Презентация по химии "Кетоны"

Кетоны — органические вещества, в молекулах которых карбонил ьная группа связана с двумя углеводородными радикалами.

Общая формула кетонов: R1-CO-R2.

Среди других карбонильных соединений наличие в кетонах именно двух атомов углерода, непосредственно связанных с карбонильной группой, отличает их от карбо новых кислот и их производных, а также альдеги дов.

Применение

В промышленности кетоны используют как растворители, фармацевтические препараты и для изготовления различных полимеров. Важнейшими кетонами являются ацетон, метилэтиловый кетон и циклогексанон.

Кетоны

Выполнил

студент гр. ТТ-1-14

Болбеков Виталий Олегович

• Кетоны  — органические вещества, в молекулах которых  карбонильная группа  связана с двумя углеводородными радикалами.
• Общая формула кетонов: R 1 -CO-R 2 .
• Среди других карбонильных соединений наличие в кетонах именно двух атомов углерода, непосредственно связанных с карбонильной группой, отличает их от  карбоновых кислот  и их производных, а также  альдегидов .

Номенклатура

• Систематическая номенклатура

Названия алифатических и алициклических кетонов образуют, прибавляя суффикс -он или -дион (для дикетонов) к названию родоночального углеводорода. Дикетоны ароматического ряда с кетонными группами в ядре называют сокращённым названием углеводорода, добавляя суффикс -хинон.

• Тривиальная номенклатура . Для простейших кетонов используются их тривиальные названия, например,  ацетон  (для 2-пропанона) и  бензофенон  (для дифенилкетона).
• Радикало-функциональная номенклатура . Допускается название кетонов по радикально-функциональной номенклатуре, при этом название составляется из радикалов при кетогруппе (в алфавитном порядке) и названия класса соединений (функции) - кетон  (например,  метилэтилкетон  — CH 3 -CO-CH 2 -CH 3 ).

Методы синтеза

• Ароматические кетоны могут быть получены по  реакции Фриделя-Крафтса .
• Гидролизом кетиминов.
• Из третичных пероксоэфиров  перегруппировкой Криге .
• Кислотным гидролизом  виц-диолов .
• Окислением вторичных  спиртов .
• Циклокетоны можно получить  циклизацией Ружички .
• Гидратация гомологов  ацетилена  ( реакция Кучерова ).
• Кетоны с хорошими выходами получаются при взаимодействии хлорангидридов кислот с диалкилкупратами лития и алкилкадмиевыми соединениями:

По  реакции Губена — Гёша

Химические свойства

Кето-енольная таутомерия

• Кето-енольная таутомеризация.  1  - кетоформа;  2  - енольная форма.
• Кетоны, которые имеют по крайней мере один альфа-водородный атом, подвергаются кето-енольной таутомеризации. Таутомеризация катализируется как  кислотами , так и  основаниями . Как правило, кето-форма является более стабильной, чем енольная. Это равновесие позволяет получать кетоны путем  гидратации алкинов . Относительная стабилизация енольной формы сопряжением является причиной довольно сильной кислотности кетонов (p K a  ≈ 20) в сравнении с  алканами  (p K a  ≈ 50).

Реакции нуклеофильного присоединения

• Реакции с  алкилмагнийгалогенидами  приводит к вторичным  спиртам .
• Реакция с  синильной кислотой  приводит к α-оксинитрилам, омылением которых получают α-гидроксикислоты:

• С  аммиаком  реагируют очень медленно:

• Присоединение  гидросульфита натрия  даёт гидросульфитные (бисульфитные) производные (в реакцию в жирном ряду вступают лишь метилкетоны:

• При нагревании с раствором  соды  или минеральной  кислотой гидросульфитные производные разлагаются с выделением свободного кетона:

• С  гидроксиламином  кетоны образуют  кетоксимы ,выделяя воду:

• С  гидразином  в зависимости от условий образуются гидразоны  (соотношение гидразина к кетону 1:1) или азины  (1:2):

• Как и в случае альдегидов, при нагревании с твёрдым  KOH гидразоны кетонов выделяют  азот  и дают предельные углеводороды  ( реакция Кижнера )
• Ацетали  кетонов получаются сложнее, чем ацетали альдегидов, - действием на кетоны эфиров ортомуравьиной HC(OC 2 H 5 ) 3  или ортокремниевой кислоты.

Реакцииконденсации

• В жёстких условиях (в присутствии щелочей) кетоны подвергаются  альдольной конденсации . При этом образуются β-кетоспирты, легко теряющие молекулу воды.
• В ещё более жестких условиях, например при нагревании с концентрированной  серной кислотой , кетоны подвергаются межмолекулярной  дегидратации  с образованием непредельных кетонов:

• Окись мезитила  может реагировать с новой молекулой ацетона с образованием  форона :

• К отдельному типу реакций можно отнести восстановление кетонов —  реакция Лейкарта — Валлаха .

Гидрирование

• Присоединение водорода к кетонам происходит в присутствии катализаторов гидрирования ( Ni ,  Co ,  Cu ,  Pt ,  Pd  и др.). В последнее время в качестве гидрирующего агента часто используют  алюмогидрид лития . При этом кетоны превращаются во  вторичные спирты :
• При восстановлении кетонов водородом в момент выделения (с помощью  щелочных металлов  или  амальгамы   магния ) образуются также  гликоли ( пинаконы ):

Важнейшие кетоны

Применение

В промышленности кетоны используют как растворители, фармацевтические препараты и для изготовления различных полимеров. Важнейшими кетонами являются ацетон, метилэтиловый кетон и циклогексанон.

КОНЕЦ