Ketony
-Budowa ketonów
-Izomeria i nazewnictwo ketonów
-Otrzymywanie ketonów
-Właściwości ketonów
-Porównanie właściwości aldehydów i
ketonów
Ketony
-Budowa ketonów
-Izomeria i nazewnictwo ketonów
-Otrzymywanie ketonów
-Właściwości ketonów
-Porównanie właściwości aldehydów i
ketonów
Budowa ketonów
• Ketony
, to związki organiczne, w
których
grupa karbonylowa C = O
związana
z
grupami alifatycznymi
(alkilowymi -
R
)
lub
aromatycznymi
– (arylowymi –
Ar
)
R
Ar
R
\ \
\
C = O C = O
C = O
/ /
/
R
Ar
Ar
Szereg homologiczny
alkanonów
• Ketony alifatyczne
tworzą szereg homologiczny o
wzorze ogólnym
C
n
H
2n
O
, gdzie
n ≥ 3
• Wzór sumaryczny
ketonów alifatycznych
jest
identyczny
jak wzór ogólny
alkanali
(aldehydów
alifatycznych nasyconych),
czyli związki te są
wobec siebie izomerami funkcyjnymi
(metamerami)
• C
3
H
6
O;
CH
3
–
C
–
CH
3
propan
on
(ket
on
di
metylowy
, aceton)
||
O
• C
4
H
8
O;
CH
3
– CH
2
-
C
–
CH
3
butan
on
(ket
on
etylowo-metylowy
)
||
O
Szereg homologiczny
alkanonów cd
• C
5
H
10
O – pentan
on
posiada trzy izomery
–
dwa
pozycyjne
i
jeden szkieletowy
:
•
1
CH
3
–
2
CO
–
3
CH
2
–
4
CH
2
–
5
CH
3
pentan-
2
-
on
(ket
on
metylowo-propylowy
)
•
1
CH
3
–
2
CH
2
-
3
CO –
4
CH
2
–
5
CH
3
pentan-
3
-
on
(ket
on
di
etylowy
)
•
1
CH
3
–
2
CO
–
3
CH
–
4
CH
3
|
CH
3
3
-
metylo
butan-
2
-
on
Nazwy dla ketonów alifatycznych tworzy się
przez dodanie do nazwy
alkanu
końcówki
on
, od
pentanonu
należy poddać
numer
lokantu
grupy
krabonylowej (C=O)
,
wartość lokantu musi być
jak najmniejsza.
Przykłady ketonów z grupą
arylową
• Benzofenon – ket
on
di
fenylowy
H
5
C
6
–
CO
–
C
6
H
5
-
C
–
||
O
• Acetofon – ket
on
fenylowo
-
metylowy
H
5
C
6
–
CO
–
CH
3
-
C
–
CH
3
||
O
Właściwości fizyczne
ketonów
• Karbonylowe atomy węgla i tlenu są na hybrydyzacji sp
2
(podwójne wiązanie między nimi – σ i π). Ze względu na
znaczną polaryzację wiązań, na at. O uwidacznia się
cząstkowy ładunek ujemny (δ-) natomiast na at. C cząstkowy
ładunek dodatni (δ+).
• Propanon (aceton) i pozostałe ketony o krótkich łańcuchach
węglowych są cieczami, natomiast o dużej liczbie at. C w
cząsteczce są ciałami stałymi.
• Aceton jest rozpuszczalny w wodzie (efekt – polaryzacji
wiązań
w grupie C=O i słabszego wpływu grup alkilowych), wraz ze
wzrostem liczby at. C rozpuszczalność w wodzie maleje
(silniejsze oddziaływanie grup alkilowych), dobrze
rozpuszczają się
w rozpuszczalnikach organicznych.
• Temperatury topnienia i wrzenia ketonów są niższe od T
t
i T
w
odpowiednich alkoholi, temp. te wzrastają wraz ze wzrostem
liczby at. C w cząsteczce.
• Karbonylowe atomy
węgla i
tlenu
są na hybrydyzacji sp
2
(podwójne wiązanie między nimi – σ i π).
Ze względu na
znaczną polaryzację wiązań,
na at. O uwidacznia się
cząstkowy ładunek ujemny (δ-)
natomiast na at. C cząstkowy
ładunek dodatni (δ+).
• Propanon (aceton) i pozostałe ketony o krótkich łańcuchach
węglowych są cieczami,
natomiast o dużej liczbie at. C w
cząsteczce są ciałami stałymi.
• Aceton jest rozpuszczalny w wodzie
(efekt – polaryzacji
wiązań
w grupie C=O i słabszego wpływu grup alkilowych
), wraz ze
wzrostem liczby at. C rozpuszczalność w wodzie maleje
(silniejsze oddziaływanie grup alkilowych), dobrze
rozpuszczają się
w rozpuszczalnikach organicznych.
• Temperatury topnienia i wrzenia
ketonów
są niższe od
T
t
i
T
w
odpowiednich alkoholi,
temp. te wzrastają wraz ze wzrostem
liczby at. C w cząsteczce.
Otrzymywanie ketonów
• Katalityczne (np.
Cu
O) utlenianie alkoholi
II-rzędowych (2
o
):
np. propan-
2
-
ol
u
CH
3
CH
3
| /
CH
3
-
C - O
–
H
+
Cu
O
CH
3
–
C
+
Cu
+
H
2
O
| \\
H
O
propan-
2-
ol
propan
on
(aceton)
Uwodnienie propynu
w
reakcji Kuczerowa
(Hg
2+
)
CH
3
–
C
≡
CH
+
H
2
O
CH
3
–
CH
(
OH
) =
CH
2
(
izomeryzacja
prop
en-
2
-
olu
w aceton)
CH
3
–
CO
–
CH
3
Właściwości chemiczne
ketonów
• Utlenianie
przebiega trudno
(
tylko silne
utleniacze
produktem jest
mieszanina
kwasów karboksylowych
).
• Redukcji
(
przyłączenia wodoru
)
produktem jest
alkohol II-rzędowy,
• Nie dają pozytywnej próby Tollensa i
Trommera,
• Próba jodoformowa
– jest
charakterystyczna dla ketonów, które w
cząsteczce posiadają grupę metylową
połączoną
z grupą karbonylową
:
H
3
C
– C =
O
, powstaje
żółta, nierozpuszczalna
substancja – jodoform
o charakterystycznym zapachu
• R
–
CO
–
CH
3
+ 3
I
2
+ 4
Na
OH
↓
CH
I
3
+ 3
Na
I
+
R-
COO
Na
+ 3H
2
O
• jodoform (tri
jodo
metan
)
Zastosowanie ketonów
• Aceton
–
bardzo dobry rozpuszczalnik
substancji organicznych
(tłuszczów,
żywic, nitrocelulozy), lakierów i emalii,
stosowany w produkcji folii, polimerów,
chloroformu (CHCl
3
), jako zmywacz do
paznokci.
• Ketony o asymetrycznych grupach
alkilowych
lub
ketony alifatyczno-aromatyczne
stosowane są
w syntezach organicznych i przemyśle
farmaceutycznych.
• Ketony są półproduktami do produkcji
substancji zapachowych (przemysł
perfumeryjny).
Porównanie właściwości
aldehydów
i ketonów
Właściwość
Aldehydy
Ketony
Grupa
funkcyjna
- CHO (formylowa)
= C = O (ketonowa)
Wzór ogólny
R – CHO
R – CO – R
Otrzymywanie
Utl. alkoholi I – rz.
Utl. alkoholi II – rz.
Właściwości
redukujące
Wykazują właściwości
redukujące
Nie wykazują
właściwości
redukujących
Redukcja
Redukują się do
alkoholi
I-rz.
Redukują się do
alkoholi
II-rz.
Utlenianie
Utleniają się łatwo do
kwasów
karboksylowych
o takiej samej liczbie
at. C
w cząsteczce
Utleniają się trudno z
rozerwaniem wiązania
C- C, powstaje
mieszanina kwasów
karboksylowych
Reakcje
charakterysty
czne
Pozytywna próba
Tollensa i próba
Trommera
Metyloketony R – CO –
CH
3
dają pozytywną
próbę jodoformową