Альдегиды и кетоны КАРБОНИЛЬНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ (ОКСОСОЕДИНЕНИЯ)
КАРБОНИЛЬНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ (ОКСОСОЕДИНЕНИЯ) альдегиды кетоны - это производные углеводоро-дов, в молекулах которых карбонильная группа связана с углеводородным радикалом и атомом водорода: это органические соединения, молекулы которых содержат карбонильную группу ( оксогруппу ): - это производные углеводоро-дов, в молекулах которых карбонильная группа атомов связана с двумя углеводород-ными радикалами: предельные альдегиды предельные кетоны C n H 2n O C n H 2n O
КЛАССИФИКАЦИЯ КАРБОНИЛЬНЫХ СОЕДИНЕНИЙ (ОКСОСОЕДИНЕНИЙ)
В соответствии с номенклатурой ИЮПАК названия предельных альдегидов образуются из названия алкана с тем же числом атомов углерода в молекуле с помощью суффикса -аль. Например: Номенклатура альдегидов метан аль этан аль пропан аль 3-метилбутан аль Нумерацию атомов углерода главной цепи начинают с атома углерода альдегидной группы. Поэтому альдегидная группа всегда располагается при первом атоме углерода, и указывать её положение цифрой нет необходимости. Наряду с систематической номенклатурой используют и тривиальные названия широко применяемых альдегидов. Эти названия, как правило, образованы от названий карбоновых кислот, соответствующих альдегидам. 4 3 2 1 3 2 1
Химические формулы и названия альдегидов линейные альдегиды непредельные альдегиды ароматическиеальдегиды метаналь (муравьиный альдегид, или формальдегид) этаналь (уксусный альдегид, или ацетальдегид) пропаналь ( пропионовый альдегид) 2-метилпропаналь (изомасляный альдегид) 4- хлор-3-метилбутаналь разветвлённые альдегиды 4-метилпентаналь (изовалериановый альдегид) пропен-2-аль (акролеин) 2 - метилпропен-2-аль (метакриловый альдегид) бутен-2-аль ( кротоновый альдегид) бензальдегид (бензойный альдегид) 4 - метилбензальдегид ( п -толуиловый альдегид) 4-гидрокси-3-метокси-бензальдегид (ванилин)
Номенклатура кетонов Для названия кетонов по систематической номенклатуре кетогруппу обозначают суффиксом -он и цифрой, которая указывает номер атома углерода карбонильной группы (нумерацию следует начинать от ближайшего к кетогруппе конца цепи). Например: пентан он - 2 2-метилпентан он - 3 Часто используются тривиальные названия, что допускается для наиболее распространённых кетонов. Например, мало кто называет ацетон пропаноном, предпочитая историческое название. 5 4 3 2 1 1 2 3 4 5
Номенклатура кетонов бутан он метилэтилкетон пропан он, диметилкетон (ацетон) дифенилкетон (бензофенон) пропилфенилкетон
Изомерия альдегидов и кетонов изомерия углеродного скелета характерна для альдегидов и кетонов 2-метилпропан аль (изомасляный альдегид) бутан аль (масляный альдегид) изомерия положения карбонильной группы характерна для кетонов межклассовая изомерия пентан он - 2 пентан он - 3 между альдегидами и кетонами пропан аль С 3 Н 6 О пропан он (ацетон) С 3 Н 6 О C n H 2n O
Изомерия альдегидов и кетонов межклассовая изомерия с непредельными спиртами и простыми эфирами пропан аль С 3 Н 6 О пропан он (ацетон) С 3 Н 6 О C n H 2n O С 3 Н 6 О C Н 2 =СН- C Н 2 -ОН аллиловый спирт С 3 Н 6 О C Н 2 =СН─О─ C Н 3 метилвиниловый эфир С 3 Н 6 О
Альдегиды и кетоны, встречающиеся в природе ванилин (в бобах ванили) 4-гидрокси-3-метокси-бензальдегид (ванилин) бензальдегид (в миндальных косточках) бензойный альдегид коричный альдегид (в корице) жасмон (в жасмине)
t кип < t кип спиртов С 1 - газ С 2 – С 5 – жидкости С 6 – твердые. Физические свойства альдегидов
Физические свойства альдегидов Формальдегид - альдегид муравьиной кислоты (от лат. f о rmica - «муравей»). Формальдегид - газ с резким запахом, единственный газообразный представитель альдегидов. Он вызывает раздражение слизистых тканей и оказывает сильное действие на центральную нервную систему. Формальдегид опасен для здоровья! В воде хорошо растворим. Обычно он используется в виде водного раствора. Водный раствор его называют формалином. В нем обычно содержится около 4 0 % формальдегида.
Физические свойства альдегидов Ацетальдегид является альдегидом уксусной кислоты (от лат. асе t ит - «уксус»). Поэтому его еще называют уксусным альдегидом. Этот альдегид - легкокипящая жидкость с резким запахом зелёной листвы. Хорошо растворим в воде. Очень токсичен! Он гораздо более активен, чем этанол, по отношению к широкому спектру веществ, участвующих в биохимических реакциях, протекающих в организме человека, способен соединяться с белками и другими органическими соединениями, подавляет дыхательные процессы в клетках.
Физические свойства кетонов Ацетон (диметилкетон, пропанон) – это бесцветная легкоподвижная летучая жидкость с характерным запахом. Ацетон полностью смешивается с водой и большинством органических растворителей. Ацетон хорошо растворяет многие органические вещества (ацетилцеллюлозу и нитроцеллюлозу, жиры, воск, резину и др.), а также ряд солей (хлорид кальция, иодид калия). Является одним из метаболитов, производимых человеческим организмом.
Способы получения альдегидов и кетонов 1) Каталитическое дегидрирование спиртов (отщепление водорода): Аль–де–гид а лкого ль дегид рированный Спирт, у которого отняли водород : спирт альдегид
а) первичные спирты превращаются в альдегиды первичный спирт альдегид этанол Например: этаналь (ацетальдегид)
б) вторичные спирты в этой реакции дают кетоны вторичный спирт кетон Например: пропанол-2 ацетон (пропанон)
2) Окисление первичных и вторичных спиртов (окислители: CuO, H 2 O 2, KMnO 4 и т.д.): а) первичные спирты превращаются в альдегиды Например: первичный спирт альдегид этанол этаналь (ацетальдегид)
б) вторичные спирты в этой реакции дают кетоны вторичный спирт кетон Например: пропанол-2 ацетон (пропанон)
3) Реакция М.Г. Кучерова (гидратация алкинов ) ! Гомологи ацетилена по правилу В.В. Марковникова гидратируются в кетоны этин (ацетилен) этаналь (ацетальдегид) ацетон (пропанон) пропин
4) Оксосинтез – взаимодействие алкенов с СО и Н 2 : этилен пропаналь
5) Получение метаналя (формальдегида) а) из метана: б) из метанола: метан метаналь (формальдегид) метанол метаналь (формальдегид)
6) Получение этаналя (ацетальдегида) из этилена: этилен этаналь (ацетальдегид)
7) Щелочной гидролиз дигалогеналканов, содержащих два атома галогена при одном атоме углерода: 1,1- дихлорэтан двухатомный спирт этаналь (ацетальдегид)
Химические свойства альдегидов и кетонов 1) Реакции гидрирования (присоединения водорода) а) восстановление альдегидов (получаются первичные спирты) альдегид первичный спирт Например: этаналь (ацетальдегид) этанол этиловый спирт
б) восстановление кетонов (получаются вторичные спирты) Например: ацетон (пропанон) пропанол-2 вторичный спирт кетон
2) Присоединение циановодорода (синильной кислоты) оксинитрил (циангидрин) этаналь (ацетальдегид) При присоединении синильной кислоты в присутствии следов щелочей к альдегидам и кетонам образуются оксинитрилы (циангидрины): Циангидрин в природе содержится в ядрах косточек вишен, слив, абрикосов. Синильная кислота - ядовита!
3) Присоединение гидросульфита натрия NaHSO 3 Альдегиды и метилкетоны вступают в реакцию присоединения с гидросульфитом натрия: Образующиеся при этом гидросульфитные производные альде - гидов и кетонов при нагревании с минеральными кислотами или содой разлагаются с образованием первоначальных карбониль - ных соединений: этаналь (ацетальдегид)
4 ) Окисление в жёстких условиях (при поджигании)
5 ) Окисление альдегидов ( ! кетоны окисляются с большим трудом, не дают реакции «серебряного зеркала» и не реагируют с гидроксидом меди( II) ) Реакция «серебряного зеркала» - это качественная реакция на альдегидную группу – взаимодействие с аммиачным раствором гидроксида серебра (реактивом Толленса ): Выделяющееся серебро тонким слоем покрывает внутренние стенки пробирки в упрощённом виде: более точно этот процесс отражает уравнение: этаналь (ацетальдегид) этановая (уксусная) кислота альдегид реактив Толленса
6 ) Реакция с гидроксидом меди ( II ) - это качественная реакция на альдегидную группу итоговое уравнение:
Одной из качественных реакций, позволяющих определить присутствие альдегидов, является реакция с фуксинсернистой кислотой (реактивом Шиффа): 7 ) Качественная реакция на альдегиды с фуксинсернистой кислотой В пробирку с раствором формальдегида приливаем бесцветный раствор фуксинсернистой кислоты. Постепенно появляется фиолетовое окрашивание.
8 ) Реакция полимеризации формальдегида – образование полиоксиметилена ( параформа ): метаналь (формальдегид) параформ (полиоксиметилен) Параформ - это белое кристаллическое вещество с острым запахом формалина, довольно легко растворяется в воде или других растворителях. Плавится при температуре 120—150 °С. Находит достаточно широкое применение в дезинфекционной практике.
9 ) Тримеризация формальдегида – образование триоксиметилена : метаналь (формальдегид) триоксиметилен (триоксан)
10 ) Реакция поликонденсации - взаимодействие формальдегида с фенолом: фенолформальдегидная смола - пластмасса
11 ) Реакции замещения в алкильном радикале – реакция галогенирования: этаналь (ацетальдегид) хлоруксуный альдегид (хлорэтаналь) Например: атом водорода при втором атоме углерода более подвижен
§ 19, стр.164-173, подготовиться к проверочной работе
