Loading...
 

Aldehydy i ketony


... są związkami karbonylowymi, w cząsteczkach których węgiel karbonylowy jest związany z dwoma atomami wodoru \( (\ce{HC(=O)H}) \) lub atomem wodoru i atomem węgla podstawnika węglowodorowego \( \ce{R-(RC(=O)H)} \) (zob. Pochodne węglowodorów-Rys. 2 ).

 


... dwa podstawniki węglowodorowe są przyłączone do atomu węgla grupy karbonylowej \( (\ce{RC(}{=}\ce{O)R}) \) (zob. Pochodne węglowodorów-Rys. 2 ).


W temperaturze pokojowej aldehydy (za wyjątkiem metanalu i etanalu) i ketony są cieczami. Ich temperatury wrzenia są wyższe niż temperatury wrzenia węglowodorów o podobnej wielkości i wzrastają wraz ze wzrostem liczby atomów węgla w łańcuchu. Zarówno aldehydy, jak i ketony są cząsteczkami wysoko polarnymi. Nie tworzą wiązań wodorowych ze sobą, ponieważ nie mają atomów wodoru przyłączonych bezpośrednio do atomu tlenu grupy karbonylowej. Proste aldehydy i ketony są rozpuszczalne w wodzie. Rozpuszczalność większych aldehydów i ketonów spada wraz z długością łańcucha węglowego.

Grupa karbonylowa aldehydów zazwyczaj jest bardziej reaktywna niż grupa karbonylowa ketonów. Ketony ulegają reakcjom odwodnienia ( 1 ), utleniania ( 2 ) i redukcji w określonych warunkach reakcji, które dają pożądane produkty. To znaczy, redukcja Clemmensena ( 3 ) lub redukcja przy wykorzystaniu anionu wodorku daje produkt w postaci anionu alkoholanowego, który po protonowaniu przekształca się w odpowiedni alkohol. Aldehydy są redukowane do alkoholi pierwszorzędowych ( 4 ), podczas gdy ketony do alkoholi drugorzędowych ( 5 ). Inne główne reakcje obejmujące aldehydy i ketony to reakcje: z 2,4-dwunitrofenylo -hydrazyną (zob. Rys. 1 ), z aminami pierwszo– i drugorzędowymi, których produktami reakcji są, odpowiednio, iminy ( 6 ) i enaminy ( 7 ), z hydrazyną tworząc hydrazony, które w reakcji z zasadą i pod wpływem ciepła są przekształcane w alkany (redukcja Wolffa-Kishnera) ( 8 ), z alkoholami otrzymując hemiacetale ( 9 ) i acetale ( 10 ) oraz z wodorowęglanem ( 11 ), wodorosiarczynem(IV) sodu ( 12 ), wodą ( 13 ) i reagentami metaloorganicznymi, które pozwalają na tworzenie wiązań C–C ( 14 ).

\( \ce{RC(=O)R -> RCH2R + H2O} \)
 
\( \ce{RC(=O)R + Cr2O7^{2-} + H^+ -> RCOOH + 2Cr^{3+} + H2O} \)
(produkt: kaws karboksylowy)
 
\( \ce{RC(=O)R ->[Zn(Hg),HCl] RCH2R} \)
 
\( \ce{RC(=O)H + H^- -> RCH2 - O^- + H3O{^-} -> RCH2OH} \)
(związek pośredni: anion alkoholanowy; produkt: \( 1^{\circ} \)−alkohol)
 
\( \ce{RC(=O)R -> RCH(-OH)R} \)
(produkt: \( 2^{\circ} \)−alkohol)
 Reakcje aldehydów i ketonów z 2,4-dinitrofenylohydrazyną.
Rysunek 1: Reakcje aldehydów i ketonów z 2,4-dinitrofenylohydrazyną.
 
\( \ce{RC(=O)R + R^{\prime}NH2 -> R^{\prime}N = CR2 + H2O} \)
(substraty: keton i \( 1^{\circ} \)−amina; produkt: imina)
 
\( \ce{R2CHC(=O)R + R2^{\prime}NH ->[H3O^+] R2C=CR - NR2^{\prime}} \)
(substraty: keton i \( 2^{\circ} \)−amina; produkt: enamina)
 
\( \ce{RC(=O)R + NH2-NH2 -> R2C=NNH2 + H2O} \)
(substraty: keton i hydrazyna; produkt: hydrazon)
 
\( \ce{R2C=NNH2 ->[KOH + Q] RCH2R} \)
 
\( \ce{RC(=O)R + R^{\prime}OH ->[H3O^+] R^{\prime}-O-CR2OH} \)
(produkt: hemiacetal)
 
\( \ce{RC(=O)R + 2R^{\prime}OH ->[H3O^+] R^{\prime}-O-CR2-O-R^{\prime}} \)
(produkt: acetal)
 
\( \ce{RC(=O)R + HCN -> R2C(-CN)OH} \)
(produkt: cyjanohydroksywęglowodór)
 
\( \ce{RC(=O)R + Na^{+}HSO3^- -> R2C(-OH)SO3^{-}Na^{+}} \)
 
\( \ce{RC(=O)R + H2O -> R2C(-OH)2} \)
(produkt: gem-diol)
 
\( \ce{RC(=O)R + CH3CH2MgBr -> R2C(- CH2CH3)O^{-}MgBr^{+}} \)
(substrat: keton i odczynnik Griniarda)


Reakcja z odczynnikiem Tollensa umożliwia stwierdzenie obecności aldehydu ( 15 ). Wynik dodatni pojawia się w postaci charakterystycznego "lustra srebrnego", które osadza się na wewnętrznej powierzchni naczynia reakcyjnego.

\( \ce{RC(=O)H + 2[Ag(NH3)2]^{+} + 2OH^{-} -> RCOOH + 2Ag v + 4NH3 + H2O} \)
(substrat: aldehyd i odczynnik Tollensa)

 


Ostatnio zmieniona Wtorek 14 z Czerwiec, 2022 10:18:53 UTC Autor: Edyta Proniewicz
Zaloguj się/Zarejestruj w OPEN AGH e-podręczniki
Czy masz już hasło?

Hasło powinno mieć przynajmniej 8 znaków, litery i cyfry oraz co najmniej jeden znak specjalny.

Przypominanie hasła

Wprowadź swój adres e-mail, abyśmy mogli przesłać Ci informację o nowym haśle.
Dziękujemy za rejestrację!
Na wskazany w rejestracji adres został wysłany e-mail z linkiem aktywacyjnym.
Wprowadzone hasło/login są błędne.