Aldehyde/Ketone

1. Chemische Reaktionen der Carbonylverbindungen 1.1. Nucleophile Addition an das Carbonyl-C-Atom 1.2. C-H-Acide Verbindungen 1.3 Nachweisreaktionen 1.4 Keto-Enol-Tautomerie 2. Aufgaben
1.	Chemische Reaktionen der Carbonylverbindungen
	Aldehyde und Ketone enthalten die Carbonylgruppe. Sauerstoff ist stark elektronegativ. Er erhält eine negative, das Carbonyl-C-Atom eine positive Partialladung. Die tatsächliche Elektronenverteilung lässt sich durch die beiden Grenzstrukturen beschreiben. Aldehyde sind reaktiver als Ketone, da die positive Partialladung der Carbonylgruppe durch Elektronen schiebende Alkylgruppen (+ I – Effekt) abgeschwächt wird. Demnach ist Methanal am reaktivsten.
1.1	Nucleophile Addition an das Carbonyl - C - Atom
	Das positiv polarisierte C-Atom ist der Angriffspunkt für Verbindungen mit freien Elektronenpaaren (Nucleophilen). Das Addukt stabilisiert sich durch Protonenwanderung.
	An die Carbonylgruppe lassen sich folgende Nucleophile addieren: Wasser à Aldehydhydrate Alkohole à Halbacetale, Vollacetale Ammoniak à Amino-Hydroxy-Alkane (Aldehydammoniak) Carbanionen à Aldehydalkohole ,„Aldole"
1.2	C – H – acide Verbindungen
	Die Carbonylgruppe wirkt auf Nachbaratome Elektronen ziehend ( - I – Effekt, - M – Effekt ). Befinden sich am Nachbar – C – Atom (a - C – Atom) Wasserstoffatome, so können diese durch zugegebene Basen als Protonen abgespalten werden, da der induktive Effekt auch noch die C – H – Bindung polarisiert. Normalerweise sind Kohlenwasserstoffe nicht sauer. Unter dem Einfluss der Carbonylgruppe können aber Protonen abgespalten werden; daher der Name C – H – acide – Verbindung. Nach der Protolyse verbleibt ein äußerst reaktives Carbanion.
	Aldoladdition (Addition von Carbanionen an Aldehyde): Das entstandene Carbanion kann als Nucleophil das Carbonyl – C- Atom eines Aldehyden angreifen. Als Produkte erhält man (3)-Hydroxyaldehyde.
1.3.	Nachweisreaktionen für Aldehyde	Fehling - Reaktion, Tollens -Probe (Silberspiegel-Reaktion)
	Mit der Fehling´schen Probe und mit der Silberspiegelprobe kann die Aldehydgruppe zu Carboxygruppe oxidiert werden, nicht dagegen die Ketogruppe.
1.4	Keto-Endiol-Tautomerie
	In alkalischer Lösungen bildet sich ein Gleichgewicht zwischen Hydroxyketonen und Hydroxyaldehyden aus. Deshalb ergeben auch Hydroxyketone positive Nachweisreaktionen.
2.	Aufgaben
1.	Gegeben sind folgende Aldehyde: (A) Benzaldehyd (C6H5CHO), (B) 2,2 Dimethylpropanal, (C) Propanal. eine für bestimmte Aldehyde und Ketone typische Reaktion führt unter dem Einfluss verdünnter Laugen zu Verbindungen, die in Betastellung zur Carbonylgruppe eine Hydroxygruppe tragen. a) Stellen Sie die Strukturformeln der Stoffe A), B) und C) auf! Geben Sie an, welcher der genannten Stoffe auf die beschriebene Weise reagiert, und begründen Sie Ihre Aussage! b) Formulieren Sie die Einzelschritte dieser basenkatalysierten Reaktion mit Strukturformeln!
2.	Die Geschwindigkeit der Reaktion mit Ammoniak steigt vom Ethanal über Methanal zum Trichlorethanal an. Begründen Sie diesen Befund!
3.	Mit Propanon, Propanal und Hydroxypropanon wird in getrennten Versuchen die Fehling-Probe durchgeführt. Erörtern Sie unter Mitverwendung von Strukturformeln das Redoxverhalten der gegebenen Carbonylverbindungen und stellen Sie eine Redoxgleichung auf!