Tento projekt je financován z prostředků Evropského sociálního fondu a rozpočtu hl. města Prahy v rámci Operačního programu Praha Adaptabilita. Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti KARBONYLOVÉ SLOUČENINY Vypracoval: Klára Urbanová Malostranské gymnázium

KYSLÍKATÉ DERIVÁTY KARBONYLOVÉ SLOUČENINY hydroxysloučeniny karbonylové sloučeniny karboxylové sloučeniny ethery fenoly alkoholy ketony aldehydy

ketony obsahují karbonylovou skupinu KARBONYLOVÉ SLOUČENINY

NÁZVOSLOVÍ 1) aldehydy koncovka: -al předpona: oxo- FORMALDEHYD ethanal BENZALDEHYD uhlík z aldehydové skupiny započítán v koncovce = karbaldehyd methanal ACETALDEHYD benzenkarbaldehydbut-3-en-1-al propanal

NÁZVOSLOVÍ 2) ketony koncovka: -on předpona: oxo- propanon pentan-3-on ACETON 2-oxopropanová kyselina dimethylketon diethylketon kyselina pyrohroznová

3-fenylpropanal 2,3-dihydroxypropanal NÁZVOSLOVÍ

Methan CH 4 Methanal HCHOMethanol CH 3 OH t.t. -182,5 °C t.v. -161,6 °C t.t ,0 °C t.v. -19,3 °C t.t. -97,7 °C t.v. 64,7 °C Ethan C 2 H 6 Ethanal CH 3 CHOEthanol C 2 H 5 OH t.t. -183,3 °C t.v. -88,7 °C t.t ,0 °C t.v. 20,2 °C t.t ,4 °C t.v. 78,3 °C nižší aldehydy i ketony jsou kapaliny (výjimkou je plynný formaldehyd) vyšší jsou pevné látky FYZIKÁLNÍ VLASTNOSTI

mají vyšší teploty varu než příslušné nenasycené uhlovodíky, ale nižší než odpovídající alkoholy (netvoří vodíkové můstky) nižší aldehydy i ketony jsou ve vodě rozpustné, rozpustnost klesá s rostoucí molekulovou hmotností FYZIKÁLNÍ VLASTNOSTI [obr.1] Roztok fomaldehydu

nižší aldehydy pronikavě zapáchají, vyšší aldehydy a některé ketony mají příjemnou vůni FYZIKÁLNÍ VLASTNOSTI VANILIN [obr.2] [obr.3]

PŘÍPRAVA → uhlovodíků a alkoholů 1. oxidace aldehydy omezené využití – aldehydy podléhají oxidaci na karboxylové kyseliny přímá oxidace nebo dehydrogenace alkoholů primárních

PŘÍPRAVA ketony přímá oxidace alkoholů sekundárních (vzdušným kyslíkem, přítomnost katalyzátoru – Cu, Ag) 1. oxidace

PŘÍPRAVA 2. adice ………… na trojnou vazbu enol formaketo forma H2OH2O tautomery

nukleofilní činidlo se váže na δ+δ+ δ-δ- polarizace uhlík elektrofilní činidlo se váže na kyslík STRUKTURA velmi reaktivní

karbonylová skupina ovlivňuje tzv. α vodíky umo žň uje jejich snadn ě jší odšt ě pení → zvyšuje jejich kyselost STRUKTURA α vodík, kyselý charakter nemá kyselý charakter δ+δ+ δ-δ-

REAKCE aldehydy jsou reaktivnější než ketony: a)stérické důvody b)aldehydy jsou více polarizované δ+δ+ δ-δ- δ+δ+ δ-δ- stabilizace menší stabilizace vyšší reaktivita

a) adice vody b) adice alkoholu – vznik poloacetalů a acetalů 1. nukleofilní adice na karbonylovou skupinu REAKCE nukleofil: záporný náboj: OH -, CN - volný e - pár: H 2 O, R-OH, NH 3, R-NH 2, 2. substituce na α uhlíku a)aldolová kondenzace b)jodoformová reakce 3. oxidace 4. redukce

1. nukleofilní adice na karbonylovou skupinu REAKCE - navázáním nukleofilního činidla nauhlík karbonyl. skupiny nukleofil: záporný náboj: OH -, CN - volný e - pár: H 2 O, R-OH, NH 3, R-NH 2, δ+δ+ δ-δ- Nu

a) adice vody 1. nukleofilní adice na karbonylovou skupinu REAKCE - katalýza bází i kyselinou dioly H 2 O → H + + OH - + H2OH2O OH H+H+ H

b) adice alkoholu – vznik poloacetalů a acetalů 1. nukleofilní adice na karbonylovou skupinu REAKCE Poloacetaly a acetaly vznikají při reakci karbonylové sloučeniny s alkoholem. V nadbytku alkoholu v kyselém prostředí vzniká acetal:

a) adice vody b) adice alkoholu – vznik poloacetalů a acetalů 1. nukleofilní adice na karbonylovou skupinu REAKCE nukleofil: záporný náboj: OH -, CN - volný e - pár: H 2 O, R-OH, NH 3, R-NH 2, 2. substituce na α uhlíku a)aldolová kondenzace b)jodoformová reakce 3. oxidace 4. redukce

2. substituce na α uhlíku REAKCE a)aldolová kondenzace vznik vazby C – C mezi α-uhlíkem jedné a karbonylovým uhlíkem druhé molekuly aldehydu

2. substituce na α uhlíku REAKCE a)aldolová kondenzace butanal doplňte produkt reakce a pojmenujte reaktanty

2. substituce na α uhlíku REAKCE b)jodoformová reakce

2. substituce na α uhlíku REAKCE b)jodoformová reakce CH 3 CHO + I 2 + NaOH  CHI 3 + HCOONa HCHO/CH 3 OH + I 2 +NaOH  nevzniká nic CH 3 CH 2 OH  CH 3 CHO

a) adice vody b) adice alkoholu – vznik poloacetalů a acetalů 1. nukleofilní adice na karbonylovou skupinu REAKCE nukleofil: záporný náboj: OH -, CN - volný e - pár: H 2 O, R-OH, NH 3, R-NH 2, 2. substituce na α uhlíku a)aldolová kondenzace b)jodoformová reakce 3. oxidace 4. redukce

REAKCE 3. oxidace -snadná oxidace -vznikají karboxylové kyseliny aldehydy

REAKCE 3. oxidace ketony -jen pomocí silných oxidačních činidel -rozpad molekuly

REAKCE 4. redukce ketony aldehydy -vznikají primární alkoholy -vznikají sekundární alkoholy

DŮKAZOVÉ REAKCE Fehlingova zkouška Tollensova zkouška princip: oxidace aldehydu, redukce činidla – barevná změna modré zbarvení oranžové zbarvení bezbarvý roztok kovové stříbro na stěnách zkumavky

Schiffova reakce tato reakce využívá reakce karbonylové skupiny se Schiffovým činidem - roztok červeného barviva fuchsinu je odbarven hydrogensiřičitanem nebo oxidem siřičitým Schiffovo činidlo se s aldehydem barví opět do fialova DŮKAZOVÉ REAKCE [obr.4] [obr.5] Hugo (Ugo) Schiff

ZÁSTUPCI

-hojně v přírodě -složky chuťových látek a vonných silic -řada metabolicky významná VÝSKYT [obr.6] [obr.7]

KUMARIN VANILIN vanilovník plocholistý tonkové boby mařinka vonná [obr.8] [obr.9] [obr.10]

Amygdalin BENZALDEHYD [obr.11] [obr.12][obr.13]

3,7-dimethyl-9-(2,6,6-trimethylcyklohexen-1-yl) nona-2,4,6,8-tetraenal vitamín A – retinal - retinaldehyd Rakytník řešetlákový [obr.14]

Methanal Je bezbarvý plyn, ostrého zápachu. Je toxický, žíravý a karcinogenní! V praxi se používá jeho 40% roztok – formalín Je jedním z metabolitů methanolu zodpovědným za jeho toxicitu. formaldehyd HCHO [obr.15]

Ethanal Ethanal (acetaldehyd), CH 3 –CHO, je bezbarvá, hořlavá kapalina štiplavého zápachu. Snadno polymerizuje na metaldehyd. Ten lze použít jako tuhý podpalovač (suchý líh) do lihových turistických vařičů.

Propanon Propanon (aceton), CH 3 –CO–CH 3, je vysoce hořlavá a dráždivá látka. Je výborným ředidlem barev rozpouštědlem některých lepidel. Produkty reakce acetonu s halogeny mají slzotvorné účinky.

Benzaldehyd Benzaldehyd, kapalina hořkomandlové vůně, špatně rozpustná ve vodě. V přírodě se vyskytuje v mandlích, peckách broskví nebo meruněk. Vyrábí se oxidací toluenu vzdušným kyslíkem. Používá se při výrobě léčiv a barviv. [obr.11]

Odkazy: [obr.1] [obr.2] [obr.3] [obr.4] [obr.5] [obr.6] [obr.7] [obr.8] [obr.9] [obr.10] [obr.11] [obr.12] [obr.13] [obr.14] [obr.15] ae_rhamnoides.jpg