Ацетон что это такое


Ацетон - это... Что такое Ацетон?

Ацето́н (диметилкето́н, систематическое наименование: пропан-2-о́н) — простейший представитель кетонов. Формула: CH3-C(O)-CH3. Бесцветная легкоподвижная летучая жидкость с характерным запахом. Полностью смешивается с водой и большинством органических растворителей. Ацетон хорошо растворяет многие органические вещества (ацетилцеллюлозу и нитроцеллюлозу, воск, резину и др.), а также ряд солей (хлорид кальция, иодид калия). Является одним из метаболитов, производимых человеческим организмом.

Получение

Мировое производство ацетона составляет более 6,9 миллионов тонн в год (по данным на 2012 г.[1]) и устойчиво растёт.[1]

В промышленности

В промышленности получается напрямую или косвенно из пропена.

Основную часть ацетона получают как сопродукт при получении фенола из бензола по кумольному способу, заключающемуся в следующих трёх этапах:[2]

  1. Бензол алкилируется пропеном с получением кумола
    C6H6+ CH3CH=CH2 → C6H5CH(CH3)2

    Следующие два этапа известны как реакция Удриса-Сергеева

  2. Полученный кумол окисляется кислородом воздуха до гидропероксида
    C6H5CH(CH3)2 + O2 → C6H5C(OOH)(CH3)2
  3. Гидропероксид разлагается в присутствии серной кислоты на фенол и ацетон
    C6H5C(OOH)(CH3)2 → C6H5OH + OC(CH3)2


Прямым окислением пропена в жидкой фазе в присутствии PdCl2 в среде растворов солей Pd, Cu, Fe при температуре 50-120 °C и давлении 50-100 атм:

CH3CH=CH2 + PdCl2 + H2O → CH3C(O)CH3 + Pd + 2HCl

Pd+2HCl + 0.5O2 → PdCl2 + H2O

Некоторое значение имеет метод брожения крахмала под действием бактерий Clostridium acetobutylicum с образованием ацетона и бутанола[3]. Метод характеризуется малыми выходами. Используются также методы получения из изопропилового спирта и ацетилена.

Химические свойства

Ацетон является одним из наиболее реакционноспособных кетонов. Так, он один из немногих кетонов образует бисульфитное соединение

CH3C(O)CH3 + NaHSO3 → (CH3)2C(OH)-SO3Na

Вступает в альдольную самоконденсацию под действием щелочей, с образованием диацетонового спирта.

2CH3C(O)CH3 → (CH3)2C(OH)CH2C(O)CH3

Восстанавливается цинком до пинакон.

2CH3C(O)CH3 + Zn → (CH3)2C(OH)C(OH)(CH3)2

При пиролизе (700 °C) образует кетен.

CH3C(O)CH3 → CH2=C=O + 2H2

Легко присоединяет циановодород с образованием ацетонциангидрина.

CH3C(O)CH3 + HCN → (CH3)2C(OH)CN

Атомы водорода в ацетоне легко замещаются на галогены. Под действием хлора (иода) в присутствии щёлочи образует хлороформ (йодоформ).

Ацетон, как и другие кетоны, в щелочной среде способен изомерироваться в пропаналь, последний — до пропенового спирта. В кислой среде и в присутствии ионов двухвалентной ртути, пропеновый спирт изомерируется сразу в ацетон. Между этими веществами всегда существует таутомерное равновесие:

CH3C(O)CH3 ↔ С2Н5СОН ↔ СН2=С(ОН)-СН3

Диметилкетон

Биохимия

В крови в норме содержится 1-2 мг/100 мл ацетона, в суточном количестве мочи — 0,01-0,03 г. При нарушениях обмена веществ, например, при сахарном диабете, в моче и крови повышается содержание ацетона. Незначительная часть ацетона превращается в оксид углерода (IV), который выделяется с выдыхаемым воздухом. Некоторое количество ацетона выделяется из организма в неизменном виде с выдыхаемым воздухом и через кожу, а некоторое — с мочой.

Применение

Ацетон применяется как сырьё для синтеза многих важных химических продуктов, таких как уксусный ангидрид, кетен, диацетоновый спирт, окись мезитила, метилизобутилкетон, метилметакрилат, дифенилпропан, изофорон, бисфенол А и др.; пример:

(CH3)2CO + 2 C6H5OH → (CH3 )2C(C6H4OH)2 + H2O.

Последний широко применяется при синтезе поликарбонатов, полиуретанов и эпоксидных смол.

Ацетон также является популярным растворителем, значительно превосходящим в плане безопасности бензин, скипидар и отчасти керосин. В частности как растворитель используется он:

Без ацетона невозможно хранить в компактном (сжиженном и в баллоне) состоянии ацетилен, который не может храниться под давлением в чистом виде из-за опасности взрыва. Для этого используют ёмкости с пористым материалом, пропитанные ацетоном. 1 литр ацетона растворяет до 250 литров ацетилена.

Лабораторное применение

В органической химии ацетон применяется в качестве полярного апротонного растворителя, в частности в реакции алкилирования

ArOH + RHal + K2CO3 → ArOR + KHal + KHCO3,

для окисления спиртов в присутствии алкоголятов алюминия по Оппенауэру

RR`CHOH + CH3C(O)CH3 → RR`C=O + CH3CH(OH)CH3,

Также незаменим для приготовления охлаждающих бань в смеси с «сухим льдом» и жидким аммиаком (охлаждает до температуры −78 °C).

Очень полезен для мытья химической посуды, благодаря низкой цене, малой токсичности, высокой летучести и лёгкой растворимости в воде, а также для быстрой сушки посуды и неорганических веществ.

Для очистки в лабораторных условиях ацетон перегоняют в присутствии небольшого количества перманганата калия (до слабо-розовой окраски раствора).

Безопасность

Пожароопасность =

Одна из основных опасностей при работе с ацетоном — его легковоспламеняемость. Температура воспламенения +465 °C, температура замерзания ~+ −20 °C. Воздушные смеси, содержащие от 2,5 % до 12,8 % (по объёму) взрывоопасны. С этим необходимо считаться, так как ацетон быстро испаряется, и образующееся облако может распространиться до места воспламенения (нагрев или искра) вдали от места работы с ним.

Токсичность

Считается, что ацетон малотоксичен, также считается, что он не вызывает хронических болезней при использовании основных методов предосторожностей при работе с ним. Ацетон обладает возбуждающим и наркотическим действием (что особенно хорошо проявляется при хроническом воздействии на людей, часто работающих с ацетоном как с растворителем), поражает центральную нервную систему, способен накапливаться в организме[источник не указан 64 дня], в связи с чем токсическое действие зависит не только от его концентрации, но и от времени воздействия на организм. ЛД50 для мышей при вдыхании в течение 4-х часов — 44 г/м³. Для человека ЛД50 оценивается в 1,159 г/кг. ПДК 200 мг/м³.

Ацетон при высоких концентрациях (при более чем кратковременном воздействии) раздражает органы дыхания и вызывает жжение в глазах, при более длительном воздействии происходит кратковременный глазной отёк. Вероятно, способен вызывать головокружение, тошноту и дезориентацию при воздействии паров высоких концентраций.

Экология

Из-за высокой летучести, значительная часть ацетона испаряется в атмосферу, где период полураспада под действием ультрафиолета составляет 22 дня. ЛД50 для рыб 8,3 г/л в течение 96 часов, а период полураспада в данной среде от 1 до 10 суток. Ацетон может вызывать значительное понижение уровня кислорода в воде из-за потребления его микроорганизмами.[источник не указан 64 дня]

Однако ацетон в небольших концентрациях, быстро поглощается рядом бактерий, использующих его в качестве питательной среды.

Примечания

Ссылки

Что такое ацетон и для чего он нужен?

Запах ацетона хорошо известен большинству людей. Как растворитель ацетон широко используется в быту и промышленности. Он разлагает многие органические вещества и соли.  

Что такое ацетон и как его получают

Ацетон, также известный под названиями диметилкето́н и пропанон-2, – органическое вещество из ряда кетонов в виде легковоспламеняемой прозрачной жидкости с характерным запахом и высокой летучестью.

Название происходит от латинского слова acetum — уксус. Это связано с тем, что первым промышленным способом получения ацетона была сухая перегонке ацетата кальция. Его выделяли из древесного уксуса, образуемого при коксовании древесины. Содержание уксусной кислоты и других примесей было высоким и сегодня используются другие методы, позволяющие получить более чистый продукт:

  • синтез газов при нефтепереработке, в частности, при получении фенола из бензола;
  • сбраживание продуктов с высоким содержанием крахмала и даже таких, как картофель и маис.

Зачем нужен ацетон

Ацетон наиболее масштабно используется в лакокрасочной промышленности. Вещество устойчиво к большинству окислителей, что позволяет использовать его в составе самых различных лаков и эмалей.

Также им разбавляют нитролаки и нитроэмали для получения нужной консистенции. Ацетон также добавляет блеска лакам и краскам после их высыхания.

Применяется в производстве мономеров и полимеров, а также в синтезе органических продуктов. В быту его чаще используют для обезжиривания

Ацетон относят к веществам четвертого класса опасности (малоопасный), но при этом обладает наркотическим и токсическим действием, которые проявляются при вдыхании паров этого вещества. Поэтому при работе в условиях высокой концентрации ацетона рекомендуется использовать перчатки и респиратор.

При попадании в организм человека ацетон имеет свойство накапливаться, что впоследствии может привести к проблемам со здоровьем. Организм человека также вырабатывает ацетон и способен выводить его в небольших количествах.

Приобрести ацетон оптом можно на нашем сайте на соответствующей странице каталога.

Чем ацетон отличается от... другого ацетона, или Не все ацетоны одинаково полезны

Когда я год назад впервые начал работать с 3D-принтером, то на этом сайте узнал, что такое 'ABS-сок', и как его правильно пить использовать.

В кладовке у меня на тот момент стояло две литровые бутыли с этой волшебной жидкостью - одна матовая полиэтиленовая неизвестного уже теперь производителя (потому что наклейка оторвалась и потерялась), и вторая - из прозрачного PET производства ООО 'Экспохимтрейд' (г.Королев Московской области). В то время (до 3D-эры) потребление ацетона в моей семье было минимальным, и обе бутыли стояли чуть початые уже несколько лет. Почему их было две - сам не помню. Возможно, когда-то срочно понадобился ацетон, и проще было сбегать в хозмаг за новой порцией, чем искать в заваленной кладовке старую. В-общем, это неважно.

Ну да ладно. Для первого приготовления ABS-сока была открыта первая бутыль - та, что из матового полиэтилена. Был произведен 'отлив' в малую посуду, и в нем был успешно растворен ABS. Растворение происходило почти моментально - кусочки прутка не успевали коснуться дна и расползались в стороны густым туманом. Был получен раствор нужной консистенции, который затем успешно использовался по назначению.

Всему хорошему приходит конец. Прошел почти год, и первая бутыль закончилась. Я открыл вторую (Экспохимтрейдовскую) бутыль, сделал привычный 'отлив в мелкую тару', накидал туда отрезков ABS-ного прутка, но... пластик растворяться не захотел. Прутки блестели глянцем, будучи погруженными в кристально прозрачную жидкость. Ни о каком растворении речи не шло. Оставил на сутки. Через сутки все же стало заметно, что прутки немного разбухли и осели на дно, потеряв упругость. Еще через день они слились в единую 'блямбу', покрывшую дно сосуда. И на этом всё - 'ацетон' (специально пишу в кавычках) даже не помутнел.

Если у кого-то прямо сейчас напросился ответ типа 'разный ABS себя по-разному ведет', то отвечаю со всей ответственностью - в течение всего года использовался не просто одинаковый пластик, а пластик с одной и той же катушки (ну, купил я когда-то килограмм серого ABS и печатаю из него очень мало и очень редко).

И вот теперь я не пойму, где настоящий ацетон, а где не настоящий. И чем они друг от друга отличаются? Я знаю, что химическая формула ацетона такая:

Но у меня нет знакомой химической лаборатории, чтобы это проверить.

Единственное, что я могу - это громогласно заявить: люди, не покупайте ацетон завода 'Экспохимтрейд'. Это неправильный ацетон.

Вот он:

Не берите его - покупайте другой.

Кетоновые тела — Википедия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 5 сентября 2016; проверки требуют 10 правок. Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 5 сентября 2016; проверки требуют 10 правок.

Кето́новые тела́ (синоним: ацето́новые тела, ацето́н [распространённый медицинский жаргонизм]) — группа продуктов обмена веществ, которые образуются в печени из ацетил-КоА[2]:

Прежние представления о том, что кетоновые тела являются промежуточными продуктами бета-окисления жирных кислот, оказались ошибочными[2]:

  • Во-первых, в обычных условиях промежуточными продуктами бета-окисления жирных кислот являются КоА-эфиры этих кислот: β-оксибутирил-КоА или ацетоацетил-КоА.
  • Во-вторых, β-оксибутирил-КоА, образующийся в печени при бета-окислении жирных кислот, имеет L-конфигурацию, в то время как β-оксибутират, обнаруживаемый в крови, представляет собой D-изомер. Именно β-оксибутират D-конфигурации образуется в ходе метаболического пути синтеза β-окси-β-метилглутарил-КоА.

Ацетон в плазме крови в норме присутствует в крайне низких концентрациях, образуется в результате спонтанного декарбоксилирования ацетоуксусной кислоты и не имеет определённого физиологического значения[2]

Нормальное содержание кетоновых тел в плазме крови человека и большинства млекопитающих (за исключением жвачных) составляет 1…2 мг% (по ацетону). При увеличении их концентрации свыше 10…15 мг% они преодолевают почечный порог и определяются в моче. Наличие кетоновых тел в моче всегда указывает на развитие патологического состояния.

Кетоновые тела синтезируются в печени из ацетил-КоА:[2]

На первом этапе из двух молекул ацетил-КоА синтезируется ацетоацетил-КоА. Данная реакция катализируется ферментом ацетоацетил-КоА-тиолазой:
Ac−КоА + Ac−КоА → .
Затем под влиянием фермента гидроксиметилглутарил-КоА-синтазы присоединяется ещё одна молекула ацетил-КоА:
H3C−CO−CH2−CO−S−КоА + Ac−КоА → .
Образовавшийся β-гидрокси-β-метилглутарил-КоА (HMG-KoA) способен под действием фермента гидроксиметилглутарил-КоА-лиазы расщепляться на ацетоуксусную кислоту (ацетоацетат) и ацетил-КоА:
HOOC−CH2−COH(CH3)−CH2−CO−S−КоА → + Ac—КоА.
Ацетоуксусная кислота способна восстанавливаться при участии НАД-зависимой D-β-оксибутиратдегидрогеназы; при этом образуется D-β-оксимасляная кислота (D-β-оксибутират). Фермент специфичен по отношению к D-стереоизомеру и не действует на КоА-эфиры.[2]
H3C−CO−CH2−COOH + NADH → .
Ацетоуксусная кислота в процессе метаболизма способна окисляться до ацетона с выделением молекулы углекислого газа:[1]
H3C−CO−CH2−COOHCO2 + .

Альтернативный путь[править | править код]

Существует второй путь синтеза кетоновых тел:

Образовавшийся путём конденсации двух молекул ацетил-КоА ацетоацетил-КоА способен отщеплять кофермент A с образованием свободной ацетоуксусной кислоты[3]. Процесс катализирует фермент ацетоацетил-КоА-гидролаза (деацилаза), однако данный путь не имеет существенного значения в синтезе ацетоуксусной кислоты, так как активность деацилазы в печени низкая.[2]
+ H2O → + КоА-SH.

В плазме крови здорового человека кетоновые тела содержатся в весьма незначительных концентрациях. Однако при патологических состояниях (длительное голодание, тяжёлая физическая нагрузка, тяжёлая форма сахарного диабета) концентрация кетоновых тел может значительно повышаться и достигать 20 ммоль/л (кетонемия). Кетонемия, ацетонемия (повышение концентрации кетоновых тел в крови) возникает при нарушении равновесия — скорость синтеза кетоновых тел превышает скорость их утилизации периферическими тканями организма.[2]

За последние десятилетия накопились сведения, указывающие на важное значение кетоновых тел в поддержании энергетического баланса. Кетоновые тела — топливо для мышечной ткани, почек и действуют, вероятно, как часть регуляторного механизма с обратной связью, предотвращая излишнюю мобилизацию жирных кислот из жировых депо.[2] Во время голодания кетоновые тела являются одним из основных источников энергии для мозга.[4][5]Печень, синтезируя кетоновые тела, не способна использовать их в качестве энергетического материала (не располагает соответствующими ферментами).

В периферических тканях β-оксимасляная кислота окисляется до ацетоуксусной кислоты, которая активируется с образованием соответствующего КоА-эфира (ацетоацетил-КоА). Существует два ферментативных механизма активации:[2]

  • первый путь — с использованием АТФ и HS-КоА, аналогичный пути активации жирных кислот:

H3C—CO—CH2—COOH (Ацетоуксусная кислота)

|

+ АТФ + HS-КоА Ацил-КоА-синтетаза  АМФ + ФФн

H3C—CO—CH2—CO—S-КоА (Ацетоацетил-КоА)

  • второй путь — перенос Коэнзима А от сукцинил-КоА на ацетоуксусную кислоту:

HOOC—CH2—CH2—CO—S-КоА (Сукцинил-КоА+ H3C—CO—CH2—COOH (Ацетоуксусная кислота)

↓↑

HOOC—CH2—CH2—COOH (Сукцинат+ H3C—CO—CH2—CO—S-КоА (Ацетоацетил-КоА)

Образовавшийся в ходе этих реакций ацетоацетил-КоА в дальнейшем подвергается тиолитическому расщеплению в митохондриях с образованием двух молекул ацетил-КоА, которые, в свою очередь, являются сырьём для цикла Кребса (цикл трикарбоновых кислот), где окисляются до CO2 и H2O.

H3C—CO—CH2—CO—S-КоА (Ацетоацетил-КоА)

|

+ HS-КоА  H3C—CO—S-КоА

H3C—CO—S-КоА ( Ацетил-КоА)

Повышение содержания кетоновых тел в организме может быть связано с дефицитом углеводов в обеспечении организма энергией, а также происходит, когда скорость синтеза кетоновых тел превышает скорость их утилизации.

Для качественного определения содержания кетоновых тел в моче в лабораторных условиях используются цветные пробы Ланге, Легаля, Лестраде и Герхарда.

Ацетон - это... Что такое Ацетон?

диметилкетон — органическое соединение, образующееся при сухой перегонке уксусно-кислых солей, а также, наряду с прочими продуктами, при сухой перегонке дерева и многих других органических веществ. В крайне ничтожных количествах А. найден в моче здоровых людей и животных, значительно же больше содержание его в моче диабетиков. А. был известен уже очень давно, но состав его и частичная формула С3Н8О определены только Либихом и Дюма, строение же СНСОСН3 впервые установлено Виллиамсоном., А. представляет прозрачную, весьма подвижную, бесцветную, горючую жидкость, с характерным, довольно приятным запахом; уд. вес его (при 0°) 0,8144; темп. кип. 56,5°С, с водой, спиртом и эфиром смешивается во всех пропорциях, растворяет жиры, смолы, пироксилин, из водных растворов выделяется отсаливанием, напр., хлористым кальцием; с кислыми сернисто-кислыми щелочами дает кристаллические соединения. Удобнее всего получать А. сухой перегонкой уксусно-кислого барита, так как известковая соль для своего разложения тробует слишком высокой температуры, а потому дает много посторонних продуктов. Для окончательного очищения А. взбалтывают с кислым сернисто-кислым натром и разлагают получающееся кристаллическое соединение крепким раствором углекислой щелочи: водный дистиллят обезвоживают хлористым кальцием и перегоняют. А. получается также и другими общими для кетонов методами (см. Кетоны). Для открытия А. может служить очень чувствительная реакция образования йодоформа при действии аммиака и раствора йода в йодистом аммонии. При обработке хлором, в тех или других условиях, весь водород А. может быть постепенно замещен галоидом, так что известно шесть различных степеней охлорения А. При действии пятихлористого фосфора, наоборот, хлором замещается кислородный атом, как и во всех вообще кетонах; при этом образуется соединение состава С3Н6Cl2, двухлоропропан (метилхлорацетол). Окислителями, напр. хромовой кислотой, А. переводится в уксусную и муравьиную кислоты, а амальгамой натрия восстановляется в соответствующий вторичный изопропильный алкоголь (СН3)2СН(НО). Аммиак соединяется с А. уже на холоде, легче при нагревании, причем выделяются элементы воды и образуются различные продукты, из которых важнейшие: диацетонамин С6Н13NO и триацетонамин C9H17NO. При действии водоотнимающих веществ А. полимеризуется в окись мезитила С6Н10О или (СН3)2С:CHCOCH3, непредельный кетон — форон С9Н14О и углеводород мезитилен С9Н12. Последний ни что иное, как симметрический трехметилированный бензол С6Н3(СН3)3, так что в данном случае мы видим один из примеров перехода соединения, принадлежащего к так назыв. жирному ряду, в соединение ароматического ряда.

Ацетон | Info-Farm.RU

Ацетон, пропанон (от лат. Acetum — уксус) — первый представитель гомологического ряда алифатических кетонов. Формула (CH 3) 2 CO.

Общая характеристика

Бесцветная летучая жидкость с характерным запахом. Неограниченно смешивается с водой и полярными органическими растворителями, также в ограниченных пропорциях смешивается с неполярными растворителями.

Ацетон является ценным промышленным растворителем и благодаря небольшой токсичности он получил широкое применение при производстве лаков, взрывчатых веществ, лекарственных средств. Он является исходным сырьем в многочисленных химических синтезах. В лабораторной практике его применяют как полярный апротонный растворитель, для приготовления охлаждающих смесей вместе с сухим льдом и аммиаком, ацетон является очень полезным для мытья химической посуды.

Ацетон является одним из продуктов метаболизма в живых организмах, в частности, у человека. Он является одним из компонентов так называемых ацетоновых тел, которых в крови здорового человека содержится крайне мало, однако при патологических состояниях (длительное голодание, тяжелая физическая нагрузка, тяжелая форма сахарного диабета) их концентрация может значительно повышаться и достигать 20 ммоль / л (кетонемия) .

В Украине ацетон, в соответствии с Постановлением Кабинета Министров от 5 декабря 2012 N 1129 «Об утверждении перечня наркотических средств, психотропных веществ и прекурсоров», является прекурсором, по которому устанавливаются меры контроля. Кроме того таким же мерам контроля подлежат вещества, содержащие не менее 50% ацетона.

Промышленное значение

Ацетон, один из самых простых и важных кетонов, впервые обнаруженный в 1595 году немецким химиком Андреасом Либавиусом при сухой перегонке ацетата свинца. Но только в 1832 году Жан-Батист Дюма и Либих точно определили его природу и состав. К 1914 году ацетон получали почти исключительно при коксовании древесины, но повышенный спрос на него во время первой мировой войны очень быстро привел к созданию новых методов производства.

Получение

Старые методы

Старейший метод промышленного производства ацетона заключался в сухой перегонке ацетата кальция, который образуется при нейтрализации известью древесного уксуса, который образуется при коксовании древесины. Сейчас этот метод уже не применяется, поскольку ацетон в этом случае содержит слишком много примесей, а исходный материал дефицитный.

Известны также способы получения ацетона путем бактериального расщепления углеводов (крахмала, сахаров, мелассы), причем в качестве побочных продуктов образуются бутиловый или этиловый спирт. Ацетон и бутиловый спирт получают в мольном соотношении от 2: 1 до 3: 1.

В Германии был разработан технологический процесс производства ацетона на основе уксусной кислоты. При 400 ° С через контакты с церия пропускали уксусную кислоту:

Такой ацетон отличается особой чистотой.

Ацетон также производят из ацетилена прямым синтезом:

Ацетилен вступает во взаимодействие с водяным паром при 450 ° С в присутствии катализаторов (в частности оксида цинка или композита Fe 2 O 3 -ZnO).

Получение из изопропилового спирта

Одним из главных методов получения ацетона является дегидрогенизация изопропилового спирта:

Дегидрогенизация протекает при 350-400 ° С в присутствии таких катализаторов, как сплав железо-медь-цинк, оксид цинка или оксид цинка с 4,5% карбоната натрия, медь, свинец и другие. Вследствие эндотермической характера реакции процесс ведут в трубчатом реакторе, узкие длинные трубки которого обогреваются дымовыми газами. Производительность процесса возрастает при повышении давления (около 2,7-3,4 атмосферы).

Активность катализатора постепенно снижается из-за отложения на его поверхности сажи и смолистых веществ. Регенерация катализатора заключается в обжиге углеродных отложений кислородом, разбавленным инертными газами.

В последнее время все чаще ацетон получают путем окисления изопропилового спирта воздухом. При этом также образуется перекись водорода:

Этот метод играет определенную роль при производстве глицерина при отсутствии хлора. В качестве катализатора при проведении процесса применяют серебро, медь, никель, платину и другие.

В этом процессе воздух, насыщенный парами изопропилового спирта, пропускается над тонким слоем катализатора при температуре 400-650 ° C. Продукты реакции быстро охлаждают, и конденсат после нейтрализации небольших количеств уксусной кислоты дистиллированных. Выделенный технический ацетон ректификують, а непрореагировавшего изопропиловый спирт возвращают на окисление.

Реакция окисления изопропилового спирта сильно экзотермическая и ее трудно контролировать. Поэтому рекомендуется в одной реакции объединять и окисления, и дегидрогенизации, для того чтобы суммарный тепловой эффект приближался к нулю.

Метод прямого окисления пропилена

Разработана и внедрена в промышленности технология прямого синтеза ацетальдегида из этилена

может также служить для непосредственного получения ацетона из пропилена. В этом случае пропилен (или богатая пропиленом смесь газов) под действием раствора катализатора и в хлоридной кислоте превращается в ацетон. Восстановленный катализатор снова окисляется воздухом. При этом протекают следующие реакции:

Выход составляет 92-94% при 90-120 ° С и давлении 9-12 кгс / см². В качестве побочных продуктов образуются 0,5-1,5% пропионового альдегида (пропаналя) и ~ 2% моно- и дихлороацетонив. Предполагают, что реакция идет через комплекс [PdCl 2 (OH) C 3 H 6] -, который в присутствии воды гидролитически расщепляется на ацетон, палладий и хлорную кислоту. Агентами повторного окисления будут CuCl 2 или FeCl 3, а также смеси обоих соединений.

Реакцию можно проводить при комнатной температуре, но повышенные температуры ускоряют процесс. В большинстве случаев рН раствора составляет от 3 до 4. Давление также благоприятно влияет на ход реакции. Обычно работают с очень разбавленным раствором PdCl 2 (частично вместе с ацетатом меди). Использование концентрированного раствора ускоряет реакцию.

Модифицированные катализаторы акролеина применяются и при прямом окислении пропилена в ацетон. Катализаторы на основе MoO 3 или Bi 2 O 3 в присутствии H 3 PO4 илиH 3 BO 3 при 375 ° С дают рядом с ацетальдегидом, уксусной кислотой, формальдегидом, этилацетат и акролеин также и ацетон, причем положительного влияния оказывает добавление серебра. Можно использовать фосфоромолибдат висмута на Al 2 O 3 и фосфоромолибденову кислоту на SiO 2 (260 ° С, 1 с).

Кумол-гидропероксидний способ

Этот способ также является одним из основных промышленных способов получения ацетона, он на 40% дешевле метода получения ацетона с изопропилового спирта. Исходными продуктами служат бензол и пропилен.

Алкилирования бензола пропиленом осуществляют в присутствии катализатора хлорида алюминия при температуре 50 ° С. В качестве катализаторов использовали также концентрированную серную кислоту, фтороводорода, фторид бора и другие.

Окисление кумола проводится кислородом воздуха при 4-5 атмосферах и 110-120 ° С, при этом образуется гидропероксид кумола.

Гидропероксид кумола при температуре 30-60 ° С в присутствии примерно 0,1% серной кислоты разлагается на фенол и ацетон:

Другие методы

Ацетон можно получить каталитическим расписанию паров уксусной кислоты при повышенной температуре (400-450 ° С). Катализаторы — карбонат кальция или бария, оксиды кальция, алюминия, тория, урана, цинка, соли марганца и другие.

Другим известным методом является каталитическая дегидрогенизация паров этанола при температуре 450-500 ° С. Катализаторами процесса является оксид железа, активированный известь и другие.

Возможно образование ацетона при каталитическом окислении пропана кислородом воздуха при температуре 400 ° C:

Химические свойства

Ацетон обладает типичными химическими свойствами кетонов. Он тяжело окисляется, каталитически восстанавливается до изопропилового спирта. При восстановлении ацетона щелочными реагентами и особенно амальгама магния или цинка происходит конденсация и восстановления, завершаются образованием пинакон:

Ацетон окисляет вторичные спирты в кетоны в присутствии трет -бутилату алюминия (реакция Опенауера)

При использовании большого избытка ацетона реакция сдвигается вправо.

Под действием перекиси водорода на ацетон в кислой среде образуется перекись ацетона. Хромовый ангидрид окисляет ацетон до углекислого газа и воды.

Ацетон вступает в различные реакции конденсации. При альдольно конденсации происходит образование диацетонового спирта, применяют как растворитель:

При кротонов конденсации последовательно образуются оксид мезитилу, а затем Форон. Оксид мезитилу применяют для снижения летучести растворителей для лакокрасочных покрытий.

При конденсации трех молекул ацетона под действием концентрированной серной или соляной кислоты образуется симметричный триметилбензол (мезитилен):

При конденсации с ацетиленом ацетон образует диметилкарбинол, который легко превращается в изопрен:

При конденсации ацетона с формальдегидом в присутствии небольших количеств щелочей образуется ацетоспирт, который при действии йода или кислот при нагревании легко отщепляет воду, переходя в метилвинилкетон:

При конденсации уксусноэтиловый эфира с ацетоном получают ацетилацетон:

Одной из важнейших реакций ацетона является присоединение к нему синильной кислоты, в результате чего образуется ацетонциангидрин:

Ацетон реагирует с аммиаком и водородом в присутствии никеля или меди, образуя амины:

Обычно реакция проходит при температуре 125-175 ° С и давлении 5-10 атмосфер.

При воздействии на ацетон металлического натрия или амида натрия образуется ацетоннатрий — натриевый алкоголят изопропенилового спирта:

При пиролизе ацетона (500-700 ° С) над глиноземом или на раскаленной электрическим током платиновом проводе в специальном приборе — кетенний лампе, образуется самый кетен:

В присутствии щелочей ацетон легко реагирует с галоида с образованием хлороформа, йодоформа и бромоформа:

Ацетон также присоединяет хлороформ, образуя хлорэтона, который применяется как антисептик:

Ацетон также вступает с аммиаком в реакцию Манниха с образованием 2,2 ‘, 6,6’-тетраметилпиперидону-4 с приемлемыми выходами.

Применение

Ацетон — очень хороший растворитель жиров, масел, многих смол, нитролаков, сургуча, канифоли. Ацетон также растворяет целлулоид, нитро и ацетилцеллюлозу. Каучук, пек и мастичные смолы не растворяются в ацетоне.

Благодаря своей малой токсичности, хорошей растворимой способности ацетон очень широко применяется на предприятиях химической чистки.

При конденсации ацетона в щелочной среде можно получить различные продукты. При температуре 10-20 ° С в метанольного растворе ацетон димеризуеться в присутствии небольших количеств щелочи в диацетоновый спирт, из которого получают гексиленгликоль, оксид мезитилу, метилизобутилкарбинол, метилизобутилкетон, метиловый эфир гексиленгликоль.

Гексиленгликоль добавляется преимущественно к топливу. Оксид мезитилу способен вступать в различные реакции присоединения, например с метанолом в присутствии небольших количеств щелочи. Метилизобутилкетон — очень важный растворитель. Метилизобутилкетон и метилизобутилкарбинол очень хорошие растворителями для поливинилхлорида, сополимеров винилхлорида, производных целлюлозы, хлорированного каучука и других веществ. В большинстве случаев за растворимыми способностями они превосходят эфиры.

При каталитической конденсации ацетона в присутствии оснований при 200 ° С наряду с так называемыми изоциклитонамы образуется изофорон, который также является основой для различных синтезов. Сам изофорон занимает исключительное положение как растворитель виниловых лаков. Он предоставляет лакам горячей сушки блеска и прочности. При осторожном гидрировании с изофорон получают 3,3,5-триметилциклогексанон, который применяется на получение перекисей и служит растворителем. 3,3,5-триметилциклогексанол, который образуется в результате полной гидрогенизации изофорон, является важным компонентом специальных пластификаторов, особенно во взаимодействии с длинноцепочечных алифатических моно- и дикарбоновых кислотами. Но еще большее значение придают продукту его окисления азотной кислотой — α, α, γ-триметиладипиновий кислоте. Эту кислоту етерефикують в специальные пластификаторы и превращают через диметиловый эфир в 2,2,4-триметилгександиол-1, 6 путем энергичной гидрогенизации. Кроме того, кислоту можно превратить гидрогенизацией динитрила в 2,2,4-триметилгексаметилендиамин.

Другой путь получения диамина с изофорон заключается в воздействии на него синильной кислоты и образовании нитрила изофорон — 3,3,5-триметил-5-цианоциклогексанону, который при специальных условиях можно восстановить в 1-аминометил-1,3,3-триметил-5 -аминоциклогексан (изофорондиамин).

Диамины легко перевести в диизоцианата и дальше использовать как отвердители эпоксидных смол. Особенно велика их роль для изготовления прозрачных полиамидов. Полиамиды применяются для изготовления смол, связных компонентов лаков, клеев, высококачественных пластмасс.

Патофизиологический влияние

Общий характер действия

Наркотик, последовательно поражает все отделы центральной нервной системы. При вдыхании в течение длительного времени накапливается в организме. Токсический эффект зависит не только от концентрации, но и от времени действия. Медленное выделение из организма увеличивает возможности хронического отравления. Подавляет некоторые митохондриальные (окислительные) ферменты.

Влияние на животных

При остром отравлении в белых мышей боковое положение после 2-часовой экспозиции наступает при 30-40 мг / л; смерть — при 150 мг / л. В белых крыс боковое положение при 2-часовом воздействии 30 мг / л. Концентрации до 10 мг / л не оказывает влияния даже через 8:00. Первые признаки отравления установлены при 25 мг / л через 1,5-3 часа. При 50 мг / л рефлексы исчезают через 2-2,5 часа. В морских свинок и кроликов боковое положение наступало при 2-часовом воздействии 72 мг / л. Минимальные концентрации, изменяющие безумовнорефлекторну деятельность кроликов, 1,25-2,5 мг / л. У мышей, крыс, морских свинок и кроликов концентрации ацетона, вызвавшие боковое положение, приводили к увеличению содержания ацетона, ацетоуксусной и особенно β-оксимасляной кислоты в крови и моче. У кошек вдыхание 8-10 мг / л в течение 5:00 вызывает только раздражение слизистых оболочек носа и глаз, сонливость. У собак при 5-6 мг / л и экспозиции 7:00 условные рефлексы не изменяются.

При исследованиях хронического отравления белым крысам давали вдыхать 0,00053 мг / л ацетона непрерывно в течение 45 суток или 0,2 мг / л в день по 8:00. В результате не было обнаружено существенных признаков отравления. Влияние 0,019 мг / л по 4:00 в день в течение 3 недель не изменило условнорефлекторной деятельности. Животные выдерживали действие ацетона в течение 9 дней при концентрации в крови 100 мг% и не проявляли никаких признаков отравления, если не учитывать некоторой сонливости. При 250 мг% ацетона в крови — слабость и расстройство координации движений. У мышей и кроликов при ежедневных 4-часовых отравлениях концентрацией 8 мг / л в течение более 3 месяцев развивалось повышение чувствительности к ацетона с ухудшением общего состояния. По другим данным, наоборот, при вдыхании в течение 40 минут 1-2 раза в неделю растущих с 1 до 4 мг / л концентраций наблюдалось «привыкания». Содержание ацетона в крови «привыкших» животных при одной и той же концентрации в воздухе был ниже, чем у тех, которые впервые его вдыхали. У кошек повторное отравление 3-5 мг / л — вызвало лишь раздражение слизистых оболочек.

Воздействие на человека

Порог восприятия запаха составляет 0,0011 мг / л, порог действия, влечет возникновение електрокортикального условного рефлекса, 0,44 мг / л. При вдыхании 1,2 мг / л в течение 3-5 минут происходит раздражение слизистых оболочек глаз, носа и горла, а вдыхание 0,01 мг / л в течение 6:00 повышало активность холинэстеразы крови и коэффициент использования кислорода. Увеличение содержания в крови кетоновых тел происходило и при воздействии 0,001 мг / л; в моче содержание кетоновых тел не менялся.

В случае острого отравления, у пострадавшего содержание ацетона в крови на второй день достигал 18 мг% (норма 1-2 мг%). Ацетон был обнаружен также и в моче; через некоторое время в моче обнаруживали небольшое количество белка, лейкоциты и эритроциты. Уровень сахара в крови в день отравления достигал 142 мг%.

При одновременном содержании в воздухе 2,3-3 мг / л ацетона и бутанон отмечены случаи обмороков у работниц. При применении в качестве растворителя ацетона вместе с бутанон описанное отравления нескольких рабочих (недомогание, слезотечение, непродолжительная потеря сознания, сопровождавшаяся судорогами, головная боль). Массовое острое заболевание глаз у рабочих обувной фабрики (светобоязнь, слезотечение, конъюнктивит и даже расстройство зрения) было вызвано ацетонистим спиртом и зависело, очевидно, не столько от ацетона, сколько от метилового и аллилового спиртов. Аналогичные заболевания объяснялись загрязнением ацетона ацетальдегидом.

По наблюдениям в ходе исследований хронических отравлений при концентрации 0,1-0,12 мг / л ацетона в рабочих не наблюдалось никаких признаков отравления, хотя в моче он постоянно определялся; при 0,5-1 мг / л ацетон в крови не определялся в течение недели. Концентрация 5 мг / л в воздухе при ежедневном воздействии вызвала возникновение в крови до 40 мг% ацетона. При наличии ~ 0,6 мг / л ацетона в воздухе (в присутствии бутилацетата и этилового спирта) отмечались признаки отравления. Наблюдались изменения со стороны верхних дыхательных путей, чаще в форме атрофических катаров, анемия, сдвиг влево лейкоцитарной формулы, снижение аппетита. В некоторых рабочих в сыворотке крови было выявлено снижение уровня альбуминов и повышение уровня α-, β- и γ-глобулинов, а также общих липидва, без других симптомов интоксикации.

Воздействие на кожу

При погружении уши кролика в ацетон на 3:00 или при нанесении чистого ацетона на выстриженный кожу живота на 6:00 местного действия почти незаметно. При наложении компрессов из ацетона обнаружены изменения в периферической нервной системе, наиболее чувствительными оказываются мозговые нервные волокна.

Компрессы из ацетона, наложенные человеку на плечо в сутки, вызвали незначительное покраснение, которое вскоре исчезало. В рабочих на участках кожи, на которые в течение рабочего дня действовал ацетон, уменьшался pH и количество холестерина, подавлялась функция сальных желез.

Попадание в организм и поведение в нем

Жидкий ацетон может всасываться через кожу. Ацетон появляется в крови сразу после начала вдыхания его концентрация постепенно нарастает к установлению динамического равновесия. Содержание в тканях составляет следующий ряд: головной мозг → селезенка → печень → поджелудочная железа → почки → легкие → мышцы → сердце. Меченый углерод, входящий в молекулу ацетона, обнаруженный в составе гликогена, мочи, холестерина, жирных и аминокислот. Ацетон метаболизируется полнее при вдыхании невысоких концентраций. С выдыхаемым воздухом, выделяется неизмененный ацетон, а при его окислении образуется. Ацетон выделяется также через почки и кожу.

«Анализ на ацетон»

Ацетон, ацетоуксусная и бетаоксимасляна кислота, объединяются под общим названием кетоновые тела. Это продукты неполного окисления жиров и частично белков, тесно связаны между собой.

При нормальном состоянии организма кетоновые тела в общем анализе мочи отсутствуют. Следует отметить, что за сутки с мочой таки выделяется незначительное количество этих соединений, однако такие концентрации не могут быть определены обычными методами, которые применяются в лабораториях. Поэтому принято считать, что в норме в моче ацетоновых тел нет.

Кетоновые тела оказываются в общем анализе мочи при нарушении обмена углеводов и жиров. Такое нарушение сопровождается увеличением количества ацетоновых тел в тканях в крови (кетонемия). Содержание в моче ацетоновых тел называется кетонурии.

При нормальных условиях организм черпает энергию в основном из глюкозы. Глюкоза накапливается в организме, в первую очередь в печени в виде гликогена. Гликоген образует энергетический резерв, который можно быстро мобилизовать при необходимости компенсации внезапной нехватки глюкозы.

При физических и эмоциональных нагрузках, при болезнях с повышенной температурой и других повышенных затратах энергии запасы гликогена исчерпываются, организм начинает получать энергию из запасов жира. При распаде жира образуются кетоновые тела, которые выводятся с мочой. Если с ацетоновая телами в общем анализе мочи обнаруживается глюкоза, то это признак сахарного диабета. Также кетоновые тела в общем анализе мочи появляются вследствие обезвоживания организма, при резком похудении, лихорадке, голодании, тяжелых отравлениях с сильной рвотой и поносом.

Видео по теме

Изображения по теме

формула, особенности свойств, применение :: SYL.ru

Что собой представляет ацетон? Формула этого кетона рассматривается в школьном курсе химии. Но далеко не все имеют представление о том, как опасен запах данного соединения и какими свойствами обладает это органическое вещество.

Особенности ацетона

Ацетон технический является самым распространенным растворителем, применяемым в современном строительстве. Так как данное соединение имеет невысокий уровень токсичности, его также применяют в фармацевтической и пищевой промышленности.

Ацетон технический используется в качестве химического сырья при производстве многочисленных органических соединений.

Медики считают его наркотическим веществом. При вдыхании концентрированных паров ацетона возможно серьезное отравление и поражение центральной нервной системы. Данное соединение представляет серьезную угрозу для подрастающего поколения. Токсикоманы, которые используют пары ацетона для того, чтобы вызвать состоянием эйфории, сильно рискуют. Медики опасаются не только за физическое здоровье детей, но и за их психическое состояние.

Смертельной считается доза от 60 мл. При попадании в организм значительного количества кетона наступает потеря сознания, а через 8-12 часов - смерть.

Физические свойства

Данное соединение при нормальных условиях находится в жидком состоянии, не имеет цвета, обладает специфическим запахом. Ацетон, формула которого имеет вид СН3СНОСН3, обладает гигроскопическими свойствами. Данное соединение в неограниченных количествах смешивается с водой, этиловым спиртом, метанолом, хлороформом. У него невысокая температура плавления.

Особенности использования

В настоящее время область применения ацетона достаточно широка. Его по праву считают одним из самых востребованных продуктов, применяемых при создании и производстве лакокрасочных материалов, в отделочных работах, химической промышленности, строительстве. Все в большем количестве ацетон применяют для обезжиривания меха и шерсти, удаления из смазочных масел воска. Именно этим органическим веществом пользуются маляры и штукатуры в своей профессиональной деятельности.

Как сохранить ацетон, формула которого СН3СОСН3? Для того чтобы защитить это летучее вещество от негативного воздействия ультрафиолетовых лучей, его помещают в пластиковые, стеклянные, металлические флаконы подальше от УФ.

Помещение, где предполагается размещение существенного количества ацетона, необходимо систематически проветривать и установить качественную вентиляцию.

Особенности химических свойств

Название данное соединение получило от латинского слова «ацетум», означающее в переводе «уксус». Дело в том, что химическая формула ацетона C3H6O появилась гораздо позже, чем было синтезировано само вещество. Его получали из ацетатов, а затем использовали для изготовления ледяной синтетической уксусной кислоты.

Первооткрывателем соединения считают Андреаса Либавиуса. В конце XVI века путем сухой перегонки ацетата свинца ему удалось получить вещество, химический состав которого был расшифрован только в 30-х годах XIX века.

Ацетон, формула которого СН3СОСН3, до начала XX века получали путем коксования древесины. После повышения спроса во время Первой мировой войны на это органическое соединение, стали появляться новые способы синтеза.

Ацетон (ГОСТ 2768-84) является технической жидкостью. По химической активности данное соединение является одним из самых реакционноспособных в классе кетонов. Под воздействием щелочей наблюдается адольная конденсация, в результате которой образуется диацетоновый спирт.

При пиролизе из него получают кетен. В реакции с циановодородом образуется ацетонцианидангидрин. Для пропанона характерно замещение атомов водорода на галогены, происходящее при повышенной температуре (либо в присутствии катализатора).

Способы получения

В настоящее время основное количество кислородсодержащего соединения получают из пропена. Технический ацетон (ГОСТ 2768-84) должен обладать определенными физическими и эксплуатационными характеристиками.

Кумольный способ состоит из трех стадий и предполагает производство ацетона из бензола. Сначала путем его алкилирования с пропеном получают кумол, затем окисляют полученный продукт до гидропероксида и расщепляют его под воздействием серной кислоты до ацетона и фенола.

Кроме того, это карбонильное соединение получают при каталитическом окислении изопропанола при температуре около 600 градусов по Цельсия. В качестве ускорителей процесса выступают металлическое серебро, медь, платина, никель.

Среди классических технологий производства ацетона особый интерес представляет реакция прямого окисления пропена. Данный процесс осуществляется при повышенном давлении и присутствии в качестве катализатора хлорида двухвалентного палладия.

Также можно получить ацетон путем брожения крахмала под воздействием бактерий Clostridium acetobutylicum. Кроме кетона среди продуктов реакции будет присутствовать бутанол. Среди недостатков этого варианта получения ацетона отметим несущественный процентный выход.

Заключение

Пропанон является типичным представителем карбонильных соединений. Потребители знакомы с ним как с растворителем и обезжиривателем. Он незаменим при изготовлении лаков, лекарственных препаратов, взрывчатых веществ. Именно ацетон входит в состав клея для кинопленки, является средством для очистки поверхностей от монтажной пены и суперклея, средством промывки инжекторных двигателей и способом повышения октанового числа горючего, и т.п.

Кетоны — Википедия

Кето́ны — органические вещества, в молекулах которых карбонильная группа связана с двумя углеводородными радикалами.

Общая формула кетонов: R1-CO-R2.

Среди других карбонильных соединений наличие в кетонах именно двух атомов углерода, непосредственно связанных с карбонильной группой, отличает их от карбоновых кислот и их производных, а также альдегидов.

Слово кетон произошло от старого немецкого слова Aketon (ацетон). Придумал его в 1848 году немецкий химик Леопольд Гмелин (1788—1853)[1].

Названия алифатических и алициклических кетонов образуют, прибавляя суффикс -он или -дион (для дикетонов) к названию родоначального углеводорода. Дикетоны ароматического ряда с кетонными группами в ядре называют сокращённым названием углеводорода, добавляя суффикс -хинон[2].

Другие номенклатуры[править | править код]

Тривиальная номенклатура. Для простейших кетонов используются их тривиальные названия, например, ацетон (для 2-пропанона) и бензофенон (для дифенилкетона).

Радикало-функциональная номенклатура. Допускается название кетонов по радикально-функциональной номенклатуре, при этом название составляется из радикалов при кетогруппе (в алфавитном порядке) и названия класса соединений (функции) -кетон (например, метилэтилкетон — CH3-CO-CH2-CH3).

Ацетон был открыт Робертом Бойлем в 1661 году при нагревании ацетата кальция (ацетон происходит от лат. acetum — уксус):

Ca(Ch4COO)2→t(Ch4)2CO+CaCO3{\displaystyle {\mathsf {Ca(CH_{3}COO)_{2}{\xrightarrow {t}}{}(CH_{3})_{2}CO+CaCO_{3}}}}

Похожая реакция была описана Андреасом Либавием — ацетон образовывался при нагревании свинцового сахара (ацетата свинца(II)). Установить состав этого вещества удалось только в 1852 году Александру Уильяму Уильямсону[3].

Кетоны — летучие жидкости или легкоплавкие твёрдые вещества, низшие представители хорошо растворимы в воде и смешиваются с органическими растворителями, некоторые (ацетон) смешиваются с водой в любых соотношениях. Невозможность образования межмолекулярных водородных связей обуславливает несколько бо́льшую их летучесть, чем у спиртов и карбоновых кислот с той же молекулярной массой (например, ацетон кипит при 56,1 °C, а пропанол-2 — при 82,4 °C).

  • Циклокетоны можно получить циклизацией Ружички.
  • Гидратация гомологов ацетилена (реакция Кучерова).
  • Кетоны с хорошими выходами получаются при взаимодействии хлорангидридов кислот с диалкилкупратами лития и алкилкадмиевыми соединениями:
R2CuLi+R′COCl→RC(O)R′+LiCl+CuR{\displaystyle {\mathsf {R_{2}CuLi+R'COCl\rightarrow RC(O)R'+LiCl+CuR}}}
2RCOCl+Cd(C2H5)2→2RC(O)C2H5+CdCl2{\displaystyle {\mathsf {2RCOCl+Cd(C_{2}H_{5})_{2}\rightarrow 2RC(O)C_{2}H_{5}+CdCl_{2}}}}

Кето-енольная таутомерия[править | править код]

Кето-енольная таутомеризация. 1 – кето-форма; 2 – енольная форма.

Кетоны, которые имеют по крайней мере один альфа-водородный атом, подвергаются кето-енольной таутомеризации. Таутомеризация катализируется как кислотами, так и основаниями. Как правило, кето-форма является более стабильной, чем енольная. Это равновесие позволяет получать кетоны путём гидратации алкинов. Относительная стабилизация енольной формы сопряжением является причиной довольно сильной кислотности кетонов (pKa ≈ 20) в сравнении с алканами (pKa ≈ 50).

Гидрирование[править | править код]

Присоединение водорода к кетонам происходит в присутствии катализаторов гидрирования (Ni, Co, Cu, Pt, Pd и др.). В последнее время в качестве гидрирующего агента часто используют алюмогидрид лития. При этом кетоны превращаются во вторичные спирты:

R2CO+2H→R2CH(OH){\displaystyle {\mathsf {R_{2}CO+2H\rightarrow R_{2}CH(OH)}}}

При восстановлении кетонов водородом в момент выделения (с помощью щелочных металлов или амальгамы магния) образуются также гликоли (пинаконы):

2R2CO+2H→R2C(OH)−CR2(OH){\displaystyle {\mathsf {2R_{2}CO+2H\rightarrow R_{2}C(OH){-}CR_{2}(OH)}}}

Реакции нуклеофильного присоединения[править | править код]

(Ch4)2CO+HCN→(Ch4)2C(OH)CN{\displaystyle {\mathsf {(CH_{3})_{2}CO+HCN\rightarrow (CH_{3})_{2}C(OH)CN}}}
(Ch4)2C(OH)CN+2h3O→(Ch4)2C(OH)COOH+Nh4{\displaystyle {\mathsf {(CH_{3})_{2}C(OH)CN+2H_{2}O\rightarrow (CH_{3})_{2}C(OH)COOH+NH_{3}}}}
(Ch4)2CO→OH−(Ch4)2C=CH−C(O)−Ch4→+Nh4(Ch4)2C(Nh3)Ch3−C(O)−Ch4{\displaystyle {\mathsf {(CH_{3})_{2}CO{\xrightarrow[{OH-}]{}}(CH_{3})_{2}C{=}CH{-}C(O){-}CH_{3}{\xrightarrow[{+NH_{3}}]{}}(CH_{3})_{2}C(NH_{2})CH_{2}{-}C(O){-}CH_{3}}}}
  • Присоединение гидросульфита натрия даёт гидросульфитные (бисульфитные) производные (в реакцию в жирном ряду вступают лишь метилкетоны):
RC(O)Ch4+HSO3Na→R−C(OH)(SO3Na)−Ch4{\displaystyle {\mathsf {RC(O)CH_{3}+HSO_{3}Na\rightarrow R{-}C(OH)(SO_{3}Na){-}CH_{3}}}}

При нагревании с раствором соды или минеральной кислотой гидросульфитные производные разлагаются с выделением свободного кетона:

2R−C(OH)(SO3Na)−Ch4+Na2CO3→2RC(O)Ch4+2Na2SO3+CO2+h3O{\displaystyle {\mathsf {2R{-}C(OH)(SO_{3}Na){-}CH_{3}+Na_{2}CO_{3}\rightarrow 2RC(O)CH_{3}+2Na_{2}SO_{3}+CO_{2}+H_{2}O}}}
(Ch4)2CO+Nh3OH→h3O+(Ch4)2C=N−OH{\displaystyle {\mathsf {(CH_{3})_{2}CO+NH_{2}OH\rightarrow H_{2}O+(CH_{3})_{2}C{=}N{-}OH}}}
(Ch4)2CO+N2h5→(Ch4)2C=N−Nh3+h3O{\displaystyle {\mathsf {(CH_{3})_{2}CO+N_{2}H_{4}\rightarrow (CH_{3})_{2}C{=}N{-}NH_{2}+H_{2}O}}}
2(Ch4)2CO+N2h5→(Ch4)2−C=N−N=C−(Ch4)2+2h3O{\displaystyle {\mathsf {2(CH_{3})_{2}CO+N_{2}H_{4}\rightarrow (CH_{3})_{2}-C{=}N{-}N{=}C-(CH_{3})_{2}+2H_{2}O}}}

Как и в случае альдегидов, при нагревании с твёрдым KOH гидразоны кетонов выделяют азот и дают предельные углеводороды (реакция Кижнера)

  • Ацетали кетонов получаются сложнее, чем ацетали альдегидов, - действием на кетоны эфиров ортомуравьиной HC(OC2H5)3 или ортокремниевой кислоты.

Реакции конденсации[править | править код]

В жёстких условиях (в присутствии щелочей) кетоны подвергаются альдольной конденсации. При этом образуются β-кетоспирты, легко теряющие молекулу воды.

В ещё более жестких условиях, например при нагревании с концентрированной серной кислотой, кетоны подвергаются межмолекулярной дегидратации с образованием непредельных кетонов:

2(Ch4)2CO→h3O+(Ch4)2C=CH−C(O)−Ch4{\displaystyle {\mathsf {2(CH_{3})_{2}CO\rightarrow H_{2}O+(CH_{3})_{2}C{=}CH{-}C(O){-}CH_{3}}}}

Окись мезитила может реагировать с новой молекулой ацетона с образованием форона:

(Ch4)2C=CH−C(O)−Ch4+(Ch4)2CO→(Ch4)2C=CH−C(O)−CH=C(Ch4)2{\displaystyle {\mathsf {(CH_{3})_{2}C{=}CH{-}C(O){-}CH_{3}+(CH_{3})_{2}CO\rightarrow (CH_{3})_{2}C{=}CH{-}C(O){-}CH{=}C(CH_{3})_{2}}}}

К отдельному типу реакций можно отнести восстановление кетонов — реакция Лейкарта — Валлаха.

Токсичны. Обладают раздражающим и местным действием, проникают через кожу, особенно хорошо ненасыщенные алифатические. Отдельные вещества обладают канцерогенным и мутагенным эффектом. Галогенпроизводные кетонов вызывают сильное раздражение слизистых оболочек и ожоги при контакте с кожей. Алициклические кетоны обладают наркотическим действием.

Кетоны играют важную роль в метаболизме веществ в живых организмах. Так, убихинон участвует в окислительно-восстановительных реакциях тканевого дыхания. К соединениям, содержащим кетонную группу, относятся некоторые важные моносахариды (фруктоза и др.), терпены (ментон, карвон), компоненты эфирных масел (камфора, жасмон), природные красители (индиго, ализарин, флавоны), стероидные гормоны (кортизон, прогестерон), мускус (мускон), антибиотик тетрациклин.

В процессе фотосинтеза 1,5-дифосфат-D-эритро-пентулозы (фосфолированная кетопентоза) является катализатором. Ацетоуксусная кислота — промежуточный продукт в цикле Кребса.

Наличие в моче и крови человека кетонов говорит о гипергликемии, различных расстройствах метаболизма или кетоацидозе.

В промышленности кетоны используют как растворители, фармацевтические препараты и для изготовления различных полимеров. Важнейшими кетонами являются ацетон, метилэтиловый кетон и циклогексанон[5].

  • Общая токсикология / под ред. А. О. Лойта. Спб.: ЭЛБИ-СПб., 2006
  • Химическая Энциклопедия в 5 томах ред. И. Л. Кнунянц 2 том

АЦЕТОН - это... Что такое АЦЕТОН?

  • Ацетон — Ацетон …   Википедия

  • АЦЕТОН — (от латинского «ацетум» уксус) органический растворитель, бесцветная горючая жидкость с резким запахом. В быту применяется для удаления пятен от смол, жиров, масел, масляной краски, нитролака, в том числе лака для ногтей, и т. д. Так как ацетон… …   Краткая энциклопедия домашнего хозяйства

  • ацетон — а, м. acétone f. <лат. acetum уксус. хим. Бесцветная горючая жидкость с резким запахом, используемая обычно как растворитель органических веществ. БАС 2. Ацетон и цетон. обл. Замарала <платье>. Дай цетон. ПССГ. Лекс. Энц. сл. 1862:… …   Исторический словарь галлицизмов русского языка

  • АЦЕТОН — АЦЕТОН, Ch4 CO Ch4 (диметилкетон), бесцветная, воспламеняющаяся жидкость с удельным весом 0,79 при 18°, с приятным запахом, жгучего вкуса. Кипит при 56,5°, легко растворяется в воде, в алкоголе и эфире. Ацетон получается 1) при сухой… …   Большая медицинская энциклопедия

  • Ацетон — Ацетон, СН3СОСН3 – простейший кетон, прозрачная горючая жидкость с характерным запахом. При 20 С растворяет в одном объёме до 24 объемов ацетилена. Ацетон применяют в сварочной технике как растворитель ацетилена, в лабораторной практике как …   Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

  • АЦЕТОН — СН3СОСН3, бесцветная жидкость, tкип = 56,1 .С. Сырье для синтеза многих важных химических продуктов; растворитель, напр., в производстве лаков, взрывчатых и лекарственных веществ …   Большой Энциклопедический словарь

  • АЦЕТОН — (диметилкетон, пропанон), бесцветная, легковоспламеняющаяся жидкость (СН3СОСН3), получаемая путем окисления изопропанола (изопропилового спирта). Является сырьем для многих важных химических веществ, а также широко используется как растворитель.… …   Научно-технический энциклопедический словарь

  • АЦЕТОН — АЦЕТОН, а, муж. Бесцветная горючая жидкость, употребляемая в технике и медицине, а также как растворитель. | прил. ацетоновый, ая, ое. Толковый словарь Ожегова. С.И. Ожегов, Н.Ю. Шведова. 1949 1992 …   Толковый словарь Ожегова

  • ацетон — сущ., кол во синонимов: 2 • пропанон (1) • растворитель (67) Словарь синонимов ASIS. В.Н. Тришин. 2013 …   Словарь синонимов

  • Ацетон — Ацетон, диметилкетон органическое соединение, образующееся присухой перегонке уксуснокислых солей, а также, на ряду с прочимипродуктами, при сухой перегонке дерева и многих других органическихвеществ. В крайне ничтожных количествах А. найден в… …   Энциклопедия Брокгауза и Ефрона

  • Ацетон - это... Что такое Ацетон?

            диметилкетон, CH3COCH3, простейший кетон, бесцветная жидкость с характерным запахом; температура кипения 56,2°С, температура плавления —94,9°С, плотность 790,8 кг/м3, смешивается во всех отношениях с водой, спиртом, эфиром.

             А. обладает типичными химическими свойствами кетонов (См. Кетоны). Так, он образует 2,4-динитрофенилгидразон, оксинитрил; последний используют для получения одного из видов оргстекла — Полиметилметакрилата. А. присоединяет хлороформ с образованием антисептика хлорэтона (CH3)2C(OH)CCl3. При нагревании ( Ацетон 700°С) А. превращается в Кетен CH2 = C = O. Действием хлора и щёлочи на А. можно получить хлороформ CHCl3. А. — реакционноспособное соединение, он может вступать во многие химические реакции, среди которых немало важных в промышленном отношении. Первоначально А. получали нагреванием уксуснокислого кальция: (CH3COO)2Ca → CH3COCH3 + CaCO3, или пропусканием паров уксусной кислоты над окисью церия, титана и другими катализаторами. Сохранил ещё некоторое значение способ получения А. из крахмала под влиянием особых бактерий (ацетоновое брожение). Основным методом получения А. является гидратация пропилена с последующим окислением промежуточно образующегося изопропилового спирта:         

             Значительный практический интерес имеет также способ одновременного получения А. и фенола из изопропилбензола (кумола), который окисляется кислородом воздуха в гидроперекись, расщепляющуюся на фенол и А.:

            

             А. широко применяется как растворитель (особенно для нитро- и ацетилцеллюлозы) и как исходный продукт в производстве кетена, йодоформа, изопрена, эфиров метакриловой кислоты и т. д.

             Лит.: Бочков А. Ф., Ацетон, в кн.: Краткая химическая энциклопедия, т. 1, М., 1961.

             Я. Ф. Комиссаров.

    Кетонурия — Википедия

    Материал из Википедии — свободной энциклопедии

    Определение наличия ацетона в моче тест-полосками.

    Кетонурия, ацетонурия - состояние, когда кетоновые тела появляются в моче. На практике этим кетоном является ацетон , который благодаря своему характерному запаху легко ощущается в моче в случае его высокой концентрации, что дополнительно сопровождается повышением концентрации кетонов в крови (так называемая кетонемия), которая вызывает образование метаболического ацидоза , а сам ацетон может ощущаться в выдыхаемом воздухе.

    Ацетон в организме человека обычно вырабатывается в следовых количествах в результате расщепления жира путем неферментативного декарбоксилирования уксусной кислоты (CH 3 COCH 2 COOH). Биохимически, избыток кетонов в организме возникает, когда ацетилкофермент А не может быть использован в цикле Кребса.

    Однако, клинически избыточное производство кетонов происходит в двух ситуациях:

    Невозможность переваривать сахар из-за дефицита инсулина, который возникает при неконтролируемом диабете в случае чрезмерного β-окисления жиров, что может привести к голоду. Около 15% людей имеют кетонурию без каких-либо заболеваний. Другими редкими причинами кетонурии являются почечная гликозурия, гликогеноз, диета с низким содержанием углеводов (низкоуглеводная (англ.)русск. или Кетогенная диета) или высоким содержанием белка. Это состояние может также временно появиться в случае рвоты или лихорадки.

    Лечение кетонурии является симптоматическим, то есть существующие нарушения должны быть компенсированы - нарушения уровня глюкозы, кислотно-щелочного и водно-электролитного баланса или адекватного баланса калорий.

    Кетоновые тела[править | править код]

    Кетоновые тела являются продуктом метаболизма жиров (кетогенеза (англ.)русск.) и включаются в себя бета-гидроксимасляную кислоту, ацетоуксусную кислоту и ацетон[1]. Для организма кетоновые кислоты являются источником энергии и в нормальных условиях успевают перерабатываться, поэтому уровень концентрации в крови и моче поддерживается минимальный[2]. В утренней моче количество кетоновых тел обычно незначительно[1]. Появление повышенного количества кетоновых тел в моче и в крови является результатом ускоренного жирового обмена или низкого уровня метаболизма углеводов[3]. В поддающихся измерениям величинах они обнаруживаются при концентрации в крови, превышающей 0,1—0,2 ммоль/л[4]. Нормальной концентрацией в моче считается менее 0,3 мг/дл (0,05 ммоль/л)[5]. При большом количестве кетоновых тел у мочи может появиться фруктовый запах[1].

    Кетонурия может наблюдаться при диабетическом кетоацитозе, при ограничениях в еде или голодании[1], при лихорадке из-за инфекционного процесса[6], на фоне алкоголизма, а также на фоне длительных тяжёлых физических нагрузок[4]. Кетоновые тела в моче могут обнаруживаться на третьем семестре беременности, при схватках и родах, в послеродовом периоде, а иногда и в период грудного вскармливания. У новорождённых тоже может наблюдаться повышенное образование кетоновых тел, приводящее к кетонурии[4]. У здоровых людей кетоновые тела в моче обнаруживаются лишь примерно в 1 % случаев[7].

    Клинические тесты обычно определяют уровень ацетоуксусной кислоты в моче, а термин «ацетон», которым часто называют тестирование на кетоновые тела, устарел. Сравнения тестов, учитывающих ацетон и не учитывающих его, показали, что значимо он не влияет на результаты тестов. В тестах обычно используется нитропруссидная реакция, при которой нитропруссид натрия (англ.)русск. реагирует с ацетоуксусной кислотой из мочи в специально подготовленной среде и даёт окраску, по которой можно определить наличие или условное количество кетоновых тел в моче[8]. При этом результаты тестов сильно зависят от свежести собранной мочи, поскольку ацетоуксусная кислота быстро преобразуется в ацетон, а бактерии, рост которых может происходить в моче, если они в ней присутствуют, могут активно перерабатывать ацетоуксусную кислоту[9].

    1. 1 2 3 4 David M. Roxe. Urinalysis (англ.) // Clinical Methods: The History, Physical, and Laboratory Examinations / H. Kenneth Walker, W. Dallas Hall, J. Willis Hurst. — Boston: Butterworths, 1990. — ISBN 9780409900774. — PMID 21250145.
    2. ↑ Free, 2018, Chapter 11, Ketone bodies, Biochemical and physiological aspects of ketone body metabolism.
    3. ↑ Free, 2018, Chapter 11, Ketone bodies, Introduction.
    4. 1 2 3 John P. Comstock, Alan J. Garber. Ketonuria (англ.) // Clinical Methods: The History, Physical, and Laboratory Examinations / H. Kenneth Walker, W. Dallas Hall, J. Willis Hurst. — Boston: Butterworths, 1990. — ISBN 9780409900774. — PMID 21250091.
    5. Frances Talaska Fischbach, Marshall Barnett Dunning. A Manual of Laboratory and Diagnostic Tests (англ.). — Lippincott Williams & Wilkins, 2009. — 1350 p. — ISBN 9780781771948.
    6. Елена Коноплева. Клиническая фармакология в 2 ч. Часть 1. Учебник и практикум для СПО (рус.). — Litres, 2019. — С. 75. — 347 с. — ISBN 9785041747503.
    7. ↑ Free, 2018, Chapter 11, Ketone bodies, Clinical utility.
    8. ↑ Free, 2018, Chapter 11, Ketone bodies, Methods.
    9. ↑ Free, 2018, Chapter 11, Ketone bodies, Good results.

    Янгсон Р., Коллинз; Энциклопедический словарь; Медицина , RTW, 1997 ISBN 83-86822-53-8


    Смотрите также