Ketonlar. Organik kimyoda keton R-C(=O)-R' tuzilishga ega boʻlgan funktsional guruh boʻlib, bu yerda R va R' turli xil uglerod oʻz ichiga olgan oʻrinbosari boʻlishi mumkin. Ketonlar tarkibida karbonil guruhi -C(=O)- (uning tarkibida uglerod-kislorod qoʻsh aloqasi C=O) mavjud. Eng oddiy keton bu — aseton (bu yerda R va R' metil), formulasi . Ketonlar biologiya va sanoatda katta ahamiyatga ega. Masalan shakar (ketozlar), steroidlar (testosteron) va erituvchi aseton kaʼbi moddalarni misol qilish mumkin. Nomenklatura va etimologiyasi. "Keton" soʻzi qadimgi nemis tilidagi "Aketon" soʻzidan olingan "asetondir". IUPAC nomenklaturasi qoidalariga koʻra, keton nomlari ota-ona alkanning "-ane" qoʻshimchasini — "anonega" oʻzgartirish orqali nomlanadi. Odatda, karbonil guruhining pozitsiyasi raqam bilan belgilanadi, ammo anʼanaviy tuzilishdagi nomlar odatda eng muhim ketonlar uchun ishlatiladi, masalan, aseton va benzofenon. Ushbu tuzilishidagi nomlar, saqlanib qolgan IUPAC nomlari hisoblanadi. Baʼzi kirish kimyo darsliklarida eng oddiy keton (CH3-CO-CH3) uchun „2-metill propanon“ kabi nom qoʻllanadi, „aseton“ soʻzi oʻrniga. Ketonlarning hosila nomlari karbonil guruhiga biriktirilgan ikkita alkil guruhiga, „keton“ soʻzini alohida yozish orqali nomlanadi. Anʼanaga koʻra, alkil guruhlarining nomlari ortib borayotgan murakkab tartibida yozilgan, masalan, metil etil keton. Biroq, IUPAC nomenklaturasi qoidalariga koʻra, alkil guruhlari alifbo tartibida yoziladi, masalan, etil metil keton. Ikkala alkil guruhi bir xil boʻlsa, alkil guruhi oldidan „di“ prefiksi qoʻshib aytiladi. Boshqa guruhlarida yunoncha harflar bilan yozilgan, α — uglerod, karbonil guruhiga qoʻshni atomdir. O"kso" guruhi (=O) IUPAC nomenklaturasida kamdan kam ishlatilsa-da, keton yuqori ustuvorlikka ega boʻlmaganda prefiks sifatida ishlatiladi. Biroq, boshqa prefikslarni ham qoʻllasa boʻladi. Baʼzi umumiy kimyoviy moddalar uchun (asosan biokimyoda) "keto" soʻzi — keton funktsional guruhiga ishora qiladi. Tuzilishi va xususiyatlari. Keton tarkibidagi uglerod koʻpincha „sp2 gibridlangan“ deb taʼriflanadi, bu tavsif ularning elektron va molekulyar tuzilishini oʻz ichiga olgani sabablidir. Ketonlar trigonal tekislikda va koʻrinishda, taxminan 120° burchak hosil qilib birikadi. Ketonlar aldegidlardan farq qiladi, chunki karbonil guruhi (CO) uglerod skeletida ikkita uglerod bilan bogʻlangan. Aldegidlarda karbonil bitta uglerod, bitta vodorod bilan bogʻlangan va uglerod zanjirlarining uchlarida joylashgan. Ketonlar, shuningdek, karboksilik kislotalar, eferlar va amidlar kabi karbonil guruhlarni oʻz ichiga olgan boshqa funktsional guruhlardan farq qiladi. Ketonlarning sinflari. Ketonlar oʻz oʻrnini bosuvchi moddalar asosida tasniflanadi. Bunga sabab karbonil markaziga biriktirilgan ikkita organik oʻrinbosarini ekvivalentligiga qarab ketonlarni, simmetrik va nosimmetrik hosilalarga boʻlinadi. Aseton va benzofenon simmetrik ketonlar, Asetofenon nosimmetrik ketondir. Diketonlar. Diketonlarning koʻp turlari maʼlum, baʼzilari gʻayrioddiy xususiyatlarga ega. Eng oddiy vakili diatsetildir (CH3C(O)C(O)CH3), bir vaqtlar popkornda xushboʻylantiruvchi sifatida ishlatilgan. Asetilaseton (pentan-2,4-dion) deyarli notoʻgʻri nom, chunki bu tur asosan monoenol sifatida mavjud . Uning enolati koordinatsion kimyoda keng tarqalgan. Toʻyinmagan ketonlar. Alken va alkin birliklarini oʻz ichiga olgan ketonlar koʻpincha toʻyinmagan ketonlar deb ataladi. Ushbu birikmalar sinfining eng koʻp qoʻllanadigan aʼzosi metil vinil keton bu Robinson annulyatsiya reaksiyasida foydaliniladi. Ketonlar toʻyinmaganligi uchun ularni gidrogenlash mumkin. Siklik ketonlar. Koʻpgina ketonlar siklikdir. Eng oddiy formulaga ega , bu yerda "n" siklopropanon uchun 2 dan 10 gacha yoki undan ham kattaroq hosilalari mavjud. Siklogeksanon, nosimmetrik siklik keton boʻlib, neylon ishlab chiqarishda muhim vosita hisoblanadi. Asetondan olingan izoforon toʻyinmagan simetrik keton, boshqa polimerlarning hosilasi. Muskon 3-metilpentadekanon, hayvon feromonidi. Boshqa siklik keton — siklobutanon quyidagicha formulaga ega . Ketonlarning kislota, asos xossalari. Ketonlar kuchsiz asoslar boʻlib, Brensted kislotalari ishtirokida karbonil kislorodda protonatsiyalanadi. Keton ionlari (yaʼni, protonlangan ketonlar) kuchli kislotalar boʻlib, p"K"a qiymatlari −5 va −7 oraligʻida boʻladi. Organik kimyoda uchraydigan kislotalar kamdan-kam hollarda ketonlarni toʻliq protonlash uchun yetarlicha kuchli boʻlsa-da, protonlangan ketonlarning muvozanat konsentratsiyasining shakllanishi koʻplab umumiy organik reaksiyalarni mexanizmlarida muhim hisoblanadi. Masalan, atsetol hosil boʻlishi p"K"a 5,2 boʻlgan piridiniy kationi kabi kuchsiz kislotalar (piridiniy tosilatida topilgan) protonatsiya uchun juda noqulay muvozanat konstantasiga qaramay, bu kontekstda katalizator boʻlib xizmat qila oladi ("K"eq<10−10). Xarakteri. Aldegidlarni ketonlardan farqi shundaki, ularning karbonil guruhiga vodorod atomi birikgan, bu aldegidlarning oksidlanishini osonlashtiradi. Ketonlar karbonil guruhi bilan bogʻlangan vodorod atomiga ega emas, shuning uchun oksidlanishga ancha chidamli. Ular faqat uglerod-uglerod aloqalarini uzish qobiliyatiga ega boʻlgan kuchli oksidlovchi moddalar bilan oksidlanadi. Olinish usullari. Ketonlarni sanoat miqyosida va laboratoriyalarda tayyorlashning koʻplab usullari mavjud. Sanoatda eng muhim usul bu uglevodorodlarni koʻpincha havo bilan oksidlashdir. Masalan, siklogeksanning aerob oksidlanishi natijasida har yili bir milliard kilogramm siklogeksanon ishlab chiqariladi. Aseton kumenning havo bilan oksidlanishi orqali ishlab chiqariladi. Ixtisoslashgan yoki kichik hajmdagi sintetik mahsulotlar uchun ketonlar koʻpincha ikkilamchi spirtlarni oksidlash orqali tayyorlanadi. Odatda kuchli oksidlovchilar sifatida (yuqoridagi reaksiyada „O“ manbai) kaliy permanganat yoki Cr(VI) oksidi birikmalari ishlatiladi. Yengil sharoitlarda Dess-Martin yoki Moffatt-Swern usullaridan foydalaniladi. Yana boshqa usullar yordamida ketonlarni hosil qilsa boʻladi, misol uchun quyidagilar Xususiyatlari. Ketonlar sanoatda hal qiluvchi, polimer prekursorlari va farmatsevtika mahsulotlari sifatida keng miqyosda ishlab chiqariladi. Masshtab jihatidan eng muhim ketonlar aseton, metil etil keton va siklogeksanondir. Ular biokimyoda ham keng tarqalgan, lekin organik kimyoga qaraganda kamroq. Uglevodorodlarning yonishi kaʼbi, ketonlarda nazoratsiz oksidlanish jarayoni hosil boʻladi. Toksiklik. Keng toifadagi birikmalarning toksikligini umumlashtirish qiyin. Lekin ketonlar, juda zaharli emas. Bu xususiyat ularning mashhurligini sabablaridan biridir. Ushbu qoidaga istisno sifatida to'yinmagan ketonlarda LD50/7 mg/kg (ogʻiz orqali) darajasi metil vinil keton hisoblanadi.