Aldehüüdid ja ketoonid (0)

Aldehüüdid ja ketoonid



Aldehüüdid  ja ketoonid
Toiduainete tehnoloogia 1. kursus


Sissejuhatus • Karbonüülühendid ehk oksoühendid
• Sisaldavad funktsionaalse rühmana  oksorühma ehk karbonüülrühma C=O • Jaotuvad kaheks: • Aldehüüdid - aldehüüdrühm -CHO ahela otsas
• Ketoonid - karbonüülrühm -CO- ahela keskel Ketoon Aldehüüd


Aldehüüdide nomenklatuur • Oksoühendite nimetused moodustatakse süsivesinike  nimetustest koos liitega „-aal“ aldehüüdide puhul


Ketoonide nomenklatuur • 1) Süsinikuahela alusel alkaani nimi + karbonüülrühma C asukoha  number + oon või asukoha number + alkaani nimi -oon lõpuga
(Numbreid loed ahela otsast, millele funktsionaalrühm lähemal 
on)
Nt: butaan-2-00n ehk 2-butanoon CH3-CO-CH2-CH3 • 2) Mõlemalt poolt funktsionaalrühma radikaali nimetus + ketoon Nt:  etüülpropüülketoon CH3-CH2-CO-CH2-CH2-CH3 • Lubatud ka triviaalnimetused üldtuntud ainetele: atsetoon,  akroleiin, diatsetüül jt.


Saamismeetod • Primaarsete alkoholide oksüdeerimisel tekivad aldehüüdid,  sekundaarsete alkoholide oksüdeerimisel ketoonid • Oksüdeerumine toimub kergesti, kuid moodustuv  oksoühend (eriti aldehüüd) tuleb kiiresti 
reaktsioonikeskkonnast eemaldada, kuna tegemist on 
võrdlemisi aktiivsete ühenditega, mis võivad anda 
sekundaarseid reaktsiooniprodukte (näiteks aldehüüdid 
oksüdeeruvad edasi karboksüülhapeteks).  • Aldehüüdid ja ketoonid tekivad ka alkoholide katalüütilisel  dehüdrogeenimisel kõrgendatud temperatuuril: 


Aldehüüdide saamine • alkoholide katalüüti-lisel oksüdatsioonil: C2H5OH+0,5O2-> CH3CHO+ H2O • karboksüülhapete redutseerumisel:  HCOOH+H2 -> HCHO+H2O


Ketoonide saamine • Peamine viis on sekundaarsete alkoholide  oksüdeerimine • Vesinik eemaldub süsiniku ja alkoholi  funktsionaalrühma juurest • Koos lisatud hapniku aatomiga moodustub vee  molekul • Tekib ketoon + vesi • Saab ka kõrgel temperatuuril alkoholide  katalüütilisel hüdrogeenimisel • Tekib ketoon ja H2 Tüüpiliselt kasutatakse oksüdandina 
kaaliumpermanganaati KMnO4


Füüsikalised omadused • Erinevalt alkoholidest puuduvad aldehüüdide ja  ketoonide molekulides liikuvad vesinikuaatomid, 
mistõttu molekulid pole assotsieerunud. Seepärast on 
keemistemperatuurid madalamad kui vastavatel 
alkoholidel


Aldehüüdide füüsikalised  omadused • Keevad veidi madalamal temperatuuril kui ketoonid.  • Keemistemperatuuri vähenemist põhjustab ka  süsinikuahela hargnemine.  • Lihtsamad ühendid nagu metanaal, etanaal, 2- propanoon lahustuvad hästi vees • Madalamatel aldehüüdidel on terav lõhn,  aldehüüdidel C3—C5 ebameeldiv lõhn.  • Kõrgemad aldehüüdid lahustuvad enamikus tavalistes  orgaanilistes lahustites (alkoholid, etüüleeter jt). • Kõrgematel aldehüüdidel on meeldiv lõhn ja neid  kasutatakse parfümeerias.  


Aldehüüdide keemilised omadused • Aldehüüdid võivad nii oksüdeeruda kui ka  redutseeruda : 1.  aldehüüdide oksüdeerumine karboksüülhappeks: HCHO + Ag 2O -> HCOOH+ 2Ag  2. aldehüüdide redutseerumine alkoholiks: HCHO+H 2  -> CH 3OH 3.  aldehüüdide reag. alkoholidega. Tekivad poolatsetaalid, alkoholi liia korral atsetaalid.
HCHO+C 2H5OH -> HCH(OH)OC2H5                      (poolatsetaal: etoksümetanool)
HCH(OH)OC 2H5 + C2H5OH -> H2C(OC2H5)2                      (atsetaal (dieeter): dietoksümetaan)


Ketoonide omadused • Kõrge keemiline aktiivsus, võimelised mitmeid reaktsioone  tegema • Vajavad oksüdeerumiseks tugevat oksüdanti, mis suudaks  C-C ahelat lõhkuda (nt KMnO4) • Sulamistemperatuur ca -90°C • Keemistemperatuur kõrgem kui sarnase massiga  alkaanidel ja eetritel, madalam kui alkoholidel • Lihtsamad ühendid lahustuvad vees • Keerulisemad ühendid lahustuvad tavalistes orgaanilistes  lahustites, nt alkoholid


Aldehüüdide reaktsioonid • Liitumisreaktsioonid - karbonüülse kaksiksideme kaudu, mis  polaarsete reagentide toimel läheb kergesti üle 
üksiksidemeks. • Asendusreaktsioonid - asendub karbonüülrühma  hapnikuaatom • Oksüdeerumisreaktsioonid - oksüdeeruvad kergesti  karboksüülhapeteks. Nad võivad oksüdeeruda isegi 
õhuhapniku toimel 2RCHO + O2 → 2RCOOH. 


Ketoonide reaktsioonid • Liitumisreaktsioonid - karbonüülne kaksikside muutub  üksiksidemeks • Asendusreaktsioonid - karbonüülrühma hapniku aatom asendub  või karbonüülrühma kõrval olev süsinik vahetab ühe vesiniku 
aatomi (halogeenimine) • Oksüdeerumisreaktsioonid - tugeva oksüdandi mõjul  oksüdeeruvad karboksüülhapeteks • NB! Tekivad kas mitu hapet või hape ning vähemate süsiniku  aatomitega ketoon


Näide liitumisreaktsioonist


Näide asendusreaktsioonist Tekib 1-kloro-2-propanoon ehk kloroatsetoon


Näide oksüdeerumisreaktsioonist tsüklopentanooni oksüdeerimisel tekib pentanoondihape


Tähtsamad aldehüüdid • Metanaal e. formaldehüüd  –  mürgine  gaas, vesilahus  on desinfitseerimisvahend. •  Etanaal e. atseetaldehüüd – toatemperatuuril keev  mürgine vedelik.  • Bensaldehüüd – mandlilõhnaline vedelik. Kasutatakse  maitse  ja lõhnaainena. ·  • Propenaal – kergesti lenduv vedelik. Tugev lakrimaator  (ärritab nina ja silmi  ning kutsub esile rohket pisarate 
voolu). Tekib näiteks rasva kõrvetamisel. 


Tähtsamad ketoonid • Atsetoon ehk 2-propanoon CH3COCH3 • Kasutatakse plastide tootmisel, lahustina,  lahustub ise kergesti,  lendub kergesti • Saadakse etaanhappe lagundamisel • Diatsetüül ehk 2,3-butaandioon CH3(CO)2CH3 • Koorevõi lõhnaga, rohekaskollane vedelik, leidub vähesel määral  paljudes toiduainetes ja alkohoolsetes jookides, käärimise 
kõrvalsaadus • Tsükloheksanoon C6H10O • Nailoni tegemise protsessis kasutusel, ravimitööstuses  spetsiifiliste ravimite tegemiseks kasutusel • Bensofenoon C13H10O • Fotograafia tööstuses kasutusel, kaitseb UV-kiirguse eest


Kasutatud materjalid http://dspace.ut.ee/bitstream/handle/10062/16255/Orgaaniline_keemia.pdf?fbclid=IwAR3bJnA6iD1g8VGV62 KKMfOD3l_gDZ9BkVSQJoNTTom5HqNUi0587Y4zzK4
http://toidukeemia.weebly.com/uploads/9/4/6/7/9467718/9_karbonlhendid.pdf
http://chemistry.elmhurst.edu/vchembook/702synketone.html
http://www.tlu.ee/~kertm/G%FCmnaasiumi%20%F5ppematerjalid/ORGAANILINE%20KEEMIA.pdf
https://en.wikipedia.org/wiki/Ketone
https://chem.libretexts.org/Bookshelves/Organic_Chemistry/Organic_Chemistry_(McMurry)/19%3A_Aldehyde s_and_Ketones-_Nucleophilic_Addition_Reactions/19.03%3A_Oxidation_of_Aldehydes_and_Ketones
https://www.masterorganicchemistry.com/2017/08/18/the-simple-two-step-pattern-for-seven-key-reactions-o f-aldehydes-and-ketones/
https://chem.libretexts.org/Bookshelves/Organic_Chemistry/Book%3A_Basic_Principles_of_Organic_Chemistr y_(Roberts_and_Caserio)/17%3A_Carbonyl_Compounds_II-_Enols_and_Enolate_Anions._Unsaturated_and_Pol ycarbonyl_Compounds/17.03%3A_Halogenation_of_Aldehydes_and_Ketones
https://en.wikipedia.org/wiki/Diacetyl
https://en.wikipedia.org/wiki/Cyclohexanone


Aldehüüdide ja ketoonide omaduste  võrdlemine • Nii aldehüüdid kui ketoonid võivad liita vesinikku, vesiniktsüaniidhapet,  magneesiumorgaanilisi ühendeid, naatriumvesiniksulfitit. • Ketoonidest reageerivad naatriumvesiniksulfitiga ainult need ühendid, mille  karboksüülrühmaga on vahetult seotud metüülrühm või kaks 
metüleenrühma.  • Hüdroksüülamiini ja fenüülhüdrasiiniga moodustavad aldehüüdid ja ketoonid  oksiime ja fenüülhüdrasoone; fosforpentakloriidi toimel asendub 
hapnikuaatom aldehüüdide ja ketoonide molekulides kahe kloori aatomiga.  • Aldehüüdide toimel värvub SO2 abil valastatud fuksiini lahus siniseks.  Ketoonid seda reaktsiooni ei anna.  • Ketoonid ei kondenseeru kergetes tingimustes leeliste manulusel, ei  moodusta alkoholidega atsetaale.  • Ketoonid oksüdeeruvad tunduvalt raskemini kui aldehüüdid, kusjuures  oksüdeerumisega kaasneb molekuli lõhustumine. 


Aitäh kuulamast!

Document Outline

• Slide 1
• Sissejuhatus
• Aldehüüdide nomenklatuur
• Ketoonide nomenklatuur
• Saamismeetod
• Aldehüüdide saamine
• Ketoonide saamine
• Füüsikalised omadused
• Aldehüüdide füüsikalised omadused
• Aldehüüdide keemilised omadused
• Ketoonide omadused
• Aldehüüdide reaktsioonid
• Ketoonide reaktsioonid
• Näide liitumisreaktsioonist
• Näide asendusreaktsioonist
• Näide oksüdeerumisreaktsioonist
• Tähtsamad aldehüüdid
• Tähtsamad ketoonid
• Kasutatud materjalid
• Aldehüüdide ja ketoonide omaduste võrdlemine
• Aitäh kuulamast!