المحاضرة السادسة / الالديهايد و الكيتون

🧪 مقدمة

الألدهيدات (Aldehydes) والكيتونات (Ketones) هما مركبان عضويان يحتويان على مجموعة الكربونيل (>C=O)، وهي مجموعة فعّالة في التفاعلات الكيميائية، لكنهما يختلفان في موقعها داخل الجزيء.

• الألدهيد: مجموعة الكربونيل في طرف السلسلة.
• الكيتون: مجموعة الكربونيل في وسط السلسلة، بين ذرتين كربون.

🔸 التركيب العام

• الألدهيد:
  الصيغة العامة: R–CHO
  حيث R = سلسلة كربونية، و–CHO = مجموعة ألدهيد
• الكيتون:
  الصيغة العامة: R–CO–R’
  حيث R وR’ = سلسلتان كربونيتان، و–CO– = مجموعة كربونيل وسطية

✳️ أمثلة شائعة

🧬 طرق تحضير الألدهيدات والكيتونات

✅ 1. أكسدة الكحولات:

– تحضير الألدهيدات:

من أكسدة الكحولات الأولية:

$$\text{R–CH₂OH} + [O] → \text{R–CHO} + \text{H₂O}$$

مثال:
CH₃CH₂OH + [O] → CH₃CHO + H₂O

– تحضير الكيتونات:

من أكسدة الكحولات الثانوية:

$$\text{R–CHOH–R’} + [O] → \text{R–CO–R’} + \text{H₂O}$$

مثال:
CH₃CHOHCH₃ + [O] → CH₃COCH₃ + H₂O

✅ 2. تقطير هيدرات الكالسيوم لأملاح الكربوكسيلات:

تُستخدم صناعيًا لتحضير الفورمالدهيد والأسيتون.

⚗️ الخواص الفيزيائية

• سبب ارتفاع درجة الغليان نسبيًا هو وجود رابطة قطبية (C=O) تؤدي إلى تجاذب ثنائي القطب.

🧪 الخواص الكيميائية

🔸 1. تفاعلات الأكسدة:

• الألدهيدات: يمكن أكسدتها إلى أحماض كربوكسيلية:

$$\text{R–CHO} + [O] → \text{R–COOH}$$

مثال:
CH₃CHO + [O] → CH₃COOH

• الكيتونات: لا تتأكسد بسهولة؛ لأن ذرة الكربون في مجموعة الكربونيل غير مرتبطة بهيدروجين.

🔸 2. تفاعلات الاختزال:

• الألدهيد يُختزل إلى كحول أولي:

$$\text{R–CHO} + [H] → \text{R–CH₂OH}$$

• الكيتون يُختزل إلى كحول ثانوي:

$$\text{R–CO–R’} + [H] → \text{R–CHOH–R’}$$

يُستخدم الهيدروجين مع محفز (Ni) أو عوامل مختزلة مثل NaBH₄ أو LiAlH₄.

🔸 3. تفاعل مع الكواشف النيتروجينية (تكوين مشتقات):

• الألدهيدات والكيتونات تتفاعل مع الهيدرازين، فينيل هيدرازين، 2،4-DNP لإعطاء مركبات تُستخدم في الكشف عنها.

🔸 4. تفاعل الألدهيد مع الكواشف المميزة:

✅ كاشف تولين (Tollen’s reagent):

• يُستخدم للكشف عن الألدهيدات فقط.
• يحتوي على أمونيا نترات الفضة [Ag(NH₃)₂]⁺.
• يُنتج مرآة فضية عند وجود الألدهيد:

$$\text{R–CHO} + 2[Ag(NH₃)₂]⁺ + 3OH⁻ → \text{R–COO⁻} + 2Ag↓ + 4NH₃ + 2H₂O$$

✅ كاشف فيهلنج (Fehling’s solution):

• يعطي راسبًا أحمر من أكسيد النحاس (Cu₂O) مع الألدهيدات.

$$\text{R–CHO} + 2Cu²⁺ + 5OH⁻ → \text{R–COO⁻} + Cu₂O↓ + 3H₂O$$

الكيتونات لا تتفاعل مع كاشف تولين أو فيهلنج، وهذا يساعد على تمييز الألدهيدات عن الكيتونات.

🧫 استخدامات الألدهيدات والكيتونات

الألدهيدات:

• الفورمالدهيد (HCHO): يستخدم في تحنيط العينات وفي صناعة البلاستيك.
• الأسيتالدهيد: وسيط في إنتاج الخل والمذيبات.

الكيتونات:

• الأسيتون (CH₃COCH₃): أشهر مذيب عضوي، يُستخدم في مزيلات طلاء الأظافر.
• تُستخدم الكيتونات في الصناعات الدوائية والعطور.

🔬 تمييز بين الألدهيدات والكيتونات

✅ خاتمة

الألدهيدات والكيتونات من المركبات العضوية المهمة التي تلعب دورًا أساسيًا في الكيمياء الصناعية والعضوية الحيوية. تساعد دراسة خواصها وتفاعلاتها في فهم سلوك المركبات الكربونيلية، كما أن استخدامها الواسع في الحياة اليومية يوضح مدى أهميتها في الصناعات الدوائية والتجميلية والغذائية.