Ziyosfera

Ketonlar

Кетон

 

Асетон

Органик кимёда кетон Р-C(=О)-Р' тузилишга эга бўлган функционал гуруҳ бўлиб, бу ерда Р ва Р' турли хил углерод ўз ичига олган ўринбосари бўлиши мумкин. Кетонлар таркибида карбонил гуруҳи -C(=О)- (унинг таркибида углерод-кислород қўш алоқаси C=О) мавжуд. Энг оддий кетон бу — асетон (бу ерда Р ва Р' метил), формуласи CҲ3C(О)CҲ3. Кетонлар биология ва саноатда катта аҳамиятга эга. Масалан шакар (кетозлар), стероидлар (тестостерон) ва эритувчи асетон каъби моддаларни мисол қилиш мумкин[1].

Номенклатура ва этимологияси

Кетон сўзи қадимги немис тилидаги Акетон сўзидан олинган асетондир[2].

ИУПАC номенклатураси қоидаларига кўра, кетон номлари ота-она алканнинг -ане қўшимчасини — анонега ўзгартириш орқали номланади. Одатда, карбонил гуруҳининг позицияси рақам билан белгиланади, аммо анъанавий тузилишдаги номлар одатда энг муҳим кетонлар учун ишлатилади, масалан, асетон ва бензофенон. Ушбу тузилишидаги номлар, сақланиб қолган ИУПАC номлари ҳисобланади[3]. Баъзи кириш кимё дарсликларида энг оддий кетон (CҲ3-CО-CҲ3) учун „2-метилл пропанон“ каби ном қўлланади, „асетон“ сўзи ўрнига.

Кетонларнинг ҳосила номлари карбонил гуруҳига бириктирилган иккита алкил гуруҳига, „кетон“ сўзини алоҳида ёзиш орқали номланади. Анъанага кўра, алкил гуруҳларининг номлари ортиб бораётган мураккаб тартибида ёзилган, масалан, метил этил кетон. Бироқ, ИУПАC номенклатураси қоидаларига кўра, алкил гуруҳлари алифбо тартибида ёзилади, масалан, этил метил кетон. Иккала алкил гуруҳи бир хил бўлса, алкил гуруҳи олдидан „ди“ префикси қўшиб айтилади. Бошқа гуруҳларида юнонча ҳарфлар билан ёзилган, α — углерод, карбонил гуруҳига қўшни атомдир.

Оксо гуруҳи (=О) ИУПАC номенклатурасида камдан кам ишлатилса-да, кетон юқори устуворликка эга бўлмаганда префикс сифатида ишлатилади. Бироқ, бошқа префиксларни ҳам қўлласа бўлади. Баъзи умумий кимёвий моддалар учун (асосан биокимёда) кето сўзи — кетон функционал гуруҳига ишора қилади.

Тузилиши ва хусусиятлари

Кетонларнинг вакиллари, чапда: асетон, умумий эритувчилар; оксалоасетат, шакар метаболизми, ўртада; асетиласетон ўзининг (моно) энол шаклида (кўк ранг билан ажратилган энол); сиклоҳексанон, нейлондан олдинги; мускон, ҳайвон ҳиди ва тетрациклин, антибиотик.

Кетон таркибидаги углерод кўпинча „сп2 гибридланган“ деб таърифланади, бу тавсиф уларнинг электрон ва молекуляр тузилишини ўз ичига олгани сабаблидир. Кетонлар тригонал текисликда C−C−О ва C−C−C кўринишда, тахминан 120° бурчак ҳосил қилиб бирикади. Кетонлар алдегидлардан фарқ қилади, чунки карбонил гуруҳи (CО) углерод скелетида иккита углерод билан боғланган. Алдегидларда карбонил битта углерод, битта водород билан боғланган ва углерод занжирларининг учларида жойлашган. Кетонлар, шунингдек, карбоксилик кислоталар, эферлар ва амидлар каби карбонил гуруҳларни ўз ичига олган бошқа функционал гуруҳлардан фарқ қилади.

Кетонларнинг синфлари

Кетонлар ўз ўрнини босувчи моддалар асосида таснифланади. Бунга сабаб карбонил марказига бириктирилган иккита органик ўринбосарини эквивалентлигига қараб кетонларни, симметрик ва носимметрик ҳосилаларга бўлинади. Асетон ва бензофенон (C6Ҳ5C(О)C6Ҳ5) симметрик кетонлар, Асетофенон (C6Ҳ5C(О)CҲ3) носимметрик кетондир.

Дикетонлар

Дикетонларнинг кўп турлари маълум, баъзилари ғайриоддий хусусиятларга эга. Энг оддий вакили диацетилдир (CҲ3C(О)C(О)CҲ3), бир вақтлар попкорнда хушбўйлантирувчи сифатида ишлатилган. Асетиласетон (пентан-2,4-дион) деярли нотўғри ном, чунки бу тур асосан моноэнол сифатида мавжуд CҲ3C(О)CҲ=C(ОҲ)CҲ3. Унинг энолати координацион кимёда кенг тарқалган.

Тўйинмаган кетонлар

Алкен ва алкин бирликларини ўз ичига олган кетонлар кўпинча тўйинмаган кетонлар деб аталади. Ушбу бирикмалар синфининг энг кўп қўлланадиган аъзоси метил винил кетон CҲ3C(О)CҲ=CҲ2 бу Робинсон аннуляция реаксиясида фойдалинилади. Кетонлар тўйинмаганлиги учун уларни гидрогенлаш мумкин.

Сиклик кетонлар

Кўпгина кетонлар сикликдир. Энг оддий формулага эга (CҲ2)нCО, бу ерда н сиклопропанон учун 2 дан 10 гача ёки ундан ҳам каттароқ ҳосилалари мавжуд. Сиклогексанон, носимметрик сиклик кетон бўлиб, нейлон ишлаб чиқаришда муҳим восита ҳисобланади. Асетондан олинган изофорон тўйинмаган симетрик кетон, бошқа полимерларнинг ҳосиласи. Мускон 3-метилпентадеканон, ҳайвон феромониди. Бошқа сиклик кетон — сиклобутанон қуйидагича формулага эга C4Ҳ6О.

Кетонларнинг кислота, асос хоссалари

Кетонлар кучсиз асослар бўлиб, Бренстед кислоталари иштирокида карбонил кислородда протонацияланади. Кетон ионлари (яъни, протонланган кетонлар) кучли кислоталар бўлиб, пКа қийматлари −5 ва −7 оралиғида бўлади[4][5]. Органик кимёда учрайдиган кислоталар камдан-кам ҳолларда кетонларни тўлиқ протонлаш учун етарлича кучли бўлса-да, протонланган кетонларнинг мувозанат консентрациясининг шаклланиши кўплаб умумий органик реаксияларни механизмларида муҳим ҳисобланади. Масалан, ацетол ҳосил бўлиши пКа 5,2 бўлган пиридиний катиони каби кучсиз кислоталар (пиридиний тосилатида топилган) протонация учун жуда ноқулай мувозанат константасига қарамай, бу контекстда катализатор бўлиб хизмат қила олади (Кэқ<10−10).

Характери

Алдегидларни кетонлардан фарқи шундаки, уларнинг карбонил гуруҳига водород атоми бирикган, бу алдегидларнинг оксидланишини осонлаштиради. Кетонлар карбонил гуруҳи билан боғланган водород атомига эга эмас, шунинг учун оксидланишга анча чидамли. Улар фақат углерод-углерод алоқаларини узиш қобилиятига эга бўлган кучли оксидловчи моддалар билан оксидланади.

Олиниш усуллари

Кетонларни саноат миқёсида ва лабораторияларда тайёрлашнинг кўплаб усуллари мавжуд.

Саноатда энг муҳим усул бу углеводородларни кўпинча ҳаво билан оксидлашдир. Масалан, сиклогексаннинг аэроб оксидланиши натижасида ҳар йили бир миллиард килограмм сиклогексанон ишлаб чиқарилади. Асетон куменнинг ҳаво билан оксидланиши орқали ишлаб чиқарилади.

Ихтисослашган ёки кичик ҳажмдаги синтетик маҳсулотлар учун кетонлар кўпинча иккиламчи спиртларни оксидлаш орқали тайёрланади.

Фаилед то парсе (Ункноwн фунcтион \cе): {\дисплайстйле \cе{Р2CҲ(ОҲ) + О -> Р2C=О + Ҳ2О}}

Одатда кучли оксидловчилар сифатида (юқоридаги реаксияда „О“ манбаи) калий перманганат ёки Cр(ВИ) оксиди бирикмалари ишлатилади. Енгил шароитларда Десс-Мартин ёки Моффатт-Сwерн усулларидан фойдаланилади.

Яна бошқа усуллар ёрдамида кетонларни ҳосил қилса бўлади, мисол учун қуйидагилар

Хусусиятлари

Кетонлар саноатда ҳал қилувчи, полимер прекурсорлари ва фармацевтика маҳсулотлари сифатида кенг миқёсда ишлаб чиқарилади. Масштаб жиҳатидан энг муҳим кетонлар асетон, метил этил кетон ва сиклогексанондир[17]. Улар биокимёда ҳам кенг тарқалган, лекин органик кимёга қараганда камроқ. Углеводородларнинг ёниши каъби, кетонларда назорациз оксидланиш жараёни ҳосил бўлади.

Токсиклик

Кенг тоифадаги бирикмаларнинг токсиклигини умумлаштириш қийин. Лекин кетонлар, жуда заҳарли эмас. Бу хусусият уларнинг машҳурлигини сабабларидан биридир. Ушбу қоидага истисно сифатида то'йинмаган кетонларда ЛД50/7 мг/кг (оғиз орқали) даражаси метил винил кетон[17] ҳисобланади.

Яна қаранг

Манбалар

  1. ↑ Раймонд, Кеннетҳ W.. Генерал Органиc анд Биологиcал Чемистрй, 3рд, Wилей, 2010 — 297-бет. 
  2. ↑ Тҳе wорд „кетоне“ wас cоинед ин 1848 бй тҳе Герман чемист Леополд Гмелин. Сеэ: Леополд Гмелин, эд., Ҳандбуч дер органисчен Чемиэ: Органисче Чемиэ им Аллгемеинен … (Ҳандбоок оф органиc чемистрй: Органиc чемистрй ин генерал …), 4тҳ эд., (Ҳеиделберг, (Германй): Карл Wинтер, 1848), волуме 1, п. 40. Фром паге 40: "Зу диэсен Сйндесмиден счеинен ауч диэжениген Вербиндунген зу геҳöрен, диэ алс Аcетоне им Аллегемеинен (Кетоне?) безеичнет wерден." (То тҳесе сйндесмидес*, тҳосе cомпоундс алсо сеэм то белонг, wҳич аре десигнатед ас аcетонес ин генерал (кетонес?).") [*Ноте: Ин 1844, тҳе Френч чемист Аугусте Лаурент суггестед а неw номенcлатуре фор органиc cомпоундс. Оне оф ҳис неw cлассес оф cомпоундс wас „сйндесмидес“, wҳич wере cомпоундс формед бй тҳе cомбинатион оф тwо ор море симплер органиc молеcулес (фром тҳе Греэк σύνδεσμος (сйндесмос, унион) + -иде (индиcатинг а гроуп оф релатед cомпоундс)). Фор эхампле, аcетоне cоулд бе формед бй тҳе дрй дистиллатион оф метал аcетатес, со аcетоне wас тҳе сйндесмиде оф тwо аcетате ионс. Сеэ: Лаурент, Аугусте (1844) "Cлассифиcатион чимиқуэ, " Cомптес рендус, 19 : 1089-1100 ; сеэ эспеcиаллй п. 1097.
  3. ↑ Лист оф ретаинед ИУПАC намес ретаинед ИУПАC намес Линк
  4. ↑ Эванс. „Эванс пКа табле“. Эванс гроуп wебсите (2005-йил 4-ноябр). 2018-йил 19-июнда асл нусхадан архивланган. Қаралди: 2018-йил 14-июн.
  5. ↑ Смитҳ, Мичаэл Б.. Марч'с Адванcед Органиc Чемистрй, 7тҳ, Ҳобокен, Н.Ж.: Wилей, 2013 — 314–315-бет. ИСБН 978-0-470-46259-1. 
  6. ↑ Марвел, C. С.; Сперрй, W. М. (1928). "Бензопҳеноне". Органиc Сйнтҳесес 8: 26. дои:10.15227/оргсйн.008.0026. 
  7. ↑ 7,0 7,1 7,2 7,3 7,4 Фурнисс, Бриан. Вогел'с Техтбоок оф Праcтиcал Органиc Чемистрй, 5тҳ, Лондон: Лонгман Сcиэнcе & Течниcал, 1996 — 612–623, 976–977, 982–983-бет. ИСБН 9780582462366. 
  8. ↑ Аллен, C. Ф. Ҳ.; Баркер, W. Э. (1932). "Десохйбензоин". Органиc Сйнтҳесес 12: 16. дои:10.15227/оргсйн.012.0016. 
  9. ↑ Гулати, К. C.; Сетҳ, С.Р.; Венкатараман, К. (1935). "Пҳлороаcетопҳеноне". Органиc Сйнтҳесес 15: 70. дои:10.15227/оргсйн.015.0070. 
  10. ↑ Тиэтзе, Лутз Ф.; Братз, Маттҳиас (1993). "Диалкйл Месохалатес бй Озонолйсис оф Диалкйл Бензалмалонатес: Диметҳйл Месохалате". Органиc Сйнтҳесес 71: 214. дои:10.15227/оргсйн.071.0214. 
  11. ↑ Ҳеинзелман, Р. В. (1955). "о-Метҳохйпҳенйлаcетоне". Органиc Сйнтҳесес 35: 74. дои:10.15227/оргсйн.035.0074. 
  12. ↑ Wилей, Ричард Ҳ.; Борум, О. Ҳ. (1953). "3-Аcетамидо-2-бутаноне". Органиc Сйнтҳесес 33: 1. дои:10.15227/оргсйн.033.0001. 
  13. ↑ Моффетт, Р. Б.; Шринер, Р. Л. (1941). "ω-Метҳохяcетопҳеноне". Органиc Сйнтҳесес 21: 79. дои:10.15227/оргсйн.021.0079. 
  14. ↑ Тҳорпе, Ж. Ф.; Кон, Г. А. Р. (1925). "Cйcлопентаноне". Органиc Сйнтҳесес 5: 37. дои:10.15227/оргсйн.005.0037. 
  15. ↑ Фиэсер, Лоуис Ф. (1937). "1,2-Напҳтҳоқуиноне". Органиc Сйнтҳесес 17: 68. дои:10.15227/оргсйн.017.0068. 
  16. ↑ Ҳербст, Р. М.; Шемин, Д. (1939). "Пҳенйлпйрувиc аcид". Органиc Сйнтҳесес 19: 77. дои:10.15227/оргсйн.019.0077. 
  17. ↑ 17,0 17,1 Сиэгел, Ҳардо „Кетонес“, . Уллманн'с Энcйcлопедиа оф Индустриал Чемистрй, 2000. ДОИ:10.1002/14356007.а15077. ИСБН 9783527306732.  
"https://new.ziyosfera.uz/ziyo/Ketonlar" dan olindi