Obținerea aldehidelor și cetonelor. Exemple de rezolvare a problemelor

20.11.2019

aldehide Compușii ale căror molecule conțin o grupare carbonil conectată la un atom de hidrogen, adică. formula generală de aldehide poate fi scrisă ca

unde R este un radical hidrocarbonat, care poate fi de diferite grade de saturație, de exemplu, limitativ sau aromatic.

Grupul CHO se numește aldehidă.

cetone - compuși organici în moleculele cărora conține o grupare carbonil, combinată cu doi radicali hidrocarburi. Formula generală a cetonelor poate fi scrisă ca:

unde R și R 'sunt radicali hidrocarburi, de exemplu, terminali (alchil) sau aromatici.

Hidrogenarea aldehidelor și cetonelor

Aldehide și cetone pot fi reduse cu hidrogen în prezența catalizatorilor și încălzite la alcooli primari și secundari, respectiv:

Oxidarea Aldehidei

Aldehidele pot fi ușor oxidate chiar și cu agenți de oxidare ușori, cum ar fi hidroxidul de cupru și oxidul de argint cu amoniac.

Când se încălzește hidroxidul de cupru cu aldehidă, culoarea albastră inițială a amestecului de reacție dispare și se formează un precipitat roșu de cărămidă de oxid de cupru monovalent:

În reacția cu o soluție de amoniac de oxid de argint, în locul acidului carboxilic în sine, se formează sarea de amoniu, deoarece amoniacul din soluție reacționează cu acizii:

Cetonele nu reacționează cu hidroxidul de cupru (II) și o soluție de oxid de argint cu amoniac. Din acest motiv, aceste reacții sunt calitative pentru aldehide. Astfel, reacția cu o soluție de amoniac de oxid de argint cu procedura corectă pentru punerea sa în aplicare duce la formarea unei oglinzi argintii caracteristice pe suprafața interioară a vasului de reacție.

Evident, dacă agenții de oxidare ușoară pot oxida aldehide, atunci agenții de oxidare mai puternici, de exemplu, permanganatul de potasiu sau dicromatul de potasiu, pot face acest lucru de la sine. Când se utilizează acești agenți oxidanți în prezența acizilor, se formează acizi carboxilici:

Proprietățile chimice ale acizilor carboxilici

Acizii carboxilici derivații de hidrocarburi care conțin una sau mai multe grupe carboxil sunt numiți.

Grupări carboxiliceși:

După cum puteți vedea, gruparea carboxilică este formată din grupa carbonil - C (O) -, combinată cu grupa hidroxil - OH.

Datorită faptului că gruparea carbonil, care are un efect inductiv negativ, este atașată direct la grupa hidroxil, legătura OH este mai polară decât în \u200b\u200balcooli și fenoli. Din acest motiv, acizii carboxilici au proprietăți ale acidului semnificativ mai pronunțate decât alcoolii și fenolii. În soluții apoase, acestea prezintă proprietățile acizilor slabi, adică. se disociază reversibil în cationi de hidrogen (H +) și anioni de reziduuri acide:

Reacții de formare a sării

Odată cu formarea sărurilor, acizii carboxilici reacționează cu:

1) metale către hidrogen într-o serie de activități:

2) amoniac

3) oxizi bazici și amfoterici:

4) hidroxizi metalici de bază și amfoteric:

5) săruri ale acizilor mai slabi - carbonați și bicarbonati, sulfuri și hidrosulfide, săruri cu acizi mai mari (cu un număr mare de atomi de carbon în moleculă):

Numele sistematice și banale ale unor acizi și sărurile acestora sunt prezentate în următorul tabel:

Formula acidă	Numele acidului este banal / sistematic	Numele sării este banal / sistematic
HCOOH	formic / metan	formate / metanat
CH3 COOH	otet / etan	acetat / etanat
CH3 CH2 COOH	propionic / propan	propionat / propanoat
CH3CH2CH2 COOH	ulei / butan	butirat / butanoat

Trebuie amintit contrariul: acizii minerali puternici îndepărtează acizii carboxilici din sărurile lor ca fiind mai slabi:

Reacții care implică grupul OH

Acizii carboxilici intră într-o reacție de esterificare cu alcooli monohidrici și polihidrici în prezența acizilor anorganici puternici, iar esterii sunt formați:

Acest tip de reacție este reversibil și, prin urmare, pentru a muta echilibrul spre formarea unui ester, acestea trebuie efectuate prin alungarea unui ester mai volatil atunci când este încălzit.

Procesul de reacție de esterificare inversă se numește hidroliză esterică:

În mod ireversibil, această reacție are loc în prezența alcalinilor, deoarece acidul rezultat reacționează cu hidroxidul metalic pentru a forma o sare:

Reacții de substituție a atomilor de hidrogen într-un substituent hidrocarbonat

Atunci când se efectuează reacții de carbon cu clor sau brom în prezența fosforului roșu în timpul încălzirii, atomii de hidrogen din atomul de α-carbon sunt înlocuiți de atomi de halogen:

În cazul unei proporții mai mari de halogen / acid, se poate produce clorarea mai profundă:

Reacții de descompunere a grupului carboxilic (decarboxilare)

Proprietăți chimice speciale ale acidului formic

Molecula de acid formic, în ciuda dimensiunilor mici, conține două grupe funcționale simultan:

În acest sens, prezintă nu numai proprietățile acizilor, ci și proprietățile aldehidelor:

Sub acțiunea acidului sulfuric concentrat, acidul formic se descompune în apă și monoxid de carbon.

(pentru cea mai simplă aldehidă R \u003d H)

Clasificarea Aldehidei

Conform structurii radicalului hidrocarburilor:

Limita; de exemplu:

nesaturat; de exemplu:

aromatic; de exemplu:

aliciclic; de exemplu:

Formula generală de limitare a aldehidelor

Serie homologică, izomerism, nomenclatură

Aldehidele sunt izomere la o altă clasă de compuși - cetone

de exemplu:

Aldehidele și cetonele conțin o grupare carbonil ˃C \u003d O, prin urmare, ele sunt numite compuși carbonilici.

Structura electronică a moleculelor de aldehidă

Atomul de carbon al grupării aldehide este într-o stare de hibridizare sp 2, prin urmare, toate legăturile σ din acest grup sunt situate în același plan. Norii de electroni p care formează legătura π sunt perpendiculari pe acest plan și sunt mutați cu ușurință către atomul de oxigen mai electronegativ. Prin urmare, legătura dublă C \u003d O (în contrast cu legătura dublă C \u003d C în alchene) este puternic polarizată.

Proprietăți fizice

Proprietăți chimice

Aldehidele sunt compuși reactivi care intră în numeroase reacții. Cea mai caracteristică pentru aldehide:

a) reacții de adăugare a grupului carbonil; reactivi de tip HX sunt atașați după cum urmează:

b) reacții de oxidare a legăturii C-H din grupa aldehidă, ca urmare a cărora se formează acizii carboxilici:

I. Reacții de adăugire

1. Hidrogenarea (se formează alcooli primari

2. Adăugarea alcoolilor (se formează hemiacetale și acetali)

În exces de alcool în prezența HCl, semi-acetalele sunt transformate în acetali:

II. Reacții de oxidare

1. Reacția „oglinzii de argint”

simplistă:

Această reacție este o reacție calitativă la grupa aldehidă (acoperirea în oglindă a formelor metalice de argint pe pereții vasului de reacție).

2. Reacția cu hidroxidul de cupru (II)

Această reacție este, de asemenea, o reacție calitativă la grupele de aldehide ale y (un precipitat roșu de Cu2 O cade).

Formaldehida este oxidată de diverși agenți de oxidare care conțin O, mai întâi la acid formic și apoi la H 2 CO 3 (CO 2 + H 2 O):

III. Reacții di-, tri- și polimerizare

1. Condensarea Aldolului

2. Trimerizarea acetaldehidei

3. Polimerizarea formaldehidei

În timpul depozitării pe termen lung a formalinei (soluție apoasă de formaldehidă 40%), în ea se produce polimerizarea cu formarea unui precipitat de formă albă:

IV. Reacție de policondensare a formaldehidei cu fenol

aldehide - substanțe organice ale căror molecule conțin o grupare carbonil C \u003d O conectat la un atom de hidrogen și un radical hidrocarbonat.
Formula generală a aldehidelor este:

În cea mai simplă aldehidă, formaldehidă, un alt atom de hidrogen joacă rolul unui radical hidrocarbonat:

O grupare carbonil legată la un atom de hidrogen este adesea denumită aldehidă:

cetone - substanțe organice în moleculele cărora grupa carbonil este legată de doi radicali hidrocarburi. Evident, formula generală a cetonelor este:

Grupul carbonil al cetonelor se numește grupul keto.
În cea mai simplă cetonă, acetonă, gruparea carbonil este legată de doi radicali metilici:

Nomenclatura și izomerismul de aldehide și cetone

În funcție de structura radicalului hidrocarbonat legat de grupa aldehidă, se disting limită, nesaturați, aromatici, heterociclici și alte aldehide:

În conformitate cu nomenclatura IUPAC, numele aldehidelor limitante sunt formate din numele alcanului cu același număr de atomi de carbon din moleculă folosind sufixul -Al.De exemplu:

Numerotarea atomilor de carbon ai lanțului principal începe cu atomul de carbon al grupării aldehidelor. Prin urmare, grupa aldehidă este întotdeauna localizată la primul atom de carbon și nu este necesară indicarea poziției sale.

Alături de nomenclatura sistematică, sunt folosite și numele banale de aldehide utilizate pe scară largă. Aceste nume sunt de obicei derivate din numele acizilor carboxilici corespunzători aldehidelor.

Pentru denumirea de cetone în conformitate cu nomenclatura sistematică, grupul ceto este notat prin sufix -ona și un număr care indică numărul atomului de carbon al grupării carbonil (numerotarea ar trebui să înceapă de la capătul lanțului cel mai aproape de grupa ceto). De exemplu:

Aldehidele se caracterizează printr-un singur tip de izomerism structural - izomerismul scheletului de carbon, care este posibil din butanal, iar pentru cetone, de asemenea izomerismul poziției grupării carbonil. În plus, izomerismul interclasic (propanal și propanonă) este, de asemenea, caracteristic pentru ei.

Proprietățile fizice ale aldehidelor

În molecula unei aldehide sau cetone, datorită electronegativității mai mari a atomului de oxigen în comparație cu atomul de carbon, legătura C \u003d O puternic polarizat datorită deplasării densității electronilor π legături la oxigen:

Aldehidele și cetonele sunt substanțe polare cu o densitate excesivă de electroni pe atomul de oxigen. Membrii inferiori ai mai multor aldehide și cetone (formaldehidă, aldehida acetică, acetonă) sunt nelimitați în apă. Punctele lor de fierbere sunt mai mici decât cele ale alcoolilor corespunzători. Acest lucru se datorează faptului că în moleculele de aldehide și cetone, spre deosebire de alcooli, nu există atomi de hidrogen mobil și nu formează asociați datorită legăturilor de hidrogen. Aldehidele inferioare au un miros înțepător; aldehidele care conțin patru până la șase atomi de carbon în lanț au un miros neplăcut; aldehide și cetone mai mari au mirosuri florale și sunt utilizate în parfumuri .

Proprietățile chimice ale aldehidelor și cetonelor

Prezența unei grupe aldehide într-o moleculă determină proprietățile caracteristice ale aldehidelor.

1. Reacții de recuperare.

Adăugarea de hidrogen la moleculele de aldehidă are loc printr-o legătură dublă în grupa carbonil. Produsele de hidrogenare ale Aldehidei sunt alcooli primari, cetonele sunt alcooli secundari. Deci, în timpul hidrogenării aldehidei acetice pe un catalizator de nichel, se formează etanol, în timp ce în timpul hidrogenării acetonei - propanol-2.

Hidrogenarea Aldehidelor - o reacție de reducere în care starea de oxidare a unui atom de carbon dintr-o grupă carbonilă este redusă.

2. Reacții de oxidare. Aldehidele sunt capabile nu numai să se recupereze, ci și oxida. În timpul oxidării, aldehidele formează acizi carboxilici.

Oxidarea aerului. De exemplu, acidul propionic este format din aldehida propionică (propanal):

Oxidarea prin agenți de oxidare slabi(soluție de oxid de argint de amoniac).

Dacă suprafața vasului în care a fost efectuată reacția a fost degresată anterior, atunci argintul format în timpul reacției îl acoperă cu o peliculă uniformă subțire. Se dovedește o minunată oglindă argintie. Prin urmare, această reacție este numită reacția „oglinzii de argint”. Este utilizat pe scară largă pentru fabricarea de oglinzi, bijuterii argintate și jucării de Crăciun.

3. Reacția de polimerizare:

n CH2 \u003d O → (-CH2-O-) n paraforme n \u003d 8-12

Obținerea aldehidelor și cetonelor

Utilizarea aldehidelor și cetonelor

formaldehidă (aldehidă metanică, formică) H2 C \u003d O:
a) pentru a obține rășini fenol-formaldehidă;
b) obținerea rășinilor de uree-formaldehidă (uree);
c) polimeri polioximetilenici;
d) sinteza medicamentelor (urotropină);
e) un dezinfectant;
f) conservant al preparatelor biologice (datorită capacității de a coagula proteine).

Aldehida acetică (etanal, acetaldehidă) CH3 CH \u003d O:
a) producerea de acid acetic;
b) sinteza organică.

acetonă CH3 —CO - CH3:
a) solvent pentru lacuri, vopsele, acetate de celuloză;
b) materii prime pentru sinteza diferitelor substanțe organice.

Aldehidele și cetonele sunt derivați ai hidrocarburilor care conțin una sau mai multe grupări carbonil $ C \u003d O $ (grupări oxo). Aldehidele sunt compuși în care o grupare carbonil este conectată la un reziduu de hidrocarburi și hidrogen, cetone - dacă este conectată la două reziduuri de hidrocarburi (grupa $ C \u003d O $ se mai numește grupare ceto):

Aldehide și cetone aparțin grupului de compuși carbonilici.

În funcție de structura radicalului hidrocarbonat, aldehidele și cetonele sunt împărțite în alifatic, aliciclic și aromatic. Printre aldehide alifatice și cetone, se disting saturate și nesaturate.

Izomerismul aldehidelor este asociat cu structura reziduurilor de hidrocarburi, iar cetonele sunt asociate suplimentar cu poziția grupului $ C \u003d O $.

Proprietăți fizice

Definiția 1

Aldehide saturate și cetone sunt lichide incolore, altele decât formaldehida, care în condiții normale este un gaz. Se caracterizează printr-un miros înțepător. Punctele lor de fierbere sunt mai mici decât cele ale alcoolilor, deoarece aldehidele și cetonele nu prezintă nicio legătură de hidrogen, iar cetonele fierb la o temperatură mai mare decât aldehidele cu același număr de atomi de carbon.

Aldehide formice și acetice, precum și cetone cu o greutate moleculară mică, sunt solubile în apă. Odată cu creșterea greutății moleculare, solubilitatea acestor substanțe în apă scade. Toate aldehidele și cetonele se dizolvă bine în solvenți organici (alcool, eter etc.).

Se consideră că gruparea carbonil este un osmofor, adică un purtător de miros. Aldehida formică are un miros destul de înțepător. Celelalte aldehide de mai jos au un miros sufocant care, atunci când este diluat puternic, devine plăcut și seamănă cu mirosul de legume și fructe. Cetonele miroase destul de frumos.

Structura electronică a grupării carbonil

Datorită electronegativității diferite ale atomilor de carbon și oxigen, gruparea carbonil are o polaritate ridicată (μ $ \\ sim $ 2,5 D $ pentru aldehide și 2,7 $ D pentru cetone) și o polarizabilitate semnificativă. De exemplu, valoarea refracției moleculare $ MR $ pentru grupul oxo este de aproximativ 3,4, în timp ce pentru o singură legătură C-O $ este doar 1,5.

Dubla legătură a grupării carbonil constă, ca și pentru alchene, din legăturile σ și π:

Figura 2. Legătură dublă a grupării carbonil. Author24 - schimb online de lucrări ale studenților

O caracteristică specifică a grupării carbonil este diferența marcată în electronegativitatea atomilor care o formează. Atomul de oxigen are structura externă de $ 1s ^ 22s ^ 22p ^ 4 $ cu distribuția de 4x $ p $ -electroni pe sublivele individuale $ x, y, z $, dar problema hibridării sale nu a fost rezolvată complet.

Ei sugerează existența orbitalelor hibride inechivalente cu un tip semnificativ de $ p $ ca $ s ^ np ^ m $, unde $ n $ tinde spre 1, $ m $ tinde către 2, adică, obligația σ $ CO $ este mai probabil să se formeze la suprapunere. $ sp ^ (2 _-) $ - orbital de carbon hibrid și $ 2p_x - AO $ oxigen. Legătura $ n $ este formată prin interacțiunea de $ 2p_x - AO $ carbon și $ 2p_x - AO $ oxigen.

Două perechi reziduale de $ n $ -electroni $ 2s ^ 2 $ și $ (2p ^ 2) _y $ atomi de oxigen nu afectează în mod semnificativ proprietățile chimice ale grupării carbonil.

Mai jos este prezentată structura celei mai simple aldehide - formaldehidă cu date despre unghiurile de legătură și lungimile legăturii.

Figura 3. Structura celei mai simple aldehide. Author24 - schimb online de lucrări ale studenților

lungimea obligațiunii, $ C \u003d O $ 1,203 $ C-H 1.101 $

unghiul de legătură, $ () ^ \\ circ $ $ H-C \u003d O 121,8 $ H-C-H 116,5 $

Datorită polarității legăturilor $ C \u003d O $, atomul de carbon dobândește o încărcare efectivă pozitivă și se numește centru electrofil, iar oxigenul este sarcina negativă și se numește centru nucleofil. Prin urmare, atomul de carbon interacționează cu nucleofilele, care este interacțiunea principală a grupului $ C \u003d O $ de aldehide și cetone în reacțiile chimice, iar oxigenul cu electrofilele. Substituenții acceptanți, care cresc încărcarea pozitivă asupra atomului de carbon al grupării carbonil, cresc semnificativ reactivitatea acesteia. Efectul opus se observă cu acțiunea donator a substituenților:

Figura 4. Acțiunea donatoare a substituenților. Author24 - schimb online de lucrări ale studenților

Deci, aldehidele și cetonele, pe de o parte, prezintă proprietăți electrofile semnificative, iar pe de altă parte, cele nucleofile slabe, precum alcoolii și eterii.

Aldehidele prezintă o activitate chimică mai mare în comparație cu cetone ca urmare a doi factori principali. În primul rând, în prezența unui al doilea reziduu de hidrocarburi $ R $, barierele sterice apar atunci când un nucleofil atacă un centru electrofil. În al doilea rând, substituentul $ R $ cu efectul $ + I $ reduce sarcina pozitivă asupra atomului de carbon electrofil al grupării carbonil și crește sarcina negativă asupra atomului de oxigen. Ca urmare, capacitatea grupării carbonil de a reacționa cu reactivi nucleofili este slăbită.

Energia de legare $ C \u003d O $ este de 680-760 kJ / mol (pentru comparație, energia dublă legătură $ E_ (C \u003d C) $ este 590-640 kJ / mol), dar datorită polarității și polarizabilității mari, grupul carbonil este mai reactiv decât carbonul -carbonă multiplă legătură.

Caracteristicile spectrale ale aldehidelor și cetonelor

În spectrele UV, compușii carbonilici au o bandă de absorbție intensă de -185 nm datorită π-π -transuție și intensitate scăzută 270-300 nm datorită n-πjoncțiune:

Figura 5. Spectre UV: benzaldehidă (I), anilină (II) și fluorobenzen (III). Author24 - schimb online de lucrări ale studenților

Vibrații de întindere intensă a grupului carbonil $ v_ (C \u003d O) $ în intervalul 1850-1650 cm $ ^ (- 1) $ sunt observate în regiunea IR a spectrului, de aceea spectroscopia IR este o metodă fiabilă pentru determinarea acesteia.

În cazul spectroscopiei PMR pentru grupul aldehidă, există un semnal proton caracteristic la 8,5-1,0 părți în masă, care este, de asemenea, un criteriu de încredere pentru prezența sa în grupul carbonil.

A sosit timpul să aflăm mai multe despre această clasă de compuși organici.

\
aldehide - substanțe organice, ale căror molecule conțin o grupare carbonil C \u003d 0, conectate la un atom de hidrogen și un radical hidrocarbonat. /

Formula generală a aldehidelor este

Substanțele organice, în moleculele cărora grupa carbonil este legată de doi radicali hidrocarburi, se numesc cetone.

Evident, formula generală a cetonelor are forma

O
II
R1-C-R2

Grupul carbonil al cetonelor se numește grupa ceto.

În cea mai simplă cetonă, acetonă, gruparea carbonil este legată de doi radicali metilici:

O
II
CH3-C-CH3

Nomenclatură și izomerism

În funcție de structura radicalului hidrocarbonat asociat cu grupa aldehidă, se disting limită, nesaturați, aromatici, heterociclici și alte aldehide. În conformitate cu nomenclatura IUPAC, numele de aldehide limită sunt formate din numele unui alcan cu același număr de atomi de carbon în moleculă folosind sufixul -al.

Pentru a numi cetone în conformitate cu nomenclatura sistematică, grupul ceto este desemnat cu sufixul -on și un număr care indică numărul atomului de carbon al grupării carbonil (numerotarea ar trebui să înceapă de la sfârșitul lanțului cel mai apropiat de grupul ceto).

Aldehidele se caracterizează printr-un singur tip de izomerism structural - izomerismul scheletului de carbon, care este posibil din butanal, iar pentru cetone, de asemenea, izomerismul poziției grupării carbonil (scrieți formulele structurale ale izomerilor butanonei și denumiți-le). În plus, izomerismul interclasic (propanal și propanonă) este, de asemenea, caracteristic pentru ei.

Proprietăți fizice

În aldehidă sau moleculă cetonă, datorită electronegativității mai mari a atomului de oxigen în comparație cu atomul de carbon, legătura C \u003d 0 este puternic polarizată datorită deplasării densității electronilor n- legături la oxigen.

Aldehidele și cetonele sunt substanțe polare cu o densitate excesivă de electroni pe atomul de oxigen. Membrii inferiori ai mai multor aldehide și cetone (formaldehidă, aldehida acetică, acetonă) sunt nelimitați în apă. Punctele lor de fierbere sunt mai mici decât cele ale alcoolilor corespunzători (vezi tabelul 5). Acest lucru se datorează faptului că în moleculele de aldehide și cetone, spre deosebire de alcooli, nu există atomi de hidrogen mobil și nu formează asociați datorită legăturilor de hidrogen. Aldehide inferioare au un miros înțepător; aldehide care conțin patru până la șase atomi de carbon dintr-un lanț au un miros neplăcut; aldehide și cetone superioare au mirosuri florale și sunt utilizate în parfumuri.

Proprietățile chimice ale aldehidelor și cetonelor saturate

Prezența unei grupe aldehide într-o moleculă determină proprietățile caracteristice ale aldehidelor.

Reacții de recuperare

Hidrogenarea aldehidelor este o reacție de reducere în care starea de oxidare a unui atom de carbon dintr-o grupă carbonil este redusă.

Reacții de oxidare

Aldehidele pot fi nu numai reduse, ci și oxidate. În timpul oxidării, aldehidele formează acizi carboxilici. Schematic, acest proces poate fi reprezentat după cum urmează:

Din aldehida propionică (propanal), de exemplu, se formează acid propionic:

Hidroxidul de cupru (II) proaspăt precipitat poate acționa, de asemenea, ca agent oxidant pentru aldehide. Prin oxidarea aldehidei, Cu2 + este redus la Cu4. Hidroxidul de cupru (I) CuOH format în timpul reacției se descompun imediat în oxid roșu (roșu) și apă.

Această reacție, la fel ca reacția „oglindă de argint”, este utilizată pentru a detecta aldehide.

Cetonele nu sunt oxidate nici de oxigenul atmosferic, nici de un agent oxidant slab, cum ar fi oxidul de argint cu amoniac.

Reacții de adiție

Deoarece grupa carbonil conține o legătură dublă, aldehide și cetone sunt capabile să intre în reacții de adiție. Legătura C \u003d 0 este polară, o încărcătură pozitivă parțială este concentrată pe atomul de carbon. Aldehide și cetone intră în reacții de adiție nucleofilă. Astfel de reacții încep cu interacțiunea atomului de carbon al grupării carbonil cu perechea de electroni liberi a reactivului nucleofil (Nu). Apoi, anionul format atașează un proton sau un alt cation.

În timpul adăugării nucleofile de acid hidrocianic în prezența urmelor de alcaline la aldehide și cetone, se formează oxitruri (cianohidrine). aldehide și metil cetone reacționează adiția nucleofilă cu hidrosulfitul de sodiu.

Derivații de hidrosulfit ai aldehidelor și cetonelor formate în acest proces se descompun la încălzirea cu acizi minerali sau sodă pentru a forma compușii carbonilici inițiali.

Aldehidele și cetonele sunt capabile să atașeze compuși organomagnesici (reactivi Grignard). Acești compuși sunt preparați prin reacția metalului de magneziu cu un haloalkan în dietil eter absolut (deshidratat).

Radicalul hidrocarbonat R al compusului organomagnesiu, pe care este concentrată sarcina negativă parțială, este atașat nucleotid de atomul de carbon al grupării carbonil, iar reziduul MgX este atașat de atomul de oxigen:

După descompunere cu o soluție apoasă de acid a produsului rezultat, se formează alcool.

Folosind această reacție, alcoolul primar poate fi obținut din formaldehidă, alcool secundar din orice altă aldehidă și alcool terțiar din cetonă. De exemplu, butanolul-2 poate fi obținut din aldehidă acetică și bromură de etil magneziu.

Aldehide și cetone reacționează cu halogeni, intrând într-o reacție de substituție, chiar și în absența luminii. În acest caz, numai atomii de hidrogen sunt înlocuiți cu halogen la un atom de carbon adiacent grupării carbonil.

Ce provoacă selectivitatea halogenării compușilor carbonilici? Se poate presupune că motivul pentru o astfel de selectivitate a substituției este influența reciprocă a grupurilor de atomi unul asupra celuilalt. Într-adevăr, aldehide și cetone care conțin atomi de hidrogen la un atom de carbon adiacent grupării carbonil sunt capabile să izomerizeze alcoolii nesaturați. Reacția de substituție prin mecanismul ionic implică o etapă intermediară - formarea formei enol a aldehidei sau cetonei.

Aldehidele intră în reacția de policondensare. Studiind fenoli, am examinat în detaliu interacțiunea metanală (formaldehidă) cu fenolul (§ 18), ceea ce duce la formarea de rășini fenol-formaldehidă.

Metode de producție

Aldehide și cetone pot fi obținute prin oxidarea sau deshidrogenarea alcoolilor. Încă o dată, observăm că în timpul oxidării sau deshidrogenării alcoolilor primari se pot obține aldehide, iar alcoolii secundari pot fi cetone.

Reacția lui Kucherov (hidratarea alchinelor) este considerată la § 13. Reamintim că aldehida acetică este obținută din acetilenă, iar cetonele sunt obținute de la omologii acetilenei:

Reprezentanții individuali ai aldehidelor și semnificația lor

Formaldehida, (aldehidă metanică, formică) HCNO este un gaz incolor cu miros înțepător și punct de fierbere de -21 ° C, este foarte solubil în apă. Formaldehida este otrăvitoare! O soluție de formaldehidă în apă (40%) se numește formalină și este utilizată pentru dezinfectare. În agricultură, formalina este folosită pentru îmbrăcarea semințelor, în industria pielii - pentru prelucrarea pielii. Formaldehida este utilizată pentru a produce urotropină - o substanță medicinală. Uneori, urotropina, comprimată sub formă de brichete, este utilizată ca combustibil (alcool uscat). O cantitate mare de formaldehidă este consumată în producția de rășini fenol-formaldehidă și unele alte substanțe.

Aldehida acetică (etanal, acetaldehidă) CH 3 CHO - un lichid cu un miros înțepător, neplăcut și un punct de fierbere de 21 ° C, este solubil în apă. Acidul acetic și o serie de alte substanțe sunt obținute din aldehida acetică la scară industrială, fiind utilizat pentru producerea de diverse materiale plastice și fibre de acetat. Aldehida acetică este otrăvitoare!

1. Câți atomi de carbon sunt conținuți în cea mai simplă moleculă de aldehidă? într-o moleculă cetonică simplă? Denumiți aceste substanțe. Dați sinonime pentru numele lor.

2. Care sunt substanțele ale căror formule structurale sunt următoarele:

3. Elaborați formule structurale pentru izomerii butanali. La ce clase aparțin aceste substanțe? Numiți-le. Compuneți ecuațiile pentru reacțiile de hidrogenare ale acestor compuși și indicați numele produselor de reacție.

4. Ce volum de formaldehidă (n.) Trebuie hidrogenat pentru a obține 16 g de alcool metilic?

5. Compuneți ecuația pentru hidrogenarea dimetilcetonă (acetonă). Care este masa molară a produsului de reacție?

6. Scrieți ecuația de reacție pentru „oglinda de argint” care implică metanal. Ce grupe funcționale conține o moleculă de acid carboxilic - un produs al acestei reacții? Poate fi oxidat cu oxid de argint cu amoniac? Ce se poate forma în acest caz? Ilustrează-ți răspunsul cu ecuații de reacție.

7. În timpul reacției „oglindă argintie”, s-a format un acid carboxilic având o greutate moleculară relativă de 88. Ce substanțe organice pot fi reactanți în această reacție? Folosind formule structurale, alcătuiți ecuațiile posibile ale acestei reacții.

8. Care este masa de acetaldehidă necesară pentru a restabili 0,54 g argint din oxidul său? Ce cantitate de hidroxid de potasiu este necesară pentru a neutraliza acidul acetic format în timpul acestui lucru?

9. Într-unul dintre vase se găsește o soluție de acetonă, în cealaltă - acetaldehidă. Propuneți modalități de a determina conținutul fiecărei nave.

10. Ce substanțe se formează la încălzirea hidroxidului de cupru (II) cu propanal? Confirmați răspunsul cu ecuația de reacție. Care sunt semnele acestei reacții?

11. În timpul arderii a 4,5 g de materie organică, s-au format 3,36 L (n.a.) de dioxid de carbon și 2,7 ml de apă. Determinați cea mai simplă și adevărată formulă pentru o substanță dacă densitatea în aer este de 1,035. Explicați etimologia numelor acestei substanțe. Care sunt domeniile de aplicare a acestuia?

12 *. Elaborați ecuațiile reacțiilor care pot apărea la bromurarea propanalului în lumină. Ce produse pot fi formate în același timp? Numiți-le. Ce produse se formează atunci când propanal reacționează cu apa brom acidulată? Numiți-le.

13 *. În timpul oxidării a 11,6 g de compus organic care conține oxigen, s-a format 14,8 g de acid carboxilic monobazic și s-a eliberat 4,48 l (n.a.) de gaz cu un exces de bicarbonat de sodiu. Determinați structura compusului de pornire.

14 *. În timpul oxidării a 1,18 g dintr-un amestec de aldehide formice și acetice cu un exces de soluție de oxid de argint amoniac, s-au format 8,64 g de precipitat. Determinați fracția în masă a aldehidelor din amestec.

Conținutul lecției rezumatul lecției suport cadru lecții prezentare metode de accelerare tehnologii interactive practică sarcini și exerciții ateliere de autoexaminare, instruiri, cazuri, căutări teme de discuție întrebări retorice ale elevilor ilustrații audio, clipuri video și multimedia fotografii, imagini, diagrame, tabele, scheme, umor, glume, glume, parabole comice, ziceri, cuvinte încrucișate, citate Suplimente rezumate articole jetoane pentru cărți de înșelare curioase manuale de bază și glosar suplimentar de termeni Îmbunătățirea manualelor și a lecțiilor corectarea erorilor din manual actualizarea unui fragment dintr-un manuale elemente de inovație din lecție înlocuind cunoștințele învechite cu noi Doar pentru profesori lecții perfecte recomandări metodologice anuale ale programului de discuții Lecții integrate