الألدهيدات والكيتونات Aldehydes and Ketones

[حسن كيماوي]

السلام عليكم ورحمة الله وبركاته:
أعضاء المنتدى المحترمين حياكم الله جميعا وهلا فيكم
أقدم لكم هذا البحث المتواضع عن الألدهيدات والكيتونات آمل أن يحوز على إعجابكم واستحسانكم
تعريفها :
هي مركبات عضوية تحتوي على مجموعة الكربونيل .
الصيغة العامة:

حيث R هيدروجين أو مجموعة ألكيلية أو حلقة أروماتية كما سيتضح في التسميات.
المجموعة الوظيفية :

تسمى مجموعة الكربونيل
التركيب الهندسي لمجموعة الكربونيل :
يشابه تركيب مجموعة الكربونيل ماهو موجود في الرابطة الثنائية في الألكينات حيث يكون التهجين في ذرة الكروبن لمجموعة الكربونيل من النوع SP2 حيث يوجد ثلاث روابط من النوع سيجما متصلة بثلاث عناصر أخرى مكونة في مجموعها تركيباً هندسياً على هيئة مثلث تبلغ الزوايا بين كل رابطتين 120 ْ وتتكون رابطة باي بين ذرة كربون مجموعة الكربونيل والأكسجين نتيجة لتداخل مجالي P في كل من ذرة الكربون وذرة الأكسجين كما يلي :

التسمية الشائعة:
أولاً : الألدهيدات :
يشتق اسم الألدهيد من اسم الحمض الكربوكسيلي المطابق أو عن طريق كتابة اسم الألكان على حسب عدد ذرات الكربون يليها كلمة الدهيد كما في الأمثلة التالية :


ثانياً : الكيتونات:
نكتب اسم الجذر الأول ثم الجذر الثاني ثم كلمة كيتون (أو يستخدم كلمة ثنائي في حالة تكرار الجذر) كما في الأمثلة التالية :


التسمية النظامية:
أولاً : الألدهيدات:
1) نرقم الألدهيد من ذرة كربون مجموعة الكربونيل الألدهيدية حيث تأخذ الرقم 1 ونستمر في الترقيم باتجاه أطول سلسلة من ذرات الكربون.
2) نسمي التفرعات إن وجدت كما تقدم.
3) نكتب اسم الألكان لأطول سلسلة من ذرات الكربون + ( ال ).


ثانياً: الكيتونات:
1) نبدأ بالترقيم من الطرف الأقرب لذرة كربون مجموعة الكربونيل الكيتونية ونستمر في الترقيم باتجاه أطول سلسلة من ذرات الكربون.
2) نسمي التفرعات إن وجدت كما تقدم.
3) نكتب اسم الألكان لأطول سلسلة من ذرات الكربون + ( ون ) مع كتابة رقم ذرة كربون مجموعة الكربونيل الكيتونية.

[حسن كيماوي]

الطرق العامة لتحضير الألدهيدات والكيتونات :
1) أكسدة الأغوال :


2) التحلل الأوزوني للألكينات:عن طريق التحلل الأوزوني للألكينات حيث ينتج الألدهيد والكيتون حسب الألكين المستخدم كما يلي:

3) تفاعل الألكاينات مع الماء :
أ) تكون الأسيتالدهيد عن طريق تفاعل الأسيتيلين مع الماء في وجود حمض الكبريت وكبريتات الزئبق كعامل مساعد كما في المعادلة التالية:

ب) تتكون الأسيتون عن طريق تفاعل البروباين مع الماء في وجود حمض الكبريت وكبريتات الزئبق كعامل مساعد كما في المعادلة التالية :

4) اختزال كلوريدات الحموض الكربوكسيلية:
أ) تكون الألدهيدات عن طريق اختزال كلوريدات الحموض الكربوكسيلية بواسطة الهيدروجين في وجود عامل مساعد مثل البلادميوم مع كبريتات الباريوم التي توقف التفاعل عند مرحلة تكون الألدهيد وتعرف هذه الطريقة بإختزال روزنمند كما في المعادلة التالية :

ب) تكون الكيتونات عن طريق تفاعل كلوريدات الحموض الكربوكسيلية مع ثنائي ميثيل الكادميوم كما في المعادلة التالية :

5) أسيلة فريدل كرافت لتحضير الكيتونات الأروماتية في المختبر كما في المعادلة التالية :

6) أكسدة التولوين لتحضير البنزالدهيد بطريقتين مختلفتين كما يلي :
أ) عن طريق أكسدة التولوين بثلاثي أكسيد الكروم في وجود بلا ماء حمض الخل حيث يتكون ثنائي خلات البنزالدهيد الذي يتفاعل مع محلول حمضي وينتج البنزالدهيد كما يلي :

ب) عن طريق أكسدة التولوين بتفاعله مع الكلور وتحلل الناتج بالماء ليعطي البنزالدهيد كما يلي :

7) التحلل الحراري لأملاح الحموض الكربوكسيلية لتحضير الكيتونات كما يلي :

8) تحضير الألدهيدات في الصناعة :
عن طريق الميثانول والإيثيلين لإنتاج الفورمالدهيد والأسيتالدهيد كما يلي :
أ) من الميثانول :
[IMG]http://up104.arabsh.com/my/33**af9.bmp[/IMG]
ب) من الإيثيلين:

[حسن كيماوي]

الخواص الفيزيائية للألدهيدات والكيتونات:
1) درجة غليان الألدهيدات والكيتونات أعلى من الإيثرات لأن درجة قطبية الرابطة في الألدهيدات والكيتونات أكبر من قطبية الرابطة في الايثر .
2) درجة غليان الألدهيدات والكيتونات أقل من الأغوال لأن الأغوال أعلى قطبية وتكون روابط هيدروجينية بين جزيئاتها.
3) تذوب الألدهيدات والكيتونات في الماء بسبب اشتراكهما في الصفة القطبية وإمكانية تكوين روابط هيدروجينية مع الماء كما في الرسم التالي:

4) تقل الذائبية في الماء بارتفاع الكتلة الجزيئية بسبب ضعف الجزء الهيدروكربوني غير القطبي فيها .
5) ذائبية الألدهيدات والكيتونات في الماء أقل من الأغوال لأن قطبية الألدهيدات والكيتونات أقل من قطبية الأغوال.
الخواص الكيميائية للألدهيدات والكيتونات:
1) تفاعلات الإضافة :تستجيب الألدهيدات والكيتونات لتفاعلات الإضافة بسبب وجود رابطة مضاعفة في مجموعة الكربونيل تتكون من رابطتين إحداهما رابطة ضعيفة تسمى باي.
أ) الألدهيد : يختزل إلى الغول الأولي عن طريق إضافة جزئ الهيدروجين إلى الرابطة المضاعفة في الكربونيل كما في المعادلة التالية:

مثال: اختزال الإيثانال لينتج الغول المقابل الإيثانول كما في المعادلة التالية :


ب) الكيتون:يختزل إلى الغول الثانوي عن طريق إضافة جزئ الهيدروجين إلى الرابطة المضاعفة في الكربونيل كما في المعادلة التالية:
[IMG]http://up102.arabsh.com/my/c**eecf.bmp[/IMG]
مثال: اختزال 2- بروبانون لينتج الغول المقابل 2- بروبانول كما في المعادلة التالية :

2) التفاعلات مع الهيدرازين ومشتقاته:
أ) التفاعل مع الهيدرازين :

ب) التفاعل مع فينيل هيدرازين :

ج) التفاعل مع 4,2- ثنائي نيتروفينيل هيدرازين :

ملاحظة هامة :
تستخدم تفاعلات الألدهيدات والكيتونات مع الهيدرازين أو أحد مشتقاته للكشف عن مجموعة الكربونيل في الألدهيدات والكيتونات لتعطي رواسب صفراء برتقالية .
التمييز بين الألدهيدات والكيتونات :
أ) باستخدام محلول تولن (لا لون له):
يتفاعل محلول تولن الذي يحتوي على أمينات الفضة القاعديةAg(NH3)2+ مع الالدهيدات مكوناً مرآة فضية بينما لا يتفاعل مع الكيتونات لأن الألدهيدات تحتوي على ذرة هيدروجين متصلة بمجموعة الكربونيل بينما الكيتونات لا تحتوي على ذلك كما في المعادلات التالية :

ب) باستخدام محلول فهلنج (أزرق اللون) :
يتفاعل محلول فهلنج الذي يحتوي على ترترات النحاس الثنائية مع الالدهيدات مكوناً راسب بني محمر من (Cu2O) بينما لا يتفاعل مع الكيتونات لأن الألدهيدات تحتوي على ذرة هيدروجين متصلة بمجموعة الكربونيل بينما الكيتونات لا تحتوي على ذلك كما في المعادلات التالية :

استخدامات الألدهيدات والكيتونات :
1) الفورمالدهيد : يستخدم في صناعة الميلامين من خلال تكون مبلمره مع الفينول.

2) محلول الفورمالدهيد (الفورمالين): يستخدم في حفظ الأنسجة الحية من التعفن بسبب قدرته على منع نمو البكتيريا وتكاثرها.

3) الأسيتون : يستخدم في إزالة طلاء الأظافر.


4)الالدهيدات + كاشف تولن : صناعة المرايا.

وبالله التوفيق