1 АЛЬДЕГИДЫ И КЕТОНЫ Это производные углеводородов

1

АЛЬДЕГИДЫ И КЕТОНЫ Это производные углеводородов, КАРБОНИЛЬНУЮ ГРУППУ содержащие В молекуле альдегидов ОДНА ВАЛЕНТНОСТЬ КАРБОНИЛЬНОЙ ГРУППЫ затрачивается на СОЕДИНЕНИЕ С АТОМОМ ВОДОРОДА, а ДРУГАЯ – С РАДИКАЛОМ (предельного ряда в предельных альдегидах и непредельного – в непредельных альдегидах). Общая формула альдегидов: R–С–Н ║ О Для кетонов обе валентности карбонильной группы затрачиваются на соединение с радикалами. Общая формула кетонов: 2

АЛЬДЕГИДЫ И КЕТОНЫ R–С–R ║ О ПРЕДЕЛЬНЫЕ АЛЬДЕГИДЫ И КЕТОНЫ ИЗОМЕРИЯ. НОМЕНКЛАТУРА ОБЩАЯ ФОРМУЛА предельных альдегидов и кетонов Сn. Н 2 n. О. Изомерия АЛЬДЕГИДОВ связана СО СТРОЕНИЕМ РАДИКАЛОВ. Например, существует четыре альдегида с формулой АЛЬДЕГИДЫ НАЗЫВАЮТ или ПО КИСЛОТАМ, в которые они переходят при окислении (с тем же числом углеродных атомов), или ПО ПРЕДЕЛЬНЫМ УГЛЕВОДОРОДАМ С ДОБАВЛЕНИЕМ СУФФИКСА –АЛЬ. 3

АЛЬДЕГИДЫ И КЕТОНЫ муравьиный альдегид (формальдегид), метаналь уксусный альдегид, этаналь масляный альдегид, бутаналь изомасляный метилпропаналь альдегид, валериановый альдегид, пентаналь изовалериановый альдегид, 3 -метилбутаналь 4

АЛЬДЕГИДЫ И КЕТОНЫ метилэтилуксусный альдегид, 2 -метилбутаналь триметилуксусный альдегид, 2, 2 -диметилпропаналь Изомерия КЕТОНОВ связана со строением радикалов и с положением карбонильной группы в углеродной цепи. КЕТОНЫ НАЗЫВАЮТ по наименованию радикалов, связанных с карбонильной группой. ПО СИСТЕМАТИЧЕСКОЙ НОМЕНКЛАТУРЕ к названию предельного углеводорода добавляется суффикс –ОН и указывается номер атома углерода, связанного с карбонильным кислородом: 5

АЛЬДЕГИДЫ И КЕТОНЫ диметилкетон, ацетон пропанон (тривиальное название), метилэтилкетон, бутанон метилпропилкетон, 2 -пентанон метилизопропилкетон, З-метил-2 -бутанон диэтилкетон, 3 -пентанон метил-втор-бутилкетон, З-метил-2 -пентанон 6

АЛЬДЕГИДЫ И КЕТОНЫ СПОСОБЫ ПОЛУЧЕНИЯ 1 ОКИСЛЕНИЕМ ИЛИ КАТАЛИТИЧЕСКИМ ДЕГИДРИРОВАНИЕМ ПЕРВИЧНЫХ СПИРТОВ ПОЛУЧАЮТ АЛЬДЕГИДЫ, ВТОРИЧНЫХ – КЕТОНЫ. Эти реакции описаны при рассмотрении химических свойств спиртов. 2 ПИРОЛИЗОМ КИСЛОТ И ИХ СМЕСЕЙ в виде паров над оксидами металлов (Th. O 2, Mn. O 2, Ca. O, Zn. O) при 400– 450 °С: R–СООН + Н–СООН → R–СНО + СО 2 + Н 2 О, 2 R–COOH → R–CO–R + СО 2+Н 2 О, R 1–COOH + R 2–COOH→R 1–CO–R 2 + СО 2 + Н 2 О 3 ГИДРАТАЦИЕЙ АЦЕТИЛЕНА И ЕГО ГОМОЛОГОВ ПО РЕАКЦИИ КУЧЕРОВА получают уксусный альдегид или кетон: НСΞСН + Н 2 О → СН 3–СНО, 7

АЛЬДЕГИДЫ И КЕТОНЫ 4 В технике альдегиды получают ПРИСОЕДИНЕНИЕМ СО и Н 2 К ОЛЕФИНАМ (ОКСОСИНТЕЗ) при 100– 200 °С под давлением 100– 200 атм в присутствии кобальтового или никелевого катализаторов: ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА Муравьиный альдегид – газ. Другие низшие альдегиды и кетоны – жидкости, легко растворимые в воде. При одном и том же составе и строении углеродной цепи кетоны кипят при более высоких температурах, чем альдегиды. Температуры кипения альдегидов и кетонов с нормальным строением цепи выше, чем у соединений 8 изостроения.

АЛЬДЕГИДЫ И КЕТОНЫ Альдегиды и кетоны кипят при более низкой температуре, чем спирты с тем же числом углеродных атомов. Это объясняется тем, что АЛЬДЕГИДЫ И КЕТОНЫ НЕ ЯВЛЯЮТСЯ АССОЦИИРОВАННЫМИ ЖИДКОСТЯМИ. Плотность альдегидов и кетонов ниже единицы. ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА Альдегиды и кетоны обладают высокой реакционной способностью, которая определяется присутствием активной КАРБОНИЛЬНОЙ ГРУППЫ. 1 ГИДРИРОВАНИЕ Присоединение водорода к альдегидам и ке-тонам происходит в присутствии катализаторов (Ni, Со, Си, Pt, Pd и др. ). Альдегиды переходят в первичные, а кетоны – во вторичные спирты. В качестве восстановителя применяют литийалюминийгидрид Li. Al. H 4: 9

АЛЬДЕГИДЫ И КЕТОНЫ 2 РЕАКЦИИ НУКЛЕОФИЛЬНОГО ПРИСОЕДИНЕНИЯ 2. 1 ПРИСОЕДИНЕНИЕ СИНИЛЬНОЙ КИСЛОТЫ (HCN) приводит к образованию α-оксинитрилов. Их омылением получают α -оксикислоты: 10

АЛЬДЕГИДЫ И КЕТОНЫ 2. 2 ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ С АММИАКОМ позволяет различить альдегиды и кетоны. АЛЬДЕГИДЫ ВЫДЕЛЯЮТ ВОДУ, образуя АЛЬДИМИНЫ: Кетоны с аммиаком таких соединений не образуют. 3 РЕАКЦИИ ОКИСЛЕНИЯ Окисление альдегидов происходит легче, чем кетонов. ПРИ ОКИСЛЕНИИ АЛЬДЕГИДОВ ОБРАЗУЮТСЯ КИСЛОТЫ БЕЗ ИЗМЕНЕНИЯ УГЛЕРОДНОГО СКЕЛЕТА, КЕТОНЫ ОКИСЛЯЮТСЯ С ОБРАЗОВАНИЕМ ДВУХ БОЛЕЕ ПРОСТЫХ КИСЛОТ ИЛИ КИСЛОТЫ И КЕТОНА. 11

АЛЬДЕГИДЫ И КЕТОНЫ Процесс окисления альдегидов: 2 R–СН=О + О 2 → 2 R–СООН Аммиачный раствор оксида серебра [Ag(NH 3)2]OH при нагревании с альдегидами (но не с кетонами) окисляет альдегид в кислоту с образованием свободного металлического серебра. Это РЕАКЦИЯ СЕРЕБРЯНОГО ЗЕРКАЛА применяется для качественного определения альдегидов. ОКИСЛЕНИЕ КЕТОНОВ протекает с разрывом углеродной цепочки в разных направлениях в зависимости от строения кетонов. По продуктам окисления можно судить о строении кетонов. 12

АЛЬДЕГИДЫ И КЕТОНЫ 4 РЕАКЦИИ ПОЛИМЕРИЗАЦИИ Характерны ТОЛЬКО ДЛЯ АЛЬДЕГИДОВ. происходят при действии на альдегиды кислот: Они 5 ГАЛОГЕНИРОВАНИЕ Альдегиды и кетоны реагируют с бромом и иодом с одинаковой скоростью независимо от концентрации галогена. Эти реакции протекают с предварительным превращением карбонильного соединения в енол. 13

АЛЬДЕГИДЫ И КЕТОНЫ 14