XETON: LOẠI, ĐẶC TÍNH, DANH PHÁP, CÔNG DỤNG VÀ VÍ DỤ - HÓA HỌC - 2026

Các xeton là những hợp chất hữu cơ có một nhóm cacbonyl (-CO). Chúng là những hợp chất đơn giản trong đó cacbon của nhóm cacbonyl được gắn vào hai nguyên tử cacbon (và chuỗi thế của chúng). Xeton “đơn giản” vì chúng không có các nhóm phản ứng như –OH hoặc –Cl gắn vào cacbon.

Được công nhận là hợp chất phân cực, xeton thường hòa tan và dễ bay hơi, làm cho chúng trở thành dung môi và phụ gia tốt cho nước hoa. Hơn nữa, chúng dễ điều chế, tương đối ổn định và có khả năng phản ứng cao, điều này đã làm cho chúng trở thành chất trung gian gần như hoàn hảo để điều chế các hợp chất hữu cơ phức tạp hơn.

Công thức chung của xeton

Cuối cùng, việc loại bỏ xeton khỏi cơ thể người thường liên quan đến lượng đường thấp (trong trường hợp bệnh nhân tiểu đường và / hoặc nhịn ăn), có thể gây ra các vấn đề sức khỏe nghiêm trọng cho bệnh nhân.

Công thức chung của xeton

Xeton là hợp chất cacbonyl trong đó nhóm này được liên kết với hai nhóm hiđrocacbon; chúng có thể là nhóm ankyl, nhóm vòng benzen hoặc cả hai.

Xeton có thể được biểu diễn đơn giản là R- (C = O) -R ', trong đó R và R' là hai chuỗi hiđrocacbon bất kỳ (ankan, anken, ankin, xicloalkane, dẫn xuất của benzen và những chất khác). Không có xeton nào có hydro gắn với nhóm cacbonyl.

Có rất nhiều phương pháp để điều chế xeton trong môi trường công nghiệp và phòng thí nghiệm; Hơn nữa, điều quan trọng cần lưu ý là xeton có thể được tổng hợp bởi các sinh vật khác nhau, bao gồm cả con người.

Trong công nghiệp, phương pháp phổ biến nhất để tổng hợp xeton liên quan đến quá trình oxy hóa hydrocacbon, điển hình là sử dụng không khí. Ở quy mô nhỏ, xeton thường được điều chế thông qua quá trình oxy hóa rượu bậc hai, tạo ra sản phẩm là xeton và nước.

Ngoài những phương pháp phổ biến hơn này, xeton có thể được tổng hợp thông qua anken, ankin, muối của hợp chất nitơ, este và nhiều hợp chất khác, điều này rất dễ kiếm được chúng.

Các loại xeton

Có một số cách phân loại xeton, chủ yếu phụ thuộc vào các nhóm thế trên chuỗi R. Các cách phân loại phổ biến nhất cho các chất này được liệt kê dưới đây:

Theo cấu trúc chuỗi của bạn

Trong trường hợp này, xeton được phân loại theo cách cấu trúc chuỗi của nó: xeton béo là những xeton có hai gốc R và R 'có dạng gốc ankyl (ankan, anken, ankan và xicloankan).

Mặt khác, những chất thơm là những chất tạo dẫn xuất benzen, đồng thời vẫn là xeton. Cuối cùng, xeton hỗn hợp là những xeton có gốc ankyl R và gốc aryl R ', hoặc ngược lại.

Từ trái sang phải: propanone, benzophrone và phenylmethylbutanone. Hình ảnh từ commons wikimedia.

Theo tính đối xứng của các gốc của nó

Trong trường hợp này, các gốc R và nhóm thế R 'của nhóm cacbonyl được nghiên cứu; khi chúng giống nhau (giống hệt nhau) thì xeton được gọi là đối xứng; nhưng khi chúng khác nhau (như hầu hết các xeton), điều này được gọi là bất đối xứng.

Hình ảnh qua wikimedia commons.

Theo độ bão hòa của các gốc của nó

Xeton cũng có thể được phân loại theo độ bão hòa của chuỗi cacbon của chúng; Nếu chúng ở dạng ankan, xeton được gọi là xeton bão hòa. Thay vào đó, nếu các chuỗi được tìm thấy dưới dạng anken hoặc anken, thì xeton được gọi là xeton không bão hòa.

Ở bên trái etan, bên phải axetilen. Hình ảnh qua wikimedia commons.

Dicetons

Đây là một loại xeton riêng biệt, vì các chuỗi của xeton này có hai nhóm cacbonyl trong cấu trúc của chúng. Một số xeton này có những đặc điểm riêng biệt, chẳng hạn như độ dài liên kết cacbon dài hơn.

Ví dụ, diketon có nguồn gốc từ cyclohexan được gọi là quinon, chỉ có hai: ortho-benzoquinone và para-benzoquinone.

ortho-benzoquinone. Surachit tại Wikipedia tiếng Anh / Miền công cộng

Tính chất vật lý và hóa học của xeton

Xeton, giống như hầu hết các aldehyde, là các phân tử lỏng và có một loạt các tính chất vật lý và hóa học khác nhau tùy thuộc vào độ dài của chuỗi của chúng. Các thuộc tính của nó được mô tả dưới đây:

Điểm sôi

Xeton rất dễ bay hơi, phân cực đáng kể và không thể tặng hydro cho liên kết hydro (chúng không có nguyên tử hydro gắn với nhóm cacbonyl của chúng), vì vậy chúng có nhiệt độ sôi cao hơn anken và ete, nhưng thấp hơn các ancol có cùng khối lượng phân tử.

Điểm sôi của xeton tăng khi kích thước của phân tử tăng. Điều này là do sự can thiệp của lực van der Waals và lực lưỡng cực-lưỡng cực, đòi hỏi một lượng năng lượng lớn hơn để tách các nguyên tử và điện tử bị hút bên trong phân tử.

Độ hòa tan

Khả năng hòa tan của xeton có ảnh hưởng mạnh mẽ một phần đến khả năng của các phân tử này chấp nhận hydro trên nguyên tử oxy của chúng và do đó hình thành liên kết hydro với nước. Ngoài ra, các lực hút, phân tán và lưỡng cực-lưỡng cực được hình thành giữa xeton và nước, làm tăng tác dụng hòa tan của chúng.

Xeton mất khả năng hòa tan khi phân tử của chúng lớn hơn, vì chúng bắt đầu cần nhiều năng lượng hơn để hòa tan trong nước. Chúng cũng hòa tan trong các hợp chất hữu cơ.

Tính axit

Nhờ có nhóm cacbonyl, xeton có bản chất axit; Điều này xảy ra do khả năng ổn định cộng hưởng của nhóm chức năng này, có thể từ bỏ các proton từ liên kết đôi của nó để tạo thành một cơ sở liên hợp được gọi là enol.

Phản ứng

Xeton là một phần của một số lượng lớn các phản ứng hữu cơ; Điều này xảy ra do tính nhạy cảm của cacbon cacbonyl đối với việc bổ sung nucleophin, ngoài tính phân cực của nó.

Như đã đề cập trước đây, khả năng phản ứng lớn của xeton làm cho chúng trở thành sản phẩm trung gian được công nhận làm cơ sở để tổng hợp các hợp chất khác.

Danh pháp

Xeton được đặt tên theo mức độ ưu tiên hoặc tầm quan trọng của nhóm cacbonyl trong toàn bộ phân tử, vì vậy khi bạn có một phân tử bị chi phối bởi nhóm cacbonyl, xeton được đặt tên bằng cách thêm hậu tố "–one" vào tên của hydrocacbon.

Chuỗi chính được coi là chuỗi có nhóm cacbonyl dài nhất, và sau đó phân tử được đặt tên. Nếu nhóm cacbonyl không được ưu tiên hơn các nhóm chức khác trong phân tử, thì nó được xác định bằng "-oxo".

Đối với các xeton phức tạp hơn, vị trí của nhóm chức có thể được xác định bằng một con số, và trong trường hợp của các diketon (xeton có hai nhóm thế R và R giống nhau), phân tử được đặt tên với hậu tố "-dione".

Cuối cùng, từ "xeton" cũng có thể được sử dụng sau khi xác định các chuỗi gốc gắn với nhóm chức cacbonyl.

Sự khác biệt giữa aldehyde và xeton

Sự khác biệt lớn nhất giữa andehit và xeton là sự hiện diện của nguyên tử hydro gắn với nhóm cacbonyl trong andehit.

Nguyên tử này có ảnh hưởng quan trọng đến việc liên kết phân tử trong phản ứng oxy hóa: một anđehit sẽ tạo thành axit cacboxylic hoặc muối của axit cacboxylic, tùy thuộc vào việc quá trình oxy hóa xảy ra trong điều kiện axit hay bazơ.

Mặt khác, xeton không có hydro này, do đó, các bước tối thiểu cần thiết để quá trình oxy hóa diễn ra không xảy ra.

Có những phương pháp để oxy hóa xeton (với các chất oxy hóa mạnh hơn nhiều so với những phương pháp thường được sử dụng), nhưng những phương pháp này sẽ phá vỡ phân tử xeton, tách nó thành hai hoặc nhiều phần trước.

Sử dụng trong công nghiệp và trong cuộc sống hàng ngày

Trong công nghiệp, xeton thường được quan sát thấy trong nước hoa và sơn, đóng vai trò như chất ổn định và chất bảo quản ngăn cản các thành phần khác của hỗn hợp bị biến chất; chúng cũng có phổ rộng làm dung môi trong các ngành sản xuất chất nổ, sơn và dệt, cũng như dược phẩm.

Axeton (xeton nhỏ nhất và đơn giản nhất) là dung môi được công nhận rộng rãi trên toàn thế giới, được sử dụng làm chất tẩy sơn và chất pha loãng.

Trong tự nhiên, xeton có thể xuất hiện dưới dạng đường, được gọi là xeton. Ketoses là các monosaccharide chứa một xeton trên mỗi phân tử. Ketose được biết đến nhiều nhất là fructose, loại đường có trong trái cây và mật ong.

Quá trình sinh tổng hợp axit béo xảy ra trong tế bào chất của tế bào động vật cũng xảy ra thông qua hoạt động của xeton. Cuối cùng, và như đã đề cập ở trên, có thể có sự gia tăng xeton trong máu sau khi nhịn ăn hoặc trong trường hợp mắc bệnh tiểu đường.

Ví dụ về xeton

Butanone (C4H

Phân tử butanone. Nguồn: Pixabay.

Còn được gọi là MEK (hoặc MEC), chất lỏng này được sản xuất trên quy mô lớn trong công nghiệp và được sử dụng làm dung môi.

Cyclohexanone (C

Phân tử xyclohexanone. Benjah-bmm27 / Miền công cộng

Được sản xuất trên quy mô lớn, loại xeton này được sử dụng làm tiền thân của nylon vật liệu tổng hợp.

Testosterone (C

Phân tử testosterone. Wikimedia commons

Nó là hormone sinh dục nam chính và một steroid đồng hóa, được tìm thấy ở hầu hết các động vật có xương sống.

Progesterone (C

Medroxyprogesterone acetate, thành phần của cyclofemin

Steroid nội sinh và hormone sinh dục liên quan đến chu kỳ kinh nguyệt, mang thai và tạo phôi ở người và các loài khác.

Người giới thiệu

1. Wikipedia. (sf). Xeton. Lấy từ en.wikipedia.org
2. Britannica, E. (nd). Xeton. Lấy từ britannica.com
3. Đại học, MS (sf). Anđehit và Xeton. Lấy từ chemistry.msu.edu
4. ChemGuide. (sf). Giới thiệu Anđehit và Xeton. Lấy từ chemguide.co.uk
5. Calgary, UO (sf). Xeton. Lấy từ chem.ucalgary.ca