KARBONYLOVÉ SLOUČENINY

1. KARBONYLOVÉ SLOUČENINY Vypracoval: Klára Urbanová Malostranské gymnázium Tento projekt je financován z prostředků Evropského sociálního fondu a rozpočtu hl. města Prahy v rámci Operačního programu Praha Adaptabilita.Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti

2. KARBONYLOVÉ SLOUČENINY KYSLÍKATÉ DERIVÁTY alkoholy hydroxysloučeniny fenoly ethery aldehydy karbonylové sloučeniny ketony karboxylové sloučeniny

3. KARBONYLOVÉ SLOUČENINY obsahují karbonylovou skupinu ketony aldehydy

4. NÁZVOSLOVÍ 1) aldehydy koncovka: -al předpona: oxo- methanal ethanal FORMALDEHYD ACETALDEHYD uhlík z aldehydové skupiny započítán v koncovce = karbaldehyd propanal but-3-en-1-al benzenkarbaldehyd BENZALDEHYD

5. NÁZVOSLOVÍ 2) ketony koncovka: -on předpona: oxo- propanon ACETON dimethylketon pentan-3-on 2-oxopropanová kyselina diethylketon kyselina pyrohroznová

6. NÁZVOSLOVÍ 2,3-dihydroxypropanal 3-fenylpropanal

7. FYZIKÁLNÍ VLASTNOSTI • nižší aldehydy i ketony jsou kapaliny(výjimkou je plynný formaldehyd) • vyšší jsou pevné látky

8. FYZIKÁLNÍ VLASTNOSTI • mají vyšší teploty varu než příslušné nenasycené uhlovodíky, ale nižší než odpovídající alkoholy (netvoří vodíkové můstky) • nižší aldehydy i ketony jsou ve vodě rozpustné, rozpustnost klesá s rostoucí molekulovou hmotností [obr.1] Roztok fomaldehydu

9. FYZIKÁLNÍ VLASTNOSTI • nižší aldehydy pronikavě zapáchají, • vyšší aldehydy a některé ketony mají příjemnou vůni VANILIN

10. PŘÍPRAVA 1. oxidace → uhlovodíků a alkoholů aldehydy • přímá oxidace nebo dehydrogenace alkoholů primárních • omezené využití – aldehydy podléhají oxidaci na karboxylové kyseliny

11. PŘÍPRAVA 1. oxidace ketony • přímá oxidace alkoholů sekundárních (vzdušným kyslíkem, přítomnost katalyzátoru – Cu, Ag)

12. PŘÍPRAVA H2O 2. adice ………… na trojnou vazbu enol forma keto forma tautomery

13. STRUKTURA velmi reaktivní δ- polarizace δ+ nukleofilní činidlo se váže na uhlík elektrofilní činidlo se váže na kyslík

14. STRUKTURA nemá kyselý charakter δ- δ+ α vodík, kyselý charakter • karbonylová skupina ovlivňuje tzv. α vodíky • umožňuje jejich snadnější odštěpení →zvyšuje jejich kyselost

15. REAKCE aldehydy jsou reaktivnější než ketony: • stérické důvody • aldehydy jsou více polarizované stabilizace δ- δ- δ+ δ+ menší stabilizace vyšší reaktivita

16. REAKCE 1. nukleofilní adice na karbonylovou skupinu a) adice vody b) adice alkoholu – vznik poloacetalů a acetalů nukleofil: záporný náboj: OH-, CN- volný e- pár: H2O, R-OH, NH3, R-NH2, 3. oxidace 4. redukce 2. substituce na α uhlíku • aldolová kondenzace • jodoformová reakce

17. REAKCE 1. nukleofilní adice na karbonylovou skupinu - navázáním nukleofilního činidla na uhlík karbonyl. skupiny δ- Nu δ+ nukleofil: záporný náboj: OH-, CN- volný e- pár: H2O, R-OH, NH3, R-NH2,

18. REAKCE 1. nukleofilní adice na karbonylovou skupinu a) adice vody H2O → H+ + OH- - katalýza bází i kyselinou H H+ OH OH + H2O dioly

19. REAKCE 1. nukleofilní adice na karbonylovou skupinu b) adice alkoholu – vznik poloacetalů a acetalů Poloacetaly a acetaly vznikají přireakci karbonylové sloučeniny s alkoholem. V nadbytku alkoholu v kyselém prostředí vzniká acetal:

21. REAKCE 1. nukleofilní adice na karbonylovou skupinu a) adice vody b) adice alkoholu – vznik poloacetalů a acetalů nukleofil: záporný náboj: OH-, CN- volný e- pár: H2O, R-OH, NH3, R-NH2, 3. oxidace 4. redukce 2. substituce na α uhlíku • aldolová kondenzace • jodoformová reakce

22. REAKCE 2. substituce na α uhlíku • aldolová kondenzace vznik vazby C – C mezi α-uhlíkem jedné a karbonylovým uhlíkem druhé molekuly aldehydu

23. REAKCE 2. substituce na α uhlíku • aldolová kondenzace doplňte produkt reakce a pojmenujte reaktanty butanal

24. REAKCE 2. substituce na α uhlíku • jodoformová reakce

25. REAKCE 2. substituce na α uhlíku • jodoformová reakce CH3CH2OH  CH3CHO CH3CHO + I2 + NaOH  CHI3+ HCOONa HCHO/CH3OH + I2+NaOH nevzniká nic

26. REAKCE 1. nukleofilní adice na karbonylovou skupinu a) adice vody b) adice alkoholu – vznik poloacetalů a acetalů nukleofil: záporný náboj: OH-, CN- volný e- pár: H2O, R-OH, NH3, R-NH2, 3. oxidace 4. redukce 2. substituce na α uhlíku • aldolová kondenzace • jodoformová reakce

27. REAKCE 3. oxidace aldehydy • snadná oxidace • vznikají karboxylové kyseliny

28. REAKCE 3. oxidace ketony • jen pomocí silných oxidačních činidel • rozpad molekuly

29. REAKCE 4. redukce aldehydy • vznikají primární alkoholy ketony • vznikají sekundární alkoholy

30. DŮKAZOVÉ REAKCE princip: oxidace aldehydu, redukce činidla – barevná změna Fehlingova zkouška modré zbarvení oranžové zbarvení Tollensova zkouška bezbarvý roztok kovové stříbro na stěnách zkumavky

31. DŮKAZOVÉ REAKCE Schiffova reakce • tato reakce využívá reakce karbonylové skupiny se Schiffovým činidem - roztok červeného barviva fuchsinuje odbarven hydrogensiřičitanem nebo oxidem siřičitým • Schiffovo činidlo se s aldehydem barví opět do fialova

32. ZÁSTUPCI

33. VÝSKYT • hojně v přírodě • složky chuťových látek a vonných silic • řada metabolicky významná

34. mařinka vonná KUMARIN tonkové boby VANILIN vanilovník plocholistý

35. Amygdalin BENZALDEHYD

36. vitamín A – retinal - retinaldehyd Rakytník řešetlákový 3,7-dimethyl-9-(2,6,6-trimethylcyklohexen-1-yl) nona-2,4,6,8-tetraenal

37. Methanal formaldehyd HCHO Je bezbarvý plyn, ostrého zápachu. Je toxický, žíravý a karcinogenní! V praxi se používá jeho 40% roztok – formalín Je jedním z metabolitů methanolu zodpovědným za jeho toxicitu.

38. Ethanal Ethanal (acetaldehyd), CH3–CHO, je bezbarvá, hořlavá kapalina štiplavého zápachu. Snadno polymerizuje na metaldehyd. Ten lze použít jako tuhý podpalovač (suchý líh) do lihových turistických vařičů.

39. Propanon Propanon (aceton), CH3–CO–CH3, je vysoce hořlavá a dráždivá látka. Je výborným ředidlem barev rozpouštědlem některých lepidel. Produkty reakce acetonu s halogeny mají slzotvorné účinky.

40. Benzaldehyd Benzaldehyd , kapalina hořkomandlové vůně, špatně rozpustná ve vodě. V přírodě se vyskytuje v mandlích, peckách broskví nebo meruněk. Vyrábí se oxidací toluenu vzdušným kyslíkem. Používá se při výrobě léčiv a barviv.