Estrutura, propriedades, nomenclatura, usos e exemplos de aldeídos

O aldeídos São compostos orgânicos que possuem a fórmula geral RCHO. R representa uma cadeia alifática ou aromática; C para carbono; Ou oxigênio e H para hidrogênio. São caracterizados por terem um grupo carbonilo como cetonas e ácidos carboxílicos, de modo que os aldeídos são também referidos como compostos carbonilo.

O grupo carbonila dá ao aldeído muitas de suas propriedades. São compostos que oxidam facilmente e são muito reativos a adições nucleofílicas. A ligação dupla do grupo carbonila (C = O) tem dois átomos que têm diferenças em sua avidez por elétrons (eletronegatividade).

O oxigênio atrai os elétrons mais fortemente do que o carbono, de modo que a nuvem eletrônica se move em direção a ele, tornando a ligação dupla entre o carbono e o oxigênio polar, com um importante momento de dipolo. Isso faz com que os compostos polares aldeídos.

A polaridade dos aldeídos influenciará suas propriedades físicas. O ponto de ebulição e a solubilidade dos aldeídos na água são maiores do que os compostos químicos não polares com pesos moleculares semelhantes, como é o caso dos hidrocarbonetos.

Aldeídos com menos de cinco átomos de carbono são solúveis em água, uma vez que ligações de hidrogênio são formadas entre o oxigênio do grupo carbonila e a molécula de água. No entanto, o aumento do número de carbonos da cadeia de hidrocarbonetos produz um aumento na porção não polar do aldeído, tornando-o menos solúvel em água.

Mas como eles são e de onde eles vêm? Embora sua natureza dependa, em essência, do grupo carbonila, o restante da estrutura molecular também contribui muito para o todo. Assim, elas podem ser de qualquer tamanho, pequenas ou grandes, ou mesmo uma macromolécula pode ter regiões onde predomina o caráter dos aldeídos.

Assim, como acontece com todos os compostos químicos, existem aldeídos "bons" e outros amargos. Eles podem ser encontrados em fontes naturais ou sintetizados em grandes escalas. Exemplos de aldeídos são a vanilina, muito presente no sorvete (imagem de cima) e acetaldeído, que adiciona sabor às bebidas alcoólicas.

Índice

• 1 estrutura química
• 2 propriedades físicas e químicas
  • 2.1 pontos de fusão
  • 2.2 pontos de ebulição
  • 2.3 Solubilidade em água expressa em g / 100 g de H2O
• 3 reatividade
  • 3.1 Reação de Oxidação
  • 3.2 Redução para álcoois
  • 3.3 Redução de hidrocarbonetos
  • 3.4 Adição Nucleofílica
• 4 Nomenclatura
• 5 usos
  • 5.1 Formaldeído
  • 5.2 Baquelite
  • 5.3 Contraplacado
  • 5.4 poliuretano
  • 5,5 Butiraldeído
  • 5,6 Acetaldeído
  • 5.7 Resumo
• 6 Exemplos de aldeídos
  • 6.1 Glutaraldeído
  • 6,2 Benzaldeído
  • 6,3 Gliceraldeído
  • 6.4 Gliceraldeído-3-fosfato
  • 6,5 11-cis-retiniano
  • 6.6 Fosfato de piridoxal (vitamina B6)
  • 6,7 Salicilaldeído
• 7 referências

Estrutura química

Os aldeídos consistem de um carbonil (C = O) ao qual um átomo de hidrogênio está diretamente ligado. Isso o diferencia de outros compostos orgânicos, como cetonas (R₂C = O) e os ácidos carboxílicos (RCOOH).

A estrutura molecular em torno do grupo CHO, formilo é mostrada na imagem superior. O grupo formilo é plano porque o carbono e o oxigénio têm hibridação sp². Essa planaridade a torna suscetível ao ataque de espécies nucleofílicas e, portanto, oxida-se facilmente.

A que esta oxidação se refere? À formação de uma ligação com qualquer outro átomo mais eletronegativo que o carbono; e para o caso dos aldeídos é um oxigênio. Assim, o aldeído é oxidado a um ácido carboxílico, -COOH. E se o aldeído fosse reduzido? Um álcool primário, ROH, seria formado em seu lugar.

Os aldeídos são produzidos apenas a partir de álcoois primários: aqueles em que o grupo OH está no final de uma cadeia. Similarmente, o grupo formila sempre está no final de uma cadeia ou se projeta a partir dela ou do anel como um substituinte (se houver outros grupos mais importantes, como -COOH).

Propriedades físicas e químicas

Sendo compostos polares, os seus pontos de fusão são mais altos do que os dos compostos não polares. As moléculas de aldeído não são capazes de se ligar intermolecularmente através de ligações de hidrogênio, porque elas têm apenas átomos de carbono ligados a átomos de hidrogênio.

Devido ao exposto acima, os aldeídos têm pontos de ebulição mais baixos do que álcoois e ácidos carboxílicos.

Pontos de fusão

Formaldeído -92; Acetaldeído -121; Propionaldeído -81; n-Butiraldeído -99; n-mineraldeído-91; Caproaldeído -; Heptaldeído-42; Fenilacetaldeído -; Benzaldeído -26.

Pontos de ebulição

Formaldeído -21; Acetaldeído 20; Propionaldeo 49; n-butiraldeído 76; n-valeraldeído 103; Caproaldeído 131; Heptaldeído 155; Fenilacetaldeído 194; Benzaldeído 178

Solubilidade em água expressa em g / 100 g de H₂O

Formaldeído, muito solúvel; Acetaldeído, infinito; Propionaldeído, 16; n-butiraldeído, 7; n-valeraldeído, ligeiramente solúvel; caproaldeído, ligeiramente solúvel; Fenilacetaldeo ligeiramente solel; Benzaldeído, 0,3.

Os pontos de ebulição dos aldeídos tendem a aumentar diretamente com o peso molecular. Pelo contrário, existe uma tendência para diminuir a solubilidade dos aldeídos em água à medida que o seu peso molecular aumenta. Isto é refletido nas constantes físicas dos aldeídos acima mencionados.

Reatividade

Reação de oxidação

Os aldeídos podem ser oxidados ao ácido carboxílico correspondente na presença de qualquer um destes compostos: Ag (NH)₃)₂, KMnO₄ ou K₂Cr₂O₇.

Redução para álcoois

Eles podem ser hidrogenados com a ajuda de catalisadores de níquel, platina ou paládio. Assim, C = O é transformado em C-OH.

Redução de hidrocarbonetos

Na presença de Zn (Hg), HCl concentrado ou em NH₂NH₂ os aldeídos perdem o grupo carbonilo e tornam-se hidrocarbonetos.

Adição Nucleofílica

Existem vários compostos que são adicionados ao grupo carbonila, entre eles: reagentes de Grignard, cianeto, derivados de amônia e álcoois.

Nomenclatura

Na imagem superior, quatro aldeídos são ilustrados. Como eles são nomeados?

Como eles são álcoois primários oxidados, o nome do álcool é alterado para -ol por -al. Assim, o metanol (CH₃OH) se estiver oxidado em CH₃CHO é chamado metanal (formaldeído); CH₃CH₂CHO etanal (acetaldeído); CH₃CH₂CH₂CHO propanal e CH₃CH₂CH₂CH₂CHO butanal.

Todos os aldeídos recém-nomeados têm o grupo -CHO no final da cadeia. Quando está em ambas as extremidades, como em A, no final -al é adicionado o prefixo di-. Como A tem seis carbonos (contando os de ambos os grupos formila), é derivado de 1-hexanol e seu nome é: hexanodiscar.

Quando há um substituinte, tal como um radical alquilo, uma ligação dupla ou tripla, ou um halogéneo, os carbonos da cadeia principal são listados dando o número -CHO 1. Assim, o aldeído B é chamado: 3-iodo-hexanal.

Contudo, nos aldeídos C e D, o grupo -CHO não tem prioridade para identificar os referidos compostos de outros. C é um cicloalcano, enquanto D é um benzeno, ambos com um dos seus H substituídos por um grupo formilo.

Neles, como a estrutura principal é cíclica, o grupo formila é chamado carbaldeído. Assim, C é ciclohexanocarbaldeído e D é benzenocarbaldeído (mais conhecido como benzaldeído).

Usos

Existem na natureza aldeídos capazes de conferir sabores agradáveis, como é o caso do cinamaldeído, responsável pelo sabor característico da canela. É por isso que eles são frequentemente usados ​​como aromatizantes artificiais em muitos produtos, como doces ou alimentos.

Formaldeído

O formaldeído é o aldeído que é produzido industrialmente em maior quantidade. O formaldeído obtido pela oxidação do metanol é utilizado em uma solução a 37% do gás em água, sob o nome de formalina. Isso é usado no curtimento de peles e na conservação e embalsamamento de cadáveres.

Da mesma forma, o formaldeído é usado como germicida, fungicida e inseticida para plantas e vegetais. No entanto, sua maior utilidade é a contribuição para a produção de material polimérico. O plástico chamado baquelita é sintetizado pela reação entre formaldeído e fenol.

Baquelite

A baquelite é um polímero de estrutura tridimensional de grande dureza usado em muitos utensílios domésticos, como panelas, panelas, cafeteiras, facas, etc.

Polímeros semelhantes a baquelite são feitos de formaldeído em combinação com os compostos ureia e melamina. Estes polímeros são usados ​​não apenas como plásticos, mas também são usados ​​como adesivos adesivos e material de revestimento.

Madeira compensada

Contraplacado é o nome comercial de um material formado por folhas finas de madeira, unidas por polímeros produzidos a partir de formaldeído. As marcas Formica e Melmac são fabricadas com a participação desta. A fórmica é um material plástico usado na cobertura de móveis.

Melmac plástico é usado na preparação de pratos, copos, xícaras, etc. O formaldeído é matéria-prima para a síntese do composto metileno-difenil-diisocianato (MDI), precursor do poliuretano.

Poliuretano

O poliuretano é usado como isolante em refrigeradores e freezers, cobrindo móveis, colchões, revestimentos, adesivos, solas, etc.

Butiraldeído

O butiraldeído é o principal precursor da síntese do 2-etilhexanol, que é utilizado como plastificante. Tem um agradável aroma de maçã que permite a sua utilização nos alimentos como aromatizante.

Também é usado para a produção de aceleradores de borracha. Intervém como reagente intermediário na fabricação de solventes.

Acetaldeído

O acetaldeído foi utilizado na produção de ácido acético. Mas essa função do acetaldeído diminuiu de importância, uma vez que foi substituída pelo processo de carbonilação do metanol.

Síntese

Outros aldeídos são precursores de oxoálcoois, que são utilizados na produção de detergentes.Os chamados oxoálcoois são preparados adicionando monóxido de carbono e hidrogênio a uma olefina para obter um aldeído. E finalmente o aldeído é hidrogenado para obter o álcool.

Alguns aldeídos são utilizados na fabricação de perfumes, como é o caso da Chanel nº 5. Muitos aldeídos de origem natural têm cheiro agradável, por exemplo: heptanal tem cheiro de grama verde; o octanal um cheiro de laranja; o nonanal um cheiro de rosas e o citral um cheiro de lima.

Exemplos de aldeídos

Glutaraldeído

Em sua estrutura, o glutaraldeído possui dois grupos formila nas duas extremidades.

Comercializado sob o nome de Cidex ou Glutaral, é utilizado como desinfetante para esterilizar instrumentos cirúrgicos. É usado no tratamento de verrugas nos pés, aplicando-se como um líquido. É também utilizado como agente de fixação de tecidos em laboratórios de histologia e patologia.

Benzaldeído

É o aldeído aromático mais simples que é formado por um anel de benzeno onde um grupo formil é ligado.

É encontrado no óleo de amêndoa, daí seu odor característico que permite que ele seja usado como aromatizante de alimentos. Além disso, é utilizado na síntese de compostos orgânicos relacionados à fabricação de medicamentos e na fabricação de plásticos.

Gliceraldeído

É uma aldotriose, um açúcar composto de três átomos de carbono. Ele tem dois isômeros que são chamados de enantiômeros D e L. O gliceraldeído é o primeiro monossacarídeo que é obtido na fotossíntese durante a fase escura (ciclo de Calvin).

Gliceraldeído-3-fosfato

A estrutura do gliceraldeído-3-fosfato é ilustrada na imagem superior. As esferas vermelhas próximas ao amarelo correspondem ao grupo fosfato, enquanto as esferas pretas são o esqueleto de carbono. A esfera vermelha ligada ao branco é o grupo OH, mas quando está ligada à esfera negra e a última à esfera branca, então é o grupo CHO.

O gliceraldeído-3-fosfato envolvido na glicólise, um processo metabólico em que a glicose é degradada a ácido pirúvico com a produção de ATP, um reservatório de energia dos seres vivos. Além disso, a partir da produção de NADH, um agente redutor biológico.

Na glicólise, o gliceraldeído-3-fosfato e o fosfato de di-hidroacetona se originam da clivagem de D-frutose-1-6-bisfosfato

O gliceraldeído-3-fosfato intervém no processo metabólico conhecido como ciclo das pentoses. Neste, NADPH é gerado, um importante redutor biológico.

11-cis-retinal

Β-caroteno é um pigmento natural presente em vários vegetais, especialmente em cenouras. Ele sofre uma ruptura oxidativa no fígado, transformando-se no álcool retinol ou vitamina A. A oxidação da vitamina A e a subsequente isomerização de uma de suas ligações duplas formam o aldeído 11-cis-retinal.

Fosfato de piridoxal (vitamina B6)

É um grupo protético ligado a várias enzimas, que é a forma ativa da vitamina B6 e participa do processo de síntese do neurotransmissor inibitório GABA.

Onde está o grupo formil na sua estrutura? Note que isso difere do resto dos grupos ligados ao anel aromático.

Salicilaldeído

É uma matéria-prima para a síntese do ácido acetilsalicílico, uma droga analgésica e antipirética conhecida como aspirina.

Referências

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