Aldehidi i ketoni

Strukturne osobitosti aldehida i ketona

Aldehidi i ketoni pripadaju skupini karbonilnih spojeva. Zajednička im je karbonilna funkcijska skupina, C=O, zbog čega imaju slična fizikalna i kemijska svojstva.

Ugljikov atom karbonilne skupine dvostrukom je kovalentnom vezom povezan s kisikovim atomom.

Građa aldehida i ketona

Vezni kutovi u molekulama metanala, etanala i propanona.

Duljina C=O veze iznosi približno 122 pm, što je manje od duljine C—O veze (141 pm), ali i od duljine C=C veze (134 pm).

Imenovanje aldehida

Aldehidi se imenuju tako da se imenu osnovnog ugljikovodičnog lanca u koji je uključena aldehidna skupina dodaje nastavak -al.

Smjer brojanja najduljeg lanca počinje ugljikovim atomom na kojeg je vezana aldehidna skupina.

Imenovanje ketona

Ketonima se na ime osnovnog ugljikovodika, lančastog ili prstenastog, koji sadržava karbonilnu skupinu, dodaje nastavak -on.

Položaj karbonilne skupine na ugljikovodičnom lancu ili prstenu označava se brojem, a smjer brojenja lanca treba biti takav da ugljikov atom karbonilne skupine dobije što manji broj.

Ketoni se mogu imenovati i tako da se imena ugljikovodičnih ogranaka vezanih na karbonilnu skupinu navode abecednim redom ispred riječi keton. Ako je keton simetrično supstituiran, imenu se dodaje prefiks di-.

Uz sustavna imena za neke aldehide i ketone uobičajeno se koriste i trivijalna imena.

Primjeri aldehida i ketona s jednom karbonilnom i čak pet hidroksilnih skupina jesu ugljikohidrati iz skupine monosaharida – glukoza i fruktoza.

Glukoza je aldoza, a fruktoza ketoza zbog položaja karbonilne skupine.

FIZIKALNA SVOJSTVA ALDEHIDA I KETONA

Fizikalna svojstva aldehida i ketona određuje karbonilna skupina

Dipol-dipol interakcije između karbonilnih skupina.

Zbog polarnosti karbonilne skupine molekule aldehida i ketona mogu se povezati s molekulama vode vodikovim vezama.

Vodikove veze između molekule propanona i molekula vode

Topljivost aldehida i ketona u vodi ovisi o duljini i razgranatosti ugljikovodičnog ogranka - što je on dulji i manje razgranat, topljivost je manja

Vrelišta aldehida i ketona:

-viša su od vrelišta ugljikovodika sličnih molekulskih masa,

-niža su u usporedbi s vrelištima alkohola sličnih molekulskih masa.

KEMIJSKA SVOJSTVA ALDEHIDA I KETONA

Oksidacija aldehida – priprava karboksilnih kiselina

Tollensov reagens

Fehlingova reakcija:

Reagens Fehling I je vodena otopina modre galice, a reagens Fehling II je lužnata otopina kalijeva natrijeva tartarata.

U istim reakcijskim uvjetima ketoni se ne mogu oksidirati pa se ta razlika u reaktivnosti aldehida i ketona koristi kao test reakcija za dokazivanje aldehidne skupine u nekoj molekuli.

Redukcija aldehida i ketona – priprava primarnih, odnosno sekundarnih alkohola

Katalitičko hidrogeniranje - adicija vodika na C=O vezu.

Reakcija s alkoholima – dobivanje poluacetala, odnosno poluketala.

Poluacetali u prirodi

Molekule šećera poput glukoze i fruktoze u prirodi su prisutne upravo u obliku poluacetala. Budući da se funkcijske skupine potrebne za reakciju nastajanja poluacetala, karbonilna i hidroksilna, nalaze u istoj molekuli, a nastali su poluacetali prstenaste strukture.

Haworthova strukturna formula uobičajeni je način prikazivanja molekula šećera u cikličkom obliku. Atomi ugljika u prstenu se izostavljaju, a podebljane veze ugljik-ugljik usmjerene su prema promatraču. Atom vodika i hidroksilna skupina napisani u zagradi u Haworthovoj strukturnoj formuli glukoze znače da na atom ugljika u prstenu mogu biti vezani na dva načina: ako je atom vodika dolje, hidroksilna je skupina gore i obrnuto.

Ciklički poluacetalni oblici molekula glukoze i fruktoze prikazani Haworthovim strukturnim formulama.

Najvažnija skupina acetala u prirodi jesu svi ugljikohidrati koji ne pripadaju monosaharidima, primjerice disaharidi saharoza i laktoza, polisaharidi škrob, glikogen i celuloza i brojni drugi.

Cijanhidrini

Cijanhidrinska reakcija - adicija cijanovodika na C=O vezu.

Cijanhidrini su u prirodi prisutni u nekim vrstama voća, primjerice miris gorkog badema potječe od benzaldehida i njegova cijanhidrina.

PRIPRAVA ALDEHIDA I KETONA

Priprava aldehida – oksidacijom primarnih alkohola.

Oksidacijsko sredstvo - kromov(VI) oksid, CrO₃ ili kalijev dikromat, K₂Cr₂O₇ u kiselome mediju. Nastali se aldehid može dalje oksidirati u odgovarajuću karboksilnu kiselinu.

Alkotest - reakcija oksidacije etanola kalijevim dikromatom

Priprava ketona – oksidacijom sekundarnih alkohola.

Oksidacijsko sredstvo - kromov(VI) oksid, CrO₃. Nastali se keton ne oksidira u karboksilnu kiselinu.