Альдегиды и кетоны

Сегодня урок по химии 39 – Альдегиды и кетоны

 Альдегидами называются продукты замещения атома водорода в углеводородах на альдегидную группу

   – С = О.

       |

      Н

  Кетонами называются органические вещества, содержащие  карбонильную группу

–   С — , связанную с двумя углеводородными радикалами.

     ||

     О

Альдегиды и кетоны могут быть как предельными,так и непредельными и ароматическими. Непредельные альдегиды и кетоны содержат кратные связи в радикальной части. Ароматические альдегиды содержат альдегидную группу связанную с ароматическим радикалом ( например, бензойный альдегид – С6Н5 – СОН ). Ароматические кетоны содержат карбонильную группу

 – С = О, связанную с двумя радикалами из которых один или оба являются

    |                ароматическими (например, дифенилкетон – С6Н5 – С (О) – С6Н5).

Химическая связь между атомом углерода и кислорода в карбонильной группе является двойной. Атом углерода находится в состоянии sр2— гибридизации и образует 3 σ -связи. Двойная связь  С = О состоит из одной  σ- и одной   π  -связи. Высокая электроотрицательность кислорода способствует смещению электронной плотности от углерода к кислороду, и это является причиной высокой реакционной способности карбонильных соединений, в частности многочисленных реакций присоединения.

Альдегиды наиболее часто называют по тем кислотам, в которые они превращаются при окислении. По международной номенклатуре названия альдегидов образуют, прибавляя окончание «- аль» к названию углеводорода самой длинной углеродной цепи, включающей карбонильную группу, от которой начинают  нумерацию цепи. Например:

Н – С = О                              СН3 – С(О)Н                    СН3 – СН2 – С(О)Н

        |

       Н

формальдегид,                 ацетальдегид,       пропионовый альдегид,

метаналь,                           этаналь,                            пропаналь

 Кетоны часто называют по наименованию радикалов, связанных с карбонильной группой. По международной номенклатуре к названию углеводорода добавляют окончания «-он». Нумерацию начинают с конца цепи, к котoрой ближе карбонильная группа:

               СН3 – С(О) – СН3                                                      СН3 – С(О) – СН2 – СН3

    Диметилкетон, ацетон, пропанон-2          метилэтилкетон, бутанон-2

                  Способы получения альдегидов и кетонов.

1.  Гидратация алкинов. Из ацетилена получают уксусный альдегид, из его гомологов – кетоны:

                                              Hg2+

                 С2Н2 + НОН   →   СН3 – С(О)Н

CH3 – C ≡ CH + НОН   →    СН3 – С(О) – СН3

2. При щелочном гидролизе дигалогеналканов, содержащих два атома галогена при одном атоме углерода образуются карбонильные соединения:

СН3 – СНСI2  +   2NаОН  →  СН3 – СН = О  + НОН  +    2NаСI

СН3 – С(СI)2  — СН3  + 2NаОН  →   СН3 – С(О) – СН3  +  2NаСI + НОН

3. При окислении первичных спиртов получают альдегиды, а вторичных – кетоны:

СН3 – ОН  + [О]  →  СН2О  + Н2О

СН3 – СН(ОН) – СН3  +  [О] →  СН3 – С(О) – СН+ Н2О

 4. Оксосинтезом – присоединением СО и Н2 к олефинам:

СН3 – СН = СН2  +  СО  +  Н2  →   СН3 – СН2 – СН2  — СОН

                    Химические свойства альдегидов и кетонов 

 1. Восстановление. Из альдегидов и кетонов получаются соответсвенно первичные и вторичные спирты:

СН3 – С(О)Н  +  Н2  →   СН3 – СН2ОН

СН3 – С(О) – СН3  +  Н2  →  СН3 – СН(ОН) – СН3

 2. Присоединение воды к альдегидам приводит к образованию гидратов альдегидов.

  СН3 – С(О)Н  +  НОН  →   СН3 – С(ОН)2Н

3. Присоединение синильной кислоты.

СН3 – С(О)Н  +  НСN  → СН3 – СН(ОН) – C ≡ N

СН3 – С(О) – СН3  +  НСN   →    СН3 – С(ОН)(CN) – СН3

 4. Присоединение гидросульфита натрия.

 СН3 – С(O) – СН3  + NаНSО3   →   СН3 – С(OH)(  SО3Nа) – СН3

 СН3 – С(О)H      +  NаНSО3   →   СН3 – СН(OH) — SО3

 5. Присоединение одной молекулы спирта к альдегидам приводит к образованию полуацеталей, а двух молекул спирта к образованию ацеталей:

 СН3 – С(О)H   +  С2Н5ОН  →  СН3 – СH(OH) – ОС2Н5

 СН3 – С(О)H  + 2С2Н5ОН   →   СН3 – СН – (ОС2Н5)+ Н2О  

 6. Полимеризация альдегидов.

nСН3 – С(О)H → (- СН( СН3)– О — )n

7. Окисление альдегидов.

СН3 – СН =О  +  2[Ag(NН3)2]ОН  → СН3 СООNН4  + 2Аg↓ +  3NН3↑  +  Н2О

В упрощенном виде реакцию «серебряного зеркала» записывают:

СН3 – СОН  +  Аg2О  →   СН3 – СООН  +  2Аg↓

Окисление гидроксидом меди (II)

СН3 – СОН  +  Сu(ОН)2  →  СН3— СООН  + 2СuОН  +  НОН

8. Замещение карбонильного кислорода галогенами.

 СН3 – С(О)Н  +  РСI5   →  СН3 – СН(СI)2    +  РОСI3  

 СН3 – С(O) – СН3  +  РСI5   →    СН3 – С(СI)2 – СН3  +  РОСI3

9. Замещение карбонильного кислорода на остаток гидроксиламина.

 СН3 – С(О)Н  +  Н2NОН  →    СН3 – С( N — ОН) – H   +   H2O

10. Замещение атомов водорода в радикалах на галогены.

СН3 – С(О)Н  + СI2  →   СIСН2 – СОН  +  НСI

Формальдегид. В промышленности формальдегид получают из метилового спирта. Пары спирта вместе с воздухом пропускают над раскаленной медью:

                          2СН3ОН + О2 → 2СН2О + 2H2O          кат-р: Cu

Другим важным способом является неполное окисление метана:

                           СН4 + О2 →СН2О + H2O                кат-р: t=400°

Используется для различных синтезов. Обладает токсичностью для микроорганизмов и применяется как дезинфицирующее средство. Используется в кожевенной промышленности, для хранения медицинских препаратов и т. д.

Ацетальдегид. В промышленности получают из ацетилена по реакции Кучерова и окислением этанола. Современным способом получения является каталитическое окисление этилена:

             2СН2=СН2 + О2 → 2СН3–СНО          кат-р: PdCl2

Используется для получения уксусной кислоты, этилацетата, “сухого спирта” (метальдегида) и этилового спирта.

Ацетон. В промышленности получают каталитической кетонизацией уксусной кислоты, дегидрированием изопропилового спирта, прямым окислением пропилена:

2СН2=СН–СН3 + О2 → 2СН3–СО–СН3      кат-р: PdCl2, Cu2Cl2

Ацетон применяется как растворитель для лаков, кинопленки, для получения искусственного ацетатного волокна, ацетилена, а также во многих синтезах.

Это был урок по химии 39 – Альдегиды и кетоны

{lang: 'ru'}

Расскажите об этой статье друзьям:

Friend me:

Вы можете оставить комментарий, к нашему сайту.

Оставить отзыв