L132 - Hemija - Aldehidi i ketoni - Nemanja Jović - Marina Jovanović Takmičenje na portalu www.nasaskola.net "biramo najbolju lekciju" februar 2012. godine, tema, predmet, učenika, nastavnik, Gimnazija Aleksinac

1. Ime profesora:Marina Jovanović
Ime učenikaka:Jović Nemanja
Predmet:Hemija
Škola : Aleksinačka gimnazija
Aldehidi i ketoni

2. Aldehidi i ketoni
 Struktura i nomenklatura
Opšta formula aldehida: RCHO
Opšta formula ketona RCOR'. Grupe R i R' mogu biti
alifatične ili aromatične.
Obe grupe jedinjenja sadrže karbonilnu grupu, >C=O, pa
se često nazivaju jednim imenom karbonilna jedinjenja
O O
C C
R H R R'
aldehid keton

3.  Zbog sličnosti u strukturi aldehidi i ketoni pokazuju
i sličnost kod većine svojih karakteristika
 Međutim, činjenica da aldehidi imaju jedan H-atom
vezan za karbonilnu grupu, dok su kod ketona za
karbonilnu grupu vezana dva C-atoma, ima za
posledicu:
(1) lako oksidovanje aldehida u odnosu na ketone, kod
kojih je oksidacija vrlo otežana,
(2) veću reaktivnost aldehida u odnosu na ketone prema
reakciji nukleofilne adicije, koja je karakteristična za
karbonilna jedinjenja.

4.  Struktura karbonilne grupe
R'
Co O
R 120
Veza >C=O je vrlo polarizovana
Dipolni moment aldehida i ketona je stoga prilično veliki
i kreće se od 2,3-2,8 D
Ova činjenica u velikoj meri utiče na fizičke i hemijske
osobine aldehida i ketona

5. Nomenklatura
 Aldehidi
Trivijalna imena izvode se iz trivijalnih imena
odgovarajućih karboksilnih kiselina, tj. kiselina sa istim
brojem C-atoma. Korenu latinskog imena kiseline dodaje
se reč aldehid.
– Primer: Formaldehid i acetaldehid - odgovarajuće kiseline su
"mravlja" (acidum formicum) i sirćetna (acidum aceticum)
O O O O
C C C C
H OH H H H3C OH H3C H
mravlja kiselina formaldehid sirćetna kiselina acetaldehid
(acidum formicum) (acidum aceticum)

6. IUPAC nomenklatura
 Aldehidi dobijaju imena tako što se imenu ugljovodonika sa
najdužim nizom doda nastavak -al. Tako bi se navedena dva
aldehida zvala metanal i etanal.
Chemical Abstracts zadržava uobičajena imena za ova dva
jedinjenja, pa ćemo to uraditi i mi
 Osnovni niz se numeriše uvek polazeći od karbonilne grupe
O
8 6 4 2
7 5 3 1 H
ClCH2CH2CH2CH
4-hlorobutanal O
5,7-dimetiloktanal

7. IUPAC nomenklatura aldehida (nast.)
 Nerazgranati acikličnialdehidi sa dve aldehidne
grupe dobijaju nastavak "dial":
OHC CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CHO
heptandial
OHC CH2 CH2=CH2 CH2 CHO
3-heksendial
CH2 CH CH CH
OHC CH2 CH CH2 CH CH CHO
5-(1,3-butadienil)-2-heptendial

8. IUPAC nomenklatura aldehida (nast.)
 Aciklični polialdehidi, kojiimaju više od dve
aldehidne grupe vezane za nerazgranati niz, imenuju
se dodatkom nastavka –trikarbaldehid, -
tetrakarbaldehid, itd. na ime osnovnog, najdužeg
niza s najvećim brojem aldehidnih grupa
 Ovom prilikom ime i numerisanje glavnog niza ne
uključuje aldehidne grupe (koje se smatraju
supstituentima), a numerisanje se vrši prema
osnovnim načelima za nezasićene i/ili supstuisane
ugljovodonike.

9. IUPAC nomenklatura aldehida (nast.)
CHO
OHC CH2 CH2 CH2 CH CH2 CHO
5 4 3 2 1
1,2,5-pentantrikarbaldehid
 Alternativno, ovakva jedinjenja mogu dobijati imena
dodatkom prefiksa "formil" imenu diala koji
uključuje glavni niz. Tako bi ime jedinjenja iz
prethodnog primera po ovoj nomenklaturi bilo 3-
formilheptandial

10. IUPAC nomenklatura aldehida (nast.)
 Ovakav način imenovanja aldehidne grupe
primenjuje se i kada je u acikličnom jedinjenju
prisutna, pored aldehidne, i grupa koja ima prednost
pri navođenju, npr. trimetilamonijum-grupa u
sledećem primeru:
OHC (CH2)6 NH(CH3)3 I
(6-formilheksil)trimetilamonijum-jodid

11. IUPAC nomenklatura aldehida (nast.)
 Ako se u razgranatom polialdehidu jedna ili više
aldehidnih grupa nalazi na krajevima bočnih nizova,
osnovu imena takvog jedinjenja čini ime najdužeg
niza sa najvećim brojem aldehidnih grupa, iza kojeg
sledi sufiks –dial, -trikarbaldehid, itd., a bočni lanci
s aldehidnim grupama imenuju se kao formilalkil-
grupe:
CH2 CHO
OHC CH2 CH2 CH2 CH CH2 CHO
7 6 5 4 3 2 1
3-(formilmetil)heptandial

12. IUPAC nomenklatura aldehida (nast.)
6 5 4
OHC CH2 CH2 CH2 CHO
CH CH CH2 CHO
3 2 1
OHC CH2 H2C
3-(2-formiletil)-1,2,6-heksantrikarbaldehid
 Kod cikličnih jedinjenja, kada je aldehidna grupa
direktno vezana za C-atom prstena, imena se grade
dodatkom sufiksa -karbaldehid, -dikarbaldehid, itd.
imenu cikličnog sistema.

13. IUPAC nomenklatura aldehida (nast.)
CHO CHO OH
OCH3
CHO

14. Nomenklatura ketona
 Trivijalna imena izvode se iz naziva kiselina koje pirolizom daju
keton.
CH3COCH3 - aceton, izvodi se iz dva molekula sirćetne kiseline
 Radikal-funkcijsko imenovanje - imenima alkil grupa dodaje se reč
keton
Npr. CH3COCH2CH3 je etilmetilketon
 Po IUPAC sistemu koristi se nastavak on, a položaj karbonilne
grupe mora se naznačiti brojem, osim ako je naziv i bez broja
potpuno nedvosmislen
Položaj karbonilne funkcije u najdužem nizu označava se takvim
numerisanjem da karbonilna grupa dobije najmanji mogući broj
O O O CH3 Cl O
CH3CH2CCH3 CH3CH2CCH2CH3 CH3CH2CH2CCH3 CH3CHCH2CHCH2CCH3
butanon 3-pentanon 2-pentanon 4-hlor-6-metil-2-heptanon
(etil-metil-keton) (dietil-keton) (metil-n-propil-keton)

15.  Imena fenil-ketona završavaju se nastavkom -fenon:
O O
C C
CH3
benzofenon acetofenon
 Kada postoji i druga funkcionalna grupa, koja ima
prednost pri navođenju, dvostruko vezani kiseonik
karbonilne grupe označava se rečcom okso
O
CH3CCH2CH2COOH
4-oksopentanova kiselina

16. Dobijanje
 Oksidacija ili dehidrogenizacija alkohola
O
RCH2OH + [O] R C + H2O
H
O
R2CHOH + [O] R C + H2O
R
 Ozonoliza nezasićenih jedinjenja
O
O3 H2O
RCH CR2 RCH CR2 RCHO + R2C O + H2O2
red.
O O

17. Dobijanje aldehida i ketona
 Piroliza karboksilnih kiselina
ThO2, 400-450oC
2 RCOOH R2CO + CO2 + H2O
 Ako se radi sa smešom organskih kiselina mogu se
dobiti mešoviti ketoni, a ako se upotrebi smeša
mravlje i neke druge organske kiseline mogu se
dobiti aldehidi
ThO2, 400-450oC
RCOOH + R'COOH RCOR' + CO2 + H2O
ThO2, 400-450oC
RCOOH + HCOOH RCHO + CO2 + H2O

18. Dobijanje aldehida i ketona
 Adicija vode na alkine
Adicijom vode na acetilen nastaje acetaldehid. Svi ostali
alkini adiraju vodu po Markovnikovljevom pravilu
adicije dajući ketone.
H H
HgSO4 / H2SO4
H C C H + H2O H C C H H C C H
OH H O
 Friedel-Crafts-ovo acilovanje
O
O C R
AlCl3
R C + + HCl
Cl

19. Dobijanje aldehida i ketona
 Reakcija Grignard-ovih reagenasa i alkil-kadmijumovih
jedinjenja sa acil-hloridima
FeCl3, -65oC
RCOCl + R'MgCl RCOR' + MgCl2
 Alkil-kadmijumova jedinjenja, dobijena iz Grignard-
ovog reagensa u reakciji sa suvim CdCl2, takođe
supstituišu halogen acil-halogenida alkil-grupom
2 RMgCl + CdCl2 CdR2 + 2 MgCl2
2 R'COCl + CdR2 2 R'COR + CdCl2

20. Fizičke osobine
 Polarnost molekula uzrokuje dipol-dipol interakcije, zbog
čega imaju više tačke ključanja od nepolarnih jedinjenja iste
molekulske mase
 Ne grade intermolekulske vodonične veze, jer je kod njih
vodonik vezan samo za ugljenik. Zbog toga imaju niže tačke
ključanja nego odgovarajući alkoholi ili karboksilne kiseline
 Niži aldehidi i ketoni su u priličnoj meri rastvorni u vodi,
pre svega zbog vodoničnih veza sa molekulima vode.
Granica rastvorljivosti je na oko 5 C-atoma
 Aldehidi i ketoni imaju karakterističan miris i ukus i uveliko
su odgovorni, zajedno sa isparljivim masnim kiselinama, za
ukus i kiselost - užeglost ustajale hrane
 C8 - C14 normalni aldehidi koriste se za parfeme

21. Reakcije
O mesto elektrofilnog napada
R C C mesto nukleofilnog napada
H
kiseo vodonikov atom
(mesto napada jake baze)
Reaktivna mesta karbonilnih jedinjenja
O O OH
HB
Nu + CR2 Nu CR2 - Nu CR2
B
HB Nu
R2C O R2C OH R2C OH R2C OH
B
Nu