Cetone

De la Wikipedia, enciclopedia liberă.
Salt la navigare Salt la căutare
Structura unei cetone generice.

Cetone sau acetones, sunt compuși organici cu formula generală R-CO-R“, caracterizată prin prezența unei grupări carbonil C = O , al cărei carbon, cu sp2 hibridizare , este legat direct cu două hidrocarburi grupări R , care pot fi atât alifatic și aromatic . Ele diferă structural de aldehide (cu formula R-CHO) prin prezența unei grupări R 'în locul hidrogenului H legat direct de carbonil. În cazul în care carbonilul este inclus într-o structură ciclică sau dacă cele două grupe R și R 'sunt legate covalent, ca în cazul ciclohexanonei , vorbim de cetone ciclice sau ciclocetone . Cetona structural mai simplu este acetona , cu formula CH3 - CO-CH3, în care gruparea carbonil este legată la două grupe metil [1] [2] .

Caracteristici fizico-chimice

Caracteristicile cetonelor pot varia, de asemenea, considerabil în funcție de dimensiunea, structura și natura chimică a grupelor R și R '. Acestea tind să apară ca substanțe incolore, volatile, cu miros caracteristic. Cetonele care au mai puțin de 12 atomi de carbon în structura lor apar ca lichide uleioase, a căror solubilitate în apă scade odată cu creșterea dimensiunii moleculare, în timp ce pentru grupurile R mai voluminoase vor exista solide cristaline [1] .

Nomenclatură

Conform standardelor IUPAC , cetonele sunt definite prin sufixul - unul și prin prefixe adecvate (atât alfabetice, cât și numerice) care indică natura grupurilor R și R '. De exemplu, denumirea IUPAC de acetonă este 2-propanona, unde - unul indică prezența C = O grupă, prop- indică faptul că gruparea carbonil este inclusă într - o structură cu 3 atomi de carbon și 2 indică poziția C = Or în structură, adică în poziția 2. În cazul specific al acetonei, prefixul numeric poate fi omis, deoarece, din motive logico-structurale, carbonilul nu poate fi în poziția 1 sau poziția 3. În cazul în care grupurile R și R 'sunt un alchil și celălalt arii, sau ambii arii, IUPAC acceptă nomenclatura pe baza indicației directe a acestor grupări, ca în cazul fenil-metil-cetonei sau di-fenil-cetonei . Dacă mai multe grupuri C = O sunt prezente în structura hidrocarburilor atunci vorbim despre di-cetone , tri-cetone , tetra-cetone etc. [2] [3] .

Reactivitate

Reactivitatea cetonelor este determinată în esență de natura dipolară a grupării carbonil, o proprietate împărtășită prin urmare cu aldehidele . Una dintre principalele diferențe dintre reactivitatea aldehidelor și cetonelor este că acestea din urmă nu dau reacții de oxidare, în timp ce aldehidele se pot oxida în acizi carboxilici [1] [2] .

Sinteză

Cetonele pot fi sintetizate în mai multe moduri. Cetonele pot fi obținute prin oxidarea directă a alcoolilor secundari cu ajutorul agenților de oxidare adecvați [1] [2] :

RR'CH-OH → R-CO-R '+ 2 și - + 2 H +

Sinteza prin hidratarea alchinelor , catalizată corespunzător de Hg + într-un mediu acid [2] :

RC≡CR '+ H 2 O → R-CO-CH 2 -R'

Sinteza prin reacția dintre un nitril și un reactiv Grignard și adăugarea consecutivă de H 2 O [1] [2] :

R-MgX + R'-C≡N → RR'C = N-MgX
RR'C = N-MgX + 2H 2 O → R-CO-R '+ NH 3 + HO-MgX

Sinteza prin reacție între o amidă și un reactiv Grignard :

R-CO-NR'R '' + R '' '- Mg-X + H + → R-CO-R' '' + R'R '' NH + Mg-X +

Sinteza ariilor-alchil-cetone prin acilare Friedel-Crafts [2] :

R-CO-Cl + AlCI 3 + Ar-H → R-CO-Ar + HCI

Reacții

Reacția tipică a cetonelor este adăugarea nucleofilă [1] [2] , unde un nucleofil Nu generic într-un mediu acid (de obicei nucleofilul eliberează H + în soluție) stabilește o legătură covalentă cu carbonul grupei C = O:

Adiție nucleofilă cetonică.jpg
R-CO-R '+ Nu H → RR'C (OH) Nu

Reacțiile tipice de adiție nucleofilă sunt după cum urmează:

Formarea cianohidrinelor prin adăugarea de HCN [1] [2] :

R-CO-R '+ HCN → RR'C (OH) CN

Adăugarea acizilor halogeni (unde X reprezintă un halogen generic):

R-CO-R '+ H X → RR'C (OH) X

Hidratarea reacție (adăugarea H 2 O ):

R-CO-R „+ H2OR'R'C (OH) 2

Adăugarea hidrogenului molecular [1] [2] în mediu apos, catalizat în mod adecvat de nichel , paladiu sau platină , cu formarea de alcooli secundari:

R-CO-R „+ H 2RR'CH-OH

Dacă reacția continuă în exces de H2, simple , hidrocarburi și apă se vor forma:

RR'CH-OH + H 2R-CH2 - R „+ H 2 O

Pe lângă reacțiile de adiție nucleofilă, cetonele pot da și următoarele reacții:

Reacție cu hidroxilamină cu formare de oxime și apă [1] :

R-CO-R „+ NH2 OH → RR'CNOH + H 2 O

Reacția cu amina primară cu formarea de imine și apă:

R-CO-R '+ R' '- NH2 → R'R'C = NR' „+ H 2 O

Reacția cu alcoolul primar cu formarea de cetali și apă:

R-CO-R '+ 2R' '- OH → RR'C (OR' ') 2 + H 2 O

Reacția cu reactivul Grignard cu formarea alcoolului terțiar [1] :

R-CO-R '+ R' '- Mg-X + H + → RR'R''C-OH + Mg-X +

Tautomeria keto-enol

Pictogramă lupă mgx2.svg Același subiect în detaliu: Keto-enol tautomeria .

În mediul apos , cetonele cu hidrogen în alfa carbonil, adică un H legat de un atom de carbon, la rândul lor direct legat de carbonil carbon, stabilesc ceea ce ia numele de echilibru tautomeric , adică o formă particulară de izomerism tipică unor compuși organici. În cazul specific al cetonelor, acestea se găsesc în echilibru cu enoli , compuși cu formula generală RR'C = CR '' - OH, fenomen care ia denumirea de tautomerism ceto-enol .

Notă

  1. ^ a b c d e f g h i j Mario Betti , Chetoni , pe www.treccani.it , Enciclopedia italiană (1931). Adus la 13 aprilie 2015 .
  2. ^ a b c d e f g h i j A. Post Baracchi și A. Tagliabue, Chimie, proiect modular , Andrea Bulgarini (proiect grafic, aspect video, executarea desenelor), Torino, S. Lattes & C. Editori SpA, 2003, pp. 586-591, ISBN 978-88-8042-337-9 .
  3. ^ Chetóne , pe treccani.it , Treccani Vocabulary online. Adus la 13 aprilie 2015 .

Elemente conexe

Alte proiecte

linkuri externe

Controlul autorității Tesauro BNCF 17617 · LCCN (EN) sh85072095 · GND (DE) 4129416-6 · BNF (FR) cb12173310x (dată) · NDL (EN, JA) 00.565.666
Chimie Portalul chimiei : portalul științei compoziției, proprietăților și transformărilor materiei