Aldehydy, Ketony

Aldehydy, Aldehydy, KetonyKetony

Karbonylové sloučeniny

Charakteristika aldehydůCharakteristika aldehydů

Obecný vzorec Obecný vzorec R-CHOR-CHO

Názvosloví aldehydůNázvosloví aldehydů

1) SYSTEMATICKÉ1) SYSTEMATICKÉ

– – název základního uhlovodíku + přípona název základního uhlovodíku + přípona al al (případně –dial)(případně –dial)

propanpropanalal

Názvosloví aldehydůNázvosloví aldehydů

EthanEthanalal

MethanMethanalal

Hexan-1,6-Hexan-1,6-dial dial OHCCH2CH2CH2CH2CHO

Názvosloví aldehydůNázvosloví aldehydů

Pokud sloučenina obsahuje více aldehydických skupin než 2 či je cyklická či aromatická, NEZAPOČÍTÁVÁME do hlavního řetězce aldehydickou skupinu ani jejich uhlíky → přípona KARBALDEHYD

Přípona karbaldehyd v sobě v sobě zahrnuje zahrnuje i karbonylový uhlík i karbonylový uhlík

propan-1,2,3-trikarbaldehydpropan-1,2,3-trikarbaldehyd

cyklohexankarbaldehydcyklohexankarbaldehyd

O

2)2) TRIVIÁLNÍ NÁZOSLOVÍTRIVIÁLNÍ NÁZOSLOVÍ

FormaldehydFormaldehyd

AcetaldehydAcetaldehyd

2)2) TRIVIÁLNÍ NÁZOSLOVÍTRIVIÁLNÍ NÁZOSLOVÍ

BenzaldehydBenzaldehyd

Glyceraldehyd (2,3-dihydroxypropanal)Glyceraldehyd (2,3-dihydroxypropanal)

Významné aldehydyVýznamné aldehydy

FormaldehydFormaldehyd páchnoucí plyn, rozpustný ve voděpáchnoucí plyn, rozpustný ve vodě 40% vodný roztok = formalin40% vodný roztok = formalin ničí bakterie, sráží bílkovinyničí bakterie, sráží bílkoviny použití – desinfekce, konzervacepoužití – desinfekce, konzervace

BenzaldehydBenzaldehyd kapalina vonící po hořkých mandlíchkapalina vonící po hořkých mandlích Na vzduchu rychle oxiduje na kys.benzoovouNa vzduchu rychle oxiduje na kys.benzoovou

GlyceraldehydGlyceraldehyd základem sacharidů tzv.aldózzákladem sacharidů tzv.aldóz

Charakteristika ketonůCharakteristika ketonů

Obecný vzorec:Obecný vzorec:

R1 – CO – R2R1 – CO – R2

Názvosloví ketonůNázvosloví ketonů1) SYSTEMATICKÉ názvosloví1) SYSTEMATICKÉ názvosloví

základní uhlovodík – základní uhlovodík – lokant lokant – – onon

pentan-pentan-22--onon

propan -propan -22--onon

Názvosloví ketonůNázvosloví ketonů

butan-butan-22--onon

cyklohexancyklohexanonon

O

2) Aditivní princip 2) Aditivní princip

V abecedním pořadí uhlovodíkové V abecedním pořadí uhlovodíkové

zbytky + ketonzbytky + keton

diethylketondiethylketon

celkový součet atomů uhlíku ve vzorci je o 1 menší než součet atomů uhlíku uhlovodíkových

zbytků

3) Triviální názvosloví3) Triviální názvosloví

Aceton = propan-2-on= dimethylketonAceton = propan-2-on= dimethylketon

Názvosloví ketonů, když Názvosloví ketonů, když oxoskupina je vedlejšíoxoskupina je vedlejší

Předpona oxo-Předpona oxo-

2-oxopropanová kyselina 2-oxopropanová kyselina

O

OH

CH3

O

Významné ketonyVýznamné ketony

AcetonAceton těkavá zdraví škodlivá kapalinatěkavá zdraví škodlivá kapalina rozpouštědlorozpouštědlo vznik při hladovění, při vznik při hladovění, při diabetes mellitusdiabetes mellitus Jeho páry se vzduchem po zapálení Jeho páry se vzduchem po zapálení

vybuchujívybuchují

ProcvičeníProcvičení

Zapište chemickým vzorcem:Zapište chemickým vzorcem:

a)a) butanalbutanal

b)b) hexanalhexanal

c)c) butan-1,2,4-trikarbaldehydbutan-1,2,4-trikarbaldehyd

d)d) acetaldehydacetaldehyd

e)e) benzaldehydbenzaldehyd

f)f) hexan-3-onhexan-3-on

g)g) hexan-2-onhexan-2-on

h)h) oktan-4-onoktan-4-on

i)i) hexan-2,4-dionhexan-2,4-dion

j)j) dimethylketondimethylketon

k)k) ethylmethylketonethylmethylketon

ChinonyChinony- Vznikají z arom.sloučenin jejich oxidacíVznikají z arom.sloučenin jejich oxidací- Cyklické diketonyCyklické diketony

NázvoslovíNázvosloví- Ke kmenu arenu (ačkoli je porušená Ke kmenu arenu (ačkoli je porušená

arom.struktura) přidáme koncovku - arom.struktura) přidáme koncovku - chinonchinon

1,2-benzochinon1,2-benzochinon

1,4-benzochinon1,4-benzochinon

1,4-naftochinon1,4-naftochinon

O

O

O

O

O

O

Fyzikální vlastnosti Fyzikální vlastnosti aldehydů a ketonůaldehydů a ketonů

Nižší aldehydy i ketony jsou kapaliny Nižší aldehydy i ketony jsou kapaliny (vyjma plynného formaldehydu), vyšší (vyjma plynného formaldehydu), vyšší pevné látkypevné látky

Nižší teploty varu než alkoholy- netvoří Nižší teploty varu než alkoholy- netvoří vodíkové vazbyvodíkové vazby

Charakteristický zápachCharakteristický zápach

Chemické vlastnosti Chemické vlastnosti aldehydů a ketonůaldehydů a ketonů

Velmi reaktivníVelmi reaktivní

Uhlík láká nukleofilní částiceUhlík láká nukleofilní částice

Kyslík láká volné kationty př.HKyslík láká volné kationty př.H++

Chemické vlastnosti Chemické vlastnosti aldehydů a ketonůaldehydů a ketonů

Karbonylová skupina ovlivňuje i vodíkové Karbonylová skupina ovlivňuje i vodíkové atomy navázané na vedlejším uhlíku (atomy navázané na vedlejším uhlíku (αα – –uhlíku) (tzv. uhlíku) (tzv. αα – vodíky), zvyšuje jejich kyselost – vodíky), zvyšuje jejich kyselost a umožňuje jejich snadnější odštěpenía umožňuje jejich snadnější odštěpení

Nejtypičtější reakcí je Nejtypičtější reakcí je adice nukleofilní adice nukleofilní !!!!!!!!

Chemické vlastnostiChemické vlastnosti1)1)Vznik poloacetalů a acetalůVznik poloacetalů a acetalů

2)2)Reakce karbonylových sloučenin se Schiffovým činidlemReakce karbonylových sloučenin se Schiffovým činidlem

3)3)Aldolová kondenzaceAldolová kondenzace

4)4)Oxidace Oxidace

5)5)RedukceRedukce

1) Vznik poloacetalů a acetalů1) Vznik poloacetalů a acetalů

Podstatou je reakce karbonylové skupiny Podstatou je reakce karbonylové skupiny s hydroxylovou skupinou alkoholůs hydroxylovou skupinou alkoholů

Jde o adici nukleofilníJde o adici nukleofilní

Acetaly jsou mnohem stálejší než Acetaly jsou mnohem stálejší než karbonylové sloučeninykarbonylové sloučeniny

Reakce je vratná za použití bázeReakce je vratná za použití báze

2) Reakce karbonylových 2) Reakce karbonylových sloučenin se Schiffovým sloučenin se Schiffovým činidlemčinidlem

Schiffovo činidlo: odbarvený roztok Schiffovo činidlo: odbarvený roztok červeného org.barviva FUCHSINU červeného org.barviva FUCHSINU např.oxidem siřičitýmnapř.oxidem siřičitým

Schiffovo činidlo slouží Schiffovo činidlo slouží k rozeznání karbonylové k rozeznání karbonylové sloučeniny: zčervenásloučeniny: zčervená

Na principu adice nukleofilníNa principu adice nukleofilní

3) Aldolová kondenzace3) Aldolová kondenzace

1.Krok: účinkem silné báze dojde k 1.Krok: účinkem silné báze dojde k odštěpení odštěpení αα- vodíku z karbonyl.slouč.- vodíku z karbonyl.slouč.

2.Krok: karbanion napadá na nukleofilním 2.Krok: karbanion napadá na nukleofilním principu další molekulu karbonylové principu další molekulu karbonylové sloučeninysloučeniny

3.Krok: regenerace aniontu OH3.Krok: regenerace aniontu OH--

4) Oxidace4) Oxidace

Např. vzdušným ONapř. vzdušným O22, KMnO, KMnO44

Pouze u aldehydůPouze u aldehydů

Produktem jsou karboxylové kyselinyProduktem jsou karboxylové kyseliny

5) Redukce5) Redukce

Většinou katalyticky (např. Pt)Většinou katalyticky (např. Pt)

U aldehydů na primární alkoholyU aldehydů na primární alkoholy

5) Redukce5) Redukce

U ketonů na sekundární alkoholyU ketonů na sekundární alkoholy

Rozlišení aldehydů a ketonůRozlišení aldehydů a ketonů

1)1) Fehlingovo činidloFehlingovo činidlo

2)2) Tollensovo činidloTollensovo činidlo

3)3) Jodoformová reakceJodoformová reakce

Fehlingovo činidloFehlingovo činidlo

Ze dvou roztoků : Ze dvou roztoků :

Fehling I a Fehling IIFehling I a Fehling II• Modrozelený• Roztok modré skalice

• Bezbarvý•Roztok vinanu (sůl kys.vinné) v zásaditém prostředí (např.v NaOH)

Fehlingovo činidloFehlingovo činidlo

Před použitím se slije Fehling I s Před použitím se slije Fehling I s Fehlingem II v poměru 1:1 – tmavě Fehlingem II v poměru 1:1 – tmavě modrý roztokmodrý roztok

Rozlišení aldehydu a ketonu při oxidaciRozlišení aldehydu a ketonu při oxidaci

Fehlingovo činidloFehlingovo činidlo

Keton nereagujeKeton nereaguje

Aldehyd se oxiduje na karboxylovou Aldehyd se oxiduje na karboxylovou kyselinu, přičemž měďnaté kationty se kyselinu, přičemž měďnaté kationty se redukují na měďné redukují na měďné vznik oxidu vznik oxidu měďného měďného roztok zčervená roztok zčervená

Probíhá za zvýšené teplotyProbíhá za zvýšené teploty

Tollensovo činidloTollensovo činidlo

Základem je roztok AgNOZákladem je roztok AgNO33

Opět na principu oxidaceOpět na principu oxidace

Za zvýšené teplotyZa zvýšené teploty

Tollensovo činidloTollensovo činidlo

Keton nereagujeKeton nereaguje

Aldehyd se oxiduje na karboxylovou Aldehyd se oxiduje na karboxylovou kyselinu a stříbrné kationty redukují na kyselinu a stříbrné kationty redukují na stříbro stříbro na vnitřním povrchu zkumavky na vnitřním povrchu zkumavky vznik stříbrného zrcátkavznik stříbrného zrcátka

Jodoformová reakceJodoformová reakce Reakce karbonylové sloučeniny s halovým Reakce karbonylové sloučeniny s halovým

prvkem v zásaditém prostředíprvkem v zásaditém prostředí

Nejčastěji se používá pro rozlišení methanolu a Nejčastěji se používá pro rozlišení methanolu a ethanoluethanolu

Oxidace probíhá u obou, ale jodoformová reakce Oxidace probíhá u obou, ale jodoformová reakce probíhá pouze u ethanalu (u probíhá pouze u ethanalu (u methanalu ne, jsou potřeba alespoň 2 uhlíky)methanalu ne, jsou potřeba alespoň 2 uhlíky)

Jodoformová reakceJodoformová reakce

Vznik halogenderivátu a soli karboxylové Vznik halogenderivátu a soli karboxylové kyselinykyseliny