ケトン類の分解

質問

アルデヒド類は酢酸に分解され、最後に二酸化炭素と水に主に分解すると
思うのですが、
ケトン類の場合はどのように分解されるのでしょうか？
例えばアセトンなのですが、辞書には分解しにくいというように
書かれていたのですが、ネットで調べていたら
アセトンが分解され…などと書かれていました。
実際は分解されるのでしょうか？しかし反応機構が良くわかりません。
ヒントだけでも結構ですのでよろしくお願いいたします。

回答No.3

act_chem · ベストアンサー

光反応とは聞いておりませんでした(汗)。
化学反応とは反応機構がまったく変わってしまいます。

光反応ではおっしゃる通り、ラジカル反応機構を考えなければなりません。
この場合、反応初期の立体障害等はほとんど関係なくなってしまいます。まぁ電子の大きさを考えればわかると思います。プロトン(裸の陽子）とは比べ物にならないほど小さいですね。

立体障害なくラジカル反応の出発物質が生成できます。
しかしここからが問題なのですが、生成したラジカルの安定性を考えてみましょう。開裂するのか重合して結合が切れるのか。

アルデヒドなら水素部分があるためにラジカルが不安定になり、反応が進行しやすくなりますが、ケトンの場合、ラジカルが比較的安定に存在してしまいます。（まぁ普通はオキシドラジカルでしょう）

なので反応進行が難しいということになるのではないでしょうか。

ちなみにアルデヒドの場合、アルドール反応(交差アルドール反応）みたいなもので反応するものもあるのでついでに学習してください。

お礼

紛らわしい書き方をしてしまい、申し訳ございませんでした。
ケトンの場合はラジカルが安定して存在するのですね。
光反応の知識がまともに備わっていなかったので
教えていただいたこと、とても参考になります。
光触媒でアセトンの分解、というのは実際は分解反応はしにくいと考えてよいでしょうか。
アルドール反応はアルドール縮合でなんとなく覚えています。
ご回答ありがとうございました。

回答No.2

noname#62864

分解という表現が曖昧すぎます。
何かと反応して分解するというのであれば、反応の相手を想定する必要がありますし、反応相手なしに、それ自体が熱などによって分解することを想定しているのであれば、アルデヒドが酸になるようなことはありませんし、ましてや二酸化炭素や水になることはありません。そのためには酸素が必要であることは明白です。

化学的に極めて不安定なものならともかく、アルデヒド類やケトンなど、通常は比較的安定なものに対して、反応相手や条件を想定せずに、安定や不安定を議論したり、分解について議論することはナンセンスだと思います。
たとえば、アセトンは空気中では安定ですが、塩基と酸化剤が共存すれば比較的簡単に分解されると思います。ただし、酸化剤と言っても酸素とは限りませんので、生成物が二酸化炭素になるとも限りません。

お礼

おっしゃるとおり、定義が曖昧すぎましたね。申し訳ないです。
No.1の方へのお礼にも書かせていただいたのですが、光触媒による
有機物の分解について調べており、光触媒でアセトンを分解する反応機構が
わからなくて質問させていただきました。
ご回答ありがとうございました。

回答No.1

act_chem

宿題か何かでしょうか・・・
アルデヒドが分解(恐らくは酸化といいたいのでしょう）して酢酸になるというのは、アセトアルデヒドに限ることで、通常はカルボン酸を経て、二酸化炭素と水などになるでしょう。

質問にあるケトン類(今回の場合アセトン）の分解(酸化)が起こりにくい理由としては、まずケト・エノール互変異性がほとんどケト型によっているということがあげられます。さらに、ケトン部分の炭素に求電子反応を起こそうと近づいても、2つのメチル基の立体障害のためにこれも難しいのです。

よって反応を進行させるためにはケト型をエノール型に変化させる必要があります。恐らく強酸などのプロトンリッチな条件が必要かと思います。また立体障害を克服するだけの活性化エネルギーが必要かと思いますので、反応系は高温の方が起こりやすいと思います。

お礼

ご回答ありがとうございます。
宿題ではなく、個人的に勉強している最中です。
最近良く耳にする、光触媒について調べていたら、アセトンの分解(おっしゃる酸化です)をする云々の話が出てきたのですが
辞書で調べたら分解(酸化)しにくいと出たので疑問に思った次第です。
光触媒ではラジカルがキーとなりますが、立体障害に対抗できるほどの
エネルギーが生成する可能性があるということなのでしょうか。
教えてくださったケト-エノール互変異性をキーワードに検索したら
図解で理解することができました。
もし条件がそろえば(ケト型をエノール型に変化できれば)、アセトンも分解できるということですかね。
ありがとうございました。