Ketone

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Allgemeine Struktur der Ketone.

Ketone sind chemische Verbindungen, die als funktionelle Gruppe eine nicht endständige Carbonylgruppe (>C=O) (auch Ketogruppe genannt) enthalten. Das bedeutet (siehe Bild): Im Gegensatz zu den Aldehyden ist der Carbonylkohlenstoff bei den Ketonen mit zwei weiteren Kohlenstoffatomen verbunden.

Ketone sind Oxidationsprodukte sekundärer Alkohole. Die von den Alkanen ableitbaren Ketone nennt man auch Alkanone. Einfachstes Keton ist das Aceton (Propanon oder Dimethylketon).

Verwendet werden Ketone in der Chemie, der Medizin^[1] und in der Parfüm-Herstellung.

Nomenklatur

Nach der IUPAC-Nomenklatur erhalten Ketone das Suffix „-on“. Dementsprechend heißt das vom Propan abgeleitete Keton Propanon (CH₃-CO-CH₃, Trivialname Aceton)
Bei Ketonen mit mehr als 3 C-Atomen wird die Stelle der C=O Doppelbindung entweder vor der -on-Endung, oder vor dem Namen angegeben. Beispielsweise heißt CH₃-CH₂-CH₂-CO-CH₃ Pentan-2-on oder 2-Pentanon.

Eigenschaften

Ketone mit niedriger Kettenlänge sind aufgrund der Polarisierung des C-Atoms der Carbonylgruppe in Wasser löslich.

Niedermolekulare Ketone sind farblose, leichtbewegliche Flüssigkeiten. Höhermolekulare Ketone sind feste Stoffe.

Eine Oxidation von Ketonen unter gemäßigten Bedingungen, beispielsweise mit Fehlingscher Lösung ist nicht möglich. Dadurch kann man sie von Aldehyden unterscheiden.

Ketone besitzen auf Grund des +I-Effekts der Alkylsubstituenten am Carbonyl-Kohlenstoffatom eine niedrigere Reaktionsfreudigkeit als Aldehyde. Außerdem polymerisieren sie nicht.

Viele Ketone zeichnen sich durch einen angenehmen, fruchtigen Geruch aus.

Aufgrund der neutralen Struktur sind sie nicht elektrisch leitfähig.

Herstellung

Ketone lassen sich durch Oxidation von sekundären Alkoholen herstellen.
Eine weitere Herstellungsmethode ist die Ozonolyse von Alkenen.
Die wichtigste Herstellungsmethode für aromatische Ketone ist die Friedel-Crafts-Acylierung.
Nach der Ketonsynthese von Gilman & Van Ess erhält man aus einer Carbonsäure (R₁+1) und einer Lithium-Alkyl-Verbindung (R₂) durch Hydrolyse das analoge Keton
Eine weitere Herstellungsmethode ist die Umsetzung von Weinreb-Amiden mit Alkyl-Lithium-Verbindungen und anschließender wässrig-saurer Aufarbeitung.
Eine mittlerweile historische Synthese stellt die sogenannte Kalksalzdestillation dar, bei der Calciumsalze von Carbonsäuren trocken erhitzt und das gasförmig freiwerdende Keton rekondensiert wird (beispielsweise zur Darstellung von Aceton aus Calciumacetat).

Reaktionen

Ketone gehen ähnlich wie Aldehyde Additions- und Kondensationsreaktionen ein.

Ketone stehen mit ihrer tautomeren Form, den Enolen im Gleichgewicht (Keto-Enol-Tautomerie):

    H                            H
    |                            |
R - C - C = O   <--  R - C = C - O
    |   |        ->      |   |
    H   R                H   R

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

R-C=O                  R-C-R
  |    +  HO-R'-OH -->  / \   + Wasser
  R                    O   O  
                        \ /
                         R'