Sign In

An oxygen-based nucleophile, like water, can undergo addition reactions with aldehydes and ketones. The reaction leads to the formation of hydrates, also referred to as 1,1-diols or geminal diols.

The formation of hydrates is a reversible reaction. Hydrate formation is influenced by steric and electronic factors accompanying the alkyl substituents on the carbonyl group: The rate of hydrate formation increases with a decrease in the number of alkyl groups attached to the carbonyl carbon. Hence, with simpler aldehydes, like formaldehyde, almost all aldehyde gives the corresponding hydrate. The formation of hydrates is highly favored when electron-withdrawing groups are linked to the carbonyl carbon.

The nucleophilic addition of water to the carbonyl carbon is very slow under normal conditions. However, the rate can be significantly enhanced by acidifying or basifying the reaction medium. An acid catalyst protonates the carbonyl oxygen, thereby increasing the electrophilicity of the carbonyl carbon. The nucleophilic addition of water leads to the formation of an oxonium cation, which loses a proton to form the geminal diol product.

On the other hand, the carbonyl carbon is directly attacked by the hydroxide nucleophile using a base catalyst. This addition generates an alkoxide ion, which is protonated by a water molecule forming the addition product.

Tags

Hydrate Formation11 diolsGeminal DiolsNucleophilic AdditionCarbonyl CarbonAldehydesKetonesWaterSteric FactorsElectronic FactorsAcid CatalystBase CatalystOxonium CationAlkoxide Ion

From Chapter 12:

article

Now Playing

12.11 : Aldehydes and Ketones with Water: Hydrate Formation

Aldehydes and Ketones

2.9K Views

article

12.1 : מבנים של אלדהידים וקטונים

Aldehydes and Ketones

7.5K Views

article

12.2 : IUPAC המינוח של אלדהידים

Aldehydes and Ketones

5.1K Views

article

12.3 : IUPAC המינוח של קטונים

Aldehydes and Ketones

5.2K Views

article

12.4 : שמות נפוצים של אלדהידים וקטונים

Aldehydes and Ketones

3.3K Views

article

12.5 : ספקטרוסקופיית IR ו-UV-Vis של אלדהידים וקטונים

Aldehydes and Ketones

5.0K Views

article

12.6 : ספקטרוסקופיית NMR וספקטרומטריית מסות של אלדהידים וקטונים

Aldehydes and Ketones

3.5K Views

article

12.7 : הכנת אלדהידים וקטונים מאלכוהולים, אלקנים ואלקינים

Aldehydes and Ketones

3.3K Views

article

12.8 : הכנת אלדהידים וקטונים מניטרילים וחומצות קרבוקסיליות

Aldehydes and Ketones

3.2K Views

article

12.9 : הכנת אלדהידים וקטונים מנגזרות חומצה קרבוקסילית

Aldehydes and Ketones

2.4K Views

article

12.10 : תוספת נוקלאופילית לקבוצת הקרבוניל: מנגנון כללי

Aldehydes and Ketones

4.5K Views

article

12.12 : אלדהידים וקטונים עם אלכוהולים: היווצרות המיאצטלית

Aldehydes and Ketones

5.1K Views

article

12.13 : קבוצות הגנה על אלדהידים וקטונים: מבוא

Aldehydes and Ketones

6.0K Views

article

12.14 : אצטלים ותיואצטלים כקבוצות הגנה על אלדהידים וקטונים

Aldehydes and Ketones

3.8K Views

article

12.15 : אלדהידים וקטונים עם HCN: סקירה כללית של היווצרות ציאנוהידרין

Aldehydes and Ketones

2.5K Views

See More

JoVE Logo

Privacy

Terms of Use

Policies

Research

Education

ABOUT JoVE

Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved