酮
（Ketones）是基与两个烃基相连的化合物，通式为RCOR'。它为烃的含氧衍生物，官能团是羰基，其是由碳和氧原子以双键结合而成的。羰基的双键是极性不饱和键，使得酮的羰基具有较高的反应活性。
通常情况下，十二个碳以下的酮是液体，高级脂肪酮和芳香酮多为固体，脂肪酮的沸点比相应的醇低很多。酮易溶于有机溶剂，四个以下碳原子的脂肪酮易溶于水，某些酮还有特殊的香气。酮上的羰基易发生加成反应，也可被还原生成伯醇或仲醇。酮不易被氧化，但在强烈的氧化条件下，羰基与两侧碳原子间的键可分别断裂，生成小分子的羧酸。
酮根据与羰基相连的烃基的不同，酮可分为脂肪酮、脂环己酮、芳香酮，根据烃基是否含有不饱和键，可分为饱和酮、不饱和酮。而按分子中羰基数目又可分为一元酮、二元酮和多元酮。根据与羰基碳两侧相连的烃基结构是否相同，可分为单酮、混酮，如丙酮为单酮，而苯甲酮是混酮。
酮和醛都为烃的含氧衍生物，醛分子中的羰基与一个烃基和一个氢原子相连，而酮分子中的羰基与两个烃基相连。根据醛、酮氧化性能的区别，可以很迅速地鉴别醛和酮，经常用的有两个试剂，斐林（Fehling）试剂和托伦（Tollens）试剂。酮可用芳香烃、烯烃、炔烃、醇和羧酸衍生物制备。
酮是重要的医药原料，有些在临床医药中具有很重要的用途，如2-酮可用于治疗局部炎症、止痛等。L-3-甲基环十五烷酮具有扩张冠状动脉及增加其血流量的作用，对心绞痛有一定疗效。但酮类化合物对眼、鼻、喉有刺激性；对中枢神经系统有麻醉作用，出现乏力、恶心等现象，也可引起胃肠道反应，如恶心、呕吐等，重者发生气急，甚至昏迷等现象。
分类
酮有如下几种分类：
根据与羰基相连的烃基的不同，酮可分为脂肪酮、脂环己酮和芳香酮。例如，丙酮是脂肪酮、苯乙酮是芳香酮、环己酮是脂环酮。
根据烃基是否含有不饱和键，可分为饱和酮、不饱和酮。例如，丙酮是饱和酮，4-己烯3-酮是不饱和酮。
根据分子中所含羰基数目，酮可分为一元酮、二元酮和多元酮。例如，丙酮是一元酮，2,4-戊二酮是二元酮。
根据与羰基碳两侧相连的烃基结构是否相同，可分为单酮、混酮。例如，丙酮为单酮，而苯甲酮是混酮。
命名
酮的命名方法主要有普通命名法、系统命名法。
普通命名法
酮的普通命名法是把所连的两个烃基的名称后面加上“酮”字，通常是简单在前，复杂在后。但烃基的“基”字常省略。对于单酮，两个烃基合为一起称为“二某酮”。例如：
系统命名法
这种方法对于分子量较大的酮或较小的酮都很适用，它与烷烃等化合物的命名法很相象，方法如下：
丙酮、丁酮的结构式不可能有二种写法，所以它们的酮基位置不必注明，但遇到碳原子较多并有支链的情形，就应注明。例如：
结构
羰基结构
酮分子中的羰基也可以称为酮羰基，其是由碳和氧原子以双键结合而成的官能团，一水碳酸钠双键中的一个σ键，一个是π键。羰基碳原子为sp2杂化，因而羰基碳和所连的3个原子都在一个平面上，其键接近120°。碳原子3个sp2杂化轨道与氧和其他2个原子形成3个σ键，剩余的一个未参与杂化的p轨道与氧形成π键。在碳氧双键中，由于碳原子和氧原子的电负性差别较大，双键上电子的分布是不均匀的，呈现出较强的极性，这种双键属于极性不饱和键，其偶极矩为7.67×10-30~9.34×10-30C·m（2.3~2.8D）。电子云偏向氧原子一方，使氧原子带部分负电荷，碳带部分正电荷，这种结构特点使羰基具有较高的反应活性，亲核试剂容易进攻带部分正电荷的碳原子，从而发生亲核加成反应。
酮-烯醇互变异构
β-二羰基化合物中CH2氢原子酸性强，其质子位置往往不固定，从而表现出羰基化合物的结构式有两种形式—酮式和烯醇式结构。如乙酰乙酸乙酯的两种结构形式。
酮式结构和烯醇式结构在常温下以一种动态互变平衡形式存在。这两种互变平衡异构一般随溶剂、浓度、温度不同而有所改变。一般非质子性溶剂有利于烯醇式存在，因为在非质子性溶剂中有利于分子内氢键的形成。质子性溶剂有利于酮式存在，因为质子性溶剂能与酮式的羰基氧原子形成氢键，从而使分子内氢键难以形成，因而降低了烯醇式的含量。在酮-烯醇互变异构平衡中，酮基比羰基易变成烯醇式。由于酯羰基的烯醇式结构中存在氧碳间p-x共振电子效应，两个氧原子均为共振供电子，使酯基中碳原子上负电荷密度增高而不稳定。
理化性质
物理性质
十二个碳原子以下的酮是液体，高级脂肪酮和芳香酮多为固体。酮没有缔合作用，所以脂肪酮的沸点比相应的醇低很多。酮易溶于有机溶剂，由于羰基是极性基团，所以四个以下碳原子的脂肪酮易溶于水。某些酮有特殊的香气，可用于调制化妆品和食品香精。脂肪族酮相对密度小于1，芳香族酮大于1。
化学性质
羰基上的加成反应
羰基是由一水碳酸钠双键组成的，由于氧原子的电负性比碳强，碳-氧双键是一个极性不饱和键；氧原子上的电子密度较高，而碳上电子密度较低，分别以和表示：
由于碳原子上电子密度较低，而且羰基是平面形的，空间位阻相对较小，亲核试剂较易由羰基平面的两侧向羰基的碳进攻，所以按离子机理进行的亲核加成是羰基化合物的一类重要反应。能与羰基进行亲核加成的试剂很多，可以是含C、S、N或O的一些试剂。
与氢氰酸加成
酮与氢酸作用，得到α-羟基，反应是可逆的。羰基于氢氰酸的加成，是按长碳链的方法之一，也是制备α-羟基酸的方法。在反应中加入少量碱，能大大加速反应，但如果加入酸，则抑制反应的进行。
与格氏试剂的加成
格氏试剂是含碳的亲核试剂，格氏试剂中的C-Mg键是高度极化的，由于Mg的电正性，使与其相连的碳上带有部分负电荷。酮与格氏试剂反应的最终产物是叔醇。
与氨的衍生物的加成缩合
氨及其某些衍生物是含氮的亲核试剂，可以与羰基加成，氨与一般的羰基化合物不易得到稳定的加成产物。氨的某些衍生物如伯胺、羟胺、苯、肼、2,4-2,4-二硝基苯肼及氨基脲等，都能与羰基加成。反应并不停止于加成一步，而是相继由分子内失去水形成碳-氮双键。
与醇的加成
醇是含氧的亲核试剂，其亲核性能比氨的衍生物要差。在碘化钠酸的作用下，不断将体系中的水除去，醇可与酮中羰基加成生成缩酮。羰基是相但活泼的基团，对碱极为敏感，而且很容易被氧化，但缩酮相当于胞二醚，因此比较稳定。缩酮又能被水解为原来的酮，所以这是有机合成中常用的保护羰基的方法。也就是当分子中羰基与其他官能团共存时，只希望其他官能团反应，而不希望羰基受影响，则可将羰基转变为缩酮，反应完成后，再将其水解。
还原
用催化氢化的方法还原羰基化合物时，若分子中还有其他可被还原的基团C=C等，则C=C可能被还原。但某些金属氢化物如硼氢化钠、氢化铝锂等，或异丙醇铝，它们有较高的选择性，可以只将羰基还原羟基，而不影响碳-碳双键或三键等其他可被催化氢化还原的基团。羰基不仅可用上述方法被还原为羟基，还可在特殊试剂如锌汞齐加盐酸的作用下，被还原为CH2。
氧化
酮不易被氧化，即使在高锰酸钾的中性溶液中加热，也不受影响。酮虽不被弱氧化剂氧化，但在强烈的氧化条件下，羰基与两侧碳间的键可分别断裂，生成小分子的羧酸。例如，戊酮的氧化产物是两种羧酸的混合物及CO2，CO2是由氧化断裂所得甲酸（HCOOH）进一步氧化生成的。
酮的氧化反应没有制备意义，但环乙酮由于具有环状的对称结构，其断裂氧化是工业上生产己二酸的方法。
烃基上的反应
与羰基相邻的碳（α-碳）上的氢叫α-氢，由于羰基中的氧原子的电负性较强，使得α-碳上电子密度有所降低，从而使α-氢与分子中其他碳原子上的氢相比，酸性有所增强。例如，乙烷的pKa约为40，而丙酮或乙醛的pKa为19~20。因此，醛、酮分子中的α-氢表现了与其他碳上氢不同的活性。酮的α-氢能被卤族元素取代，生成α-卤代酮。例如，苯乙酮在水溶液中就可被溴取代，生成α-溴代苯乙酮。
应用
医用
酮是重要的医药原料，有些在临床医药中具有很重要的用途，是人体新陈代谢的中间产物。如樟脑是一种脂环族的酮类化合物，学名为2-莰酮，其在医药上用途甚广，可用作呼吸循环兴奋药，如10%的樟脑油注射剂；也可用作治疗局部炎症的药，如十滴水、消炎止痛药膏；成药清凉药中也含有樟脑成分；樟脑还可用以驱虫防蛀。麝香酮（L-3-甲基环十五烷酮）具有特殊香味，为微黄色油状液体，是麝香的主要成分。麝香酮具有扩张冠状动脉及增加其血流量的作用，因而用于心绞痛有一定效果。
化工
酮类化合物是重要的化工原料，广泛应用于生产ep、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、农药、香精和有机合成工业等。酮类化合物是良好溶剂，在涂料、黏结剂、油漆、喷漆、硝基纤维、纤维醚、油脂、天然和合成橡胶、钢瓶贮存乙炔、炼油工业脱蜡等方面用作优良的溶剂，也用作稀释剂，清洗剂，萃取剂。
鉴别
斐林试剂和托伦试剂
利用醛、酮氧化性能的区别，可以很迅速地鉴别醛和酮。经常用的有两个试剂：斐林试剂和托伦试剂。斐林试剂是碱性铜配位化合物的溶液。硫酸铜的铜离子和碱性酒石酸钾钠成为一个深蓝色络离子溶液。在反应中，Cu2+络离子被还原成为红色的氧化亚铜，从溶液中沉淀出来，蓝色消失，而醛氧化成酸，斐林溶液和脂肪醛氧化速率较快。它不与简单酮反应，但可被α-羟基酮、α-酮醛还原。托伦试剂是杜伦试剂离子(硝酸银的氨水溶液)。反应时，醛氧化成酸，银离子还原成银，形成一个银镜附着在管壁上，因此这个反应又称为银镜试验，酮与托伦试剂不发生反应。
品红鉴别
将二氧化硫通入红色的品红水溶液中，至红色刚好褪去，所形成的无色溶液就是希夫试剂。醛与希夫试剂作用显紫色，酮则不显色，故可用于醛和酮的鉴别。
2,4-二硝基苯肼
醛与酮能与2,4-二硝基苯肼发生加成反应，然后再消去1分子水。反应发生后，有黄色、橙色或红色的2,4-二硝基苯沉淀生成。这些沉淀大都容易提纯，具有一定的结晶形状和熔点，据此可以鉴别醛和酮。
红外光谱
脂肪醛在1740~1720cm-1范围有吸收。α-碳上的电负性取代基会增加C=O谱带吸收频率。例如，乙醛在1730cm-1处吸收，而三氯乙醛在1768cm-1处吸收。酮的羰基比相应的醛的羰基在稍低的频率处吸收，饱和脂肪酮在1715cm-1左右有吸收。同样，双键的共轭会造成吸收向低频移动，酮与溶剂之间的氢键也将降低羰基的吸收频率。
制备
用芳烃制备
芳香烃侧链的α位，即苯甲位，在适当条件下可被氧化，α位碳上有两个氢的侧链氧化为酮，如有多个侧链，可控制试剂用量，使其中一个侧链氧化，同时试剂必须慢慢加入，以避免醛进一步氧化为酸。此外，芳香烃在光或热的作用下，用卤族元素或NBS（N-溴代琥珀酰亚胺）制得二卤取代物，水解后生成酮。
用烯烃、炔烃、醇制备
烯烃直接或间接加水得到醇，伯醇、仲醇经铬酸、三氧化二铬硫酸、氧化铬-吡啶配位化合物和氯铬酸吡啶盐氧化可制备酮。例如将丙烯通到浓硫酸内，然后水解，首先得到2-丙醇，然后氧化得到丙酮。炔烃直接或间接加水得到烯醇，烯醇异构化即得酮，例如：
用羧酸衍生物制备
羧酸衍生物如酰氯、酯、酰胺、腈均可通过各种方法成为醛或酮。如用氯还原制备酮，碘化甲基镁和二氧化镉作用，当烃基是芳基或一级烷基时，和酰氯反应，得到高产量的酮。若用两分子的格氏试剂，则得二苯镉，和两分子酰氯反应，得到同样的酮。由于有机镉的反应性低，能与格氏试剂发生反应的基团如醛、酮、腈、酯、硝基等不与有机镉化合物发生反应，因此是很好的合成酮的方法。但镉试剂毒性太大，且易造成环境问题，尽量不用。
此外，可用腈与格氏试剂反应合成酮。腈与格氏试剂反应，生成亚胺盐，亚胺盐不进一步发生加成，经水解得到酮，用这种方法得到的酮纯度较好。
毒性
酮类化合物对眼、鼻、喉有刺激性；对中枢神经系统有麻醉作用，出现乏力、恶心、头痛、头晕、易激动等现象；可引起胃肠道反应，如恶心、呕吐、食欲不振、腹泻等，重者发生呕吐、气急、肌肉痉挛，甚至昏迷。酮类化合物对皮肤、气管粘膜的刺激比醛小，但麻醉性及对中枢神经的作用则更强。脂肪酮比芳香酮毒性大，分子量增加或存在不饱和键时毒性增加，分子中引入卤族元素原子时刺激性增加。
丙酮主要是对中枢神经系统的抑制、麻醉作用，高浓度接触对个别人可能出现肝、肾和胰腺的损害。由于其毒性低，代谢解毒快，生产条件下急性中毒较为少见。急性中毒时可发生呕吐、气急、痉挛甚至昏迷。口服后，口唇、咽喉烧灼感，经数小时的潜伏期后可发生口干、呕吐、昏睡、酸中度和酮症，甚至暂时性意识障碍。丙酮对人体的长期损害，表现为对眼的刺激症状如流泪、畏光和角膜上皮浸润等，还可表现为眩晕、灼热感，咽喉刺激、咳嗽等。
2-丁酮对眼、鼻、喉粘膜有刺激性，长期接触可致皮炎。丁酮属低毒类。毒性比丙酮强，有麻醉性，能使中枢神经功能下降。吸入其蒸气时刺激眼睛与气管，引起头痛、头晕、呕吐和皮炎等。工作场所最高容许浓度735mg/立方米。
环己酮可经呼吸道、胃肠道和皮肤进入机体，可在肝和肾脏蓄积，也可被还原为环己醇。环己酮对眼、鼻、喉有轻微的刺激作用，急性毒性主要为黏膜刺激、肝肾毒性和对中枢神经系统的抑制作用。环己酮急性中毒主要表现为呼吸黏膜刺激和中枢神经系统受抑制，呼出气有环已酮样薄荷气味，气促烦躁不安、呕吐带咖啡样和红色血样胃液、全身皮肤潮热、双上肢抽搐等，大便隐血强阳性等。而慢性中毒主要表现为麻醉、脊髓小脑性共济失调、感觉异常、肌无力等继发性轴索神经髓鞘损害，病理学检查可见不同程度的肝和肾损伤。
常见的酮
丙酮
丙酮是最简单的酮，沸点56.2℃，与水混溶，并能溶解多种有机化合物，是常用的溶剂。可由糖类物质经丙酮-丁醇菌发酵制得。此外，由异丙苯氧化，可同时得到丙酮与苯酚两种重要有机化工原料。
丙酮与氢氰酸的加成产物羟基腈，在浓硫酸作用下与甲醇一起加热，则脱水并醇解而得甲基丙烯酸甲酯—聚甲基丙烯酸甲酯的单体。甲基丙烯酸甲酯分子中含有C=C键，在催化剂作用下，可以聚合成高分子化合物，即有机玻璃。
丁酮
丁酮，别名甲乙酮，分子式为CH3CH2COCH3，熔点85.9℃，沸点79.6℃。它是无色液体，能溶于乙醇、乙醚等有机溶剂中，与水能形成恒沸点混合物（含丁酮88.7%），蒸气与空气能形成爆炸性混合物，爆炸极限 2.0%~12.0%（体积）。丁酮作为溶剂、脱蜡剂，是油漆的重要溶剂，硝化纤维素、合成树脂都易溶于其中，也用于多种有机合成，以及作为合成香料和医药的原料，属于第三类易制毒化学品。其易燃，其蒸气与空气可形成爆炸性混合物。遇明火、高热或与氧化剂接触，有引起燃烧爆炸的危险。对眼、鼻、喉、黏膜有刺激性。长期接触可致皮炎。
2-戊酮
2-戊酮分子式为CH3COCH2CH2CH3或C5H10O，又称甲基丙基酮，熔点为-77.5℃，沸点102.3℃。它是无色液体，有丙酮气味，极易挥发易燃，稳定，微溶于水，溶于醇乙醚。人吸入2-戊酮后会引起上呼吸刺激、头痛、头晕恶心、呕吐、嗜睡、昏迷；对眼及皮肤有刺激性，长期接触可致皮炎。
二苯酮
二苯酮是羰基直接与两个苯基相连接而生成的酮，分子式为C6H5COC6H5，是无色有光泽的晶体，具有玫瑰香味。二本酮溶于醇、醚、三氯甲烷等有机溶剂，不溶于水。其化学性质与苯乙酮相似，但其醇溶液在日光照射下不稳定。工业上生产二苯酮，是在铜粉催化下，于260℃使领苯甲酰基苯甲酸脱羧制备。二苯酮是制香料、药物和杀虫剂的重要原料。
环己酮
环己酮可由环己烷经空气氧化（0.8~1.2Mpa，140~165℃，Co盐）得到。环己酮的氧化产物己二酸是制造聚己二酰己二胺的原料。环己酮肟经贝克曼（Beckman）重排得到的己内酰胺是生产尼龙6的原料。现在生产环己酮的新方法是用环己烷和氯及一氧化氮进行光化学反应，首先得到1-亚硝基化合物1-氯环己烷，然后用锌和盐酸还原，即得到环己酮肟的盐酸盐。
参考资料
《土壤和沉积物 酮类和醚类化合物的测定 顶空/气相色谱-质谱法（征求意见稿）》编制说明.中华人民共和国生态环境部.2024-05-08
《环境空气 醛、酮类化合物的测定 溶液 吸收-高效液相色谱法（征求意见稿）》 编制说明.中华人民共和国生态环境部.2024-05-06