Кетоны: понятие и реакции окисления

1. Циклогексанон: процесс окисления
2. Галоформная реакция
3. Окисление кетонов надкислотами
4. Окисление кетонов с помощью диоксида селена

Кетонами называют органические вещества, общая формула которых \(R1-CO-R2\). В молекулах этих веществ карбонильная группа имеет связь именно с двумя атомами углерода. Этот факт является отличительным признаком кетонов от альдегидов и карбоновых кислот.

Название кетон произошло от слова ацетон, так как ацетон является важнейшим представителем кетонов и в принципе положил начало исследованию этой группы. Первым его употребил химик из Германии Л. Гмелин.

Кетоны относятся к летучим жидкостям или легкоплавным твёрдым веществам. Низшие кетоны хорошо растворимы в воде. Некоторые из них смешиваются с водой в любых пропорциях (например, ацетон).

Невозможность образовывать межмолекулярные водородные связи сказывается на их летучести. Так, они являются более летучими веществами. И, при той же молярной массе, более летучие, чем спирты и карбоновые кислоты.

К важнейшим кетонам относят:

• ацетон или диметилкетон,
• ацетонофенол; 
• циклогексанол;
• метилэтилкетон;
• диэтилкетон;
• бензофенон;
• убихинон и т.д.

Ацетоном называют органическое вещество, которое является простейшим представителем насыщенных кетонов. Имеет формулу \(СН3- С(О)-СН3\). По сути, представляет из себя бесцветную летучую жидкость с ярко выраженным запахом. Является ценным промышленным растворителем малой токсичности.

Не нашли то, что искали?

Попробуйте обратиться за помощью к преподавателям

Тип работы Выберите тип работыКонтрольнаяРешение задачКурсоваяРефератОнлайн-помощьТест дистанционноДипломЛабораторнаяОнлайн-репетиторЧертежОтчет по практикеЭссеОтветы на билетыПрезентацияПеревод с ин. языкаДокладСтатьяСочинениеМагистерская диссертацияКандидатская диссертацияБизнес-планПодбор литературыШпаргалкаПоиск информацииРецензияДругое

Предмет

E-mail

Узнать стоимость

это быстро и бесплатно

Метилэтилкетон – алифатический кетон с формулой  \(СН3- С(О)-СН2-СН3\). Бесцветная летучая жидкость с запахом наподобие ацетона. Используется как растворитель и сырьё в органическом синтезе. 

Ацетофенон относится к жирноароматическим кетонам. Это маслянистая жидкость с отсутствием цвета запахом черёмухи. Проявляет как свойства кетонов, так и свойства ароматических соединений.

В целом кетоны относятся к токсичным веществам, обладают свойством местного раздражения. Алифатические кетоны проявляют свойство преодолевать защитную функцию кожи. Галогенпроизводные приводят к ожогам. А алициклические кетоны являются, по сути, наркотиками. 

Кетоны очень устойчивы к процессам окисления. Например, если не ставить пробирку на солнечный свет, раствор перманганата калия будет храниться в ацетоне длительное время. Поэтому, для реакции необходимы совсем другие условия, чем для альдегидов. Одним словом, окислительные реакции происходят в более жёстких условиях. Ведь окисление кетонов подразумевает разрыв связи между двумя атомами водорода. 

Согласно правилу Попова, несимметричного строения кетоны в процессе окисления, могут образовывать четыре кислоты. Смесь этих кислот, если в её состав входит муравьиная кислота, быстро изменяется, так как последняя практически сразу окисляется до диоксида углерода. Кетоны, имеющие третичный углерод в α-положении,образуют в итоге три кислоты + новый кетон.

Этот новый кетон либо продолжает процесс окисления, либо остаётся неизменным. В нейтральной среде кетоны не окисляются. Для этого необходима щелочная или кислая среда. Например, щелочной перманганат калия или горячая азотная кислота, серная кислота.

Циклогексанон: процесс окисления

Поскольку, при окислении кетонов, в результате получается смесь кислот, такой процесс не используется как препаративный. Ведь выделить из смеси один продукт крайне сложно. Именно поэтому исследовательское и промышленное значение имеет циклогексанон. Его процесс окисления происходит с образованием только одной адипиновой кислоты. Процесс окисления должен происходить в повышенном температурном режиме.

В качестве окислителей используют:

• смесь серной кислоты с хромовым ангидридом;
• азотную кислоту концентрированную;
• щелочной перманганат калия.

В промышленных масштабах чаще окисляют циклогексан для получения адипиновой кислоты. В качестве окислителей используют нафтенат кобальта или марганца, через получение циклогексанола и циклогексанона. 

Галоформная реакция

Рассмотрим метилкетоны, которые содержат в качестве второго заместителя:

• ароматическое кольцо;
• винильную группу;
• третичный заместитель. 

Сложно разобраться самому?

Попробуйте обратиться за помощью к преподавателям

Тип задания Выберите тип заданияКонтрольнаяРешение задачКурсоваяРефератОнлайн-помощьТест дистанционноДипломЛабораторнаяОнлайн-репетиторЧертежОтчет по практикеЭссеОтветы на билетыПрезентацияПеревод с ин. языкаДокладСтатьяСочинениеМагистерская диссертацияКандидатская диссертацияБизнес-планПодбор литературыШпаргалкаПоиск информацииРецензияДругое

Предмет

E-mail

Узнать стоимость

это быстро и бесплатно

Под воздействием щелочного раствора гипобромита или гипохлорита натрия, они легко превращаются в карбоновые кислоты. Это превращение и носит название Галоформной реакции. Она идёт по схеме: образование трихлоркетонов →воздействие щелочной среды →расщепление на галоформ и соль карбоновой кислоты. 

Окисление кетонов надкислотами

Большой интерес вызывает реакция Байера-Виллигера. Смысл её сводится к окислению кетонов надкислотами, которое так же идёт через расщепление углеводородного скелета. В результате образуются эфиры. Впервые эта реакция была проведена на ментоне и камфоре, которые в результате образовали лактоны w-оксикислот.

Для реакции необходима комнатная температура и растворители. Например. хлороформ, уксусная кислота, уксусный ангидрид. Таким образом из линейных кетонов получают эфиры карбоновых кислот, а их циклоалканов – лактоны.

Если происходит окисление алкиларилкетонов органическими надкислотами, в результате получаются эфиры алифатических кислот.

Окисление кетонов с помощью диоксида селена

Окисление кетонов с помощью диоксида селена – ещё один, заслуживающий отдельного разговора, процесс. Происходит он по пути реакции с α-метильной или α-метиленовой группой, без разрыва С-С связей. В результате получаются α-дикарбонильные соединения с более высоким выходом, чем у альдегидов. В принципе, метод применим для всех кетонов, но наиболее наглядные результаты получаются при  симметрично построенных кетонов или таких кетонов, которые имеют только одну α группу: метиленовую или метильную.

Наиболее хорошо происходит реакция окисления метиленовых групп, которые расположены между ароматическим кольцом и карбонильной группой. Примеры таких реакций: метилбензилкетон с помощью диоксида селена при окислении превращается в метилфенилглиоксаль. Таким образом окисляется α-метиленовая группа. А группаα-метильная остается не тронутой.