Альдегиды и кетоны

Август 5, 2022

Главная
Химия
Альдегиды и кетоны

Содержание

2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ АЛЬДЕГИДЫ СnH2n+1OН или СnH2nO это органические соединения, молекулы которых содержат карбонильную группу, связанную с атомом
3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ КЕТОНЫ – органические вещества, в молекулах которых карбонильная группа связана с двумя углеводородными радикалами С
5. Первый член ряда альдегидов – формальдегид, в его молекуле карбонильная группа связана только с атомами водорода
6. Если в молекулах альдегидов или кетонов содержатся две карбонильные группы, то такие соединения являются диальдегидами или
7. Классификация альдегидов и кетонов Альдегиды и кетоны классифицируют по строению углеводородного радикала и по числу карбонильных
11. Номенклатура альдегидов Название альдегида по международной номенклатуре (систематической) образуется от названия соответствующего алкана с таким же
13. Наличие кратных связей или боковых цепей в молекуле альдегида обозначается аналогично алканам. Нередко в названиях альдегидов
15. Для альдегидов широко применяются тривиальные названия. Они образуются из соответствующих тривиальных названий карбоновых кислот, в которые
17. Номенклатура кетонов По заместительной номенклатуре ИЮПАК кетоны называют как предельные углеводороды с тем же числом атомов
20. По радикально-функциональной номенклатуре (ИЮПАК) кетоны называют, перечисляя заместители при кетогруппе в алфавитном порядке, добавляя слово «кетон».
21. При наличии двух одинаковых или разных радикалов указывают, симметрично (симм-) или несимметрично (несимм— ) они расположены
22. Алициклические кетоны называют только по номенклатуре ИЮПАК. Нумерацию цикла начинают с карбонильной группы, при этом, в
23. Непредельные кетоны Кетоны этого ряда называют как по радикало-функциональной номенклатуре (для кетонов простого строения), так и
25. Примеры названия кетонов
26. Изомерия альдегидов и кетонов Для альдегидов и кетонов характерна структурная изомерия Для карбонильных соединений возможна пространственная
27. Изомерия альдегидов 1. Изомерия углеродного скелета, начиная с С4 2. Межклассовая изомерия с кетонами, начиная с
28. с циклическими оксидами (с С2) с непредельными спиртами и простыми эфирами (с С3)
29. Изомерия кетонов 1. Изомерия углеродного скелета (c C5) 2. Изомерия положения карбонильной группы (c C5) 3.
30. Пример – изомеры масляного альдегида
32. Строение карбонильной группы C=O Атомы углерода и кислорода в карбонильной группе находятся в состоянии sp2-гибридизации. Углерод
33. π-Связь С-О, образованная перекрыванием негибридизированной р-орбитали атома углерода и р-орбитали атома кислорода, располагается перпендикулярно этой плоскости
34. Связь С=О сильно поляризована. Электроны кратной связи С=О, особенно более подвижные π-электроны, смещены к более электроотрицательному
35. С1 – газ с резким запахом С2 – С3 – жидкости с резким запахом С4 –
36. Физические свойства кетонов Кетоны — летучие жидкости. Кетоны обладают приятным запахом. Высшие кетоны – твердые вещества,
37. Отличительной чертой многих альдегидов является их запах. Высшие альдегиды, особенно непредельные и ароматические, входят в состав
38. В плодах ванили содержится ароматический альдегид, который придает им характерный запах. Ванилин применяется в парфюмерии, кондитерской
39. Запах цитрусовых обусловлен данным диеновым альдегидом. Его применяют в качестве отдушки средств бытовой химии, косметических и
40. Коричный альдегид Коричный альдегид содержится в масле корицы, его получают перегонкой коры дерева корицы . Применяется
41. Бензальдегид Бензальдегид – жидкость с запахом горького миндаля. Встречается в косточках и семечках (абрикос, персик) Альдегиды
42. Фенилэтаналь Фенилэтаналь по сравнению с бензальдегидом лучше соответствует рецептору цветочного запаха. Фенилэтаналь пахнет гиацинтом. Альдегиды в
43. n-Гидроксифенилбутанон-2 Этот кетон обуславливает в основном запах спелых ягод малины. Его включают в состав синтетических душистых
44. Химические свойства
45. Химические свойства альдегидов и кетонов определяются тем, что в состав их молекул входит карбонильная группа с
46. Для альдегидов и кетонов наиболее характерны реакции, протекающие по механизму нуклеофильного присоединения (AN). Реакционная способность в
47. При сравнении реакционной способности альдегидов и кетонов необходимо учесть 2 фактора: электронный и пространственный Альдегиды более
48. В молекулах кетонов на карбонильный атом углерода действуют индуктивные эффекты двух углеводородных радикалов R и R',
49. Пространственный фактор связан с доступностью реакционного центра (Cδ+) для нуклеофильной атаки, а это зависит от размеров
50. Реакционная способность карбонильных соединений определяется величиной частичного положительного заряда δ+ на атоме углерода в карбонильной группе.
51. Для карбонильных соединений характерны реакции: присоединение по карбонильной группе; реакции замещения у α-углеродного атома; полимеризация; поликонденсация;
52. Реакции присоединения Присоединение большинства реагентов по двойной связи С=О происходит как ионная реакция по механизму нуклеофильного
53. 1. Гидрирование (восстановление) Гидрирование альдегидов приводит к образованию первичных спиртов, гидрирование кетонов – ко вторичным.
55. В лабораторных условиях для восстановления альдегидов и кетонов используется алюмогидрид лития (тетрагидроалюминат лития) LiAlH4:
56. 2. Присоединение циановодородной (синильной) кислоты НСN Альдегиды и кетоны, взаимодействуя с синильной кислотой, образуют циангидрины –
57. Образовавшееся соединение содержит на один атом углерода больше, чем исходный альдегид или кетон, поэтому подобные реакции
58. 3. Взаимодействие со спиртами (в присутствии кислоты или основания как катализатора) Альдегиды могут взаимодействовать с одной
60. Гидроксильная группа полуацеталей (полуацетальный гидроксил) очень реакционноспособна. Взаимодействие полуацеталя с еще одной молекулой спирта (в присутствии
61. 4. Гидратация (присоединение воды) Альдегиды в водных растворах существуют в виде гидратных форм, образующихся в результате
62. 5. Присоединение реактива Гриньяра — образование спиртов При добавлении раствора галогеналкана в диэтиловом эфире к магниевой
63. а) Взаимодействием реактива Гриньяра с формальдегидом можно получить первичный спирт (кроме метанола). Для этого продукт присоединения
64. в) Взаимодействием реактивов Гриньяра с кетонами получают третичные спирты:
65. 6. Присоединение гидросульфита натрия NaHSO3 с образованием гидросульфитных производных альдегидов Качественная реакция на альдегидную группу! Альдегиды
66. 7. Взаимодействие с аммиаком
67. Реакция альдегидов и кетонов с аммиаком может сопровождаться циклизацией продуктов присоединения. Например, взаимодействие аммиака с формальдегидом,
68. Нитрование гексаметилентетрамина приводит к образованию сильного взрывчатого вещества "гексоген":
69. II. Реакции окисления: по связи С-Н [О] - KMnO4, K2Cr2O7, Cu(OH)2, оксиды и гидроксиды меди и
70. 1. Реакция «серебряного зеркала» - окисление аммиачным раствором оксида серебра (реактив Толленса) Качественная реакция на альдегидную
71. Упрощенно
72. 2. Окисление гидроксидом меди (II) Качественная реакция на альдегидную группу! Для реакции используют свежеприготовленный Cu (ОН)2,
73. 3. Реакция на альдегиды с фуксиносернистой кислотой (реактив Шиффа) Качественная реакция на альдегидную группу! Кетоны не
75. 4. Окисление перманганатом калия Альдегиды можно окислить подкисленным раствором перманганат калия КMnO4 при нагревании
76. 5. Горение (полное окисление)
77. Реакции замещения Реакции замещения по R Альдегиды и кетоны легко вступают в реакцию с галогенами (Cl2,
78. Галогенопроизводные альдегидов и кетонов проявляют слезоточивое действие и называются лакриматорами. При избытке галогена замещению подвергаются все
79. 2. Галоформная реакция (иодоформная реакция, или проба Люголя) Качественная реакция на метилкетоны и ацетальдегид! Иодоформная реакция
80. Реакции полимеризации Полимеризация — частный случай реакций присоединения — характерна в основном для альдегидов. 1. Линейная
81. 2. Циклическая полимеризация (тримеризация, тетрамеризация) При взаимодействии молекул альдегидов возможно также образование циклических соединений. а) Тример
82. б) Полимеризация ацетальдегида в присутствии следов серной кислоты приводит к образованию в зависимости от условий двух
83. Реакции поликонденсации Конденсацией называется реакция, приводящая к усложнению углеродного скелета и возникновению новой углеродной связи, причем
84. 1. Конденсация с фенолами Практическое значение имеет реакция формальдегида с фенолом (катализаторы — кислоты или основания).
85. В результате поликонденсации фенола с формальдегидом в присутствии катализаторов образуются фенолформальдегидные смолы, из которых получают пластмассы
86. 2. Конденсация альдегидов с карбамидом (мочевиной) (NH2)2C=O - получение карбамидных (мочевино-формальдегидных) смол
87. 4. Альдольно-кротоновая конденсация При альдольной конденсации происходит присоединение одной молекулы карбонильного соединения к другой молекуле, образуется
88. При кротоновой конденсации образуется молекула непредельного альдегида или кетона. Химическая реакция сопровождается выделением молекулы воды. Реакция
89. Реакции диспропорционирования Реакция Канниццаро Альдегиды, не содержащие атом водорода у α-углеродного атома, в щелочной среде способны
90. Реакции замещения по связи С=О 1). С РСl5 кислород замещается на 2 атома хлора R R
91. Получение альдегидов и кетонов 1. Окисление спиртов В лаборатории карбонильные соединения получают окислением спиртов в жестких
92. Первичные спирты при окислении образуют альдегиды, которые затем легко окисляются до карбоновых кислот: При окислении вторичных
93. 2. Гидратация алкинов (реакция Кучерова) Кетоны получают при гидратации других гомологов ряда алкинов:
94. 3. Каталитическое окисление алкенов кислородом воздуха катализаторы – смеси PdCl2 и CuCl2 и температура 1000С:
95. 4. Каталитическое дегидрирование спиртов В промышленности альдегиды и кетоны получают дегидрированием спиртов, пропуская пары спирта над
96. 5. Щелочной гидролиз дигалогеналканов Если два атома галогена связаны с первичным атомом углерода, то образуются альдегиды:
97. При гидролизе дигалогеналканов, содержащих атомы галогена у вторичного атома углерода, образуются кетоны: Это лабораторный способ получения
98. ГИДРОЛИЗ ДИГАЛОГЕНАЛКАНОВ O СН3 - СН - Сl + 2НOH → СН3 - С + H2O
99. 6. Пиролиз солей карбоновых кислот При пиролизе (термическое разложение) кальциевых, бариевых солей карбоновых кислот образуются соответствующие
100. Это лабораторный способ получения карбонильных соединений.
101. 7. Кумольный способ получения ацетона (наряду с фенолом) Это промышленный способ получения ацетона
102. Получение формальдегида 1. Окисление метана Формальдегид в промышленности можно получить окислением метана кислородом воздуха при высоких
104. Скачать презентацию

Слайд 2

ОПРЕДЕЛЕНИЕ
АЛЬДЕГИДЫ СnH2n+1OН или СnH2nO это органические соединения, молекулы которых содержат

карбонильную группу, связанную с атомом водорода и углеводородным радикалом

ОБЩАЯ ФОРМУЛА

АЛЬДЕГИДНАЯ ГРУППА

Слайд 3

ОПРЕДЕЛЕНИЕ
КЕТОНЫ – органические вещества, в молекулах которых карбонильная группа связана с

двумя углеводородными радикалами
С = О - кетогруппа

R1 – C – R2
||
O
Общая формула

Слайд 4

Слайд 5

Первый член ряда альдегидов – формальдегид, в его молекуле карбонильная группа связана только

с атомами водорода — H2C=O.
Простейший представитель кетонов – ацетон CH3—C (O)—CH3.

Слайд 6

Если в молекулах альдегидов или кетонов содержатся две карбонильные группы, то

такие соединения являются диальдегидами или дикетонами соответственно.
Например, диальдегидом является глиоксаль, а дикетоном – диацетил.

Слайд 7

Классификация альдегидов и кетонов
Альдегиды и кетоны классифицируют по строению углеводородного радикала и по числу карбонильных групп.

Слайд 8

Слайд 9

Слайд 10

Слайд 11

Номенклатура альдегидов
Название альдегида по международной номенклатуре (систематической) образуется от названия соответствующего алкана с таким же

числом атомов углерода с добавлением окончания –аль. Нумерацию углеродной цепи начинают от атома углерода альдегидной группы (карбонильный атом углерода).

Слайд 12

Слайд 13

Наличие кратных связей или боковых цепей в молекуле альдегида обозначается аналогично

алканам.

Нередко в названиях альдегидов положение заместителей указывают греческими буквами α, β, γ и др. (буквой α обозначают атом углерода, соседний с альдегидной группой).

Слайд 14

Слайд 15

Для альдегидов широко применяются тривиальные названия. Они образуются из соответствующих тривиальных названий карбоновых

кислот, в которые альдегиды превращаются при окислении

Слайд 16

Слайд 17

Номенклатура кетонов
По заместительной номенклатуре ИЮПАК кетоны называют как предельные углеводороды с тем же числом

атомов С главной углеродной цепи с добавлением суффикса -он или –дион и следом за ним цифрового локанта.
Локант – цифра или буква, которая указывает положение функциональной группы в молекуле.

Слайд 18

Слайд 19

Слайд 20

По радикально-функциональной номенклатуре (ИЮПАК) кетоны называют, перечисляя заместители при кетогруппе в алфавитном порядке, добавляя

слово «кетон».

Слайд 21

При наличии двух одинаковых или разных радикалов указывают, симметрично (симм-) или несимметрично

(несимм— ) они расположены по отношению к кетонной группировке.

У некоторых кетонов, также как и у альдегидов, сохраняются тривиальные названия. Простейший алифатический кетон имеет тривиальное название ацетон.

Слайд 22

Алициклические кетоны называют только по номенклатуре ИЮПАК.
Нумерацию цикла начинают с карбонильной группы,

при этом, в отличие от альдегидов этого ряда, карбонильная группа получает номер 1, поскольку углерод карбонильной группы входит в цикл. В названии кетонов положение карбонильной группы цифрой не указывается, так как эта группа всегда имеет номер 1.

Слайд 23

Непредельные кетоны
Кетоны этого ряда называют как по радикало-функциональной номенклатуре (для кетонов простого строения), так

и по систематической международной номенклатуре. В последнем случае выбирается наиболее длинная цепь, несущая карбонильную группу и кратную связь.
К названию соответствующего алкена добавляется окончание «он» и цифрами указывается положение кратной связи и карбонильной группы, которая в этом случае должна получить наименьший номер.

Слайд 24

Слайд 25

Примеры названия кетонов

Слайд 26

Изомерия альдегидов и кетонов
Для альдегидов и кетонов характерна структурная изомерия
Для карбонильных соединений

возможна пространственная изомерия: оптическая (если углеводородный радикал содержит асимметрический углеродный атом, как, например, в глицериновом альдегиде CHO-C*H (OH) -CH2OH) и цис-транс-изомерия (например, в кротоновом альдегиде CH3-CH=CH-CHO).

Слайд 27

Изомерия альдегидов
1. Изомерия углеродного скелета, начиная с С4
2. Межклассовая изомерия с кетонами, начиная

с С3

Слайд 28

с циклическими оксидами (с С2)
с непредельными спиртами и простыми эфирами (с С3)

Слайд 29

Изомерия кетонов
1. Изомерия углеродного скелета (c C5)
2. Изомерия положения карбонильной
группы (c C5)
3. Межклассовая изомерия (аналогично альдегидам).

Слайд 30

Пример – изомеры масляного альдегида

Слайд 31

Слайд 32

Строение карбонильной группы C=O
Атомы углерода и кислорода в карбонильной группе находятся

в состоянии sp2-гибридизации. Углерод своими sp2-гибридными орбиталями образует три σ-связи (одна из них — связь С–О), которые располагаются в одной плоскости под углом около 120° друг к другу

Одна из трех sp2-орбиталей кислорода участвует в σ-связи С–О, две другие содержат неподеленные электронные пары.

Слайд 33

π-Связь С-О, образованная перекрыванием негибридизированной р-орбитали атома углерода и р-орбитали атома кислорода, располагается перпендикулярно

этой плоскости и легко смещается к более электроотрицательному атому кислорода.

Атом углерода в карбонильной группе связан с атомом кислорода двойной связью С=О (одна σ-связь и одна π-связь).

Слайд 34

Связь С=О сильно поляризована. Электроны кратной связи С=О, особенно более подвижные π-электроны, смещены

к более электроотрицательному атому кислорода, что приводит к появлению на нем частичного отрицательного заряда δ—Карбонильный углерод приобретает при этом частичный положительный заряд (δ +).

Таким образом,
группа >C=O сильно поляризована, что обусловливает большую реакционную способность органических соединений, содержащих карбонильную группу.

Углерод подвергается атаке нуклеофильными реагентами, а кислород электрофильными, в том числе Н+. Важнейшими реакциями альдегидов являются реакции нуклеофильного присоединения по двойной связи карбонильной группы.
Альдегиды, как правило, более реакционноспособны, чем кетоны.

Слайд 35

С1 – газ с резким запахом
С2 – С3 – жидкости с

резким запахом
С4 – С6 – жидкости с неприятным запахом
>С6 – высшие (особенно непредельные или ароматические) – твердые, нерастворимые в воде с цветочным запахом
НСОН - формальдегид – газ с резким удушливым запахом, хорошо растворимый в воде, t кип. - 19,3С, ядовит. 40% раствор формальдегида называется формалином
СН3СОН – уксусный альдегид – жидкость с запахом зелёного яблока, растворимая в воде t кип. 21С
у этих альдегидов температуры кипения ниже, чем у соответствующих спиртов

Физические свойства альдегидов

Слайд 36

Физические свойства кетонов
Кетоны — летучие жидкости. Кетоны обладают приятным запахом. Высшие

кетоны – твердые вещества, низшие представители хорошо растворимы в воде и смешиваются с органическими растворителями, некоторые (ацетон) смешиваются с водой в любых отношениях. Невозможность образования межмолекулярных водородных связей обуславливает несколько бо́льшую их летучесть, чем у спиртов и карбоновых кислот с той же молекулярной массой (например, ацетон кипит при 56,1 °C, а пропанол-2 — при 82,4 °C)
Пропонон ( диметилкетон) или ацетон
СН3 -С=О-СН3 – бесцветная жидкость с
резким запахом, tкип. 56,24С, хорошо
растворим в воде

Слайд 37

Отличительной чертой многих альдегидов является их запах. Высшие альдегиды, особенно

непредельные и ароматические, входят в состав эфирных масел и содержатся в цветах, фруктах, плодах, душистых и пряных растениях.
Их используют в пищевой промышленности и парфюмерии.

Альдегиды в природе

Слайд 38

В плодах ванили содержится ароматический альдегид, который придает им характерный

запах.
Ванилин применяется в парфюмерии, кондитерской промышленности, для маскирования запахов некоторых продуктов

Ванилин

Альдегиды в природе

Слайд 39

Запах цитрусовых обусловлен данным диеновым альдегидом. Его применяют в качестве

отдушки средств бытовой химии, косметических и парфюмерных веществ

Цитраль

Альдегиды в природе

Слайд 40

Коричный альдегид
Коричный альдегид содержится в масле корицы, его получают

перегонкой коры дерева корицы .
Применяется в кулинарии в виде палочек или порошка

Альдегиды в природе

Слайд 41

Бензальдегид
Бензальдегид – жидкость с запахом горького миндаля.
Встречается в косточках и

семечках (абрикос, персик)

Альдегиды в природе

Слайд 42

Фенилэтаналь
Фенилэтаналь по сравнению с бензальдегидом лучше соответствует рецептору цветочного запаха.

Фенилэтаналь пахнет гиацинтом.

Альдегиды в природе

Слайд 43

n-Гидроксифенилбутанон-2
Этот кетон обуславливает в основном запах спелых ягод малины.

Его включают в состав синтетических душистых композиций

Кетоны в природе

Слайд 44

Химические свойства

Слайд 45

Химические свойства альдегидов и кетонов определяются тем, что в состав их молекул

входит карбонильная группа с полярной двойной связью >C=O.
1. Высокая полярность связи С=О вызывает на карбонильном атоме углерода значительный дефицит электронной плотности (Cδ+), и по этому атому углерода возможна нуклеофильная атака. При этом, взаимодействие с нуклеофилами приводит к разрыву π-связи и образованию более прочной σ-связи.
2. Высокая полярность связи С=О вызывает на атоме углерода, соседнем с карбонильной группой (α-углеродном атоме), повышенную полярность связи С-Н α-углеродного атома. Это характеризует данные соединения как СН-кислоты.

Слайд 46

Для альдегидов и кетонов наиболее характерны реакции, протекающие по механизму нуклеофильного присоединения (AN).
Реакционная

способность в таких реакциях уменьшается от альдегидов к кетонам:

Слайд 47

При сравнении реакционной способности альдегидов и кетонов необходимо учесть 2 фактора: электронный и пространственный
Альдегиды

более реакционноспособны, чем кетоны. Кетоны реагируют обычно в более жестких условиях, чем альдегиды, а в некоторые реакции даже и не вступают.
Электронный фактор связан с величиной положительного заряда на карбонильном атоме углерода и влиянием на него электронодонорных эффектов заместителей R и R'.

Слайд 48

В молекулах кетонов на карбонильный атом углерода действуют индуктивные эффекты двух

углеводородных радикалов R и R', а в молекулах альдегидов одного радикала R, поэтому в случае кетонов величина положительного заряда на этом атоме меньше.

взаимодействие кетонов с нуклеофилами протекает труднее

Слайд 49

Пространственный фактор связан с доступностью реакционного центра (Cδ+) для нуклеофильной атаки, а это

зависит от размеров заместителей R и R'.
В молекулах альдегидов (содержат один радикал R) карбонильный атом углерода оказывается более доступен по сравнению с кетонами, поэтому нуклеофильные реакции для альдегидов протекают легче, чем для кетонов.

Слайд 50

Реакционная способность карбонильных соединений определяется величиной частичного положительного заряда δ+ на атоме

углерода в карбонильной группе. Чем этот заряд больше, тем выше химическая активность карбонильного соединения.
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 атоме углерода карбонильной группы, что затрудняет присоединение нуклеофильного реагента.

Слайд 51

Для карбонильных соединений характерны реакции:
присоединение по карбонильной группе;
реакции замещения у α-углеродного

атома;
полимеризация;
поликонденсация;
окисление.

Слайд 52

Реакции присоединения
Присоединение большинства реагентов по двойной связи С=О происходит как ионная

реакция по механизму нуклеофильного присоединения AN.

Слайд 53

1. Гидрирование (восстановление)
Гидрирование альдегидов приводит к образованию первичных спиртов, гидрирование кетонов – ко вторичным.

Слайд 54

Слайд 55

В лабораторных условиях для восстановления альдегидов и кетонов используется алюмогидрид лития (тетрагидроалюминат

лития) LiAlH4:

Слайд 56

2. Присоединение циановодородной (синильной) кислоты НСN
Альдегиды и кетоны, взаимодействуя с синильной кислотой,

образуют циангидрины – органические соединения, молекулы которых содержат две функциональные группы: циано-группу и гидроксильную –ОН.

Слайд 57

Образовавшееся соединение содержит на один атом углерода больше, чем исходный альдегид

или кетон, поэтому подобные реакции используют для удлинения углеродной цепи. А также для получения α-гидроксикислот R-CH (COOH) OH:

Слайд 58

3. Взаимодействие со спиртами (в присутствии кислоты или основания как катализатора)
Альдегиды

могут взаимодействовать с одной или двумя молекулами спирта, образуя соответственно полуацетали или ацетали
Полуацетали — соединения, содержащие при одном атоме углерода гидроксильную и алкоксильную (ОR) группы.
Ацетали – это соединения, содержащие при одном атоме углерода две алкоксильные группы.

Слайд 59

Слайд 60

Гидроксильная группа полуацеталей (полуацетальный гидроксил) очень реакционноспособна. Взаимодействие полуацеталя с еще

одной молекулой спирта (в присутствии кислоты) приводит к замещению полуацетального гидроксила на алкоксильную группу OR' и образованию ацеталя:

Слайд 61

4. Гидратация (присоединение воды)
Альдегиды в водных растворах существуют в виде гидратных

форм, образующихся в результате присоединения воды к карбонильной группе:

Эта реакция возможна только для формальдегида и уксусного альдегида

Кетоны не реагируют с водой

Слайд 62

5. Присоединение реактива Гриньяра — образование спиртов
При добавлении раствора галогеналкана в диэтиловом эфире

к магниевой стружке легко происходит экзотермическая реакция, магний переходит в раствор и образуется реактив Гриньяра.

Слайд 63

а) Взаимодействием реактива Гриньяра с формальдегидом можно получить первичный спирт (кроме метанола). Для

этого продукт присоединения реактива Гриньяра гидролизуют с водой:

б) При использовании любых других алифатических альдегидов могут быть получены вторичные спирты:

Слайд 64

в) Взаимодействием реактивов Гриньяра с кетонами получают третичные спирты:

Слайд 65

6. Присоединение гидросульфита натрия NaHSO3 с образованием гидросульфитных производных альдегидов
Качественная реакция на альдегидную группу!
Альдегиды

при встряхивании с концентрированным раствором гидросульфита натрия образуют кристаллические соединения:

С помощью этой реакции выделяют альдегиды из смесей с другими веществами и для получения их в чистом виде

Слайд 66

7. Взаимодействие с аммиаком

Слайд 67

Реакция альдегидов и кетонов с аммиаком может сопровождаться циклизацией продуктов присоединения.

Например, взаимодействие аммиака с формальдегидом, как показал А.М. Бутлеров, приводит к образованию гексаметилентетрамина, известного как медицинский препарат уротропин:

Слайд 68

Нитрование гексаметилентетрамина приводит к образованию сильного взрывчатого вещества "гексоген":

Слайд 69

II. Реакции окисления: по связи С-Н
[О] - KMnO4, K2Cr2O7, Cu(OH)2,
оксиды и гидроксиды

меди и
серебра (мягкие окислители)

Слайд 70

1. Реакция «серебряного зеркала» - окисление аммиачным раствором оксида серебра (реактив Толленса)
Качественная реакция

на альдегидную группу!

Слайд 71

Упрощенно

Слайд 72

2. Окисление гидроксидом меди (II)
Качественная реакция на альдегидную группу!
Для реакции используют

свежеприготовленный Cu (ОН)2, образующийся при взаимодействии растворимой соли меди (II) со щелочью.
Голубая суспензия гидроксида меди (II) при нагревании с альдегидом приобретает окраску оранжево-красного осадка оксида меди (I):

Слайд 73

3. Реакция на альдегиды с фуксиносернистой кислотой (реактив Шиффа)
Качественная реакция на

альдегидную группу!
Кетоны не вступают в эту реакцию!!!!!!!
Краситель красного цвета — фуксин, при насыщении его раствора газообразным сернистым ангидридом (SO2) образует бесцветный раствор фуксиносернистой кислоты. Этот реактив при взаимодействии с альдегидами дает красно-фиолетовое окрашивание, что является качественной реакцией на альдегидную группу.

Слайд 74

Слайд 75

4. Окисление перманганатом калия
Альдегиды можно окислить подкисленным раствором перманганат калия КMnO4 при

нагревании

Слайд 76

5. Горение (полное окисление)

Слайд 77

Реакции замещения
Реакции замещения по R Альдегиды и кетоны легко вступают в

реакцию с галогенами (Cl2, Br2, I2) с образованием ɑ-галогенпроизводных.
Такой эффект наблюдается только для ɑ-атома углерода, т.е атома, следующего за альдегидной группой, независимо от длины углеродного радикала.

Слайд 78

Галогенопроизводные альдегидов и кетонов проявляют слезоточивое действие и называются лакриматорами.
При избытке галогена

замещению подвергаются все атомы водорода при ɑ-углеродном атоме:

Хлораль обладает снотворным действием. На основе хлораля получают средства борьбы с насекомыми (инсектициды), в том числе хлорофос, а также различные гербициды.
При растворении хлораля в воде образуется хлоралгидрат
ССl3CH (OH)2.

Слайд 79

2. Галоформная реакция (иодоформная реакция, или проба Люголя)
Качественная реакция на метилкетоны и

ацетальдегид!
Иодоформная реакция – обработка карбонильного соединения избытком иода в присутствии щелочи. Выпадение желтого осадка иодоформа указывает на наличие в исходном соединении метильной группы, связанной с карбонилом:

Иодоформ широко используется как антисептик в медицине и ветеринарии.

Слайд 80

Реакции полимеризации
Полимеризация — частный случай реакций присоединения — характерна в основном для альдегидов.
1.

Линейная полимеризация
При испарении или длительном стоянии 40% водного раствора формальдегида (формалина) образуется полимер формальдегида в виде белого осадка с невысокой молекулярной массой – параформ:

Параформ используют для изготовления волокон, пленок и других изделий.

Слайд 81

2. Циклическая полимеризация (тримеризация, тетрамеризация)
При взаимодействии молекул альдегидов возможно также образование

циклических соединений.
а) Тример метаналя получается при перегонке подкисленного раствора формальдегида:

Триоксан используется для получения полиформальдегида (полиоксиметилена) с высокой молекулярной массой, обладающего повышенной стабильностью и механической прочностью.

Слайд 82

б) Полимеризация ацетальдегида в присутствии следов серной кислоты приводит к образованию

в зависимости от условий двух циклических продуктов — паральдегида и метальдегида. Паральдегид образуется, если реакцию проводить при 200С, а метальдегид — при 00С:

Паральдегид — жидкость (т. кип. 1280С), метальдегид — твердое вещество, используется в быту как сухое горючее под названием «сухой спирт»

Слайд 83

Реакции поликонденсации
Конденсацией называется реакция, приводящая к усложнению углеродного скелета и возникновению новой

углеродной связи, причем из двух или более относительно простых молекул образуется новая, более сложная молекула. Обычно в результате реакции конденсации выделяется молекула воды или другого вещества.
Конденсация, приводящая к образованию высокомолекулярных соединений, называется реакцией поликонденсации.

Слайд 84

1. Конденсация с фенолами
Практическое значение имеет реакция формальдегида с фенолом (катализаторы —

кислоты или основания).

Для фенола эта реакция электрофильного замещения (SE), а для формальдегида – нуклеофильного присоединения (АN).

Слайд 85

В результате поликонденсации фенола с формальдегидом в присутствии катализаторов образуются фенолформальдегидные смолы,

из которых получают пластмассы – фенопласты.
Фенопласты – важнейшие заменители цветных и черных металлов во многих отраслях промышленности. Из них изготавливают большое количество изделий широкого потребления, электроизоляционные материалы и строительные детали.

Слайд 86

2. Конденсация альдегидов с карбамидом (мочевиной) (NH2)2C=O - получение карбамидных (мочевино-формальдегидных) смол

Слайд 87

4. Альдольно-кротоновая конденсация
При альдольной конденсации происходит присоединение одной молекулы карбонильного соединения к другой

молекуле, образуется альдегидоспирт (альдоль) или кетоноспирт (кетол).
Например, уксусный альдегид на холоду при действии разбавленных растворов щелочей превращается в альдоль:

Альдольная конденсация широко используется в промышленности для получения синтетических каучуков, смол, лаков и различных душистых веществ.

Слайд 88

При кротоновой конденсации образуется молекула непредельного альдегида или кетона. Химическая реакция сопровождается выделением

молекулы воды.
Реакция проводится в более жестких условиях (при нагревании или в присутствии кислоты) альдоль дегидратируется с образованием кротонового альдегида:

Легкое отщепление воды от альдоля объясняется подвижностью водородного атома в α-звене, на которое действует – I-эффекты двух групп (ОН и С=О).
Соединения, содержащие третичный углеродный атом возле карбонильной группы не вступают в реакцию альдольной конденсации.

Слайд 89

Реакции диспропорционирования
Реакция Канниццаро
Альдегиды, не содержащие атом водорода у α-углеродного атома, в

щелочной среде способны вступать в окислительно-восстановительную реакцию (диспропорционирования):

Слайд 90

Реакции замещения по связи С=О
1). С РСl5 кислород замещается на 2

атома хлора
R R Cl
C = O + РСl5→ C
R/ R/ Cl
2). С веществами типа Н2NХ кислород замещается на NX (NH3, NH2-NH2, NH2 – C6H5)
R R
C = O + H2 – NH → C = NH + H2O
R/ R/
3). образование фенолформальдегидной пластмассы идёт также по связи С=О - реакция поликонденсациии

Слайд 91

Получение альдегидов и кетонов
1. Окисление спиртов
В лаборатории карбонильные соединения получают окислением спиртов

в жестких условиях в присутствии сильных окислителей (дихромата калия К2Cr2O7 или перманганата калия КМnО4) в серной кислоте Н2SO4. В качестве окислителя можно использовать оксид меди (II) при нагревании.
При окислении первичных спиртов образуются альдегиды:

Слайд 92

Первичные спирты при окислении образуют альдегиды, которые затем легко окисляются до карбоновых

кислот:

При окислении вторичных спиртов образуются кетоны:

Слайд 93

2. Гидратация алкинов (реакция Кучерова)
Кетоны получают при гидратации других гомологов ряда алкинов:

Слайд 94

3. Каталитическое окисление алкенов кислородом воздуха
катализаторы – смеси PdCl2 и CuCl2 и температура 1000С:

Слайд 95

4. Каталитическое дегидрирование спиртов
В промышленности альдегиды и кетоны получают дегидрированием спиртов, пропуская

пары спирта над нагретым катализатором (Cu, соединения Ag, Cr или Zn).

Слайд 96

5. Щелочной гидролиз дигалогеналканов
Если два атома галогена связаны с первичным атомом углерода, то

образуются альдегиды:

Слайд 97

При гидролизе дигалогеналканов, содержащих атомы галогена у вторичного атома углерода, образуются кетоны:
Это лабораторный способ получения карбонильных

соединений

Слайд 98

ГИДРОЛИЗ ДИГАЛОГЕНАЛКАНОВ
O
СН3 - СН - Сl + 2НOH → СН3

- С + H2O
H
Cl
1,1- дихлорэтан этаналь

Слайд 99

6. Пиролиз солей карбоновых кислот
При пиролизе (термическое разложение) кальциевых, бариевых солей

карбоновых кислот образуются соответствующие карбонильные соединения. Из смешанной соли муравьиной и другой карбоновой кислоты получают альдегиды, а в остальных случаях образуются кетоны.

Слайд 100

Это лабораторный способ получения карбонильных соединений.

Слайд 101

7. Кумольный способ получения ацетона (наряду с фенолом)
Это промышленный способ получения ацетона

Слайд 102

Получение формальдегида
1. Окисление метана
Формальдегид в промышленности можно получить окислением метана кислородом воздуха при

высоких температурах с использованием катализатора:

Альдегиды и кетоны

Содержание

ОПРЕДЕЛЕНИЕ АЛЬДЕГИДЫ СnH2n+1OН или СnH2nO это органические соединения, молекулы которых содержат

ОПРЕДЕЛЕНИЕКЕТОНЫ – органические вещества, в молекулах которых карбонильная группа связана с

Пер­вый член ряда аль­де­ги­дов – фор­маль­де­гид, в его мо­ле­ку­ле кар­бо­ниль­ная груп­па свя­за­на толь­ко

Если в молекулах альдегидов или кетонов содержатся две карбонильные группы, то

Классификация альдегидов и кетонов Альдегиды и кетоны классифицируют по строению углеводородного радикала и по числу карбонильных групп.

Номенклатура альдегидовНазвание альдегида по международной номенклатуре (систематической) образуется от названия соответствующего алкана с таким же

Наличие кратных связей или боковых цепей в молекуле альдегида обозначается аналогично

Для альдегидов широко применяются тривиальные названия. Они образуются из соответствующих тривиальных названий карбоновых

Номенклатура кетонов По заместительной номенклатуре ИЮПАК кетоны называют как предельные углеводороды с тем же числом

По радикально-функциональной номенклатуре (ИЮПАК) кетоны называют, перечисляя заместители при кетогруппе в алфавитном порядке, добавляя

При наличии двух одинаковых или разных радикалов указывают, симметрично (симм-) или несимметрично

Алициклические кетоны называют только по номенклатуре ИЮПАК.Нумерацию цикла начинают с карбонильной группы,

Непредельные кетоны Кетоны этого ряда называют как по радикало-функциональной номенклатуре (для кетонов простого строения), так

Примеры названия кетонов

Изомерия альдегидов и кетонов Для альдегидов и кетонов характерна структурная изомерияДля карбонильных соединений

Изомерия альдегидов 1. Изомерия углеродного скелета, начиная с С4 2. Межклассовая изомерия с кетонами, начиная

с циклическими оксидами (с С2)с непредельными спиртами и простыми эфирами (с С3)

Изомерия кетонов 1. Изомерия углеродного скелета (c C5)2. Изомерия положения карбонильной группы (c C5)3. Межклассовая изомерия (аналогично альдегидам).

Пример – изомеры масляного альдегида

Строение карбонильной группы C=O Атомы углерода и кислорода в карбонильной группе находятся

π-Связь С-О, образованная перекрыванием негибридизированной р-орбитали атома углерода и р-орбитали атома кислорода, располагается перпендикулярно

Связь С=О сильно поляризована. Электроны кратной связи С=О, особенно более подвижные π-электроны, смещены

С1 – газ с резким запахомС2 – С3 – жидкости с

Физические свойства кетоновКетоны — летучие жидкости. Кетоны обладают приятным запахом. Высшие

Отличительной чертой многих альдегидов является их запах. Высшие альдегиды, особенно

В плодах ванили содержится ароматический альдегид, который придает им характерный

Запах цитрусовых обусловлен данным диеновым альдегидом. Его применяют в качестве

Коричный альдегид Коричный альдегид содержится в масле корицы, его получают

Бензальдегид Бензальдегид – жидкость с запахом горького миндаля.Встречается в косточках и

ФенилэтанальФенилэтаналь по сравнению с бензальдегидом лучше соответствует рецептору цветочного запаха.

n-Гидроксифенилбутанон-2 Этот кетон обуславливает в основном запах спелых ягод малины.

Химические свойства

Химические свойства альдегидов и кетонов определяются тем, что в состав их молекул

Для альдегидов и кетонов наиболее характерны реакции, протекающие по механизму нуклеофильного присоединения (AN).Реакционная

При сравнении реакционной способности альдегидов и кетонов необходимо учесть 2 фактора: электронный и пространственныйАльдегиды

В молекулах кетонов на карбонильный атом углерода действуют индуктивные эффекты двух

Пространственный фактор связан с доступностью реакционного центра (Cδ+) для нуклеофильной атаки, а это

Реакционная способность карбонильных соединений определяется величиной частичного положительного заряда δ+ на атоме

Для карбонильных соединений характерны реакции:присоединение по карбонильной группе;реакции замещения у α-углеродного

Реакции присоединения Присоединение большинства реагентов по двойной связи С=О происходит как ионная

1. Гидрирование (восстановление) Гидрирование альдегидов приводит к образованию первичных спиртов, гидрирование кетонов – ко вторичным.

В лабораторных условиях для восстановления альдегидов и кетонов используется алюмогидрид лития (тетрагидроалюминат

2. Присоединение циановодородной (синильной) кислоты НСN Альдегиды и кетоны, взаимодействуя с синильной кислотой,

Образовавшееся соединение содержит на один атом углерода больше, чем исходный альдегид

3. Взаимодействие со спиртами (в присутствии кислоты или основания как катализатора) Альдегиды

Гидроксильная группа полуацеталей (полуацетальный гидроксил) очень реакционноспособна. Взаимодействие полуацеталя с еще

4. Гидратация (присоединение воды) Альдегиды в водных растворах существуют в виде гидратных

5. Присоединение реактива Гриньяра — образование спиртов При добавлении раствора галогеналкана в диэтиловом эфире

а) Взаимодействием реактива Гриньяра с формальдегидом можно получить первичный спирт (кроме метанола). Для

в) Взаимодействием реактивов Гриньяра с кетонами получают третичные спирты:

6. Присоединение гидросульфита натрия NaHSO3 с образованием гидросульфитных производных альдегидов Качественная реакция на альдегидную группу! Альдегиды

7. Взаимодействие с аммиаком

Реакция альдегидов и кетонов с аммиаком может сопровождаться циклизацией продуктов присоединения.

Нитрование гексаметилентетрамина приводит к образованию сильного взрывчатого вещества "гексоген":

II. Реакции окисления: по связи С-Н[О] - KMnO4, K2Cr2O7, Cu(OH)2,оксиды и гидроксиды

1. Реакция «серебряного зеркала» - окисление аммиачным раствором оксида серебра (реактив Толленса) Качественная реакция

Упрощенно

2. Окисление гидроксидом меди (II) Качественная реакция на альдегидную группу!Для реакции используют

3. Реакция на альдегиды с фуксиносернистой кислотой (реактив Шиффа) Качественная реакция на

4. Окисление перманганатом калия Альдегиды можно окислить подкисленным раствором перманганат калия КMnO4 при

ОПРЕДЕЛЕНИЕ
АЛЬДЕГИДЫ СnH2n+1OН или СnH2nO это органические соединения, молекулы которых содержат

ОПРЕДЕЛЕНИЕ
КЕТОНЫ – органические вещества, в молекулах которых карбонильная группа связана с

Первый член ряда альдегидов – формальдегид, в его молекуле карбонильная группа связана только

Классификация альдегидов и кетонов
Альдегиды и кетоны классифицируют по строению углеводородного радикала и по числу карбонильных групп.

Номенклатура альдегидов
Название альдегида по международной номенклатуре (систематической) образуется от названия соответствующего алкана с таким же

Номенклатура кетонов
По заместительной номенклатуре ИЮПАК кетоны называют как предельные углеводороды с тем же числом

Алициклические кетоны называют только по номенклатуре ИЮПАК.
Нумерацию цикла начинают с карбонильной группы,

Непредельные кетоны
Кетоны этого ряда называют как по радикало-функциональной номенклатуре (для кетонов простого строения), так

Изомерия альдегидов и кетонов
Для альдегидов и кетонов характерна структурная изомерия
Для карбонильных соединений

Изомерия альдегидов
1. Изомерия углеродного скелета, начиная с С4
2. Межклассовая изомерия с кетонами, начиная

с циклическими оксидами (с С2)
с непредельными спиртами и простыми эфирами (с С3)

Изомерия кетонов
1. Изомерия углеродного скелета (c C5)
2. Изомерия положения карбонильной
группы (c C5)
3. Межклассовая изомерия (аналогично альдегидам).

Строение карбонильной группы C=O
Атомы углерода и кислорода в карбонильной группе находятся

С1 – газ с резким запахом
С2 – С3 – жидкости с

Физические свойства кетонов
Кетоны — летучие жидкости. Кетоны обладают приятным запахом. Высшие

Коричный альдегид
Коричный альдегид содержится в масле корицы, его получают

Бензальдегид
Бензальдегид – жидкость с запахом горького миндаля.
Встречается в косточках и

Фенилэтаналь
Фенилэтаналь по сравнению с бензальдегидом лучше соответствует рецептору цветочного запаха.

n-Гидроксифенилбутанон-2
Этот кетон обуславливает в основном запах спелых ягод малины.

Для альдегидов и кетонов наиболее характерны реакции, протекающие по механизму нуклеофильного присоединения (AN).
Реакционная

При сравнении реакционной способности альдегидов и кетонов необходимо учесть 2 фактора: электронный и пространственный
Альдегиды

Для карбонильных соединений характерны реакции:
присоединение по карбонильной группе;
реакции замещения у α-углеродного

Реакции присоединения
Присоединение большинства реагентов по двойной связи С=О происходит как ионная

1. Гидрирование (восстановление)
Гидрирование альдегидов приводит к образованию первичных спиртов, гидрирование кетонов – ко вторичным.

2. Присоединение циановодородной (синильной) кислоты НСN
Альдегиды и кетоны, взаимодействуя с синильной кислотой,

3. Взаимодействие со спиртами (в присутствии кислоты или основания как катализатора)
Альдегиды

4. Гидратация (присоединение воды)
Альдегиды в водных растворах существуют в виде гидратных

5. Присоединение реактива Гриньяра — образование спиртов
При добавлении раствора галогеналкана в диэтиловом эфире

6. Присоединение гидросульфита натрия NaHSO3 с образованием гидросульфитных производных альдегидов
Качественная реакция на альдегидную группу!
Альдегиды

II. Реакции окисления: по связи С-Н
[О] - KMnO4, K2Cr2O7, Cu(OH)2,
оксиды и гидроксиды

1. Реакция «серебряного зеркала» - окисление аммиачным раствором оксида серебра (реактив Толленса)
Качественная реакция

2. Окисление гидроксидом меди (II)
Качественная реакция на альдегидную группу!
Для реакции используют

3. Реакция на альдегиды с фуксиносернистой кислотой (реактив Шиффа)
Качественная реакция на

4. Окисление перманганатом калия
Альдегиды можно окислить подкисленным раствором перманганат калия КMnO4 при