Les aldéhydes et les cétones ont le même groupement fonctionnel et diffèrent de part l'environnement de ce
groupement.
Carbonyle :
aldéhyde
(R = H ou alkyle)
cétone (R et R' ¹
H)
Les aldéhydes se nomment en faisant suivre le nom de l'hydrocarbure correspondant (avec deux H à la place de
l'oxygène) de la terminaison -al . La fonction aldéhyde ne peut se trouver quand bout de chaîne et
l'usage veut que le carbone fonctionnel porte le numéro 1 , il est donc inutile de préciser la position de la fonction.
H-C=O méthanal
CH3-CH=O éthanal
CH2=CH-CH2-CH=O butène-3-al
On utilise aussi une autre nomenclature , basée sur le nom de l'acide qui dérive de l'aldéhyde par oxydation.
CH3-CH=O aldéhyde acétique ou acétaldéhyde (CH3COOH : acide acétique)
CH3-CH2-CH=O aldéhyde propionique (CH3-CH2-COOH : acide propionique)
On notera qu'aldéhyde est masculin (étymologie : alcool déshydrogéné).
Les cétones se nomment aussi à partir de l'hydrocarbure correspondant (avec deux H à la place de l'oxygène), suivi
de la terminaison -one. Comme le groupement fonctionnel peut , dans la plupart des cas, occuper diverses positions,
le numéro de l'atome de carbone qui le porte doit être précisé.
CH3-CO-CH2-CH3 butanone (numéro inutile)
CH3-CO-CH2-CH2-CH3 penta-2-one
3-méthyl pent-4-ène-2-one
cyclohept-4-ène-1-one
On peut également énumérer les deux radicaux R et R' et les faire suivre du mot "cétone".
méthyl propylcétone
Enfin certaines cétones sont désignées de préférence par des nom consacrés par l'usage.
acétone
acétophénone
Le formaldéhyde H-CH=O est gazeux ; tous les autres aldéhydes ainsi que les cétones, sont liquides, puis solides
pour les masse moléculaires élevées.
Les premiers termes sont solubles dans l'eau , à partir de C5 cette solubilité est très faible.
Les caractères structuraux qui déterminent la réactivité des aldéhydes et des cétones sont :
- existence d'une double liaison entre C et O
- présence de deux doublets libres sur l'oxygène
- polarisation du groupement carbonyle.
Hydrogène
En présence d'un catalyseur de Ni Raney les aldéhyde et les cétones fixent une molécule d'hydrogène.
Aldéhyde
alcool
primaire
Cétone
alcool
secondaire
Acide cyanhydrique
Par réaction de l'acide cyanhydrique sur la fonction carbonyle , on obtient une cyanhydrine :
Le proton en a du carbonyle est arraché en milieu basique et permet les réactions de substitution.
Alkylation
L'hydrogène en a du carbonyle est arraché par une base comme l'amidure de Na par exemple et le composé formé
réagit avec un halogénure d'alkyle:
Halogénation
Par réaction avec une base pour arracher le proton puis avec une molécule d'halogène.
- Oxydation
Les aldéhydes sont réducteurs , ils s'oxyde facilement (en présence de KMnO4 ou K2Cr2O7 à chaud) pour donner
un acide:
Les cétones s'oxyde aussi , mais plus difficilement , en présence d'oxydant énergiques.
Cette oxydation entraîne la coupure de la chaîne et la formation de 4 acides possibles.
- Polymérisation
Les premiers termes des aldéhydes polymérisent.
Le formaldéhyde et l'acétaldéhyde existent sous forme de trimères et de polymères.
Formaldéhyde:
trioxy méthylène para formaldéhyde
Acétaldéhyde:
para aldéhyde métaldéhyde
Ces polymères se décomposent facilement, par simple chauffage.
Le métaldéhyde est un combustible de camping (plaquettes blanches).
Les fonctions aldéhydes et cétones sont fréquentes dans les composés naturels, soit seules, soit associées à d'autre
fonctions. En particulier, de nombreuses "essences" végétales, de la famille des terpènes sont des aldéhydes ou des
cétones.
géranial (géranium) jasmone (jasmin) carvone (carvi)
Alcool :
L'oxydation ménagée d'un alcool primaire ou secondaire conduit respectivement aux aldéhydes ou aux cétones :
Alcène :
L'oxydation brutale d'un alcène conduit suivant sa nature à une cétone ou un aldéhyde :
Acide :
Le passage de vapeurs d'un acide organique sur de l'oxyde de manganèse MnO à 350°C :
Chlorure d'acide :
Réduction catalytique par l'hydrogène des chlorures d'acide en présence d'un catalyseur :
Cette méthode est particulière aux cétones et réagit selon :
Le méthanal, ou formaldéhyde, H2C=O est l'aldéhyde industriellement le plus important. Il est obtenu par
oxydation catalytique du méthanol par le dioxygène, et la production annuelle mondial est d'environ neuf millions
de tonnes. Il est commercialisé sous la forme de solution dans l'eau, appelées formol, et il est utilisé principalement
dans la production de résines thermodurcissables, du type phénoplastes, par condensation avec le phénol,
ou du type aminoplastes, par condensation avec l'urée ou la mélanine. Il est également utilisé pour la fabrication des
colles urées-formol, employées pour la réalisation des panneaux de particules. Enfin, c'est par ailleurs un
antiseptique.
L'éthanal ou acétaldéhyde, CH3-CHO est produit industriellement par une oxydation catalytique directe de
l'éthylène. Il est surtout utilisé à la préparation de l'anhydride acétique et de l'acide acétique.
L'acétone CH3-CO-CH3 se prépare industriellement à partir du propène, soit par hydratation en propan-2-ol suivit
d'une déshydrogénation, soit par l'intermédiaire du cumène. Elle est utilisée comme solvant et dans diverses
synthèses, entre autres celles du méthacrylate de méthyl, dont la polymérisation donne le Plexiglas.
La cyclohexanone, obtenue par l'hydrogénation du phénol en cyclohexanol suivie d'une déshydrogénation, est une
matière première dans la synthèse des nylons.