Неорганическая
Органическая
Коллоидная
Биологическая
Биохимия
Токсикологическая
Экологическая
Химическая энциклопедия
Советская энциклопедия
Справочник по веществам
Гетероциклы
Теплотехника
Углеводы
Квантовая химия
Моделирование ХТС
Номенклатура
Таблица Менделеева
Неорганические реакции
Органические реакции
Молярные массы
Форматирование формул
Редактор формул
Уравнивание реакций
Электронное строение атомов
Игра «Таблица Менделеева»
Термодинамические свойства
Конвертер величин
Гальванопара
Форум
Лекарства
Фармацевтика
Термины биохимии
Коды загрязняющих веществ
Стандартизация
Каталог предприятий

Система Orphus

КЕТОНЫ

КЕТОНЫ, карбонильные соед., в к-рых группа С=О связана с двумя атомами С. По номенклатуре ИЮПАК, назв. кетонов образуют путем присоединения к назв. соответствующих углеводородов суффикса "он" или к назв. радикалов, связанных с кетогруппой С=О, слова "кетон"; при наличии старшей группы кетогруппу обозначают префиксом "оксо". Напр., соед. СН3СН2СОСН2СН2СН3 наз. 3-гексанон или этилпропилкетон, соед. СН3СОСН2СН2СООН - 4-оксопентановая к-та. Для нек-рых кетонов приняты тривиальные назв. (см. табл.).
Кетоны
Особый класс циклич. ненасыщ. дикетонов - хиноны.

В ИК спектрах кетонов характеристич. полосы поглощения валентных колебаний группы С=О лежат в области частот (vC=O) 1720-1700 см-1 (алифатич. кетоны), 1820-1700см-1 (циклич. кетоны), причем vC=O возрастает с увеличением напряженности цикла. При сопряжении группы С=О с кратными связями или арилом vC=O снижается на 20-40 см-1. Хим. сдвиги протонов a-метиленовых групп кетонов в спектрах ПМР находятся в области 2-3 м.д., а метиленовой группы, соседней с двумя карбонилами (для дикетонов), - в области 3-4 м. д.; хим. сдвиги группы 13С=О в спектрах ЯМР 13С лежат в области 200-220 м.д. Электронные спектры кетонов содержат типичные полосы с lмакс 270-300 нм (e 15-20), отвечающие п:p-переходу. Для сопряженных моно-, ди- и полиеновых кетонов наиб. характерны полосы поглощения в области p:p* - переходов, lмакс 200-300 нм (e 10000 и выше). В масс-спектрах кетонов имеются пики, соответствующие a-разрыву молекулы кетонов, причем предпочтительно отщепляется большая алкильная группа. Так, масс-спектры алифатич. метилкетонов содержат наиб. интенсивный пик с т/z 43 (361_380-50.jpg). Для метилкетонов характерен также b-разрыв мол. иона с миграцией Н от g-атома С (перегруппировочный пик с m/z 58). По степени окисленности кетоны, как и альдегиды, занимают промежут. положение между спиртами и к-тами, что во многом определяет их хим. св-ва. Кетоны восстанавливаются до вторичных спиртов гидридами металлов, напр. LiAlH4 или NaBH4, водородом (кат. - Ni, Pd), изопропаволом в присут алкоголята Аl (р-ция Меервейна - Понндорфа - Верлея). При восстановлении кетонов натрием или электрохимически (катодное восстановление) образуются пинаконы:
361_380-51.jpg
При взаимод. кетонов с амальгамированным Zn и конц. НСl (р-ция Клемменсена) или с гидразином в щелочной среде (р-ция Кижнера - Вольфа) группа С=О восстанавливается до СН2. В отличие от альдегидов, многие кетоны устойчивы при хранении к действию О2. Кетоны, содержащие a-метиленовую группу, окисляются SeO2 до 1,2-дикетонов более энергичными окислителями, напр. КМnО4 - до смеси карбоновых к-т (см. Попова правило). Циклич. кетоны при взаимод. с HNO3 или КМnО4 подвергаются окислит. расщеплению цикла, напр. из циклогексанона образуется адипиновая к-та. Линейные кетоны окисляются надкислотами до сложных эфиров, циклические - до лактонов (р-ция Байера - Виллигера). Кетоны, содержащие a-атомы Н, относятся к СН-кислотам средней силы (рКа 10-20). Для них характерно превращ. в енолы или енолят-анионы:
361_380-52.jpg
На этом основана способность таких кетонов реагировать как С-или О-нуклеофилы. Концентрация енольной формы зависит от строения кетонов и составляет (в %): 0,0025 (ацетон), 2 (циклогексанон), 80 (ацетилацетон). Енолизация катализируется к-тами и основаниями. Кетоны образуют продукты замещения a-атомов Н при галогенировании действием Вr2, N-бромсукцинимидом, SO2Cl2, при тиилировании дисульфидами. При алкилировании и ацилировании енолятов кетонов образуются либо продукты замещения a-атомов Н в кетонах, либо О-производные енолов. Большое значение в орг. синтезе имеют альдольная и кретоновая конденсации, напр.:
361_380-53.jpg
При конденсации с альдегидами кетоны реагируют гл. обр. как СН-кислоты, напр. из кетонов и СН2О в присут. основания получают a,b-ненасыщенные кетоны: RCOCH3 + СН2О : RCOCH=CH2 + Н2О Вследствие полярности карбонильной группы 361_380-54.jpg кетоны могут вступать в р-ции как С-электрофилы, напр. при конденсации с производными карбоновых к-т (конденсация Штоббе, р-ция Дарзана и т. п.):
361_380-55.jpg
Особенно легко нуклеоф. атаке подвергаются a,b-непределъные кетоны, но в этом случае атакуется двойная связь (р-ция Михаэля), напр.:
361_380-56.jpg
При взаимод. с илидами Р (алкилиденфосфоранами) кетоны обменивают атом О на алкилиденовую группу (р-ция Виттига): R2C=O + Ph3P=CHR' : R2C=CHR' + Ph3PO С циклопентадиеном кетоны образуют фулъвены, напр.:
361_380-57.jpg
При конденсации кетонов с гидроксиламином получаются кетоксимы R2C=NOH, с гидразином - гидразоны R2C=N— —NH2 и азины R2C=N—N=CR2, с первичными аминами - Шиффовы основания R2C=NR', со вторичными аминами - енамины. Кетоны способны присоединять по карбонильной группе воду, спирты, бисульфит Na, амины и др. нуклеофилы, хотя эти р-ции протекают не так легко, как в случае альдегидов. Поскольку в спиртовых р-рах равновесие между кетоном и его полукеталем сильно смещено влево, получить кетали из кетонов и спиртов трудно: RCOR' + R:OH D RR'C(OH)OR: Для этой цели используют р-цию кетонов с эфирами ортомуравьиной к-ты. Кетоны взаимод. с С-нуклеофилами, напр. с литий-, цинк- или магнийорг. соед., а также с ацетиленами в присут. оснований (р-ция Фаворского), образуя третичные спирты:
361_380-58.jpg
В присут. оснований к кетонам присоединяется HCN, давая a-гидроксинитрилы (циангидрины): R2C=O + HCN : R2C(OH)CN При катализе к-тами кетоны реагируют как С-электрофилы с ароматич. соед., напр.:
361_380-59.jpg
Гомолитич. присоединение кетонов к олефинам приводит к a-алкилзамещенным кетонам, фотоциклoприсоединение к оксетанам, напр.:
361_380-60.jpg
Кетоны играют важную роль в метаболизме в-в в живых организмах. Так, убихинон участвует в окислит. - восстановит. р-циях тканевого дыхания. К соед., содержащим кетонную группу, относятся нек-рые важные моносахариды (D-фруктоза и др.), терпены (ментон, карвон), компоненты эфирных масел (камфора, жасмон), прир. красители (индиго, ализарин, флавоны), стероидные гормоны (кортизон, прогестерон). Общие пром. методы синтеза кетонов- каталитич. окисление насыщ. углеводородов и олефинов кислородом, а также дегидрирование и окислит. дегидрирование вторичных спиртов. Кетоны синтезируют также окислит. расщеплением третичных 1,2-гликолей действием Рb(ОСОСН3)4 или НIO4, пиролизом Са- или Ва-солей карбоновых к-т, пропусканием паров к-т над оксидами Со или Тh, взаимод. зфиров или ортоэфиров карбоновых к-т и ацилгалогенидов с реактивами Гриньяра или кадмийорг. соед., ацилированием арома-тич. соед. (р-ция Фриделя-Крафтса), гидролизом геминальных дигалогенидов и др. Кетоны применяют как р-рители, экстрагенты, для синтеза полимеров, пестицидов, стабилизаторов, фотоматериалов, лек. и душистых в-в и др. См. также Ацетон, Ацетофенон, Бензофенон, Метилизобутилкетон, Метилэтилкетон, Циклогексанон и др. О специфич. св-вах дикетонов см. Дикарбонильные соединения. Лит. Бюлер К., Пирсон Д.. Органические синтезы, пер. с англ., ч. 2, М„ 1973; Общая органическая химия, пер. с англ., т. 2, М., 1982, с. 570-692, 765-847; The chemistry of the carbonyl group, v. 1, ed. by S. Patai, L. N. Y. Sydney, 1966; там же, v. 2, ed by J. Zabicky, L, 1970; Houben Weyl, Methoden der organischen Chemie, Bd 7/2a, 2b, 2c Ketone (TI 1 3), 4 Aufl, Stuttg., 1973 77. М. Г Виноградов.


===
Исп. литература для статьи «КЕТОНЫ»: нет данных

Страница «КЕТОНЫ» подготовлена по материалам химической энциклопедии.


     © ХиМиК.ру




Реклама   Обратная связь   Дизайн