Ce au în comun aldehidele și cetonele? Aldehide și cetone: structură, izomerie, nomenclatură. Obținerea cu ajutorul compușilor de magneziu și organozinc

1. Aldehide și cetone: structură, izomerie, nomenclatură. Proprietăți chimice. Basicitatea. Reacții de adiție nucleofilă. Recuperare la alcooli și hidrocarburi. Reacții ale aldehidelor și cetonelor aromatice care implică un nucleu aromatic.

Aldehidele și cetonele sunt carbonil compusi organici.
Compușii carbonilici sunt numiți substanțe organice, în moleculele cărora există o grupare\u003e C \u003d O (grupare carbonil sau oxo).

Formula generală a compuşilor carbonilici:

Gruparea funcțională –CH=O se numește aldehidă.
Cetone- substanțe organice ale căror molecule conțin o grupare carbonil legată de doi radicali hidrocarburi. Formule generale: R 2 C \u003d O, R - CO - R ' sau

Legătura C=O este foarte polară. Momentul său dipol (2,6-2,8D) este mult mai mare decât cel al legăturii C–O în alcooli (0,70D). Electronii legăturii multiple C=O, în special electronii p mai mobili, sunt deplasați către atomul de oxigen electronegativ, ceea ce duce la apariția unei sarcini negative parțiale asupra acestuia. Carbonul carbonil capătă o sarcină pozitivă parțială.

Prin urmare, carbonul este atacat de reactivii nucleofili, iar oxigenul este atacat de cei electrofili, inclusiv H + .

În moleculele de aldehide și cetone, nu există atomi de hidrogen capabili să formeze legături de hidrogen. Prin urmare, punctele lor de fierbere sunt mai mici decât cele ale alcoolilor corespunzători. Metanal (formaldehidă) - gaz, aldehide C 2 -C 5 și cetone C 3 -C 4 - lichide, mai mari - solide. Omologii inferiori sunt solubili în apă datorită formării legăturilor de hidrogen între atomii de hidrogen ai moleculelor de apă și atomii de oxigen carbonil. Pe măsură ce radicalul de hidrocarbură crește, solubilitatea în apă scade.

Denumiri sistematice aldehide construită după denumirea hidrocarburii corespunzătoare și adăugarea sufixului -al. Numerotarea lanțului începe de la atomul de carbon carbonil. Denumirile banale sunt derivate din denumirile banale ale acelor acizi în care aldehidele sunt transformate prin oxidare.

Denumiri sistematice cetone se produce o structură simplă din denumirile radicalilor (în ordine crescătoare) cu adăugarea cuvântului cetonă. De exemplu:
CH3-CO-CH3-dimetil cetonă(acetonă);

CH3CH2CH2-CO-CH3-metilpropil cetonă.

Într-un caz mai general, numele unei cetone este construit din numele hidrocarburii corespunzătoare și sufixul -el; numerotarea lanțului începe de la capătul lanțului cel mai apropiat de gruparea carbonil (nomenclatura IUPAC substitutivă).

Exemple:
CH3-CO-CH3-propan el(acetonă);

CH3CH2CH2-CO-CH3-pentan el- 2;

CH 2 \u003d CH-CH 2 -CO-CH 3 - pentenă-4 - el- 2.

Nomenclatura aldehidelor și cetonelor.

Pentru aldehide și cetone, izomerie structurală.

izomerie aldehide:

izomerie interclasă (asemănătoare aldehidelor).

Reacții de adiție nucleofilă.

Aldehidele și cetonele adaugă ușor reactivi nucleofili la legătura C=O. Procesul începe cu atacul nucleofilului la atomul de carbon carbonil. Apoi, intermediarul tetraedric format în prima etapă adaugă un proton și dă produsul de adiție:

Activitatea compușilor carbonilici în reacțiile Ad N (reacții de adiție nucleofile) depinde de sarcina pozitivă efectivă a atomului de carbon carbonil și de volumul substituenților la grupa carbonil. Substituenții donatori de electroni și voluminoase împiedică reacția, în timp ce substituenții care atrag electroni cresc reactivitatea compusului carbonil. Prin urmare, aldehidele sunt mai active în reacțiile Ad N decât cetonele.

adaos de alcooli si tioli.

Aldehidele adaugă alcooli pentru a se forma hemiacetale. Cu un exces de alcool și în prezența unui catalizator acid, reacția continuă - până la formare acetalii

Cetonele nu dau cetali în condiții similare.

Tiolii, fiind nucleofili mai puternici decât alcoolii, formează produse de adiție atât cu aldehide, cât și cu cetone.

Accesarea acidului cianhidric

Acidul cianhidric este adăugat la un compus carbonil sub cataliză bazică pentru a forma cianohidrine.

adaos de bisulfit de sodiu.

Aldehidele și metil cetonele adaugă bisulfit de sodiu NaHS03 pentru a forma derivați de bisulfit.

Conexiune la apă.

Aldehidele și cetonele adaugă apă pentru a forma hidrați. Reacția este reversibilă. Hidrații rezultați sunt instabili termodinamic. Echilibrul este deplasat către produșii de adiție numai în cazul compușilor carbonil activi.

Reacții de adiție nucleofilă a bazelor azotate.

Aceste reacții includ:

a) formarea de imine (azometine) - baze Schiff

c) formarea hidrazonelor

d) sinteza semicarbazonelor

Recuperare la alcooli și hidrocarburi.

Adăugarea de hidrogen la moleculele de aldehidă are loc printr-o dublă legătură în grupa carbonil. Aldehidele sunt hidrogenate ca alcooli primari, în timp ce cetonele sunt secundare.

a) recuperare după Clemmensen.

Dacă compusul carbonil este rezistent la acizi, atunci se utilizează acest tip de reducere.

b) recuperare după Kizhner-Wolf

Acest tip de recuperare este utilizat în cazurile în care obiectul de recuperare este rezistent la baze.

O soluție de amoniac de hidroxid de argint OH, când este ușor încălzită cu aldehide (dar nu cu cetone), le oxidează la acizi cu formarea de argint metalic liber. Dacă eprubeta în care are loc reacția a fost degresată anterior din interior, atunci argintul se așează într-un strat subțire pe suprafața sa interioară - se formează o oglindă de argint:

Cetonele nu intră în astfel de reacții. Au o „oxidare dură” - un gol Conexiuni C-C

reacție de halogenare. Aldehidele și cetonele reacționează ușor cu halogenii pentru a forma derivați a-halogen:

Reacții ale aldehidelor și cetonelor aromatice care implică un nucleu aromatic.

Există următoarele tipuri de compuși carbonilici ai arenelor.

În reacțiile de substituție electrofilă, aldehidele aromatice intră în conformitate cu regulile de orientare. Gruparea aldehidă este o grupare atrăgătoare de electroni, prezintă -I; -M-efecte și se referă la meta-orientanți.

De exemplu:

Nitrarea acetofenonei se realizează cu ușurință cu un amestec de nitrare la o temperatură de 0 0 C:

m-nitroacetofenona

2. Carbohidrați. Clasificare și nomenclatură. Structura, configurația și conformația.

În natură, carbohidrații îndeplinesc următoarele funcții:

- surse de energie în procesele metabolice (la plante - amidon, la organismele animale - glicogen);

– componente structurale ale pereților celulari vegetali (celuloză); -–– acționează ca substraturi și regulatori ai proceselor biochimice specifice;

- sunt elementele constitutive ale substantelor vitale: acizi nucleici, coenzime, vitamine etc.

- Carbohidrații sunt componenta principală a hranei mamiferelor, iar oamenii asigură hrana, îmbrăcămintea și locuința.

Carbohidrații reprezintă 60-70% din dietă. Se găsesc mai ales în produsele vegetale, sunt componentele principale ale pâinii, cerealelor, pastelor, produselor de cofetărie, servesc drept materii prime în industria fermentației, în producția de acizi alimentari: acetic, lactic, citric.

Doar plantele sunt capabile să realizeze sinteza completă a carbohidraților prin fotosinteză, în care apa și dioxidul de carbon sunt transformate în carbohidrați prin acțiunea luminii solare ca sursă de energie. Organismele animale nu sunt capabile să sintetizeze carbohidrați și să-i obțină din surse vegetale:

3. Structura, izomeria, nomenclatura monobazicilor acizi carboxilici. Proprietăți chimice. Reacții cu reactivi nucleofili. Formarea de halogenuri acide. Recuperare. Reacții de decarboxilare. Derivați funcționali ai acizilor carboxilici. Acizi dicarboxilici, nomenclatură și proprietăți.

Formula generală pentru limitarea unuia. mașină. acizi

se formează acizi carboxilici derivate funcţionale, care includ halogenuri acide, esteri, anhidride, amide și nitrili acizi. Anhidridele, amidele și nitrilii nu pot fi obținute direct din acizi, de aceea se folosesc metode indirecte.

Recuperare:

Acizii carboxilici pot fi reduceți numai cu agenți reducători foarte puternici. Prin urmare, în reducerea acizilor nu se obțin niciodată aldehide, ci doar alcooli primari.

Puteți utiliza diboran (BH 3) 2 .

Decarboxilarea este eliminarea CO 2 din acizii carboxilici sau sărurile acestora. Decarboxilarea se realizează prin încălzire în prezența acizilor sau bazelor. În acest caz, de regulă, gruparea carboxil este înlocuită cu un atom de hidrogen.

Acizii monocarboxilici nesubstituiți sunt decarboxilați în condiții dure.

Decarboxilarea este facilitată de prezența substituenților de atragere de electroni în poziția a.

Decarboxilarea prin încălzire (distilarea uscată) a sărurilor de calciu și bariu ale acizilor carboxilici este o metodă de obținere a cetonelor.

acizi dicarboxilici. Nomenclatură și proprietăți

4. Alchene. Reacții de adiție electrofilă a alchenelor (reacții Ade): regula lui Markovnikov și explicația ei. Adăugarea radicalilor liberi de halogeni și bromură de hidrogen. halogenarea alilului. Hidrogenare omogenă și eterogenă.

Alchene (olefine). Hidrocarburile care conțin o legătură dublă carbon-carbon în lanțul deschis se numesc alchene. Formula generală și brută С n Н 2 n . O serie ai cărei membri diferă prin (2H) n se numește serie izologică. Primul reprezentant al CH 2 \u003d CH 2 (etenă - etilenă), sp 2 - hibridizare.

Reacțiile Ad E sunt principalul tip de transformări alchenice. Conform mecanismului electrofil, la alchene se pot adăuga halogeni, halogenuri de hidrogen, acid sulfuric, apă și alți reactivi electrofili.

Mecanismul general de reacție include o serie de etape succesive:

În prima etapă, electrofilul formează un complex p cu alchena, în care legătura dublă acționează ca donor, iar electrofilul ca acceptor de electroni. În plus, complexul p se rearanjează încet într-un carbocation (complex s). În ultima etapă, carbocationul interacționează rapid cu nucleofilul (Y -) cu formarea produsului de adiție.

Alchenele reacţionează cu bromul şi clorul pentru a forma produşi de adiţie la dubla legătură a unei molecule de halogen cu un randament apropiat de cantitativ. Fluorul este prea activ și provoacă distrugerea alchenelor. Adăugarea de iod la alchene în cele mai multe cazuri este o reacție reversibilă, al cărei echilibru este deplasat către reactivii de pornire.

În plus, reacțiile moleculelor polare de tip HX la alchene nesimetrice, hidrogenul este adăugat atomului de carbon mai hidrogenat la legătura dublă (adică, atomul de carbon asociat cu cel mai mare număr de atomi de hidrogen).

Atașamentul versus regula lui Markovnikov observat în cazurile în care substituentul din legătura dublă atrage densitatea electronilor spre sine, i.e. prezintă proprietăți de atragere a electronilor (– euși/sau - M-Efect).

De exemplu, în reacția tricloropropenei Cl 3 C-CH \u003d CH 2 cu HX, hidrogenul este adăugat la un atom de carbon mai puțin hidrogenat și X la unul mai hidrogenat. Acest lucru se datorează faptului că gruparea CCl 3 prezintă un efect inductiv negativ și densitatea de electroni p a legăturii C=C este deplasată la atomul de carbon mai puțin hidrogenat.

În plus, dacă reacția de adăugare se desfășoară nu conform mecanismului electrofil, ci conform mecanismului radical, atunci nu se respectă nici regula lui Markovnikov. Astfel, reacția HBr cu propilena în prezența peroxizilor (H 2 O 2 sau R 2 O 2), care formează particule de radicali liberi (HO· sau RO·), are loc conform mecanismului radicalilor și merge împotriva regulii Markovnikov. .

Substituția alilului cu halogeni.

CH 2 \u003d CH-CH 3 + Cl 2 ® CH 2 \u003d CH-CH 2 Cl + HCl

Această direcție de clorinare este asociată cu stabilitatea radicalului alil format în timpul implementării procesului de lanț radical:

Iniţiere:

CI2 + M® 2CI + M

Hidrogenarea omogenă și eterogenă a alchenelor.

Ar trebui să se facă distincția între hidrogenarea catalitică eterogenă și omogenă a alchenelor. În hidrogenarea eterogenă se folosesc catalizatori metalici fin divizați - platină, paladiu, ruteniu, rodiu, osmiu și nichel, fie sub formă pură, fie suportați pe purtători inerți - BaSO 4 , CaCO 3 , cărbune activ, Al 2 O 3 etc. Toate dintre ele insolubile în medii organice și acționează ca catalizatori eterogene. Ruteniul și rodiul sunt cele mai active dintre ele, dar platina și nichelul sunt cele mai răspândite. Platina este utilizată de obicei sub formă de dioxid negru PtO2, cunoscut în mod obișnuit ca „catalizator Adams”. Alte metale mai active din grupa platinei sunt utilizate pe suporturi inerte, cum ar fi Pd/C sau Pd/BaS04, Ru/Al203; Rh/C etc. Paladiul susținut pe cărbune catalizează hidrogenarea alchenelor în alcani în soluție alcoolică la 0-20 0 С şi presiune normală. Nichelul este folosit de obicei sub forma așa-numitului „nichel Raney”.

Legătura dublă din alchene este hidrogenată cu o viteză mai rapidă decât multe alte grupări funcționale (C=O, COOR, CN etc.) și, prin urmare, hidrogenarea dublei legături C=C este adesea un proces selectiv dacă hidrogenarea este efectuată. în condiţii blânde (0- 20 0 С şi la presiunea atmosferică).

Hidrogenarea eterogenă pe suprafața catalizatorilor metalici are o serie de dezavantaje semnificative, cum ar fi izomerizarea alchenelor și scindarea legăturilor unice carbon-carbon (hidrogenoliza). Hidrogenarea omogenă este lipsită de aceste dezavantaje. Cei mai buni catalizatori pentru hidrogenarea omogenă sunt complecși de cloruri de rodiu (I) și ruteniu (III) cu trifenilfosfină - clorură de tris (trifenilfosfină) rodiu (Ph 3 P) 3 RhCl (catalizatorul lui Wilkinson) și tris (trifenilfosfină) clorhidrat de ruteniu (Ph3P) ) 3 RuHCl.

Un avantaj important al catalizatorilor omogene este posibilitatea reducerii selective a unei duble legături mono- sau disubstituite în prezența unei duble legături tri- și tetrasubstituite datorită diferențelor mari în ratele lor de hidrogenare.

5. Alchine. Reacții alchinice. CH-aciditate. Acetilide, structură și proprietăți. Reacții de adiție electrofilă și nucleofilă, mecanismele acestora. Oxidarea, reducerea, hidrogenarea alchinelor.

Alchine (acetilene). Hidrocarburile care conțin o legătură triplă carbon-carbon în lanțul deschis se numesc alchine sau acetilene. Formula generală și brută C n H 2 n -2. Primul reprezentant al CHºCH (etina - acetilena).

Comparativ cu alchenele, alchinele sunt oarecum mai puțin active în reacțiile de adiție electrofile și mai active în reacțiile cu nucleofili, cum ar fi aminele și alcoolații. Cu toate acestea, alchinele, ca și alchenele, reacționează mai ușor cu reactivii electrofili decât cu cei nucleofili. Natura solvenților are o mare influență asupra raportului dintre vitezele de reacție ale alchenelor și alchinelor.

În starea de hibridizare sp, atomul de carbon are cea mai mare electronegativitate, ceea ce duce la o puternică Aciditatea C-H grupări terminale de acetilenă. Atomul de hidrogen situat la carbonul legăturii triple este mai acid decât atomul de hidrogen al alchenelor și alcanilor. Acest lucru se explică prin faptul că atomii de C atrag electronii mai puternic, prin urmare legăturile C-H sunt polarizate, iar atomii de hidrogen electropozitivi din ei prezintă o aciditate mai mare. Aciditatea acetilenei și a-alchinelor se manifestă în următoarele reacții:

Anionul amidă are o bazicitate ridicată, ceea ce determină o schimbare a echilibrului către formarea acetilenidei. În același timp, apa, având o aciditate mai mare în comparație cu acetilena, înlocuiește ultima dintre acetilenide:

Acetilenurile de sodiu, potasiu și alte metale alcaline sunt săruri adevărate, constând dintr-un cation metalic și anioni de acetileniră. Sărurile de acetilene cu metale grele (Ag, Cu, Hg) nu sunt în sensul complet de sare. Aceștia sunt compuși formați covalent care sunt insolubili în apă. Ele precipită dintr-o soluție apoasă.

1. hidrogenare. Hidrogenul este adăugat la tripla legătură în prezența acelorași catalizatori ca și legătura dublă:

2. Halogenare. Adăugarea de clor, brom și iod la alchine prin mecanismul electrofil are loc, de asemenea, într-un ritm mai lent decât la alchene. Trans-dihaloalchenele rezultate sunt ușor izolate, deoarece adăugarea ulterioară a unui halogen (cu excepția clorului) este foarte dificilă:

3. Hidrohalogenare. Halogenurile de hidrogen sunt atașate de alchine printr-un mecanism electrofil. De exemplu, când se adaugă acid clorhidric la acetilenă, se obțin succesiv clorură de vinil și 1,1-dicloretan. Adăugarea de halogeni și halogenuri de hidrogen la alchine poate avea loc printr-un mecanism radical. Cu adăugarea electrofilă, se respectă regula Markovnikov, cu mecanismul radical, se observă direcția opusă adăugării.

4. Hidratarea. Adăugarea de apă are loc în prezența sulfatului de mercur (reacția Kucherov) sau pe catalizatori eterogene, în timp ce acetilena se obține din acetilenă și cetone din alte hidrocarburi acetilenice datorită rearanjarii enolilor rezultați:

5. Adaos de alcooli. Adăugarea de alcooli în prezența alcoolaților este o reacție de adiție nucleofilă. Ca rezultat, se formează esteri vinilici și acetali:

6. Aderarea HCN. Acidul cianhidric este adăugat la acetilenă în prezența sărurilor de cupru (I), rezultând formarea nitrilului acidului acrilic (acrilonitril):

7. Oxidare.

Alchinele sunt oxidate de permanganat de potasiu într-un mediu neutru la o legătură triplă, formând acizi carboxilici (sărurile de potasiu se formează în condițiile de reacție):

Acetilena în aceste condiții este oxidată la sarea de potasiu a acidului oxalic - oxalat de potasiu.

8. Formarea acetilenurilor. Atomii de hidrogen dintr-o legătură triplă pot fi înlocuiți cu atomi de metal:

sau, în cazul metalelor alcaline:

9. Înlocuirea hidrogenului cu halogeni. Sub acțiunea hipohalogenitelor, atomii de hidrogen de la legătura triplă pot fi înlocuiți cu atomi de halogen:

10. Polimerizare. În funcție de condițiile de reacție și de calalizatorul utilizat, polimerizarea acetilenei poate avea loc în diferite moduri:

dimerizare apare sub acțiunea unui amestec de clorură de amoniu și clorură de cupru (I) într-o soluție apoasă, cu formarea de butin-3-en-1 (vinilacetilenă):

trimerizare procedează la 500-600 o C în prezenţa de cărbune activ, produsul de reacție este benzenul (reacția Zelinsky):

tetramerizare apare sub acțiunea compușilor complexi de nichel, în principal se formează ciclooctatetraen-1,3,5,7:

10. Formarea compușilor organomagnezici. Acetileniră de magneziu mixtă (reactiv lui Iocich), utilizată pentru diverse sinteze, se obține prin acțiunea iodurii de metilmagneziu asupra unei alchine având un atom de hidrogen în tripla legătură:

6. Derivați halogeni ai hidrocarburilor. Reacții de substituție și eliminare nucleofilă. Derivați aromatici de halogen.

Derivații de halogen ai hidrocarburilor includ compuși în care unul sau mai mulți atomi de hidrogen sunt înlocuiți cu atomi de halogen.

Derivații de halogen ai hidrocarburilor sunt clasificați în funcție de natura radicalului de hidrocarbură (alifatic, aliciclic și aromatic), de numărul de atomi de halogen din moleculă (derivați mono-, di-, tri- și polihalogen), de natura halogen (derivați fluoro-, clor-, bromo-, iod), natura atomului de carbon la care sunt asociați atomii de halogen (derivați de halogen primari, secundari și terțiari).

Nomenclatură. Conform nomenclaturii substituționale IUPAC, denumirile derivaților de halogen ai hidrocarburilor sunt similare cu denumirile hidrocarburilor corespunzătoare. Mai întâi, poziția de substituție este indicată cu un număr (dacă este necesar), apoi halogenul este numit (dacă este necesar, numărul de atomi din fața lui) și se adaugă numele structurii părinte (în derivații de halogen alifatic acesta este catena principală de carbon, în ciclu ali-ciclic și aromatic).

Numerotarea începe de la capătul lanțului de carbon cel mai apropiat de halogen.

1 - brompropan 1,2 - clorociclohexan clorobenzen

Reacții de substituție nucleofilă

Derivați aromatici de halogen cu un halogen în miez (halogenarili) sunt substanțe mai degrabă inerte în comparație cu derivații de halogen din seria alifatică. Prin urmare, intră cu mare dificultate în reacții de substituție nucleofilă. Această pasivitate a atomului de halogen din halogenarili este explicată prin dubla legătură parțială cu inelul benzenic:

Acest lucru amintește de comportamentul derivaților de halogen ai hidrocarburilor nesaturate, în care atomul de halogen este situat la carbonul legat printr-o legătură dublă. Prin urmare, reacțiile halogenarililor cu reactivii nucleofili necesită condiții severe ( căldurăși presiune):

Atomii de halogen sunt destul de mobili și pot fi înlocuiți cu o varietate de nucleofili, care sunt utilizați pentru a sintetiza o varietate de derivați:

Reacții de eliminare (clivaj) - dehidrohalogenare

Ca urmare a reacțiilor de eliminare în cazul halogenurilor de alchil se formează alchene și halogenuri de hidrogen.

De exemplu, când clorura de etil este încălzită cu alcali în alcool, HCI este eliminat și se formează etilenă:

Trebuie remarcat faptul că, dacă această reacție este efectuată în apă și nu în alcool, atunci produsul principal va fi alcoolul și nu o alchenă.

În cazul halogenurilor de alchil nesimetrice, reacțiile de dehidrohalogenare se desfășoară conform regula lui Zaitsev: Eliminarea unui atom de hidrogen în reacțiile de eliminare a HX provine de la atomul de carbon cel mai puțin hidrogenat.

7. Compuși aromatici (arene). Caracterul aromatic al benzenului. Energia de conjugare, criterii de aromaticitate. Reacții de substituție electrofilă a benzenului. Structura complexelor π- și σ. Influența substituenților din ciclul benzenic asupra direcției și vitezei reacțiilor de substituție electrofilă.

Principala caracteristică a hidrocarburilor aromatice este distribuția uniformă a densității electronilor π în moleculă. Un singur sistem închis stabil de electroni π într-o moleculă ciclică este semnul principal al aromaticității. O condiție necesară pentru o astfel de delocalizare a electronilor π este paralelismul strict al axelor orbitalilor 2p implicați în formarea unui sistem închis de electroni π. Prin urmare, moleculele compușilor aromatici au în mod necesar o structură plană. Dacă această condiție nu este îndeplinită, atunci conjugarea circulară a electronilor π este încălcată. Ca rezultat, acest compus nu este aromatic. Compușii aromatici sunt, de asemenea, caracterizați printr-un anumit număr de electroni π în moleculă. Chimistul teoretician german E. Hückel a dedus regula (1931): compușii ciclici plani având un sistem conjugat de electroni π pot fi aromatici dacă numărul acestor electroni este 4n + 2 (unde n = 0, 1, 2, 3, etc.). Cu alte cuvinte, compușii aromatici pot conține 2, 6, 10, 14 electroni π etc. Această regulă este respectată cu strictețe numai pentru compușii monociclici.

Molecule care au un set de proprietăți structurale, energetice și chimice caracteristice datorită prezenței unei structuri ciclice plate cu un sistem de legături conjugate formate prin delocalizare.p-se numesc electronii compuși aromatici.

Nu există o singură caracteristică care să poată clasifica în mod fiabil un compus ca aromatic sau nearomatic. Principalele caracteristici ale compușilor aromatici sunt:

tendința la reacții de substituție, nu de adiție (este cel mai ușor de determinat, istoric primul semn, un exemplu este benzenul, spre deosebire de etilenă, nu decolorează apa cu brom)

· câștig de energie, în comparație cu sistemul dublelor legături neconjugate. Denumită și Energie de rezonanță (o metodă îmbunătățită - Dewar Resonance Energy) (câștigul este atât de mare încât molecula suferă transformări semnificative pentru a obține o stare aromatică, de exemplu, ciclohexadiena este ușor dehidrogenată în benzen, fenolii di și trihidrogenați există în principal sub formă de fenoli (enoli) și nu cetone etc.).

prezența unui curent magnetic inel;

· prezența planului în sine (minim distorsionat), în care se află toți (sau nu toți - homoaromatici) atomii, formând un sistem aromatic. În acest caz, inelele de electroni pi formate în timpul conjugării legăturilor duble (sau electronii heteroatomilor incluși în inel) se află deasupra și sub planul sistemului aromatic.

· Respectată aproape întotdeauna Regula lui Hückel: numai un sistem care conține (în inel) 4n + 2 electroni (unde n = 0, 1, 2, ...) poate fi aromatic. Un sistem care conține 4n electroni este antiaromatic (într-un sens simplificat, aceasta înseamnă un exces de energie într-o moleculă, inegalitatea lungimilor legăturilor, stabilitate scăzută - o tendință la reacții de adiție).

(clorbenzen) + H2O

În derivaţii benzenici C6H5X sub influența unui înlocuitor X uniformitatea distribuției norului n-electron este perturbată, i.e. există regiuni cu densitate electronică crescută și scăzută. Prin urmare, direcția și ușurința atacului electrofil depind de natura substituentului.

Substituenții de pe inelul benzenic pot facilita atât reacția de substituție ( substituenți activatori) și încetinește viteza de reacție ( substituenți de dezactivare).

Nomenclatură

Aldehide sufix al

Cetone sufix el

Metode de achiziție

1. Hidratarea alchinelor (reacția Kucherov) (vezi subiectul „Alchinele”)

2. Oxidarea și dehidrogenarea alcoolilor primari și secundari (vezi subiectul „Alcooli”)

3. Piroliza (decarboxilarea) sărurilor acizilor carboxilici

Reactivitate

Atomii de carbon și oxigen din grupa carbonil sunt în hibridizare sp 2, grupul are o structură plană. Legătura CO este polarizată, densitatea electronilor este deplasată la atomul de oxigen.

Deficitul de densitate electronică asupra atomului de carbon carbonil (+d") în cetone este mai mic decât în ​​aldehide (+d) datorită efectelor donorului celor două grupări alchil. Consecința acestui fapt este o scădere a reactivității grupării carbonil. în cetone.

I. Reacții de adiție la gruparea carbonil

1. Recuperare (hidrogenare) - sinteză alcooli primari si secundari.

Când aldehidele sunt reduse sau hidrogenate, se obțin alcooli primari, iar din cetone se formează alcoolii secundari.

a) hidrogenare

b) reducerea cu borohidrură de sodiu (NaBH 4) și hidrură de litiu aluminiu (LiAlH 4)

2. Conexiune HCN - educaţie cianohidrine sau nitrili ai 2-hidroxiacizilor.

Reacția se numește sinteza de cianohidrineși este utilizat în producerea de 2-hidroxi- și 2-aminoacizi (vezi materialele semestrului 2).

Mecanismul Ad Nu-adăugarea nucleofilă la gruparea carbonil

Nu– − :С≡N (anion nitril)

De asemenea, este posibil să se utilizeze KCN în prezența apei ca reactiv.

2. Adăugarea de NaHSO 3(hidrosulfit de sodiu) - formare derivat de bisulfit (reacție calitativă)

Mecanism Ad Nu, Nu este un atom de sulf datorat NPE:

Cetonele împiedicate spațial (ramificate), cum ar fi diizopropilcetona, nu formează derivați de bisulfit. Reacția poate servi ca una calitativă, derivații bisulfiți cristalizează ușor. Această reacție este, de asemenea, utilizată pentru a izola aldehidele (cetone) dintr-un amestec cu alți compuși.

4. Adăugarea de reactivi Grignard - sinteză alcooli de toate tipurile.

a) din formaldehidă se obţin alcoolii primari

b) alcoolii secundari se obţin din alte aldehide

c) din cetone se obţin alcoolii terţiari

Adăugarea de nucleofili slabi

Cataliza acidă este necesară pentru adăugarea de nucleofili slabi.

1. Accesarea H20, HX X=Cl, Br

Reacțiile cu acești reactivi sunt reversibile, produsele de adiție (aductii) sunt instabile.

O excepție o reprezintă aductii de apă și aldehidele (cetone), care au grupări acceptoare.

2. Accesarea alcoolilor - educaţie hemiacetali (semicetali), acetali (cetali).

Adăugarea unei molecule de alcool la o aldehidă duce la sinteza hemiacetalilor și la o cetonă, hemiketalii. La interacțiunea ulterioară cu a doua moleculă de alcool, se formează un acetal dintr-un hemicetal, iar un cetal se formează dintr-un hemi-cetal. Hemiacetalii și hemicetalii conțin grupări hidroxil și alcoxi la un atom de carbon, în timp ce acetalii și cetalii au două grupări alcoxi la un atom de carbon.

Mecanismul de formare a hemiacetalului și acetalului este prezentat mai jos:

II. Reacții de adiție-clivaj (reacții cu nucleofili azotați).

Reacții cu compuși cu formula generală NH 2 -X, unde X \u003d H, OH, NH 2, NH-C 6 H 5, NH-C (O) NH 2, NH-C 6 H 3 (o, p- NO 2 ) se procedează în două etape, aductii intermediari sunt instabili.

Schema generala de reactie:

1. Reacția cu amoniacul - educaţie imine.

Aldiminele sunt instabile și intră în reacții de ciclizare:

Când 6 moli de formaldehidă și 4 moli de amoniac interacționează, se formează urotropină (hexametilentetramină), care a fost sintetizată pentru prima dată de A. M. Butlerov în 1859. Urotropina este folosită pentru tratarea tractului urinar, complexul său cu clorură de calciu se numește calcex și este folosit ca agent antigripal.

2. Reacția cu hidroxilamină - NH 2 OH - educaţie oxime.

Răspunsul este calitativ. Oximele sunt substanțe cristaline care se cristalizează ușor.

3. Reacții cu hidrazină - NH 2 - NH 2, fenilhidrazină - NH 2 - NH - C 6 H 5 și cu 2,4-dinitrofenilhidrazină - NH 2 - NH - C 6 H 3 -2,4- (NO 2) 2 - educatie hidrazone, fenilhidrazone și 2,4-dinitrofenilhidrazone.

Fenilhidrazonele și 2,4-dinitrofenilhidrazole se formează conform unei scheme similare:

2,4-Dinitrofenilhidrazole sunt utilizate în special pentru identificarea aldehidelor și cetonelor. Au puncte de topire ridicate, se cristalizează ușor și au date spectrale clare.

3. Reacția cu semicarbazidă - NH 2 - NH - CONH 2- educatie semicarbazone.

Toate reacțiile descrise mai sus sunt catalizate de acizi slabi; în cazul reacției cu 2,4-dinitrofenilhidrazină, reacția are loc în prezența acidului sulfuric concentrat. Mecanismul este de același tip - adiție-clivaj nucleofil și este descris mai jos în termeni generali:

X \u003d H, OH, NH 2, NH-C 6 H 5, NH-C (O) NH 2

Derivații imino rezultați la hidroliză acidă sau alcalină dau aldehidele inițiale (cetone).

III. Reacții care implică atomi de hidrogen la un atom de carbon

Pentru aldehidele și cetonele având atomi de hidrogen în poziția a, fenomenul de tautomerism este caracteristic.

Tautomerism este procesul de izomerizare dinamică. Izomerii structurali (în acest caz, tautomerii), care se transformă reciproc, sunt într-o stare de echilibru dinamic. De regulă, transferul de protoni are loc în timpul izomerizării, în acest caz se numește tautomerism prototropă.

În prezența a două poziții a în cetone, este posibilă formarea a doi enoli.

Aldehidele și cetonele se formează prin enoli în timpul hidratării alchinelor prin reacția Kucherov (vezi subiectul „Alchinele”). Enolii sau anionii enolat sunt compuși intermediari în reacțiile de halogenare și condensare a compușilor carbonilici.

1. Halogenarea compușilor carbonilici(se merge numai de-a lungul poziției α).

a) Clorarea

Clorarea cu clor se desfășoară fără catalizator, rezultatul depinde de cantitatea de clor, se pot obține derivați mono, di și triclor (pentru etanal).

b) Bromurare

Clorarea are loc cu ușurință și fără catalizator; în funcție de cantitatea de reactiv și de structura compusului, pot fi introduși unul până la trei atomi de clor. La bromurare, se folosește 1 mol de reactiv în prezența alcaline.

c) Digestia cu haloform (ex. I 2 , Cl 2 sau Br 2 , Na OH (conc.))

Reacție calitativă pentru prezența unui fragment de acetil (CH3CO)în compuși carbonilici. La reacția cu iod și brom, se formează un precipitat colorat al haloformei, care are un miros specific.

mecanism de reacție

suferă clivaj haloform acetaldehidăși metilalchil cetone,în acest caz, pe lângă haloformă, în reacție se formează săruri de sodiu ale acizilor carboxilici.

2. Reacții de condensare aldolică și crotonică

Condensare este o reacție care duce la complicarea scheletului de hidrocarburi. Condensările aldolice și crotonice implică două molecule ale unui compus carbonil. O moleculă este component carbonil, reacționează cu o grupare carbonil, cealaltă - componenta metilenică datorită atomilor de hidrogen din poziţia α.

a) Condens aldolic(reacție catalizată de baze)

Mecanismul Ad Nu

Aldolii sunt capabili să despartă apa atunci când sunt încălziți într-un mediu alcalin și să se transforme în a, b - aldehide nesaturate (cetone).

b) Condensarea crotonului(în mediu acid când este încălzit). Se procedează conform mecanismului Ad E.

Într-un mediu acid, atunci când este încălzit, condensul nu se oprește în stadiul formării aldolilor. Există o deshidratare intramoleculară a aldolului la o aldehidă nesaturată sau cetonă. Cu participarea propanalului, butanalului și a altor aldehide în reacție, se obțin aldehide și cetone care au o grupare alchil în poziția C-2.

Mecanismul Ad E

IV. Reacții de oxidare

1. Aldehidele se oxidează în condiții blânde la acizi carboxilici, prezentând proprietățile agenților reducători.

Reacțiile cu soluții de Tolens (reacția în oglindă de argint) și Fehling sunt calitative.

2. Cetonele sunt oxidate distructiv cu scindarea moleculei în condiţii dure după enolizare sub acţiunea KMnO 4 şi K 2 Cr 2 O 7 în prezenţa acidului sulfuric concentrat (reacţia nu este descrisă).



DEFINIȚIE

Aldehide- substante organice apartinand clasei compusilor carbonilici care contin in compozitia lor grup functional–CH = O, care se numește carbonil.

Formula generală de limitare a aldehidelor și cetonelor este C n H 2 n O. Sufixul –al este prezent în denumirea de aldehide.

Cei mai simpli reprezentanți ai aldehidelor sunt formaldehida (formaldehida) -CH 2 \u003d O, acetaldehida (aldehida acetică) - CH 3 -CH \u003d O. Există aldehide ciclice, de exemplu, ciclohexan-carbaldehida; aldehidele aromatice au denumiri banale - benzaldehidă, vanilină.

Atomul de carbon din grupa carbonil este într-o stare de hibridizare sp 2 și formează legături 3σ (două legături C-H și o legătură C-O). Legătura π este formată din electroni p ai atomilor de carbon și oxigen. Legătura dublă C = O este o combinație de legături σ și π. Densitatea electronică este deplasată către atomul de oxigen.

Aldehidele se caracterizează prin izomerie a scheletului de carbon, precum și izomerie interclasă cu cetonele:

CH3-CH2-CH2-CH \u003d O (butanal);

CH3-CH (CH3)-CH \u003d O (2-metilpentanal);

CH 3 -C (CH 2 -CH 3) \u003d O (metil etil cetonă).

Proprietățile chimice ale aldehidelor

Există mai multe centre de reacție în moleculele de aldehidă: un centru electrofil (atomul de carbon carbonil) implicat în reacțiile de adiție nucleofile; centrul principal este un atom de oxigen cu perechi de electroni neîmpărțiți; Centru acid α-CH responsabil de reacțiile de condensare; Conexiune S-N rupte în reacțiile de oxidare.

1. Reacții de adaos:

- apa cu formarea de gem-diol

R-CH \u003d O + H2O ↔ R-CH (OH) -OH;

- alcooli cu formare de hemiacetali

CH3-CH \u003d O + C2H5OH ↔CH3-CH(OH)-O-C2H5;

- tioli cu formare de ditioacetali (în mediu acid)

CH3-CH \u003d O + C2H5SH ↔ CH3-CH (SC2H5) -SC2H5 + H2O;

- hidrosulfit de sodiu cu formare de α-hidroxisulfonaţi de sodiu

C2H5-CH \u003d O + NaHS03 ↔ C2H5-CH (OH)-SO3Na;

- amine pentru a forma imine N-substituite (baze Schiff)

C 6 H 5 CH \u003d O + H 2 NC 6 H 5 ↔ C 6 H 5 CH \u003d NC 6 H 5 + H 2 O;

- hidrazine cu formare de hidrazone

CH3-CH \u003d O + 2 HN-NH2 ↔ CH3-CH \u003d N-NH2 + H2O;

- acid cianhidric cu formare de nitrili

CH3-CH \u003d O + HCN ↔ CH3-CH (N)-OH;

- recuperare. Când aldehidele reacţionează cu hidrogenul, se obţin alcooli primari:

R-CH \u003d O + H2 → R-CH2-OH;

2. Oxidarea

- reacția „oglinzii de argint” - oxidarea aldehidelor cu o soluție de amoniac de oxid de argint

R-CH \u003d O + Ag 2O → R-CO-OH + 2Ag ↓;

- oxidarea aldehidelor cu hidroxid de cupru (II), în urma căreia precipită un precipitat de oxid de cupru (I) roșu

CH3-CH \u003d O + 2Cu (OH)2 → CH3-COOH + Cu2O ↓ + 2H2O;

Aceste reacții sunt reacții calitative pentru aldehide.

Proprietățile fizice ale aldehidelor

Primul reprezentant al seriei omoloage de aldehide - formaldehidă (formaldehidă) - o substanță gazoasă (n.o.), aldehide cu structură neramificată și compoziție C 2 -C 12 - lichide, C 13 și mai lungi - solide. Cu cât o aldehidă cu catenă liniară conține mai mulți atomi de carbon, cu atât punctul său de fierbere este mai mare. Odată cu creșterea greutății moleculare a aldehidelor, crește valorile vâscozității, densității și indicelui de refracție a acestora. Formaldehida și acetaldehida sunt capabile să se amestece cu apa în cantități nelimitate, cu toate acestea, odată cu creșterea lanțului de hidrocarburi, această capacitate a aldehidelor scade. Aldehidele inferioare au un miros înțepător.

Obținerea aldehidelor

Principalele metode de obținere a aldehidelor:

- hidroformilarea alchenelor. Această reacție constă în adăugarea de CO și hidrogen la o alchenă în prezența carbonililor anumitor metale din Grupa VIII, de exemplu, octacarbonil dicobalt (Co 2 (CO) 8) Reacția se realizează prin încălzire la 130C și o presiune de 300 atm

CH3-CH \u003d CH2 + CO + H2 → CH3-CH2-CH2-CH \u003d O + (CH3)2CHCH \u003d O;

— hidratarea alchinelor. Interacțiunea alchinelor cu apa are loc în prezența sărurilor de mercur (II) și într-un mediu acid:

HC≡CH + H2O → CH3-CH \u003d O;

- oxidarea alcoolilor primari (reacția are loc la încălzire)

CH3-CH2-OH + CuO → CH3-CH \u003d O + Cu + H2O.

Aplicarea aldehidelor

Aldehidele au găsit o largă aplicație ca materii prime pentru sinteza diferitelor produse. Deci, formaldehida (producție pe scară largă) produce diverse rășini (fenol-formaldehidă etc.), medicamente (urotropină); acetaldehida este o materie primă pentru sinteza acidului acetic, etanol, diverși derivați de piridină etc. Multe aldehide (butirice, scorțișoară etc.) sunt folosite ca ingrediente în parfumerie.

Exemple de rezolvare a problemelor

EXEMPLUL 1

Exercițiu	Bromurarea cu nH2n+2 a dat 9,5 g de monobromură, care, atunci când a fost tratată cu o soluție diluată de NaOH, sa transformat într-un compus care conține oxigen. Vaporii săi cu aer sunt trecuți peste o rețea de cupru încins la roșu. Când noua substanţă gazoasă rezultată a fost tratată cu un exces de soluţie de amoniac de Ag20, s-au eliberat 43,2 g de precipitat. Ce hidrocarbură a fost luată și în ce cantitate, dacă randamentul în stadiul de bromurare este de 50%, reacțiile rămase au loc cantitativ.
Soluţie	Scriem ecuațiile tuturor reacțiilor care apar: CnH2n+2 + Br2 = CnH2n+1 Br + HBr; CnH2n+1 Br + NaOH = CnH2n+1 OH + NaBr; C n H 2n+1 OH → R-CH \u003d O; R-CH \u003d O + Ag 2 O → R-CO-OH + 2Ag ↓. Precipitatul eliberat în ultima reacție este argint, prin urmare, puteți găsi cantitatea de substanță eliberată de argint: M(Ag) = 108 g/mol; v(Ag) \u003d m / M \u003d 43,2 / 108 \u003d 0,4 mol. După starea problemei, după trecerea substanței obținute în reacția 2 peste o rețea metalică fierbinte, s-a format un gaz, iar singurul gaz, aldehida, este metanal, prin urmare, substanța inițială este metanul. CH 4 + Br 2 \u003d CH 3 Br + HBr. Cantitatea de substanță brometan: v (CH 3 Br) \u003d m / M \u003d 9,5/95 \u003d 0,1 mol. Apoi, cantitatea de substanță metanică necesară pentru un randament de 50% de brometan este de 0,2 mol. M (CH 4) \u003d 16 g / mol. Prin urmare, masa și volumul metanului: m(CH4) = 0,2×16 = 3,2 g; V (CH 4) \u003d 0,2 × 22,4 \u003d 4,48 l.
Răspuns	Masa metanului - masa 3,2 g, volumul metanului - 4,48 l

EXEMPLUL 2

Exercițiu

Scrieți ecuațiile de reacție care pot fi folosite pentru a efectua următoarele transformări: buten-1 → 1-bromobutan + NaOH → A - H 2 → B + OH → C + HCl → D.

Soluţie

Pentru a obține 1-bromobutan din buten-1, este necesar să se efectueze reacția de hidrobromurare în prezența compușilor peroxid R 2 O 2 (reacția se desfășoară împotriva regulii Markovnikov): CH3-CH2-CH \u003d CH2 + HBr → CH3-CH2-CH2-CH2Br. Când interacționează cu o soluție apoasă de alcali, 1-bromobutanul suferă hidroliză cu formarea de butanol-1 (A): CH3-CH2-CH2-CH2Br + NaOH → CH3-CH2-CH2-CH2OH + NaBr. Butanol-1 în timpul dehidrogenării formează aldehidă - butanal (B): CH3-CH2-CH2-CH2OH → CH3-CH2-CH2-CH \u003d O. O soluție de amoniac de oxid de argint oxidează butanalul la o sare de amoniu - butirat de amoniu (C): CH3-CH2-CH2-CH \u003d O + OH →CH3-CH2-CH2-COONH4 + 3NH3 + 2Ag ↓ + H2O. Butiratul de amoniu, atunci când interacționează cu acidul clorhidric, formează acid butiric (butanoic) (D): CH3-CH2-CH2-COONH4 + HCI → CH3-CH2-CH2-COOH + NH4CI.

Clasa compușilor oxo include substanțe organice care conțin o grupă >C=O, numită grupare carbonil sau carbonil.

Dacă două valențe ale atomului de carbon al unui carbonil sunt ocupate de radicali alchil, compușii oxo se numesc cetone:

Dacă două valențe ale atomului de carbon al unui carbonil sunt ocupate de un radical alchil și un atom de hidrogen, compușii oxo se numesc aldehide.

Cetonele și aldehidele sunt denumite și compuși carbonilici.

Reacțiile aldehidelor și cetonelor sunt foarte asemănătoare, ceea ce ne permite să le considerăm în clasa generală a compușilor oxo. Formula generală pentru seria omoloagă a celor mai comune aldehide și cetone alifatice limitative este aceeași: C n H 2p O.

1. Nomenclator

a) Denumirile banale ale aldehidelor sunt foarte frecvente, sunt asociate cu denumirile banale ale acizilor cu același schelet carbonic, în care aldehidele trec ușor în timpul oxidării: aldehidă formică (formaldehidă), acetaldehidă (acetaldehidă), propionic, butiric, valeric. , etc.

Conform nomenclaturii IUPAC, prezența unei grupări aldehide este indicată prin sufix -al (-al):

Dacă gruparea aldehidă nu este inclusă în lanțul principal din cauza prezenței grupurilor mai vechi, atunci este indicată prin prefix formil:

b) Numele cetonelor simple sunt de obicei alcătuite din numele radicalilor asociați cu gruparea carbonil și cuvintele cetonă:

Pentru numele cetonelor mai complexe, utilizați sufixul -el(IUPAC):

În prezența unui grup mai vechi, grupul cetonic este indicat prin prefix oxo-:

2. Proprietăți fizice

În molecula oricărei aldehide sau cetone, datorită electronegativității mai mari a atomului de oxigen în comparație cu atomul de carbon, electronii mobili ai legăturii π din grupul >C=0 sunt deplasați către atomul de oxigen. Această schimbare determină apariția unei densități electronice în exces pe atomul de oxigen (δ-) și o scădere corespunzătoare a densității electronilor pe atomul de carbon carbonil (δ+), care, la rândul său, determină o schimbare a electronilor σ ai carbonului vecin. -legături de carbon:

Astfel, aldehidele și cetonele sunt substanțe polare cu exces de densitate de electroni pe atomul de oxigen. Aproape toate reacțiile chimice ale compușilor oxo se datorează unei astfel de distribuții a densității electronilor în moleculă.

Legătura dublă C=0 este atât mai reactivă, cât și mai puternică decât legătura C=C. Deci, energia legăturii C=O este egală cu 750 kJ/mol, care este vizibil mai mare decât energia legăturii C-O dublată, egală cu 360 2 = 720 kJ/mol. În seria legăturilor С=С și C-C invers raport. Energia legăturii C=C (612 kJ/mol) este vizibil mai mică de două ori energia legăturii C-C (339 2 = 678 kJ/mol). Reactivitatea crescută a legăturii C=O în comparație cu C=C este determinată de diferența de electronegativitate a atomilor de O și C. Gradul ridicat de polarizare a legăturii C=O duce la adăugarea ușoară de compuși sau ioni polari la aceasta.

Deoarece moleculele aldehidelor și cetonelor, spre deosebire de alcooli, nu au atomi mobili de hidrogen, moleculele lor nu sunt asociate și punctele lor de fierbere sunt mult mai mici decât cele ale alcoolilor corespunzători. În general, punctul de fierbere al cetonelor este puțin mai mare decât cel al aldehidelor lor izomerice. Ramificarea lanțului determină o scădere regulată a punctului de fierbere. Membrii inferiori ai seriei - acetona, formaldehida, acetaldehida - sunt solubili în apă, aldehidele superioare și cetonele sunt ușor solubile în cei mai obișnuiți solvenți organici (alcooli, eter etc.). Aldehidele inferioare au un miros înțepător, aldehidele cu C 3 -C 6 au un miros foarte neplăcut, aldehidele superioare au miros floral și sunt chiar folosite în parfumerie.

Aldehide și cetone.

Aldehidele și cetonele au similare structura chimica. Prin urmare, povestea despre ei este combinată într-un singur capitol.

În structura ambilor compuși, există o grupare carbonil divalentă:

Diferența dintre aldehide și cetone este următoarea. În aldehide, gruparea carbonil este legată de un atom de hidrogen și de un radical de hidrocarbură, în timp ce în cetone este legată de doi radicali de hidrocarburi.

Proprietățile chimice ale aldehidelor și cetonelor.

Prezența unei grupări carbonil atât în ​​aldehide, cât și în cetone determină o anumită similitudine a proprietăților acestora. Cu toate acestea, există și diferențe. Această diferență se explică prin prezența unui atom de hidrogen legat de gruparea carbonil din molecula de aldehidă. (Nu există un astfel de atom în molecula cetonă).

Gruparea carbonil și atomul de hidrogen asociat cu aceasta sunt separate într-o grupare funcțională separată. Acest grup a fost numit grupa functionala aldehidica.

Datorită prezenței hidrogenului în molecula de aldehidă, acestea din urmă se oxidează ușor (se adaugă oxigen) și se transformă în acizi carboxilici.

De exemplu, atunci când acetaldehida este oxidată, se formează acid acetic:

Datorită oxidabilității lor ușoare, aldehidele sunt agenți reducători energetici. În acest sens, ele sunt semnificativ diferite de cetonele, care sunt mult mai greu de oxidat.

Obținerea de aldehide și cetone.

Aldehidele și cetonele pot fi obținute prin oxidarea alcoolilor corespunzători, având același schelet de carbon și hidroxil la același atom de carbon, care formează o grupare carbonil în aldehida sau cetona rezultată.

Dacă se folosește un alcool primar ca alcool de oxidat, atunci oxidarea va avea ca rezultat o aldehidă.

Aldehidă formică (formaldehidă).

este cea mai simplă aldehidă cu formula:

Formaldehida se obține din alcoolul metilic, cel mai simplu dintre alcooli.

În formaldehidă, atomul de hidrogen acționează ca un radical.

Proprietăți:

Este un gaz cu miros înțepător și foarte solubil în apă. Are proprietăți antiseptice și bronzante.

Chitanță:

a primi formaldehidă din alcoolul metilic prin oxidarea sa catalitică cu oxigenul atmosferic sau prin dehidrogenare (eliminarea hidrogenului).

Aplicație:

Se numește o soluție apoasă de formaldehidă (de obicei 40%) formol. Formalina este utilizată pe scară largă pentru dezinfecția și conservarea preparatelor anatomice. Cantități semnificative de formaldehidă sunt folosite pentru a produce rășini fenol-formaldehidă.

Este una dintre cele mai importante aldehide. Se potriveste Alcool etilic și poate fi obținută prin oxidarea acestuia.

Aldehidă aceticăîntâlnit pe scară largă în natură și produs industrial în cantități mari. Este prezent în cafea, fructe coapte, pâine și este sintetizat de plante ca urmare a metabolismului lor.

Proprietăți:

Aldehidă acetică- lichid incolor care fierbe usor (punct de fierbere 21 grade C). Are un miros caracteristic de mere putrezite, este foarte solubil în apă.

Chitanță:

În industrie acetaldehidă rezulta ca:

1. oxidarea etilenei,
2. adăugând apă la acetilenă
3. oxidarea sau dehidrogenarea etanolului.

Aplicație:

aplica acetaldehidă pentru a obține acid acetic, butadienă, unele substanțe organice, polimeri aldehidici.

Dimetil cetonă (acetonă).

dimetil cetonă (acetonă) este cea mai simplă cetonă. În molecula sa, rolul radicalilor de hidrocarburi este îndeplinit de metil CH 3(rezidu de metan).

Proprietăți:

Acetonă este un lichid incolor cu un miros caracteristic.

Temperatura de fierbere 56,2 grade DIN.

Acetonă miscibil cu apa in toate proportiile.

Este unul dintre metaboliții produși de corpul uman.

Chitanță:

1. Acetonă poate fi obținut prin oxidarea propenei,
2. Obțineți metode utilizate acetonă din alcool izopropilic și acetilenă,
3. parte principală acetonă obţinut ca coprodus în producerea fenolului din benzen prin metoda cumenului.

Aplicație:

Acetonă- foarte solvent bun multe substanțe organice. Este utilizat pe scară largă în industria vopselelor și lacurilor, în producția anumitor tipuri de fibre artificiale, sticlă organică care nu se sparge, peliculă, pulbere fără fum. Acetonă folosit de asemenea ca materie primă pentru sinteza unui număr de compuși organici.