Cétone

groupe cétone

Une cétone (prononcé comme tonalité) est soit le groupe fonctionnel caractérisé par un un groupe carbonyle (C = O) lié à deux autres carbone atomes ou un composé chimique qui contient ce groupe fonctionnel. Une cétone peut être généralement représenté par la formule:

R ₁ ( C O ) R _2.

Une carbone du carbonyle lié à deux atomes de carbone de cétones distingue les acides carboxyliques , les aldéhydes, des esters, amides, et autres oxygène composés -containing. La double liaison du groupe carbonyle de cétones distingue les alcools et les éthers . La cétone simple est l'acétone (systématiquement nommé 2-propanone).

L'atome de carbone adjacent à un groupe carbonyle est appelé α-carbone. Hydrogènes attachés à ce carbone sont appelés α-hydrogènes. En présence d'un catalyseur acide de la cétone est soumis à une dite tautomérie céto-énolique. La réaction avec un base forte donne le correspondant énolate. Un dicétone est un composé contenant deux groupes cétone.

Nomenclature

L'acétone , la cétone simple

En général, les cétones sont nommés en utilisant la nomenclature IUPAC en changeant le suffixe -e du parent alcane à -one. Pour cétones communes, certains noms traditionnels tels que l'acétone et benzophénone prédominent, et celles-ci sont considérées comme conservé noms IUPAC, bien que certains textes de chimie introduction utilisent des noms tels que propanone.

Oxo est le formel Nomenclature IUPAC pour une cétone groupe fonctionnel. Cependant, d'autres préfixes sont également utilisés par divers livres et revues. Pour certains produits chimiques courants (principalement en biochimie), céto ou oxo est le terme utilisé pour décrire la cétone (également connu sous le nom alcanone) groupe fonctionnel. Oxo se réfère également à un seul atome d'oxygène coordonné à un métal de transition (a oxo métallique).

Propriétés physiques

A est un groupe carbonyle polaire. Cela rend les cétones composés polaires. Les groupes carbonyle interagissent avec de l'eau par une liaison hydrogène, et les cétones sont solubles dans l'eau. Ce est un accepteur de liaison hydrogène, mais pas un donneur de liaison hydrogène, et ne peut pas de liaison hydrogène à lui-même. Cela rend cétones plus volatils que les alcools et acides carboxyliques de même poids moléculaire .

Acidité

L'α-hydrogène d'une cétone est beaucoup plus acide ( pKa ≈ 20) que l'hydrogène d'un alcane régulière (pKa ≈ 50). Cela est dû à la stabilisation de résonance du ion énolate formé par dissociation. L'acidité relative de l'α-hydrogène est important dans les réactions d'énolisation de cétones et d'autres composés carbonylés.

propriétés spectroscopiques

Spectroscopie est un moyen important pour identifier les cétones. Cétones et des aldéhydes afficheront un pic important dans spectroscopie infrarouge, autour de 1700 cm ^-1 (légèrement supérieure ou inférieure, en fonction de l'environnement chimique)

Synthèse

Plusieurs procédés existent pour la préparation de cétones en laboratoire:

• Les cétones peuvent être créés par oxydation du secondaire alcools . Ce procédé nécessite une forte agent oxydant tel que le permanganate de potassium , le dichromate de potassium ou d'autres agents contenant Cr (VI) . L'alcool est oxydé par chauffage sous reflux dans une solution acidifiée. Par exemple propan-2-ol est oxydé à l'acétone :

H ₃ C-CH (OH) -CH ₃ → H ₃ C-CO-CH ₃

Deux atomes d'hydrogène sont retirés, laissant un seul atome d'oxygène doublement lié à un atome de carbone.

• Les cétones sont également préparés par Gem halogénures hydrolyse.
• Alcynes peuvent être transformés en énols au moyen d'hydratation en présence d'un acide et HgS04, et après énol-céto tautomérisation donne une cétone. Ce produit toujours une cétone, même avec un alcyne terminal, et Sia2BH est nécessaire pour obtenir un aldéhyde à partir d'un alcyne
• Des cétones aromatiques peuvent être préparées sous la Réaction de Friedel-Crafts et de la Réarrangement de Fries.
• Dans le Kornblum-Delamare cétones de réarrangement sont préparés à partir des peroxydes et de la base
• Dans le Ruzicka cyclisation, des cétones cycliques sont préparés à partir d'acides dicarboxyliques.
• Dans le Réaction de Nef, des cétones forme par hydrolyse de sels de composés nitrés secondaires
• Dans le Couplage Fukuyama, cétones forme d'un thioester et un composé organozincique

Réactions

Cétones engagent dans de nombreux réactions organiques:

• Addition nucléophile. La réaction d'une cétone avec un donne un nucléophile tétraédrique composé d'addition de carbonyle.
  • la réaction avec l' anion d'un terminal donne un alcyne hydroxyalkyne
  • la réaction avec l'ammoniac ou une amine primaire donne un imine + eau
  • la réaction avec amine secondaire donne une énamine + eau
  • la réaction avec un Donne un réactif de Grignard alcoolate de magnésium et après un traitement aqueux d'alcool tertiaire
  • la réaction avec un organolithien donne également un alcool tertiaire
  • la réaction avec un alcool , un acide ou de base donne une hémicétal + eau et la réaction ultérieure avec un alcool donne le l'eau cétal +. C'est un carbonyl-protecteur réaction.
  • réaction de RCOR 'avec résultats d'amidure de sodium dans le clivage avec formation de l'amide et le RCONH2 R'H alcane, une réaction appelée réaction Haller-Bauer (1909)
• Addition électrophile, réaction avec un électrophile donne un cation stabilisé par résonance.
• la réaction avec les ylures de phosphonium dans le Réaction de Wittig donne les alcènes
• réaction avec l'eau donne géminal diols
• réaction avec donne une thiols thioacétal
• réaction avec hydrazine ou dérivés d'hydrazine donne hydrazones
• réaction avec un hydrure métallique donne une sel alcoolate métallique avec de l'eau et ensuite un alcool
• réaction d'un énol avec des halogènes à α- halocétone
• à une réaction d'un α-carbone est la réaction d'une cétone avec eau lourde pour donner un deutéré cétone-d.
• fragmentation photochimique Réaction Norrish
• réaction avec des halogènes et de la base de cétones méthyliques de la Réaction haloforme
• réaction du 1,4-aminodiketones à oxazoles par déshydratation dans la Synthèse Robinson-Gabriel
• réaction d'alkyl aryl cétones avec du soufre et d'une amine en amides dans le Réaction Willgerodt

Biochimie

L'acétone , acétoacétate et bêta-hydroxybutyrate sont des cétones (ou corps cétoniques) générés à partir des hydrates de carbone , acides gras et acides aminés chez l'homme et la plupart des vertébrés . Cétones sont élevés dans le sang après un jeûne y compris une nuit de sommeil, et dans le sang et dans l'urine la famine, hypoglycémie due à des causes autres que hyperinsulinisme, divers erreurs innées du métabolisme, et acidocétose (généralement due à un diabète sucré ). Bien que l'acidocétose est caractéristique de décompensée ou non traitées le diabète de type 1, la cétose ou même acidocétose peut se produire dans le diabète de type 2 dans certaines circonstances ainsi. Acétoacétate et bêta-hydroxybutyrate sont un combustible important pour de nombreux tissus, en particulier pendant le jeûne et la famine. Le cerveau, en particulier, se appuie fortement sur les corps cétoniques comme substrat pour lipidique synthèse et de l'énergie pendant les périodes de consommation alimentaire réduite. Au NIH, le Dr Richard Veech se réfère à des cétones comme «magique» dans leur capacité à accroître l'efficacité métabolique, tout en diminuant la production de radicaux libres, les sous-produits nocifs du métabolisme normal. Son travail a montré que les corps cétoniques peuvent traiter des maladies neurologiques comme la maladie d'Alzheimer et la maladie de Parkinson, et le cœur et le cerveau fonctionne 25% plus efficace en utilisant les cétones comme source d'énergie.

Applications

Les cétones sont souvent utilisés dans parfums et les peintures pour stabiliser les autres ingrédients afin qu'ils ne se dégradent pas aussi rapidement avec le temps. D'autres utilisations sont comme solvants et intermédiaires dans l'industrie chimique. Des exemples de cétones sont l'acétone , l'acétophénone, et cétone d'éthyle de méthyle.