Aldehidi i ketoni
Download
1 / 57

Aldehidi i ketoni - PowerPoint PPT Presentation


  • 1006 Views
  • Uploaded on

Aldehidi i ketoni. Struktura i nomenklatura Op št a formul a a ldehid a: RCHO Op št a formul a keton a RCOR '. Grupe R i R' mogu biti alifatične ili aromatične. Obe grupe jedinjenja sadrže karbonilnu grupu, >C=O, pa se često nazivaju jednim imenom karbonilna jedinjenja.

loader
I am the owner, or an agent authorized to act on behalf of the owner, of the copyrighted work described.
capcha
Download Presentation

PowerPoint Slideshow about 'Aldehidi i ketoni' - gay


An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Presentation Transcript
Aldehidi i ketoni
Aldehidi i ketoni

  • Struktura i nomenklatura

    • Opšta formulaaldehida: RCHO

    • Opšta formula ketona RCOR'. Grupe R i R' mogu biti alifatične ili aromatične.

    • Obe grupe jedinjenja sadrže karbonilnu grupu, >C=O, pa se često nazivaju jednim imenom karbonilna jedinjenja


Aldehidi i ketoni

  • Zbog sličnosti u strukturi aldehidi i ketoni pokazuju i sličnost kod većine svojih karakteristika

  • Međutim, činjenica da aldehidi imaju jedan H-atom vezan za karbonilnu grupu, dok su kod ketona za karbonilnu grupu vezana dva C-atoma, ima za posledicu:

    • (1) lako oksidovanje aldehida u odnosu na ketone, kod kojih je oksidacija vrlo otežana,

    • (2) veću reaktivnost aldehida u odnosu na ketone prema reakciji nukleofilne adicije, koja je karakteristična za karbonilna jedinjenja.


Aldehidi i ketoni

  • Veza >C=O je vrlopolarizovana

  • Dipolni moment aldehida i ketona je stoga prilično veliki i kreće se od 2,3-2,8 D

  • Ova činjenica u velikoj meri utiče na fizičke i hemijske osobine aldehida i ketona


Nomenklatura
Nomenklatura sličnost kod većine svojih karakteristika

  • Aldehidi

    • Trivijalna imena izvode se iz trivijalnih imena odgovarajućih karboksilnih kiselina, tj. kiselina sa istim brojem C-atoma. Korenu latinskog imena kiseline dodaje se reč aldehid.

      • Primer:Formaldehidi acetaldehid- odgovarajuće kiseline su "mravlja" (acidum formicum) i sirćetna (acidum aceticum)


Iupac nomenklatura
IUPAC sličnost kod većine svojih karakteristika nomenklatura

  • Aldehidi dobijaju imena tako što se imenu ugljovodonika sa najdužim nizom doda nastavak -al. Tako bi se navedena dva aldehida zvala metanal i etanal.

    • Chemical Abstracts zadržava uobičajena imena za ova dva jedinjenja, pa ćemo to uraditi i mi

  • Osnovni niz se numeriše uvek polazeći od karbonilne grupe


Iupac nomenklatura aldehida nast
IUPAC nomenklatura aldehida (nast.) sličnost kod većine svojih karakteristika

  • Nerazgranati aciklični aldehidi sa dve aldehidne grupe dobijaju nastavak "dial":

    OHCCH2CH2CH2CH2CH2CHO

    heptandial

    OHCCH2CH2=CH2CH2CHO

    3-heksendial

    5-(1,3-butadienil)-2-heptendial


Iupac nomenklatura aldehida nast1
IUPAC nomenklatura aldehida (nast.) sličnost kod većine svojih karakteristika

  • Aciklični polialdehidi, koji imaju više od dve aldehidne grupe vezane za nerazgranati niz, imenuju se dodatkom nastavka –trikarbaldehid, -tetrakarbaldehid, itd. na ime osnovnog, najdužeg niza s najvećim brojem aldehidnih grupa

  • Ovom prilikom ime i numerisanje glavnog niza ne uključuje aldehidne grupe (koje se smatraju supstituentima), a numerisanje se vrši prema osnovnim načelima za nezasićene i/ili supstuisane ugljovodonike.


Iupac nomenklatura aldehida nast2
IUPAC nomenklatura aldehida (nast.) sličnost kod većine svojih karakteristika

1,2,5-pentantrikarbaldehid

  • Alternativno, ovakva jedinjenja mogu dobijati imena dodatkom prefiksa "formil" imenu diala koji uključuje glavni niz. Tako bi ime jedinjenja iz prethodnog primera po ovoj nomenklaturi bilo 3-formilheptandial


Iupac nomenklatura aldehida nast3
IUPAC nomenklatura aldehida (nast.) sličnost kod većine svojih karakteristika

  • Ovakav način imenovanja aldehidne grupe primenjuje se i kada je u acikličnom jedinjenju prisutna, pored aldehidne, i grupa koja ima prednost pri navođenju, npr. trimetilamonijum-grupa u sledećem primeru:

(6-formilheksil)trimetilamonijum-jodid


Iupac nomenklatura aldehida nast4
IUPAC nomenklatura aldehida (nast.) sličnost kod većine svojih karakteristika

  • Ako se u razgranatom polialdehidu jedna ili više aldehidnih grupa nalazi na krajevima bočnih nizova, osnovu imena takvog jedinjenja čini ime najdužeg niza sa najvećim brojem aldehidnih grupa, iza kojeg sledi sufiks –dial, -trikarbaldehid, itd., a bočni lanci s aldehidnim grupama imenuju se kao formilalkil- grupe:

3-(formilmetil)heptandial


Iupac nomenklatura aldehida nast5
IUPAC nomenklatura aldehida (nast.) sličnost kod većine svojih karakteristika

3-(2-formiletil)-1,2,6-heksantrikarbaldehid

  • Kod cikličnih jedinjenja, kada je aldehidna grupa direktno vezana za C-atom prstena, imena se grade dodatkom sufiksa -karbaldehid, -dikarbaldehid, itd. imenu cikličnog sistema.


Iupac nomenklatura aldehida nast6
IUPAC nomenklatura aldehida (nast.) sličnost kod većine svojih karakteristika


Nomenklatura ketona
Nomenklatura ketona sličnost kod većine svojih karakteristika

  • Trivijalna imena izvode se iz naziva kiselina koje pirolizom daju keton.

    • CH3COCH3- aceton, izvodi se iz dva molekula sirćetne kiseline

  • Radikal-funkcijsko imenovanje- imenima alkil grupa dodaje se reč keton

    • Npr. CH3COCH2CH3 je etilmetilketon

  • Po IUPACsistemu koristi se nastavak on, a položaj karbonilne grupe mora se naznačiti brojem, osim ako je naziv i bez broja potpuno nedvosmislen

    • Položaj karbonilne funkcije u najdužem nizu označava se takvim numerisanjem da karbonilna grupa dobije najmanji mogući broj


Aldehidi i ketoni

  • Kada postoji i druga funkcionalna grupa, koja ima prednost pri navođenju, dvostruko vezani kiseonik karbonilne grupe označava se rečcom okso


Dobijanje
Dobijanje sličnost kod većine svojih karakteristika

  • Oksidacija ili dehidrogenizacija alkohola

  • Ozonoliza nezasićenih jedinjenja


Dobijanje aldehida i ketona
Dobijanje aldehida i ketona sličnost kod većine svojih karakteristika

  • Piroliza karboksilnih kiselina

  • Ako se radi sa smešom organskih kiselina mogu se dobiti mešoviti ketoni, a ako se upotrebi smeša mravlje i neke druge organske kiseline mogu se dobiti aldehidi


Dobijanje aldehida i ketona1
Dobijanje aldehida i ketona sličnost kod većine svojih karakteristika

  • Adicija vode na alkine

    • Adicijom vode na acetilen nastaje acetaldehid. Svi ostali alkini adiraju vodu po Markovnikovljevom pravilu adicije dajući ketone.

  • Friedel-Crafts-ovo acilovanje


Dobijanje aldehida i ketona2
Dobijanje aldehida i ketona sličnost kod većine svojih karakteristika

  • Reakcija Grignard-ovih reagenasa i alkil-kadmijumovih jedinjenja sa acil-hloridima

  • Alkil-kadmijumova jedinjenja, dobijena iz Grignard-ovog reagensa u reakciji sa suvim CdCl2, takođe supstituišu halogen acil-halogenida alkil-grupom


Fizi ke osobine
Fizičke osobine sličnost kod većine svojih karakteristika

  • Polarnost molekula uzrokuje dipol-dipol interakcije, zbog čega imaju više tačke ključanja od nepolarnih jedinjenja iste molekulske mase

  • Ne grade intermolekulske vodonične veze, jer je kod njih vodonik vezan samo za ugljenik. Zbog toga imaju niže tačke ključanja nego odgovarajući alkoholi ili karboksilne kiseline

  • Niži aldehidi i ketoni su u priličnoj meri rastvorni u vodi, pre svega zbog vodoničnih veza sa molekulima vode. Granica rastvorljivosti je na oko 5 C-atoma

  • Aldehidi i ketoni imaju karakterističan miris i ukus i uveliko su odgovorni, zajedno sa isparljivim masnim kiselinama, za ukus i kiselost - užeglost ustajale hrane

  • C8 - C14 normalni aldehidi koriste se za parfeme


Reakcije
Reakcije sličnost kod većine svojih karakteristika


Aldehidi i ketoni

  • Red reaktivnosti karbonilnih jedinjenja jeste: sličnost kod većine svojih karakteristika

    formaldehid  ostali aldehidi  ketoni

  • Veliki broj reakcija kojima aldehidi i ketoni podležu mogu se grupisati prema ukupnom reakcionom efektu na:

    • proste adicije

    • adicije sa gubitkom vode

    • oksidacija i redukcija

    • različiti testovi i reakcije za dokazivanje aldehida i ketona


Proste adicije
Proste adicije sličnost kod većine svojih karakteristika

  • Reakcija sa Grignard-ovim reagensima (ORA 737)


Aldehidi i ketoni

  • Cijanovodonik sličnost kod većine svojih karakteristika

    • Anhidrovani HCN se adira na aldehide i ketone dajući -hidroksicijanide (cijanhidrini)

  • Natrijum-bisulfit

    Kada se mućkaju sa zasićenim vodenim rastvorom natrijum-bisulfita većina aldehida i metil-ketona lako grade slabo rastvorna bisulfitna adiciona jedinjenja, kod kojih se vodonik adira na kiseonik, a natrijum-bisulfitna grupa na ugljenik karbonilne grupe


Aldehidi i ketoni

  • Ove reakcije su reversne, sličnost kod većine svojih karakteristika pa se karbonilno jedinjenje može regenerisati sa bilo kojim reagensom koji ireverzibilno reguje sa bisulfitom. Mogu se upotrebiti i kiseline i baze.


Adicija h idroksi jedinjenja
Adicija h sličnost kod većine svojih karakteristika idroksi jedinjenja

  • Voda(ORA 710)

    • jedinjenja koja imaju dve hidroksilne grupe na istom C-atomu retko se mogu izolovati u slobodnom stanju

    • Ipak, ona mogu biti postojana u vodenom rastvoru

    • Kada se aldehidi rastvore u vodi, mogu postojati u znatnijoj količini u hidratisanom obliku. Ovo naročito važi za formaldehid, čiji vodeni rastvor sadrži skoro isključivo metandiol


Aldehidi i ketoni

  • Alkoholi(ORA 721)

    • U prisustvu kiselih ili baznih katalizatora, aldehidi adiraju 1 mol alkohola, gradeći hemiacetale


Aldehidi i ketoni

  • C-atom karbonilne grupe aldehida može biti napadnut od baze, ali ovo ne vodi građenju hemiacetala, već samo hidratisanom aldehidu.


Aldehidi i ketoni

  • Baze ne mogu da katalizuju građenje acetala, zato što uklanjanje protona iz hidroksilne grupe može da pomeri ravnotežu reakcije nazad, u pravcu dobijanja početnog alkohola i aldehida

  • Građenje acetala može se iskoristiti da se zaštiti aldehidna grupa za vreme dok se na drugim funkcionalnim grupama vrše reakcije kao što su oksidacija ili redukcija. Kada se reakcija završi, alkoksilne grupe se mogu ukloniti kiselom hidrolizom.


Adicija a cetilen a
Adicija a voda i gradi acetalcetilena

  • Acetilidni anjon je jak nukleofil i lako napada karbonilnu grupu dajući alkinole


Cikli na trimerizacija
Ciklična trimerizacija voda i gradi acetal

  • Alifatični aldehidi, ali ne i ketoni, podležu kiselo katalizovanoj adiciji dajući ciklične trimere


Aldolna adicija
Aldolna adicija voda i gradi acetal

  • U prisustvu razblaženih vodenih rastvora baza i kiselina, aldehidi i ketoni koji imaju najmanje jedan -vodonikov atom podležu reakcijama međusobne adicije


Aldehidi i ketoni

4-hidroksi-4-metil-2-pentanon


Adicija sa gubitkom vode
Adicija sa gubitkom vode upotrebiti specijalne reagense (

  • Adicija amonijaka(ORA 726)

    • Dobijeni intermedijer je nestabilan i gubi vodu dajući aldimin, RCH=NH, koji se polimerizuje u ciklični trimer


Aldehidi i ketoni

  • Adicija derivata amonijaka upotrebiti specijalne reagense (

    • Jedinjenja tipa H2NZ, koja se strukturno izvode iz amonijaka, pa se zato smatraju njegovim derivatima, reaguju sa aldehidima i ketonima na tipičan način i daju jedinjenja karakteristične strukture:


Adicija hidroksilamina
Adicija hidroksilamina upotrebiti specijalne reagense (

  • Aldehidi i ketoni adiraju hidroksilamin, hidroksilni derivat amonijaka, H2N-OH, dajući nestabilni početni proizvod, koji eliminacijom vode daje stabilan monomolekulski proizvod poznat kao oksim

    RCH = O + H2N-OH  RCH = N-OH + H2O

    aldoksim


Aldehidi i ketoni

  • Oksimi dobijaju imena tako što se imenu aldehida ili ketona iz kojih su nastali doda reč oksim. Tako, npr., oksim nastao iz acetaldehida, CH3CH=N-OH, naziva se acetaldehid-oksim, iz acetona aceton-oksim, a iz etil-metil-ketona, CH3(CH3CH2)C=N-OH, etil-metil-keton-oksim.

  • Aldehid ili keton može biti regenerisan iz svog oksima kiselo katalizovanom izmenom sa viškom nekog reaktivnijeg aldehida ili ketona, npr. HCHO, acetona itd.

  • Oksimi su obično kristalna jedinjenja i stoga su korisni derivati za identifikaciju aldehida i ketona.


Supstituisani hidrazini
Supstituisani hidrazini iz kojih su nastali doda reč

  • Najčešće upotrebljavani hidrazini su:

    • fenilhidrazin, C6H5NHNH2, i supstituisani fenilhidrazini, naročito 2,3-dinitrofenilhidrazin, pri čemu nastaju proizvodi poznati kao fenilhidrazoni i

    • semikarbazid, H2NNHCONH2, pri čemu su proizvodi poznati kao semikarbazoni


Oksidacija
Oksidacija iz kojih su nastali doda reč

  • Vazduhom (autooksidacija)

    • Aldehidi spadaju u supstance koje se lako spontano oksiduju. Lančana reakcija se inicira prisustvom slobodnih radikala


Oksidacija d rugim oks sredstvima
Oksidacija d iz kojih su nastali doda reč rugim oks. sredstvima

  • Aldehidi se lako oksiduju u kiseline čak i slabim oksidacionim sredstvima

  • Najčešće se koriste HNO3, hromna kiselina ili KMnO4

  • Ketoni su prilično stabilni prema oksidaciji, ali se i oni mogu oksidovati


Test za razlikovanje aldehida od ketona
Test za razlikovanje aldehida od ketona iz kojih su nastali doda reč

  • Zbog lakoće oksidacije aldehida u onosu na ketone, moguće je izabrati takvo oksidaciono sredstvo koje napada samo aldehide, a ne ketone, i da se ova reakcija upotrebi kao test za razlikovanje aldehida od ketona. U ovu svrhu obično se upotrebljava Tollens-ov reagens, amonijačni rastvor Ag2O


Redukcija
Redukcija iz kojih su nastali doda reč

  • Katalitička redukcija. Aldehidi daju primarne alkohole, a ketoni sekundarne(ORA 740)

  • Redukcija pomoću metalnih hidrida. Najčešće se koriste LiAlH4 u etarskom rastvoru ili NaBH4 u vodi ili etanolu


Redukcija u glikole i pinakole
Redukcija u glikole i pinakole iz kojih su nastali doda reč

  • na površini amalgamisanog magnezijuma

    • adsorpcija karbonilnih grupa

    • prenos jednog elektrona na C-atom


Redukcija c o u ch 2 grupu
Redukcija iz kojih su nastali doda reč >C=O u >CH2 grupu

  • Clemmensen-ova redukcija

    • Reakcijom nekog aldehida ili ketona sa amalgamisanim cinkom u prisustvu HCl zamenjuje se kiseonik sa dva vodonikova atoma

      RCOR + 2 Zn + 4 HCl  RCH2R + H2O + 2 ZnCl2


Aldehidi i ketoni

  • Wolff-Kishner-ova redukcija iz kojih su nastali doda reč

    • Hidrazoni ili semikarbazoni aldehida ili ketona raspadaju se na povišenoj temperaturi, naročito u prisustvu baza, dajući ugljovodonik i N2


Intermolekulska oksidacija i redukcija
Intermolekulska oksidacija i redukcija iz kojih su nastali doda reč

  • Moguće je da se istovremeno vrše i oksidacija i redukcija između dva molekula aldehida, tako da se jedan oksiduje, a drugi redukuje (Cannizzaro-va reakcija)

  • Cannizzaro-va reakcija je ograničena na aldehide koji nemaju -vodonik, kao što su formaldehid ili trimetil-acetaldehid


Razli iti testovi i reakcije
Različiti testovi i reakcije iz kojih su nastali doda reč

  • Schiff-fuksin aldehidni reagens

    • Fuksin je reagens mrko-ljubičaste boje

    • u vodenom rastvoru može se obezbojiti pomoću SO2

    • u prisustvu aldehida mrko-ljubičasta boja se opet pojavljuje

    • pošto sve ono što uklanja SO2 iz reakcije (alkalije, amini, itd.) regeneriše boju, ova reakcija nije specifična za aldehide

    • Kada takve smetnje ne postoje, reagens služi za razlikovanje aldehida od ketona.


Aldehidi i ketoni

fuksin-hidrohlorid iz kojih su nastali doda reč


Supstitucija kiseonika halogenom
Supstitucija kiseonika halogenom iz kojih su nastali doda reč

  • Kada aldehidi ili ketoni reaguju sa PCl5 ili PBr5, kiseonik karbonilne grupe supstituišu dva atoma halogena.

  • Pošto se u ovoj reakciji gradi intermedijerni karbkatjon, postoje i uslovi za konkurentnu reakciju eliminacije, pri čemu može nastati halogenalken:


Gra enje soli
Građenje soli iz kojih su nastali doda reč

  • Vodonikovi atomi na -ugljenikovom atomu u odnosu na karbonilnu grupu su dovoljno kiseli da reaguju s alkalnim metalima i grade soli. Tako npr., aceton reaguje sa metalnim Na i izdvaja vodonik.


Halogenovanje i haloformska reakcija
Halogenovanje i haloformska reakcija iz kojih su nastali doda reč

  • katalizovano je i kiselinama i bazama

  • brzina reakcije zavisi od koncentracije karbonilnog jedinjenja i od koncentracije kiseline ili baze, ali je nezavisna od koncentracije ili vrste halogena.

  • kiselo katalizovana reakcija započinje protonovanjem kiseonika karbonilne grupe.


Aldehidi i ketoni

  • Ako je karbonilna grupa vezana za metil-grupu, kao kod acetaldehida ili acetona, dobija se trihalogenski proizvod.

  • U prisustvu baze, dolazi do raskidanja veze i proizvodi reakcije su odgovarajući haloform ikarboksilatni anjon.


Aromati ni aldehidi i ketoni
Aromatični aldehidi i ketoni protona sa

  • Dobijanje

    • Hidroliza dihalogenida

  • Reimer-Tieman-ova reakcija. Ova reakcija izvedena je samo sa fenolima


Reakcije aromati nih aldehida
Reakcije protona sa aromatičnih aldehida

  • Halogenovanje aldehidne grupe

    • Kako aromatični aldehidi nemaju -vodonik i kako se aromatični prsten ne susptituiše u odsustvu specijalnog katalizatora, moguće je izvršiti direktnu supstituciju H-atoma aldehidne grupe, pri čemu kao proizvod nastaje acilhalogenid


Kondenzacija sa primarnim aminima
Kondenzacija sa primarnim aminima protona sa

  • Aromatični aldehidi kondenzuju se sa primarnim alifatičnim i aromatičnim aminima, dajući imino derivate poznate kao Schiff-ove baze


Aldolne kondenzacije sa alifati nim aldehidima i ketonima
Aldolne kondenzacije sa alifatičnim aldehidima i ketonima protona sa

  • Aromatični aldehidi se kondenzuju sa drugim aldehidima i ketonima koji imaju dva -vodonikova atoma

  • intermedijerni aldoli gube molekul vode, jer je uvedena dvoguba veza konjugovana i sa karbonilnom grupom i sa aromatičnim prstenom.

  • Kondenzacije aldehida izvode se u prisustvu 10% NaOH i poznate su kao Claisen-ove reakcije.


Perkin ova sinteza
Perkin-ova sinteza protona sa

  • Perkin je otkrio tip aldolne kondenzacije anhidrida kiselina i aromatičnih aldehida

  • Kao katalizator obično se upotrebljava natrijumova so one kiseline čiji se anhidrid koristi

  • Krajnji proizvod je ,-nezasićena kiselina.


Benzoinska kondenzacija
Benzoinska kondenzacija protona sa

  • Mućkanjem benzaldehida sa vodenim rastvorom alkalnog cijanida, kondenzuju se dva molekula i nastaje keto-alkohol, poznat kao benzoin.


ad