Общие сведения, классификация и номенклатура кетонов.

Кетоны также содержат карбонильную группу -СО, однако соединена она не с катионом водорода, а с другим радикалом, отличным или идентичным тому, что входит в цепь. Общая формула выглядит так: R-CO-R. Очевидно, что альдегиды и кетоны схожи по наличию функциональной группы такого состава. Кетоны также могут быть предельными и непредельными, да и проявляемые свойства сходны с близкородственным классом.

Кетоны по рациональной номенклатуре называют в следующей последовательности: перечисляют радикалы, связанные с карбонильной группой и добавляют слово кетон.

По систематической номенклатуре к названию предельного углеводорода добавляют суффикс –он с указанием места карбонильной группы. Нумерацию цепи начинают с того конца, где ближе карбонил.

метилизопропилкетон (рациональное название)

3-метилбутанон-2 (систематическое название)

этилтретбутилкетон (рациональное название)

2,2 –диметилпентанон – 3 (систематическое название)

Представители кетонов – ацетон (тривиальное название) или диметилкетон - СН₃-СО-СН₃, метилэтилкетон - СН₃-СО-С₂Н₅ и другие. Для кетонов характерны следующие виды изомерии - строение углеводородной цепи радикала и положение группы –СО.

Кетоны летучие жидкости или легкоплавкие твёрдые вещества,

низшие представители хорошо растворимые в воде и смешиваются с

органическими растворителями, некоторые (ацетон) смешиваются с водой в любых соотношениях.

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

Получение кетонов

1. Окисление спиртов. Кетоны могут быть получены окислением вторичных спиртов. Окислителем, обычно применяемым для этой цели в лабораториях, является хромовая кислота, употребляемая чаще всего в виде «хромовой смеси» (смесь бихромата калия или натрия с серной кислотой). Иногда применяются также перманганаты различных металлов или перекись марганца и серная кислота.

2. Дегидрогенизация(дегидрирование) вторичных спиртов. При пропускании паров спирта через нагретые трубки с мелко раздробленной, восстановленной водородом металлической медью вторичные спирты распадаются - на кетон и водород. Несколько хуже эта реакция проходит в присутствии никеля, железа или цинка.

3. Из одноосновных карбоновых кислот. Кетоны могут быть получены сухой перегонкой кальциевых и бариевых солей одноосновных кислот. Для всех кислот, кроме муравьиной, реакция идет следующим образом:

Если взять смесь солей двух кислот или смешанную соль, то наряду с предыдущей реакцией происходит также реакция между молекулами разных солей:

Вместо сухой перегонки готовых солей используют также контактный способ, так называемую реакцию кетонизации кислот, состоящую в том, что пары кислот пропускают при повышенной температуре над катализаторами, в качестве которых применяют углекислые соли кальция или бария, закись марганца, окись тория, окись алюминия и др.

4. Действие водой на дигалоидные соединения. Здесь сначала образуются соли органических кислот, которые затем разлагаются, регенерируя вещества, являющиеся катализаторами. В результате реакция идет, например, для уксусной кислоты по следующему уравнению:

2CH₃-COOH → CH₃-CO-CH₃ + H₂O + CO₂

Кетоны могут получаться при взаимодействии с водой дигалоидных соединений, содержащих оба атома галоида при одном и том же атоме углерода. При этом можно было бы ожидать обмена атомов галоида на гидроксилы и получения двухатомных спиртов, у которых обе гидроксильные группы находятся при одном и том же атоме углерода, например:

Но такие двухатомные спирты в обычных условиях не существуют, они отщепляют молекулу воды, образуя кетоны:

5. Действие водой на ацетиленовые углеводороды. При действии воды на гомологи ацетилена в присутствии солей окиси ртути, получаются кетоны:

CH₃ – C≡CH + H₂O → CH₃ – CO – CH₃

6. Получение при действии магний- или цинк органических соединений. При взаимодействии производных карбоновых кислот с некоторыми металлоорганическими соединениями присоединение одной молекулы металлоорганического соединения по карбонильной группе протекает по схеме:

Если на полученные соединения подействовать водой, то они реагируют с ней с образованием в кетонов:

При действии на амид кислоты двух молекул магнийорганического соединения, а затем воды получаются кетоны без образования третичных спиртов:

7. Действие кадмийорганических соединений на хлорангидриды кислот. Кадмийорганические соединения взаимодействуют с хлорангидридами кислот иначе, чем магний- или цинкорганические:

R-CO-Cl + C₂H₅CdBr → R-CO-C₂Н₅ + CdClBr

Поскольку кадмийорганические соединения не вступают в реакцию с кетонами, здесь не могут получаться третичные спирты.