Oxovegyületek

Oxovegyületek

Az oxovegyületeket két csoportra oszthatjuk aszerint, hogy a kettős kötésű oxigénatom – vagyis az OXOCSOPORT – láncvégi vagy láncközi szénatomhoz kapcsolódik-e. A láncvégi szénatomhoz kapcsolódó oxocsoportot tartalmazó vegyületek az ALDEHIDEK, a láncközi vagy gyűrűs szénatomhoz kapcsolódó oxocsoportot tartalmazók pedig a KETONOK.

Az aldehidekre a formilcsoport (aldehidcsoport) illetve a karbonilcsoport, a ketonokra a karbonilcsoport a jellemző, az oxocsoport pedig mindkettőre.

 

ALDEHIDEK

Funkciós csoport: FORMILCSOPORT (lásd előző ábra).

Elnevezés

• A szisztematikus elnevezés (szubsztitúciós nómenklatúra szabályai szerint) az alap szénhidrogénlánc neve + -al végződés {a formilcsoportokat alkotó szénatomok beleértendők a főláncba} (metanal, etanal, propanal stb.).
• Triviális név: formaldehid, acetaldehid, fahéjaldehid, glicerinaldehid, glioxál…
• Többértékű aldehidek esetén az aldehidcsoport számát a névben jelölni kell (bután-dial).
• Ciklusos aldehidek vagy nyílt láncú polialdehidek elnevezésénél a -karbaldehid utótagot használjuk. Ilyenkor a formilcsoportban szereplő szénatomokat NEM értjük bele a főláncba vagy a gyűrűs szénhidrogénbe (ciklohexán-karbaldehid; 1,3,5-pentántrikarbaldehid)!
• Ha a vegyületben másik, a felsorolásban előnyt élvező csoport van, a formilcsoportot a névben formil-előtaggal jelöljük (3-formil-benzoesav)

 

Homológsor: létezik. A telített, egyértékű aldehidek homológsorának összegképlete (nyílt lánc esetében):C_nH_2nO illetve CxH_2x+1-COH

Fizikai tulajdonságok

• Hidrogénkötés kialakításában akceptor.
• A legkisebb vegyület standard halmazállapota gáz (formaldehid).
• Olvadás- és forráspontjuk azonos – nem túl nagy – szénatomszám esetén az étereknél és az észtereknél magasabb -> lévén erősebben dipólusosak, de nem éri el az alkoholok, fenolok, karbonsavakét (ezek hidrogénkötései erősebbek).
• Vízoldékonyság a kisebb molekulák esetén jó (H-kötés létesítése!), de nem korlátlan (korlátlanul oldódik vízben a formaldehid és az acetaldehid). A szénatomszám növekedel nő az apoláros láncrészlet hossza, és ezért egyre rosszabbul oldódnak vízben.
• A kis molekulájú aldehidek szúrós szagúak.

 

Előállítási módszerek

Primer alkoholokból: 

(Ha nem desztillál át, karbonsavvá alakul.)

 

Karbonsav-kloriddal: 

 

Kémiai tulajdonságok

• Jellemző rájuk a nukleofil addíció (nukleofil reagens: elektrongazdag; kötetlen e-, esetleg ? töltésű)
• Sav-bázis jelleg: vizes oldatának kémhatása semleges.
• Oxidáció: karbonsavvá történik.
• Redukció: az esetek többségében – bár nem kizárólag – a karbonilcsoporton végbemenő addíció! Katalitikus hidrogénezéssel redukálhatók (Pt-katalizátor jelenlétében), ami H addícióját eredményezi a karbonilcsoportra, és a reakció során primer alkohol keletkezik.
• Oxo-enol tautoméria (ls. előző fejezet).
• Biológiailag fontos reakció az ezüsttükör próba
  

 

 

 

 

Fontosabb aldehidek:

• Formaldehid (metanal)
• Acetaldehid (etanal)
• Akrolein (propénal) [Köztitermék az akrilsav propilénből kiinduló előállításánál] CH₂=CH-CHO
• Citrál (izoprénvázas „terpénaldehid”)
• Retinal
• Glioxál (1,2-etándial) [Felhasználják műanyagok szintéziséhez] OHC-CHO
• Glicerinaldehid (biológiai funkció!) OHC-CHOH-CH₂OH

 

KETONOK

Funkciós csoport: KARBONILCSOPORT

Elnevezés

• A szubsztitúciós nómenklatúra szabályai szerint a ketonokat az -on illetve -keton utótag vagy az oxo- előtag beillesztésével nevezzük el az alapszénhidrogén nevéből kiindulva. 3-CO-CH₃ -> propanon v. dimetil-keton

  3-CO-CH₂-CH₃ -> 2-butanon v. etil-metil-keton

  2=CH-CH₂-CO-CH₃ -> 4-pentén-2-on v. allil-metil-keton

• A legegyszerűbb ketonnak, a propanonnak triviális neve is van: ACETON.
• A ciklikus ketonok elnevezésénél a ciklo- előtag alkalmazandó; illetve ha a molekulában elsőbbséget élvező csoport van (például karboxilcsoport), az oxo- előtag használandó:

Homológsor: létezik. A telített, egyértékű ketonok homológsorának összegképlete (nyílt lánc esetében): C_nH_2nO (n>3)

Fizikai tulajdonságok

• Hidrogénkötés kialakításában akceptor.
• A legkisebb vegyület standard halmazállapota folyadék (C₃ miatt).
• Olvadás- és forráspontjuk azonos – nem túl nagy – szénatomszám esetén az étereknél és az észtereknél magasabb  lévén erősebben dipólusosak. Nagy szénatomszám esetén a funkciós csoport hatása már elenyésző, ezért a nagy szénatomszámú vegyületek olvadáspontja jelentősen nem különbözik az azonos C-atomszámú szénhidrogénekétől.
• Vízoldékonyság a kisebb molekulák esetén: az aceton korlátlanul, a 4-szénatomos már erősen korlátozottan oldódik.
• A kis molekulájú vegyületek jellegzetes, édeskés szagúak.