Химические свойства кетонов

Существует три основных типа реакций кетонов.

1.7.1. Реакции присоединение. К нему относятся взаимодействие кетонов с цианид-анионом или металлорганическими соединениями. К этому же типу взаимодействие карбонильной группы со спиртами, приводящее к ацеталям и полуацеталям.

1. Взаимодействие со спиртами:

CH₃COCH₃ + 2C₂H₅OH → C₂H₅—O—C(CH₃)₂—O—C₂H₅ + H₂O

2. Взаимодействие с аммиаком и первичными аминами с образованием

иминов:

или CH₃—C(O)—CH₃ + CH₃NH₂ → CH₃—C(N—CH₃)—CH₃ + H₂O

3. Присоединение магнийорганических соединений (реактив Гриньяра)

R^δ-—Mg^δ+—Br. Связь С—Mg поляризована, при этом образуется отрицательный заряд на атоме углерода. Углерод проявляет нуклеофильный характер.

4. Взаимодействие с гидроксиламином

5. Кетоны взаимодействуют с фенилгидразином C₆H₅- NH-NH₂

При этом образующиеся продукты (фенилгидразоны) - кристаллические вещества с характерной температурой плавления, что позволяет использовать эту реакцию для выделения, очистки и разделения альдегидов и кетонов.

6. Кетоны взаимодействуют с синильной кислотой. В результате возникают α-оксинитрилы, омыление которых способствует появлению α-гидроксикислот.

7. Присоединение к NaHSO₃способствует возникновению гидросульфитных (бисульфитных) производных. Стоит помнить, что в реакцию в жирном ряду вступать способны лишь метилкетоны. Помимо кетонов, подобно взаимодействовать с гидросульфитом натрия могут и альдегиды. При нагревании с раствором NaHCO₃ (пищевая сода) или минеральной кислотой, производные от NaHSO₃ могут разлагаться, сопровождаясь выделением свободного кетона.

8. Восстановление кетонов происходит до вторичных спиртов.

1.7.2. Реакции, связанные с подвижностью атомов водорода в α-положении (реакции конденсации). Атомы водорода в молекулах альдегидов и кетонов, находящиеся в α-положении к карбонильной группе, обладают большой подвижностью (протонизированы) вследствие снижения электронной плотности у углерода карбонильной группы.

В условиях с большей концентрацией щелочей (к примеру, при нагревании с концентрированной H₂SO₄) R₁-CO-R₂ подвергаются межмолекулярной дегидратации с формированием непредельных кетонов. Если в реакции с R₁-CO-R₂ присутствуют щелочи, кетоны подвергаются альдольной конденсации. Вследствие этого образуются β-кетоспирты, способные с легкостью лишаться молекулы Н₂О.

1.7.3. Реакции замещения.В этих реакциях происходит замещение атома кислорода карбонильной группы на другие атомы или группы атомов.

Кетоны обменивают кислород на галогены

Cl | CH3 – C – CH3 + PCl5 → CH3 – C – CH3 || | O Cl ацетон 2,2 дихлорпропан

1.7.4. Реакции окисления.Окисление кетонов протекает с трудом. Взаимодействие с сильными окислителями при нагревании сопровождается разрывом углеводородной цепи про обеим сторонам карбонильной группы. При окислении несимметричного кетона образуется смесь из четырех кислот (правило Вагнера – Попова).