ГБОУ ВПО СПХФА Альдегиды и кетоны алифатического ряда

Альдегиды и кетоны СО Карбонильная группа Классификация: 1. Альдегиды Кетоны 2. Монокарбонильные R-СН=О R-СО-R С R H O R R C O

Поликарбонильные O=CH-(CH 2 )-CH=O 3. По насыщенности углеводородного радикала: Предельные СН 3 -СН 2 -СН=О непредельные СН 3 -СН=СН-СН=О

Предельные альдегиды и кетоны Номенклатура Соединение ИЮПАКРационально е название Тривиальное название Метаналь-Муравьиный (Формальдегид) Этаналь УксусныйАцетальдегид Пропаналь МетилуксусныйПропионовый Бутаналь ЭтилуксусныйМасляный

2-метил- пропаналь Диметилуксусны й Изомасляный Пентаналь ПропилуксусныйВалериановый 3-метил- бутаналь Изопрпилуксусн ый Изовалерианов ый 2,2-диметил- пропаналь Триметилуксусн ый Пивалоновый Гексаналь БутилуксусныйКапроновый

Кетоны Пропанон ДиметилкетонАцетон Бутанон Метилэтил- кетон Метилацетон 2-пентанон Метилпропил- кетон 2-метил-2- бутанон Метилпропил- кетон

Диальдегиды Соединение Классифика ция ИЮПАКТривиальное название α- диальдегид Этандиаль Глиоксаль β- диальдегид Пропандиаль Малоновый альдегид γ- диальдегид Бутандиаль Янтарный альдегид

Дикетоны Соединение Классифика ция ИЮПАКТривиальное название α-дикетон БутандионДиацетил β-дикетон 2,4- пентандион Ацетилацетон γ-дикетон 2,5- гександион Ацетонилацет он

Изомерия 1.Структурная: а) положение карбонильной группы: б) углеродной цепи: масляный и изомасляный альдегиды 2. Конформационная:

Способы получения I.Без изменения углеродной цепи 1. Окисление спиртов 2. Дегидрирование спиртов

Способы получения (продолжение) 3. Гидролиз геминальных дигалогеноалканов 4. Гидратация алкинов 5. Восстановление галогенангидридов кислот (по Розенмуду)

Способы получения (продолжение) II C изменением углеродной цепи 6. Пиролиз карбоновых кислот 7. Пиролиз кальциевых или бариевых солей карбоновых кислот

Способы получения (продолжение) 8. Магний-органический синтез а) синтез альдегидов Х= ONa, OR, Галоген б) синтез кетонов

Способы получения (продолжение) 9. Оксосинтез (промышленный способ) 10. Ацилирование кадмий органических соединений

Физические свойства Альдегиды и кетоны (кроме НСОН) жидкости. Ткип ниже Ткип спиртов из-за отсутствия водородной связи. Растворимость в воде падает с возрастанием молекулярной массы. Простейшие альдегиды имеют резкий, неприятный запах. Кетоны, особенно с разветвленной цепью, пахнут довольно приятно.

Химические свойства Строение карбонильной группы СО С=О sp²

Сравнение реакционной способности карбонильной группы в реакции с нуклеофилами +δ > +δ > +δ

Реакции нуклеофильного присоединения (A N ) 1. С гидросульфитом натрия NaHSO 3 Механизм Реакция используется для очистки альдегидов и метилалкилкетонов от других классов соединений

2. Циангидринный (оксинитрильный) синтез Механизм

Реакции нуклеофильного присоединения (A N ) (продолжение) 3. Реакции с замещенными аминосоединениями ( NH 2 -X ) а) с гидроксиламином (NH 2 -OH) Механизм б) с гидразином (NH 2 -NH 2 ) Реакция Кижнера

в) с фенилгидразином (С 6 Н 5 -NH-NH 2 ) г) с семикарбазидом (NH 2 -NH-CO-NH 2 ), тиосемикарбазидом д) с аммиаком е) с амином (R-NH 2 ) Реакции нуклеофильного присоединения (A N ) (продолжение)

4. Реакция с РС Реакция с реактивом Гриньяра (RMgJ) 6. Реакция гидратации

Реакции нуклеофильного присоединения (A N ) (продолжение) 7. Реакция со спиртом а) образование полуацеталей Механизм Н+ катализа

Механизм ОН ֿкатализа б) Образование ацеталей

Реакции нуклеофильного присоединения (A N ) (продолжение) Механизм образования ацеталя (из полуацеталя) в) Образование деталей

Реакции нуклеофильного присоединения (A N ) (продолжение) 8. Полимеризация альдегидов 9. Восстановление карбонильных соединений а) LiAlH 4

Реакции гидрирования а ) Н 2 / кат б) амальгамами или металлами (Na, Mg)

Реакции углеводородного радикала

10. Реакции с галогенами 11. Галоформная реакция

Реакции углеводородного радикала 12. Альдольная конденсация – реакция Бородина 13. Кротоновая конденсация

Реакции углеводородного радикала 14. Реакция Канниццаро Механизм

Реакции углеводородного радикала 15. Сложно-эфирная конденсация Тищенко (только для альдегидов) Механизм:

16. Реакции окисления а) Альдегидов 1)кислородом воздуха 2)реакция Толленса – серебряного зеркала 3) Феллинговой жидкостью

б) Кетонов Правило Попова: при окислении кетонов С-С связь расщепляется таким образом, что карбонильная группа уходит в основном с наименьшим радикалом. Кетоны устойчивы к действию окислителей и не окисляются концентрированным раствором КМnО 4. В качестве окислителей используются концентрированная Н 2 SO 4, НNO 3, CrO 3.

Непредельные альдегиды и кетоны Номенклатура Акролеин Пропеналь Транс-кротоновый(Е)-2- бутеналь Цис-кротоновый(Z)-2- бутеналь Винилуксусный 3-бутеналь Метилвинилкетон 3-бутен-2- он

Изомерия 1. Структурная а) положение СН 3 СН=СН-СН=О и СН 3 -СО-СН=СН 2 б) положение двойной связи СН 3 СН=СН-СН=О и СН 2 =СН-СН 2 -СН=О в) изомерия углеводородного радикала 2. Геометрическая 3. Конформационная С=О

Способы получения 1. Применение методов образования двойной связи и карбонильной группы 2. Альдольная конденсация

Химические свойства α,β-непредельные карбонильные соединения образуют сопряженную поляризованную систему, вступающую в реакции 1,4 присоединения с электрофильными и нуклеофильными реагентами Оба вида реакций протекают против правила Марковникова

Химические свойства I Реакции А Е 1. Гидрогалогенирование Механизм

Химические свойства ( продолжение ) II Реакции А N 2. с HCN / KCN Механизм 3. с NaHSO 3

Химические свойства ( продолжение ) 4. α, β-непредельные кетоны с HCN Особенностью реакции является присоединение HCN только по системе сопряженной поляризованной связи

Отдельные представители Акролеин получают: дегидратация глицерина альдольная конденсация Кротоновый альдегид использование

Кетены Метилкетен СН 2 =С=О