Растворимость, растворяющая способность и применение кетонов

Простейший кетон – ацетон (диметилкетон, пропанон) смешивается с водой во всех соотношениях. Бутанон-2 (метилэтилкетон) растворим в воде хорошо, но ограниченно: при 20^оС его растворимость составляет 29,2 г/100 г воды, а при 90^оС она уменьшается до 19 г/100 г воды. Пентанон-3 растворяется в воде в количестве 4,7 г/100 г при 20^оС, а при 100^оС его растворимость падает до 3,8 г/100 г воды. Оба гексанона мало растворимы в воде, а все три изомерные гептанона в воде практически нерастворимы. Все перечисленные кетоны смешиваются в любых соотношениях друг с другом, с низшими спиртами (метанолом, этанолом и обоими пропанолами), диэтиловым эфиром. Высшие кетоны, начиная с пентанонов, растворяются или даже смешиваются в любых соотношениях с жидкими алканами и их смесями (петролейным эфиром, бензином, керосином, уайт-спиритом).

Сами кетоны являются прекрасными растворителями для многих органических веществ. Например, в ацетоне растворяются многие лаки, поливинилхлорид, полиметилметакрилат (хуже). В нём очень хорошо растворяются трифенилметановые красители, такие, например, как Бриллиантовый зелёный (зелёнка – антисептическое средство), в котором R = C₂H₅, или Малахитовый зелёный, в котором R = CH₃ и который прекрасно окрашивает шёлк.

 

В ацетоне очень хорошо растворяются многие неорганические соли. Например, перхлораты лития, натрия, магния, кальция, стронция и бария:

 

Перхлорат
Растворимость в г/100 г ацетона при 20^оС	136,5	91,7	42,9	61,9	150,1

 

Гораздо хуже, умеренно или вообще плохо растворимы в ацетоне перхлораты аммония, калия, рубидия и цезия:

 

Перхлорат
Растворимость в г/100 г ацетона при 20^оС	2,3	0,16	0,09	0,15

 

В ацетоне растворимы также, например, роданид калия (КСNS), хлорид висмута(III), нитрат таллия(I), бромид сурьмы(III), гексагидрат хлората меди ( Cu(ClO₃)₂∙6H₂O ) и многие другие соли. Литиевое мыло – пальмитат лития ( СН₃ – (СН₂)₁₄ – СOOLi ) при 15^ОС в ацетоне растворяется в 23 раза лучше, чем в воде, и почти в 5 раз лучше чем в этаноле.

В ацетоне растворимы некоторые комплексные соли, например, жёлтая и красная кровяные соли: K₄[(Fe(CN)₆] и K₃[(Fe(CN)₆]

Метилэтилкетон (бутанон-2) широко применяется как растворитель нитроцеллюлозных и полиакриловых лаков и клеев.

Оба пентанона применяются как растворители в производстве лаков и красок.

 

Запах и применение кетонов

Ацетон и метилэтилкетон, находясь в воздухе в малых концентрациях, имеют «ароматный» или «освежающий» запахи. Метиламилкетон и метилгептилкетон содержатся в сыре «Рокфор» и вносят существенный вклад в его запах. Метилнонилкетон и метилдодецилкетон играют важную роль в запахе растительных масел, например, кокосового или подсолнечного.

В эфирных маслах, говяжьем жире, обжаренном кофе, а также в продуктах гидролиза древесины и пиролиза табака содержится дикетон – 2,3-бутандион, который имеет сильный «пронзительный» запах топлёного масла:

 

 

Непредельный кетон – 4,6,6-триметил-3-гептенон-2 (смесь цис- и транс-изомеров):

 

 

обладает фруктовым запахом с «оттенком запаха древесины» и применяется как компонент парфюмерных композиций (ПК). Геранилацетон – 6,10-диметил-транс-5,9-ундекадиенон-2:

имеет «свежий, чуть резковатый запах с оттенком запахов зелени и розы». Применяется как компонент ПК. Содержится во многих фруктах и эфирных маслах.

Имеется много циклических кетонов, обладающих сильными специфическими запахами. Например, карвон :

обладает запахом тмина. Он применяется для приготовления пищевых эссенций, ликёров, ароматизации зубных паст и жевательных резинок. Содержится во многих эфирных маслах: тминном, укропном, масле кудрявой мяты и других. Из них и выделяется. Мировое производство примерно 2500 т/год. Это не смотря на заметную токсичность: ЛД₅₀ 1,64 г/кг (крысы, перорально) и 0,77 г/кг (морские свинки, перорально). Для сравнения деканаль, использующийся для тех же целей, имеет ЛД₅₀ 33 г/кг (крысы, перорально) и 41,75 (мыши, перорально), то есть деканаль в десятки раз менее токсичен.

Ментон (и его изомер – изоментон):

вещества с запахом мяты и горьким вкусом. Они применяются как компоненты ПК и ПЭ, для ароматизации зубных паст. Токсичность их ниже, чем у карвона для разных животных в 2,5 – 6 раз.

Камфора или борнанон – 1,7,7-триметилбицикло[2.2.1]гептанон-2:

содержится в масле пихты и камфорного лавра, из которых её и выделяют. Мировое производство около 12000 т/год. Камфора широко применяется как пластификатор в производстве пластмасс, как флегматизатор взрывчатых веществ, как репеллент против моли и комаров. В медицине она используется как кардиотоническое и аналептическое средство. Камфара входит также в состав некоторых парфюмерных композиций. В химико-фармацевтической промышленности является сырьём для синтеза лекарственных препаратов, например, бромкамфары (см. п.5)

Кетон малины – тривиальное название 4-(п-гидрокси)фенилбутанона-2:

 

Он содержится в эфирном масле малины, определяет её запах и вкус. Применяется как компонент пищевых эссенций и парфюмерных композиций. Токсичность кетона малины невысокая – более 5 г/кг (крысы, перорально).