Кетон

Кетоны

Кетоны это органические вещества, в молекулах которых карбонильная группа связана с двумя углеводородными радикалами.

Общая формула кетонов: R₁–CO–R₂

Среди других карбонильных соединений, наличие в кетонах именно двух атомов углерода, непосредственно связанных с карбонильной группой, отличает их от карбоновых кислот и их производных, а так же альдегидов.

Физические свойства

Кетоны - летучие жидкости или легкоплавкие твердые вещества, хорошо смешивающиеся с водой. Невозможность образования межмолекулярных водородных связей обуславливает несколько большую их летучесть чем у спиртов и карбоновых кислот с тем же молекулярным весом.

Методы синтеза

• Окислением вторичных спиртов.
• Из третичных пероксоэфиров перегруппировкой Криге.
• Циклокетоны можно получить циклизацией Ружички.
• Ароматические кетоны могут быть получены по реакции Фриделя-Крафтса

Химические свойства

Существует три основных типа реакций кетонов.

Первый связан с нуклеофильной атакой по атому углерода карбонильной группы. Например взаимодействие кетонов с цианид-анионом или металлорганическими соединениями. К этому же типу (нуклеофильного присоединения) относится взаимодействие карбонильной группы со спиртами, приводящее к ацеталям и полуацеталям.

Взаимодействие со спиртами:

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

c реактивами Гриньяра:

C₂H₅—C(O)—C₂H₅ + C₂H₅MgI → (C₂H₅)₃OMgI → (C₂H₅)₃OH, третичный спирт. Реакции с альдегидами, и особенно с метаналем идут заметно активнее, при этом с альдегидами образуются вторичные спирты, а с метаналем - первичные.

Также кетоны реагируют с азотистыми основаниями, например, с аммиаком и первичными аминами с образованием иминов:

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

Второй тип реакций — депротонирование бета-углеродного атома, по отношению к карбонильной группе. Образующийся карбанион стабилизирован за счёт сопряжения с карбонильной группой, лёгкость удаления протона возрастает, поэтому карбонильные соединения являются сравнительно сильными С-Н кислотами.

Третий — координация электрофилов по неподеленной паре атома кислорода, например, таких кислот Льюиса, как AlCl₃

К отдельному типу реакций можно отнести восстановление кетонов - восттановление по Лейкарту с выходами близкими к количественным.

Важнейшие кетоны

Название	Формула	Температура плавления	Температура кипения
Диметилкетон	CH3COCH3	-95°C	56,1°C
Метилэтилкетон	CH3CH2COCH3	−86°C	80°C
Диэтилкетон	CH3CH2COCH2CH3	-40°C	102°C
Ацетофенон		19°C	202°C
Бензофенон		47.9°C	305.4°C
Циклогексанон		−16.4°C	155.65°C
Диацетил	CH3COCOCH3	-3°C	88°C
Ацетилацетон	CH3COCH2COCH3	−23°C	140°C
Парабензохинон		115 °C	—

Биологическое действие

Токсичны. Обладают раздражающим и местным действием, проникают через кожу, особенно хорошо ненасыщенные алифатические. Отдельные вещества обладают канцерогенным и мутагенным эффектом. Галогенпроизводные кетонов вызывают сильное раздражение слизистых оболочек и ожоги при контакте с кожей. Алициклические кетоны обладают наркотическим действием.

Литература

• Общая токсикология / под ред. А. О. Лойта. Спб.: ЭЛБИ-СПб., 2006