6 compuși carbonilici, aldehide și cetone - intrată referință
Compuși carbonilici: aldehide și cetone
6.1. carbonil
Gruparea funcțională a aldehidelor și cetonelor este o grupă C = O - grupare carbonil. Gruparea carbonil aldehide este legat de un atom de hidrogen și cetonelor radicali au două grupări alchil sau arii:
Formula generală a aldehidelor saturate alifatice și cetone CnH2n O. De asemenea cunoscuți sunt cetone ciclice (de exemplu, ciclohexanonă), cu formula generală H2N-C n 2 O. Cea mai simplă aldehidă aromatică și cetonă - benzaldehidă și acetofenona:
^ 6.2. Nomenclatorul aldehide și cetone
Denumirile de aldehide și cetone sunt formate din nume de carbon, cu atomi de hidrogen același număr de atomi de carbon plus EUV -Al fixare în numele de aldehide și cetone, în numele -onei. Poziția grupării carbonil în cetone indicate lokan-
este plasat în fața -on sufix. Câteva exemple sunt prezentate mai jos:
Metanal H2 CO (formaldehidă, aldehidă formică)
CH3 CHO etanalul (acetaldehidă, acetaldehida)
C6 H5 CHO Benzolkarbaldegid (benzaldehida)
CH3 COCH3 propanonă (acetonă) (Fig. 43b)
CH3 SOSHSN3 butanonică (metil etil cetonă)
^ 6.3. Structura grupării carbonil
Grupa R2 C = O construit folosind trei -obligațiuni, situată într-un singur plan, și legături formate ca rezultat al suprapunerii vanija p orbitali de atomi de carbon și oxigen (Fig. 44). tronuri-o- și Elek -obligațiuni ale grupării carbonil este puternic deplasată spre atomul de oxigen mai electronegative. Această izo-hărți drum:
Din moment ce- polarizat conexiune este mai puternică decât -obligațiuni dipole moment de conexiune C = O considerabil mai mare decât, de exemplu, legătura C-CI. Datorită acestei structuri, aldehidele grupa carbonil și cetone - substanțe foarte reactive.
^ 6.4. Reacția cu nucleofile
Electrofile și nucleofile în reacțiile organice pot fi considerate, respectiv ca acceptori sau donatori de perechi de electroni, luându-le de la o favorizare a atomilor lor sau alți atomi; astfel de atomi de carbon sunt cel mai adesea atomi y-leroda. Evident, nucleofil și electrofilă rea-TION poate fi, de asemenea, considerată ca un caz special al proceselor oxidant-TION și de recuperare, deoarece acceptori de electroni sunt electrofile și nucleofili - donori de electroni.
Particulele nucleofilice sunt atrase de atomul de carbon al grupării carbonil care poartă o sarcină pozitivă parțială. Odată cu apropierea nucleofil (de exemplu, CN -) -electroni din C = O este tot deplasată spre atomul de oxigen. Atomul de oxigen format intermediar are sarcină negativă-lea și atomul de carbon formează patru -bond.
Rezultatul net al reacției - care unește HCN Comunicații C = O). În termeni generali, dacă notăm nucleofil Nu, reacția poate fi scrisă după cum urmează:
Reacțiile de acest tip apar ca un întreg este mult mai ușoară decât o substituție nucleofilă la atomii de carbon saturați.
^ 6.5. Comparația dintre aldehide și cetone, la alchene
Gruparea carbonil (C = O) se aseamănă cu alchena C = C, astfel încât acesta are de asemenea și -legătură între doi atomi. Prin urmare, se poate presupune că aldehidele și cetonele precum alchenele reacționează cu electrofili, cum ar fi Br2. HBr. Aude-Naco nu este. Grupa C = O, spre deosebire de grupul OS fără reactivi electrofili-adăugire unificatoare. Deci:
^ 6.6. Keto-enol
Tautomerii - izomeri este o structură diferită, într-un echilibru dinamic. Pentru aldehide și cetone se caracterizează prin fenomenul de tautomerie ceto-enol. Formele tautomerice sunt diferite Xia atom poziție hidrogen și acetonă sunt enumerate mai jos:
^ 6.7. Comparația dintre aldehide și cetone
Aldehide - un compus mai reactiv decât ceto-ne. Principalul motiv pentru aceasta este faptul că prezența cetonelor în cele două grupe alchil pentru a crea o abordare obstacole spațiu larg de nucleofil la gruparea carbonil (Fig. 45). Un rol jucat de proprietăți donor de electroni grupe alchil, care reduce sarcina pozitivă parțială-lea de pe atomul de carbon-nativ.
^ 6.8. Metodele de preparare
Hidratarea alchinelor într-un mediu acid, în prezența sărurilor de mercur cu două valent. (Reacția Kucherov). Acetilena este convertit în acetaldehidă și alte alchine terminale sunt transformate în metil cetone corespunzătoare.
Compușii carbonilici pot fi preparați prin oxidarea alcoolilor. În acest caz, alcoolii primari sunt oxidați la aldehide și secundare - cetone la.
Formaldehida (metanalul) preparat în industria de oxidare-kata litică metan.
^ 6.9. Proprietăți fizice.
În condiții obișnuite de toate aldehide și cetone, cu excepția formaldehidei-niem sunt lichide sau solide. Ei au un punct de fierbere mai scăzut în comparație cu punctele de fierbere ale alcoolilor corespunzători, care se datorează incapacității compușilor carbonilici la educarea legăturilor INJ-hidrogen.
Cele mai mici Omologii și mediile un număr de aldehide sunt caracter ny miros. Plăcut miroase aldehide mai mari sunt utilizate pe scară largă în parfumerie.
aldehide inferioare (formaldehida, acetaldehida) și cetone și acetonă) sunt ușor solubili în apă.
^ 6.10. Proprietăți chimice.
Prezența grupării carbonil în -conexiune și polarizarea-OCU slavlivaet proprietăți caracteristice ale aldehide și cetone (vezi. §6.3.-6.5.). Datorită polarizării C = conexiunea O-polar în funcție de tipul particulei H-X are loc mai ușor în comparație cu legătura dublă carbon-carbon.
Cele mai semnificative diferențe în proprietățile chimice ale aldehidelor din cetonele corespunzătoare ale proprietăților asociate activității rose-shennoy -atomi de hidrogen, care este cauzată de polarizarea C-H sub electron-efect mânca grupă carbonil. Din acest motiv, aldehide, cetone bine oxidat, în timp ce mai puțin expuse oxidanți.
Compușii carbonilici sunt reduși la alcooli în corpolent, hidrură de litiu și aluminiu, borohidrură de sodiu. Hidrogenul se alătură Communications C = O. Reacția este mai dură decât hidro-TION alchenelor: necesită o încălzire, de înaltă presiune și catalizator IU-metalic (Pt, Ni):
Aldehidele sunt ușor oxidate la acizi carboxilici. Telyami-oxizi pot servi ca hidroxid de cupru (II), oxid de argint, oxigen de aer:
aldehide alifatice aromatice oxida mai dificil.
Cetonele, cum ar fi menționat mai sus, este dificil să se oxideze aldehide. Oxidarea cetonelor se realizează în condiții dure, în oxidanți puternici pricutstvii. Format prin amestecul de acizi carboxilici.
* Cum de a distinge aldehide din cetone?
Diferența în capacitatea de a oxida este reacțiile CALITATE guvernamentale bază care permit să se distingă de aldehide cetone. Mulți oxidanți moi reacționează ușor cu aldehide, dar inert în cetone.
a) reactiv Tollens' (soluție de oxid de argint amoniacal), ioni complecși care conțin [Ag (NH3) 2]. reacția cu aldehide dă „oglindă de argint“. Aceasta formează un argint metalic. O soluție de oxid de argint preparată imediat înainte de experiment:
reactiv Tollens oxideaza aldehide la acizii carboxilici corespunzători, care, în prezența amoniacului, pentru a forma săruri de amoniu. se oxidantului în această reacție Reconstruct
navlivaetsya la argint metalic. Pentru subțire ny argintare placa pe pereții tuburilor, care se formează în această reacție, reacția aldehidelor cu o soluție amoniacală de oxid de argint se numește reacție „oglindă de argint“.
CH3-CH = O) 2 [Ag (NH3) 2] OH-> 2Ag 3NH3 H2O 2. Aldehide redus, de asemenea am miachny proaspăt soluție de hidroxid de cupru preparat (II), care posedă lumină-luboy th culoare (soluție CH3 COONH4 Fehling ), hidroxid de cupru la galben (I), care prin încălzire se descompune pentru a elibera un precipitat roșu aprins de oxid de cupru (I).
1) Reacția cu tsianovodorodnoy () de acid cianhidric. Hidrogenul cianura atașat la aldehide și cetone pentru a forma Cianhidrinele compușii carbonil. Reacția este catalizată de o bază:
2) ^ Interacțiunea cu apă. Apa se leagă la C-O:
3) Reacția cu alcooli. Prin reacția aldegi-ing cu alcooli pot forma acetali și semiacetali. Semiacetali sunt compuși în care, atunci când un atom de carbon are o grupare hidroxil și alcoxi. Prin acetali includ substanțe ale căror molecule conțin un atom de carbon Koto ryh cu două malaxarea alcoxi-Titel.
Acetalii din aldehide în contrast, sunt mai rezistente la oxid-Niju. Datorită reversibilitatea reacției cu alcooli sunt adesea utilizați în sinteza organică pentru a „proteja“ grup gidnoy Alde.
4) * Aderarea hidrosulfiți. Hidrosulfit NaHSO3 De asemenea, se alătură Communications C = O, pentru a forma un derivat lea cristalin al compusului carbonil care poate fi regenerat. Folosind bisulfit derivați sunt pentru aldehide și cetone purificare.
5) ^ Aderarea la un reactiv Grignard. Reactivii Grignard la compusul de legare-organomagnezian cu formula generală R-Mg-X, unde R - radical hidrocarbonat, X - halogen. Ele sunt preparate prin reacția
În reacția Grignard reactivi cu compuși carbonilici și este un adăugire produs co-hidroliză se formează depuneri ulterioare de alcooli. Astfel, prin reacția cu cetone preparate alcooli terțiari
prin reacția cu aldehide alifatice cu toți (cu excepția maldegida vor) a dat alcoolii secundari
și reacția cu formaldehidă - primar
Ca urmare a policondensare de fenol cu formaldehidă în prezența catalizatorilor sub-produs rășină fenolformaldehidică din care plastic - fenolici (bachelită). Fenoli - cele mai importante înlocuitori pentru metale feroase și neferoase, în multe industrii. Dintre acestea izgotav-Liban un număr mare de produse de larg consum, materiale electroizolante și detalii de construcție. Frag-ment de rășină fenolformaldehidică este prezentată mai jos:
Compușii de pornire pentru prepararea aldehidelor și cetonelor pot fi hidrocarburi, alcooli halogenați și acizi.
^ 6.11. Utilizarea compușilor carbonilici
Formaldehida este utilizată pentru fabricarea materialelor plastice, de exemplu, bachelita, tăbăcirea piele, dezinfectare, tratarea semințelor. Mai recent, în țara noastră, am dezvoltat o metodă de obținere a depunerilor de poliacetal (CH2-O) n. care are ridicată
stabilitatea chimică și termică. Acesta este un valoros material plastic con struktsionny, capabil, în multe cazuri, pentru a înlocui metale.
Acetaldehida este utilizat pentru producerea de acid acetic și unele materiale plastice.
Acetona este utilizată ca materie primă pentru sinteza compușilor set-GIH (de exemplu, metacrilat de metil, care a fost preparat prin polimerizarea acrilic); este de asemenea folosit ca solvent.
