KARBONYLOVÉ SLOUČENINY

Prezentace na téma: "KARBONYLOVÉ SLOUČENINY"— Transkript prezentace:

1 KARBONYLOVÉ SLOUČENINY
KYSLÍKATÉ DERIVÁTY KARBONYLOVÉ SLOUČENINY

2 KARBONYLOVÉ SLOUČENINY
- obsahují karbonylovou skupinu aldehydy ketony

3 uhlík z aldehydové skupiny započítán v koncovce -karbaldehyd
NÁZVOSLOVÍ aldehydy koncovka: -al předpona: oxo- ethanal methanal ACETALDEHYD FORMALDEHYD uhlík z aldehydové skupiny započítán v koncovce -karbaldehyd propanal CH2 = CH–CHO prop-2-en-1-al benzenkarbaldehyd BENZALDEHYD

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

5 NÁZVOSLOVÍ 2,3-dihydroxypropanal 3-fenylpropanal

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

7 α vodík, kyselý charakter
STRUKTURA není kyselý charakter α vodík, kyselý charakter - karbonylová skupina ovlivňuje vodíkové atomy navázané na vedlejším uhlíku (α vodíky) - zvyšuje jejich kyselost a umožňuje jejich snadnější odštěpení

8 složky chuťových látek a vonných silic řada metabolicky významná
VÝSKYT hojně v přírodě složky chuťových látek a vonných silic řada metabolicky významná

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

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

11 HC≡CH → CH2=CH-OH ↔ 2. adice H2O na trojnou vazbu H2O H2SO4, Hg2+ enol
PŘÍPRAVA 2. adice H2O na trojnou vazbu H2O HC≡CH → CH2=CH-OH ↔ H2SO4, Hg2+ enol keto

12 FYZIKÁLNÍ VLASTNOSTI nižší aldehydy i ketony jsou kapaliny (výjimkou je plynný formaldehyd) vyšší jsou pevné látky 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 nižší aldehydy pronikavě zapáchají, vyšší aldehydy a některé ketony mají příjemnou vůni

13 aldehydy reaktivnější než ketony:
REAKCE aldehydy reaktivnější než ketony: stérické důvody aldehydy více polarizované stabilizace δ- δ+ δ+ δ- menší stabilizace – vyšší reaktivita

14 1. nukleofilní adice na karbonylovou skupinu
REAKCE 1. nukleofilní adice na karbonylovou skupinu a) adice vody b) adice alkoholu – vznik poloacetálů a acetálů nukleofil: záporný náboj: OH-, CN- volný e- pár: H2O, R-OH, NH3, R-NH2, 3. oxidace 4. redukce 2. substituce na α uhlíku aldolová kondenzace jodoformová reakce

15 1. nukleofilní adice na karbonylovou skupinu
REAKCE 1. nukleofilní adice na karbonylovou skupinu - navázáním nukleofilního činidla na uhlík karbonyl. skupiny nukleofil: záporný náboj: OH-, CN- volný e- pár: H2O, R-OH, NH3, R-NH2,

16 1. nukleofilní adice na karbonylovou skupinu
REAKCE 1. nukleofilní adice na karbonylovou skupinu a) adice vody - katalýza bází i kyselinou dioly

17 1. nukleofilní adice na karbonylovou skupinu
REAKCE 1. nukleofilní adice na karbonylovou skupinu b) adice alkoholu – vznik poloacetálů a acetálů

18 1. nukleofilní adice na karbonylovou skupinu
REAKCE 1. nukleofilní adice na karbonylovou skupinu a) adice vody b) adice alkoholu – vznik poloacetálů a acetálů nukleofil: záporný náboj: OH-, CN- volný e- pár: H2O, R-OH, NH3, R-NH2, 3. oxidace 4. redukce 2. substituce na α uhlíku aldolová kondenzace jodoformová reakce

19 2. substituce na α uhlíku aldolová kondenzace REAKCE
karbanion, nukleofil aldolová kondenzace

20 2. substituce na α uhlíku aldolová kondenzace REAKCE
- účinkem silné báze se z molekuly karbonylové sloučeniny odštěpí α vodík a vznikne karbanion, který se sám stává nukleofilní činidlem a aduje se na jinou molekulu karbonylové sloučeniny za vzniku aldolového iontu, který s vodou (H+) poskytuje aldol

21 acetaldehyd formaldehyd 3-hydroxypropanal aldol

22 2. substituce na α uhlíku jodoformová reakce REAKCE CH3CH2OH  CH3CHO
CH3CHO + I2 + NaOH  CHI3+ HCOONa HCHO/CH3OH + I2+NaOH nevzniká nic - důkaz ethanolu: v alkalickém prostředí a v přítomnosti jodu se ethanol přemění na acetaldehyd a ten s jodem poskytuje žlutý krystalický jodoform (methanol takto nereaguje)

23 1. nukleofilní adice na karbonylovou skupinu
REAKCE 1. nukleofilní adice na karbonylovou skupinu a) adice vody b) adice alkoholu – vznik poloacetálů a acetálů nukleofil: záporný náboj: OH-, CN- volný e- pár: H2O, R-OH, NH3, R-NH2, 3. oxidace 4. redukce 2. substituce na α uhlíku aldolová kondenzace jodoformová reakce

24 3. oxidace REAKCE aldehydy snadná oxidace
vznikají karboxylové kyseliny ketony jen pomocí silných oxidačních činidel rozpad molekuly

25 1. nukleofilní adice na karbonylovou skupinu
REAKCE 1. nukleofilní adice na karbonylovou skupinu a) adice vody b) adice alkoholu – vznik poloacetálů a acetálů nukleofil: záporný náboj: OH-, CN- volný e- pár: H2O, R-OH, NH3, R-NH2, 3. oxidace 4. redukce 2. substituce na α uhlíku aldolová kondenzace jodoformová reakce

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

27 DŮKAZOVÉ REAKCE ALDEHYDY X KETONY
Fehlingova zkouška - dochází k redukci měďnatých kationtů na měďné (oxid měďný), které mají oranžové zbarvení Tollensova zkouška - Tollensovo činidlo obsahuje stříbrné kationty, které se redukují na stříbro, jenž se vylučuje na stěnách zkumavky – tzv. stříbrné zrcátko. Pomocí Fehlingova a Tollensova činidla lze dokázat redukční účinky aldehydů – aldehydy se oxidují na karboxylové kyseliny, přičemž dochází k redukci složek jednotlivých činidel.

28 DŮKAZOVÉ REAKCE ALDEHYDY X KETONY
Schiffova reakce - tato reakce využívá reakce karbonylové skupiny se Schiffovým činidem - roztok červeného barviva fuchsinu je odbarven hydrogensiřičitanem nebo oxidem siřičitým

29 ZÁSTUPCI

30 Methanal Methanal (formaldehyd), HCHO, je bezbarvý plyn, ostrého
Obr. 7 Obr. 8 Obr. 9a Obr. 9b Obr .10 Methanal (formaldehyd), HCHO, je bezbarvý plyn, ostrého zápachu. Je toxický, žíravý a karcinogenní! V praxi se používá jeho 40% roztok – formalín

31 dobře rozpustný ve vodě
vyrábí se katalytickou oxidací methanolu při teplotě 3000C používá se jako dezinfekční i fungicidní prostředek, je surovinou pro výrobu plastů a barviv jeho 40% vodný roztok, známý pod názvem formalin, slouží k dezinfekci a jako konzervační prostředek biologického materiálu základní surovina pro výrobu fenolformaldehydových pryskyřic, např. bakelitu

32 Ethanal Ethanal (acetaldehyd), CH3–CHO, je bezbarvá, hořlavá
Obr. 11 Obr. 12 Ethanal (acetaldehyd), CH3–CHO, je bezbarvá, hořlavá kapalina štiplavého zápachu. Snadno polymerizuje na metaldehyd. Ten lze použít jako tuhý podpalovač (suchý líh) do lihových turistických vařičů (obr. 12).

33 pronikavě páchnoucí těkavá kapalina, dobře rozpustná ve vodě, méně dráždivá než formaldehyd
vyrábí se katalytickou oxidací ethanolu (nebo ethylenu) nebo adicí vody na acetylen za přítomnosti zředěné kyseliny sírové a je katalyzována rtuťnatými solemi, meziproduktem je nestabilní vinylalkohol, který přechází ve svou tautomerní formu ethanal jeho páry se vzduchem tvoří explozivní směs používá se např. k výrobě kyseliny octové, léčiv, voňavek působením kyseliny chlorovodíkové nebo sírové polymeruje na kapalný paraldehyd, který se využívá jako sedativum v lékařství působením plynného chlorovodíku na etherický roztok acetaldehydu vzniká metaldehyd, který je součástí tuhého lihu

34 Propanon Propanon (aceton), CH3–CO–CH3, je vysoce hořlavá
Obr. 13 Obr. 14 Obr. 15 Propanon (aceton), CH3–CO–CH3, je vysoce hořlavá a dráždivá látka. Je výborným ředidlem barev rozpouštědlem některých lepidel. Produkty reakce acetonu s halogeny mají slzotvorné účinky.

35 bezbarvá, hořlavá, toxická kapalina typické vůně
její páry se vzduchem jsou výbušné vyrábí se oxidací propan-2-olu používá se jako rozpouštědlo (např.nátěrových hmot) a při výrobě různých organických sloučenin, plastů a ve farmaceutickém průmyslu

36 Benzenkarbaldehyd 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.