| Темы на форуме | Автор | Дата |
Получение.
1. Гидратация алкинов. Из ацетилена получается альдегид, из его гомологов — кетоны :
Hg2+, H+
СH≡СН + Н2О → СН3-СН=О.
Hg2+, H+
СН3-С≡СН + Н2О → СН3-СО-СН3.
Из-за своей относительной дороговизны, а также из-за того, что получаемые соединения загрязнены токсичными соединениями ртути, в настоящее время этот способ находит ограниченное применение.
2. Общий способ получения карбонильных соединений окисление спиртов . В качестве окислителя можно использовать не только дихромат или перманганат калия, но и другие окислители, например, оксид меди (II) при нагревании:
t
СН3-СН2-ОН + СuО → СН3-СН=О + Сu + Н2О,
t
СН3-СН(ОН)-СН3 + СuО → СН3-СО-СН3 + Сu + Н2О.
3. При щелочном гидролизе дигалогеналканов, содержащих два атома галогена при одном атоме углерода, образуются двухатомные спирты, в которых две группы ОН соединены с одним атомом углерода. Эти вещества неустойчивы и отщепляют воду, превращаясь в карбонильные соединения:
2NaOH
СН3-СНСl2 → [СН3СН(ОН)2] → СН3-СН=О + Н2О.
-2NaCl
4. Дегидрирование спиртов. Одним из промышленных способов получения альдегидов и кетонов является дегидрированиеспиртов в газовой фазе над металлическими медью, серебром, хромом, никелем, оксидом цинка и др., например:
ZnO, 380° С
СН3-СН(ОН)-СН3 → СН3-СО-СН3
Пропанол-2 Ацетон (выход-90%)
5. Окисление алкенов. Альдегиды и кетоны получают окислением углеводородов ряда этилена кислородом воздуха в присутствии хлоридов палладия (II) и меди (I), например:
(1)
Этилен Уксусный альдегид
(выход >90%}
Этим экономичным способом в промышленности получают низшие альдегиды и кетоны.
6. Простейший кетон — ацетон — получают кумольным методом вместе с фенолом.
Химические свойства альдегидов и кетонов определяются тем, что в состав их молекул входит карбонильная группа с полярной двойной связью. Альдегиды и кетоны — химически активные соединения, которые склонны к реакциям присоединения по связи С=О. Эти реакции протекают по механизму нуклеофильного присоединения (обозначается AN от англ, addition nucleophilic). Активность альдегидов и кетонов в реакциях присоединения определяется величиной положительного заряда d+ на атоме углерода в карбонильной группе. Электронодонорные группы, связанные с группой СО, уменьшают величину этого заряда. Карбонильная группа кетонов связана с двумя углеводородными радикалами (которые являются электронодонорными группами), поэтому кетоны менее активны, чем альдегиды (в которых группа СО связана только с одним радикалом). Самым активным из альдегидов является формальдегид H2CO.
Важнейшие реакции присоединения:
1. Присоединение водорода (восстановление). При взаимодействии альдегидов с водородом получаются первичные спирты:
Ni, t
R-CH=O + Н2 → R-CH2-OH.
Кетоны в аналогичной реакции дают вторичные спирты. В лабораторных условиях для восстановления карбонильных соединений используют алюмогидрид лития LiAlH4.
2. Присоединение циановодородной (синильной) кислоты:
KCN
СН3-СН=О + H-CN → СН3-СН(СN)-ОН.
Образовавшееся соединение содержит на один атом углерода больше, чем исходный альдегид или кетон, поэтому подобные реакции используются для удлинения углеродной цепи.
3. Взаимодействие со спиртами. Альдегиды могут взаимодействовать с одной или двумя молекулами спирта, образуя соответственно полуацетали и ацетали.
Полуацеталями называют соединения, содержащие при одном атоме углерода гидроксильную и алкоксильную (OR) группы. Ацетали — это соединения, содержащие при одном атоме углерода две алкоксильные группы:
полуацеталь ацеталь
Реакцию получения ацеталей широко используют в органических синтезах для "защиты" активной альдегидной группы от нежелательных реакций:
Особенно важное значение подобные реакции имеют в химии углеводов.
4. Присоединение гидросульфитов служит для выделения альдегидов из смесей с другими веществами и для получения их в чистом виде, поскольку полученное сульфопроизводное очень
легко гидролизуется:
R-CH=O + NaHSO3 → R-CH(OH)-SO3Na.
5. Присоединение реактива Гриньяра. В органическом синтезе чрезвычайно часто используется реактив Гриньяра — одно из простейших металлоорганических соединений.
При добавлении раствора галогеналкана в диэтиловом эфире к магниевой стружке легко происходит экзотермическая реакция, магний переходит в раствор и образуется реактив Гриньяра:
R-X + Mg → R-Mg-X ,
где R — алкильный или арильный радикал, X — галоген.
а) Взаимодействием реактива Гриньяра с формальдегидом можно получить практически любой первичный спирт (кроме метанола). Для этого продукт присоединения реактива Гриньяра
гидролизуют водой:
Н2O
Н2СО + RMgX → R-CH2-O-MgX → R-CH2-OH .
-Mg(OH)X
б) При использовании любых других алифатических альдегидов могут быть получены вторичные спирты:
в) Взаимодействием реактивов Гриньяра с кетонами получают третичные спирты:
Н2O
(СН3)2С=O + R-MgX → (СН3)2С( R)-O-MgX → (СН3)2С( R)-OH
-Mg(OH)X
6. Присоединение воды. Альдегиды в водных растворах существуют в виде гидратных форм, образующихся в результате присоединения воды к карбонильной группе:
Гидратная форма
формальдегида
Реакция обратима, положение равновесия зависит от реакционной способности карбонильного соединения. Например, формальдегид гидратирован на 100%, менее активный ацетальдегид — только на 51%. Кетоны в водных растворах практически не гидратируются.
Реакции окисления. Альдегиды и кетоны по-разному относятся к действию окислителей. Альдегиды легко (значительно легче, чем спирты) окисляются в соответствующие карбоновые кислоты. Для их окисления можно использовать такие мягкие окислители, как оксид серебра и гидроксид меди (II).
Кетоны к действию окислителей инертны, в частности, они не окисляются кислородом воздуха. Кетоны реагируют только с очень сильными окислителями, способными разорвать связи С-С в их молекуле.
7. Реакция "серебряного зеркала" — это окисление альдегидов аммиачным раствором оксида серебра. В водном растворе аммиака оксид серебра образует комплексное соединение
[Аg(NН3)2]ОН, при действии которого на альдегид происходит окислительно-восстановительная реакция с образованием соли аммония:
R-CH=0 + 2[Ag(NH3)2]OH → RCOONH4+ 2Ag↓+ 3NH3 + H2O (2)
Иногда эту реакцию записывают в упрощенном виде:
NH3 R-CH=O + Ag2O →R-COOH + 2Ag↓.
8. При окислении альдегидов гидроксидом меди (II) последний превращается в желтый гидроксид меди (I), который при нагревании разлагается с образованием оксида меди (I) красного цвета:
t
СН3-СН=О + 2Сu(ОН)2 → СН3-СООН + Cu2O↓ + 2Н2О.
Данная реакция и реакция серебряного зеркала являются качественными реакциями на альдегиды. Реакции поликонденсации
9. Для альдегидов характерны реакции поликонденсации.
Применение. Формальдегид используют для получения полимерных материалов (фенолформальдегидных смол). В водном растворе формальдегида (формалине) хранят анатомические препараты. Ацетальдегид применяют для получения различных соединений алифатического ряда — уксусной кислоты, уксусного ангидрида, этилового эфира уксусной кислоты и т.д. Ацетон используют как растворитель для лаков, красок и т.д.
Своё Спасибо, еще не выражали..
admin
Подготовка к ГИА и ВПР
