• jsou to kyslíkaté deriváty obsahující karbonylovou skupinu
  • jsou řazeny mezi karbonylové sloučeniny
  • Aldehydy
    • karbonylová skupina je na kraji řetězce
    • obecný vzorec: $R-CHO$
  • Ketony
    • karbonylová sloučenina je vázána v řetěci
    • obecný vzorec: $R-CO-R$

Nomenklatura

Nomenklatura aldehydů

Substituční název

  • název uhlovodíkového řetězce (včetně uhlíku karbonylové skupiny) + suffix -al
    • např.:
      • $HCHO$ - methanal
      • $CH_2=CHCH_2CH_2CHO$ - pent-4-enal
  • u cyklických aldehydů, ve kterých je karbonylová skupina navázána přímo na cyklu se používá suffix -karbaldehyd
    • např.:
      - cyklohexankarbaldehyd

Triviální název

  • název podle latinského kořené pro kyselinu vzniklou oxidací příslušného aldehydu + suffix -aldehyd
  • např.:
    • $CH_3CHO$ - acetaldehyd
    • $HCHO$ - formaldehyd

Opisný název

  • substantivum aldehyd + český název kyseliny ve 2. pádu
  • např.:
    • $CH_3CH_2CHO$ - aldehyd kyseliny propionové
    • $CH_3CH_2CH_2CHO$ - aldehyd kyseliny máslové
      • cyklopentanon

Nomenklatura ketonů

Substituční název

  • název uhlovodíkového řetězce (včetně uhlíku karbonylové kyseliny) + suffix -on
  • např.:
    • $CH_3COCH_3$ - propanon
    • $CH_3COCH_2COCH_3$ - pentan-2,4-dion

Funkční název

  • název uhlovodíkových substituentů podle abecedy + suffix -keton
  • např.:
    • $CH_3COCH_3$ - dimethylketon
    • $CH_3COCH_2CH_2CH3$ - methyl(propyl)keton

Triviální název

  • název je triviální
  • např.:
    • $CH_3COCH_3$ - aceton
      • acetylbenzen

Příprava aldehydů a keronů

Oxidace alkoholů

  • aldehydy se vyrábí oxidací primárních alkoholů
  • ketony se vyrábí oxidací sekundárních alkoholů
  • probíhá za přitomnosti katalyzátoru
    • jemně rozptýlená měď nebo stříbro
  • využívá se při průmyslové výrobě

Adice vody na ethyn a jeho homology

  • adicí na ethyn vznikají aldehydy
    • meziproduktem je nestabilní alkohol, který se tautomericky přesmykuje
  • adicí na homology ethynu vznikají ketony

Hydroformylace alkenů

  • adice oxidu uhelného a vodíku
  • vzniká nestabilní cyklický meziprodukt, který se štěpí
  • vzniká směs izomerních aldehydů
    • převládá nerozvětvený izomer

Destilace vápenatých a barnatých solí karboxylových kyselin

  • vznikají symetrické ketony
  • využívá se při průmyslové výrobě acetonu

Oxidace arenů s postranním řetězcem

  • probíhá za přítomnosti standardních oxidačních činidel
  • je třeba dodržovat přísné reakční podmínky aby vznikaly aldehydy nebo ketony a oxidace nepokračovalo
  • karbonylová skupina vzniká na uhlíku přimo navázaném na aromatickém kruhu

Hydrolýza dihalogenderivátů

  • meziproduktem je nestabilní dihydroxyderivát
  • rozpadá se na aldehyd nebo keton

Fyzikální vlastnosti aldehydů a ketonů

  • jsou to většinou kapaliny nebo pevné látky
    • formaldehyd je jediný plyn
  • jsou to dobrá rozpouštědla
  • nižší aldehydy a ketony mají nepříjemný zápach
  • vyšší aldehydy a ketony mají příjemnou vůni

Chemické vlastnosti aldehydů a ketonů

  • karbonylová skupina obsahuje polární vazbu
    • vazba může být dál polarizována
    • $>C^{\delta^+}=O^{\delta^+}\leftrightharpoons{>C^+-O^-}$
  • jsou to proto velmi reaktivní látky
    • ketony jsou reaktivnější než aldehydy

Chemické reakce aldehydů a ketonů

  • může probíhat elektrofilní a nukleofilní adice

Adice alkoholu

  • probíhá v kyselém prostředí (stopové množství kyseliny chlorovodíkové)
  • vzniká hemiacetal nebo acetal
    • jsou stálé v alkalickém prostředí
    • využívájí se k ochraně aldehydové skupiny
  • průběh:
    1. protonace karbonylové skupiny
      • $R-HC=O+HCl\leftrightharpoons{R-HC^+-OH}$
    2. nukleofilní napadení vzniklého meziproduktu
      • $R-HC^+-OH+R'-OH\leftrightharpoons{R’HO^+-RHC-OH}$
    3. vznik hemiacetalu
      • $R’O-HRCOH$
    • hemiacetaly mají hydroxyskupinu schonpu protonace, proto může vzniknou acetal
  • reakce je významná pro cyklickou formu sacharidů

Hydrogenace

  • hydrogenací aldehydů vznikají primární alkoholy
    • $R-CHO+H_2\longrightarrow{R-CH_2OH}$
  • hydrogenací ketonů vznikají sekundární alkoholy

Oxidace

  • aldehydy snadno oxidují na karboxylové kyseliny
    • využívá se k důkazu aldehydů
      • Fehlingův roztok
        • obsahuje modré komplexní měďnaté anionty ($[Cu(NH_3)]^{2+}$)
        • aldehydy je redukují na červený nerozpustný oxid
        • vznikne taky sůl karboxylové kyseliny
        • ketony s ním nereagují
      • Tollensovo činidlo
        • obsahuje stříbrné ionty v nadbytku amoniaku
        • kationty kovu se redukují na stříbro
        • ketony s ním nereagují
      • Schiffovo činidlo
        • je to roztok barviva fuschinu odbarvený oxidem siřičitým
        • přítimnost aldehydu se projeví fialovým zbarvením
  • ketony se neoxidují bez rozpadu řetězce

Jodoformová reakce

  • používá se k důkazu skupiny $CH_3CO-$ v methylketonech a acetaldehydu
  • vzniká žlutá sraženina jodoformu
  • probíhá za přítomnosti alkalického hydroxidu

Zástupci

Methanal

  • $HCHO$, formaldehyd
  • je to štiplavý plyn
  • vyrábí se oxidací methanolu
  • jeho vodný roztok (formalin) se používá ke konzervaci biologických preparátů
  • slouží k výrobě plastů
    • polymerizací vzniká paraformaldehyd
    • polymerizací může vzniknout i cyklický trioxan
  • hoří nesvítívým plamenem

Ethanal

  • $CH_3CHO$, acetaldehyd
  • je to velmi těkavá kapalina se štiplavým zápachem
  • vyrabí se oxidací ethanolu
  • jeho polymer je pevný líh
    • trimer - paraldehyd
    • tetramer - metaldehyd
  • je to biologicky významná látka
    • je meziproduktem při alkoholovém kvašení

Trichlorethanal

  • $CCl_3CHO$, trichloracetaldehyd, chloral
  • je to bezbarvá kapalina
  • s vodou tvoří pevný chlorhydrát
    • kdysi se používal jako hypnotikum

Benzaldehyd

  • $C_6H_5CHO$
  • v přírodě se vyskytuje vázaný v rostlinách
  • vyrábí se oxidací toluenu

Glyceraldehyd

  • $CH_2(OH)-CH(OH)-CHO$, 2,3-dihydroxypropanal
  • je důležitým meziproduktem metabolismu sacharidů
  • snadno se izomeruje na dihydroxyaceton
  • jeho oxidací vzniká glycerová kyselina

Akrolein

  • $CH_2=CHCHO$, propenal
  • vzniká dehydratací glycerolu
  • je přičinou zápachu přepálených tuků

Aceton

  • $CH_3COCH_3$, propanon, dimethylketon
  • je důležitým organickým rozpouštědlem
  • při některých chorobách se hromadí v krvi
    • cítíme ho z vydechovaného vzduchu
  • je toxický
  • bromaceton je slzný plyn

Cyklohexanon

  • je to olejovitá kapalina vonící po mátě peprné
  • užívá se pro výrobu polyamidových vláken na vonící po mátě peprné
  • užívá se pro výrobu polyamidových vláken