Альдегиды и кетоны: изомерия и номенклатура

Изомерия альдегидов и кетонов

Для альдегидов характерна изомерия углеродного скелета (структурная изомерия) и межклассовая изомерия.

Структурные изомеры альдегидов имеют одинаковый состав (одинаковую брутто-формулу), но отличаются строением молекул. Такой вид изомерии характерен для соединений, имеющих четыре и более атомов углерода.

Например, изомерами являются 3-метилбутаналь, 2-метилбутаналь, пентаналь:

Структурные изомеры альдегидов

Межклассовые изомеры – соединения, относящиеся к разным классам, но имеющие одинаковый состав. Альдегиды являются межклассовыми изомерами кетонов, ненасыщенных спиртов и ненасыщенных простых эфиров, с одной двойной связью в молекуле. Например, изомерами являются пентаналь, пентанон-2, 2-(этинилокси)пропан, пентен-4-ол-2:

межклассовые изомеры альдегидов и кетонов

Для кетонов также характерна изомерия углеродного скелета (структурная изомерия), межклассовая изомерия, а также изомерия положения функциональной (карбонильной) группы.

Структурные изомеры могут иметь кетоны с числом углеродных атомов не менее пяти, например, 2-метилпентанон – 3, гексанон — 3:

Структурные изомеры кетонов

Межклассовая изомерия кетонов аналогична межклассовой изомерии альдегидов (см. выше). Т.е. кетоны изомерны альдегидам, ненасыщенным спиртам и ненасыщенным простым эфирам, с одной двойной связью в молекуле.

Изомерия положения функциональной (карбонильной) группы также характерна для кетонов с числом углеродных атомов не менее пяти. Например, изомерами являются 4-метилпентанон-2, 2-метилпентанон-3

Изомеры кетонов по положению карбонильной группы

Номенклатура альдегидов и кетонов

Номенклатура альдегидов

По систематической номенклатуре ИЮПАК алифатические альдегиды называют следующим образом:

  1. Выбирают самую длинную цепь, включающую альдегидную группу.
  2. Нумеруют главную цепь, начиная с атома углерода альдегидной группы.
  3. Называют углеводород, указывая цифрами все заместители в алфавитном порядке
  4. Прибавляют суффикс, который отражает наличие в молекуле альдегидной группы: –аль (одна альдегидная группа), –диаль (две альдегидных групп) В данном случае альдегидная группа должна быть старшей (см. таблицу старшинство функциональных групп)

 Например,  2-метил-4-хлорпентатаналь, 3-гидроксо-2-изопропил-4-хлорпентаналь:

Название альдегидов по систематической номенклатуре ИЮПАК

Алициклические альдегиды называют исходя из названия карбоцикла, добавляя суффикс карбальдегид. Нумерацию углерода альдегидной группы не производят.

Ароматические альдегиды называют от родоначальника ряда – бензальдегида

Например, 5-метил-3-хлорциклогексанкарбальдегид, 4-бром-2-метилбензальдегид

номенклатура алициклических и ароматических альдегидов

По рациональной номенклатуре базой для названия является уксусный альдегид. Названия строят, указывая углеводородный радикал со всеми заместителями, прибавляя — уксусный альдегид. Например, 2-хлорпропилуксусный альдегид

Название альдегидов по рациональной номенклатуре

Тривиальные названия альдегидов образуются от названия соответствующих кислот, в которые при окислении превращаются альдегиды. В таблице представлены тривиальные названия некоторых альдегидов, например ацетальдегид или уксусный альдегид (С2), пропионовый (С3), масляный (С4), валериановый (С5), ванилин:

Тривиальные названия альдегидов

Номенклатура кетонов

По систематической номенклатуре ИЮПАК алифатические кетоны называют следующим образом:

  1. Выбирают самую длинную цепь, включающую кето-группу.
  2. Нумеруют главную цепь, начиная с атома углерода кетонной группы.
  3. Называют углеводород, указывая цифрами все заместители в алфавитном порядке
  4. Прибавляют суффикс, который отражает наличие в молекуле кетонной группы: –он (одна кето-группа), –дион (две кето-группы). Кетонная группа должна быть старшей (см. таблицу старшинство функциональных групп)

 Например,  2-метил-5-хлоргексанон-2, 3-гидроксо-4-метилпентанон-2, 3-метилгептандион-2,6:

номенклатура алифатических кетонов

По радикально-функциональной номенклатуре (ИЮПАК) кетоны называют, указывая все заместители при кетогруппе, добавляя слово «кетон». Заместители перечисляют в алфавитном порядке. Особенно удобно таким образом называть ароматические кетоны. Например, метилизопропилкетон, метилфениллкетон, дифениллкетон:

Название кетонов по радикально-функциональной номенклатуре

Ароматические дикетоны с кетонными группами в ядре называют, добавляя суффикс -хинон к сокращённому названию углеводорода. Например, 1,4-бензохинон, 2-метил-1,4-бензохинон, 3-гидрокси-2-метокси-5-метил-1,4-бензохинон, 2,6-нафтохинон, 9,10-антрахинон:

примеры хинонов

По рациональной номенклатуре  кетоны рассматривают как производные простейшего представителя класса — ацетона, перечисляя углеводородные радикалы. Количество одинаковых радикалов указывают с помощью числительных «ди-», «три-», «тетра-» и т.д.

Иногда используют приставку симм- при наличии двух одинаковых радикалов или несимм—при наличии разных радикалов. Симм- означает симметричное расположение радикалов по отношению к кетогруппе, несимм — несимметричное расположение, например, симм-диизопропилацетон, циклогексилацетон:

рациональная номенклатура кетонов

Некоторые кетоны сохранили тривиальные названия, например, ацетон, диацетил, ацетофенон, бензофенон:

Тривиальные названия кетонов

Если карбонильная группа (кето- или альдегидная группы) не является старшей, т.е. в молекуле есть более старший заместитель, то для ее обозначения используется приставка оксо-. Например, оксокислоты:  

названия оксокислот