Глава 10. КАРБОНИЛЬНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ

К карбонильным соединениям относятся соединения, содержащие карбонильную группу( альдегиды, кетоны)

 

-альдегиды

 

-кетоны.

 

Номенклатура

 

Для альдегидов к названию главной цепи добавляется окончание «аль» или «ал». Для кетонов «он»

 

 

пропаналь пропанон

 

Также альдегиды называются по названию тех кислот, в которые они переходят при окислении.

 

 

пропионовый альдегид масляный альдегид

Изомерия

 

Изомерия альдегидов зависит от изомерии радикалов, соединений с карбонильной группой.

 

 

бутаналь( масляный альдегид)

 

2-метилпропаналь(изомасляный альдегид)

 

Строение карбонильной группы

 

 

В альдегидах и кетонах карбонильный атом углерода находится в sp² – гибридном состоянии и образует 3 σ -связи, которые располагаются в плоскости под углом 120^о друг к другу. Вследствие большей электроотрицательности атома кислорода электронная плотность π –связи смещена в его направлении. В результате этого у атома кислорода карбонильной группы создаётся повышенная электронная плотность и он приобретает частичный отрицательный заряд δ ^- а на атоме углерода возникает частичный положительный заряд δ ⁺. Атом углерода приобретает электрофильные свойства и активно взаимодействует с нуклеофильными реагентами (реакции присоединения), а атом кислорода становится нуклеофильным и поэтому способен взаимодействовать с электрофильными реагентами.

Большая реакционная способность карбонильной группы объясняется сильной поляризацией этой группы. С одной стороны, атом кислорода оказывает влияние на атом водорода, соединенный с карбонильной группой и он легко окисляется, а с другой стороны, так как есть двойная связь, то для карбонильной группы характерны реакции присоединения по карбонильному углеродному атому, на котором частичный положительный заряд (d+).

Физические свойства.

 

Карбонильные соединения бывают газообразные (формальдегиды); жидкие(уксусный альдегид); твердые(параформ). Также у них нет водородных связей, то температура кипения ниже, чем у спиртов. Имеют характерный запах.

Получение карбонильных соединений

Окисление спиртов

В качестве окислителей обычно используется CuO(1 стадия окисления), кислород воздуха в присутствии катализаторов(Cu и др.), подкисленный раствор KMnO₄ или K₂Cr₂O₇.

При окислении первичных спиртов на первой стадии образуются альдегиды которые далее могут окисляться до карбоновых кислот. Вторичные спирты в этих условиях окисляются до кетонов.

Например:

бутаналь

пропанон

2. Каталитическое дегидрирование спиртов.

пропаналь

 

пропанон

 

 

 

циклогексанол циклогексанон

 

3. Гидролиз дигалогенидов.

 

4. Гидратация алкинов (реакция Кучерова).

Реакции присоединения воды в присутствии солей Hg²⁺. Из ацетилена образуется ацетальдегид, из гомологов ацетилена образуются кетоны.

 

Получение ацетона в промышленности

- при кумольном методе получения фенола

 

изопропилбензол(кумол) ацетон

 

Ацилирование ароматических соединений по Фриделю-Крафтсу

 

 

 

10.2. Химические свойства карбонильных соединений

Окисление

а) Реакция «серебряного зеркала».

Альдегиды легко окисляются до кислот при реакции с гидроксидом диаммин серебра(аммиачным раствором оксида серебра). Кетоны окисляются очень трудно, только сильными окислителями с разрывом связи.

R-CH=O + 2[Ag(NH₃)₂]OH R-COONH₄ + 2Ag↓ + 3NH₃ + H₂O

Формальдегид избытком аммиачного раствора оксида серебра окисляется до угольной кислоты, которая в аммиачной среде образует карбонат аммония.

H-CH=O + 4[Ag(NH₃)₂]OH (NH₄)₂CO₃ + 4Ag↓ + 6NH₃ + 2H₂O

В упрощённом виде:

 

 

Реакция «серебряного зеркала» является качественной реакцией на карбонильную группу.

б) Окисление гидроксидом меди(II)

В результате этой реакции образуется осадок Cu₂O красно-кирпичного цвета. Эта реакция также является качественной на альдегиды.

Кетоны окисляются очень трудно, только сильными окислителями с разрывом связи.

 

Восстановление.

Альдегиды восстанавливаются до первичных спиртов, кетоны до вторичных спиртов.

этаналь этанол

 

ацетон пропанол-2

 

 

3. Взаимодействие со спиртами -

образование полуацеталей и ацеталей.

Эта реакция имеет значение в образовании углеводов в циклических формах. (a и b- аномеры)

При избытке спирта образуется полный ацеталь.

диацеталь уксусного альдегида

 

бензальдегид этилацеталь бензальдегида

 

Гидратация

Формальдегид в водном растворе гидратирован практически полностью, ацетальдегид – примерно на 50%, высшие альдегиды и кетоны почти не гидратируются.

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться:

Популярное:

1. Биологически важные реакции нуклеофильного замещения, нуклеофильного присоединения, нуклеофильного присоединения-отщепления, радикального замещения.
2. Галогеносодержащие органические соединения
3. К разъёмным соединениям относят соединения резьбовые
4. Методы нлп техники присоединения к партнеру (нлп раппорт) в эффективном общении
5. Момент завинчивания болтового соединения.
6. Мыс находится на уровне соединения
7. Образ ипостасного соединения во Христе двух естеств
8. ОПИСАНИЕ СПОСОБОВ ПРОКЛАДКИ ВОДОПРОВОДНОЙ СЕТИ, ВОДОМЕРНОГО УЗЛА, ВВОДА, ПРИСОЕДИНЕНИЯ ГОРОДСКОЙ ВОДОПРОВОДНОЙ СЕТИ С УКАЗАНИЕМ МАТЕРИАЛОВ, АРМАТУРЫ, ПРИБОРОВ И ГОСТОВ
9. Оптимизация соединения внахлест.
10. Органические соединения азота
11. Органические соединения, содержащие кислород