Ketony: Różnice pomiędzy wersjami

== Otrzymywanie <ref name="MB713-738">Morrison R., Boyd R.: ''Chemia organiczna. Tom 1'', Państwowe Wydawnictwo Naukowe, Warszawa 1985, s. 713-738</ref> ==

Najbardziej [[reakcja charakterystyczna|charakterystycznymi reakcjami]] dla ketonów są reakcje [[Addycja|addycji nukleofilowej]] do grupy karbonylowej, w wyniku której może nastąpić przyłączenie cząsteczki [[alkohole|alkoholu]], [[cyjanowodór|cyjanowodoru]], [[hydrazyna|hydrazyny]], [[hydroksyloamina|hydroksyloaminy]], [[Fenylohydrazyna|fenylohydrazyny]], [[Semikarbazyd|semikarbazydusemikarbazyd]]u, [[Wodorosiarczyn sodu|wodorosiarczynu sodu]], a także może następować przyłączenie drugiej cząsteczki ketonu. Ketony są mniej reaktywne od aldehydów i reakcje addycji do ich grupy karbonylowej wymagają ostrzejszych warunków.

Centrum reakcji [[Addycja nukleofilowa|addycji nukleofilowej]] stanowi [[grupa karbonylowa]]. Jest to spowodowane tym, że ma ona płaski kształt (atom węgla wchodzący w jej skład posiada [[Hybrydyzacja (chemia)|hybrydyzację]] ''sp²''), dzięki czemu usunięta zostaje [[Efekty steryczne|zawada steryczna]]. Ponadto silnie [[Elektroujemność|elektroujemny]] atom tlenu jest w stanie przyjmować ładunek ujemny. Elektroujemność tlenu wpływa także na zwiększenie [[KwasowośćSkala pH|kwasowości]] wodorów α. W wyniku ataku nukleofilowej cząstki na [[Wiązanie pi|elektrony π]] wiązania węgiel-tlen następuje jej przyłączenie do węgla grupy karbonylowej: <ref name="MB713-738" />

* W wyniku ataku [[Jon cyjankowycyjanki|grupy cyjankowej]] CN^- powstaje [[Cyjanohydryny|cyjanohydryna]]

* Wodorosiarczyn sodu przyłącza się, tworząc [[Połączenie bisulfitowe|połączenie bisulfitowe]], np.:

[[Plik:Addycja wodorosiarczynu sodu.png|300px250px|center]]

* Pochodne [[Amoniak|amoniakuamoniak]]u (np. [[hydrazyna]], [[hydroksyloamina]], [[Fenylohydrazyna|fenylohydrazyna]], [[Semikarbazyd|semikarbazyd]]) mogą przyłączać się do ketonu. Powstają wówczas odpowiednio: [[Hydrazony|hydrazony]], [[oksymy]], [[Fenylohydrazony|fenylohydrazony]] oraz [[Semikarbazony|semikarbazony]]

[[FilePlik:Utlenianie kwasem nadjodowym.png|500px|center]]

Ketony metylowe ulegają utlenianiu w wyniku [[Reakcja haloformowa|reakcji haloformowej]]. Jest to reakcja z solami kwasów: [[Kwas podchlorawy|podchlorawego]], [[Kwas podbromawy|podbromawego]] lub [[Kwas podjodawy|podjodawego]]. Powstaje wtedy odpowiedni [[Haloform|haloform]] ([[chloroform]], [[bromoform]] lub [[jodoform]]) oraz sól kwasu karboksylowego:

Ketony można także utlenić za pomocą [[Nadtlenek wodoru|nadtlenku wodoru]], [[Kwas nadmrówkowy|kwasu nadmrówkowego]], [[kwas nadtlenobenzoesowy|kwasu nadtlenobenzoesowego]], [[kwas metanadchlorobenzoesowy|kwasu metanadchlorobenzoesowego]] (czyli mCPBA) albo [[Kwas nadoctowy|kwasu nadoctowego]]. W środowisku lekko kwasowym lub lekko zasadowym zachodzi wtedy [[utlenianie Baeyera-Villigera]], które prowadzi do otrzymania [[Estry|estru]]. W przypadku utleniania ketonu cyklicznego produktem reakcji jest [[Laktony|lakton]].

[[Plik:Baeyer-Villiger_Oxidation_SchemeVilliger Oxidation Scheme.png|400px250px|center]]

Ketony można zredukować do [[Alkohole|alkoholi]] [[Alkohole#Rzędowość alkoholi|drugorzędowych]] na drodze [[HydrogenacjaUwodornianie|hydrogenacji]] na katalizatorze palladowym lub niklowym. Czasami stosuje się jednak łagodniejsze reduktory ([[Tetrahydroglinian litu|glinowodorek litu]] albo [[tetraboran sodu]]), ponieważ związki te nie redukują [[Wiązanie wielokrotne|podwójnych wiązań]] węgiel-węgiel.

Bezpośrednia redukcja do węglowodoru następuje także w [[Redukcja Wolffa-Kiżnera|redukcji Wolffa-Kiżnera]], czyli reakcji z [[Hydrazyna|hydrazyną]] w mocno zasadowym środowisku (zazwyczaj [[wodorotlenek potasu]] lub [[tert-butanolanButanolan potasu|''tert''-butanolan potasu]]).

=== Reakcje z amoniakiem i aminami <ref name="MB57-59">Morrison R., Boyd R.: ''Chemia organiczna. Tom 2'', Państwowe Wydawnictwo Naukowe, Warszawa 1985, s. 57-59</ref> ===

Ketony można zredukować za pomocą [[Amoniak|amoniakuamoniak]]u lub [[Aminy|amin]] [[Aminy#Rzędowość amin|pierwszorzędowych]] na drodze [[Aminowanie redukcyjne|aminowania redukcyjnego]]. Pośrednim etapem tej reakcji jest wytworzenie [[iminy]] o wzorze ogólnym ''RR'C=NR"'' (gdzie ''R"'' może być zarówno [[Grupa alkilowa|grupą alkilową]], jak i [[wodór|atomem wodoru]]).

W przypadku zastosowania [[aminy]] [[Aminy#Rzędowość amin|drugorzędowej]] produktem reakcji jest [[Enaminy|enamina]]. Reakcja zachodzi tylko wtedy, gdy keton zawiera atom wodoru α. Taki atom wodoru zostaje odszczepiony, abyco mogłoumożliwia powstaćpowstanie wiązaniewiązania podwójne.podwójnego:

[[Plik:Enamine_formationEnamine formation.png|400px300px|center]]

Ta reakcja ma zastosowanie w [[Synteza organiczna|syntezie organicznej]]: [[Enaminy|enamina]] stosowana jest jako produkt pośredni do reakcji [[C-alkilowanie|C-alkilowania]], czyli przyłączania [[ChlorekHalogenki alkilowyalkilowe|chlorku alkilu]] do enaminy. W wyniku przyłączenia tej cząsteczki powstaje nietrwały [[jon iminiowy]], który łatwo ulega [[Hydroliza|hydrolizie]], tworząc keton. W wyniku tej syntezy, opracowanej przez [[Gilbert Stork|Gilberta Storka]], powstaje keton z grupą alkilową w pozycji α:

[[Plik:Stork_Keton_synthese_V3Stork Keton synthese V3-Seite001.svg|700px650px|center]]

Atom tlenu grupy karbonylowej zwiększa kwasowość atomów wodoru α. Dlatego ketony posiadające takie atomy wodoru mogą w środowisku zasadowym przekształcać się w [[Karboanion|karboanionykarboanion]]y, szybko wchodzące w dalsze reakcje.

W lekko zasadowym środowisku ketony posiadające atomy wodoru α ulegają [[Kondensacja aldolowa|kondensacji aldolowej]]. W jej wyniku powstaje związek posiadający w pozycji β względem grupy karbonylowej grupę hydroksylową, tzw. [[Aldole|aldol]]. Tak powstałe β-hydroksyketony stosunkowo łatwo ulegają [[Dehydratacja (chemia)|dehydratacji]] w środowisku lekko kwasowym, co prowadzi do otrzymania związków α,β-nienasyconych, posiadających [[Sprzężone wiązania wielokrotne|sprzężone wiązania podwójne]].:

Krzyżową kondensację aldolową można przeprowadzić między dwoma różnymi ketonami, o ile jeden z nich nie posiada atomów wodoru α (w przeciwnym razie powstaje trudna do rozdzielenia mieszanina produktów).

KetonyZ [[Ylidy|ylidami]] ketony ulegają [[Reakcja Wittiga|reakcji Wittiga]] z [[Ylidy|ylidami]]. W wyniku tej przemiany najpierw powstaje produkt pośredni - [[betainy|betaina]] - który natychmiast samorzutnie ulega [[Eliminacja (chemia)|eliminacji]] z wytworzeniem [[Tlenek trifenylofosfiny|tlenku trifenylofosfiny]]. Zapis sumaryczny:

=== Reakcje ketonów α,β-nienasyconych <ref name="MB64-78">Morrison R., Boyd R.: ''Chemia organiczna. Tom 2'', Państwowe Wydawnictwo Naukowe, Warszawa 1985, s. 64-78</ref> ===

W przypadku [[Addycja nukleofilowa|addycji nukleofilowej]] do związków α,β-nienasyconych [[Nukleofil|czynnik nukleofilowy]] przyłączany jest zawsze w pozycji β względem grupy karbonylowej.

[[Plik:Michael-reaction-new.png|600px500px|center]]

[[Plik:DA_NbCl5DA NbCl5.png|400px|center]]

Nazwy systematyczne ketonów tworzymytworzy się przez podaniedodanie nazwdo nazwy szkieletu węglowego końcówki ''-on'' wraz z [[lokant]]em. Można też podać nazwy obu podstawników przy węglu karbonylowym poprzedzonychpoprzedzone słowem ''keton'', np.