Baixe Aldeídos e Cetonas e outras Notas de estudo em PDF para Engenharia de Alimentos, somente na Docsity! Universidade Federal do Ceará Centro de Ciências Depto. de Química Orgânica e Inorgânica Aldeídos e Cetonas aplicados à Engenharia de Alimentos Curso: Engenharia de Alimentos Disciplina: Química Orgânica Índice • Introdução: Aldeídos e Cetonas, compostos carbonilados. • Aldeídos – Nomenclatura • Cetonas - Nomenclatura • Propriedades Físicas • Acetal e Hemicetal • Reações envolvendo Aldeídos e Cetonas • Aplicação à Engenharia de Alimentos • Bibliografia Introdução: Aldeídos e Cetonas, compostos carbonilados. Aldeídos e Cetonas são grupos funcionais que contêm o oxigênio ligado duplamente a um átomo de carbono: O Grupo Carbonila. O arranjo , é um dos grupos funcionais mais importantes da química orgânica. Além de Aldeídos e Cetonas, o grupo carbonila está presente em ácidos carboxílicos, ésteres, haletos ácidos e amidas. Grupo Carbonila Esse grupo possui um átomo de carbono sp² ligado a um átomo de oxigênio que também possui hibridização sp² por uma ligação dupla e a outros dois substituintes; como o átomo de carbono é trigonal, esses substituintes se encontram no mesmo plano que o átomo de oxigênio e seus dois pares de elétrons livres: Quanto a solubilidade, ambos grupos funcionais formam pontes de hidrogênio com a água, aquelas estruturas que possuírem pequeno peso molar são totalmente solúveis na água. Tabela 1.1 – Propriedades Físicas dos Aldeídos e Cetonas Fórmula Nome Ponto de Fusão (°C) Ponto de Ebulição (°C) Solubulidade em Água HCHO Formaldeído -92 -21 Muito Solúvel CH3CH2CHO Propanal -81 49 Muito Solúvel CH3COCH2CH3 Butanona -86 79,6 Muito Solúvel CH3CH2COCH2CH3 3-Pentanona -42 102 Solúvel CH3COCH2CH2CH3 2-Pentanona -39 102 Solúvel C6H5COCH3 Acetofenona 21 202 Insolúvel C6H5CHO Benzaldeído -26 178 Pouco Solúvel CH3COCH3 Acetona -95 56,1 Infinito CH3(CH2)4CHO Hexanal -51 131 Pouco Solúvel CH3(CH2)3CHO Pentanal -91,5 102 Pouco Solúvel Acetal e Hemicetal (Cetal) Quando se dissolve um aldeído em um álcool, um equilibrio se estabelece entre o aldeído e um grupo chamado hemiacetal, ele é formado por uma adição do álcool ao grupo carbonila. A maior parte dos hemiacetais de cadeia aberta não é estável o suficiente para permitir o seu isolamento, porém, os hemicetais de cadeia fechada (cíclicos), com anéis de 5 ou 6 membros são geralmente muito mais estáveis e são açúcares. O mecanismo para a formação de um acetal envolve uma eliminação de água, catalisada por ácido, seguida de uma segunda adição do álcool. Todas as etapas na formação de um acetal a partir de um aldeído são reversíveis, quando se dissolve um aldeído em um grande excesso de álcool anidro e se adiciona uma pequena quantidade de ácido o equilíbrio favorecerá a formação do acetal. Depois que o equilibrio é estabelecido, pode-se isolar o acetal pela evaporação do excesso deste álcool, se então o acetal for colocado em água e adicionada outra quantidade de ácido, todas as etapas se revertem e sob as mesmas condições (excesso de água), o equilibrio favorece a formação do aldeído. Apesar dos acetais e cetais cíclicos (hemicetais) serem hidrolisados a aldeído e cetona em ácido aquoso, eles são estáveis em base aquosa, devido a esta propriedade eles nos dão um método conveniente para proteger grupos de aldeídos e cetonas em soluções básicas e reações indesejáveis. Reações envolvendo Aldeídos e Cetonas O compostos carbonílicos são preparados por oxidação de álcoois, utilizando o Cromo +6; Os álcoois primários oxidam para aldeídos e os álcoois secundários oxidam para cetonas. 1) Obtenção de Aldeídos a partir de Álcoois primários Os aldeídos podem ser preparados por diversos métodos que envolvem a oxidação e redução. Os álcoois primários podem ser oxidados a aldeídos, um reagente utilizado com este propósito é o complexo formado quando o óxido crômico (CrO3) ou o dicromato de sódio (Na2Cr2O7) reage com a piridina (C5H5N): Pelo esquema acima, podemos ver que o Álcool é oxidado à Aldeído, e se o processo tiver uma continuidade ele se transformará em um ácido carboxílico. Por exemplo, a oxidação de 1-Pentanol em Pentanal: 2) Obtenção de Cetonas a partir de Álcoois Secundários Os álcoois secundários podem ser oxidados a cetonas, em geral, a reação para no estado de cetona porque uma oxidação posterior requer a quebra de uma ligação carbono- carbono. O reagente utilizado é a adição de CrO3 ao ácido sulfúrico, á medida que o ácido crômico oxida o álcool á cetona, o cromo é reduzido do estado de oxidação +6 para o estado de oxidação +3, quando isto ocorre há uma mudança de açor que acompanha esta mudança de estado. As oxidações dos álcoois secundários dão, em geral, cetonas de exelente rendimento. 3) Adição de água a Aldeídos e Cetonas A água, que é um nucleófilo, é capaz de atacar o grupamento carbonila dos aldeídos e cetonas, esse processo é chamado de hidratação. O processo de hidratação gera um composto chamado de hidrato, esta reação é catalisada por um ácido ou por uma base. A redação de hidratação é reversível, o produto é um diol, duas moléculas “OH”. 4) Hidrogenação Se aldeídos e cetonas são resultados da oxidação de álcoois primários e secundários respectivamente, se sofrerem um processo de hidrogenação (redução), eles voltam aos estados anteriormente. Quando ocorre uma redução com aldeído, ao entrar em contato com níquel e platina ele se transforma em um álcool primário, o mesmo ocorre com a cetona, que originará um álcool secundário. R − CHO + H2 Pt,Ni F 8 E 7F 8 E 7F 8 E 7F 8 E 7F 8 E 7→ RCH2OH aldeído álcool primário R1 − C = O – R2 + H2 Pt,Ni F 8 E 7F 8 E 7F 8 E 7F 8 E 7F 8 E 7→ RCHR - OH Cetona álcool secundário Aplicação na Engenhaia de Alimentos Alguns aldeídos possuem aromas importantes na indústria de alimentos e são usados como aromatizantes: Acetaldeído