UNIVERSIDAD DE LAS FUERZAS ARMADAS “ESPE” DEPARTAMENTO DE CIENCIAS DE LA VIDA Y AGRICULTURA CARRERA DE INGENIERÍA EN BIOTECNOLOGÍA QUÍMICA ORGÁNICA II INFORME DE LABORATORIO Nº 3
Integrantes: Stiwar Jaramillo Sofía Taday Juan Carlos Vaca
Fecha de entrega: jueves, 05 de junio de 2014 NRC: 1528
Tema: Identificación de Aldehídos. Objetivos: Objetivos Generales: Identificar aldehídos aplicando varias pruebas con el reactivo de Fehling. Objetivos Específicos: Identificar propiedades químicas y físicas de los aldehídos a base de su disposición molecular del
grupo carbonilo . Distinguir los cambios físicos (color, olor, solubilidad, presencia de precipitados) presentes en reacciones de soluciones azucaradas con reactivo de Fehling. Establecer las reacciones producidas en cada caso con el reactivo de Fehling (Fehling A + Fehling B). Manipular adecuadamente los materiales de laboratorio.
Marco Teórico: Una prueba exacta de la conformación de los aldehídos se representa en las siguientes propiedades: estos se oxidan a ácidos carboxílicos de igual número de átomos de carbono, es decir, el oxigeno necesariamente tiene que estar unido a un solo átomo de carbono terminal o un carbono primario. El oxígeno de este grupo funcional puede ser sustituido por dos átomos de cualquier halógeno, en cuanto a su nomenclatura estos se derivan de los ácidos carboxílicos y se antepone el nombre del aldehído (Klages, 1968). Ya que los aldehídos determinan un grado de oxidación entre alcoholes y ácidos, se establece varios procesos de síntesis para la obtención de dichos compuestos por la oxidación de alcoholes primarios o comúnmente por la reducción de ácidos o de sus derivados correspondientes a cada grupo funcional ( Griffin, 1981). Los aldehídos se oxidan con facilidad en condiciones relativamente débiles. Este proceso de difidencia de los aldehídos se debe al hidrógeno que se encuentra unido al carbono carboxílico, este átomo de hidrógeno desaparece cuando ocurre la oxidación del aldehído. La diferencia de electronegatividades es el zócalo de evaluación siguiente para poder identificar a los aldehídos de los grupos cetonas (Hnos. Bailey, 1998).
La solución de Fehling, es una solución alcalina de ión cúprico complejo con la combinación de tartrato sódico-potásico (sal de Rochelle) que se utiliza comúnmente en química orgánica para identificar básicamente los grupos funcionales de aldehídos y cetonas. Cuando se emplea reactivo de Tollens para oxidar un aldehído, el ion plata se reduce a la forma metálica y si la reacción se efectúa en un tubo limpio se puede observar claramente que se deposita en forma de espejo (Linstromberg, 1979). Prueba de Tollens: también llamado la prueba del espejo de plata, se utiliza para distinguir aldehídos de las cetonas usando el reactivo de Tollens, el cual tiene entre su solución nitrato de plata en hidróxido de amonio, el proceso es el siguiente; conforme el aldehído se oxida a la sal de un ácido carboxílico, el ion que se desprende en este caso Ag se reduce a plata metálica, las cetonas no reaccionan con este procedimiento (Hnos. Bailey, 1998).
Prueba de Fehling: consisten en una solución básica de ion cobre (II) en forma de complejo con iones citrato y tartrato, respectivamente. Una vez más con esta prueba el aldehído se oxida a la sal del ácido carboxílico, en este proceso el ion cobre (II), que tiene por característica fundamental un color azul intenso, se reduce a óxido de cobre (I) de color rojo ladrillo. Las cetonas no reaccionan con esta prueba (Hnos. Bailey, 1998).
Materiales y Reactivos: Materiales:
Reactivos:
Planchas eléctricas Diez tubos de ensayo Vaso de precipitados de 500 cm3 Vaso de precipitados de 300 cm3 Gradilla. Pinza de tubos de ensayo Pipetas de 10 cm3( Peras de tres vías Papel filtro Embudo de vidrio Varillas de vidrio agitadoras Pizetas
Procedimiento:
Formaldehido Benzaldehído Solución de glucosa Solución de fructosa Jugos de durazno, manzana y naranja. Leche Miel de abeja Reactivo de Fehling A y B. Reactivo de Tollens. Solución de hidróxido de potasio. Etanol Ácido acético Agua destilada Bicarbonato de sodio
Para esta práctica solo utilizaremos la prueba del reactivo de Fehling. Calentamos previamente la estufa eléctrica manteniéndola a 40 oC para poder realizar el baño María a cada una de las pruebas para identificar los aldehídos. Tomamos 5 tubos de ensayo en los cuales etiquetamos los siguientes reactivos en el siguiente orden: metanal o formaldehido, benzaldehído, durazno, miel, manzana, naranja, leche, glucosa y fructosa. A continuación filtramos los jugos de naranja, manzana y durazno con el fin de extraer el jugo netamente diluido, para este proceso utilizamos un papel filtro, colocamos sobre el embudo de vidrio y depositamos el jugo para poder ser filtrado, el mismo procedimiento realizamos con los demás jugos. Por otro lado procedemos a formar una solución con la leche y el ácido acético en un vaso de precipitación con el fin de acidificar la leche, mezclamos la solución de leche con ácido acético y esperamos que se decante, una vez hecho este proceso neutralizamos la solución adicionando bicarbonato de sodio. En dos vasos de precipitación realizamos una solución de glucosa en agua y de fructosa respectivamente, una vez listas todas las soluciones depositamos 1 mL en cada tubo de ensayo correspondiente a la etiqueta del tubo. A continuación añadimos 1 mL de reactivo de Fehling a cada tubo observamos los cambios y seguidamente lo sometemos a baño María durante 10 minutos y observamos los cambios que se producen en cada tubo.
Observaciones
Muestra
Resultado Prueba de Fehling (observaciones)
Metanal o formaldehido Al añadir Fehling A y B tomo un color azul a temperatura ambiente, prevalece el olor a alcohol y es soluble. A 40 oC en el baño María, después de 10 min la solución se torna a un color morado oscuro dando la impresión a color negro. Benzanal Toma un color azul oscuro y es insoluble quedando en la partes superior el benzanal y en la parte inferior el Fehling A y B en solución. Durazno A temperatura ambiente toma un color azul al añadir con Fehling A y B, al someterlo al baño María la solución toma un color verde oscuro y es ligeramente soluble. Miel Tiene un color azul a temperatura ambiente y al someterlo por 10 minutos en baño María toma un color
anaranjado muy intenso y es soluble. Manzana Presenta un color azul no muy intenso y es soluble con los reactivos de Fehling A y B. Al someterlo al ba単o Maria torno un color naranjo intenso. Naranja Presenta un color azul intenso al a単adir los reactivos de Fehling A y B, es soluble y su color inicial fue transparente. Leche Al someterlo al calor tomo un color rojizo no muy intenso, es soluble. Glucosa Toma un color rojo intenso al someterlo a calor, tiene un aspecto soluble. Fructosa Toma un azul al adicionar Fehling A y B y al someterlo a calor toma un color rojo oscuro.
Resultados
Reactivo de Fehling El reactivo de Fehling en reconocimiento a Consta de dos soluciones A y B que se mezclan en partes iguales en el momento de usar. La solución A corresponde a una solución de sulfato cúprico pentahidratado, mientras que la solución B corresponde a una solución de tartrato de sodio y potasio (sal de Seignette) e hidróxido de sodio en agua. Cuando se mezclan las dos soluciones se obtiene un complejo iónico cúprico tartárico en medio alcalino, de color azul intenso. (González, 2003)
++ + Fehling A CuSO4 (s) + 5 H2O (l) → CuSO4·5H2O (s)
Fehling B
+
KNaC4H4O6·4H2O
COONa
Reacción con aldehídos 2
Agregando un aldehído y calentando suavemente, el color azul desaparece y aparece un precipitado rojo de óxido cuproso (Cu2O).
H H
O
+
-
Cu
5 OH
-
Cu2O O
O R
COOK
++ OH
óxido cuproso
+
rojo ladrillo
Ácido carboxilico
reactivo de Fehling
(reducido)
(azul intenso)
Muestra
Resultado Prueba Fehling (Reacciones químicas) COONa
NaOOC O
+
H
Metanal
H
2
H3C
O
O Cu
H3C
+ 4 OH
-
OH ácido fórmico
KOOC formaldehido
+
H
O
H Cu2O
+H
óxido cuproso
reactivo de Fehling O
Benzanal H
2+
Cu
OH
-
N.H.R (No hay reacción)
OH
+
OH COOK
H2O
D-glucosa La fructosa con la soluci贸n de Fehling es tambi茅n una respuesta positiva porque la fructosa en soluci贸n alcalina se descompone en glucosa y la manosa.
OH
H
H
O
H
OH
HO
OH
H
H
OH
H
OH OH
O
Durazno y Fructuosa
HO
H
H
OH
H
OH
OH
OH
-
HO
H
H
OH
H
OH
OH D-fructuosa
HO
O
HO
H
HO
H
OH ediol
H
OH
H
OH OH
D-manosa
H
HO
O COONa
H
OH
HO
H
H
OH
H
OH
+
2
H
O
H
O
rojo ladrillo (reducido)
+
reactivo de Fehling (azul intenso)
D- glucosa
贸xido cuproso
-
Cu
COOK
OH
Cu2O
H
+
3 HO
OH
5 OH
O OH
-
HO
H
H
OH
H
OH OH
La miel posee un 38% en fructosa por lo que señalamos está reacción ya que será la que encuentre en mayor presencia, saltandonos el paso de la enolización de la fructosa que se detalla en la reacción anterior H
O
H
OH
HO COONa
HO
Miel
H
H
OH
H
OH
+
2
H
O
H
O
H -
Cu
+
COOK reactivo de Fehling
OH
(azul intenso)
D- glucosa
5 OH
O OH
-
HO
H
H
OH
H
OH OH
ácido glucónico (oxidado)
Cu2O óxido cuproso rojo ladrillo (reducido)
+
3 HO
OH
+
D-glucosa OH H
O
H
OH
O HO
H
HO
OH
H
OH
H
OH
H
D-fructuosa
Manzana
+
H
H OH La miel posee un 38% en fructosa por OHlo que señalamos está reacción ya que será la que encuentre en mayor OH presencia, saltandonos el paso de la enolización de la fructosa que se detalla en la reacción anterior H
O
H
OH
HO COONa
HO
H
H
OH
H
OH OH
D- glucosa
+
2
H
O
H
O
-
Cu
+
COOK reactivo de Fehling (azul intenso)
5 OH
-
O
H
OH
H
OH
H
OH
+ N N.H.R (No hay reacción) HO H
OH ácido glucónico (oxidado)
En este caso hubo reacción positiva porCula2Opresencia 3 HO OHy fructuosa pero se menciona la reacción de la sacarosa + de glucosa para hacer incapie en el porque no reacciona con la sacarosa si es un glúcido más como la glucosa y fructosa que se da por óxido cuproso la perdida del grupo carboxilo durante la unión de los enlaces extremo de cada compuesto (glucosa y fructuosa) que rojo contiene la H libre en la glucosa, catiónladrillo que hace posible la oxidación del mismo elemto y por ende la formación de (reducido) ácidos carboxílicos
La miel posee un 38% en fructosa por lo que señalamos está reacción ya que será la que encuentre en mayor presencia, saltandonos el paso de la enolización de la fructosa que se detalla en la reacción anterior H
O
H
OH
HO COONa
Leche
La miel posee unHO38% enH fructosa + por lo que señalamos está reacción H encuentre OH ya que será la que en mayor presencia, H saltandonos el OH paso de la enolización de la OH en la fructosa que se detalla reacción anterior D- glucosa H
O
H
OH
2
H
O
H
O
-
Cu
+
5 OH
Glucosa
H
3 HO
H
OH
H
OH
(reducido)
H
O
H
O
H -
Cu
+
5 OH
(azul intenso)
Naranja
(oxidado)
O
OH
HO
H
H
OH
H
OH
+
3 HO
OH
óxido cuproso rojo ladrillo (reducido)
Composición 37% en solución ---------------------1,47 % glucosa, 0,93% fructosa y
Prueba de Fehling Positivo Negativo Positivo por glucosa
+
OH ácido glucónico (oxidado)
Cu2O
Metanal Benzaldehido Durazno
OH
-
reactivo de Fehling
D- glucosa
H
ácido glucónico
COOK
OH
y
OH
OH
óxido cuproso
+
H
OH
(azul intenso)
+
2 rojo ladrillo
OH
reactivo de Fehling
HO Cu2O
H
+ NHN.H.R (No O H hay reacción)
COOK
COONa HO
-
O
Miel
Manzana Naranja Leche Glucosa Fructosa
sacarosa 6,66 % (Herrero, Guardia Falso positivo por fructosa 1992) 38% de fructosa, 31% de glucosa, Positivo por glucosa, maltosa y 1% sacarosa y 7,5 % maltosa fructosa que se enoliza en aldehído 23% fructuosa Positivo por glucosa 34% fructuosa Positivo por glucosa 40% lactosa Negativo --------------Positivo ------------Positivo
Prueba de Fehling
Positiva (durazno)
Reactivo de Fehling (A+B)
Presencia mínima de un
HgCambio de color total,
precipitado color amarillo
notable presencia de
muy tenue en el fondo del
óxido cuproso
tubo de ensayo
Falso Positivo (miel)
Reactivo de Fehling (A+B)
Negativo (leche)
Reactivo de Fehling (A+B)
Conclusiones:
El metanal forma un precipitado rojizo lo que mostro El durazno al presentar los tres tipos de azúcares la D-glucosa que es un aldehído reacciona de manera positiva a la prueba de Fehling El durazno da como resultado también a la prueba falso positivo parcialmente por la presencia de fructosa que se enoliza en glucosa y malosa en presencia alcalina dando lugar a dos aldehídos. Los aldehídos reaccionan positivamente a la prueba de Fehling a diferencia de las cetonas por la propiedad reductora que posee, es decir es muy susceptible a oxidarse y a reducir fácilmente a los compuestos con el que reaccione, en este caso al Cu(2+) a Cu (1+) además de producirse la oxidación del aldehído a un ácido carboxílico situación que no se da en las cetonas por la presencia de radicales simétricos o no simétricos alrededor del grupo carbonilo.
Aldehído
Cetona
O R
O R
H
R
2
El aldehído posee un solo sustituyente hidrocarbonado a un extremo, lo que los convierte en grupo funcional más reactivo debido a la gran diferencia electronegativa entre el C y el H, lo que lo hace más suceptible al una reacción de adición nucleofilica. Además de saber que el aldehído cuenta con un C primario que es menos estable que uno secundario como los que estructuran las cetonas
Las reacciones positivas a la prueba de Fehling dan positivo al vislumbrase un cambio de color en las soluciones más o menos de amarillo a rojo ladrillo que denota la presencia de un precipitado que es característico de las reacciones de aldehídos con reactivo de Fehling.
Prueba de Fehling se puede utilizar como una prueba genérica para monosacáridos.
Propiamente el Reactivo de Fehling se utiliza para la determinación de azúcares reductores y no específicamente para la identificación de aldehídos aunque esta prueba resulta muy factible para su distinción.
Bibliografía: Linstromberg W. (1979). Curso breve de Química Orgánica. Lexington-Massachusetts. Editorial Reverté S.A. primera edición. Bailey P., Bailey C. (1998). Química Orgánica: conceptos y aplicaciones. California-Estados Unidos. Editorial Pearson Educación. Primera edición. Griffin, R. (1981). Química Orgánica Moderna. New York-Estados Unidos. Editorial Reverté S.A. segunda edición. Klages F. (1968). Tratado de Química Orgánica. Tomo 1 Química Orgánica Sistemática. Berlin-Alemania. Editorial Reverté. Primera edición.
http://catarina.udlap.mx/u_dl_a/tales/documentos/lia/cinta_c_d/capitulo3.pdf http://blog.uchceu.es/eponimos-cientificos/reactivo-de-fehling/ http://www.chemguide.co.uk/organicprops/carbonyls/oxidation.html http://www.york.ac.uk/org/seg/salters/ChemistryArchive/ResourceSheets/sugars.PDF http://amrita.vlab.co.in/?sub=2&brch=191&sim=692&cnt=1 http://www.chids.de/dachs/wiss_hausarbeiten/Kohlenhydrate_Gerner/versuche/protokolle/fructose_saccharose_glucose.pdf http://www.ausetute.com.au/redsugar.html http://www.chids.de/dachs/wiss_hausarbeiten/Kohlenhydrate_Gerner/versuche/protokolle/fructose_saccharose_glucose.pdf http://www.chemguide.co.uk/organicprops/carbonyls/oxidation.html Anexos Cuestionario • Investigue que tipo de monosacáridos o disacáridos contienen el jugo de fruta, la miel, la leche, el azúcar. Fructosa, galactosa, lactosa, glucosa respectivamente.
• Qué son los aceites esenciales. Los aceites esenciales son mezclas de varias sustancias químicas biosintetizadas por las plantas, que dan el aroma característico a algunas flores, árboles, frutos, hierbas, especias, semillas y a ciertos extractos de origen animal (almizcle, civeta, ámbar gris). Se trata de productos químicos intensamente aromáticos, no grasos (por lo que no se enrancian), volátiles por naturaleza (se evaporan rápidamente) y livianos (poco densos). Son insolubles en agua, levemente solubles en vinagre y solubles en alcohol, grasas, ceras y aceites vegetales. Se oxidan por exposición al aire. • Qué otros métodos cualitativos e instrumentales hay para la identificación de aldehídos. Se puede hacer mediante unas reacciones de oxidación-reducción. Los aldehídos se oxidan con un oxidante suave y producen un ácido carboxílico y se reducen con un reductor fuerte para dar un alcohol primario. Observaciones
Leche
con
ácido
y
para
bicarbonato
de
acético neutralizar
sodio.
TEMPERATURA AMBIENTE BENZALDEHIDO
METANAL
BAﾃ前 MARIA
DURAZNO
MANZANA
NARANJA
LECHE