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Aldehidos: Nomenclatura, propiedades físicas y químicas.

Los aldehídos son sustancias en las que, en uno de los extremos de la cadena de carbono, hay un doble enlace entre un átomo de carbono y un átomo de oxígeno. El radical R puede ser una cadena de carbono o un hidrógeno.

Los aldehídos son lábiles, es decir, sustancias muy reactivas y se convierten con facilidad en ácidos, por oxidación, o en alcoholes, por reducción y se disuelven con facilidad en agua.




Propiedades físicas.
  • A temperatura de 25ºC, los aldehídos con uno o dos carbonos son gaseosos, de 3 a 11 carbonos son líquidos y los demás son sólidos. Los aldehídos más simples son bastante solubles en agua y en algunos solventes apolares.
  • Presentan también olores penetrantes y generalmente desagradables. Con el aumento de la masa molecular esos olores van volviéndose menos fuertes hasta volverse agradables en los términos que contienen de 8 a 14 carbonos. Algunos de ellos encuentran inclusive su uso en perfumería (especialmente los aromáticos).


Propiedades Químicas.

Los aldehídos tienen buena reactividad. Presentan reacciones de adición, sustitución y condensación.
De adición:
Adición de Hidrógeno:


Adición de Oxígeno:

Reducción del Nitrato de plata (AgNO3) amoniacal ( Reactivo de Tollens).
La plata en medio amoniacal es reducida por el aldehído. Esto se verifica por la aparición de un precipitado de plata llamado espejo de plata en el fondo del tubo d ensayo.
En primer lugar se forma hidróxido de plata.
AgNO3 +  NH4OH   →   NH4NO3 +  AgOH
Posteriormente la plata es reducida hasta formar el espejo de plata.

Reducción del Licor de Fehling:
El licor de Fehling está conformado de dos partes.
I)   Una solución de CuSO4
II) NaOH y Tartrato doble de Na y K.
Al reunir ambas soluciones se forma hidróxido cúprico:
CuSO4 +   2 NaOH   →   Na2SO4 +   Cu(OH)2
Este hidróxido con el tartrato, forma un complejo de color azul intenso. Cuando a esta mezcla se le agrega un aldehído, y se la somete al calor, el cobre de valencia II se reducirá a cobre de valencia I. el aldehído se oxidará como en el caso anterior formando un ácido orgánico. La reducción del cobre se evidencia por la aparición de un precipitado rojo de óxido cuproso.

Sustitución con halógenos:
Los aldehídos reaccionan con el cloro dando cloruros de ácidos por sustitución del hidrógeno del grupo carbonilo.

Aldolización:
Esta dentro de las reacciones de condensación.
Se da cuando dos moléculas de aldehído se unen bajo ciertas condiciones como la presencia de hidróxidos o carbonatos alcalinos.
Al unirse se forma una molécula que tiene una función alcohol y otra función aldehído en la misma molécula.

A este compuesto también se lo llama aldol por la combinación entre un alcohol y un aldehído.
Reacción indicadora de la presencia de aldehídos:
El reactivo llamado de Schiff es una solución de fucsina (colorante rojo violáceo). Este reactivo se puede decolorar con ciertos reactivos como el SO2 hasta volverlo incoloro. Pero cuando se le agrega una solución que contenga aldehído, el reactivo vuelve a tomar su color rojo violáceo.
Los aldehídos tienen la capacidad de adicionar a su molécula al SO2y de esta manera dejar libre a la fucsina del reactivo que le provoco su decoloración.


Usos.

  • El metanal o aldehído fórmico es el aldehído con mayor uso en la industria, se utiliza fundamentalmente para la obtención de resinas fenólicas y en la elaboración de explosivos (pentaeritrol y el tetranitrato de pentaeritrol, TNPE) así como en la elaboración de resinas alquídicas y poliuretano expandido.

  • En la elaboración de uno de los llamados plásticos técnicos que se utilizan fundamentalmente en la sustitución de piezas metálicas en automóviles y maquinaria, así como para cubiertas resistentes a los choques en la manufactura de aparatos eléctricos. Estos plásticos reciben el nombre de POM (polioximetileno) 
  • En la conservación de animales muertos (formaldehido), son utilizados en la industria de los perfumes; porque contienen olores agradables.
  • Se utiliza en la industria para conservar maderas, cueros y en taxidermia.
  • El etanal se utiliza en la fabricación de espejos (reacción de Tollens y en la preparación de ácido acético.
  • El benzaldehído se emplea en la preparación de medicamentos, colorantes y en la industria de los perfumes.


Riesgos y beneficios.
La mayor parte de los aldehídos pueden causar irritación de la piel, los ojos y el sistema respiratorio, siendo este efecto más pronunciado en los miembros inferiores de una serie, en los miembros con la cadena alifática insaturada y en los miembros con sustitución halógena. Los aldehídos pueden tener un efecto anestésico, pero las propiedades irritantes de algunos de ellos posiblemente obliguen al trabajador a limitar la exposición antes de que ésta sea suficiente como para que se manifiesten los efectos anestésicos. El efecto irritante en las mucosas puede estar relacionado con el efecto cilioestático que inhibe el movimiento de los cilios que tapizan el tracto respiratorio con funciones esencialmente de limpieza. El grado de toxicidad varía mucho en esta familia. Algunos aldehídos aromáticos y ciertos aldehídos alifáticos se metabolizan rápidamente y no producen efectos adversos, pudiendo utilizarse sin riesgos como aromas alimentarios. No obstante, otros miembros de la familia son cancerígenos conocidos o sospechosos y exigen la adopción de medidas de precaución siempre que exista posibilidad de contacto con ellos. Algunos son mutágenos químicos y otros, alergenos. También tienen la capacidad de producir un efecto hipnótico. En el texto siguiente y en las tablas adjuntas se facilitan más datos sobre miembros específicos de la familia.
Los aldehídos pueden tener un efecto anestésico, pero las propiedades irritantes de algunos de ellos posiblemente obligen al trabajador a limitar la exposición antes de que ésta sea suficiente como para que se manifiesten los efectos anestésicos. El efecto irritante en las mucosas puede estar relacionado con el efecto cilioestático que inhibe el movimiento de los cilios que tapizan el tracto respiratorio con funciones esencialmente de limpieza. El grado de toxicidad varía mucho en esta familia. Algunos aldehídos aromáticos y ciertos aldehídos alifá-ticos se metabolizan rápidamente y no producen efectos adversos, pudiendo utilizarse sin riesgos como aromas alimentarios. No obstante, otros miembros de la familia son cancerígenos conocidos o sospechosos y exigen la adopción de medidas de precaución siempre que exista posibilidad de contacto con ellos.
Algunos son mutágenos químicos y otros, alergenos. También tienen la capacidad de producir un efecto hipnótico.
El acetaldehído es un irritante de las mucosas y ejerce también una acción narcótica general en el sistema nervioso central.
A bajas concentraciones causa irritación de ojos, nariz y vías respiratorias superiores, así como catarro bronquial. El contacto prolongado con esta sustancia puede dañar el epitelio de la córnea. A altas concentraciones produce cefalea, estupor, bronquitis y edema pulmonar. Su ingestión causa náuseas, vómitos, diarrea, narcosis e insuficiencia respiratoria, pudiendo producirse la muerte como consecuencia de lesiones renales y degeneración grasa del hígado y del músculo cardíaco. El acetaldehído se produce en la sangre como metabolito del alcohol etílico, y causa enrojecimiento facial, palpitaciones y otros síntomas desagradables. El fármaco Disulfiram (Antabuse) potencia este efecto, como también ocurre con la exposición a cianamida y dimetilformamida. Además de sus efectos agudos, el acetaldehído es un cancerígeno del grupo 2B; es decir, ha sido clasificado como posible cancerígeno para el ser humano y cancerígeno para animales por la Agencia Internacional de Investigación sobre el Cáncer (IARC).
El acetaldehído ha provocado aberraciones cromosómicas e intercambio de cromátidas hermanas en varios sistemas de ensayo.
La exposición repetida a los vapores de acetaldehído causa dermatitis y conjuntivitis. En caso de exposición crónica, los síntomas se asemejan a los del alcoholismo crónico, con pérdida de peso, anemia, delirio, alucinaciones visuales y auditivas, deterioro intelectual y trastornos psíquicos.
La acroleína es un contaminante atmosférico común liberado por los humos de escape de los motores de combustión interna, que contienen distintos tipos de aldehídos. La concentración de acroleína aumenta cuando se utilizan gasoil o fueloil. Asimismo, la acroleína se encuentra en cantidades considerables en el humo del tabaco, no solo en la fase particulada del humo, sino también, y en mayor cantidad, en la fase gaseosa. Junto con otros aldehídos (acetaldehído, propionaldehído, formaldehído, etc), alcanza una concentración tal (entre 50 y 150 ppm) que parece ser uno de los aldehídos más peligrosos del humo del tabaco. Por tanto, la acroleína representa un posible riesgo profesional y medioambiental.
La acroleína es tóxica y muy irritante, y su elevada presión de vapor puede dar lugar a la rápida acumulación de concentraciones atmosféricas peligrosas. Sus vapores provocan lesiones en el tracto respiratorio y, junto con la forma líquida, lesiones oculares. El contacto con la piel produce quemaduras graves. La acroleína se detecta fácilmente gracias a sus excelentes propiedades de advertencia, puesto que provoca irritación grave a concentraciones que no representan un riesgo agudo (su potente efecto lacrimógeno a concentraciones muy bajas en la atmósfera (1 mg/m3) obliga a las personas a salir del lugar contaminado en busca de equipos protectores). En consecuencia, es más probable que la exposición sea el resultado de fugas o derrames de tuberías o recipientes. Sin embargo, es posible que algunos efectos crónicos graves, como el cáncer, no se eviten del todo.
La inhalación constituye el riesgo más grave. Causa irritación de nariz y garganta, opresión torácica, dificultad respiratoria, náuseas y vómitos. El efecto broncopulmonar es muy grave; aunque la víctima se recupere de una exposición aguda, sufrirá secuelas radiológicas y funcionales permanentes. Experimentos con animales indican que la acroleína tiene acción vesicante, destruyendo la mucosa del tracto respiratorio de forma que la función respiratoria queda totalmente inhibida en el plazo de 2 a 8 días. El contacto repetido con la piel puede causar dermatitis, y se ha observado sensibilización de la piel.
El cloroacetaldehído tiene propiedades muy irritantes, no sólo para las mucosas (es peligroso para los ojos incluso en fase de vapor y puede provocar daños irreversibles), sino también para la piel. Produce lesiones semejantes a quemaduras por contacto con una solución al 40 %, y una irritación apreciable por contacto prolongado o repetido con una solución al 0,1 %. La prevención debe basarse en evitar el contacto y controlar la concentración atmosférica.

Nomenclatura y ejemplos.





Nombre y estructura.


Bibliografía.