/Hg
2+) forma cetonas.
métodos de obtençãoCarbonílicos
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 Revisão da acilação de aromáticos – slide 18:
 Acilação de Friedel-Crafts forma cetonas;
 Método de Gutterman-Koch
 Preparacao de benzaldeído a partir de CO, HCl e benzeno:
H
O
+HCl AlCl3/CuCl
benzaldeído
CO +
métodos de obtençãoCarbonílicos
O
Cl
O
+
HCl
AlCl3
cloreto de 
3-metilbutanoilo 1-fenil-3-metilbutan-1-ona
H
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 Sínteses a partir de organometálicos:
 nitrilos com reagente de Grignard ou com organolítios:
 Cloretos de acilos com redutor suave para evitar a 
redução para álcoois primários – exemplo:
métodos de obtençãoCarbonílicos
C
N
C N
MgBr
CH2CH3
C
CH2CH3
O
CH3CH2MgBr
éter
H3O
+
CH3CH2CH2 C H
O
LiAlH(O-t-Bu)3
CH3CH2CH2 C Cl
O
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 O grupo carbonilo/acilo é um dipolo, com as cargas
parciais, negativa e positiva, sobre oxigénio e carbono,
respectivamente:
 Esta característica confere a este grupo de compostos
propriedades singulares:
 Formam pontes de hidrogénio, portanto, têm pontos de ebulição
mais altos que os hidrocarbonetos e éteres, sendo mais baixos
que dos álcoois;
 A ligacao C=O é mais curta, mais forte e mais polar que a C=C em
alcenos;
 São misciveis em compostos polares (agua, álcoois).
propriedades físicasCarbonílicos
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 Devido ao caracter bipolar do grupo carbonilo, aldeídos e
cetonas sofrem reacções de adição nucleofílica:
 partículas polarizadas negativamente atacam o grupo carbonilo
do lado do carbono, polarizado positivamente.
 partículas polarizadas positivamente atacam o grupo carbonilo
do lado do oxigénio, polarizado negativamente.
propriedades químicasCarbonílicos
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adição nucleofílicaCarbonílicos
 Sob condições neutras a adição nucleofílica é lenta,
sendo a velocidade relativamente alta quando a
reacção ocorre activada, em meio ácido ou básico.
 Ataque nucleofílico  protonação  desidratação/desidrogenação
aldeído 
ou 
cetona
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adição nucleofílicaCarbonílicos
 Ex: hidratação de formaldeído  formação de formalina
 Em meio ácido:
 Em meio básico:
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adição nucleofílicaCarbonílicos
 Ex. reacção com álcoois  formação de acetais
ataque nucleofílico
protonação desprotonaçãoataque nucleofílico
desprotonação
desidratação
protonação
acetal
hemiacetal
acetalhemiacetal
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adição nucleofílicaCarbonílicos
 Ex: com reagente de Grignard  formação de álcoois
álcool 1rio
álcool 2rio
álcool 3rio
formaldeído
aldeídos
cetonas
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 Sob influência de ácidos ou alcalis em solução diluída,
duas moléculas de aldeídos (ou cetonas) adicionam-se de
modo que o carbono  de um fique ligado carbonilo do
outro, formando um -aldol (-hidroxialdeido) ou -cetol
(-hidroxialdeido).
 Por exemplo, a condensação aldólica de acetaldeído:
condensação aldólicaCarbonílicos
CH2 CH
O
CH3 CH
O H
CH3 CH CH2
OH
CH
OOH
+
-hidroxibutiraldeído
ou 3-hidroxibutanal
Em aldeídos ou cetonas sem de H no -carbono (tal como PhCHO, HCHO, 
PhCOPh, PhCOCR3, CR3CHO, etc.) não se observa esta condensação. 
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 Os aldeídos e as cetonas podem ser α-halogenados,
simplesmente tratando-os com o halogénio (X2) em meio
ácido ou básico. Para que a substituição tenha lugar é
necessário que haja hidrogénios no α-carbono.
 Por exemplo:
-halogenaçãoCarbonílicos
A eliminação de -halogénio conduz a formação de compostos 
carbonílicos (aldeídos ou cetonas) ,-insaturados. 
H
O O
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testes de oxidaçãoCarbonílicos
 Ex: reagente de Tollens  solução Ag+ (AgNO3) e amónio
 oxida aldeídos, mas não as cetonas;
 O ião de prata é reduzido e forma um "espelho de prata".
 Ex: reagente de Benedict  solução Cu2+ (CuSO4)
 oxida aldeídos α-hidoxilados, mas não as cetonas.
espelho
Vermelho 
tijolo
23/04/2018 Química Orgânica I - Dr. Miguel Mussa 19testes de oxidaçãoCarbonílicos
 reagente de Benedict  teste positivo para açúcares
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reacções de reduçãoCarbonílicos
 Na redução de compostos oxigenados, há uma diminuição
no número de ligações carbono–oxigénio pela adição de
hidrogénio e/ou perda de oxigénio.
 São usados hidretos como NaBH4 ou H2/Pt (Pd ou Ni)
 Os aldeídos são reduzidos a álcoois 1rios
 As cetonas são reduzidas a álcoois 2rios
H3C C CH3
O
CH2 CH
O
H3C
H3C CH CH3
OH
CH2 CH2
OH
H3C
H2/Pt
H2/Pt
Cetona
aldeído álcool 1
rio
álcool 2rio
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resumo de reacçõesCarbonílicos
oxidação de aldeídos