воскресенье, 16 февраля 2014 г.

Кетоны

Кетоны

Кетоны – соединения, в которых карбонильная группа С=О связана с двумя углеводородными радикалами:
Группу С=О называют также кетогруппой или оксогруппой.
Подобно альдегидам и другим кислородсодержащим соединениям кетоны могут быть:
а) насыщенными;
б) ненасыщенными (с кратными связями С=С или СС);
в) ароматическими (в них кетогруппа С=О присоединена к бензольному кольцу:
где Аr – арил, т.е. замещенный фенил; R – алкил или арил) и т.д. (табл. 10, см. с. 14).
У насыщенных альдегидов и кетонов одинаковая общая формула – СnH2nO.
Альдегиды и кетоны, встречающиеся в природе
Альдегиды и кетоны, встречающиеся в природе
Номенклатура кетонов. По номенклатуре ИЮПАК кетоны называют как предельные углеводороды с тем же числом атомов С главной углеродной цепи с добавлением суффикса -он- и следом за ним – цифрового локанта. Например:
По рациональной номенклатуре кетоны называют, перечисляя заместители при кетогруппе, добавляя затем слово «кетон». Например:
диметилкетон метилэтилкетон метилфенилкетон
Таблица 10
Химические формулы и названия кетонов по номенклатуре ИЮПАК
и по рациональной номенклатуре
(в скобках)
Линейные кетоны (насыщенные) Разветвленные
кетоны
Ненасыщенные
кетоны
Ароматические
кетоны
пентанон-2
метилпропилкетон)
2-метилпентанон-3
(изопропилэтилкетон)
пентен-1-он-3
(винилэтилкетон)
ацетофенон
(метилфенилкетон)
1,3-дихлорпропанон-2 (бис-хлорметилкетон)
4-бром-3-метилбутанон-2 (2-бромизопропилметилкетон)
пентен-4-он-2 (аллилметилкетон)
пропиофенон
(фенилэтилкетон)
Изомерия кетонов аналогична изомерии альдегидов. Однако кетогруппу С=О можно перемещать по углеродной цепи, тогда как альдегидная группа всегда концевая (табл. 11).
Где кетон?
Где кетон?
Таблица 11
Изомеры
углеродной цепи
Изомеры
положения кетогруппы
Межклассовая
изомерия
гексанон-2 4-метилпентанон-3 н-гексаналь
3,3-диметилбутанон-2 гексанон-3 4-метилпентаналь
3-метилпентанон-2
циклопентилметанол
Получение кетонов
Окисление вторичных спиртов:
Декарбоксилирование солей карбоновых кислот и самих кислот:
Гидролиз дигалогенопроизводных углеводородов, содержащих два атома галогена при одном атоме С:
Синтез ароматических кетонов по Фриделю–Крафтсу из ароматических углеводородов и хлорангидридов карбоновых кислот в присутствии АlСl3:
Гидратация алкинов(3) и выше) по Кучерову:
Химические свойства
Кетоны в сравнении с альдегидами менее реакционноспособные соединения. Так, кетоны не окисляются слабыми окислителями – комплексом серебра [Ag(NH3)2]ОН, гидроксидом меди(II)
Cu(OH)2. Кетоны устойчивы и к кислороду воздуха.
Действие на кетоны сильных окислителей (КМnО4, NaIO4, К2Сr2О7) в жестких условиях
(t, давление, кислая или щелочная среда) приводит к разрыву углерод-углеродной связи при карбонильной группе. В результате образуется смесь кислот с меньшим числом атомов углерода, чем в исходном кетоне:
Заметим, что метилкетоны типа R–C(O)–CH3 при окислении дают углекислый газ и воду (т.е. угольную кислоту, а не муравьиную кислоту НСООН):
Кетоны присоединяют водород по карбонильной группе с образованием вторичных спиртов:
Кетоны присоединяют активные спирты – метанол и этиленгликоль – с образованием кеталей (эта реакция обратимая):
УПРАЖНЕНИЯ
1. Какая общая формула типа СаНвОс у веществ гомологического ряда насыщенных альдегидов и кетонов? Соединения каких других классов имеют такую же общую формулу?



2. Напишите структурные формулы кетонов молекулярной формулы С5Н10О. Назовите их по международной (ИЮПАК) и рациональной номенклатуре.



3. Какие карбонильные соединения (приведите структурные формулы и названия) получаются при окислении: а) бутанола-1; б) бутанола-2; в) изоамилового спирта (СН3)2СНСН2СН2ОН;
г) циклогексанола?



4. Какое соединение получается при пиролизе смеси кальциевых солей
? Назовите полученное соединение.




5. Какое соединение образуется по реакции Кучерова из гексина-3?



6. Составьте уравнения реакций восстановления соединений: а) диизопропилкетона;
б) пропанона-2; в) 3,3-диметилбутанона-2 – в соответствующие спирты.




7. Запишите уравнения реакций окисления метилпропилкетона и бутанона.



8. Предскажите продукты окисления в жестких условиях: а) гексанона-3; б) циклогексанона.



Ответы на упражнения к теме 2

Урок 25

1. Общая формула гомологических рядов альдегидов и кетонов – СnН2nО. Первые представители этих рядов – формальдегид СН2О (n = 1) и ацетон СН3С(О)СН3 (n = 3).
Соединения других классов с такой же общей формулой:
а) кислородные гетероциклы – 
б) енолы (ненасыщенные спирты) – СН2=СНСН2ОН;
в) спирты, содержащие цикл в молекуле, типа
г) непредельные простые эфиры: СН2=СНОСН3.
2. Кетоны состава С5Н10О:

3. Реакции окисления спиртов в альдегиды и кетоны:

4. Пиролиз смеси солей – формиата и пропионата кальция:

5.

6. Реакции восстановления кетонов в спирты:


7.

8.

Комментариев нет:

Отправить комментарий