cetena es un compuesto orgánico de la forma R2C=C=O. Hermann Staudinger fue el pionero del estudio de las cetenas.1 La palabra cetenatambién puede referirse a la etenona, la cetena más simple, en la cual las dos R son átomos de hidrógeno.
Propiedades[editar]
La etenona es incolora y tiene un fuerte olor. La exposición a niveles concentrados de etenona produce irritación en determinadas partes del cuerpo tales como los ojos, la nariz, la garganta y los pulmones. También se ha detectado edema pulmonar si esta exposición se produce durante largos periodos de tiempo. Tiene un punto de fusión de -150.5 °C y un punto de ebullición de -56.1 °C.
Formación[editar]
- Las cetenas pueden ser producidas a partir de cloruros de acilo mediante una reacción de eliminación en la cual se pierde el HCl.
- Una base, generalmente la trietilamina, elimina el protón ácido alfa del grupo carbonilo, induciendo la formación del enlace doble carbono-carbono y la pérdida del ion cloro.
- También se generan cetenas mediante la reacción de Wolff a partir de α-diazocetonas.
- El ácido fenilacético en presencia de una base perderá agua para producir fenilcetena debido a la alta acidez del protón alfa.
- La etenona (CH2=C=O) puede producirse en el laboratorio por pirólisis de vapor de acetona:2
- CH3−CO−CH3 + Δ → CH2=C=O + CH4
Reacciones[editar]
Las cetenas son muy reactivas, y tienden a unirse a otras moléculas en forma de grupo acetilo. Pueden reaccionar consigo mismas para formar dímeros cíclicos conocidos como dicetenas (oxetanonas). También puede ser objeto de reacciones de cicloadición [2+2] con alquinos ricos en electrones para formar ciclobutenonas.
Las reacciones entre dioles (HO-R-OH) y bis-cetenas (O=C=CH-R'-CH=C=O) producen poliésteres con una unidad de repetición de (-O-R-O-CO-R'-CO-).
La etenona reacciona con el ácido acético para formar anhídrido acético.
En química orgánica, las ceteniminas son compuestos orgánicos que comparte un grupo funcional cómun, con la estructura general R1R2C=C=NR3. Una cetenimina es un alqueno e imina acumulados, y está relacionado con un aleno y una cetena. El compuesto padre es la cetenimina, o CH2CNH.
Como tales, las cetiminas poseen la fórmula general R
2C=N–R' (Siendo R' un grupo distinto de hidrógeno). Las cetiminas son similares a las aldiminas, las cuales son análogas de aldehídos.
2C=N–R' (Siendo R' un grupo distinto de hidrógeno). Las cetiminas son similares a las aldiminas, las cuales son análogas de aldehídos.
Un importante subgrupo de las cetiminas son las bases de Schiff, en las cuales el sustituyente sobre el átomo de nitrógeno (R') es un alquilo o arilo, no un átomo de hidrógeno.2
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Nomenclatura[editar]
Las cetiminas pueden ser nombradas substitutivamente como derivados "-ilideno" del azano del hidruro parental, reemplazando el "-o" con el sufijo "-imina". Compuestos con la estructura general R
2C=N-R' pueden ser también nombrados como iminas N-sustituidas o como derivados -ilideno de una amina.
2C=N-R' pueden ser también nombrados como iminas N-sustituidas o como derivados -ilideno de una amina.
Una cetona es un compuesto orgánico caracterizado por poseer un grupo funcional carbonilo unido a dos átomos de carbono, a diferencia de un aldehído, en donde el grupo carbonilo se encuentra unido al menos a un átomo de hidrógeno.1Cuando el grupo funcional carbonilo es el de mayor relevancia en dicho compuesto orgánico, las cetonas se nombran agregando el sufijo -ona al hidrocarburo del cual provienen (hexano, hexanona; heptano, heptanona; etc). También se puede nombrar posponiendo cetona a los radicales a los cuales está unido (por ejemplo: metilfenil cetona). Cuando el grupo carbonilo no es el grupo prioritario, se utiliza el prefijo oxo- (ejemplo: 2-oxopropanal).
El grupo funcional carbonilo consiste en un átomo de carbono unido con un doble enlace covalente a un átomo de oxígeno.
El tener dos radicales orgánicos unidos al grupo carbonilo, es lo que lo diferencia de los ácidos carboxílicos, aldehídos, ésteres. El doble enlace con el oxígeno, es lo que lo diferencia de los alcoholes y éteres. Las cetonas suelen ser menos reactivas que los aldehídos dado que los grupos alquílicos actúan como dadores de electrones por efecto inductivo.
Clasificación[editar]
Cetonas alifáticas[editar]
Resultan de la oxidación moderada de los alcoholes secundarios. Si los radicales alquilo R son iguales la cetona se denomina simétrica, de lo contrario será asimétrica, siempre y cuando exista un átomo covalente con otro.
- Isomería
- Las cetonas son isómeros de los aldehídos de igual número de carbono.
- Las cetonas de más de cuatro carbonos presentan isomería de posición. (En casos específicos)
- Las cetonas presentan tautomería
Cetonas aromáticas[editar]
Cetonas mixtas[editar]
Cuando el grupo carbonil se acopla a un radical arílico y un alquilico, como el fenilmetilbutanona.
Para nombrar los cetonas tenemos dos alternativas:
- El nombre del hidrocarburo del que procede terminado en -ona. Como sustituyente debe emplearse el prefijo oxo-.
- Citar los dos radicales que están unidos al grupo Carbonilo por orden alfabético y a continuación la palabra cetona.
Propiedades físicas[editar]
Los compuestos carbonílicos presentan puntos de ebullición más bajos que los alcoholes de su mismo peso molecular. No hay grandes diferencias entre los puntos de ebullición de aldehídos y cetonas de igual peso molecular. Los compuestos carbonílicos de cadena corta son solubles en agua y a medida que aumenta la longitud de la cadena disminuye la solubilidad.
Propiedades químicas[editar]
- Al hallarse el grupo carbonilo en un carbono secundario son menos reactivas que los aldehídos.
- Sólo pueden ser oxidadas por oxidantes fuertes como el permanganato de potasio, dando como productos dos ácidos con menor número de átomos de carbono.
- Por reducción dan alcoholes secundarios.
- No reaccionan con el reactivo de Tollens para dar el espejo de plata como los aldehídos, lo que se utiliza para diferenciarlos.
- Tampoco reaccionan con los reactivos de Fehling y Schiff.
Síntesis[editar]
Por cambio de grupo funcional[editar]
- Oxidación de alcoholes secundarios
- Hidratación de alquinos
- Hidrólisis de dihalogenuros geminales
- Reacción de Nef
Por unión de esqueletos de carbono[editar]
- Síntesis de Gilman
- Síntesis de Weinreb
- Síntesis de Fukuyama
- Acilaciones de Friedel-Crafts y de Houben-Hoesch
- Reacción de Haworth
- Condensación aciloínica
- Síntesis de Bally-Scholl
- Transposición benzoínica
- Síntesis de Blaise
- Condensación de Claisen y Condensación de Dieckmann
- Reacción quelotrópica de una cetena con diazometano
- Cicloadición de una cetena con olefinas
- Reacción de Diels Alder con cetenas
- Ciclización de Ruzicka
- Reacción de Dakin–West
- Reactivos de Grignard con nitrilos
- Reacción de Darzens
- Reacción de Darzens-Nenitzescu
- Reacción de Pauson-Khand para obtener 2-ciclopentenonas
Por transposición[editar]
- Transposición de Claisen
- Transposición de Carroll
- Transposición de Fries
- Transposición de Kornblum–DeLaMare
- Transposición de Baker–Venkataramane
- Transposición de Criegee
- Transposición de Meyer–Schuster y reacción de Favorskii
Por ruptura de esqueletos de carbono[editar]
Reacciones de cetonas[editar]
Las reacciones de los aldehídos y cetonas son esencialmente de tres tipos; adición nucleofílica, oxidación y reducción.
Adición nucleofílica: Debido a la resonancia del grupo carbonilo la reacción más importante de aldehídos y cetonas es la reacción de adición nucleofílica cuyo mecanismo es el siguiente:
Siguen este esquema la reacción con hidruros ( NaBH4, LiAlH4 ) donde Nu- = H- y la reacción con organometálicos (RMgLi, RLi) donde Nu- = R-.
- Adición nucleofílica de alcoholes.
- Adición de amina primaria.
- Adición de Hidroxilamina.
- Adición de hidracinas.
- Adición de Ácido Cianhídrico.
Ejemplos de reacciones de cetonas son la reacción de Grignard, la reacción de Reformatski, Transposición de Baker-Venkataraman.
Las cetonas se pueden oxidar para formar ésteres en la Oxidación de Baeyer-Villiger.
Las cetonas que poseen hidrógenos en posición α al grupo carbonilo dan también reacciones de condensación mediante un mecanismo en el que una base fuerte sustrae un hidrógeno α de la cetona generando un enolato, el cual (en su forma carbaniónica) actúa como nucleófilo sobre el grupo carbonilo de otra molécula de la misma cetona o de otro compuesto carbonílico (otra cetona, aldehído, éster, etc). Luego de la adición nucleofílica del carbanión al grupo carbonilo se genera un aldol mediante la acidificación del medio, el cual puede deshidratarse por calentamiento de la mezcla de reacción, obteniéndose un compuesto carbonílico α,ß-insaturado. Cabe aclarar que no siempre es necesaria la acidificación del medio de reacción y que en muchas reacciones de condensación se obtiene el producto deshidratado de manera espontánea (esto depende de la estabilidad relativa de los posibles productos de la condensación).
El carbonilo de las cetonas puede reaccionar con alquenos en cicloadiciones [2 + 2] para formar oxetanos (Reacción de Paterno-Büchi)
Nomenclatura de Cetonas[editar]
Para mayores detalles, consulte Nomenclatura de cetonas
Nomenclatura sustitutiva[editar]
En la nomenclatura de cetonas para nombrarlas se toma en cuenta el número de átomos de carbono y se cambia la terminación por ONA, indicando el carbono que lleva el grupo carbonilo (CO). Además se debe tomar como cadena principal la de mayor longitud que contenga el grupo carbonilo y luego se enumera de tal manera que éste tome el localizador más bajo.
Nomenclatura radicofuncional[editar]
Otro tipo de nomenclatura para las cetonas, consiste en nombrar las cadenas como sustituyentes, ordenándolas alfabéticamente, se nombran los radicales y se aumenta la palabra CETONA. Si los dos radicales son iguales es una cetona simétrica, y si los radicales son diferentes es una cetona asimétrica.
Nomenclatura en casos especiales[editar]
En los casos en los que existen dos o más grupos carbonilos en una misma cadena, se puede usar la nomenclatura sustitutiva. En esta nomenclatura si existen dos o más grupos CO aumentamos los prefijos (di, tri, tetra, etc.), antes de la terminación -ona.
Así como en la nomenclatura sustitutiva, también en la nomenclatura radicofuncional, si exísten dos o más grupos CO en una misma cadena se nombra normalmente los radicales y se antepone el prefijo (di, tri, tetra, etc) a la palabra cetona.
Para algunos compuestos en los que el grupo carbonilo CO se encuentra directamente unido a un anillo bencénico o naftalénico se puede utilizar las nomenclaturas ya antes nombradas y también este otro tipo de nomenclatura que consiste en indicar los grupos:
- CH3-CO-
- CH3-CH2-CO-
- CH3-CH2-CH2-CO-, etc
mediante los nombres aceto, propio, butiro, etc. y agregarles la terminación fenona o naftona.
Nomenclatura de cetonas que actúan como radicales dentro de la cadena[editar]
La nomenclatura ya antes nombrada se toma para casos considerados en que la función cetona tiene prioridad, pero cuando la cetona no es el grupo funcional principal, sino que hay otra función u otras funciones con mayor preferencia se emplea esta nomenclatura: Para indicar al grupo CO se emplea el prefijo OXO.
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