 |
АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция
Альдегиды и кетоны
|
Читайте также: |
1 Строение, номенклатура и изомерия оксосоединений
2 Свойства альдегидов и кетонов
3 Получение и применение
Основные понятия по теме
Карбонильные соединения являются производными углеводородов, в молекулах которых два водородных атома, находящиеся у одного атома углерода, замещены атомом кислорода. Таким образом получается группа С=О, называемая карбонильной группой или оксогруппой.
Тривиальные названия альдегидов очень распространены, они связаны с тривиальными наименованиями кислот с тем же углеродным скелетом, в которые альдегиды легко переходят при окислении.
По номенклатуре ИЮПАК наличие альдегидной группы обозначается суффиксом – аль:
Названия простых кетонов обычно составляются из названий радикалов, связанных с карбонильной группой, и слова кетон:
Для названий более сложных кетонов используют суффикс –он:
Изомерия альдегидов обусловлена изомерией цепи радикала, кетонов – положением карбонильной группы, а также изомерией радикалов и метамерией. Альдегиды и кетоны с одинаковым числом атомов углерода являются изомерами.
Химические свойства:
– присоединение водорода (восстановление):
– присоединение спиртов: в присутствии каталитических количеств безводных сильных кислот к альдегидам легко присоединяются спирты с образованием полуацеталей и ацеталей:
– присоединение синильной кислоты: альдегиды и кетоны присоединяют HCN в присутствии следов щелочей с образованием оксинитрилов (циангидринов):
– присоединение металлоорганических соединений:
При разложении полученных соединений водой получаются спирты.
– образование бисульфитных соединений:
– с пятигалогенидами фосфора: получаются галогенопроизводные углеводородов с двумя атомами галогена при одном атоме углерода (геминальные производные):
– галогенирование:
– реакции конденсации:
При действии на холоде слабых растворов щелочей на уксусный альдегид и его гомологи происходит реакция альдольной конденсации:
Альдоли (альд егидалког оли) – малоустойчивые соединения. Они легко отщепляют воду и образуют a, b-непредельные карбонильные соединения:
Конденсация альдегидов, протекающая с отщеплением воды, называется кротоновой (характерна только для альдегидов, имеющих атом Н в α-положении).
– окисление альдегидов: альдегиды легко окисляются до карбоновых кислот с тем же числом углеродных атомов. Они могут окисляться даже кислородом воздуха и такими слабыми окислителями, как аммиачный раствор гидроксида серебра (реактив Б. Толленса) или реактив Г. Фелинга [смесь растворов CuSO4, КОН и тартрата (соли винной кислоты) щелочных металлов].
– реакция с аммиачным раствором гидроксида серебра(реакция «серебряного зеркала»):
Иногда эту реакцию записывают в сокращенном виде:
– 
окисление гидроксидом меди (II):
Если к жидкости со светло-голубым осадком гидроксида меди (II) прибавить жидкость, содержащую альдегид, и нагреть смесь, то голубой осадок превращается в желтый осадок гидроксида меди (I) CuOH, а затем – в красный осадок оксида меди (I) Cu2O. Альдегид при этом превращается в кислоту:
а желтый гидроксид меди (I) превращается в красный оксид:
2СuОН ® Сu2О↓+ Н2О.
Часто, чтобы сделать реакцию более отчетливой, гидроксид меди (II) предварительно растворяют при помощи солей виннокаменной кислоты. Если получающуюся при этом синюю жидкость (фелингов раствор) нагреть с альдегидом, то он окисляется в кислоту содержащейся в ней двухвалентной медью, а последняя восстанавливается и выпадает в осадок в виде красного оксида меди (I).
– окисление кетонов:
Кетоны устойчивы к действию окислителей и окисляются только сильными окислителями при нагревании (например, раствором марганцевокислого калия), причем окисление происходит иначе, чем окисление альдегидов. При окислении молекула кетона расщепляется с образованием молекул кислот или кислоты и кетона с меньшим числом углеродных атомов, чем первоначальный. Разрыв цепи углеродных атомов происходит рядом с карбонильным атомом углерода:
– качественные реакции на альдегиды:
Для открытия альдегидов используют реакции «серебряного зеркала», с реактивом Фелинга, а также очень чувствительные цветные реакции. Наиболее употребительным реактивом на альдегиды является «фуксинсернистая кислота» (раствор фуксина (NH2–С6Н4)2С(ОН)СбН3(СН3)NН2, обесцвеченный прибавлением сернистой кислоты), дающая даже с неболь-шим количеством альдегидов красное или фиолетовое окрашивание.
Получение карбонильных соединений:
– окисление спиртов: при окислении первичных спиртов получаются альдегиды, а вторичных – кетоны. Окислителями служат «хромовая смесь» (смесь К2Сr2О7 или Na2Cr2О7 с серной кислотой), перманганаты различных металлов или перекись марганца и серная кислота.
– дегидрирование спиртов: при пропускании паров спирта над накаленными металлами (Ni, Fe, Zn и др.) спирты распадаются на альдегид (или кетон) и водород.
– cухая перегонка (термическое разложение) кальциевых и бариевых солей одноосновных кислот: для всех кислот, кроме муравьиной, реакция идет следующим образом:
Если взять смесь солей двух кислот или смешанную соль, то наряду с предыдущей происходит также реакция между молекулами разных солей:
Если же взять смесь солей, одна из которых – соль муравьиной кислоты, то получается альдегид:
– действие воды на дигалогенопроизводные соединения, содержащие оба атома галогена при одном углеродном атоме:
– действие воды на алкины (реакция М. Кучерова):
|
|
При действии воды в тех же условиях гомологи ацетилена дают кетоны:
Вопросы для самоконтроля
1 Какие соединения называются альдегидами и кетонами? Объясните сходство и различие в строении альдегидов и кетонов.
2 Напишите гомологический ряд альдегидов, приведите их общую формулу, рассмотрите рациональную и международную номенклатуру альдегидов.
3 Напишите несколько структурных формул кетонов. Объясните виды их номенклатуры.
4 Рассмотрите основные лабораторные и промышленные способы получения альдегидов и кетонов.
5 Пользуясь электронными представлениями, сопоставьте реакционную способность альдегидов и кетонов, приведите конкретные примеры.
6 Укажите характерные реакции на альдегиды и кетоны. Напишите уравнения реакций. Каковы сходства и различия в химическом поведении альдегидов и кетонов?
7 Что такое альдольная и кротоновая конденсация? Приведите примеры уравнений химических реакций.
8 Рассмотрите и сопоставьте реакции окисления альдегидов и кетонов.
9 Рассмотрите техническое применение альдегидов и кетонов.
Поиск по сайту: