• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • Ketony



    Podstrony: [1] 2 [3] [4]
    Przeczytaj także...
    Kwas nadjodowy – nieorganiczny związek chemiczny, kwas tlenowy jodu na stopniu utlenienia VII. W zależności od zawartości wody w cząsteczce występuje w postaci orto (o wzorze H5IO6) i meta (o wzorze HIO4).Betainy - organiczne związki chemiczne, jony obojnacze posiadające rozseparowane fragmenty z ładunkiem dodatnim oraz z ujemnym. Atom, obdarzony ładunkiem dodatnim nie może przy tym mieć przyłączonych do siebie atomów wodoru, a wypadkowy ładunek cząsteczki wynosi 0. Najczęściej spotykane betainy to związki amoniowe i fosfoniowe, zawierające odpowiednio azot i fosfor jako atomy kationowe.
    Reakcje ketonów[ | edytuj kod]

    Addycja nukleofilowa[ | edytuj kod]

    Najbardziej charakterystycznymi reakcjami dla ketonów są reakcje addycji nukleofilowej do grupy karbonylowej, w wyniku której może nastąpić przyłączenie cząsteczki alkoholu, cyjanowodoru, hydrazyny, hydroksyloaminy, fenylohydrazyny, semikarbazydu, wodorosiarczynu sodu, a także może następować przyłączenie drugiej cząsteczki ketonu. Ketony są mniej reaktywne od aldehydów i reakcje addycji do ich grupy karbonylowej wymagają ostrzejszych warunków.

    Enaminy – aminy, w których grupa aminowa (NR/3; R = grupa alkilowa lub atom wodoru) jest przyłączona bezpośrednio do atomu węgla połączonego podwójnym wiązaniem z innym atomem węgla.Fenyloaceton (fenylopropanon, P2P, benzylometyloketon, BMK) – organiczny związek chemiczny z grupy ketonów. Fenyloaceton jest półproduktem w syntezie amfetaminy.

    Centrum reakcji addycji nukleofilowej stanowi grupa karbonylowa. Jest to spowodowane tym, że ma ona płaski kształt (atom węgla wchodzący w jej skład posiada hybrydyzację sp), dzięki czemu usunięta zostaje zawada steryczna. Ponadto silnie elektroujemny atom tlenu jest w stanie przyjmować ładunek ujemny. Elektroujemność tlenu wpływa także na zwiększenie kwasowości wodorów α. W wyniku ataku nukleofilowej cząstki na elektrony π wiązania węgiel-tlen następuje jej przyłączenie do węgla grupy karbonylowej:

    Compendium of Chemical Terminology (potocznie: Gold Book – złota księga) – publikacja Międzynarodowej Unii Chemii Czystej i Stosowanej (IUPAC) zawierająca definicje najważniejszych pojęć stosowanych w chemii i naukach pokrewnych. Potoczna nazwa pochodzi od nazwiska brytyjskiego chemika, Victora Golda, który zainicjował prace nad napisaniem pierwszego wydania.Reakcja charakterystyczna – w chemii analitycznej reakcja chemiczna umożliwiająca łatwą identyfikację określonego indywiduum chemicznego (atomu, jonu, grupy funkcyjnej, grupy związków chemicznych). Reakcje charakterystyczne prowadzą zwykle do zmiany barwy roztworu lub jego zmętnienia.
  • W wyniku ataku grupy cyjankowej CN powstaje cyjanohydryna
  • Wodorosiarczyn sodu przyłącza się, tworząc połączenie bisulfitowe, np.:
  • Addycja wodorosiarczynu sodu.png
  • Pochodne amoniaku (np. hydrazyna, hydroksyloamina, fenylohydrazyna, semikarbazyd) mogą przyłączać się do ketonu. Powstają wówczas odpowiednio: hydrazony, oksymy, fenylohydrazony oraz semikarbazony
  • Alkohole w środowisku kwasowym ulegają addycji do ketonu, tworząc hemiacetale lub acetale, dawniej zwane ketalami. W niektórych przypadkach reakcja ta może zajść wewnątrzcząsteczkowo, o ile dany keton posiada dwie grupy hydroksylowe - wtedy powstają bicykliczne wewnątrzcząsteczkowe acetale, np.:
  • Tworzenie wewnątrzcząsteczkowego acetalu.png

    Innym przykładem takiej reakcji wewnątrzcząsteczkowej jest zamykanie cząsteczki cukru. Podczas wytworzenia acetalu następuje usunięcie karbonylowego atomu tlenu z cząsteczki - oba obecne w niej atomy tlenu pochodzą z alkoholu.

    Kwas podjodawy (nazwa Stocka: kwas jodowy(I)), HIO – nieorganiczny związek chemiczny z grupy tlenowych kwasów jodu. Atomem centralnym kwasu podjodawego jest jod na stopniu utlenienia I. Jest to słaby, nietrwały kwas o właściwościach utleniających, znany jedynie w rozcieńczonych roztworach. Dysproporcjonuje do jodu i kwasu jodowego:Elektroujemność – miara tendencji do przyciągania elektronów przez atomy danego pierwiastka, gdy tworzy on związek chemiczny z atomami innego pierwiastka. Bardziej elektroujemny pierwiastek "ściąga" do siebie elektrony tworzące wiązanie z atomem mniej elektroujemnym, co prowadzi do polaryzacji wiązania. W skrajnym przypadku, gdy elektroujemności obu pierwiastków bardzo się różnią (np. sód i chlor), dochodzi do pełnego przeskoku elektronów na bardziej elektroujemny atom, co prowadzi do powstania wiązania jonowego.

    Reakcje utleniania i redukcji[ | edytuj kod]

    Ketony bardzo trudno ulegają reakcjom utleniania i do ich zajścia wymagana jest wysoka temperatura, a w ich wyniku następuje rozerwanie wiązania węgiel-węgiel. Takiej reakcji z silnymi utleniaczami, np. KMnO4 czy K2Cr2O7 ulegają w rzeczywistości nietrwałe formy enolowe, pozostające w stanie równowagi z ketonem. Dlatego w wyniku takiego utleniania powstają złożone mieszaniny kwasów karboksylowych.

    Chloroform (łac. chloroformium) – organiczny związek chemiczny z grupy halogenoalkanów, chlorowa pochodna metanu. Aldehydy (skrót od alcohol dehydrogenatus) grupa związków organicznych posiadających grupę aldehydową, czyli grupę karbonylową (C=O) połączoną z jednym (-CHO) lub dwoma (CH2O) atomami wodoru. Proste aldehydy, będące pochodnymi alkanów i zawierające w cząsteczce jedną grupę aldehydową to alkanale o wzorze ogólnym CnH2n+1CHO.

    Ketony zawierające w pozycji α grupę hydroksylową lub karbonylową ulegają reakcji z kwasem nadjodowym i jego solami (np. NaIO4). Wtedy także następuje rozerwanie wiązania węgiel-węgiel i powstaje mieszanina kwasów karboksylowych i aldehydów, np.:

    Utlenianie kwasem nadjodowym.png

    Ketony metylowe ulegają utlenianiu w wyniku reakcji haloformowej. Jest to reakcja z solami kwasów: podchlorawego, podbromawego lub podjodawego. Powstaje wtedy odpowiedni haloform (chloroform, bromoform lub jodoform) oraz sól kwasu karboksylowego:

    RCOCH3 + 3NaOX → RCOONa + CHX3 + 2NaOH

    Grupa alkilowa (alkil) – fragment organicznego związku chemicznego, jednowartościowa grupa utworzona formalnie przez oderwanie jednego atomu wodoru od cząsteczki alkanu. Oznacza się ją literą R (symbol "R" nie jest jednak jednoznaczny i może też oznaczać dowolną resztę chemiczną), a wzór ogólny to: CnH2n+1. Najprostszą z nich jest grupa metylowa (-CH3):Alkany (łańcuchowe węglowodory nasycone, parafiny od łac. parum affinis – mało reaktywne) – organiczne związki chemiczne zbudowane wyłącznie z atomów węgla i wodoru, przy czym atomy węgla połączone są ze sobą wyłącznie wiązaniami pojedynczymi.

    Ketony można także utlenić za pomocą nadtlenku wodoru, kwasu nadmrówkowego, kwasu nadtlenobenzoesowego, kwasu metanadchlorobenzoesowego (czyli mCPBA) albo kwasu nadoctowego. W środowisku lekko kwasowym lub lekko zasadowym zachodzi wtedy utlenianie Baeyera-Villigera, które prowadzi do otrzymania estru. W przypadku utleniania ketonu cyklicznego produktem reakcji jest lakton.

    Enole − związki organiczne, w których grupa hydroksylowa (–OH), występuje przy wiązaniu podwójnym węgiel−węgiel (HO–C=C).Hydroliza – reakcja podwójnej wymiany (często odwracalna), która przebiega między wodą i rozpuszczoną w niej substancją. W jej wyniku powstają nowe związki chemiczne. Jest szczególnym przypadkiem liolizy (solwolizy). Często przebiega w obecności katalizatorów (kwasów lub zasad). Hydrolizę wykorzystuje się w przemyśle chemicznym (np. hydroliza wielocukrów na cukry proste lub hydroliza chlorobenzenu do fenolu).
    Baeyer-Villiger Oxidation Scheme.png

    Ketony można zredukować do alkoholi drugorzędowych na drodze hydrogenacji na katalizatorze palladowym lub niklowym. Czasami stosuje się jednak łagodniejsze reduktory (glinowodorek litu albo tetraboran sodu), ponieważ związki te nie redukują podwójnych wiązań węgiel-węgiel.

    Redukcja Clemmensena prowadzi do otrzymania węglowodoru bezpośrednio z ketonu. Reduktorem tej reakcji jest amalgamat cynku w stężonym kwasie solnym.

    Kondensacja aldolowa to reakcja chemiczna powstawania aldolu, czyli aldehydu z grupą hydroksylową (aldehydoalkoholu) z dwóch aldehydów, z których jeden musi posiadać przynajmniej jeden atom wodoru przy atomie węgla α, czyli tym bezpośrednio związanym z grupą -CHO. Powstające aldole to tzw. β-aldole (albo 3-aldole), bo grupa hydroksylowa znajduje się przy trzecim atomie węgla, licząc od grupy aldehydowej -CHO. Produkt reakcji najczęściej łatwo ulega dehydratacji z wytworzeniem wiązania podwójnego. Ma to miejsce zwłaszcza wtedy, gdy jeden z reagentów zajmuje dużą objętość w pobliżu grupy hydroksylowej. Często dehydratacja jest na tyle uprzywilejowana, że trudno jest zatrzymać reakcję na etapie aldolu.Utlenianie – reakcja chemiczna, w której atom przechodzi z niższego na wyższy stopień utlenienia (co jest równoważne z oddaniem elektronów).

    Bezpośrednia redukcja do węglowodoru następuje także w redukcji Wolffa-Kiżnera, czyli reakcji z hydrazyną w mocno zasadowym środowisku (zazwyczaj wodorotlenek potasu lub tert-butanolan potasu).

    Dzięki identycznym produktom redukcji Clemmensena i Wolffa-Kiżnera można dobrać odpowiednią metodę redukcji w zależności od redukowanego ketonu, szczególnie jego odporności na środowisko kwasowe i zasadowe. Obie metody są często stosowane do otrzymywania węglowodorów aromatycznych jako kolejny etap po acylowaniu Friedla-Craftsa.

    Alkohole – związki organiczne zawierające jedną lub więcej grup hydroksylowych połączonych z atomem węgla w hybrydyzacji sp.Uwodornianie, uwodornienie, hydrogenizacja,hydrogenacja, wodorowanie – reakcja redukcji polegająca na przyłączaniu wodoru do danego związku chemicznego.

    Reakcje z amoniakiem i aminami[ | edytuj kod]

    Ketony można zredukować za pomocą amoniaku lub amin pierwszorzędowych na drodze aminowania redukcyjnego. Pośrednim etapem tej reakcji jest wytworzenie iminy o wzorze ogólnym RR'C=NR" (gdzie R" może być zarówno grupą alkilową, jak i atomem wodoru).

    W przypadku zastosowania aminy drugorzędowej produktem reakcji jest enamina. Reakcja zachodzi tylko wtedy, gdy keton zawiera atom wodoru α. Taki atom wodoru zostaje odszczepiony, co umożliwia powstanie wiązania podwójnego:

    Addycja (przyłączenie) - rodzaj reakcji chemicznej, polegającej na przyłączeniu jednej cząsteczki do drugiej w wyniku czego powstaje tylko jeden produkt bez żadnych produktów ubocznych. W chemii organicznej addycja przebiega zwykle z rozerwaniem wiązania wielokrotnego węgiel-węgiel lub węgiel-heteroatom. Istnieją jednak proste reakcje addycji, które zachodzą bez zrywania wiązań wielokrotnych takie jak np. rekombinacja rodników.Grupa karbonylowa – grupa funkcyjna występująca w wielu typach związków organicznych, składająca się z atomu węgla połączonego wiązaniem podwójnym z atomem tlenu. Zapisywana skrótowo jako CO, -C(O)- lub >C=O. Atom węgla w grupie karbonylowej ma hybrydyzację sp, w wyniku czego jest ona płaska. Najczęściej kojarzona jest z ketonami i aldehydami, w których połączona jest jedynie z atomami węgla i wodoru.
    Enamine formation.png

    Ta reakcja ma zastosowanie w syntezie organicznej: enamina stosowana jest jako produkt pośredni do reakcji C-alkilowania, czyli przyłączania chlorku alkilu do enaminy. W wyniku przyłączenia tej cząsteczki powstaje nietrwały jon iminiowy, który łatwo ulega hydrolizie, tworząc keton. W wyniku tej syntezy, opracowanej przez Gilberta Storka, powstaje keton z grupą alkilową w pozycji α:

    Odwodornienie (dehydrogenacja) – reakcja chemiczna polegająca na odszczepianiu od cząsteczek atomów wodoru. Jest reakcją odwrotną do uwodorniania.Reakcja haloformowa to reakcja chemiczna w której produkowany jest haloform (CHX3, gdzie X jest halogenem) przez wielokrotne halogenowanie metyloketonu (cząsteczka zawierająca grupę R-CO-CH3) w obecności zasady. R może być wodorem, alkilem bądź arylem. W wyniku takiej reakcji można otrzymać CHCl3, CHBr3 lub CHI3.
    Stork Keton synthese V3-Seite001.svg

    Reakcje ze związkami metaloorganicznymi[ | edytuj kod]

    Związki Grignarda RMgX ulegają addycji do grupy karbonylowej. W wyniku reakcji do atomu tlenu przyłącza się grupa MgX, zaś reszta alkilowa R przyłącza się do atomu węgla grupy karbonylowej. W wyniku hydrolizy produktu pośredniego otrzymuje się alkohole trzeciorzędowe:

    Wodór (H, łac. hydrogenium) – pierwiastek chemiczny o liczbie atomowej 1, niemetal z bloku s układu okresowego. Jego izotop, prot, jest najprostszym możliwym atomem, zbudowanym z jednego protonu i jednego elektronu.Reakcja Dielsa-Aldera - reakcja chemiczna polegająca na skoordynowanej cykloaddycji podstawionego alkenu do sprzężonego dienu. Produktem tej reakcji jest węglowodór cykliczny (np. cykloheksen). Reakcja ta w podwyższonych temperaturach, w fazie gazowej zachodzi spontanicznie bez potrzeby stosowania katalizatorów:
    Grignard Reaction Scheme.png

    Ketony (1) ulegają reakcji Reformatskiego z α-bromoestrami (2) w obecności metalicznego cynku (środowiskiem reakcji jest zazwyczaj eter). Jest to w istocie reakcja z powstającym in situ związkiem cynkoorganicznym (tzw. odczynnikiem Reformatskiego), który przyłącza się do grupy karbonylowej. Po hydrolizie produktu przejściowego powstaje β-hydroksyketon (3):

    Addycja nukleofilowa – jest to reakcja chemiczna, rodzaj addycji, polegająca na przyłączeniu reagenta nukleofilowego do wiązania wielokrotnego substratu. W reakcji tej rozerwaniu ulega wiązanie π i utworzone zostają dwa nowe wiązania pojedyncze. Reakcji addycji ulegają wyłącznie związki, w których występują wiązania wielokrotne, np. wiązania wielokrotne pomiędzy atomami węgla, a także wiązania wielokrotne pomiędzy atomami węgla i innymi atomami np. siarki, azotu, tlenu.Aldole, β-hydroksyaldehydy, aldehydoalkohole – związki organiczne zawierające grupę aldehydową i alkoholową, otrzymywane w drodze kondensacji aldolowej.
    Reformatsky Reaction Scheme.png

    Produkt 3 w środowisku kwasowym ulega dehydratacji, dając związek α,β-nienasycony.

    Reakcje kondensacji[ | edytuj kod]

    Atom tlenu grupy karbonylowej zwiększa kwasowość atomów wodoru α. Dlatego ketony posiadające takie atomy wodoru mogą w środowisku zasadowym przekształcać się w karboaniony, szybko wchodzące w dalsze reakcje.

    W lekko zasadowym środowisku ketony posiadające atomy wodoru α ulegają kondensacji aldolowej. W jej wyniku powstaje związek posiadający w pozycji β względem grupy karbonylowej grupę hydroksylową, tzw. aldol. Tak powstałe β-hydroksyketony stosunkowo łatwo ulegają dehydratacji w środowisku lekko kwasowym, co prowadzi do otrzymania związków α,β-nienasyconych, posiadających sprzężone wiązania podwójne:

    Reakcja Wittiga - reakcja chemiczna polegająca na sprzęganiu grupy karbonylowej aldehydów lub ketonów z ylidami fosforowymi, które zazwyczaj generuje się w trakcie samej reakcji z odpowiednich soli fosfoniowych. Produkty tej reakcji to alkeny (lub jego pochodna) oraz tlenek fosfiny. Reakcja ta została odkryta przez niemieckiego chemika Georga Wittiga w 1954 roku i bardzo szybko znalazła ona zastosowanie w syntezie organicznej. Wittig otrzymał za swoje odkrycie Nagrodę Nobla z chemii w 1979 roku.Ketozy (cukry ketonowe) – cukry proste, w których cząsteczkach występuje grupa ketonowa. Są cukrami redukującymi.
    Condensationaldolique.png

    Krzyżową kondensację aldolową można przeprowadzić między dwoma różnymi ketonami, o ile jeden z nich nie posiada atomów wodoru α (w przeciwnym razie powstaje trudna do rozdzielenia mieszanina produktów).

    Z ylidami ketony ulegają reakcji Wittiga. W wyniku tej przemiany najpierw powstaje produkt pośredni - betaina - który natychmiast samorzutnie ulega eliminacji z wytworzeniem tlenku trifenylofosfiny. Zapis sumaryczny:

    Reakcja Wittiga: z ketonu lub aldehydu oraz ylidu powstaje alken i tlenek trifenylofosfiny

    Reakcje ketonów α,β-nienasyconych[ | edytuj kod]

    W przypadku addycji nukleofilowej do związków α,β-nienasyconych czynnik nukleofilowy przyłączany jest zawsze w pozycji β względem grupy karbonylowej.

    Wiązanie π - wiązanie chemiczne powstałe w wyniku nakładania bocznego orbitali atomowych (oprócz orbitali s). Kształt tego wiązania wyznacza orbital molekularny π. Przy opisie wiązania π w indeksie dolnym lub po spacji podaje się jakie orbitale tworzą dane wiązanie, np. πd-d, πp-p*, gdzie * oznacza orbital antywiążący.Cyjanohydryny, α-hydroksynitryle - grupa organicznych związków chemicznych, które zawierają dwie grupy funkcyjne: nitrylową i hydroksylową przy tym samym atomie węgla.

    W silnie zasadowym środowisku (np. etanolan sodu) związki posiadające kwasowe atomy wodoru (np. estry kwasu malonowego) reagują ze związkami α,β-nienasyconymi. Reakcja ta nazywana jest addycją Michaela. W jej wyniku następuje utworzenie wiązania węgiel-węgiel i przyłączenie nowej grupy w pozycję β:

    Michael-reaction-new.png

    Ketony α,β-nienasycone ulegają reakcji Dielsa-Aldera z dienami o sprzężonych wiązaniach. Reakcja ta znana jest także jako cykloaddycja [4+2]. W jej trakcie powstają dwa nowe wiązania węgiel-węgiel. Dien może być alicykliczny (np. cykloheksadien).

    Węglowodory – organiczne związki chemiczne zawierające w swojej strukturze wyłącznie atomy węgla i wodoru. Wszystkie one składają się z podstawowego szkieletu węglowego (powiązanych z sobą atomów węgla) i przyłączonych do tego szkieletu atomów wodoru.Chlorki kwasowe – grupa związków chemicznych będących pochodnymi kwasów, w których grupa -OH zastąpiona została przez -Cl.
    DA NbCl5.png

    Nomenklatura[ | edytuj kod]

    Nazwy systematyczne ketonów tworzy się przez dodanie do nazwy szkieletu węglowego końcówki -on wraz z lokantem. Można też podać nazwy obu podstawników przy węglu karbonylowym poprzedzone słowem keton, np. 2-pentanon, czyli keton metylowo-propylowy: Pentan-2-one 200.svg 3-pentanon, czyli keton dietylowy: Pentan-3-one 200.svg

    Podstrony: [1] 2 [3] [4]



    w oparciu o Wikipedię (licencja GFDL, CC-BY-SA 3.0, autorzy, historia, edycja)

    Warto wiedzieć że... beta

    Hybrydyzacja – tworzenie hipotetycznych mieszanych orbitali elektronów atomu w cząsteczce związku chemicznego (rodzaj „orbitali cząsteczkowych”) z pojedynczych „orbitali atomowych” przez liniową kombinację odpowiednich funkcji falowych (zob. przybliżone metody rozwiązywania równania Schrödingera). Wynikiem obliczeń są „funkcje mieszane” opisujące prawdopodobne położenie poszczególnych elektronów walencyjnych w cząsteczce (orbitale zhybrydyzowane, hybrydy). Wyznaczenie hybryd orbitali elektronów walencyjnych pozwala określać możliwości tworzenia wiązań zlokalizowanych i wyznaczać kierunki wiązań sigma w przestrzeni (teoretyczna podstawa stereochemii).
    Rzędowość - liczba określająca ile atomów węgla o hybrydyzacji sp³ jest przyłączonych do określonego atomu związku organicznego. Rzędowość tradycyjnie oznacza się liczbami rzymskimi.
    Hydrochinon – organiczny związek chemiczny z grupy fenoli, zawierający dwie grupy hydroksylowe przyłączone do pierścienia benzenu. Tradycyjna nazwa tego związku wynika z faktu, że hydrochinon jest najczęściej produkowany poprzez redukcję chinonu.
    Eliminacja − reakcja chemiczna, w wyniku której z cząsteczki usuwane (eliminowane) są atomy lub grupy atomów, bez jednoczesnego przyłączenia się innych atomów lub grup.
    Wiązanie wielokrotne – wiązanie chemiczne między dwoma atomami, w którym bierze udział więcej niż jedna para elektronowa.
    Library of Congress Control Number (LCCN) – numer nadawany elementom skatalogowanym przez Bibliotekę Kongresu wykorzystywany przez amerykańskie biblioteki do wyszukiwania rekordów bibliograficznych w bazach danych i zamawiania kart katalogowych w Bibliotece Kongresu lub u innych komercyjnych dostawców.
    Dieny – grupa organicznych związków chemicznych, węglowodory nienasycone, w których występują dwa wiązania podwójne między atomami węgla. Ogólny wzór dienów otwarto-łańcuchowych to CnH2n-2, zaś dienów cyklicznych to CnH2n-4.

    Reklama

    Czas generowania strony: 0.037 sek.