Свойства альдегидов и кетонов.

КАРБОНИЛЬНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ.

Это соединения, содержащие в молекуле КАРБОНИЛЬНУЮ группу >C=O.

АЛЬДЕГИДАМИ называются органические соединения, содержащие карбонильную группу, в которой атом углерода связан с радикалом и одним атомом водорода. Общая формула альдегидов:

 

КЕТОНАМИ называются соединения, в молекуле которых карбонильная группа связана с двумя углеводородными радикалами. Общая формула кетонов:

ВИДЫ ИЗОМЕРИИ КАРБОНИЛЬНЫХ СОЕДИНЕНИЙ.

Изомерия альдегидов:

v изомерия углеродного скелета, начиная с С₄

v межклассовая изомерия с кетонами, начиная с С₃

v непредельными спиртами и простыми эфирами (с С₃)

Изомерия кетонов:

v углеродного скелета (c C₅)

v положения карбонильной группы (c C₅)

v межклассовая изомерия (с альдегидами).

Строение карбонильной группы.

 

Атом углерода в карбонильной группе находится в состоянии sp² -гибридизации и образует три σ - связи (одна из них – связь С–О), которые расположены в одной плоскости под углом 120^оС друг к другу.

π-Связь образована р -электронами атомов углерода и кислорода.

 

Ввиду большей электроотрицательности атома кислорода по сравнению с атомом углерода, связь С=О сильно поляризована за счет смещения электронной плотности π- связи к атому кислорода, в результате чего на атоме кислорода возникает частичный отрицательный (δ^-), а на атоме углерода – частичный положительный (δ⁺) заряды:

 

ПОЛУЧЕНИЕ АЛЬДЕГИДОВ И КЕТОНОВ.

1.Окисление спиртов: а) при окислении первичных спиртов – образуются альдегиды б) при окислении вторичных спиртов – получаются кетоны.	Первичные спирты при окислении образуют альдегиды, которые затем легко окисляются до карбоновых кислот. Окислить первичный спирт до альдегида можно: а) нагреванием над оксидом меди (II): СН3-СН2-СН2-ОН+CuO –tàCH3-CH2-C=O + Cu + H2O \ H б) пропусканием смеси паров спирта с кислородом над медной сеткой: 2СН3-СН2-СН2-ОН + O2 –Cu,tà2CH3-CH2-C=O + 2H2O \ H При окислении вторичных спиртов образуются кетоны.
2. Дегидрирование спиртов:нагревание над медной сеткой.	СН3-СН2-СН2-ОН –Cu,tà CH3- CH2 - C=O + H2 \ H
3. Реакция Кучерова – гидратация алкинов. а) при гидратации ацетилена получается ацетальдегид,   б) при гидратации других алкинов – кетоны.	Присоединение воды к ацетилену в присутствии солей ртути (II) приводит к образованию ацетальдегида: Кетоны получают при гидратации других гомологов ряда алкинов:
4. Гидролиз дигалогенпроизводных алканов.Под действием водного раствора щелочи образуется неустойчивый диол с двумя ОН-группами при одном атоме С, он теряет воду, превращаясь в альдегид или кетон.	СН3–CH2- CHCl2 + 2 KOH à[CH3-CH2-CH-OH]+2KCl à \ à H2O + CH3- CH2 - C=O OH \ H
5. Пиролиз кальциевых солей карбоновых кислот – получаются кетоны.	(СН3-СОО)2Са –tà CaCO3 + CH3-C-CH3 ацетат кальция \\ О
6.Окисление алкенов (катализаторы - хлориды Pd и Cu)
7.Кумольный способ получения ацетона (наряду с фенолом).

СВОЙСТВА АЛЬДЕГИДОВ И КЕТОНОВ.

1. Гидрирование	Альдегиды при взаимодействии с водородом в присутствии Ni-катализатора образуют первичные спирты, кетоны - вторичные:
2. Присоединение циановодорода, гидросульфита натрия и спиртов.	1.Присоединение циановодородной (синильной)кислоты HCN:   2.Присоединение спиртов с образованием полуацеталей (в присутствии кислоты или основания как катализатора): Полуацетали - соединения, в которых атом углерода связан с гидроксильной и алкоксильной (-OR) группами. Взаимодействие полуацеталя с еще одной молекулой спирта (в присутствии кислоты) приводит к замещению полуацетального гидроксила на алкоксильную группу OR' и образованию ацеталя: 3.Присоединение гидросульфита натрия дает кристаллические вещества, обычно называемые гидросульфитными производными альдегидов. OH / CH3–C=О + HSO3Na à CH3–С–SO3Na \ \ H H
3. Окисление альдегидов. Альдегиды очень легко окисляются в соответствующие карбоновые кислоты под действием мягких окислителей:оксид серебра (аммиачный раствор) и гидроксид меди (II). Данные реакции являются качественными на альдегидную группу.	Реакция "серебряного зеркала" – окисление аммиачным раствором оксида серебра: R–CH=O+2[Ag(NH3)2]OH àRCOONH4 +2Ag + 3NH3 + H2O соль аммония карбоновой кислоты В случае муравьиного альдегида – продуктом является карбонат аммония. НCH=O+4[Ag(NH3)2]OH à(NH4)2СО3+ 4Ag + 6NH3 + 2H2O При подкислении реакционной смеси выделяется карбоновая кислота, а в случае муравьиного альдегида – углекислый газ. Иногда пишут упрощенный вариант реакции: RCH=O + Ag2O -(NH3)à RCOОH + 2Ag   Окисление гидроксидом меди (II) при нагревании с образованием красно-кирпичного осадка Cu2O: RCH=O +2Cu(OH)2 -tà RCOOH+Cu2O+2H2O красный осадок КЕТОНЫ окисляются с трудом при действии сильных окислителей и нагревании с разрывом С–С-связей (соседних с карбонилом) и образование смеси карбоновых кислот меньшей молекулярной массы.
4. Конденсация с фенолами.	Практическое значение имеет реакция формальдегида с фенолом (катализаторы - кислоты или основания):   Дальнейшее взаимодействие с другими молекулами формальдегида и фенола приводит к образованию фенолоформальдегидных смол.

 

 

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: