Составитель: И.Н. Пиялкина, учитель химии МБОУ СОШ № 37 города Белово
АЛЬДЕГИДЫ С n H 2n -1 O Н или С n H 2n O это органические соединения, молекулы которых содержат карбонильную группу, связанную с атомом водорода и углеводородным радикалом O H С R O H С общая формула альдегидная группа
КЕТОНЫ – органические вещества, в молекулах которых карбонильная группа связана с двумя углеводородными радикалами С = О - кетогруппа R 1 – C – R 2 || O Общая формула
Свойства альдегидов и кетонов определяются строением карбонильной группы > C=O Атомы кислорода и углерода в карбонильной группе находятся в sp 2 - гибридизации. Электронная плотность смещена к атому кислорода - I; - M
Тривиальные названия Формула/ название Тривиальное название Температура кипения HCHO – метаналь Муравьиный альдегид, формальдегид -21 CH 3 CHO – этаналь Уксусный альдегид ацетальдегид 20 CH 3 CH 2 CHO – пропаналь Пропионовый альдегид 48 CH 2 =CHCHO – 2пропеналь Акролеин 53 CH 3 CH 2 CH 2 CHO – бутаналь Масляный альдегид 74 CH 3 CH 2 CH 2 CH 2 CHO – пентаналь Валериановый альдегид 103 C 6 H 5 CHO – бензальдегид Бензойный альдегид 179
Изомерия углеродного скелета Межклассовая изомерия (с кетонами) Межклассовая изомерия (с непредельными спиртами и простыми эфирами)
Изомерия углеродного скелета Межклассовая изомерия (с кетонами) Изомерия положения функциональной группы
Изомерия и номенклатура O Н 3 С – СН 2 – СН 2 – С – бутаналь H O Н 3 С – СН – С 2 – метилпропаналь CH 3 H Н 3 С – С – СН 2 – СН – CH 3 4 – метилпентанон-2 O CH 3 2-этил – 2 гексеналь Назовите!
С 1 – газ с резким запахом С 2 – С 3 – жидкости с резким запахом С 4 – С 6 – жидкости с неприятным запахом > С 6 – высшие (особенно непредельные или ароматические ) – твердые, нерастворимые в воде с цветочным запахом НСОН - формальдегид – газ с резким удушливым запахом, хорошо растворимый в воде, t кип. - 19,3С, ядовит. 40% раствор формальдегида называется формалином СН 3 СОН – уксусный альдегид – жидкость с запахом зелёного яблока, растворимая в воде t кип. 21С у этих альдегидов температуры кипения ниже, чем у соответствующих спиртов Физические свойства альдегидов
Кетоны — летучие жидкости. Кетоны обладают приятным запахом. Высшие кетоны – твердые вещества, низшие представители хорошо растворимы в воде и смешиваются с органическими растворителями, некоторые (ацетон) смешиваются с водой в любых отношениях. Невозможность образования межмолекулярных водородных связей обуславливает несколько бо́льшую их летучесть, чем у спиртов и карбоновых кислот с той же молекулярной массой (например, ацетон кипит при 56,1 °C, а пропанол-2 — при 82,4 °C) Пропонон ( диметилкетон ) или ацетон СН 3 -С=О-СН 3 – бесцветная жидкость с резким запахом, t кип. 56,24С, хорошо растворим в воде
Отличительной чертой многих альдегидов является их запах. Высшие альдегиды, особенно непредельные и ароматические, входят в состав эфирных масел и содержатся в цветах, фруктах, плодах, душистых и пряных растениях. Их используют в пищевой промышленности и парфюмерии. Альдегиды в природе
Булочки ванильные, корицы аромат, Амаретто, шоколад Альдегидов вкус таят. В землянике и кокосе, И в жасмине, и в малине, И в духах, и в еде Альдегидов след везде. Что за запах, что за прелесть, И откуда эта свежесть?! Это высший альдегид Аромат вам свой дарит! Альдегиды в природе
В плодах ванили содержится ароматический альдегид, который придает им характерный запах. Ванилин применяется в парфюмерии, кондитерской промышленности, для маскирования запахов некоторых продуктов Ванилин Альдегиды в природе
Запах цитрусовых обусловлен данным диеновым альдегидом. Его применяют в качестве отдушки средств бытовой химии, косметических и парфюмерных веществ Цитраль Альдегиды в природе
Коричный альдегид Коричный альдегид содержится в масле корицы, его получают перегонкой коры дерева корицы. Применяется в кулинарии в виде палочек или порошка Альдегиды в природе
Бензальдегид Бензальдегид – жидкость с запахом горького миндаля. Встречается в косточках и семечках (абрикос, персик) Альдегиды в природе
Фенилэтаналь Фенилэтаналь по сравнению с бензальдегидом лучше соответствует рецептору цветочного запаха. Фенилэтаналь пахнет гиацинтом. Альдегиды в природе
n -Гидроксифенилбутанон-2 Этот кетон обуславливает в основном запах спелых ягод малины. Его включают в состав синтетических душистых композиций Кетоны в природе
19 ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА РЕАКЦИЯ ВОССТАНОВЛЕНИЯ О t,Pt СН 3 С + Н 2 → СН 3 СН 2 ОН этаналь Н этанол CH 3 – C – CH 3 + H 2 CH 3 – CH – CH 3 | | | O OH ацетон пропанол-2 t,Pt
Реакции нуклеофильного присоединения синильная к-та гидроксинитрил ацеталь
Присоединение гидросульфитов Гидросульфитные производные альдегидов и кетонов при нагревании с кислотами разлагаются с образованием первоначальных карбонильных соединений OH O СН 3 – С – SO 3 Na + HCl →CH 3 –C + NaCl + SO 2 ↑ + H 2 O H H Реактив Гриньяра Используя эту реакцию, из формальдегида получают первичный спирт, из любого другого альдегида – вторичный спирт, а из кетона третичный спирт
Альдегиды довольно сильные восстановители, и поэтому легко окисляются различными окислителями, например: КМ nO 4, K 2 Cr 2 O 7, [Ag(NH 3 ) 2 OH], Cu(OH) 2. Все реакции идут при нагревании альдегид карбоновая кислота ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА РЕАКЦИИ ОКИСЛЕНИЯ
РЕАКЦИИ ОКИСЛЕНИЯ
CH 3 COH + KMnO 4 → CH 3 COH + K 2 Cr 2 O 7 + H 2 SO 4 → CH 3 COH + KMnO 4 + KOH → CH 3 COH + KMnO 4 + H 2 SO 4 →
Муравьиный альдегид окисляется до CO 2 или карбонатов: НСОН + К 2 С r 2 O 7 + H 2 SO 4 →CO 2 + Cr 2 (SO 4 ) 3 + K 2 SO 4 + H 2 O Расставьте коэффициенты! 3НСОН + 2К 2 С r 2 O 7 + 8 H 2 SO 4 → 3 CO 2 + 2 Cr 2 (SO 4 ) 3 + 2 K 2 SO 4 + 11 H 2 O ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА РЕАКЦИИ ОКИСЛЕНИЯ
HCOH + KMnO 4 (изб) + H 2 SO 4 → HCOH + [Ag(NH 3 ) 2 OH] → HCOH + Cu(OH) 2 →
Кетоны окисляются в более жёстких условиях с разрывом связи С-С около карбонильной группы и образованием смеси карбоновых кислот. Метильные радикалы окисляются до СО 2 О O СН 3 – С – СН 3 + [O] → CH 3 – C + CO 2 OH О 1 O CH 3 – CH 2 – C – CH 3 → 2CH 3 – C 1 2 OH O 2 CH 3 – CH 2 – C + CO 2 OH ОКИСЛЕНИЕ КЕТОНОВ
28 ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА РЕАКЦИИ ОКИСЛЕНИЯ Реакция серебряного зеркала - качественная реакция О О СН 3 С + 2[ Ag(NH 3 ) 2 ] OH → СН 3 С + 2 Ag + 4NH 3 + 2H 2 O Н O Н О О СН 3 С + 2[ Ag(NH 3 ) 2 ] OH → СН 3 С + 2Ag + 3NH 3 + 2H 2 O Н ONH 4
Реакция с гидроксидом меди качественная реакция О О СН 3 С + 2Cu ( OH) 2 → СН 3 С + 2H 2 O + Cu 2 O этаналь Н этановая кислота O Н гидроксид меди ( I ) ( кирпично-красный ) РЕАКЦИИ ОКИСЛЕНИЯ ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА
Атом водорода, соединённый с углеродом, ближайшим к карбонильной группе способен замещаться О O CH 3 – CH 2 – C + Br 2 → CH 3 – CH – C + HBr Н Br H O О CH 3 – CH 2 – C – CH 3 + Cl 2 → CH 3 – CH 2 – C – CH 2 Cl + HCl Реакции замещения по R
На свету атом брома может замещать любой из атомов водорода
1). С РС l 5 кислород замещается на 2 атома хлора R R Cl C = O + РС l 5 → C + РС l 3 R / R / Cl 2). С веществами типа Н 2 N Х кислород замещается на NX ( NH 3, NH 2 - NH 2, NH 2 – C 6 H 5 ) R R C = O + H 2 – NH → C = NH + H 2 O R / R / 3). образование фенолформальдегидной пластмассы идёт также по связи С=О - реакция поликонденсациии
Синтез полуацеталей и ацеталей. В благоприятных условиях (например: а) при нагревании с кислотой или в присутствии водоотнимающих средств; б) при внутримолекулярной конденсации с образованием пяти- и шестичленных циклов) альдегиды реагируют со спиртами. При этом к одной молекуле альдегида может присоединиться либо одна молекула спирта (продукт – полуацеталь), либо две молекулы спирта (продукт – ацеталь):
34 СПОСОБЫ ПОЛУЧЕНИЯ ГИДРАТАЦИЯ АЛКИНОВ (Реакция Кучерова ) HgSO4,H 2 SO 4,t О СН СН + Н 2 О → СН 3 С ацетилен Н этаналь HgSO 4, H 2 SO 4, t O СН 3 С ≡ СН + Н 2 О → СН 3 – С – СН 3 пропин ацетон
35 СПОСОБЫ ПОЛУЧЕНИЯ ДЕГИДРИРОВАНИЕ СПИРТОВ O Cu, t // CH 3 – CH 2 – CH 2 – OH С H 3 – CH 2 – C + H 2 \ H Cu, t С H 3 – CH – CH 3 CH 3 – C – CH 3 + H 2 | | | OH O пропанон - 2 (ацетон)
ОКИСЛЕНИЕ СПИРТОВ
ОКИСЛЕНИЕ АЛКЕНОВ КУМОЛЬНЫЙ СПОСОБ
O СН 3 - СН - С l + 2KOH → СН 3 -С + 2KCl + H 2 O H Cl 1,1- дихлорэтан этаналь ПОЛУЧЕНИЕ ИЗ ДИГАЛОГЕНПРОИЗВОДНЫХ O СН 3 - СН - С l + H 2 O → СН 3 - С + 2HCl H Cl 1,1- дихлорэтан этаналь ГИДРОЛИЗ ДИГАЛОГЕНАЛКАНОВ
O CH 4 + O 2 500 0,кат H – С + H 2 O H ОКИСЛЕНИЕ АЛКАНОВ ОКСО - СИНТЕЗ t, p,кат О CH 3 – CH = CH 2 + СО + Н 2 → CH 3 – CH 2 – CH 2 – С Н
ПИРОЛИЗ СОЛЕЙ КАРБОНОВЫХ КИСЛОТ
Парфюмерия Альдегид анисовый, обепин – жидкость с приятным запахом мимозы Альдегид дециловый, деканаль – при разбавлении появляются нотки запаха апельсиновой корки
Полимерные материалы Фенолформальдегидные смолы
Производство веществ Уксусная кислота Этилацетат Формалин
Контрольные вопросы Найдите формулу альдегида: 2. Исключите лишнее вещество в ряду: 3. Какая функциональная группа называется карбонильной? 4. Атом углерода в альдегидной группе находится в состоянии гибридизации: а) sp б) sp 2 в) sp 3 г) не гибридизован 5. Назовите вещества с формулой а) 2-метилбутанон-3, б) 3-метилбутанон-2, в) 3-метилбутаналь, г) 1,2-диметилпентаналь
6. Укажите формулу 2,3-диметилпентаналя: 7. Общая формула гомологического ряда предельных альдегидов: а) C n H 2n O б ) C n H 2n+2 O в) C n H 2n-2 O г) C n H 2n O 2 8. Укажите формулу 4,4-диметилпентанона-2:
9. Гидратацией какого алкина можно получить альдегид? Напишите уравнение реакции, укажите условия её проведения. а) этина б) пропина в) бутина г) изобутина 10. Нагреваем соли ацетата кальция можно получить: а) метаналь б) этаналь в) пропаналь г) пропанон 11. Какие признаки верно отражают физические свойства метаналя : 1) бесцветная жидкость, 2) газообразное вещество, 3) имеется характерный запах, 4) плохо растворим в воде, 5) молекула полярная. а) 1, 3, 4 б) 2, 3, 5 в) 3, 4, 5 г) 2, 4, 5 12. Какая из реакций носит имя М. Г. Кучерова. а) гидратация ацетилена б) тримеризация ацетилена в) гидрирование ацетилена г) бромирование ацетилена
Ответы 1)б 2)а 3)б 4)б 5)б 6)в 7)а 8)а 9)а 10)г 11)б 12)а
СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ!
