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 CnH2nO, 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) C3H6O; CH3 – C – CH3 propanon (keton dimetylowy, aceton) || O C4H8O; CH3 – CH2 - C – CH3 butanon (keton etylowo-metylowy)

Szereg homologiczny alkanonów cd C5H10O – pentanon posiada trzy izomery – dwa pozycyjne i jeden szkieletowy: 1CH3 – 2CO – 3CH2 – 4CH2 – 5CH3 pentan-2-on (keton metylowo-propylowy) 1CH3 – 2CH2 - 3CO – 4CH2 – 5CH3 pentan-3-on (keton dietylowy) 1CH3 – 2CO – 3CH – 4CH3 | CH3 3-metylobutan-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 – keton difenylowy H5C6 – CO – C6H5 - C – || O Acetofon – keton fenylowo-metylowy H5C6 – CO – CH3 - C – CH3

Właściwości fizyczne ketonów Karbonylowe atomy węgla i tlenu są na hybrydyzacji sp2 (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 Tt i Tw odpowiednich alkoholi, temp. te wzrastają wraz ze wzrostem liczby at. C w cząsteczce.

Otrzymywanie ketonów Katalityczne (np. CuO) utlenianie alkoholi II-rzędowych (2o): np. propan-2-olu CH3 CH3 | / CH3 - C - O – H + Cu O  CH3 – C + Cu + H2O | \\ H O propan-2-ol propanon (aceton) Uwodnienie propynu w reakcji Kuczerowa (Hg2+ ) CH3 – C ≡ CH + H2O  CH3 –CH(OH) = CH2  (izomeryzacja propen-2-olu w aceton) CH3 – CO – CH3

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: H3C – C = O, powstaje żółta, nierozpuszczalna substancja – jodoform o charakterystycznym zapachu R – CO – CH3 + 3I2 + 4NaOH   ↓CHI3 + 3NaI + R-COONa + 3H2O jodoform (trijodometan)

Zastosowanie ketonów Aceton – bardzo dobry rozpuszczalnik substancji organicznych (tłuszczów, żywic, nitrocelulozy), lakierów i emalii, stosowany w produkcji folii, polimerów, chloroformu (CHCl3), 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 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 charakterystyczne Pozytywna próba Tollensa i próba Trommera Metyloketony R – CO – CH3 dają pozytywną próbę jodoformową