Karbonylové sloučeniny Aldehydy, Ketony

Charakteristika aldehydů Obecný vzorec R-CHO

Názvosloví aldehydů 1) SYSTEMATICKÉ – název základního uhlovodíku + přípona al (případně –dial) propanal

Názvosloví aldehydů Ethanal Methanal Hexan-1,6-dial OHCCH2CH2CH2CH2CHO

Názvosloví aldehydů Pokud sloučenina obsahuje více aldehydických skupin než 2 či je cyklický či aromatický, NEZAPOČÍTÁVÁME do hlavního řetězce aldehydickou skupinu ani jejich uhlíky → přípona KARBALDEHYD Přípona karbaldehyd v sobě zahrnuje i karbonylový uhlík

propan-1,2,3-trikarbaldehyd cyklohexankarbaldehyd

TRIVIÁLNÍ NÁZOSLOVÍ Formaldehyd Acetaldehyd

TRIVIÁLNÍ NÁZOSLOVÍ Benzaldehyd Glyceraldehyd (2,3-dihydroxypropanal)

Významné aldehydy Formaldehyd páchnoucí plyn, rozpustný ve vodě 40% vodný roztok = formalin ničí bakterie, sráží bílkoviny použití – desinfekce, konzervace

Benzaldehyd kapalina vonící po hořkých mandlích Na vzduchu rychle oxiduje na kys.benzoovou

Glyceraldehyd základem sacharidů tzv.aldóz

Charakteristika ketonů Obecný vzorec: R1 – CO – R2

Názvosloví ketonů 1) SYSTEMATICKÉ názvosloví základní uhlovodík – lokant – on pentan-2-on propan -2-on

Názvosloví ketonů butan-2-on cyklohexanon Aromatické ketony neexistují- došlo by k poruše arom.cyklu---- chinony

2) Aditivní princip V abecedním pořadí uhlovodíkové zbytky + keton diethylketon celkový součet atomů uhlíku ve vzorci je o 1 menší než součet atomů uhlíku uhlovodíkových zbytků

3) Triviální názvosloví Aceton = propanon

Názvosloví ketonů, když oxoskupina je vedlejší Předpona oxo- 2-oxopropanová kyselina

Významné ketony Aceton těkavá zdraví škodlivá kapalina rozpouštědlo vznik při hladovění, při diabetes mellitus Jeho páry se vzduchem po zapálení vybuchují proto je dech diabetiků cítit po acetonu Diabetes mellitus (zkratka DM), česky cukrovka, zastarale úplavice cukrová je souhrnný název pro skupinu chronických onemocnění, které se projevují poruchou metabolismu sacharidů. Rozlišují se 2 základní typy: diabetes I. typu a diabetes II. typu, které vznikají důsledkem absolutního nebo relativního nedostatku inzulinu. Obě dvě nemoci mají podobné příznaky, ale odlišné příčiny vzniku. V prvotních stádiích diabetu I. typu jsou ničeny buňky slinivky břišní, které produkují hormon inzulin, vlastním imunitním systémem. Proto se řadí mezi autoimunitní choroby. Diabetes II. typu je způsoben sníženou citlivostí tkání vlastního těla k inzulinu. Cukrovka se léčí inzulinem, což je hormon bílkovinné povahy, který umožňuje glukóze obsažené v krvi vstup do buněk. V buňkách je glukóza štěpena na jednodušší látky, přičemž se uvolňuje energie. Proto je hlavním projevem diabetu zvýšená koncentrace glukózy v krvi a nedostatek energie (z toho však nevyplývá, že by diabetik měl neustále zvýšenou glykemii).

Procvičení Zapište chemickým vzorcem: butanal hexanal butan-1,2,4-trikarbaldehyd acetaldehyd benzaldehyd

hexan-3-on hexan-2-on oktan-4-on hexan-2,4-dion dimethylketon ethylmethylketon

Chinony Názvosloví Vznikají z arom.sloučenin jejich oxidací Cyklické diketony Názvosloví Ke kmenu arenu (ačkoli je porušená arom.struktura) přidáme koncovku - chinon

1,2-benzochinon 1,4-benzochinon 1,4-naftochinon

Fyzikální vlastnosti aldehydů a ketonů Nižší aldehydy i ketony jsou kapaliny (vyjma plynného formaldehydu), vyšší pevné látky Nižší teploty varu než alkoholy- netvoří vodíkové vazby Charakteristický zápach

Chemické vlastnosti aldehydů a ketonů Velmi reaktivní Uhlík láká nukleofilní částice Kyslík láká volné kationty př.H+

Chemické vlastnosti aldehydů a ketonů Karbonylová skupina ovlivňuje i vodíkové atomy navázané na vedlejším uhlíku (tzv. α – vodíky), zvyšuje jejich kyselost a umožňuje jejich snadnější odštěpení Nejtypičtější reakcí je adice nukleofilní !!!!

Chemické vlastnosti Vznik poloacetalů a acetalů Reakce karbonylových sloučenin se Schiffovým činidlem Aldolová kondenzace Oxidace Redukce

1) Vznik poloacetalů a acetalů Podstatou je reakce karbonylové skupiny s hydroxylovou skupinou alkoholů Jde o adici nukleofilní

Acetaly jsou mnohem stálejší než karbonylové sloučeniny Reakce je vratná za použití báze

2) Reakce karbonylových sloučenin se Schiffovým činidlem Schiffovo činidlo: odbarvený roztok červeného org.barviva FUCHSINU např.oxidem siřičitým

Schiffovo činidlo slouží k rozeznání karbonylové sloučeniny: zčervená Na principu adice nukleofilní

3) Aldolová kondenzace

1. Krok: účinkem silné báze dojde k odštěpení α- vodíku z karbonyl 1.Krok: účinkem silné báze dojde k odštěpení α- vodíku z karbonyl.slouč.

2.Krok: karbanion napadá na nukleofilním principu další molekulu karbonylové sloučeniny

3.Krok: regenerace aniontu OH-

Hydrolýzou aldolu je reakce vratná

4) Oxidace Např. vzdušným O2, KMnO4 Pouze u aldehydů Produktem jsou karboxylové kyseliny Při oxidaci ketonů dochází k jejich rozkladu na 2 karboxylové kyseliny- např.propanon-oxidace-kys.mravenčí+octová

5) Redukce Většinou katalyticky (např. Pt) U aldehydů na primární alkoholy

5) Redukce U ketonů na sekundární alkoholy

Rozlišení aldehydů a ketonů Fehlingovo činidlo Tollensovo činidlo Jodoformová reakce

Fehlingovo činidlo Ze dvou roztoků : Fehling I a Fehling II Modrozelený Roztok modré skalice Bezbarvý Roztok vinanu (sůl kys.vinné) v zásaditém prostředí (např.v NaOH)

Fehlingovo činidlo Před použitím se slije Fehling I s Fehlingem II v poměru 1:1 – tmavě modrý roztok Rozlišení aldehydu a ketonu při oxidaci

Fehlingovo činidlo Keton nereaguje Aldehyd se oxiduje na karboxylovou kyselinu, přičemž něďnaté kationty se redukují na měďné  vznik oxidu měďného  roztok zčervená Probíhá za zvýšené teploty

Tollensovo činidlo Základem je roztok AgNO3 Opět na principu oxidace Za zvýšené teploty

Tollensovo činidlo Keton nereaguje Aldehyd se oxiduje na karboxylovou kyselinu a stříbrné kationty redukují na stříbro  na vnitřním povrchu zkumavky vznik stříbrného zrcátka

Jodoformová reakce Reakce karbonylové sloučeniny s halovým prvkem v zásaditém prostředí Nejčastěji se používá pro rozlišení methanolu a ethanolu Oxidace probíhá u obou, ale jodoformová reakce probíhá pouze u ethanalu (u methanalu ne, jsou potřeba alespoň 2 uhlíky)

Jodoformová reakce Vznik halogenderivátu a soli karboxylové kyseliny