مركبات الكربونيل

الألدهيدات والكيتونات هي مركبات كربونيل — تحتوي على مجموعة كربونيل C=O.

• في الألدهيد يكون كربون الكربونيل في نهاية السلسلة (وأيضاً يحمل H)، يُكتب $\text{–CHO}$.
• في الكيتون يكون كربون الكربونيل في المنتصف، بين كربونين آخرين.

*كلاهما يحتوي على مجموعة C=O الكربونيل: في الألدهيد تكون في نهاية السلسلة (–CHO)، وفي الكيتون تكون في المنتصف

تحضير الألدهيدات والكيتونات

كلاهما يُصنع بواسطة الأكسدة لكحول باستخدام $\text{K}_2\text{Cr}_2\text{O}_7$ المحمض أو $\text{KMnO}_4$:

• كحول أولي، مع التقطير، يعطي ألدهيداً.
• كحول ثانوي يعطي كيتوناً.

التفاعلات

• الاختزال باستخدام $\text{NaBH}_4$ أو $\text{LiAlH}_4$ يعيد تحويل مركب الكربونيل إلى كحول (يعطي الألدهيد كحولاً أولياً؛ ويعطي الكيتون كحولاً ثانوياً).
• تفاعل مع هيدرو Cianide ($\text{HCN}$)، مع $\text{KCN}$ كعامل حفاز وحرارة، يضيف $\text{H}$ و$\text{CN}$ عبر R=C=O لتشكيل هيدروكسينايترايل. هذا يضيف ذرة كربون واحدة للسلسلة.

الآلية: الإضافة النوكليوفيلية

تفاعل $\text{HCN}$ هو إضافة نوكليوفيلية. كربون الكربونيل موجب قليلاً (الأكسجين يسحب الإلكترونات away). لذا:

1. أيون $\text{CN}^-$ (نوكليوفيل) يهاجم الكربون الموجب قليلاً.
2. هذا يكسر الرابطة المزدوجة C=O، تاركا أكسجيناً سالباً ($\text{O}^-$).
3. يأخذ $\text{O}^-$ $\text{H}^+$ (من $\text{HCN}$) لإنهاء الهيدروكسينايترايل.

الكشف عن أي كربونيل

أضف كاشف 2,4-DNPH (2,4-dinitrophenylhydrazine). راسب برتقالي يؤكد أن المركب ألدهيد أو كيتون.

تمييز الألدهيد عن الكيتون

الألدهيدات تُ مؤكسد بسهولة إلى أحماض كربوكسيلية، بينما الكيتونات لا. اختباران يستخدمان هذا الفرق:

اختبار اليودوفورم

إذا كان المركب يحتوي على مجموعة $\text{CH}_3\text{CO}-$، فإن تسخينه مع يوديد قلوي مائي يعطي راسباً أصفر فاتح من ثلاثي يودوميثان ($\text{CHI}_3$) وأيون $\text{RCO}_2^-$.

مثال محلول. سائل يعطي راسباً برتقالياً مع 2,4-DNPH، ويعطي لا مرآة فضية مع كاشف تولنز، ويعطي راسباً أصفر مع اليود المائي القلوي. حدد المادة. خذ الاختبارات واحداً تلو الآخر، واستخدم كل منها لما يثبت بالضبط. الراسب البرتقالي مع 2,4-DNPH يثبت وجود مجموعة كاربونيل - ألدهيد أو كيتون، لا شيء آخر. لا مرآة فضية مع تولنز تستبعد الألدهيد، لذا يجب أن يكون كيتون. الراسب الأصفر في اختبار اليودو فورم يثبت وجود مجموعة $\text{CH}_3\text{CO}-$ بجانب الكربونيل. أبسط مركب يحقق الشروط الثلاثة هو البروبانون، $\text{CH}_3\text{COCH}_3$. حافظ على الأدوار صحيحة: 2,4-DNPH يبحث عن أي كربونيل، وتولنز يفصل بين الألدهيد والكيتون، ويودو فورم يكشف عن مجموعة الميثيل المجاورة لـ C=O.

• 2,4-DNPH يعطي راسباً برتقالياً مع أي كربونيل - فهو يختبر وجود $\text{C}=\text{O}$.
• تولنز (مرآة فضية) وفهلينغ (أحمر طوبي) إيجابيان فقط للألدهيدات - هكذا تميز بين الألدهيدات والكيتونات.
• إضافة نووية لـ HCN تضيف ذرة كربون واحدة (→ هيدروكسي نتريل)؛ ارسم الأسهم المنحنية.
• اختبار الإيودوفورم (ثلاثي يودوميثان) إيجابي لمجموعات $\text{CH}_3\text{CO}-$.