Lecture number 11.
Aldehydes at ketones.
Plano
1. Mga pamamaraan ng resibo.
2. Mga katangian ng kemikal.
2.1. Mga reaksiyong nucleophilic
Attachment.
2.2. Mga Reaksyon ng A. carbon atom.
2.3.
Lecture number 11.
Aldehydes at ketones.
Plano
1. Mga pamamaraan ng resibo.
2. Mga katangian ng kemikal.
2.1. Mga reaksiyong nucleophilic
Attachment.
2.2. Mga Reaksyon ng A. carbon atom.
2.3. Oksihenasyon at mga reaksiyon sa pagbawi.
Ang Aldehydes at Ketones ay naglalaman ng Carbonyl Group.
C \u003d O. Pangkalahatang formula:
1. Mga paraan ng pagkuha.
2. kemikal
Ari-arian.
Ang Aldehydes at Ketones ay isa sa mga pinaka-reactive na klase.
organic compounds. Ang kanilang mga katangian ng kemikal ay tinutukoy ng presensya
Carbonyl group. Dahil sa isang malaking pagkakaiba sa electronegate
Carbon at oxygen at mataas na polarizability P. - Komunikasyon komunikasyon c \u003d o may makabuluhang polarity.
(m c \u003d o \u003d 2.5-2.8 d). Carbon carbonyl atom.
Ang mga grupo na nagdadala ng isang epektibong positibong singil at isang bagay na atake
nucleophiles. Pangunahing uri ng aldehyde at ketone reaksyon - mga Reaksyon
Nucleophilic attachment ad. N. Bilang karagdagan, ang grupo ng Carbonyl ay nakakaapekto
Ang kapasidad ng reaksyon ng komunikasyon ng C --na. - Paglalagay, pagtaas ng kaasiman nito.
Kaya, molecules ng aldehydes at ketones.
naglalaman ng dalawang pangunahing reaksyunaryong sentro - komunikasyon c \u003d o at coma - Paglalagay:
2.1. Mga reaksiyong nucleophilic
Attachment.
Aldehydes at ketones Madaling mag-attach nucleophilic reagents sa pamamagitan ng C \u003d tungkol sa komunikasyon.
Ang proseso ay nagsisimula sa isang pag-atake ng nucleophile sa carbonyl carbon atom. Pagkatapos
Ang tetrahedral intermediated nabuo sa unang yugto attachs isang proton at
Nagbibigay ng attachment ng produkto:
Ang aktibidad ng carbonyl compounds sa.
AD N. -Racts ay depende sa halaga
Epektibong positibong singil sa carbonyl carbon at volume atom.
Deputies sa Carbonyl Group. Electroneal at thunderous substituents.
gawin ang reaksyon mahirap, elektronikong tumpak na substituents dagdagan ang reaksyon
Ang kakayahan ng koneksyon ng carbonyl. Samakatuwid, Aldehydes B.
AD N. -Racts ay mas aktibo kaysa
ketones.
Ang aktibidad ng carbonyl compounds ay nagdaragdag sa.
ang pagkakaroon ng acid catalysts na nagpapataas ng positibong singil
Carbonal Carbon Atom:
Aldehydes at ketones sumali sa tubig, alkohol,
Tiol, sinyl acid, sodium hydrosulfite, type connections
Nh. 2 X. Lahat ng mga reaksiyong koneksyon
Pumunta mabilis, sa banayad na mga kondisyon, gayunpaman, ang mga produkto na nabuo ay karaniwang
thermodynamically hindi matatag. Samakatuwid, magpatuloy ang mga reaksyon, at ang nilalaman
Ang mga produkto ng koneksyon sa halo ng punto ng balanse ay maaaring mababa.
Paglakip ng tubig.
Aldehydes at ketones sumali sa tubig sa.
Edukasyon ng mga hydrates. Ang reaksyon ay nalikom. Nabuo hydrates.
thermodynamically hindi matatag. Ang equilibrium ay lumipat patungo sa mga produkto
Mga attachment lamang sa kaso ng mga aktibong carbonyl compounds.
Trichloroacetic aldehyde hydration.
Ang chlorohydrate ay isang matatag na mala-kristal na tambalan na ginagamit sa
Gamot bilang isang nakapapawi at natutulog na mga tabletas.
Pag-akyat ng Alcohol I.
Tiol.
Aldehydes sumali sa alkohol sa edukasyon semi-acetale. Na may labis na alkohol at sa pagkakaroon ng isang acid catalyst
Ang reaksyon ay napupunta - bago ang edukasyon acetale
Ang reaksyon ng pagbuo ng kalahating daloy ng acetal tulad ng
nucleophilic attachment at accelerates sa pagkakaroon ng acids o
dahilan.
Ang proseso ng pagbuo ng acetal goes like.
nucleophilic substitution siya ay isang grupo sa isang kalahating acetale at posible lamang sa mga kondisyon
acid catalysis kapag ang grupo ay nagiging isang mahusay na papalabas na grupo
(H. 2 o).
Ang pagbuo ng acetal ay isang baligtad na proseso. SA
Ang isang acidic medium ng semi-acetal at acetal ay madaling hydrolyzed. Sa isang alkaline na kapaligiran
Ang hydrolysis ay hindi pumunta. Ang mga reaksyon ng pagbuo at hydrolysis ng acetal ay may mahalagang papel
Kimika ng carbohydrates.
Ketones sa mga katulad na kondisyon ng kutin hindi
bigyan.
Thiol tulad ng mas malakas na nucleophiles kaysa sa alkohol,
Bumubuo ng pagsali sa mga produkto at may aldehydes, at may ketones.
Pag-attach ng syntile.
Acid.
Sinyl acid ang sumali sa carbonyl compound sa mga kondisyon
Pangunahing katalisis na may pagbuo ng cyanidrines.
Ang reaksyon ay paghahanda at
Ginagamit sa synthesisisang -hydroxy- at A. -AMIN acids (tingnan ang lek. 14). Mga bunga ng ilang mga halaman
(Halimbawa, ang mga mapait na almond) ay naglalaman ng mga cyangidrine. Inilabas sa kanila
Ang paghahati ng sinyl acid ay may epekto sa pagkalason.
Pag-akyat ng Bisulfite.
sosa.
Aldehydes at methylketones Sumali sa Sodium Sodium Bisulfite Nahso 3. Na may pagbuo ng mga derivatives ng bisulfite.
Bisulfite derivatives ng carbonyl compounds.
- Mga kristal na sangkap na hindi natutunaw sa labis na solusyon sa sodium bisulfite.
Ang reaksyon ay ginagamit upang palabasin ang mga compound ng carbonyl mula sa mga blends. Carbonyl.
Ang compound ay maaaring madaling regenerated sa pamamagitan ng pagproseso ng Bisulfite derivative
acid. o alkali.
Pakikipag-ugnayan sa pangkalahatang compounds
Nh formula. 2 X.
Ang mga reaksiyon ay nagpapatuloy ng pangkalahatang pamamaraan bilang isang proseso
Naglalabas na sumali. Na bumubuo sa unang yugto ng produkto ng attachment hindi
Sustainable at madaling cleaves tubig.
Ayon sa scheme na may Carbonyl.
Ang mga compound ay gumanti ng ammonia, pangunahing mga amines, hydrazines, pinalitan ng hydrazines,
Hydroxylamine.
Ang mga resultang derivatives
Mala-kristal na sangkap na ginagamit upang i-highlight at kilalanin
Carbonyl compounds.
Imina (Schiff base) ay intermediate
Mga produkto sa maraming mga proseso ng enzymatic (transaminasyon sa ilalim ng pagkilos
Pyridoxal phosphate coenzyme; Rehabilitasyon ng Ketok Acids.
Paglahok ng Coenzyme. H). Na may catalytic hydrogenation ng iminols nabuo
Mga Amine. Ang proseso ay ginagamit upang i-synthesize ang mga amine mula sa aldehydes at ketones at
tinatawag na pagbabawas ng paghinto.
Restorative Amination nalikom sa vivo.
Sa panahon ng synthesis ng amino acids (tingnan ang LEK. Hindi. 16)
2.2. Mga Reaksyon sa.a. carbon atom.
Keto-enol tautomeria.
Hydrogen sa A. - Ang paglalagay sa carbonyl group ay may acidic.
ari-arian, dahil ang anion ay nabuo kapag inaalis ito stabilizes para sa
Resonance account.
Ang resulta ng proton kadaliang kumilos ng hydrogen atom
saa. Posisyon
ay ang kakayahan ng carbonyl compounds sa pagbuo ng mga form ng Enol dahil sa
Proton migrations.a. Posisyon sa oxygen atom ng carbonyl group.
Ketone at enol tautomers..
Ang mga tautomer ay mga isomer na maaaring mabilis at baligtarin.
Dahil sa paglipat ng anumang grupo (sa kasong ito, proton). Punto ng balanse
Keton at Enane na Tinatawag. keto-enol tautomeria.
Ang proseso ng pag-envolisasyon ay catalyzed ng mga acids at
Basins. Ang pag-envolisasyon sa ilalim ng pagkilos ng base ay maaaring kinakatawan
Susunod na pamamaraan:
Karamihan sa mga carbonyl compounds ay umiiral
Karamihan sa form keton. Ang nilalaman ng isang enol form ay nagdaragdag sa.
isang pagtaas sa acidity ng carbonyl tambalan, pati na rin sa kaso ng
karagdagang pag-stabilize ng enol form dahil sa hydrogen bonds o dahil sa
Conjugation.
Table 8. nilalaman ng mga form ng Enol at
Kaasiman ng carbonyl compounds.
Halimbawa, sa 1,3-dicarbonyl compounds.
Ang proton mobility ng methylene group ay tumataas nang husto dahil sa
Electretically acceptor impluwensiya ng dalawang grupo ng carbonyl. Bilang karagdagan, ang Enol
Ang form ay nagpapatatag dahil sa pagkakaroon ng isang sistema ng conjugatep. - Komunikasyon at Intramolecular
Hydrogen bond.
Kung ang koneksyon sa isang form ng ENOL ay kumakatawan
isang conjugate system na may mataas na enerhiya ng pag-stabilize, pagkatapos ay isang form ng enol
prevails. Halimbawa, ang phenol ay umiiral lamang sa isang form ng enol.
Ang pag-aabuso at edukasyon ng mga enolat anions ay.
Ang mga unang yugto ng mga reaksyon ng carbonyl compounds na dumadaloya. carbon atom. Ang pinakamahalagang
Ng mga ito haloiding. at aldero-Crotonova.
condensation
.
Halogenation.
Aldehydes at ketones madaling reaksyon sa halogens (CL 2,
Br 2, i 2. ) Sa edukasyon
eksklusiboa. Mga derivatives ng manufacturer.
Ang reaksyon ay catalyzed ng mga acids o
Basins. Ang rate ng reaksyon ay hindi nakasalalay sa konsentrasyon at likas na katangian ng halogen.
Ang proseso ay nagpapatuloy sa pamamagitan ng pagbuo ng isang form ng enol (mabagal na yugto), na
Pagkatapos ay tumugon sa halogen (mabilis na yugto). Kaya, halogen ay hindi
Lumahok sa bilis—pagtukoy sa Stage.
proseso.
Kung ang koneksyon ng Carbonyl ay naglalaman ng ilang.a. - Ferry.
atoms, pagkatapos ay ang kapalit ng bawat kasunod ay nangyayari nang mas mabilis kaysa sa nakaraang isa,
Dahil sa pagtaas sa kanilang kaasiman sa ilalim ng pagkilos ng tumpak na impluwensiya sa elektroniko
halogen. Sa isang alkaline na kapaligiran, ang acetaldehyde at methylketons ay nagbibigay
trigologic derivatives, na pagkatapos ay nahati sa ilalim ng pagkilos ng labis na alkali na may
Ang pagbuo ng trigits ( haliform reaction)
.
Ang triiodacetone cleavage ay nalikom bilang isang reaksyon
nucleophilic substitution. Mga Grupo CI. 3 — Hydroxide anion, tulad ni S. N. -Raksiyon sa Carboxyl Group (tingnan ang LEK. Hindi. 12).
Ang iodoform ay bumaba sa pinaghalong reaksyon bilang.
Maputlang dilaw na mala-kristal na sediment na may isang katangian na amoy. Iodoform.
Ang reaksyon ay ginagamit para sa mga layunin ng analytical upang makita ang mga koneksyon sa uri.
Sh. 3 -Co-r, kabilang ang In.
Mga klinikal na laboratoryo para sa pag-diagnose ng diyabetis.
Mga reaksyon ng condensation.
Sa pagkakaroon ng mga dami ng catalytic
o alkalis carbonyl compounds na naglalamana. - Mga atomo ng farm,
sumailalim sa condensation sa edukasyonb. -GidroxyCarbonyl compounds.
Sa pagbuo ng komunikasyon C-sa Carbonyl.
carbon atom ng isang molekula ( carbonyl Component.) I.a. Ang carbon atom ay iba
molecules ( methylene component.). Ang reaksyong ito ay tinatawag na. aldol condensation. (sa pamamagitan ng pangalan ng condensation ng acetaldehyde -
Aldolya).
Kapag pinapainit ang timpla ng reaksyon, madali ang produkto
Dehydrates sa edukasyona, B. -Notel Carbonyl.
Koneksyon.
Ang ganitong uri ng paghalay ay tinatawag na. croton. (sa pamamagitan ng pangalan ng condensation ng acetaldehyde - Crotonovoy
aldehyde).
Isaalang-alang ang mekanismo ng condensation ng aldol sa.
Alkalina daluyan. Sa unang yugto, ang hydroxide anion ay luha ang proton mula saa. -Porption carbonyl.
Mga koneksyon upang bumuo ng isang enolat-anion. Pagkatapos ay enolate anion bilang nucleophile.
Pag-atake Carbonyl Carbon Atom Iba pang mga carbonyl compound molecule.
Ang bumubuo ng tetrahedral intermediate (alkoxide anion) ay malakas
Ang base at luha ang proton mula sa molekula ng tubig.
Na may aldol condensation ng dalawang naiiba
Carbonyl compounds (cross-aldol condensation)
Edukasyon ng 4 na iba't ibang mga produkto. Gayunpaman, maaaring iwasan ito kung isa sa
Ang mga compound ng carbonyl ay hindi naglalamana. -Ferry atoms (halimbawa, aromatic aldehydes.
o pormaldehayd) at hindi maaaring kumilos bilang isang bahagi ng methylene.
Bilang isang bahagi ng methylene sa mga reaksiyon
Ang condensation ay maaaring hindi lamang carbonyl compounds, kundi pati na rin ang iba
C-n-acid. Ang mga reaksyon ng condensation ay paghahanda dahil pinapayagan nila
Bumuo ng isang kadena ng carbon atoms. Sa pamamagitan ng uri ng aldol condensation at
Retroaldol pagkabulok (reverse process) maraming biochemical.
Mga proseso: glycoliz, sitriko acid synthesis sa krebs cycle, neuraminic synthesis
Acids.
2.3. Mga reaksiyon ng oksihenasyon I.
Pagbawi
Pagpapanumbalik
Ang mga compound ng carbonyl ay naibalik
alkohol bilang isang resulta ng catalytic hydrogenation o sa ilalim ng pagkilos
Restorers na donors ng hydride anions.
[H]: H 2. / Cat., Cat. - Ni, pt,
Pd;
Lialh 4; Nabh 4.
Pagpapanumbalik ng CARBONYL COMPOUNDS.
Ang kumplikadong metal hydrides ay kinabibilangan ng nucleophilic attack ng grupo ng carbonyl
hydride anion. Na may kasunod na hydrolysis, ang alkohol ay nabuo.
Katulad nito, nangyayari ang pagpapanumbalik
carbonyl group sa vivo sa ilalim ng pagkilos ng isang coenzyme sa ibabaw N, saan
Ang donor ng hydride ion (tingnan ang lek. №19).
Oksihenasyon
Aldehydes oxidize napakadaling halos
Anumang oxidizing agent, kahit na mahina tulad ng hangin at compound oxygen
Pilak (i) at tanso (Ii).
Ang huling dalawang reaksyon ay ginagamit bilang.
Mataas na kalidad sa aldehyde group.
Sa presensya ng allegee-free alkali.a. -Farmroom atoms.
Hindi katimbang sa alkohol at acid formation (kannyaro reaksyon).
2HCHO + NAOH ® HCOONA + CH 3 OH.
Ito ang dahilan na may sapat na solusyon
Ang formaldehyde (formalin) na may pangmatagalang imbakan ay nakakuha ng acid
reaksyon.
Ang mga ketones ay lumalaban sa mga ahente ng oxidizing.
Neutral na kapaligiran. Sa acidic at alkaline media sa ilalim ng pagkilos ng malakas
Oxidians. (KMNO 4. ) sila ay
oxidized sa breakdown ng komunikasyon c-s. Ang paghahati ng carbon skeleton ay nangyayari sa pamamagitan ng.
Double carbon-carbon bonds ng enol forms ng carbonyl compound, tulad ng
oksihenasyon ng double relasyon sa alkenes. Ito ay bumubuo ng isang halo ng mga produkto,
Na naglalaman ng carboxylic acids o carboxylic acids at ketones.
1. Aldehydes at ketones: istraktura, isomerismo, nomenclature. Mga katangian ng kemikal. Basicity. Mga reaksyon ng nucleophilic attachment. Pagpapanumbalik sa mga alkohol at hydrocarbons. Ang mga reaksiyon ng mabangong aldehydes at ketones na may pakikilahok ng aromatic kernel.
Ang Aldehydes at Ketones ay nabibilang sa. carbonyl. Organic compounds.
Ang carbonyl compounds ay mga organic na sangkap, sa mga molecule na mayroong isang grupo\u003e c \u003d o (carbonyl o isang grupo ng oxo).
Pangkalahatang formula ng carbonyl compounds:
Functional group - sn \u003d o tinatawag na aldehyde.
Ketones. - Mga organikong sangkap na ang mga molecule ay naglalaman ng isang grupo ng carbonyl na nakakonekta sa dalawang radical ng hydrocarbon. Pangkalahatang mga formula: R 2 c \u003d o, r-co-r ' O.
Komunikasyon c \u003d o malakas na polar. Ang dipole moment (2.6-2.8d) ay mas mataas kaysa sa c-o sa alkohol (0.70d). Ang mga elektron ng isang maramihang komunikasyon c \u003d o, lalo na ang mas malapad na P-Electron, ay inilipat sa electronegative atom ng oxygen, na humahantong sa isang bahagyang negatibong singil dito. Kinukuha ng Carbonyl Carbon ang isang bahagyang positibong singil.
Samakatuwid, ang carbon ay inaatake ng nucleophilic reagents, at oxygen - electfal, kabilang ang H +.
Sa mga molecule ng aldehydes at ketones walang mga atoms ng hydrogen na may kakayahang bumubuo ng mga hydrogen bond. Samakatuwid, ang kanilang mga temperatura na kumukulo ay mas mababa kaysa sa katumbas na alkohol. Methanal (pormaldehayd) - gas, aldehydes c 2 -c 5 at ketones c 3 -c 4 - mga likido, mas mataas - solids. Ang mas mababang homologs ay natutunaw sa tubig, dahil sa pagbuo ng mga bono ng hydrogen sa pagitan ng mga atom ng tubig ng mga molecule ng tubig at carbonyl oxygen atoms. Sa isang pagtaas sa hydrocarbon radical solubility sa patak ng tubig.
Mga sistematikong pangalan aldehydes. Buuin ang pangalan ng kaukulang hydrocarbon at pagdaragdag ng suffix -Al. Ang pagbilang ng kadena ay nagsisimula sa Carbonyl Carbon Atom. Ang mga maliit na pangalan ay gumagawa mula sa mga maliit na pangalan ng mga acid na kung saan ang mga aldehydes ay na-convert sa panahon ng oksihenasyon.
Mga sistematikong pangalan ketones. Ang isang simpleng istraktura ay ginawa mula sa mga pangalan ng radicals (upang madagdagan) sa pagdaragdag ng salita ketone.. Halimbawa:
CH 3 -CO-CH 3 - Dimethel. ketone. (acetone);
CH 3 CH 2 CH 2 -CO-CH 3 - METHYLPROPYL ketone.
Sa isang mas pangkalahatang kaso, ang pangalan ng ketone ay batay sa pangalan ng kaukulang hydrocarbon at suffix -siya ba; Ang pagbilang ng circuit ay nagsisimula mula sa dulo ng chain na pinakamalapit sa Carbonyl Group (kapalit na katawagan ng Jewberry).
Mga halimbawa:
CH 3 -CO-CH 3 - Propane. siya ba (acetone);
CH 3 CH 2 CH 2 -CO-CH 3 - Pentan siya ba- 2;
CH 2 \u003d CH-CH 2 -CO-CH 3 - Penten-4 - siya ba- 2.
Nomenclature ng aldehydes at ketones.
Para sa aldehydes at ketones ay katangian estruktural isomeria..
Isomeria. aldehydes.:
interclative isomeria (katulad ng aldehydam).
Mga reaksyon ng nucleophilic attachment.
Aldehydes at ketones Madaling mag-attach nucleophilic reagents sa pamamagitan ng C \u003d tungkol sa komunikasyon. Ang proseso ay nagsisimula sa isang pag-atake ng nucleophile sa carbonyl carbon atom. Pagkatapos ang mga intermediates ng tetrahedral na nabuo sa unang yugto ay naglalagay ng proton at nagbibigay ng isang produkto ng attachment:
Ang aktibidad ng carbonyl compounds sa ad n -racts (nucleophilic karagdagan reaksyon) ay depende sa halaga ng isang epektibong positibong singil sa carbonyl carbon atom at ang dami ng mga substituents sa carbonyl group. Electroneal at thunderous substituents gawin itong mahirap na reaksyon, elektronikong tumpak na substituents dagdagan ang reaksyon kapasidad ng carbonyl tambalan. Samakatuwid, ang mga aldehydes sa ad n-recosisyon ay mas aktibo kaysa sa ketones.
Attachment ng mga alkohol at thiols.
Aldehydes sumali sa alkohol sa edukasyon semi-acetale. Na may labis na alkohol at sa pagkakaroon ng isang acid catalyst, ang reaksyon ay napupunta - bago ang edukasyon acetale
Ang mga ketones sa mga katulad na kondisyon ay hindi pinapayagan.
Thiol bilang mas malakas na nucleophiles kaysa sa mga alkohol form na sumali sa mga produkto at may aldehydes, at may ketones.
Pag-attach ng asul na acid
Ang sinyl acid ay sumali sa carbonyl compound sa ilalim ng mga kondisyon ng pangunahing catalysis na may pagbuo ng cyanidrines.
Pag-akyat ng Sodium Bisulfite.
Si Aldehydes at Methylketons ay naglalagay ng sodium bisulfite na si Nahso 3 sa pagbuo ng mga derivatives ng bisulfite.
Paglakip ng tubig.
Ang Aldehydes at Ketones ay naglalagay ng tubig upang bumuo ng mga hydrates. Ang reaksyon ay nalikom. Ang nabuo na hydrates ay thermodynamically hindi matatag. Ang punto ng balanse ay inilipat patungo sa mga produkto ng attachment lamang sa kaso ng mga aktibong carbonyl compound.
Ang mga reaksyon ng nucleophilic attachment ng nitrogen base.
Kabilang sa mga reaksyong ito ang:
a) ang pagbuo ng imine (azomethines) - ang mga batayan ng Schiff
c) Hydrazon Formation.
d) Seminarbazon synthesis
Pagpapanumbalik sa mga alkohol at hydrocarbons.
Ang pagdaragdag ng hydrogen sa mga molecule ng aldehyde ay nangyayari para sa isang double bond sa carbonyl group. Ang aldehyde hydrogenation produkto ay pangunahing alkohol, ketones - pangalawang.
a) pagbawi sa pamamagitan ng clementsen.
Kung ang carbonyl compound ay matatag kaysa sa acid action, pagkatapos ay ginagamit ang ganitong uri ng pagbawi
b) Pagbawi ng Kizhnev Wolf.
Ang ganitong uri ng pagbawi ay ginagamit sa mga kaso kung saan ang pagbawi ng bagay ay matatag
Ang ammonia solution ng pilak hydroxide oh na may liwanag na pag-init na may aldehydes (ngunit hindi sa ketones) oxidizes ang mga ito sa acid upang bumuo ng libreng metalikong pilak. Kung ang test tube kung saan ang reaksyon ay isinasagawa, ito ay pre-degreased mula sa loob, pagkatapos pilak kasinungalingan na may isang manipis na layer sa kanyang panloob na ibabaw - isang silver mirror ay nabuo:
Ang mga ketones ay hindi pumasok sa ganitong mga reaksiyon. Mayroon silang "hard oxidation" - isang pahinga ng komunikasyon c - c
Halogenation reaction. Ang mga aldehydes at ketones ay madaling tumugon sa mga halogens upang bumuo ng mga derivatives ng isang halogen:
Ang mga reaksiyon ng mabangong aldehydes at ketones na may pakikilahok ng aromatic kernel.
Ang mga sumusunod na uri ng carbonyl compounds ay nakikilala.
Sa reaksyon ng electrophile substitution, ang aromatic aldehydes ay pumasok sa account alinsunod sa mga panuntunan sa oryentasyon. Aldehyde Group Electronized Group, nagpapakita ito -i; -M-effect at tumutukoy sa meta-orientants.
Halimbawa:
Ang nitration ng acetophenone ay madaling natupad sa pamamagitan ng isang nitrifying timpla sa isang temperatura ng 0 0 S:
m.-NotroaceTophenone.
2. Carbohydrates. Pag-uuri at katawagan. Gusali, configuration at conformation.
Sa wildlife, ginagampanan ng carbohydrates ang mga sumusunod na function:
- Mga pinagkukunan ng enerhiya sa mga proseso ng metabolic (sa mga halaman - almirol, sa mga organismo ng hayop - glycogen);
- Mga bahagi ng istruktura ng mga pader ng cell ng mga halaman (selulusa); --- ang papel ng mga substrates at regulators ng mga tiyak na biochemical proseso;
- ay mga sangkap ng mga mahahalagang sangkap: nucleic acids, coenzymes, bitamina, atbp.
- Ang mga carbohydrates ay nagsisilbing pangunahing bahagi ng pagkain ng mammal, at ang tao ay nagbibigay ng pagkain, damit at pabahay.
Carbohydrates account para sa 60-70% ng pagkain diyeta. Ang mga ito ay higit sa lahat na nakapaloob sa mga produkto ng halaman, ang mga pangunahing bahagi ng tinapay, croup, pasta, kendi, nagsisilbing mga hilaw na materyales sa industriya ng pagbuburo, sa produksyon ng mga pagkain ng acid: acetic, dairy, limon.
Ang mga halaman lamang ay may kakayahang isakatuparan ang buong pagbubuo ng carbohydrates sa pamamagitan ng potosintesis, sa proseso kung saan ang tubig at carbon dioxide ay binago sa carbohydrates sa ilalim ng pagkilos ng sikat ng araw bilang pinagmumulan ng enerhiya. Ang mga organismo ng hayop ay hindi makapag-synthesize ng carbohydrates at makuha ang mga ito mula sa mga mapagkukunan ng halaman:
3. Building, isomerism, nomenclature ng mono-block carboxylic acids. Mga katangian ng kemikal. Mga reaksiyon sa mga nucleophilic reagent. Ang pagbuo ng halogenhydrides. Rebolusyon. Mga reaksyon ng decarboxylation. Functional derivatives ng carboxylic acids. Dicarboxylic acids, nomenclature at properties.
Pangkalahatang formula ng limitasyon. kotse. Acid. 
Carboxylic acids form. functional derivatives.Kung saan ang halogen chidrides, esters, anhydrides, amides at nitrile acids. Ang mga anhydrides, amuro at nitriles nang direkta mula sa mga acids ay kadalasang maaaring makuha, kaya ginagamit nila ang mga hindi direktang pamamaraan.
Pagbawi:
Ang carboxylic acids ay maaaring maibalik lamang sa napakalakas na pagbawas ng mga ahente. Samakatuwid, sa panahon ng pagpapanumbalik, ang mga acids ay hindi makakakuha ng aldehydes, ngunit lamang pangunahing alkohol.
Maaari mong gamitin ang Dyboran (VN 3) 2.
Decarboxylation - Ito ay eliminasyon ng CO 2 ng carboxylic acids o ang kanilang mga asing-gamot. Ang decarboxylation ay isinasagawa sa pamamagitan ng pagpainit sa pagkakaroon ng mga acid o base. Kasabay nito, bilang isang panuntunan, ang isang carboxyl group sa isang hydrogen atom ay nangyayari.
Ang hindi napapansin na monocarboxylic acids ay decarboxylated sa malupit na mga kapaligiran.
Ang decarboxylation ay pinadali sa pagkakaroon ng mga substituents ng elektron na lalagyan sa isang posisyon.
Decarboxylation sa pamamagitan ng heating (dry distillation) kaltsyum at barbonic acid barium salts - paraan ng paggawa ng ketones.
Dicarboxylic acids. Nomenclature at properties.
4. Alkenes. Ang mga reaksyon ng electrophile pagdaragdag ng alkenes (reaksyon ade.): Markovnikov's Rule at ang kanyang paliwanag. Libreng radikal na attachment ng halogens at bromomotorodor. Allyl halogenation. Homogenous at heterogeneous hydrogenation.
Alkenes (olefins).Ang mga hydrocarbons na naglalaman ng isang double carbon-carbon bond, sa open chain ay tinatawag na alkenes. Pangkalahatan at gross formula na may n 2 n. Ang isang numero, na ang mga miyembro ay naiiba sa (2n) n ay tinatawag na isang isolohikal na bahagi. Ang unang kinatawan ng CH 2 \u003d CH 2 (Ethen Ethylene), SP 2 - hybridization.
Ang reaksyon ng AD E ay ang pangunahing uri ng alkene transformations. Ang mga halogens, halogen breed, sulfuric acid, tubig at iba pang mga deagent na elektrisidad ay maaaring idagdag sa kahabaan ng electropal na mekanismo sa mga alkene.
Kasama sa pangkalahatang mekanismo ng reaksyon ang isang bilang ng magkakasunod na yugto:
Sa unang yugto, ang electrophile ay bumubuo ng p -complex na may alkene, kung saan ang dual connection ay gumaganap bilang isang donor, at ang electrophile bilang isang tagatanggap ng elektron. Dagdag pa, ang P -Complex ay dahan-dahan na inayos sa carbocathion (S -Complex). Sa huling yugto, ang isang mabilis na pakikipag-ugnayan ng carbocathion na may nucleophile (Y -) ay nangyayari sa pagbuo ng produkto ng attachment.
Ang mga alken ay tumutugon sa bromine at murang luntian upang bumuo ng isang double-bond attachment na mga produkto ng isang halogen molecule na malapit sa quantitative. Ang fluorine ay masyadong aktibo at nagiging sanhi ng pagkawasak ng mga alkenes. Ang pagsali ng yodo sa mga alkenes sa karamihan ng mga kaso ay isang baligtad na reaksyon, ang punto ng balanse ng kung saan ay inilipat patungo sa mga unang reagent.
Sa mga reaksyon ng pagdaragdag ng mga polar molecule uri NX sa walang simetrya alkenes, hydrogen ay naka-attach sa isang mas hydrogenated carbon atom sa isang double bond (i.e. carbon atom na nauugnay sa pinakamalaking bilang ng mga atoms ng hydrogen).
Pag-akyat laban sa panuntunan ni Markovnikov Ito ay nabanggit sa mga kaso kung saan ang substituent ay naantala ng electronic density mismo, i.e. Nagpapakita ng mga katangian ng elektronikong pagtanggap (- I. at / o - M.-Epekto).
Halimbawa, sa reaksyon ng Trichlorospropen CL 3 C-CH \u003d CH 2 na may HX hydrogen, naka-attach ito sa isang mas hydrogenated carbon atom, at X - sa isang mas hydrogenated isa. Ito ay dahil sa ang katunayan na ang CCL 3 grupo ay nagpapakita ng isang negatibong pasaklaw na epekto at ang P-electronic density ng komunikasyon C \u003d C ay inilipat sa isang mas mababa hydrogenated carbon atom.
Bilang karagdagan, kung ang reaksyon ng attachment ay hindi sa electroplated, ngunit ayon sa radikal na mekanismo, ang panuntunan ng Markovnikov ay hindi rin iginagalang. Kaya, ang reaksyon ng HBR na may propylene sa presensya ng mga peroxide (H 2 o 2 o R 2 o 2), na bumubuo ng mga libreng radikal na particle (ngunit · o ro ·), ay nangyayari ayon sa radikal na mekanismo at lumalaban sa panuntunan ng Markovnikov .
Allyl replacement halogens.
CH 2 \u003d CH-CH 3 + CL 2 ® CH 2 \u003d CH-CH 2 CL + HCL
Ang ganitong direksyon ng chlorination ay nauugnay sa katatagan ng radikal na allyl na nabuo kapag ang radikal na proseso ng kadena ay ipinatupad:
Pagtanggap sa bagong kasapi:
Cl 2 + m ® 2cl · + M.
Homogenic at heterogeneous hydrogenation ng alkenes.
Ang heterogeneous at homogenous catalytic hydrogenation ng alkenes ay dapat na nakikilala. Sa heterogeneous hydrogenation, ang makinis na hinati metal catalysts ay ginagamit - platinum, paleydium, ruthenium, rhodium, osmium at nikelado o sa dalisay na anyo, o inilapat sa hindi aktibo na media - baso 4, atbp. Hindi matutunaw sa organic na media at kumilos bilang magkakaiba catalysts. Ipinakita ng Rutheniums at Rhodium ang pinakadakilang aktibidad sa kanila, ngunit ang pinakadakilang pagkalat ay nakatanggap ng Platinum at Nikel. Ang Platinum ay karaniwang ginagamit bilang Black PTO 2 dioxide, malawak na kilala na tinatawag na "Adams Catalyst". Ang iba pang mga aktibong riles ng Platinum Group ay ginagamit sa hindi aktibong media, halimbawa, PD / C o PD / BASO 4, RU / al 2 o 3; RH / C at iba pa. Palladium inilapat sa karbon catalyzes hydrogenation ng alkenes sa Alkanans sa isang solusyon sa alkohol sa 0-20 ° C at normal na presyon. Ang nikel ay karaniwang ginagamit sa anyo ng tinatawag na "Rena Nickel".
Ang double bond sa alkens ay hydrogenated na may mas malaking bilis kumpara sa maraming iba pang mga functional group (C \u003d O, Coor, CN, atbp.) At samakatuwid ang hydrogenation ng double bond na may \u003d C ay madalas na isang pumipili na proseso kung ang hydrogenation ay dinala out sa ilalim ng banayad na kondisyon (0-20 0 с at sa atmospheric pressure).
Ang heterogeneous hydrogenation sa ibabaw ng metal catalysts ay may isang bilang ng mga makabuluhang drawbacks, tulad ng isomerization ng alkenes at cleavage ng solong carbon-carbon bonds (hydrogenolysis). Ang homogenous hydrogenation ay pinagkaitan ng mga bahid na ito. Ang pinakamahusay na homogenous hydrogenation catalysts ay rhodium (i) at ruthenium (iii) chloride complexes (III) na may triphenylphosphine - tris (triphenylphosphine) rhodium chloride (pH 3 p) 3 rhcllloride (triphenylphosphine) ng ruthenium (pH 3 p) 3 ruhcl.
Ang isang mahalagang bentahe ng homogenous catalysts ay ang posibilidad ng pumipili ng pagbawas sa mono- o disubstituted double bonds sa pagkakaroon ng tatlong-at-tetra-substituted dual bonds dahil sa malaking pagkakaiba sa bilis ng kanilang hydrogenation.
5. Alkina. Alkine reaksyon. Ch-acidity. Acetylenyides, istraktura at mga katangian. Mga reaksyon ng electrophile at nucleophilic na pag-akyat, ang kanilang mga mekanismo. Oksihenasyon, pagpapanumbalik, hydrogenation ng alkins.
Alkina (acetylene). Ang mga hydrocarbons na naglalaman ng isang triple carbon-carbon bond, sa open chain ay tinatawag na alkins o acetylenes. Pangkalahatan at gross formula na may N H 2 N -2. Ang unang kinatawan ng Chºsn (ethin - acetylene).
Kung ikukumpara sa Alkina Alkins, medyo hindi aktibo sa mga reaksyon ng electrophyl karagdagan at mas aktibo sa mga reaksiyong nucleophilic, halimbawa, na may mga amines at alkohol. Gayunpaman, ang Alkina, tulad ng mga alken, ay mas madali ang pagtugon sa mga electropal reagent kaysa sa nucleophilic. Ang likas na katangian ng mga solvents ay may malaking impluwensya sa ratio ng mga bilis ng mga reaksyon ng mga alken at alkin.
Sa estado ng SP-hybridization, ang carbon atom ay may pinakamataas na kuryente, ito ay humahantong sa isang malakas C-h kaasiman terminal acetylene groups. Ang isang hydrogen atom, isang triple bond sa isang carbon, ay may mas malaking kaasiman kaysa sa hydrogen atom ng alkenes at alkanans. Ipinaliwanag ito sa pamamagitan ng ang katunayan na ang mga atomo ay mas malakas kaysa sa mga elektron na mas malakas, samakatuwid, ang mga de-koryenteng at electric hydrogen atoms ay polarized at ang electropositive hydrogen atoms lumitaw sa kanila. Ang kaasiman ng acetylene at a-alkins ay ipinakita sa mga sumusunod na reaksyon:
Sa gitna ng anion ay may mataas na basicity, na nagiging sanhi ng balanse ng punto ng balanse patungo sa pagbuo ng acetylenyide. Sa parehong oras, tubig, pagkakaroon ng isang mas mataas na kaasiman kumpara sa acetylene, displaces sa huling ng acetylinides: 
Ang sosa, potasa at iba pang alkali metal acetylenes ay totoong mga asing-gamot na binubuo ng mga cation ng metal at acetylene-anions. Asing-gamot ng mabigat na metal acetylenes (ag, cu, hg) - hindi sa buong pakiramdam ng asin. Ang mga ito ay covalent at constructed compounds hindi matutunaw sa tubig. Sila ay idineposito mula sa isang may tubig na solusyon.
1. Hydrogenation.. Ang hydrogen ay sumali sa isang triple bond sa pagkakaroon ng parehong mga catalyst bilang double:
2. Haloiding.. Ang pagdaragdag ng murang luntian, bromine at yodo sa Alkins sa electroplated mechanism ay dumating din sa isang mas mababang rate kaysa sa mga alkenes. Ang mga trans-digital na nabuo sa parehong oras ay madaling tumayo, dahil ang karagdagang karagdagan ng halogen (maliban sa murang luntian) ay may malaking kahirapan:
3. Hydroalogenation.. Ang halogen breed ay sumali sa pamamagitan ng alkins sa electroplated mekanismo. Halimbawa, kapag naglalagay ng klorido, ang acetylene ay sunud-sunod na nakuha ng Chlorvinyl at 1.1-dichloroethane. Ang pagdaragdag ng mga halogens at halogen gods sa Alkins ay maaaring makapasa sa isang radikal na mekanismo. Sa electroplated na pag-akyat, ang panuntunan ng Markovnikov ay sinusunod, na may radikal na mekanismo, ang kabaligtaran ng direksyon ng attachment ay sinusunod.
4. Hydration.. Ang pagdaragdag ng tubig ay nangyayari sa pagkakaroon ng mercury sulfate (reaksyon ni Kucherov), o sa mga magkakaugnay na catalyst, at isang acetic aldehyde ay nakuha mula sa acetylene, at mula sa iba pang acetylene hydrocarbons - ketones dahil sa pag-aayos ng nabuong enols:
5. Pag-attach ng Alkohol. Ang attachment ng mga alkohol sa pagkakaroon ng alkohol ay ang reaksyon ng nucleophylougo attachment. Bilang isang resulta, ang vinyl ethers at acetali ay nabuo:
6. Pag-attach HCN.. Ang cyanic acid ay naka-attach sa acetylene sa pagkakaroon ng tanso salts (i), ang nagresultang nitrile ng acrylic acid (acrylonitrile) ay nabuo:
7. Oksihenasyon.
Ang mga alkin ay oxidized ng potassium permanganate sa isang neutral na daluyan sa isang triple bond, na bumubuo ng carboxylic acids (potasa salts ay nabuo sa ilalim ng reaksyon):
Ang acetylene sa ilalim ng mga kondisyong ito ay oxidized sa potasa asin ng oxalic acid - potassium oxalate.
8. Ang pagbuo ng acetylene.. Ang mga atom ng hydrogen na may triple bond ay may kakayahang substituted sa metal atoms:
o, sa kaso ng alkali riles:
9. Hydrogen replacement halogens.. Sa ilalim ng pagkilos ng hypathalohenites, ang mga atom ng hydrogen sa isang triple bond ay maaaring mapalitan ng mga halogen atoms:
10. Polimerisasyon. Depende sa mga kondisyon ng reaksyon at ang inilapat na kalibre, ang polimerisasyon ng acetylene ay maaaring dumaloy sa iba't ibang paraan:
dimyrizze.ito ay nangyayari sa ilalim ng pagkilos ng isang halo ng ammonium chloride at tanso klorido (i) sa isang may tubig na solusyon, habang ang Boudin-3-en-1 (vinylacetylene) ay nabuo:
trimerization Nangyayari sa 500-600 o C sa pagkakaroon ng activate carbon, ang reaksyon produkto - Benzene (Zelinsky reaksyon):
tetramerization.ito ay nangyayari sa ilalim ng pagkilos ng mga kumplikadong compounds ng nikelado, ang cyclooktateten-1,3,5,7 ay pangunahing nabuo:
10. Ang pagbuo ng mga magniorganic unit. Ang mixed magnesium acetylene (ococic reagent) na ginagamit para sa iba't ibang synthesis, ay nakuha sa pamamagitan ng pagkilos ng methylmagniaiodeide sa alkin, pagkakaroon ng hydrogen atom na may triple touch:
6. Halogen derivatives ng hydrocarbons. Ang mga reaksyon ng nucleophilic replacement at cleavage. Aromatic halogen derivatives.
Ang halogen production ng hydrocarbons ay may kasamang compounds kung saan ang isa o higit pang mga atomo ng hydrogen ay pinalitan sa mga halogen atoms.
Halogen derivatives ng hydrocarbons ay inuri depende sa likas na katangian ng hydrocarbon radikal (aliphatic, ali-cyclic at aromatic), ang bilang ng mga halogen atoms sa molekula (mono-, tri- at \u200b\u200bpolyhlood derivatives), ang likas na katangian ng halogen (fluoro- , Chloro, Bromo-, Iodo-Production), ang likas na katangian ng carbon atom, kung saan ang mga halogen atoms (pangunahing, pangalawang at tertiary halogen production) ay nauugnay.
Nomenclature. Sa kapalit na nomenclature ng Jewak, ang mga pangalan ng mga derivatives ng hydrocarbons ay katulad ng mga pangalan ng kaukulang hydrocarbons. Sa una, ang posisyon ay nagpapahiwatig ng posisyon ng pagpapalit (kung kinakailangan), pagkatapos ay tinatawag na halogen (kung kinakailangan - sa harap nito ang bilang ng mga atoms) at idagdag ang pangalan ng pangkalahatang istraktura (sa aliphatic halogen derivatives ay ang pangunahing carbon chain, sa Ali-cyclic at aromatic cycle).
Ang pagbubuo ay nagsisimula sa isang mababang hand-handed carbon chain halogen.
1 - brompropane 1,2 - likhlorcyclohexane chlorbenzene.
Mga reaksiyong nucleophilic
Aromatic halogen derivatives. Sa halogen sa kernel (halogenaries) - sa halip hindi aktibo sangkap kumpara sa halogen derivatives ng isang aliphatic serye. Samakatuwid, ang mga ito ay may malaking kahirapan Ipasok ang reaksyon ng nucleophilic substitution. Ang nasabing passivity ng halogen atom sa halogenaries ay dahil sa bahagyang dalawang-kamay ng ito sa isang singsing na benzene:
Ito ay kahawig ng pag-uugali ng halogen-derived unsaturated hydrocarbons, kung saan ang isang halogen atom ay nasa ilalim ng carbon na nauugnay sa isang double bond. Samakatuwid, ang mga kondisyon ng haylorial na may mga reaksiyong nucleophilic ay kailangan ng mahihirap na kondisyon (mataas na temperatura at presyon):
Ang mga halogen atom ay hindi naitataas at maaaring mapalitan sa ilalim ng pagkilos ng iba't ibang mga nucleophiles, na ginagamit para sa pagbubuo ng iba't ibang derivatives:
Mga reaksyon sa pag-aalis (dekorasyon) - Dehydrolohane.
Bilang isang resulta ng mga reaksyon sa pag-aalis sa kaso ng alkyl halides, alkens at halogen breed ay nabuo.
Halimbawa, kapag ang pag-init ng ethyl chloride na may flipper sa alkohol, ang hcl elimination ay nangyayari at ethylene formation ay isinasagawa:
Dapat itong bayaran sa katotohanan na kung gagawin mo ang reaksyong ito sa tubig, hindi sa alkohol, ang pangunahing produkto ay magiging alak, at hindi alkene.
Sa kaso ng walang simetrya alkyl halides, ang reaksyon ng dehydro-halogenation ay naaayon sa rule Zaitsev.: Ang cleavage ng hydrogen atom sa mga reaksyon ng hx cleavage ay nagmula sa hindi bababa sa hydrogenated carbon atom.
7. Aromatic compounds (arena). Ang mabangong katangian ng bensina. Pagkabit ng enerhiya, aromatikong pamantayan. Ang mga reaksyon ng electrophilic na kapalit ng bensina. Ang istraktura ng π- at σ-complexes. Ang impluwensiya ng mga substituents sa bensina ring sa direksyon at bilis ng mga reaksyon ng electrophile substitution.
Ang pangunahing tampok ng aromatic hydrocarbons ay ang unipormeng pamamahagi ng π-electron density sa molecule. Ang isang solong matatag na sistema ng π-electron sa isang cyclic molecule ay ang pangunahing tanda ng aromaticity. Ang isang paunang kinakailangan para sa naturang delocalization ng π-electron ay ang mahigpit na parallelism ng axes ng 2R-orbitals na kasangkot sa pagbuo ng isang closed π-electronic system. Samakatuwid, ang mga molecule ng aromatic compounds ay kinakailangang magkaroon ng flat na istraktura. Kung ang kondisyong ito ay hindi gumanap, ang pabilog na pagpapares ng π-electron ay nasira. Bilang resulta, ang tambalang ito ay hindi mabango. Para sa mga aromatic compounds, ang isang tiyak na bilang ng π-electron sa molekula ay din characterized. Ang German chemist-theoretical e.hyukkel na humantong pr at l o (1931): flat cyclic compounds pagkakaroon ng isang conjugate system π-electron ay maaaring maging mabango kung ang bilang ng mga electron ay 4n + 2 (kung saan n \u003d 0, 1, 2, 3 , atbp.). Sa madaling salita, sa mga aromatic compound ay maaaring maglaman ng 2, 6, 10, 14 π-electron, atbp. Ang panuntunang ito ay mahigpit na ginaganap para lamang sa mga monocyclic compound.
Ang mga molecule na may hanay ng mga katangian ng estruktura, enerhiya at kemikal na sanhi ng pagkakaroon ng isang flat cyclic na istraktura na may isang sistema ng conjugate connection na nabuo sa pamamagitan ng delocalizedp.- Electron, Called. aromatic compounds.
Ang isang katangian na nagbibigay-daan sa iyo upang mapagkakatiwalaan uriin ang tambalan bilang aromatic o non-aromatic ay hindi umiiral. Ang mga pangunahing katangian ng mga aromatic compound ay:
· Sa tabi ng mga reaksiyon ng pagpapalit, hindi pag-akyat (tinutukoy nito ang pinakamadaling, kasaysayan ang unang palatandaan, isang halimbawa - Benzene, hindi katulad ng ethylene ay hindi discolor bromine water)
· Pagkuha ng enerhiya, kumpara sa sistema ng mga hindi nabanggit na double ugnayan. Tinatawag din na ang resonance energy (advanced na paraan - ang enerhiya ng Dewar Resonance) (ang mga panalo ay napakalaki na ang molekula ay sumasailalim sa mga makabuluhang pagbabagong-anyo upang makamit ang isang mabangong estado, halimbawa, ang cyclohexady ay madaling inalis muli sa benzene, dalawa at trochaty phenols sa anyo ng phenols (Enol), at hindi ketones. atbp.).
· Ang pagkakaroon ng isang pabilok na magnetic kasalukuyang;
· Ang pagkakaroon ng eroplano mismo (minimally pangit), kung saan ang lahat ay nakahiga (o hindi lahat - homoaromatics) atoms na bumubuo ng isang mabangong sistema. Sa kasong ito, ang mga singsing ng pi-electron na nabuo sa panahon ng pagkakabit ng mga double bond (o mga elektron na kasama sa singsing ng heteratoms) ay nasa itaas at sa ilalim ng eroplano ng aromatic system.
· Ang Hyukkel Rule ay halos palaging sinusunod: lamang ng isang sistema na naglalaman (sa singsing) 4n + 2 electron (kung saan n \u003d 0, 1, 2, 2, ...) ay maaaring mabango. Ang sistema na naglalaman ng 4N na mga elektron ay antiaromatic (sa isang pinasimple na pag-unawa, ito ay nagpapahiwatig ng labis na enerhiya sa molekula, ang hindi pagkakapantay-pantay ng mga haba ng komunikasyon, ang mababang katatagan ay isang ugali sa mga reaksiyon ng attachment).
(chlorobenzene) + h 2 O.
Sa mga derivatives ng bensina. Mula sa 6 h 5 xsa ilalim ng impluwensiya ng representante H.ang pagkakapareho ng pamamahagi ng L-electron cloud ay nasira, i.e. May mga lugar na mataas at nabawasan ang densidad ng elektron. Samakatuwid, ang direksyon at kadalian ng elektrikal na atake ay nakasalalay sa likas na katangian ng substituent.
Ang mga substituents sa benzene ring ay maaaring magbigay ng kontribusyon sa reaksyon ng pagpapalit ( activant substituents.), kaya mabagal ang rate ng reaksyon ( dekorasyon substituents.).
Ang Aldehydes at Ketones ay may carbonyl functional group\u003e c \u003d o at sumangguni sa klase ng carbonyl compounds. Ang mga ito ay tinatawag ding mga compound ng OXO. Sa kabila ng katotohanan na ang mga sangkap na ito ay may kaugnayan sa isang klase, dahil sa mga katangian ng istraktura, sila ay nahahati pa rin sa dalawang malalaking grupo.
Sa ketones, ang carbon atom mula sa grupo\u003e c \u003d o ay konektado sa dalawang magkaparehong o iba't ibang mga radical ng hydrocarbon, kadalasan ay may form na ito: R-co-r. "Ang form na ito ng carbonyl group ay tinatawag ding isang keto group o isang oxo grupo. Sa aldehydes, ang carbonyl carbon ay konektado lamang sa isang hydrocarbon radical, at ang natitirang valence ay nakikibahagi sa hydrogen atom: R-Sleep. Ang grupong ito ay tinatawag na aldehyde at ketones na kumikilos nang bahagya naiiba kapag nakikipag-ugnayan sa parehong mga sangkap.
Carbonyl Group.
Ang mga atoms c at o sa grupong ito ay nasa sp 2-hybridized na estado. Ang carbon, dahil sa sp 2-hybrid orbital, ay may 3 σ-bonds na matatagpuan sa isang anggulo ng tungkol sa 120 degrees sa isang eroplano.
Ang oxygen atom ay may mas malaking electronegathy kaysa sa isang carbon atom, at samakatuwid ang mga movable na mga electron ng π-bono sa grupo\u003e c \u003d o ay tightened. Samakatuwid, isang labis na density ng elektron δ -, at sa atom na may, sa kabaligtaran, ito ay nangyayari sa atom na may, sa kabaligtaran, ay nabawasan ng δ +. Ipinaliliwanag nito ang mga katangian ng mga katangian ng Aldehydes at Ketones.
Ang double bond na may \u003d O ay mas matibay kaysa sa C \u003d C, ngunit sa parehong oras na mas reaktibo, na ipinaliwanag sa pamamagitan ng isang malaking pagkakaiba sa mga electronegatives ng carbon at oxygen atoms.
Nomenclature
Tulad ng lahat ng iba pang mga klase ng mga organic compound, mayroong iba't ibang mga diskarte sa pangalan ng aldehydes at ketones. Alinsunod sa mga probisyon ng nomenclature ng Hudyo, ang pagkakaroon ng aldehyde form ng carbonyl group ay tinutukoy ng suffix -Al, at ket. -siya ba. Kung ang Carbonyl Group ay mas matanda, tinutukoy nito ang pamamaraan para sa pagbilang ng mga atoms sa pangunahing kadena. Ang aldehyde carbonyl carbon atom ay ang una, at sa ketones, atoms na may mga numero mula sa gilid ng kadena na kung saan ang grupo\u003e c \u003d o ay mas malapit. Kinakailangan nito ang pangangailangan na tukuyin ang posisyon ng grupo ng Carbonyl sa ketones. Gawin ito, na i-record ang kaukulang digit pagkatapos ng suffix-isa.
Kung ang grupo ng carbonyl ay hindi isang mas matanda, pagkatapos ay ayon sa mga patakaran ng Hudyo, ang presensya nito ay ipinahiwatig ng prefix - Oxo. Para sa Aldehydes I. - Oxo. (-Keto) Para sa ketones.
Para sa Aldehydides, ang mga maliit na pangalan na nakuha mula sa mga pangalan ng mga acids kung saan maaari silang maging oksihenasyon sa pagpapalit ng salitang "acid" sa "Aldehyde" ay malawakang ginagamit:
- Cη 3 -One acetic aldehyde;
- Cη 3 -Ch 2 -One propionic aldehyde;
- Cη 3 -Ch 2 -cn 2 -One oil aldehyde.
Para sa mga ketones, ang mga radikal na pangalan ng pangalan ay karaniwan, na ginawa mula sa mga pangalan ng kaliwa at kanang radikal na konektado sa Carbonyl carbon atom, at ang mga salitang "ketone":
- Cη 3 -ch 3 dimethylketon;
- Cη 3 -Cη 2 -Ch 2 -Ch 2 -Ch 3 ethylpropylketon;
- C 6 η 5 -Co-cη 2 -cη 2 -cη 3 propylphenylketon.
Pag-uuri
Depende sa likas na katangian ng hydrocarbon radicals, ang klase ng aldehydes at ketones ay nahahati sa:
- limitasyon - atoms na may konektado sa bawat isa lamang sa solong koneksyon (propanal, pentanon);
- hindi inaasahan - sa pagitan ng mga atomo na may double at triple ugnayan (propenal, penten-1-on-3);
- aromatic - naglalaman ng isang benzene ring (benzaldehyde, acetophenone) sa molekula nito.
Ayon sa bilang ng Carbonyl at ang pagkakaroon ng iba pang mga functional na grupo na makilala:
- monocarbonyl compounds - naglalaman lamang ng isang carbonyl group (hexanal, propanone);
- dicarbonyl compounds - naglalaman ng dalawang grupo ng carbonyl sa aldehyde at / o ketone form (gyontoxal, diacetyl);
- carbonyl compounds na naglalaman ng iba pang mga functional group, na, sa turn, ay nahahati sa halogencarbonyl, hydroxycarbonyl, aminocarbonyl, atbp.
Isomeria.
Ang pinaka-katangian ng mga aldehydes at ketones ay isomerismo sa istorya. Ang spatial ay posible kapag ang isang walang simetrya atom ay naroroon sa isang hydrocarbon radikal, pati na rin ang isang double bond na may iba't ibang mga substituents.
- Isomerius ng carbon skeleton. Ito ay sinusunod sa parehong uri ng carbonyl compounds sa ilalim ng pagsasaalang-alang, ngunit nagsisimula sa Butanale sa Aldehydes at sa Pentanone-2 sa ketones. Kaya, Butanal CH 3 -Cη 2 -Cη 2 - Somer ay may isang isomer 2-methylpropanal Cη 3 -Cη (Cη 3) -Sone. At Pentanon-2 Cη 3 -Co-Cη 2 -Cη 2 -Cη 3 ay isomeric 3-methylbutaneon-2 cη 3 -c-cη (cη 3) -cη 3.
- Interclative isomeria. Ang mga compound ng OXO na may parehong komposisyon ay isomeric. Halimbawa, ang komposisyon na may 3η 6 o ay tumutugma sa Propanalog CH 3 -Cη 2 - sonne at propanone Cη 3 -Co-cη 3. At ang molecular formula ng aldehydes at ketones na may 4 h 8 o ay angkop na boutanalya ch 3 -cη 2 -cη 2 -son at butanone ch 3 -Co-cη 2 -cη 3.
Gayundin ang interclative isomers para sa carboxyl compounds ay cyclic oxides. Halimbawa, ethanal at ethylene oxide, propanone at propylene oxide. Bilang karagdagan, ang mga unsaturated na alkohol at ethers ay maaari ring magkaroon ng karaniwang komposisyon at mga compound ng oxo. Kaya, ang molekular formula mula 3 h 6 o ay:
- Cη 3 -cη 2 -son - propanal;
- Cη 2 \u003d cη-cη 2 -on -;
- Cη 2 \u003d cη-o-ch 3 - methylvinyl eter.
Pisikal na mga katangian
Sa kabila ng katotohanan na ang mga molecule ng mga sangkap ng carbonyl ay polar, sa kaibahan sa mga alkohol, aldehydes at ketones ay walang mobile hydrogen, at samakatuwid ay hindi bumubuo ng mga kasama. Dahil dito, ang temperatura ng pagtunaw at pagkulo ay medyo mas mababa kaysa sa katumbas na alkohol.
Kung ihambing mo ang mga aldehydes at ang parehong komposisyon ng ketones, pagkatapos ay ang huling t kai ay bahagyang mas mataas. Sa isang pagtaas sa molekular timbang t pl at t, ang Kip ng oxo compounds ay natural na tumataas.
Ang mas mababang carbonyl compounds (acetone, pormaldehayd, acetic aldehyde) ay mahusay na natutunaw sa tubig, ang pinakamataas na aldehydes at ketones ay dissolved sa mga organic na sangkap (alkohol, eter, atbp.).
Oxo compounds amoy very different. Ang mas mababang mga kinatawan ay matalim na amoy. Si Aldehydes, na naglalaman ng tatlo hanggang anim na atoms C, amoy ay hindi kasiya-siya, ngunit ang pinakamataas na homologo ay pinagkalooban ng mga floral flavors at kahit na nalalapat sa pabango.
Reaksyon ng pagsali
Ang mga katangian ng kemikal ng mga aldehydes at ketones ay dahil sa mga katangian ng istraktura ng grupo ng carbonyl. Dahil sa ang katunayan na ang double bond na may \u003d ay malakas na polarized, pagkatapos ay sa ilalim ng pagkilos ng mga polar agent, madali itong napupunta sa isang simpleng solong koneksyon.
1. Ang pakikipag-ugnayan sa pagdaragdag ng HCN sa pagkakaroon ng mga bakas ng alkali ay nangyayari sa pagbuo ng cyanhydrins. Ang alkohol ay idinagdag upang madagdagan ang konsentrasyon ng CN ions -:
R-son + ncn -\u003e r-cn (oh) -cn
2. Pag-attach ng hydrogen. Maaaring mabawi ang Carbonyl compounds sa mga alkohol, pagkonekta ng hydrogen sa pamamagitan ng double bond. Sa kasong ito, ang mga aldehydes ay tumatanggap ng mga pangunahing alkohol, at mula sa ketones - pangalawang. Ang mga reaksyon ay catalyzed ng nickel:
H 3 C-Son + H 2 -\u003e H 3 C-Cη 2 -
Η 3 c-co-cη 3 + η 2 -\u003e h 3 s-cη (oη) -cη 3
3. Pag-attach ng hydroxylamines. Ang mga reaksyong ito ng mga aldehydes at ketones ay catalyzed ng mga acids:
H 3 c-son + nh 2 oh - η 3 c-cη \u003d n-oh + h 2 o
4. Hydration. Ang pagdaragdag ng mga molecule ng tubig sa mga compound ng OXO ay humahantong sa pagbuo ng mga diol ng perlas, i.e. Ang mga dioment na alkohol na kung saan ang dalawang hydroxyl group ay naka-attach sa isang carbon atom. Gayunpaman, ang mga naturang reaksyon ay nababaligtad, ang nakuha na mga sangkap ay agad na disintegrate sa pagbuo ng mga panimulang materyal. Ang mga grupo ng electroceptor sa kasong ito ay nagbabago sa punto ng balanse ng mga reaksyon patungo sa mga produkto:
\u003e C \u003d O + η 2.<―> \u003e C (oη) 2.
5. Pag-attach ng mga alkohol. Sa panahon ng reaksyon na ito, ang iba't ibang mga produkto ay maaaring makuha. Kung mayroong dalawang molecule ng alak sa Aldehyde, ang acetal ay nabuo, at kung isa lamang, ang semi-acetal. Ang kalagayan ng reaksyon ay ang pag-init ng halo na may acid o isang watering agent.
R-son + but-r "-\u003e r-ch (ngunit) -o-r"
R-Son + 2-R "-\u003e R-ch (O-r") 2
Aldehydes na may isang mahabang hydrocarbon chain ay madaling kapitan ng sakit sa intramolecular condensation, bilang isang resulta ng kung saan cyclic acetal ay nabuo.
Mga reaksiyong husay
Maliwanag na may ibang grupo ng Carbonyl sa Aldehydes at Ketones, ang kanilang kimika ay iba rin. Minsan ito ay kinakailangan upang maunawaan kung alin sa dalawang uri na ito ay kinabibilangan ng nakuha oxo compound. Ito ay mas madali kaysa sa ketones, ito ay nangyayari kahit na sa ilalim ng pagkilos ng pilak oksido o tanso hydroxide (II). Sa kasong ito, ang CARBONYL GROUP ay nagbabago sa carboxyl at carboxylic acid ay nabuo.
Ang reaksyon ng salamin ng pilak ay kaugalian na tawagan ang oksihenasyon ng mga aldehydes na may solusyon ng pilak oksido sa pagkakaroon ng ammonia. Sa katunayan, ang isang komprehensibong tambalan ay nabuo sa solusyon, na nakakaapekto sa Aldehyde Group:
Ag 2 o + 4nh 3 + h 2 o -\u003e 2o
Cη 3 - η + 2oη -\u003e Ch 3 -Coo-nh 4 + 2ag + 3nh 3 + h 2
Mas madalas, ang kakanyahan ng reaksyon na nagaganap ay isang mas simpleng pamamaraan:
Cη 3 - η + ag 2 o -\u003e cη 3 -cooη + 2ag
Sa panahon ng reaksyon, ang oxidizer ay naibalik sa metalikong pilak at bumagsak sa isang namuo. Kasabay nito, ang isang manipis na silver flask ay nabuo sa mga dingding ng vessel ng reaksyon, katulad ng salamin. Ito ay para sa reaksyong ito na natanggap ang pangalan nito.
Ang isa pang mataas na kalidad na reaksyon na tumuturo sa pagkakaiba sa istraktura ng aldehydes at ketones ay ang aksyon sa grupo - som ng sariwang cu (oη) 2. Ihanda ito sa pamamagitan ng pagdaragdag ng alkalis sa mga solusyon ng tanso salts bivalent. Kasabay nito, ang isang asul na suspensyon ay nabuo, na, kapag pinainit na may aldehydes, ang mga pagbabago sa pagpipinta sa pulang kayumanggi dahil sa pagbuo ng tanso oksido (i):
R-Sleep + Cu (oη) 2 -\u003e R-Coo + Cu 2 O + η 2
Mga reaksiyon ng oksihenasyon
Ang mga compound ng OXO ay maaaring oxidized na may solusyon ng KMNO 4 kapag pinainit sa isang acidic na kapaligiran. Gayunpaman, ang mga ketones ay nawasak upang bumuo ng isang halo ng mga produkto na walang praktikal na halaga.
Ang reaksiyong kemikal na sumasalamin sa ari-arian na ito ng Aldehydes at Ketones ay sinamahan ng pagkawalan ng kulay ng pink na reaksyon. Kasabay nito, ang carboxylic acids ay nakuha mula sa napakaraming mayorya ng Aldehydes:
Ch 3 -One + kmno 4 + h 2 so 4 -\u003e ch 3-son + mnso 4 + k 2 so 4 + h 2 o
Ang formaldehyde sa kurso ng reaksyon na ito ay oxidized sa formic acid, na, sa ilalim ng pagkilos ng mga oxidants, disintegrates sa pagbuo ng carbon dioxide:
N-sleep + kmno 4 + h 2 so 4 -\u003e co 2 + mnso 4 + k 2 so 4 + h 2
Para sa mga aldehydes at ketones, ang kumpletong oksihenasyon sa panahon ng mga reaksyon ng pagkasunog ay katangian. Kasabay nito, ang CO 2 at tubig ay nabuo. Ang formaldehyde burning equation ay may form:
NSON + O 2 -\u003e CO 2 + N 2
Pagkuha
Depende sa dami ng mga produkto at layunin ng kanilang paggamit, ang mga pamamaraan para sa paggawa ng mga aldehydes at ketones ay nahahati sa pang-industriya at laboratoryo. Sa kemikal produksyon Ang mga carbonyl compound ay nakuha sa pamamagitan ng oksihenasyon ng mga alkanans at alkenes (mga produktong petrolyo), dehydrogenation ng mga pangunahing alkohol at hydrolysis ng datalogenels.
1. Paghahanda ng pormaldehayd mula sa methane (kapag pinainit sa 500 ° C sa pagkakaroon ng isang katalista):
Cη 4 + O 2 -\u003e NSON + η 2 O.
2. oksihenasyon ng mga alkene (sa pagkakaroon ng isang katalista at mataas na temperatura):
2cη 2 \u003d cη 2 + o 2 -\u003e 2sh 3 - som
2r-cη \u003d cη 2 + o 2 -\u003e 2r-cη 2 -
3. Dekorasyon ng hydrogen mula sa mga pangunahing alkohol (catalyzed sa pamamagitan ng tanso, heating ay kinakailangan):
Cη 3 -Cη 2 -On -\u003e CH 3 -One + η 2
R-ch 2 -on -\u003e r son + h 2
4. Hydrolysis ng datalogenicans alkalis. Ang obligadong kondisyon ay ang attachment ng parehong halogen atoms sa parehong carbon atom:
Cη 3 -c (cl) 2 h + 2naoh -\u003e cη 3 - η + 2nacl + n 2
Sa maliliit na dami sa. mga kondisyon ng laboratoryo Ang mga carbonyl compound ay nakuha sa pamamagitan ng hydration alkins o oksihenasyon ng mga pangunahing alkohol.
5. Ang pagdaragdag ng tubig sa acetylene ay nangyayari sa pagkakaroon ng isang acidic na kapaligiran (reaksyon ni Kucherov):
≡≡С≡С≡ + η 2 O -\u003e CH 3 - η
R-s≡cη + η 2 o -\u003e r-co-ch 3
6. Ang oksihenasyon ng mga alkohol na may terminal hydroxyl group ay isinasagawa gamit ang metal na tanso o pilak, tanso (II) oksido, pati na rin ang permanganate o potassium dichromate sa isang acidic na kapaligiran:
R-cη 2 -o + o 2 -\u003e r anak + h 2 o
Application ng Aldehydes at Ketones.
Kinakailangan naming makuha ang phenol formaldehyde resins na nakuha sa panahon ng reaksyon ng condensation nito sa phenol. Sa turn, ang mga nagresultang polymers ay kinakailangan para sa produksyon ng iba't ibang mga plastik, chipboard, kola, varnishes at maraming iba. Ginagamit din ito upang makakuha ng mga gamot (urotropin), disinfectants at ginagamit sa pagtatago ng mga biological na paghahanda.
Ang pangunahing bahagi ng etannel ay napupunta sa synthesis ng acetic acid at iba pang mga organic compound. Ang ilang mga halaga ng acetaldehyde ay ginagamit sa produksyon ng pharmaceutical.
Ang acetone ay malawakang ginagamit upang matunaw ang maraming mga organic compound, kabilang ang mga varnishes at paints, ilang mga uri ng goma, plastik, natural na resins at mga langis. Para sa mga layuning ito, ito ay ginagamit hindi lamang malinis, kundi pati na rin sa isang timpla sa iba pang mga organic compounds sa komposisyon ng solvents ng grado R-648, R-647, P-5, P-4, atbp. Ginagamit din upang degrease ibabaw sa paggawa ng iba't ibang bahagi at mekanismo. Ang mga malalaking halaga ng acetone ay kinakailangan para sa pharmaceutical at organic synthesis.
Maraming mga aldehydes ay may kaaya-aya lasa, salamat sa kung saan sila ay ginagamit sa industriya ng pabango. Kaya, ang citral ay may lemon amoy, Benzaldehyde smells tulad ng mapait almonds, phenyloxus aldehyde ay nagdudulot ng aroma ng hyacinth sa komposisyon.
Kinakailangan ang Cyclohexanon para sa produksyon ng maraming sintetikong fibers. Nakatanggap ito ng adipic acid mula dito, naman ginagamit bilang mga hilaw na materyales para sa Caprolactam, Naylon at Capron. Ginagamit din ito bilang may kakayahang makabayad ng timbang ng taba, natural na resins, wax at PVC.
Ang salitang aldehyde ay imbento bilang isang pagbawas sa latin alkohol dehydrogenatus - inalis ang tubig alkohol, ang pinaka-popular na aldehyde - pormaldehayd, ang mga resins ay ginawa mula dito, ang mga gamot ay synthesized at bilang isang pang-imbak. Ang formula ng Aldehyde ay R-Cho, isang tambalan kung saan ang Carbonyl group ay konektado sa hydrogen at radikal.
Ang salitang ketone ay naganap mula sa salitang acetone, isang junior connection mula sa pamilyang ketone. Ang mga ketones ay ginagamit bilang solvents, gamot at polymers synthesis. Ang formula ng Ketone ay R-C (o) -r, ang compound kung saan ang carbonyl group ay konektado sa dalawang radikal.
Istraktura at mga katangian ng Carbonyl Group.
Ang Carbonyl Group ay batay sa connector ng carbon atom at isang oxygen atom ng α- at π-bonds. Ang matunog na istraktura ng grupo ay tumutukoy sa mataas na polarity ng tambalan at ang electronic cloud ay inilipat patungo sa oxygen: c δ + \u003d o δ-. Ang pagpapakilala ng electronegative elemento B ay binabawasan ang polarity ng komunikasyon, ang pagtaas ng positibong singil ng molekula. Nucleophilic substituents dagdagan ang negatibong singil ng oxygen.
Ang carbon atom sa carbonyl group ay isang malakas na electrophyl (mga elektron na nakalakip), samakatuwid karamihan sa mga reaksyon ng aldehydes at ketones ay isinasagawa ng nucleophilic reagents (Lewis base). Ito ay lohikal, isang oxygen atom ay isang malakas na nucleophile, at ang reaksyon sa isang oxygen atom ay posible sa paggamit ng electrophils (Lewis acids).
CARBONYL Group Reaction sa Lewis Base.
(R) (r) c δ + \u003d o δ- + b: → (r) (r) c (b) -O
Ang reaksyon ng grupo ng carbonyl na may acid Lewis.
(R) (r) c δ + \u003d o δ- + y: → (r) (r) c-o-y
Bukod pa rito, ang mga di-realisadong mga electron ng oxygen ay nagbibigay ng mahina na mga katangian ng base, samakatuwid, ang mga aldehydes at zetones na hindi natutunaw sa tubig ay dissolved sa puro sulfuric acid.
Mga Pisikal na Katangian ng Carbonyl Group.
Ang mataas na polarity ng komunikasyon C \u003d O ay bumubuo ng isang mataas na dipole sandali, dahil sa kung aling mga carrier ng carboxyl group ay may mas mataas na simula ng pagkulo kumpara sa hydrocarbons.
Ang mga untreated na mga elektron sa isang oxygen atom ay bumubuo ng isang hydrogen bond na may mga molecule ng tubig, samakatuwid, simula sa limang carbon atoms sa radicals, aldehydes at ketones ay hindi maganda dissolved sa tubig o hindi matunaw sa lahat.
Aldehydes at ketones na may hanggang 12 carbon atoms - likido. Aliphatic compounds na may carbonyl group ay may density ng humigit-kumulang 0.8, kaya lumulutang sa ibabaw ng tubig, ang cyclohexanon ay may density ng tungkol sa isa, aromatic aldehydes at ketones ay may isang bahagyang mas malaki kaysa sa density ng tubig.
Aldehyd at ketone reaksyon
Pag-attach ng tubig
Sa proseso ng reaksyon ng tubig na may mga aldehydes at ketones, ang mga diol (glycols, dioment na alkohol) ay nabuo. Ang reaksyon ay nagpapatuloy gamit ang isang katalista - acid o base at dalawang panig:
Rr-co + h-oh ↔ r r \\ c / oh -oh
Pag-attach ng nucleophilic carbons.
Mahalagang nucleophilic compounds reacting with aldehydes and ketones - metal-organic compounds (organic compounds, sa molecules na may koneksyon ng isang atom ng isang metal na may atom / carbon atoms). Ang ilan sa mga kinatawan ng metallorganic compounds - ang grignar reagents (pangkalahatang formula - R-mg-x), ang mga alkohol ay bumubuo sa mga reaksiyon sa mga aldehydes at ketones:
RH-C \u003d O + R-C - H 2 -MG + -CL - → RH-C- (O-MGCL) (CH 2 -R)
RH-C- (O-MGCL) (CH 2 -R) + H-OH → RH-C-CH 2 R + OH-MG-CL
Oksihenasyon ng aldehydes at ketones.
Kapag ang oksihenasyon, ang Aldehydes ay nasa isang intermediate stage sa pagitan ng mga alkohol at carboxylic acids:
Sa pagkakaroon ng hydrogen at oxygen:
R-ch 2 -oh ↔ r-c (\u003d o) -h ↔ r-cooh
Ang Aldehydes ay madaling oxidized, na nagbibigay-daan sa paggamit ng mga softer oxidizers kaysa sa simpleng oxygen. Ang mga aromatikong aldehydes ay napapailalim sa oksihenasyon mas madali kaysa sa aliphatic. Ang problema ng oksihenasyon ng Aldehydes - sa pagbuo ng mga produkto.
Ang mga ketones ay oxidized na may kahirapan, para sa oksihenasyon ng ketones, ito ay kinakailangan upang gamitin ang malakas na oxidants at isang malaking halaga ng init. Bilang resulta ng oksihenasyon, ang koneksyon ng C-C ay nasira at ang acid ay nabuo (mayroong isang pagbubukod):
Sa presensya ng KMNO 4, H at isang malaking halaga ng init :
Ch 3 -c (\u003d o) -Ch 2 ch 3 → ch 3 -c (\u003d o) -oh + ch 3 ch 2 -c (\u003d o) -oh
Ang pagbubukod ay ang oksihenasyon ng selenium dioxide, SEO 2, ang methyl group, tulad ng sumusunod para sa carbonyl, oxidizes, transforming sa isa pang carbonyl group. Halimbawa, ang methyl ethyl ketone ay oxidized sa diacetyl:
Oksihenasyon ng methyl ethyl ketone sa diacetyl:
Ch 3 ch 2 -c (\u003d o) -Ch 3 + seo 2 → ch 3 -c (\u003d o) -c (\u003d o) -Ch 3 + h 2 o + se
Ang kagaanan na kung saan ang mga aldehydes ay oxidized, ginagawang madali upang makilala ang mga ito mula sa ketones, para sa mga ito ay gumagamit ng malambot na oxidizers, tulad ng: twealt reagent (diammmineserbra hydroxide, ag (nh 3) 2 oh), feling reagent (alkaline cu tanso ions sa Ang Knac Segmental Salt 4 H 6 O 6 · 4h 2 O) at Benedict Solution (Copper Ions na may Citrate at Sodium Carbonate). Ang aromatic aldehydes ay tumutugon sa reagent ng toll, ngunit hindi tumutugon sa mga reaktibo ng Benedict at Feling, na ginagamit upang matukoy ang bilang ng aliphatic at mabangong aldehydes.
Polimerisasyon ng aldehydes.
Phaldehyde.
Ang Acetaldehyde ay may isang kumukulo na punto ng 20 ° C, na ginagawang mahirap iimbak ito at gamitin. Kapag nagpoproseso ng acetaldehyde na may acid sa mababang temperatura, ang acetaldehyde ay konektado sa cyclical triple molecule - paraulates, na may isang kumukulo na punto ng 120 ° C. Ang pagealdehyde, na may isang maliit na pag-init, depolymerizzes, inilabas ang tatlong acetaldehyde molecule.
Pormaldehayd
Para sa kaginhawahan ng transporting at imbakan, ang formaldehyde ay hindi ibinebenta sa anyo ng gas, ngunit sa anyo ng isang pormal na solusyon na may isang nilalaman ng 37-40% paraformaldehyde, oh (ch 2 o) nh, na may average na halaga n \u003d 30. Ang Paraformaldehyde ay isang puting walang hugis na substansiya, solid, na nakuha sa pamamagitan ng mabagal na pagsingaw ng formalin sa mababang presyon. Ang polimerisasyon ay nangyayari dahil sa pag-akyat sa bawat iba pang mga formaldehyde molecule:
Ch 2 \u003d o + h 2 o ↔.
+ n. → ho- (ch 2 o) n + 1 -h
Polymer Derlin (Polyoxymethylene) ay isang mahusay na linear plastic na may mataas na molekular timbang, Derlin ay may mahusay na lakas at elasticity katangian.
|
T. omsk State University. |
||
|
kagawaran ng Organic Chemistry |
||
|
Aldehydes at ketones. |
||
Ang mga aldehydes at ketones ay nakikilala sa pamamagitan ng pagkakaroon ng carbonyl group \u003e S.\u003d Oh.
Carbonyl group polarized dahil sa komunikasyon S-o.:
Ang Aldehydes at Ketones ay maaaring matingnan bilang derivatives. alkanov.na may isa sa metyl (-Ch 3.) o methylene groups ( -Sn. 2 - ) Pinalitan ng grupo ng carbonyl:
Ang mga ketones ay may dalawang alkyl radicals bilang mga substituents na may carbonyl group, samantalang sa aldehydes isang substituent b. Alkyl group, isa pang - hydrogen. Ang ganitong pagkakaiba ay humahantong sa mga makabuluhang pagkakaiba sa mga katangian ng kemikal ( cM.. sa ibaba).
Nomenclature
NomenclatureIupac.
Gamit ang pangalan ng aldehydes at ketones ayon sa mga patakaran ng 3rd nomenclature, ang pinakamahabang carbon chain ay pinili, na kinabibilangan ng isang carbonyl group. Ang bilang ng mga atomo ng carbon sa kadena na ito ay ginawa mula sa gilid na iyon, kung saan ang carbonyl group ay mas malapit, at kapag ang pangalan ay nabuo sa pangalan ng hydrocarbon, na tumutugma sa bilang ng mga carbon atoms sa pangunahing kadena (1-methane, 2-ethane, 3-propane, 4-butane, 5 - Pentan, atbp.) Nagdadagdag ng pagtatapos -but. l. (para sa aldehydes) o -siya ba Para sa ketones.
Ang posisyon ng grupo ng carbonyl sa ketones ay ipinahiwatig sa pamamagitan ng isang gitling, kung mayroong ilang mga isomer. Ang posisyon ng Carbonyl Group ng Aldehydes ay hindi tinukoy ng digit, dahil sa lahat ng mga kaso ito ay lumalabas na sa ilalim ng unang numero:
Rational nomenclature
Ang mga ketones ay madalas na tinatawag na radicals na konektado sa pamamagitan ng isang grupo ng carbonyl, kasama ang pagdaragdag ng salita ketone.. Halimbawa, Hexanone-3 o methyl Ethyl. ketone. , acetone o dimethyl keto.n..
Maaaring tawagin si Aldehydes bilang mga derivatives ethanale o acetic aldehyde:
Ibang pangalan e. - trimethylootanal..
Kemikal na mga katangian ng carbonyl compounds.
Ang lahat ng mga reaksyon ng carbonyl compound ay maaaring nahahati sa mga grupo:
Mga Reaksyon para sa Carbonyl Group (sumali)
Mga reaksiyong carbon skeleton
Mga reaksiyon ng oksihenasyon
Mga reaksiyon sa pagbawi
Reaksyon ng attachment para sa Carbonyl Group (koneksyon ng nucleophilic reagents)
1. Pag-attach ng tubig
Dating gem-diols. Ang hindi matatag at punto ng balanse sa reaksyong ito ay malakas na inilipat sa kaliwa. Ang pagbubukod ay aldehydes at ketones na may mga elektronikong grupo, halimbawa, chloral O. hexafluoroacetone.na sa daluyan ng tubig ay umiiral bilang. gem diols.:
2. Pag-attach Bisulfite.
Ang attachment ay napupunta sa pamamagitan ng isang mas nucleopilic sulfur atom, hindi oxygen, bagaman ito ay may negatibong singil. Ang mga derivatives ay nabuo alkansulfoc acid. (Soli. alcanoxysulfonic acid.).
Dating adducts. Hindi matutunaw sa isang saturated sodium bisulfite solusyon o alkohol at mahulog sa precipitate sa anyo ng mga kristal. Kaya maaari mong paghiwalayin ang carbonyl compounds mula sa halo na may alkohol. Ang CARBONYL COMPOUND ay naka-highlight sa libreng form. idagdag Kapag pinoproseso ito ng acid.
Kapag ang mga reaksyon sa ketones, bisulfites ay sumali lamang methylketons CH 3 -CO-R..
3. Pag-attach ng cyanids.
Ang reaksyon ay catalyzed ng cyanium potassium o sodium. Dating oxyMinitria. (O. cyangidrines.) Maaaring hydrolyzed. bago oxyCarboons. Acids:
4. Pag-attach ng Alkohol
Kapag inilagay ang unang molekula ng alak na nabuo semi-Aotic.. Ang reaksyon ay catalyzed ng mga acids o base:
Ang paglakip sa pangalawang alkohol molekula ay humahantong sa edukasyon acetale. Edukasyon acetale Catalyzed lamang sa isang acidic na kapaligiran:
Acetali. Ang sustainable sa neutral at alkaline medium, samakatuwid, ay maaaring gamitin upang pansamantalang protektahan ang mga grupo ng aldehyde. Acetali. lapad ipinamamahagi sa kalikasan.
5. Paglalagay ng mga reagents. Grignara.
Pakikipag-ugnayan ng mga metalorganic compounds ng uri R-mg-x. (mga reagents Grignara.), kung saan x \u003d halogen, na may mga grupo ng carbonyl (nucleophilic connection sa pamamagitan ng maramihang Mula sa.\u003d O):
Pakikipag-ugnayan pormaldehayd, aldehydes, ketone. at - humahantong sa pangunahing, pangalawang at tertiary alcohols, ayon sa pagkakabanggit.
Ang mga tertiary na alkohol ay nakuha mula sa ketones. Kaya, Out. methyl ethyl ketone (ButanNone-2) ay nakuha 2-methylbutanol-2. Aldehydes sa isang katulad na reaksyon ay nagbibigay ng pangalawang alkohol. Ng propione. aldehyde ( propanel.) Ito ay lumiliko butanal-2:
Ang formaldehyde ay nabuo pangunahing alkohol. Sa pakikipag-ugnayan ng mga reagents Grignara. mula sa. halogengidridami. Ang carboxylic acids at esters ay nabuo ng mga tertiary alcohol, na may dalawang magkaparehong alkyl substituents. Sa kasong ito, ang dalawang pagdarasal na reagent ay natupok. Grignara.:
6. Pag-access ng ammonia at amines.
Primary Amine Sumali sa Aldehydes at Ketones na may Edukasyonimino (mga lugar SHIFFA. :
Ang isang katulad na reaksyon ng pangalawang amines na may carbonyl compounds ay nagbibigay enamina. :
Na may carbonyl compounds, hydrazine at ang derivatives nito ay kasangkot din sa pakikipag-ugnayan hydrazonov.:
Hydroxylames. Sumali sa Aldehydes at Ketones sa Edukasyon aldedoximov. at ketoxyov.:
7. Aldero-Crotonova. condensation
Ang condensation ay maaaring mangyari kapwa sa isang acidic na kapaligiran at alkalina.
Catalyzed acid condensation.
Sa condensation ipasok enol. at protonated. Carbonyl group ng ikalawang molekula ng koneksyon:
Condensation catalyzed ng base.
Edukasyon enolat-ion., pagbuo
carbanion., dumadaloy ayon sa scheme:
Higit pa carbanion. sumali sa carbonyl group ng ikalawang molekula, at nalikom C-alkylation., Hindi katulad thermodynamic. hindi kapaki-pakinabang Tungkol sa- alkylation.:
Frame aldehydospirt. (aldol.) Madali itong mawalan ng tubig sa pagkakaroon ng catalytic na halaga ng mga base o acids, pati na rin ang hindi gaanong pagpainit, na may pagbuo ng A, B ay isang unsaturated carbonyl compound, ang condensation reaksyon (r, x \u003d alkyl o h) ay nakumpleto :
Kaya, sa reaksyon ng aldoln. tungkol sa- Croton condensation (kabilang ang. self-condensation) ay maaaring pumasok sa parehong aldehydes at ketones alpha-Carbon. Hydrogen atoms. Sa kaso ng mga ketones, ang posisyon ng punto ng balanse ay hindi kapaki-pakinabang para sa pagbuo ng mga produkto, gayunpaman, ang pagsasagawa ng isang reaksyon sa mga espesyal na kondisyon (halimbawa, hindi kasama ang kontak ng produkto na may katalista ng isang pangunahing likas na katangian) ay maaaring makamit ng malaking output. Ang mga cross reaksyon sa pagitan ng mga aldehydes at ketones ay walang mga aplikasyon ng laboratoryo, dahil ito ay nabuo madaling pag-isip halo ng apat na produkto at unreacted. source compounds. Mas madalas sa mga layunin ng sintetiko, ang isang reaksyon ay isinasagawa sa pagitan ng dalawang carbonyl compounds, isa sa mga ito ang pinagmumulan ng mga carbant ( metylene component. ), at ang iba ay nagsisilbing. carbonyl Component. (hindi pagkakaroon alpha Carbon. atoms ng hydrogen). Karaniwan, pormaldehayd, aromatic aldehydes, karbon, oxalous at formic acid esters ay ginagamit bilang carbonyl components. Bilang isang bahagi ng methylene, isang acidic acid at kahit derivatives ng acetylene hydrocarbons na may terminal triple bond ay ginagamit bilang mga sangkap ng methylene.
8. Reaksyon ng Cananizaro.
Aldehydes na wala alpha Carbon. Atoms ng hydrogen, kapag pinainit na may malakas na mga base, reaksyon oksihenasyon-pagbabawas, kapag ang isa sa mga molecule ay naibalik sa alak dahil sa oksihenasyon ng ikalawang molekula sa carboxylic acid. Ang mga naturang reaksyon ay tinatawag na. mga Reaksyon Canniczar.at dumadaloy ayon sa scheme:
Ang mga reaksiyong intramolecular ng pagbabawas ng mga reaksiyon ng oksihenasyon ay kilala rin:
Na may ganap na uri ng intramolecular oxidation-recovery ay Benzyl Muling ayusin :
Mga Reaksyon sa Carbon Skeleton Aldehydes at Ketones.
Ang mga reaksiyon na nakakaapekto sa carbon skeleton ay kinabibilangan ng:
Keto-enol tautomeria aldehydes at ketones;
Halogenation (halabiro reaksyon at pagpapalit ng a - carbon atoms ng hydrogen)
1. Keto-enol tautomeria.
Carbonyl compounds ay maaaring magkakasamang mabuhay sa dalawang formatic at Enol:
Ang mga pagbabagong-anyo ng mga aldehydes at ketones sa Enoly (unshakable alcohols) ay nagpapatuloy sa parehong spontaneously at may katalisis ng mga acid at base. Ang mga hugis na hugis ng EAL ay nasa mga aldehydes at ketones sa mga menor de edad na konsentrasyon, ngunit ang papel sa kanilang kakayahan sa reaksyon ay napakalaki. Sa pamamagitan ng pagbuo ng Enlov mayroong isang bilang ng mga mahahalagang reaksyon ng aldehydes at ketones. Isaalang-alang ang mga mekanismo para sa paglipat ng ketone form sa Elol, umaagos sa catalytic action ng mga acids at base.
Paglago catalyzed ng acid.
Ang pagbuo ng enol ay maaaring catalyzed sa pamamagitan ng acid ayon sa scheme sa ibaba (R "\u003d alkyl o h):
Ang reaksyon ay nagsisimula sa protonasyon ng oxygen atom ng carbonyl group at nakumpleto na may cleavage ng proton na mula alpha Carbon. Atom. Kaya, pormal na proton ang gumaganap ng papel ng katalista.
Paglago catalyzed base
Ang pagbuo ng enolat-ion ay nalikom ayon sa scheme:
Sa pagbuo ng mga enol sa panahon ng katalisis, ang kaasiman ng alpha carbon atoms ng hydrogen ay may mahalagang papel. Ang kanilang pinahusay na kaasiman ay nauugnay sa malapit sa Carbonyl Group at ang negatibong pasaklaw na epekto nito, ang pagkaantala ng elektron ng komunikasyon sa C - H at sa gayon ay pinapadali ang proton cleavage. Sa madaling salita, ang proton cleavage ay pinadali dahil ang nabuo na carbanion ay nagpapatatag sa pamamagitan ng pag-delircomment sa negatibong singil sa grupo ng carbonyl.
Sa nabuo na enolas, ang mga halogens ay sumali sa maraming komunikasyon c \u003d s. Lamang sa kaibahan sa alkenes, kung saan ang pagsali ay nakumpleto ng kumpletong pagbubuklod ng halogen, sa aldehydes at ketones, isa lamang halogen atom (sa katabing carbonyl group carbon) ay sumali. Ang ikalawang halogen atom (sa carbonyl group) ay hindi sumali, at ang reaksyon ay nakumpleto na may cleavage ng proton at ang pagbabagong-buhay ng carbonyl group:
Sa isang acidic medium, ang reaksyon sa ito at hihinto. Ang kapalit ng ikalawang hydrogen atom sa halogen ay hindi mangyayari. Ngunit sa isang alkalina daluyan may isang mabilis na reaksyon ng kapalit ng ikalawa, at isang mas mabilis na reaksyon ng pagpapalit ng ikatlong carbon atom sa bawat halogen (isang pagtaas sa bilang ng mga halogen atoms na may carbon nang masakit ay pinahuhusay ang kaasiman ng hydrogen nito):
Sa huli, ang lahat ng tatlong atom ng hydrogen ay papalitan ng mga halogens, pagkatapos ay dapat linisin ang pagpapangkat Cx 3. Sa anyo ng anion, kasama ang kasunod na agarang proton exchange:
Bilang isang resulta, ito ay nabuo trigalomethane.na tinatawag na halooform (iodoform Chj 3, Bromocorm. Chr. 3, chloroform. CHCL. 3) at carboxylic anion. At ang proseso mismo ay tinatawag na isang reaksyon ng haloform. Ang anumang methylketons ay napapailalim sa isang reaksyon ng Hallow. Ang halform ay bumagsak sa anyo ng isang pininturahan (dilaw na iodoform), magkaroon ng isang tiyak na amoy at maaaring maglingkod bilang isang husay na reaksyon sa pagkakaroon ng methylketones. Ang haloform reaksyon ay binibigyan din ng mga alkohol, na may oksihenasyon kung saan ang methylketons ay maaaring bumuo (halimbawa, isopropanol). Ang oksihenasyon ay isinasagawa ng labis na halogen.
Oksihenasyon ng aldehydes at ketones.
Aldehydes ay madaling oxidized sa kaukulang acids:
Ang mga ketones ay oxidized na may kahirapan, sa malupit na mga kapaligiran. Ang oksihenasyon ay sinamahan ng isang puwang ng C-dahil sa komunikasyon sa tabi ng isang grupo ng Carbonyl. Bilang resulta, lumiliko ito ng isang hanay ng mga produkto ng oksihenasyon - carboxylic acids na may iba't ibang mga haba ng carbon chain:
Paraan resibo
1. Oksihenasyon Primary alkohol si Aldehydes ay nakuha, at ang pangalawang alkohol ay nagbibigay ng ketones:
Ang oksihenasyon ay maaaring isagawa ang "tuyo" at "basa" na mga pamamaraan. Ang una ay upang pumasa alkohol singaw sa pamamagitan ng pinainit sa 300-350 Mula sa. Oksido ng media. Cuo.. Ang "basa" na pamamaraan ay tinatawag na oksihenasyon ng mga alkohol sa pamamagitan ng acidified solution ng potassium bichromate o sodium:
Gamit ang oksihenasyon ng "basa" na paraan, ang nabuo aldehyde ay dapat mag-drive ng reaksyon mula sa globo, kung hindi man ito ay madaling oxidized karagdagang sa carboxylic acid:
2. Aldehydes at ketones. ay nakuha ni. hydrolysis gem-Digohaleganelov.
Sa una, ang dalawang halogen atoms sa hydroxyl group ay nangyayari. Ngunit hindi matatag gem-diols. Mabilis na regroup sa carbonyl compounds na may cleavage ng molekula ng tubig:
3. Ozonolysis
alkenov.
humahantong sa pagbuo ng mga mix ng aldehydes at ketones, depende sa istraktura ng orihinal alkena.:
Sa unang yugto ng ozonization, ozonid ay nakuha, na may agnas ng kung saan ang carbonyl compounds at ang hydrogen peroxide ay nabuo sa tubig. Sa peroxide ay hindi nagpapalabas ng karagdagang oksihenasyon ng Aldehydes, ang sink dust ay idinagdag sa tubig sa panahon ng agnas ng mga ozonide. Ang pag-ozonation ng alkenes ay hindi napakaraming synthesis ng aldehydes at ketones, kung magkano ang pagpapasiya ng lokasyon ng maraming komunikasyon:
4. Attachment ng tubig sa Alkins.
Ang pagdaragdag ng tubig sa triple bonds sa pagkakaroon ng mercury salts ay humahantong sa kaso ng acetylene sa acetic aldehyde, at sa kaso ng substituted acetylene, sa ketones. Tubig Sumali sa panuntunan ng Markovnikov: