Свойства альдегидов

Физические и химические свойства альдегидов

Свойства альдегидов

Общая формула предельных альдегидов и кетонов CnH2nO. В названии альдегидов присутствует суффикс –аль.

Простейшие представители альдегидов – формальдегид (муравьиный альдегид) –СН2 = О, ацетальдегид (уксусный альдегид) – СН3-СН = О. Существуют циклические альдегиды, например, циклогексан-карбальдегид; ароматические альдегиды имеют тривиальные названия – бензальдегид, ванилин.

Атом углерода в карбонильной группе находится в состоянии sp2-гибридизации и образует 3σ-связи (две связи С-Н и одну связь С-О). π-связь образована р-электронами атомов углерода и кислорода. Двойная связь С = О является сочетанием σ- и π-связей. Электронная плотность смещена в сторону атома кислорода.

Для альдегидов характерна изомерия углеродного скелета, а также межклассовая изомерия с кетонами:

СН3-СН2-СН2-СН = О (бутаналь);

СН3-СН(СН3)-СН = О (2-метилпентаналь);

СН3-С(СН2-СН3) = О (метилэтилкетон).

Химические свойства альдегидов

В молекулах альдегидов имеется несколько реакционных центров: электрофильный центр (карбонильный атом углерода), участвующий в реакциях нуклеофильного присоединения; основный центр – атом кислорода с неподеленными электронными парами; α-СН кислотный центр, отвечающий за реакции конденсации; связь С-Н, разрывающаяся в реакциях окисления.

1. Реакции присоединения:

— воды с образованием гем-диолов

R-CH = O + H2O ↔ R-CH(OH)-OH;

— спиртов с образованием полуацеталей

CH3-CH = O + C2H5OH ↔CH3-CH(OH)-O-C2H5;

— тиолов с образованием дитиоацеталей (в кислой среде)

CH3-CH = O + C2H5SH ↔ CH3-CH(SC2H5)-SC2H5 + H2O;

— гидросульфита натрия с образованием α-гидроксисульфонатов натрия

C2H5-CH = O + NaHSO3 ↔ C2H5-CH(OH)-SO3Na;

— аминов с образованием N-замещенных иминов (основания Шиффа)

C6H5CH = O + H2NC6H5 ↔ C6H5CH = NC6H5 + H2O;

— гидразинов с образованием гидразонов

CH3-CH = O +2HN-NH2 ↔ CH3-CH = N-NH2 + H2O;

— циановодородной кислоты с образованием нитрилов

CH3-CH = O + HCN ↔ CH3-CH(N)-OH;

— восстановление. При взаимодействии альдегидов с водородом получаются первичные спирты:

R-CH = O + H2 → R—CH2-OH;

2. Окисление

— реакция «серебряного зеркала» — окисление альдегидов аммиачным раствором оксида серебра

R-CH = O + Ag2O → R-CO-OH + 2Ag↓;

— окисление альдегидов гидроксидом меди (II), в результате которого выпадает осадок оксида меди (I) красного цвета

CH3-CH = O + 2Cu(OH)2 → CH3-COOH + Cu2O↓ + 2H2O;

Эти реакции являются качественными реакциями на альдегиды.

Физические свойства альдегидов

Первый представитель гомологического ряда альдегидов – формальдегид (муравьиный альдегид) – газообразное вещество (н.у.), альдегиды неразветвленного строения и состава С2-С12 – жидкости, С13 и длиннее – твердые вещества. Чем больше атомов углерода входит в состав неразветвленного альдегида, тем выше его температура кипения.

С увеличением молекулярной массы альдегидов увеличиваются значения величин их вязкости, плотности и показателя преломления. Формальдегид и ацетальдегид способны смешиваться с водой в неограниченных количествах, однако, с ростом углеводородной цепи эта способность альдегидов снижается. Низшие альдегиды обладают резким запахом.

Получение альдегидов

Основные способы получения альдегидов:

— гидроформилирование алкенов. Эта реакция заключается в присоединении СО и водорода к алкену в присутствии карбонилов некоторых металлов VIII группы, например, октакарбонилдикобальта (Cо2(СО)8) Реакция проводится при нагревании до 130С и давлении 300 атм

СН3-СН = СН2 + СО +Н2 →СН3-СН2-СН2-СН = О + (СН3)2СНСН = О;

— гидратация алкинов. Взаимодействие алкинов с водой происходит в присутствии солей ртути (II) и в кислой среде:

НС≡СН + Н2О → СН3-СН = О;

— окисление первичных спиртов (реакция протекает при нагревании)

СН3-СН2-ОН + CuO → CH3-CH = O + Cu + H2O.

Применение альдегидов

Альдегиды нашли широкое применение в качестве сырья для синтеза различных продуктов. Так, из формальдегида (крупнотоннажное производство) получают различные смолы (фенол-формальдегидные и т.д.

), лекарственные препараты (уротропин); ацетальдегид — сырье для синтеза уксусной кислоты, этанола, различных производных пиридина и т.д. Многие альдегиды (масляный, коричный и др.

) используют в качестве ингредиентов в парфюмерии.

Примеры решения задач

Понравился сайт? Расскажи друзьям!

Источник: http://ru.solverbook.com/spravochnik/svojstva-po-ximii/fizicheskie-i-ximicheskie-svojstva-aldegidov/

Альдегиды: примеры, описание, получение, свойства

Свойства альдегидов

Альдегиды – органические вещества, которые содержат карбонильную группу >С=О, связанную хотя бы с одним атомом водорода. Альдегиды, а также схожие с ними по строению и свойствам кетоны, называют карбонильными, или оксосоединениями. Примеры альдегидов – муравьиный, уксусный, пропионовый альдегид.

Номенклатура

Тривиальные названия альдегидов образуют из тривиальных названий родственных карбоновых кислот. Примеры альдегидов с названиями представлены на рисунке.

Первым представителем гомологического ряда альдегидов является муравьиный альдегид, или формальдегид, при окислении которого образуется муравьиная кислота.

Второй представитель – уксусный альдегид, ацетальдегид, при окислении которого образуется уксусная кислота.

По номенклатуре ИЮПАК альдегидную группу обозначают суффиксом -аль, который добавляют к названию соответствующего углеводорода. Примеры альдегидов по номенклатуре ИЮПАК предложены на изображении ниже.

Если в соединении есть старшие группы, например, карбоксильные, то наличие альдегидной группы обозначают префиксом формил. Пример альдегида, который правильнее назвать дикарбоновой кислотой:

  • НООС – СН (СНО) – СН2 – СООН

Это 2-формилбутандиовая кислота.

Описание веществ

Альдегиды в отличие от спиртов не обладают подвижным атомом водорода, поэтому их молекулы не ассоциируются, что объясняет значительно более низкие температуры кипения. К примеру, альдегид формальдегид кипит уже при температуре -21 °С, а спирт метанол – при +65 °С.

Однако такой низкой температурой кипения обладает только формальдегид, следующий представитель – ацетальдегид закипает при +21°С.

Поэтому при комнатной температуре из всех альдегидов только формальдегид – газ, ацетальдегид уже легколетучая жидкость. Увеличение количества атомов углерода закономерно повышает температуру кипения.

Так, бензальдегид С6Н5СНО закипает только при +180 °С. Разветвление цепи вызывает понижение температуры кипения.

Низшие альдегиды, к примеру, формальдегид, хорошо растворимы в воде. 40%-ный раствор формальдегида называют формалином, его часто используют для консервации биологических препаратов. Высшие альдегиды хорошо растворимы в органических растворителях – спирте, эфире.

Характерные запахи альдегидов

Альдегиды обладают характерными запахами, причем низшие – резкими, неприятными. Всем известен неприятный запах формалина – водного раствора формальдегида. У высших альдегидов цветочные запахи, их применяют в парфюмерии.

Примером альдегидов – веществ с приятным запахом — является ванилин, обладающий ароматом ванили, и бензальдегид, придающий характерный аромат миндальным орехам. Оба вещества получают синтетически и широко используют в качестве ароматизаторов в кондитерской промышленности и парфюмерии.

Рассмотрим способы получения альдегидов.

Альдегиды получают при окислении первичных спиртов. Например, формальдегид, который используют в производстве полимерных материалов, лекарств, красителей, взрывчатых веществ. В промышленности формальдегид получают окислением кислородом метанола: 2СН3ОН + О2 = 2СН2О + 2Н2О.

Реакцию проводят на раскаленной серебряной сетке, серебро является катализатором. Через сетку пропускают пары метанола, смешанные с воздухом. Реакция идет с выделением большого количества тепла, которого хватает для поддержания сетки в раскаленном состоянии.

Альдегиды можно получать из спиртов и в отсутствии кислорода. В этом случае используют медный катализатор и высокие температуры (250 °С): R-CH2-OH = R-CHO + H2.

  • Восстановление хлорангидридов кислот.

Альдегиды можно получать восстановлением водородом хлорангидридов кислот. В качестве катализатора используют «отравленный» палладий – с пониженной активностью: RCClO + H2 = RCHO + HCl.

Ацетальдегид в промышленности получают окислением этилена кислородом или воздухом в жидкой фазе. В качестве катализатора необходим хлорид палладия (PdCl2): 2 СН2=СН2 + О2 = 2 СН3 СНО.

Химические свойства

Для альдегидов характерны следующие типы реакций:

  • присоединения по карбонильной группе;
  • полимеризации;
  • конденсации;
  • восстановления и окисления.

Большинство реакций идет по механизму нуклеофильного присоединения по связи С=О.

Обычно рассматривают химические свойства альдегидов на примере уксусного альдегида.

Реакции присоединения

В карбонильной группе С=О электронная плотность смещена к атому кислорода, поэтому на карбонильном атоме углерода формируется частичный положительный заряд, который обусловливает химическую активность альдегидов.

Положительный заряд на атоме углерода группы С=О обеспечивает его активность в реакциях с нуклеофильными реагентами – водой, спиртом, магний органическими соединениями.

Атом кислорода воды может атаковать карбонильный атом углерода, присоединяться к нему и вызывать разрыв связи С=О.

Реакции конденсации

Альдегиды вступают в реакции альдольной и кротоновой конденсации.

Ацетальдегид при действии слабого раствора щелочи на холоду превращается в альдоль. Продуктом реакции является жидкость, смешивающаяся с водой при пониженном давлении. Это вещество содержит как альдегидную, так и спиртовую группу (отсюда и название).

Качественные реакции

Для выявления альдегидов можно использовать две качественные реакции:

  • Реакция «серебряного зеркала». Реакция идет с реактивом Толленса – аммиачным раствором оксида серебра. При смешивании раствора аммиака и раствора нитрата серебра образуется сначала раствор гидроксида серебра, а при добавлении избытка аммиака — раствор гидроксида диамминсеребра (I), который и является окислителем. При взаимодействии с альдегидом выделяется элементное серебро в виде черного осадка. Если реакцию проводить при медленном нагревании, не тряся пробирку, серебро покроет стенки пробирки, создавая эффект «зеркала».
  • Реакция «медного зеркала». Другим реактивом, открывающим альдегидную группу, является гидроксид меди (II). При взаимодействии с альдегидом он восстанавливается до оксида меди (I). Цвет меняется с синего сначала на оранжевый, затем на желтый. Если реакцию проводить при медленном нагревании, оксид будет образовывать тонкий оранжево-красный налет на стенках пробирки – «медное зеркало»: СН3СНО + 2 Cu(OH)2 + NaOH = CH3COONa + Cu2O↓ + 3H2O.

Источник: http://fb.ru/article/438739/aldegidyi-primeryi-opisanie-poluchenie-svoystva

Альдегиды

Свойства альдегидов

Органические ЛС

Мы изучаем ЛС,поделенные на группы в соответствии схимической классификацией.

Достоинствомэтой классификации является возможностьвыявления и исследования общихзакономерностей при разработке методовполучения препаратов, составляющихгруппу, методов фармацевтическогоанализа, основанных на физических ихимических свойствах веществ, установлениясвязи между химической структурой ифармакологическим действием.

Все ЛВ делятся нанеорганические и органические.Неорганические, в свою очередь,классифицируются в соответствии сположением элементов в ПС.

А органические– делятся на производные алифатического,алициклического, ароматического игетероциклического ряда, каждый изкоторых подразделяется по классам:углеводороды, галогенпроизводныеуглеводородов, спирты, альдегиды, кетоны,кислоты, эфиры простые и сложные и т.д.

АЛИФАТИЧЕСКИЕСОЕДИНЕНИЯ, КАК ЛС.

Препараты альдегидови их производных. Углеводы

К этой группесоединений относятся органическиелекарственные вещества, содержащиеальдегидную группу, или их функциональныепроизводные.

Общая формула:

Фармакологические свойства

Введение альдегиднойгруппы в структуру органическогосоединения сообщает ему наркотическоеи антисептическое действие. В этомдействие альдегидов сходно с действиемспиртов. Но в отличие от спиртовой,альдегидная группа усиливает токсичностьсоединения.

Факторы влияниястроения на фармакологическое действие:

  1. удлинение алкильного радикала повышает активность, но одновременно растет токсичность;

  2. такой же эффект имеет введение непредельной связи и галогенов;

  3. к снижению токсичности приводит образование гидратной формы альдегида. Но способность к образованию устойчивой гидратной формы проявляется только у хлорпроизводных альдегидов.

    Так, формальдегид является протоплазматическим ядом, используется для дезинфекции, уксусный альдегид и хлораль не применяются в медицине из-за высокой токсичности, а хлоралгидрат – ЛС, применяется как снотворное, успокоительное.

Сила наркотического(фармакологического) действия итоксичность росли от формальдегида кацетальдегиду и хлоралю. Образованиегидратной формы (хлоралгидрат) позволяетрезко снизить токсичность, сохранивфармакологический эффект.

По физическомусостояниюальдегиды могут быть газообразными(низкомолекулярные), жидкостями итвердыми веществами.Низкомолекулярныеимеют резкий неприятный запах,высокомолекулярные – приятный цветочный.

I. Реакции окисления

Альдегиды легкоокисляются.Окислениеальдегидов до кислотпроисходит под влиянием каксильных, таки слабых окислителей.

Многие металлы – серебро, ртуть, висмут,медь, восстанавливаются из растворових солей, особенно в присутствии щелочи.

Это отличает альдегиды от другихорганических соединений, способных кокислению – спиртов, непредельныхсоединений, для окисления которыхнеобходимы более сильные окислители.

Следовательно, реакции окисленияальдегидов комплексно связаннымикатионами ртути, меди, серебра в щелочнойсреде можно применять для доказательстваподлинности альдегидов.

I. 1.Реакцияс аммиачным раствором нитрата серебра(реакция серебряного зеркала) рекомендуетсяФС для подтверждения подлинности веществс альдегидной группой.В основеокисление альдегида до кислоты ивосстановление Ag+до Ag↓.

AgNO3+ 2NH4OH→ [Ag(NH3)2]NO3+2H2O

НСОН+ 2[Ag(NH3)2]NO3+H2O→ HCOONH4+ 2Ag↓+2NH4NO3+NH3↑

Формальдегид,окисляясь до аммонийной соли муравьинойкислоты, восстанавливает до металлическогосеребро, которое осаждается настенках пробирки в виде блестящегоналета«зеркала» или серого осадка.

I. 2.Реакцияс реактивом Фелинга(комплексное соединение меди (II)с калий-натриевой солью винной кислоты).Альдегиды восстанавливают соединениемеди (II)до оксида меди (I),образуетсякирпично-красный осадок. Готовятперед употреблением).

реактив Феллинга1 — раствор CuSO4

реактив Феллинга2 – щелочной раствор калий-натриевойсоли винной кислоты

При смешавании1:1 реактивов Феллинга 1 и 2 образуетсясинее комплексное соединение меди (II)с калий-натриевой солью винной кислоты:

синееокрашивание

При добавленииальдегида и нагревании синее окрашиваниереактива исчезает, образуется промежуточныйпродукт — желтый осадок гидроксида меди(I),сразу разлагающийся на красный осадококсида меди (I)и воду.

2KNa[Cu(C4H4O6)2]+RCOH+2NaOH+ 2KOH→RCOONa+4KNaC4H4O6+2CuOH+H2O

желтый

2CuOHCu2O+ H2O

Желтый осадок кирпично-красный осадок

В учебниках инаяобщая схема реакции

I. 3.Реакция среактивом Несслера(щелочной раствор тетрайодмеркурат(II)калия). Формальдегид восстанавливаетион ртути до металлической ртути –осадок темно-серого цвета.

R-COH+ K2[HgI4]+3KOH→ R-COOK+ 4KI+ Hg+ 2H2O

черный

Источник: https://StudFiles.net/preview/6199115/

Урок 23. Альдегиды – HIMI4KA

Свойства альдегидов
Самоучитель по химии › Органическая химия

Альдегиды — это производные углеводородов, которые содержат альдегидную группу:

Альдегидная группа состоит из карбонильной группы С=О, соединённой с атомом водорода. Карбонильная группа в молекулах альдегидов всегда находится на конце углеродной цепи.

Предельные альдегиды образуют гомологический ряд с общей формулой:

Если использовать эту общую формулу, то следует помнить, что минимальное значение n (числа атомов углерода) равно нулю.

Если n = 0 получаем

метанАЛЬ, муравьиный альдегид, формальдегид;

Если n = 1 получаем

этанАЛЬ, уксусный альдегид, ацетальдегид.

Вопрос. Какой суффикс обозначает наличие в молекуле альдегидной группы?

Названия альдегидов составляют, добавляя суффикс АЛЬ к названию соответствующего углеводорода. При этом учитываются все атомы углерода.

Кроме того, используются тривиальные названия, которые совпадают с названиями соответствующих кислот (см. урок 24.1).

И, наконец, для некоторых альдегидов используют названия, имеющие латинский корень, например формальдегид — от лат. formika — «муравей».

Задание 23.1. Составьте формулу и название альдегида с n = 3. Имеет ли он изомеры?

Начиная с n = 3 у альдегидов появляются изомеры положения карбонильной группы:

Задание 23.2. Допишите атомы водорода к этим цепочкам и убедитесь, что это — изомеры. Является ли вещество (2) альдегидом?

Но при перемещении карбонильной группы в середину молекулы исчезает альдегидная группа: вещество (2) не альдегид, это — кетон:

По номенклатуре ИЮПАК кетоны называют, добавляя суффикс ОН к названию соответствующего углеводорода.

Задание 23.3. Составьте формулы и названия альдегидов с n = 4. Дайте им названия.

Изомерия альдегидов связана со строением углеводородного радикала:

Строение молекул

Отличительным признаком альдегидов является наличие в их молекуле альдегидной группы. В её состав входят атомы углерода и кислорода, связанные двойной связью.

Вопрос. Какой тип реакций характерен для соединений с двойной связью?

Поэтому альдегиды легко вступают в реакции присоединения по месту разрыва π-связи карбонильной группы.

Кроме того, в состав альдегидной группы входит атом водорода, соединённый с карбонильной группой.

Вопрос. Является ли эта связь полярной?

За счёт разрыва полярной С–Н связи альдегидной группы альдегиды очень легко окисляются. Атом кислорода альдегидной группы делает эту группу в целом сильно полярной. Поэтому альдегидная группа влияет на углеводородный радикал, и в радикале возможны реакции замещения.

Физические свойства

В альдегидах отсутствует гидроксогруппа, за счёт которой между молекулами спиртов возникали водородные связи.

Вопрос. Какие соединения (спирты или альдегиды) имеют бОльшую температуру кипения?

Поэтому альдегиды, в отличие от спиртов, легче испаряются, имеют меньшие температуры кипения. Например, формальдегид — газ с резким запахом, а метанол — жидкость. Низшие альдегиды могут растворяться в воде.

Раствор формальдегида в воде (формалин) применяется в медицине, кожевенной промышленности. Его применение основано на том, что формальдегид активно реагирует с белками, вызывая в них необратимые изменения (денатурацию).

Следовательно, формальдегид сильно ядовит.

Получение и применение альдегидов на примере уксусного альдегида

Уксусный альдегид получают в больших количествах при помощи реакции Кучерова*:

* Кучеров Михаил Григорьевич (3.06.1850–26.06.1911) — русский химик-органик, открыл (1881) реакцию каталитической гидратации ацетиленовых углеводородов с образованием карбонилсодержащих соединений.

В небольших количествах этот альдегид можно получить окислением этанола:

Задание 23.5. В уроках 20.3 и 22.4 посмотрите на соответствующие уравнения реакций; обратите внимание, за счёт каких атомов они происходят, и попробуйте составить аналогичные уравнения реакций:

  1. пропин + вода →
  2. пропанол-1 + СuО →
  3. пропанол-2 + СuО →

Сделайте вывод: всегда ли в этих реакциях получаются альдегиды?

Если Вы всё сделали правильно, в реакциях 1 и 3 получается ацетон (кетон), а в реакции 2 — пропаналь.

Уксусный альдегид применяют для получения уксусной кислоты, этилового спирта, лекарств и других веществ.

Выводы

Альдегиды — это производные углеводородов, содержащие альдегидную группу. Для них должны быть характерны реакции

  • присоединения (за счёт карбонильной группы);
  • замещения (в углеводородном радикале);
  • окисления.

Источник: https://himi4ka.ru/samouchitel-po-himii/urok-23-aldegidy.html

Альдегиды: их строение, физические и химические свойства

Свойства альдегидов

  • Химические свойства альдегидов
  • Физические свойства альдегидов
  • Структура альдегидов
  • Номенклатура альдегидов
  • Производство альдегидов
  • Где и как используются альдегиды?
  • Альдегиды, видео
  • Альдегиды представляют собой органические соединения, в которых углерод имеет двойную связь с кислородом и одинарную с водородом либо атомом, который имеет обозначение R в структурных схемах.

    Многие из альдегидов обладают приятным запахом, вследствие чего находят активное применение в разных промышленных целях. Получают альдегиды из спиртов путем их дегидрирования.

    Об их физических и химических свойствах, применении и получении наша сегодняшняя статья.

    Структура альдегидов

    Формальгид – простейший альдегид, имеет молекулу, связанную с двумя атомами водорода. У всех других альдегидов молекулы связаны лишь с одним атомом водорода.

    Углерод, связанный с карбонильной группой может быть частью алкильных либо неалкильных групп, они в свою очередь могут быть ациклическими, ароматическими или гетероциклическими кольцами. Органические соединения, обладающие двумя альдегидными группами называются диальдегидами.

    Номенклатура альдегидов

    Есть два способа наименования альдегидов. Один из них основан на системе, разработанной Международным союзом теоретической и прикладной химии, его еще называют систематической номенклатурой.

    Он предполагает использовать в качестве исходного алкана самую длинную цепь атомов углерода, содержащую карбонильную группу в качестве исходного алкана. Числовое определение исходной карбонильной группы при этом использовать не принято, так как она всегда находится в конце родительской цепи.

    Например, название может быть 2-метилбутаналь, или изомасляный альдегид будет указан как 2-метилпропаналь.

    Другой метод представляет собой общую номенклатуру. Принцип общей номенклатуры заключается в том, чтобы называть соединения по общему наименованию соответствующей карбоновой кислоты. Иными словами структура та же, что и у альдегида, только вместо CHO появляется COOH, как у уксусной кислоты — CH3COOH или C2H4O2.

    Производство альдегидов

    Так как альдегиды одни из ключевых строительных блоков органической химии, то не удивительно, что для их получения и производства существует множество разных методов:

    • Окисление. Представляет собой один из основных методов для получения альдегидов. Обычно спирты могут быть окислены до состояния альдегидов. Для этого первичный спирт пропускается через горячий катализатор (гидроксид меди) или через аммиачный раствор оксида серебра (так званая реакция серебряного зеркала). Увы, но этот способ не подходит для маленьких лабораторий.
    • Гидроформилирование — еще один способ для получения альдегидов, когда алкены обрабатываются монооксидом углерода, водородом и катализатором на основе переходного металла.
    • Один из альдегидов (ацетальдегид) может быть получены путем взаимодействия ацетилена с водой.

    Для коммерческого получения альдегидов чаще всего применяют гидроформилирование.

    Где и как используются альдегиды?

    Альдегиды находят многообразное применение в разных сферах человеческой жизни. Сотни их соединений используются химиками для синтеза других веществ. Например, благодаря формальдегиду мы получаем формалин, который в свою очередь активно применяется для дубления, консервации и бальзамирования, а также в качестве фунгицидного и бактериального средства для обработки растений.

    Альдегиды, имеющие высокую молекулярную массу (к примеру, бензальдегид и фенилацетальдегид) обладают приятным запахом и поэтому используются в парфюмерии при производстве духов.

    Альдегиды, видео

    И в завершении образовательное видео по теме нашей статьи.

    Источник: http://www.poznavayka.org/himiya/aldegidyi/

    3.6. Характерные химические свойства альдегидов, предельных карбоновых кислот, сложных эфиров

    Свойства альдегидов

    Альдегидами называют соединения, молекулы которых содержат карбонильную группу, соединенную с атомом водорода, т.е. общая формула альдегидов может быть записана как

    где R – углеводородный радикал, который может быть разной степени насыщенности, например, предельный или ароматический.

    Группу –СНО называют альдегидной.

    Кетоны – органические соединения, в молекулах которых содержится карбонильная группа, соединенная с двумя углеводородными радикалами. Общую формулу кетонов можно записать как:

    где R и R’ – углеводородные радикалы, например, предельные (алкилы) или ароматические.

    Гидрирование альдегидов и кетонов

    Альдегиды и кетоны могут быть восстановлены водородом в присутствии катализаторов и нагревании до первичных и вторичных спиртов соответственно:

    Окисление альдегидов

    Альдегиды легко могут быть окислены даже такими мягкими окислителями, как гидроксид меди и аммиачный раствор оксида серебра.

    При нагревании гидроксида меди с альдегидом происходит исчезновение изначального голубого окрашивания реакционной смеси, при этом образуется кирпично-красный осадок оксида одновалентной меди:

    В реакции с аммиачным раствором оксида серебра вместо самой карбоновой кислоты образуется ее аммонийная соль, поскольку находящийся в растворе аммиак реагирует с кислотами:

    Кетоны в реакцию с гидроксидом меди (II) и аммиачным раствором оксида серебра не вступают. По этой причине эти реакции являются качественными на альдегиды. Так реакция с аммиачным раствором оксида серебра при правильной методике ее проведения приводит к образованию на внутренней поверхности реакционного сосуда характерного серебряного зеркала.

    Очевидно, что если мягкие окислители могут окислить альдегиды, то само собой это могут сделать и более сильные окислители, например, перманганат калия или дихромат калия. При использовании данных окислителей в присутствии кислот образуются карбоновые кислоты:

    Химические свойства карбоновых кислот

    Карбоновыми кислотами называют производные углеводородов, содержащие одну или несколько карбоксильных групп.

    Карбоксильная группа:

    Как можно видеть, карбоксильная группа состоит из карбонильной группы –С(О)- , соединенной с гидроксильной группой –ОН.

    В связи с тем, что к гидроксильной группе непосредственно прикреплена карбонильная, обладающая отрицательным индуктивным эффектом связь О-Н является более полярной, чем в спиртах и фенолах.

    По этой причине карбоновые кислоты обладают заметно более выраженными, чем спирты и фенолы, кислотными свойствами. В водных растворах они проявляют свойства слабых кислот, т.е.

    обратимо диссоциируют на катионы водорода (Н+) и анионы кислотных остатков:

    Реакции образования солей

    С образованием солей карбоновые кислоты реагируют с:

    1) металлами до водорода в ряду активности:

    2) аммиаком

    3) основными и амфотерными оксидами:

    4) основными и амфотерными гидроксидами металлов:

    5) солями более слабых кислот – карбонатами и гидрокарбонатами, сульфидами и гидросульфидами, солями высших (с большим числом атомов углерода в молекуле) кислот:

    Систематические и тривиальные названия некоторых кислот и их солей представлены в следующей таблице:

    Формула кислотыНазвание кислоты тривиальное/систематическоеНазвание соли тривиальное/систематическое
    HCOOHмуравьиная/ метановаяформиат/ метаноат
    CH3COOHуксусная/ этановаяацетат/ этаноат
    CH3 CH2COOHпропионовая/ пропановаяпропионат/ пропаноат
    CH3 CH2 CH2COOHмасляная/ бутановаябутират/ бутаноат

    Следует помнить и обратное: сильные минеральные кислоты вытесняют карбоновые кислоты из их солей как более слабые:

    Реакции с участием ОН группы

    Карбоновые кислоты вступают в реакцию этерификации с одноатомными и многоатомными спиртами в присутствии сильных неорганических кислот, при этом образуются сложные эфиры:

    Данного типа реакции относятся к обратимым, в связи с чем с целью смещения равновесия в сторону образования сложного эфира их следует осуществлять, отгоняя более летучий сложный эфир при нагревании.

    Обратный реакции этерификации процесс называют гидролизом сложного эфира:

    Необратимо данная реакция протекает в присутствии щелочей, поскольку образующаяся кислота реагирует с гидроксидом металла с образованием соли:

    Реакции замещения атомов водорода в углеводородном заместителе

    При проведении реакций карбоновых с хлором или бромом в присутствии красного фосфора при нагревании происходит замещение атомов водорода при α-атоме углерода на атомы галогена:

    В случае большей пропорции галоген/кислота может произойти и более глубокое хлорирование:

    Особые химические свойства муравьиной кислоты

    Молекула муравьиной кислоты, несмотря на свои малые размеры, содержит сразу две функциональные группы:

    В связи с этим она проявляет не только свойства кислот, но также и свойства альдегидов:

    При действии концентрированной серной кислоты муравьиная кислота разлагается на воду и угарный газ:

    Источник: https://scienceforyou.ru/teorija-dlja-podgotovki-k-egje/svojstva-aldegidov-karbonovyh-kislot-jefirov

    Альдегиды и кетоны — номенклатура, получение, химические свойства

    Свойства альдегидов

    Альдегиды – органические вещества, молекулы которых содержат карбонильную группу С=O , соединенную с атомом водорода и углеводородным радикалом.
    Общая формула альдегидов имеет вид:

    В простейшем альдегиде – формальдегиде роль углеводородного радикала играет другой атом водорода:

    Карбонильную группу, связанную с атомом водорода, часто называют альдегидной:

    Кетоны – органические вещества, в молекулах которых карбонильная группа связана с двумя углеводородными радикалами. Очевидно, общая формула кетонов имеет вид:

    Карбонильную группу кетонов называют кетогруппой.
    В простейшем кетоне – ацетоне – карбонильная группа связана с двумя метильными радикалами:

    Номенклатура и изомерия альдегидов и кетонов

    В зависимости от строения углеводородного радикала, связного с альдегидной группой, различают предельные, непредельные, ароматические, гетероциклические и другие альдегиды:

    В соответствии с номенклатурой ИЮПАК названия предельных альдегидов образуются от названия алкана с тем же числом атомов углерода в молекуле с помощью суффикса  -аль.Например:

    Нумерацию атомов углерода главной цепи начинают с атома углерода альдегидной группы. Поэтому альдегидная группа всегда располагается при первом атоме углерода, и указывать ее положение нет необходимости.

    Наряду с систематической номенклатурой используют и тривиальные названия широко применяемых альдегидов. Эти названия, как правило, образованы от названий карбоновых кислот, соответствующих альдегидам.

    Для названия кетонов по систематической номенклатуре кетогруппу обозначают суффиксом  -он и цифрой, которая указывает номер атома углерода карбонильной группы (нумерацию следует начинать от ближайшего к кетогруппе конца цепи). Например:

    Для альдегидов характерен только один вид структурной изомерии — изомерия углеродного скелета, которая возможна с бутаналя, а для кетонов также и изомерия положения карбонильной группы. Кроме этого, для них характерна и межклассовая изомерия (пропаналь и пропанон).

    Химические свойства альдегидов и кетонов

    Наличие альдегидной группы в молекуле определяет характерные свойства альдегидов.

    1. Реакции восстановления.

    Присоединение водорода к молекулам альдегидов происходит по двойной связи в карбонильной группе. Продуктом гидрирования альдегидов являются первичные спирты, кетонов — вторичные спирты. Так, при гидрировании уксусного альдегида на никелевом катализаторе образуется этиловый спирт, при гидрировании ацетона — пропанол-2.

     Гидрирование альдегидов — реакция восстановления, при которой понижается степень окисления атома углерода, входящего в карбонильную группу.

    2. Реакции окисления. Альдегиды способны не только восстанавливаться, но и окисляться. При окислении альдегиды образуют карбоновые кислоты.

    Окисление кислородом воздуха. Например, из пропионового альдегида (пропаналя) образуется пропионовая кислота:

    Окисление слабыми окислителями (аммиачный раствор оксида серебра).

    Если поверхность сосуда, в котором проводится реакция, была предварительно обезжирена, то образующееся в ходе реакции серебро покрывает ее тонкой ровной пленкой. Получается замечательное серебряное зеркало. Поэтому эту реакцию называют реакцией «серебряного зеркала». Ее широко используют для изготовления зеркал, серебрения украшений и елочных игрушек.

    3. Реакция полимеризации:

    n СH2=O → (-CH2-O-)n     параформ n=8-12

    Применение альдегидов и кетонов

    Формальдегид (метаналь, муравьиный альдегид) H2C=O:а) для получение фенолформальдегидных смол;б) получение мочевино-формальдегидных (карбамидных) смол;в) полиоксиметиленовые полимеры;г) синтез лекарственных средств (уротропин);д) дезинфицирующее средство;

    е) консервант биологических препаратов (благодаря способности свертывать белок).

    Уксусный альдегид (этаналь, ацетальдегид) СН3СН=О:а) производство уксусной кислоты;

    б) органический синтез.

    Ацетон СН3-СО-СН3:а) растворитель лаков, красок, ацетатов целлюлозы;

    б) сырье для синтеза различных органических веществ.

    Источник: http://himege.ru/aldegidy-i-ketony-nomenklatura-poluchenie-ximicheskie-svojstva/

    Поделиться:
    Нет комментариев

      Добавить комментарий

      Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.