Ketone

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Ketone
Allgemeine Struktur der Alkanone
R 1 und R 2 sind organische Reste (Alkyl, Aryl o. a.). Die Carbonylgruppe ist blau markiert.

Ketone sind chemische Verbindungen , die als funktionelle Gruppe eine nicht endstandige Carbonylgruppe (>C=O) enthalten. Eine Ketongruppe [C?C(O)?C] enthalt drei Kohlenstoffatome. Alle Ketone enthalten mindestens drei Kohlenstoffatome. Im Gegensatz zu den Aldehyden ist hier der Carbonylkohlenstoff in beide Bindungsrichtungen mit Kohlenstoffatomen verbunden. Ketone kann man als Oxidationsprodukte sekundarer Alkohole auffassen. Die von den Alkanen ableitbaren Ketone nennt man auch Alkanone . Entsprechend bezeichnet man die auf Alkene und Alkine zuruckzufuhrenden Ketone als Alkenone (siehe Enone ) bzw. Alkinone . Das einfachste Keton ist Aceton . Ein einfaches aromatisches Keton ist Benzophenon (Diphenylketon). Ein gemischtes Keton ist Acetophenon (Methylphenylketon). Physiologisch entstehen bestimmte Ketone als Stoffwechselprodukt in der Leber.

Nach der IUPAC - Nomenklatur erhalten Ketone das Suffix -on, sofern die Carbonylgruppe die im Molekul enthaltene Gruppe mit hochster Prioritat ist. Entsprechend heißt das vom Propan abgeleitete Keton Propanon (CH 3 ?CO?CH 3 , Trivialname: Aceton ). Bei Ketonen mit mehr als drei C-Atomen befindet sich die Carbonylgruppe in der Stammkette und erhalt die kleinstmogliche Nummer, diese kann entweder vor dem Namen oder, bei komplizierteren Molekulen unumganglich, direkt vor der Endung -on stehen. Beispielsweise heißt: CH 3 ?CH 2 ?CH 2 ?CO?CH 3 2-Pentanon oder Pentan-2-on. Falls die Carbonylgruppe nicht die hochste Prioritat besitzt, verwendet man das Prafix Oxo-. Zum Beispiel heißt CH 3 ?CO?CH 2 ?CHO 3-Oxobutanal.

Sehr haufig tragen die Ketone jedoch Namen, welche aus der Bezeichnung der Alkylreste gefolgt von der Endung -keton bestehen ( Radikofunktionelle Nomenklatur ). So wird Butanon auch Methylethylketon (MEK) genannt. Falls der eine Substituent eine Phenylgruppe ist, ist die Endung -phenon gebrauchlich, wie zum Beispiel bei Acetophenon .

Niedermolekulare Ketone sind farblose, leichtbewegliche Flussigkeiten und aufgrund der Polaritat der Carbonylgruppe in Wasser loslich. Niedermolekulare Ketone zeichnen sich durch einen meist angenehmen, fruchtigen Geruch aus. Hohermolekulare Ketone sind feste Stoffe.

Ketone besitzen auf Grund des +I-Effekts der Alkylsubstituenten am Carbonyl-Kohlenstoffatom eine niedrigere Reaktionsfreudigkeit als Aldehyde und neigen nicht zur Polymerisation . Im Unterschied zu den Aldehyden erfolgt mit Ketonen keine Reaktion bei der Fehling-Probe , da die Ketongruppe unter Erhalt des Kohlenstoffgerusts nicht weiter oxidiert werden kann.

Ketone gehen, ahnlich wie Aldehyde , Additions- und Kondensationsreaktionen ein.

Ketone (R 1 , R 2 , R 3 = Organyl -Rest) stehen mit ihrer tautomeren Form , den Enolen im Gleichgewicht ( Keto-Enol-Tautomerie ), wenn an das α-Kohlenstoffatom ein Wasserstoffatom gebunden ist:

Keto-Enol-Tautomerie
Keto-Enol-Tautomerie

Zum Schutz gegen unerwunschte Reaktionen werden Ketone mit Diolen zu Vollacetalen (siehe Schutzgruppe ) umgesetzt:

Bildung von Vollacetalen
Bildung von Vollacetalen

Bei der Umsetzung des Vollacetals mit Wasser entsteht saurekatalysiert wieder das Keton, d. h. die Schutzgruppe wird abgespalten.

Ketone lassen sich im Gegensatz zu den Aldehyden nur unter drastischen Reaktionsbedingungen oxidativ angreifen. Dabei wird eine Bindung zwischen Carbonylkohlenstoff und einem Nachbarkohlenstoff gespalten. Die entstehenden Molekulbruchstucke sind Carbonsauren .

Wichtige Vertreter der Ketone

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Spektroskopie von Ketonen

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In IR-Spektren von Ketonen und Aldehyden findet man die charakteristische Bande der C=O-Valenzschwingung im Bereich von 1690 bis 1750 cm ?1 .

  • K. Peter C. Vollhardt, Neil E. Schore: Organische Chemie. 4. Auflage. Wiley-VCH, Weinheim 2005, ISBN 3-527-31380-X .
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Wiktionary: Keton  ? Bedeutungserklarungen, Wortherkunft, Synonyme, Ubersetzungen

Einzelnachweise

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  1. Joachim Buddrus: Grundlagen der Organischen Chemie . 4. Auflage, Walter de Gruyter Verlag, Berlin 2011, ISBN 978-3-11-024894-4 , S. 479.