Cetona

Grupo cetona

A cetona (pronunciado como tecla de som) é ou o grupo funcional caracteriza-se por uma grupo carbonilo (C = O), ligado a dois outros carbono átomos ou um composto químico que contém este grupo funcional. Uma cetona pode ser geralmente representado pela fórmula:

R ₁ ( C O ) _R2.

Um carbono do carbonilo ligado a dois átomos de carbono distingue cetonas de ácidos carboxílicos , aldeídos, ésteres, amidos e outros oxigênio compostos -containing. A ligação dupla do grupo carbonila distingue cetonas de álcoois e éteres . A cetona mais simples é acetona (denominado sistematicamente 2-propanona).

O átomo de carbono adjacente a um grupo carbonilo é o chamado α-carbono. Hidrogênios ligados a esse carbono são chamados de α-hidrogênios. Na presença de um catalisador ácido, a cetona é sujeita a chamada tautomerismo ceto-enol. A reacção com um base forte dá o correspondente enolato. A dicetona é um composto contendo dois grupos cetona.

Nomenclatura

Acetona , a cetona simples

Em geral, as cetonas são nomeados utilizando nomenclatura IUPAC , alterando o sufixo -e do pai alcano para -ona. Para cetonas comuns, alguns nomes tradicionais, tais como acetona e benzofenona predominam, e estes são considerados retidos nomes IUPAC, embora alguns textos introdutórios química usar nomes como propanona.

Oxo é formal Nomenclatura IUPAC para uma cetona grupo funcional. No entanto, outros prefixos também são usados por vários livros e revistas. Para alguns produtos químicos comuns (principalmente em bioquímica), ceto ou oxo é o termo utilizado para descrever a cetona (também conhecido como alcanona) grupo funcional. Oxo também se refere a um átomo de oxigénio único coordenado com um metal de transição (um oxo de metal).

Propriedades físicas

Um grupo carbonilo está polar. Isso faz com que as cetonas compostos polares. Os grupos carbonila interagem com a água por ligação de hidrogénio, e cetonas são solúveis em água. É um aceitador de hidrogénio-bond, mas não um doador de hidrogênio-ligação, e não pode hidrogênio-bond para si. Isso faz com que as cetonas mais volátil do que os álcoois e ácidos carboxílicos similares de peso molecular .

Acidez

O α-hidrogénio de uma cetona é muito mais ácido ( pKa ≈ 20) do que o hidrogénio de um alcano normal (pKa ≈ 50). Isto é devido à estabilização da ressonância ião enolato que é formado por meio de dissociação. A acidez relativa do α-hidrogénio é importante nas reacções de enolização de cetonas e outros compostos de carbonilo.

Propriedades espectroscópicas

Espectroscopia é um importante meio para a identificação de cetonas. Cetonas e aldeídos irá exibir um pico significativo na espectroscopia no infravermelho, em torno de 1700 cm ^-1 (ligeiramente superior ou inferior, dependendo do ambiente químico)

Síntese

Existem vários métodos para a preparação de cetonas no laboratório:

• As cetonas podem ser criados pela oxidação de secundárias álcoois . O processo requer uma forte agente de oxidação tal como permanganato de potássio , dicromato de potássio ou outros agentes contendo Cr (VI) . O álcool é oxidado por meio de aquecimento sob refluxo em solução acidificada. Por exemplo propan-2-ol é oxidado para acetona :

H ₃ C-CH (OH) CH ₃ H ₃ C →-CO-CH ₃

Dois átomos de hidrogénio são removidos, deixando um único átomo de oxigénio de dupla ligado a um átomo de carbono.

• As cetonas são também preparadas Hidrólise haleto Gem.
• Alcinos pode ser transformado em enóis através de hidratação na presença de um ácido e HgS04, e subsequente tautomerização enol-ceto dá uma cetona. Esta sempre produz uma cetona, mesmo com um alcino terminal, e Sia2BH é necessário para obter um aldeído de um alcino
• Cetonas aromáticas podem ser preparadas na Reacção Friedel-Crafts e o Rearranjo de Fries.
• No Kornblum-Delamare cetonas rearranjo são preparados a partir de peróxidos e de base
• No Ruzicka ciclização, cetonas cíclicas são preparados a partir de ácidos dicarboxílicos.
• No Reacção de Nef, cetonas forma por hidrólise de sais de compostos nitro secundárias
• No Fukuyama acoplamento, cetonas forma de um tioéster e um composto de organozinco

Reações

Cetonas se envolver em muitos reações orgânicas:

• Adição nucleofílica. A reacção de uma cetona com um dá um nucleófilo tetraédrico composto de adição de carbonilo.
  • a reacção com o anião de um terminal dá um alcino hydroxyalkyne
  • a reacção com amoníaco ou uma amina primária proporciona uma imina + água
  • a reacção com amina secundária dá uma enamina + água
  • a reacção com um Um reagente de Grignard dá alcóxido de magnésio e após processamento aquoso um álcool terciário
  • a reacção com um reagente de organolítio também dá um álcool terciário
  • a reacção com um álcool , um ácido ou dá uma base de hemicetal + água e posterior reacção com um álcool dá o água ketal +. Isto é um reacção de protecção de carbonilo.
  • reacção de Rcor 'com resultados de amida de sódio em clivagem com formação da amida e a RCONH2 R'H alcano, de uma reacção denominada a reacção Haller-Bauer (1909)
• Adição electrofílica, reacção com um electrófilo dá um catião estabilizado por ressonância.
• a reacção com iletos de fosfónio na Reacção de Wittig dá alcenos
• reacção com água dá geminal dióis
• reacção com tióis dá um tioacetal
• reacção com hidrazina ou derivados de hidrazina dá hidrazonas
• reacção com um um hidreto de metal dá sal de alcóxido de metal e, em seguida, com água de um álcool
• reacção de um enólico com halogéneos para α- halocetona
• uma reacção num α-carbono é a reacção de uma cetona com água pesada para dar um deuterado cetona-d.
• fragmentação em fotoquímica Reação Norrish
• reacção com base de halogénios e de metil-cetonas do Reação halogénica
• reacção de 1,4-oxazoles a aminodiketones por desidratação na Síntese de Robinson-Gabriel
• reacção de aril-alquilo cetonas com enxofre e uma amina para amidas na Reação Willgerodt

Bioquímica

Acetona , e acetoacetato beta-hidroxibutirato são cetonas (ou corpos cetónicos) gerados a partir de hidratos de carbono , ácidos gordos e aminoácidos em seres humanos e a maioria dos vertebrados . As cetonas são elevados no sangue , após jejum, incluindo uma noite de sono, e no sangue e ambos na urina inanição, hipoglicemia devido a outras causas que hiperinsulinismo, vário erros inatos do metabolismo, e cetoacidose (geralmente devido a diabetes mellitus ). Embora cetoacidose é característica de descompensada ou não tratada diabetes tipo 1, cetose ou cetoacidose mesmo pode ocorrer em diabetes tipo 2 em algumas circunstâncias também. Acetoacetato e beta-hidroxibutirato é um combustível importante para muitos tecidos, especialmente durante o jejum e fome. O cérebro, em particular, depende fortemente de corpos cetónicos como um substrato para lípido de síntese e de energia durante os períodos de reduzida ingestão de alimentos. No NIH, Dr. Richard Veech refere-se a cetonas como "mágica" na sua capacidade para aumentar a eficiência metabólica, enquanto a diminuição da produção de radicais livres, os subprodutos nocivos do metabolismo normal. O seu trabalho mostrou que os corpos cetónicos podem tratar doenças neurológicas tais como a doença de Alzheimer e doença de Parkinson, e o coração eo cérebro operar 25% mais eficiente utilizando cetonas como uma fonte de energia.

Aplicações

As cetonas são muitas vezes utilizados em perfumes e Tintas para estabilizar os outros ingredientes de modo a que eles não se degradam mais rapidamente ao longo do tempo. Também é utilizada como solventes e intermediários na indústria química. Os exemplos de cetonas são acetona , acetofenona, e metil-etil-cetona.