20. Karbonylové sloučeniny – aldehydy, ketony B)

1. Redoxní reakce
• Oxidace aldehydů: produkty oxidace aldehydů jsou odpovídající karboxylové kyseliny. Např.:
• Oxidace ketonů: oxidace ketonů obvykle vede ke dvěma karboxylovým kyselinám; uhlíkatý skelet se štěpí v místě karbonylové skupiny. Příklady:


• Oxidace ketonů peroxokyselinami: pokud jsou ketony oxidovány peroxokyselinami, vznikají estery, příp. laktony. Příklady:

• Redukce aldehydů a ketonů: redukce aldehydů a ketonů poskytne primárně příslušné primární nebo sekundární alkoholy. Příklady:

2. Acidobasické reakce
• aldehydy a ketony jako kyseliny: jak již bylo uvedeno výše, vodík bezprostředně připojený na karbonylovou skupinu aldehydů není „kyselý“, nemůže být odštěpen jako proton, vznikl by velmi nestabilní anion. Jako proton však mohou být odštěpeny atomy vodíku Hα, a to jak u aldehydů tak u ketonů.


• aldehydy a ketony jako base: místem možného ataku iontu H+ je karbonylový kyslík. Vzniká karboxoniový ion, který je nestabilní a reakce dále pokračuje.


3. Nukleofilní adice na karbonylové skupině
• Tvorba poloacetalů: ve slabě kyselém prostředí reagují aldehydy a ketony s alkoholy za vzniku polyacetalů. Pokud karbonylová i hydroxylová skupina jsou v jedné molekule, vznikají cyklické polyacetaly (jsou stálejší než necyklické – viz chemie sacharidů). Reakce je zahájena elektrofilním atakem karbonylového kyslíku (uplatní se basicita karbonylu):

reakce dále pokračuje nukleofilním atakem karbonylového uhlíku. Po zpětném odštěpení iontu H+ vzniká struktura poloacetalu. Nově vzniklá OH skupina (poloacetalový hydroxyl) pochází z karbonylového kyslíku, můstkový kyslík odpovídá hydroxyskupině alkoholu!



Ploacetaly mohou dále reagovat, na poloacetalový hydroxyl se připojí další molekula alkoholu, vznikají acetaly, což lze souhrnně zapsat:

Všimněte si, že vznik poloacetalu není doprovázen uvolněním vody, zatímco vznik acetalu ano (je to kondenzace). Stejně jako aldehydy reagují i ketony.


• Aldolizace a aldolová kondenzace: aldehydy a ketony, které mají Hα, podléhají v alkalickém prostředí za nízkých teplot aldolizaci, za vyšších teplot aldolové kondenzaci.
Při aldolizaci je Hα převzat basí (působí jako katalyzátor), vzniklý aniont reaguje s jinou karbonylovou skupinou, vzniká aldol (od ALDehyd a alkohOL).
Význam reakce spočívá v tom, že vzniklá nová C-C vazba (spojí se Cα jedné molekuly s karbonylovým uhlíkem druhé), postupně vznikat sloučeniny s delším řetězcem.



Formaldehyd (methanal – CH2O) – štiplavý plyn s dezinfekčními účinky. Dobře ze rozpouští ve vodě. 40-ti procentní roztok se jmenuje formalín. Formaldehyd je používán pro výrobu řady plastů. Formaldehyd je karcinogenního charakteru.
Acetaldehyd (ethanal – CH3CHO) – ostře páchnoucí velmi těkavá kapalina. Slouží k výrobě kyseliny octové a 1-butanolu.
Benzaldehyd (C6H5CHO) – voní po hořkých mandlích. Vyrábí se oxidací toluenu a je surovinou při výrobě aromatických sloučenin. Na vzduchu rychle oxiduje na kyselinu benzoovou.
Aceton (propanon) – kapalina o teplotě varu 56°C. Je neomezeně mísitelný s vodou. Je používán jako výborné rozpouštědlo. Jeho páry ve směsi se vzduchem po zapálení vybuchují.