KARBONILKARBONIL-VEGYÜ VEGYÜLETEK (OXOVEGYÜ (OXOVEGYÜLETEK)
aldehidek
ketonok R'
H C
C
O
R
oxocsoport:
muszkon (pézsmaszarvas)
O
O
R
karbonilcsoport:
C
O
Elnevezé Elnevezés
funkciós csoport neve: formil
Aldehidek szénhidrogén neve + al + triviális nevek
O CH3
O
etanal
C
CH3 H
CH2
propanal
C
acetaldehid
propionaldehid
H
O
O C
C
H
H
ciklohexánkarbaldehid
benzaldehid
szénhidrogén neve + on
Ketonok
funkciós csoport neve: oxo
O CH3
CH2
C
butanon CH3
etil-metil-keton
O CH3
CH2
C
pentán-3-on CH2
CH3
dietil-keton
O
ciklohexanon
Fizikai tulajdonsá tulajdonságok
C=O
poláris kötés
magasabb olvadás- és forráspont mint a szénhidrogéneknél, de alacsonyabb, mint az alkoholoknál
E = 740 kJ/mol, d = 121 pm
- Halmazállapot: csak a formaldehid (CH2O) gáz, a többi folyadék, vagy szilárd anyag
A karbonil-oxigén gyengébb elektronpár donor (Lewis-bázis), mint az éter-oxigén
δ+ C
δ− O
O δ−
C δ+
dipól-dipól kölcsönhatás
- Oldhatóság: vízzel hidrogén-kötések
alacsonyabb (C1-C3) homológok vízzel korlátlanul elegyednek
Oxovegyü Oxovegyületek elő előállí llítása
R-COOR’ R-CN R-COCl
redukció
R-CHO
oxidáció
R-CH2OH primer alkohol
karbonsavszármazék
RR’CHOH RH
acilezés R’COCl/kat.
aromás vegyületek
RR’ RR’-C=O
oxidáció
szekunder alkohol
RR’C=CR’R alkén (szén-szén kötés hasadással)
Oxovegyü Oxovegyületek reakció reakciói Jellemző reakció: nukleofil addíció (AN) = reakció NuH vegyületekkel R
Nu
R C
O
H
C
R'
R'
C O
R'
Nu
Víz addíciója R C R'
O
H2O -H O 2
Nu
R
OH
R C R'
OH
geminális diol (oxovegyület hidrát) nem stabil (kivéve: R, R’ elektronszívó csoport, pl. CCl3)
OH
Alkoholok addíciója R C
O
- R''OH
R'
OR''
R
R''OH
C R'
+ H2O
C
- R''OH
OH
OR''
R
R''OH
R'
félacetá lacetál
OR''
acetá acetál (ketá ketál)
Nátrium-hidrogén-szulfit addíciója
R
OH
R C
O +
R'
R = H, CH3
NaHSO3
C R'
SO3
Na
1-hidroxihidroxi-alká alkánszulfonsav nátrium só (szilárd adduktumok)
Hidrogén-cianid adíciója R
R C
O
+ HCN
OH C
R'
R'
CN
α-ciano-alkohol ciá ciánhidrin
Aminok addíciója
G. Raszputyin
R
R C
R'
O + R''NH2
AN
R
OH
C
C R'
NH
hemihemi-aminá aminál
R''
N
R'' +
R'
imin (Schiff-bázis)
kondenzáció = vízkilépés (régies elnevezés)
H2O
A látás biokémiájának első lépése:
C
+
O
H2N
H
Opszin (fehérjemolekula)
11-cisz-retinál - H2O
C H
Rodopszin
N
foton abszorpciója
Reakció hidroxil-aminnal
R
R C
O + NH2
- H2O
C
OH
R'
N
OH
R'
oxim aldoxim (R = H), ketoxim
addíció, és kondenzáció Reakció hidrazinnal
R
R C
R'
O + NH2
- H2O
NH'
R''
C
N
NH
R'
hidrazon
R''
Reakciók az α-szénatomon Aldol-dimerizáció O 2
- HB
AN
O
C
C H3C
O H3C
CH3
H3C
OH
C
C
CH3
H3C
CH2
α-helyzetű halogénezés
α
CH2
C R O
X = Cl, Br, I
- H2O CH3
aldol = aldehid ald + alkohol ol
B = bázis (pl. OH−)
R
O
HB
C CH2
O
X2 - HX
R
CH
C R
X
O
CH
C H3C
CH
CH3
α,β-telítetlen keton
OxoOxo-enol tautomé tautoméria ria Egyensúly kialakulása (bázis katalitikus hatására)
C H
δ
C
O
- HB
C
C
O
C
C
+H
+H
C
-H
B
oxovegyület oxo (keton)
O
enolá enolát anion (rezonancia-stabilizált) két nukleofil centrum: C és O
enol
oxo-enol tautoméria (1,3-prototópia)
A oxo/enol arány erősen oldószerfüggő (ui. egy semleges B lehet az oldószer is!) A bázisos oldószer az enol-, míg a savas oldószer a oxo-forma koncentrációját növeli
C
OH
Ketonok etonok (tisztán, folyadékfázisban) egyensúly O
C CH3
H3C
aceton
99,99975
0,00025
ciklohexanon
98,8
1,2
2,4-pentán-dion
24
76
H
C C H2
O
OH
O
C H3C
enol %
CH2
O
O
keto %
OH
C H3C
név
CH3
H3 C
OH
O
O
C
C C H
CH3
enolok: FeCl3 -al intenzív színű komplexek enol CH3
0%
100 % fenol
Népszerű enol-származékok a szerves kémiában:
O C
Li+
Si O C
CH3 CH3
Oxovegyü Oxovegyületek redukció redukciója és oxidá oxidáció ciója
R
R C
O
redukció
OH
R'
R'
aldehidekből: primer alkohol ketonokból: szekunder alkohol
C H
R C
O
redukció
R
CH2
R
keton
szénhidrogén
R
R
O C
H
O
oxidáció
R
aldehid
C OH
karbonsav
Aldehidek kimutatá kimutatása - Fehling-próba: R–CHO + 2 Cu2+ + 5 OH– = R–COO– + Cu2O + 3 H2O vörös
- Tollens-próba: R–CHO + 2 [Ag(NH3)2]OH = R–COO–NH4+ + 2 Ag + 3 NH3 + H2O ezüst-tükör
- 2,4-dinitrofenil-hidrazon teszt (ketonokra is): NO2
NO2
H N NH2
+
- H2O
C R
O2N
H N
O
2
R
N
R
1
R
2
C
1
O2 N
narancs-színű kr. anyagok, éles o.p.
Fontosabb karbonilvegyü karbonilvegyületek Aldehidek O
Formaldehid
H
gáz halmazállapotú 30-40%-os vizes oldata: formalin fertőtlenítőszer, anatómiai preparátumok készítése allergén és rákkeltő
C H
O
Acetaldehid
CH3
Fp.: 20 °C
C
a másnaposság fő oka...
H O
Klorál
CCl3
H2O
C H
OH
Klorál hidrát
CCl3
C
H OH
O
Akrolein
CH2
CH
szúrós, kellemetlen szagú folyadék
C H
altató
Aromá Aromás aldehidek O
O
O
C
C H
C
H
H
OH OCH3 OH
benzaldehid
szalicilaldehid
vanilin
O
O
C
C
O
H
H
CH CH C H O O
piperonál
OCH3
ánizsaldehid
fahéjaldehid
Ketonok CH3
aceton
C CH3
CH3
O CH3
klóraceton
C CH2Cl
CH3
O CH3
C CH2CH3
C CH2
C CH3
O
O
C
C CH3
O
O
acetil-aceton
diacetil (2,3-butándion)
etil-metil-keton
O
O CH3
O
O
C
CH3
C
CH3 C O
acetofenon
benzofenon
progeszteron
C
CH3
