Физические и химические свойства альдегидов и кетонов

19 Мар

Физические свойства

В молекулах альдегидов и кетонов отсутствуют атомы водорода, способные к образованию водородных связей. Поэтому их температуры кипения ниже, чем у соответствующих спиртов. Метаналь (формальдегид) — газ, альдегиды С2–C5 и кетоны С3–С4 — жидкости, высшие — твердые вещества.

Низшие гомологи растворимы в воде, благодаря образованию водородных связей между атомами водорода молекул воды и карбонильными атомами кислорода. С увеличением углеводородного радикала растворимость в воде падает.

 Химические свойства

Для карбонильных соединений характерны реакции различных типов:

·        присоединение по карбонильной группе;

·        полимеризация;

·        конденсация;

·        восстановление и окисление.

Большинство реакций альдегидов и кетонов протекает по механизму нуклеофильного присоединения (AN) по связи С=О.
Реакционная способность в таких реакциях уменьшается от альдегидов к кетонам:

o320

Это объясняется, главным образом, двумя факторами:

·         углеводородные радикалы у группы С=О увеличивают пространственные препятствия присоединению к карбонильному атому углерода новых атомов или атомных групп;

·         углеводородные радикалы за счет +I-эффекта уменьшают положительный заряд на карбонильном атоме углерода, что затрудняет присоединение нуклеофильного реагента.

I. Реакции присоединения

1. Присоединение водорода (восстановление):                       

R-CH=O + H2 t,Ni → R-CH2-OH (первичный спирт)

o25134

2. Присоединение циановодородной кислоты (синильной):

o3411

Эта реакция используется для удлинения углеродной цепи, а также для получения α-гидроксикислот R-CH(COOH)OH по схеме:

R-CH(CN)OH + H2O -> R-CH(COOH)OH + NH3

CH3-CH=O + H-CN → CH3-CH(CN)-OH

CH3CH(CN)-OH  циангидрин –яд! в ядрах косточек вишен, слив

3. Со спиртами – получают полуацетали и ацетали:

71

 

o3412

Полуацетали — соединения, в которых атом углерода связан с гидроксильной и алкоксильной (-OR) группами.
Взаимодействие полуацеталя с еще одной молекулой спирта (в присутствии кислоты) приводит к замещению полуацетального гидроксила на алкоксильную группу OR’ и образованию ацеталя:

o3413
 
72

Ацетали — соединения, в которых атом углерода связан с двумя алкоксильными 

(-OR) группами.

4. Присоединение воды:

8

5. Присоединение реактива Гриньяра  (используется для получения первичных спиртов, кроме метанола):

R-X(рр  в диэтиловом эфире) +  Mg стружка → R-Mg-X (реактив Гриньяра) + Q

Здесь R – алкильный или арильный радикал; Х – это галоген.

HCH=OCH3MgClCH3CH2OMgCl   (присоединение)

CH3CH2OMgCl + H2OCH3CH2OH + Mg(OH)Cl   (гидролиз)

6. Взаимодействие с аммиаком

II. Реакции окисления

1. Реакция серебряного зеркала – качественная реакция на альдегидную группу:

9Кетоны не вступают в реакцию «серебряного зеркала». Они окисляются с трудом лишь при действии более сильных окислителей и повышенной температуре. При этом происходит разрыв С–С-связей (соседних с карбонилом) и образование смеси карбоновых кислот меньшей молекулярной массы.

2. Окисление гидроксидом меди(II):   

10
 
3. Аль­де­ги­ды могут быть окис­ле­ны до кис­лот бром­ной водой

III. Реакции замещения

С галогенами:

CH3-CH=O + Cl2 → ClCH2-CH=O + HCl

                                   здесь , ClCH2-CH=O — хлоруксусный альдегид

IV. Реакции полимеризации               

n CH2=O t,kat → ( -CH2-O-)n    полиформальдегид                                           

V. Реакции поликонденсации

n HCH=O + (n+1) C6H5OH  t,katnH2O +  [-C6H3(OH)-CH2C6H3(OH)-]n                                                                                        фенолформальдегидная смола 

aldegidy-i-ketony-nomenklatura-poluchenie-svojstva

Поделиться в соц. сетях

Опубликовать в Одноклассники

Комментарии: