Глава 15. Карбонильные соединения.

Альдегиды и кетоны (оксосоединения).

Соединения, содержащие в своем составе карбонильную

 

группу (оксогруппу) называются карбонильными соединениями. Общая формула С_nН_2nО.

Альдегидами называются соединения, в которых карбонильная группа связана с одним радикалом и одним атомом водорода.

Общая формула альдегидов

 

В кетонах карбонильная группа связана с двумя

кетогруппа (оксогруппа)

радикалами.

 

Общая формула кетонов

В молекулах оксосоединений может содержаться одна или несколько оксогрупп. В зависимости от характера R карбонильные соединения могут быть:

насыщенные –

ненасыщенные –

 

ароматическими –;

 

гетероциклическими –;

15.1 Изомерия. Номенклатура альдегидов. Изомерия альдегидов обусловлена изомерией радикала.

Альдегиды часто называют по травиальной номенклатуре.

 

Например: муравьиный альдегид, он отличается от других альдегидов по строению, вместо R у него находится атом водорода. Как в дальнейшем узнаем, он будет отличаться и свойствами. Поэтому за основу названия альдегидов по Р.н. принимается уксусный альдегид.

По систематической (М.н.) номенклатуре к названию алкана самой длинной цепи, в которой содержится альдегидная группа прибавляется окончание аль. С нее начинается нумерация цепи.

 

Формулы альдегидов	Травиальные названия	Р.н.	М.н.
	муравьиный альдегид	-	метаналь
	уксусный альдегид	ацетальдегид	этаналь
	пропионовый альдегид	метилуксус-ный альдегид	пропаналь
	масляный альдегид	этилуксус-ный альдегид	бутаналь
	изомасляный альдегид	диметилуксусный альдегид	2-метил-бутаналь
	Изовалерьяновый альдегид	изопропилуксусный альдегид	3-метил бутаналь

Закрепление: Напишите формулу триметилуксусного альдегида и назовите его по М.н.

15.2 Изомерия, номенклатура кетонов. Изомерия кетонов обусловлена положением кетогруппы в цепи и строением радикалов.

По Р.н. название строится из названия радикалов (в алфавитном порядке) с прибавлением слова кетон.

По М.н. к названию алкана основной цепи прибавляется окончание ОН и цифрой указывается номер углеродного атома кетогруппы.

 

	ацетон, диметилкетон	пропанон
	метилэтилкетон	бутанон-2
	изопропилметил кетон	3-метилбутанон-2
	ацетофенон, метилфенилкетон	2-фенилэтанон-2

Закрепление: Напишите структурную формулу 3,3-диметилпентанон-2 и назовите по Р.н.

Способы получения.

Окисление спиртов. При окислении первичных спиртов получаются альдегиды, вторичных – кетоны.

 

 

 

Дегидрирование спиртов:

 

 

Декарбоксилирование (пиролиз) солей карбоновых кислот:

 

 

Если взять смесь соли одной любой, а другой муравьиной кислот, то получаются альдегиды:

 

 

В присутствии катализаторов MnО, при нагревании получаются из карбоновых кислот и альдегиды, и кетоны.

 

 

Оксосинтез алкенов (карбонилирование) – прямое присоединение синтез-газа (СО+Н₂) к алкенам, при этом получаются только альдегиды, содержащие на один углеродный атом больше, чем в исходном алкене:

 

Гидратация алкинов. Реакция Кучерова. Из ацетилена получается уксусный альдегид, а из его гомологов – кетоны.

 

Гидролиз дигалогенопроизводных, содержащих два атома галогена при одном углеродном атоме. Если оба атома галогена находятся при первичном С атоме, то получаются альдегиды, при вторичном – кетоны.

 

 

	Н

 

 

 

 

Окисление углеводородов кислородом воздуха в присутствии катализаторов. Так в промышленности получают уксусный альдегид и ацетон:

 

 

 

Восстановление хлорангидридов кислот.

 

 

при этом получаются только альдегиды.

Непосредственное введение альдегидной группы в бензольное ядро действием СО и катализатора. Реакция легче протекает с гомологами бензола, причем в n-положение:

 

 

Получение ароматических кетонов по реакции Фриделя-Крафтса, действием на арены хлорангидридами кислот:

 

 

Окисление ароматических углеводородов:

 

15.4 Физико-химические свойства. Муравьиный альдегид – газ, остальные низшие альдегиды и кетоны – жидкости, высшие твердые вещества. Низшие альдегиды и кетоны хорошо растворимы в воде, с характерным запахом. При одном и том же составе и строении углеродной цепи кетоны кипят при более высоких температурах, чем альдегиды.

Химические свойства. Альдегиды и кетоны – реакционноспособные вещества, это объясняется полярностью карбонильной группы (С = О). Электронная плотность двойной связи и (-Jэф)в ней смещена в сторону атома кислорода, как к более отрицательному атому, а на атоме углерода создается частичный положительный заряд:

 

 

Поэтому к нему подходит отрицательно-заряженная частица (нуклеофил).