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