وبلاگ تخصصی میکروبیولوژی-بیوتکنولوژی

آلدهيد و کتون

آلدهيد:يك آلدهيد داراي گروه عامل –CHOدر مولكول آلي مي باشد.كلمه آلدهيد(Aldehyde)از دو اژه الكل وهيدروژن گيري گرفته شده است.هرگاه از الكل نوع اول هيدروژن گيري شود در آن صورت توليد مي گردد كه آلدهيد ناميده مي شود.
كتون: يک کتون يک گروه عاملی است که با يک گروه کربونيل که با دو اتم کربن ديگر پيوند دارد ؛ شناخته می‌شود. يک کتون را می‌توان با فرمول زير بيان کرد.
R۱(CO)R۲
اتم کربن که با دو اتم کربن پيوند دارد آن را از گروه‌های عاملی کربوکسيليک اسيدها ، آلدهيدها، استرها، آميدها و ديگر ترکيب‌های اکسيژندار جدا می‌کند. پيوند دوگانهٔ گروه کربونيل نيز کتون‌ها را از الکل ها و اترها باز می‌شناساند.
به کربنی که به کربن گروه کربونيل چسبيده کربن آلفا و به هيدروژنی که به اين کربن چسبيده هيدروژن آلفا گويند. در حضور يک کاتاليزور اسيدی کتون به keto-enol tautomerism مربوط می‌شود. واکنش با يک پايه قوی انول متناظر را نتيجه ميدهد.

خواص شيميايي آلدهيد ها و كتون ها:
آلدهيد ها وكتون ها در چند نوع فعل و انفعال شركت مي كنند كه اهم آن به قرار زير است:
1)حمله الكترونخواهي اسيدهاي لوئيس روي اكسيژن گروه كربونيل موجب افزايش دانسيته بار مثبت كربن گروه كربونيل مي شود كه در نهايت موجب افزايش خصلت اسيدي پروتون ههاي كربن هاي آلفاي كربونيل مي گردد.صحت اين نكته به وسيله روش هاي افزاري تائيد شده است.
2)حمله هسته خواهي بركربن گروه كربونيل دومين دسته وسيع از واكنشهاي آلدهيد ها وكتون ها را تشكيل مي دهد.به عنوان مثال از افزايش آب بر آلدهيد ها وكتون ها ديول دوقلو(gemdiol)ايجاد مي شود و درصد تشكيل آن به ساختمان ماده و به پايداري محصول حاصل بستگي دارد.به عنوان مثال مقدار ديول دوقلوي حاصل از استون در دماي 20درجه سانتي گراد خيلي كم و قابل اغماض است در صورتيكه آلدهيد فرميك و تري كلرو استالدهيد به خوبي و به طور كامل به ديول دو قلو تبديل مي شوند.

تهيه آلدهيد ها و كتون ها از راه اكسايش الكل ها:
مصرف زياد آلدهيد و كتون در سنتزهاي آلي باعث مي شود كه نحوه تهيه آنها اهميت بسياري داشته باشد.اين اجسام را مي توان از آلكين ها –كربوكسيليك اسيدها و مشتق كربوكسيليك اسيدها سنتز كرد.آلكينها دراثرآبداركردن باكاتاليزور اسيد به وسيله هيدروبورداركردن-اكسايش به آلدهيد يا كتون تبديل مي شوند.
كربوكسيليك اسيدها يا مشتقات آنها با تركيبات آلي فلزدار يا معرف هاي كاهند ديگر تركيب مي شوند و آلدهيد يا كتون مي دهند.با وجود اين يكي از معمولترين روش هاي سنتزي اكسايش الكل هاي نوع اول و دوم با كروميك اسيد H2CrO4 يا پتاسيم پرمنگنات است.
در اين گزارش كار نحوه مصرف كروميك اسيد در تبديل الكلها به آلدهيد ها و كتون ها مورد بحث قرار مي گيرد.
كروميك اسيد براي مدت طولاني پايدار نيست و بنابراين آن را در هنگام لزوم از تركيب سديم يا پتاسيم دي كرومات با اسيد اضافي مانند سولفوريك يا اسد استيك يا با انحلال كروميك انيدريد در آب تهيه مي كنند.
در روش اخير سولفوريك اسيد يا استيك اسيد نيز اضافه مي شود زيرا كه سرعت اكسايش الكل ها با كروميك اسيد در محلول اسيدي بسيار زيادتر است.در تهيه يا اكسايش اجسامي كه در محيط اسيدي قوي تجزيه مي شوند كروميك انيدريدرا در پيريدين حل مي كنند يا پتاسيم پرمنگنات بازي را به عنوان معرف اكسيد كننده به كار مي برند.
الكلها در مجاورت كروميك اسيد به استر تبديل مي شوند.اين عمل كاملا به واكنش الكل ها وكربوكسيليك اسيدها شباهت دارد.
وجود چند واكنش جانبي مهم اكسايش الكل نوع اول به آلدهيد را پيچيده مي كند.
به احتمال زياد مهمترين واكنش جانبي اكسايش سريع آلدهيد با كروميك اسيد و تبديل آن به كربوكسيليك اسيد است.براي تقليل اين اكسايش اضافي نامطلوب كروميك اسيد را به الكل نوع اول اضافه مي كنند تا عامل اكسنده اضافي در مخلوط واكنش موجود نباشد وهم چنين آلدهيدرا در هنگام تشكيل از مخلوط واكنش تقطير مي كنند.بنابراين چنان چه در اكسايش با كرو ميك اسيد لازم باشد كه آلدهيد با بازده زيادي تهيه مي شودبايد آلدهيد موردنظر خيلي فرارباشد يعني در كمتر از حدود 150بجوشد.
كتون ها در محيط اسيدي ملايم در برابر اين اكسنده بسيار پايدارتر از آلدهيدها هستند از اين رو در تبديل الكل هاي نوع دوم به كتون ها ميزان واكنش هاي جانبي كه در اكسايش الكل هاي نوع اول گفته شد چندان قابل ملاحظه نيستند.ولي در شرايط بازي يا اسيدي قوي كتون هايي كه به فرم انولي در مي آيند اكسيد مي شوند و به دو قسمت كربونيل دار تجزيه مي شوند.براي مثال مي توان سيكلو هگزانول را با كروميك اسيد اكسيدكرد وبازده زيادي از سيكلوهگزانون به دست آورد ولي اين جسم در اثر تركيب با پتاسيم پرمنگنات در محيط بازي ضعيف به آديپيك اسيد تبديل مي شود.بدون شك در اين واكنش ابتدا كتون به يون انولات تبديل مي شود تبديل مي شودو بعداين يون با پرمنگنات اكسيد مي شود.

سيكلوهگزانون يك كتون متقارن است و فقط يك يون انولات مي دهد.چنان چه كتون متقارن نباشد دو يون انولات متفاوت تولي مي شود وهر يك از آنها با پرمنگنات به محصول جداگانه اي اكسيد مي شود.در اكسايش كتون هاي نامتقارن مخلوط پيچيده اي از چند محصول تشكيل مي شود وچنين مشكلي مصرف سنتزي اين واكنش ها را كم مي كند.