Carbonilo
En química orgánica o carbonilo é un grupo funcional que consiste nun átomo de carbono cun dobre enlace cun átomo de osíxeno (C=O). A palabra carbonilo pode referirse tamén ao monóxido de carbono como ligando nun complexo inorgánico ou organometálico (por exemplo, níquel carbonilo); neste caso, o carbono ten un dobre enlace co osíxeno.
Un grupo carbonilo caracteriza os tipos seguintes de compostos (-CO quere dicir un grupo carbonilo):
| Composto | Estrutura | Fórmula |
|---|---|---|
| Aldehido | 
|
RCHO |
| Cetona | 
|
RCOR' |
| Ácido carboxílico | 
|
RCOOH |
| Éster | 
|
RCOOR' |
| Amida | 
|
RCONR'R" |
| Enona | 
|
RCOC(R')=CR"R"' |
| Acetilo | 
|
RCOCH3 |
| Cloruro de acilo | 
|
RCOCl |
| Anhídrido | 
|
(RCO)2O |
Reactividade
editar
O osíxeno é máis electronegativo ca o carbono, e así retira densidade eloectrónica do carbono incrementando a polaridade do enlace. Por tanto, o carbono do carbonilo faise electrofílico, e así máis reactivo cara aos nucleófilos. Ademais, o osíxeno electronegativo pode reaccionar cun electrófilo; por exemplo un protón nunha solución ácida ou outro ácido de Lewis.
Os hidróxenos alfa dun composto carbonilo son moito máis ácidos (~103 veces máis ácidos) ca un enlace carbono-hidróxeno típico. Por exemplo, os valores pKa do acetaldehido e a acetona son 16,7 e 19, respectivamente.[1] Isto é así porque un carbonilo está en resonancia tautomérica cun enol. A desprotonación do enol cunha base forte produce un enolato, o cal é un poderoso nucleófilo e pode alquilar electrófilos como outros carbonilos.
As amidas son as combinacións de carbonilo máis estables debido á súa gran estabilización por resonancia entre os enlaces nitróxeno-carbono e carbono-osíxeno.
Os grupos carbonilo poden ser reducidos polos reactivos hidruros como NaBH4 e LiAlH4, e polos reactivos organometálicos como os reactivos de organolitios e os reactivos de Grignard.
Outras reaccións importantes deste grupo inclúen:
- Redución de Wolff-Kishner
- Redución de Clemmensen
- Conversión en tioacetais
- Hidratación aos hemiacetais e aos hemicetais, e logo aos acetais e aos cetais
- Reacción co amoníaco e coas aminas primarias, producindo iminas
- Reacción coas hidroxilaminas, producindo oximas
- Reacción co anión cianuro, producindo cianhidrinas
- Oxidación coas oxaziridinas, producindo α-hidroxicetonas (ou α-hidroxialdehidos).
- Reacción co reactivo de Tebbe ou cun reactivo de Wittig, producindo alquenos.
- Reacción de Perkin
- Reacción de Tischenko
- Condensación aldólica, producindo compostos β-hidroxicarbonilos e logo compostos carbonilos α,β-insaturados.
- Reacción de Cannizzaro, producindo alcohois e ácidos carboxílicos
Compostos carbonilos α,β-insaturados
editarOs compostos carbonilos α,β-insaturados son unha clase importante dos compostos carbonilos coa estrutura xeral Cβ=Cα−C=O. Nestes compostos o grupo carbonilo está conxugado cun alqueno, e disto proveñen algunhas propiedades especiais. Algúns exemplos dos compostos carbonilos α,β-insaturados son a acroleína, o óxido de mesitilo, o ácido acrílico, e o ácido maleico. Os compostos carbonilos insaturados poden prepararse no laboratorio tamén pola reacción aldólica ou pola reacción de Perkin.
O grupo carbonilo, sexa aldehido ou ácido, atrae cara a el os electróns do alqueno, e entón o grupo alqueno nun composto carbonílico insaturado está desactivado cara a electrófilos como o bromo ou o cloruro de hidróxeno. Como regra xeral, cos electrófilos asimétricos, o hídróxeno agrégase á posición α nunha adición electrofílica. Por outra parte, estes compostos son activados cara aos nucleófilos na adición nucleofílica.
Espectroscopía
editar- Espectroscopía infravermella: o dobre enlace C=O absorbe a luz infravermella das lonxitudes de onda de aproximadamente entre 1680–1750 cm−1. Esta zona de absorción chámase o "estiramento carbonilo" cando se ve nun espectro de absorción infravermello [2].
- Resonancia magnética nuclear: o dobre enlace C=O mostra resonancias diferentes, dependendo dos átomos veciños.
- Espectroscopía de masas.
Outros compostos carbonilos orgánicos
editarCompostos carbonilos inorgánicos
editarNotas
editar- ↑ Ouellette, R.J. and Rawn, J.D. “Organic Chemistry” 1st Ed. Prentice-Hall, Inc., 1996: Nova Jersey. ISBN 0-02-390171-3.
- ↑ Mayo D.W., Miller F.A and Hannah R.W “Course Notes On The Interpretation of Infrared and Raman Spectra” 1st Ed. John Wiley & Sons Inc, 2004: Nova Jersey. ISBN 0-471-24823-1.
Véxase tamén
editarLigazóns externas
editar- William Reusch. (2004) Aldehydes and Ketones Consultado o 5 de xaneiro de 2012.
- ILPI. (2005) The MSDS Hyperglossary- Anhydride.
Lecturas adicionais
editar- L.G. Wade, Jr. Organic Chemistry, 5th ed. Prentice Hall, 2002. ISBN 0-13-033832-X
- The Frostburg State University Chemistry Department. Organic Chemistry Help Arquivado 03 de febreiro de 2020 en Wayback Machine. (2000).
- Advanced Chemistry Development, Inc. IUPAC Nomenclature of Organic Chemistry Arquivado 11 de febreiro de 2020 en Wayback Machine. (1997).
- William Reusch. VirtualText of Organic Chemistry (2004).