Ketone

Une cétone est un composé organique comportant un groupe carbonyle — une double liaison carbone-oxygène — lié à deux groupes contenant du carbone, souvent notés R et R'. La cétone la plus simple est l'acétone, où les deux groupes sont des méthyles. De nombreuses cétones jouent un rôle important en biologie et dans l'industrie, notamment certains sucres (cétoses), des stéroïdes comme la testostérone, et le solvant acétone.

Le terme « cétone » vient de Aketon, un vieux mot allemand pour l'acétone. Dans la nomenclature IUPAC, les noms des cétones remplacent le suffixe -ane de l'alcane parent par -anone, un nombre indiquant souvent la position du groupe carbonyle. Cependant, des noms non systématiques courants comme acétone et benzophénone sont conservés comme noms IUPAC. Alternativement, les cétones peuvent être nommées en listant les deux groupes alkyles attachés au carbonyle, suivis de « cétone » — traditionnellement par ordre de complexité croissante, mais les règles IUPAC exigent désormais l'ordre alphabétique. Si les groupes alkyles sont identiques, le préfixe « di- » est utilisé. Les positions des substituants sont indiquées par des lettres grecques, le carbone α étant adjacent au carbonyle. Le préfixe « oxo » est utilisé lorsque le groupe cétone n'est pas la priorité la plus élevée, tandis que « céto » apparaît dans des contextes biochimiques.

Le carbone de la cétone est généralement hybridé sp², ce qui donne une géométrie trigonale plane autour de lui, avec des angles de liaison proches de 120°. Les cétones diffèrent des aldéhydes, où le carbonyle est lié à un carbone et un hydrogène à l'extrémité d'une chaîne, et des autres groupes carbonyle comme ceux des acides carboxyliques, des esters et des amides. Le groupe carbonyle est polaire en raison de l'électronégativité plus élevée de l'oxygène, ce qui rend les cétones nucléophiles au niveau de l'oxygène et électrophiles au niveau du carbone. Elles peuvent accepter des liaisons hydrogène de l'eau, augmentant la solubilité par rapport aux composés méthylènes apparentés, mais ne peuvent pas donner de liaisons hydrogène entre elles. Cette absence d'auto-association rend les cétones plus volatiles que les alcools ou les acides carboxyliques de poids moléculaire similaire, contribuant à leur utilisation en parfumerie et comme solvants.

Les cétones sont classées par substituants : symétriques (par exemple, acétone, benzophénone) ou dissymétriques (par exemple, acétophénone). Les dicétones comprennent le diacétyle, autrefois utilisé comme arôme de beurre, et l'acétylacétone, qui existe principalement sous forme d'énol et dont l'énolate est un ligand courant en chimie de coordination. Les cétones insaturées contiennent des unités alcène ou alcyne, comme la méthyl vinyl cétone, un composé carbonylé α,β-insaturé. Les cétones cycliques vont de la cyclopropanone aux cycles plus grands ; la cyclohexanone est essentielle dans la production de nylon, l'isophorone est un précurseur de polymères, et la muscone est une phéromone animale.

Contrairement aux aldéhydes, les cétones n'ont pas d'atome d'hydrogène sur le carbone du carbonyle, ce qui les rend résistantes à l'oxydation, sauf si des agents puissants clivent les liaisons carbone-carbone. En spectroscopie, les cétones montrent une forte absorption infrarouge près de 1750 cm⁻¹ due à l'élongation du carbonyle, avec une énergie plus faible pour les cétones aryles ou insaturées. Bien que la RMN ¹H ne soit pas utile pour identifier les cétones, la RMN ¹³C montre des signaux près de 200 ppm, bien que ceux-ci soient faibles et similaires aux signaux des aldéhydes, nécessitant des expériences de résonance multiples pour les distinguer.