Aldehyde und Ketone

Aldehyde und Ketone
Aldehyde
O
H
C
H3C
C2H5
C
H
Ethanal
Acetaldehyd
C
C
H
H
H
Methanal
Formaldehyd
O
O
O
Propanal
Propionaldehyd
Benzaldehyd
Ketone
O
H3C
C
H3C
CH3
Propanon
Aceton
C2H5
C
C
C
CH3
C2H5
C2H5
2-Butanon
O
O
O
3-Pentanon
Acetophenon
Natürliche Aldehyde und Ketone
O
O
C
C
H
H
Benzaldehyd
(Mandelöl)
Zimtaldehyd (Zimt)
H3CO
O
O
HO
C
C
H
Vanillin
(Vanilleschote)
Jasmon
(Jasminöl)
Technisch wichtige Aldehyde und Ketone
Formaldehyd
[Ag]
H3C
OH
600°C
H
C
O
+ H2
H
Desinfektionsmittel
Konservierungsmittel
Ausgangsstoff für Kunststoffe
Acetaldehyd
H
2
H
C
+ O2
C
H
H
[Pd-Cu]
130°C
O
2 H3C
C
H
Ausgangsprodukt
für Essigsäure
Aceton
H
2
H
C
H
+ O2
C
CH3
[Pd-Cu]
130°C
O
2 H3C
Lösungsmittel
C
CH3
Die Carbonylgruppe
elektrophiler Angriff
R
R
120°
C
R
C
O
O
R
nucleophiler Angriff
Nucleophile Addition an eine Carbonylgruppe
Nu
C
O + Nu
C
Nu
H+
O
C
OH
Protonenkatalyse begünstigt die nucleophile Addition:
C
O + H
C
O
H
C
+ Nu
Nu
C
OH
O
H
Nucleophile Addition an Aldehyde und Ketone
+ ROH
C
RO
+ ROH
C
O
RO
C
OH
OR
- H2O
Acetal
Halbacetal
C
O
+ H2O
HO
C
OH
Hydrat
C
O
+ RNH2
RHN
C
C
OH
NR
- H2O
Imin
(Schiffsche Base)
Protonenkatalysierte Addition von Alkoholen an Acetaldehyd
H3C
C
+H
H3C
-H
H
C
O
H
H3C
O
H
O
C
H
H
+ ROH
- ROH
H
R
H3C
O
H
C
H
O
H
-H
+H
R
O
H3C
+H
C
O
H
Halbacetal
H
-H
R
H3C
O
C
H
O
H
R
H3C
O
H
C
H
O
H
H3C
- H2O
H3C
C
+ H2O
O
C
R
H
O
R
H
+ ROH
- ROH
H
R
O
H3C
+H
C
H
Acetal
O
H
-H
R
H3C
O
C
H
O
R
Acidität des α-Wasserstoffatoms einer Carbonylverbindung
B
H
O
C
C
- H
O
B
C
C
R
O
C
R
C
R
Enolat-Anion
elektrophiler Angriff
sauer
H
O
C
C
R
nucleophiler Angriff
Enolat-Anionen als Kohlenstoffnucleophile
(Aldolreaktion)
O
H3C
O
+
C
H
H3C
OH
OH
H3C
C
H
C
H2
C
O
C
H
"Aldol"
(Aldehydalkohol)
H
O
H3C
O
OH
C
H2C
O
H
O
O
+
C
+ H2O
H
H
H3C
C
H2C
H3C
C
H
C
H2
C
O
C
H
H
+ H2O
- OH
OH
H3C
C
H
H2
C
O
C
H
Keto-Enol-Tautomerie
H
O
C
C
OH
C
C
Gleichgewicht, keine Mesomerie!
O
C
H3C
CH3
99.9997%
OH
O
O
C
C
C
H2C
CH3
C
H2
H3C
20%
CH3
0.0003%
Wasserstoffbrücke
H
C
O
C
O
O
OH
80%
C
99%
1%
H3C
C
C
H
CH3
Oxidation von Aldehyden
O
R
O
[O]
R
C
C
H
OH
Carbonsäure
Beispiel:
O
R
+ 2 [Ag(NH3)2]+ + 3 OH -
C
H
O
R
+ 2 Ag + 4 NH3 + 2 H2O
C
O
aber: Ketone können nur unter Zersetzung des organischen Moleküls
zu CO2 und H2O oxidiert werden.
Addition von Wasserstoff (Reduktion)
Reduktion mit Lithiumaluminiumhydrid LiAlH4
δ− O
Al δ+
δ+
H δ−
C
Al
+ H2O
O
C
HO
H
C
Reduktion mit Wasserstoff
H
[Ni]
C
O
CH3
+ H2
Druck
C
OH
CH3
H
Reaktion von Aldehyden und Ketonen mit R-MgX
δ+
δ−
O
+
C
δ−
R
δ+
MgX
O
MgX
C
- MgX2
R
O
H
R
R
H
+
C
R
MgX
O
R
O
R
O
R
MgX
R
O
R
O
R
R
MgX
H
tert. Alkohol
C
R
R
sec. Alkohol
H
+
C
H
C
H
C
H
prim. Alkohol
H
+
O
H
C
H
C
+ HX
R