HAPNIKU SISALDAVAD ÜHENDID

KARBONÜÜLI ÜHENDID
ALDEHÜÜID JA

Orgaanilised ühendid, mille molekulid sisaldavad karbonüülrühma, nimetatakse karbonüülühenditeks. Sõltuvalt karbonüülrühmaga seotud asendajate olemusest jagatakse karbonüülühendid aldehüüdideks, ketoonideks, karboksüülhapped ja nende funktsionaalsed tuletised.

ALDEHÜÜIDID

Aldehüüdid on orgaanilised ühendid, mis sisaldavad karbonüülrühma, milles süsinikuaatom on seotud radikaali ja ühe vesinikuaatomiga, st aldehüüdide üldvalem. Erandiks on sipelghappe aldehüüd, milles, nagu näha,R= H.

Isomerism

Aldehüüde iseloomustab süsivesinikradikaali isomeeria, millel võib olla kas normaalne (hargnemata) või hargnenud ahel, samuti klassidevaheline isomeeria ketoonidega. Näiteks ,

O II CH3-CH2-CH2-C I H	O II CH3–CH–C Mina I H CH 3	O II CH3-CH2-C	– CH 3
butüraldehüüd või butanaali	iso-õli aldehüüd või 2-metüülpropanaal	metüületüülketoon või butanoon -2

Kviitung

1. Kõige sagedamini kasutatavad meetodid aldehüüdide tootmiseks on primaarsete alkoholide oksüdeerimine ja katalüütiline dehüdrogeenimine.

a) Primaarsete alkoholide oksüdatsioon.
Nagu näha, tekib edasisel oksüdatsioonil happeid. Need reaktsioonid esitati juba alkoholide keemiliste omaduste kaalumisel.

b) Primaarsete alkoholide dehüdrogeenimine. Reaktsioon viiakse läbi 200-300 °C-ni kuumutatud alkoholiauru juhtimisega° Katalüsaatoriga, milles kasutatakse vaske, niklit, koobaltit jne.

2. On välja töötatud meetod atseetaldehüüdi tootmiseks etüleeni oksüdeerimisel atmosfäärihapnikuga vase- ja pallaadiumisoolade juuresolekul.

3. Atsetaldehüüd saadakse atsetüleeni hüdraatimisel, kasutades Kucherovi reaktsiooni.

		O II
HC º CH + H 2 O –– HgSO 4 ® –– ® CH 3 –C
	süüdistada kalapüük alkohol	I H äädikhape aldehüüd

Kucherovi reaktsiooni on juba üksikasjalikult käsitletud atsetüleeni süsivesinike keemiliste omaduste uurimisel.

4. Aldehüüdid saadakse süsivesinike dihalogeenderivaatide hüdrolüüsil, kuid ainult neid, milles mõlemad halogeeniaatomid asuvad ühes terminaalses süsinikuaatomis.

CH3-CH2-		2H2O® + 2 HCl
1,1-dikloropropaan		1,1-propaandiool | | ¯

Kui vesi mõjutab dihaloalküüli aluselises või happelises keskkonnas, läbib selle hüdrolüüsireaktsioon moodustumise etapi kahehüdroksüülne alkohol sisaldab kahte hüdroksüülrühma ühel süsinikuaatomil.
Ebastabiilsuse tõttu kaotavad sellised alkoholid moodustumise ajal vett ja moodustavad aldehüüde.

Füüsikalised omadused

Lihtsaim aldehüüd on sipelgjas - väga terava lõhnaga gaas. Teised madalamad aldehüüdid on vees hästi lahustuvad vedelikud. Aldehüüdidel on lämmatav lõhn, mis korduval lahjendamisel muutub meeldivaks, meenutades puuviljalõhna. Aldehüüdid keevad madalamal temperatuuril kui sama arvu süsinikuaatomitega alkoholid. See c seotud aldehüüdide puudumisega vesiniksidemed. Samas on aldehüüdide keemistemperatuur kõrgem kui molekulmassilt vastavatel süsivesinikel, mis on tingitud aldehüüdide suurest polaarsusest.
Mõnede aldehüüdide füüsikalised omadused on toodud tabelis.

Tabel . Mõnede aldehüüdide füüsikalised omadused

Nimi	Valem	t ° keema., °C	t ° pl., °C	d 4 20
Formic aldehüüd	O II H–C I H	92,0	21,0	0,815 (kell 20°C)
Äädikas aldehüüd	O II CH3-C I H	123,5	21,0	0,780
Propioonhape aldehüüd	O II CH 3 – CH 2 – C I H	102,0	48,8	0,807
Õli aldehüüd	O II CH3-CH2-CH2-C I H	99,0	75,7	0,817
Iso-õline aldehüüd	O II CH3–CH–C Mina I CH3H	65,9	64,0	0,794

Keemilised omadused

Aldehüüde iseloomustab kõrge reaktsioonivõime. Enamik nende reaktsioonidest on tingitud karbonüülrühma olemasolust. Karbonüülrühma süsinikuaatom on olekus sp 2 - hübridisatsiooni ja moodustab kolm s - ühendused (üks neist on suhtlus C–O ), mis asuvad samal tasapinnal 120 nurga all° üksteisele.

Karbonüülrühma struktuuri skeem

Karbonüülrühma kaksikside on oma füüsikaliselt sarnane süsinikuaatomite vahelise kaksiksidemega, st see kombinatsioon s- ja p - sidemed, millest viimase moodustavad süsiniku- ja hapnikuaatomite p-elektronid. Hapniku aatomi suurema elektronegatiivsuse tõttu süsinikuaatomiga võrreldes tekib side C=O elektrontiheduse nihke tõttu väga polariseeritud lk - sidemed hapnikuaatomiga, mille tulemusena tekib osaliselt negatiivne ( d - ) ja süsinikuaatomil – osaliselt positiivne ( d + ) tasud: .

Polarisatsiooni tõttu on karbonüülrühma süsinikuaatomil elektrofiilsed omadused ja see on võimeline reageerima nukleofiilsete reagentidega. Aldehüüdide kõige olulisemad reaktsioonid on nukleofiilsed liitumisreaktsioonid kaksikside karbonüülrühm.

1. Üks aldehüüdide nukleofiilse lisamise tüüpilisi reaktsiooneon vesiniktsüaniidhappe lisamine, mis viib moodustumiseni a - oksünitriilid.

Seda reaktsiooni kasutatakse süsinikuahela pikendamiseks ja tootmiseks a - hüdroksühapped.

2. Naatriumvesiniksulfiti lisamineannab kristalseid aineid, mida tavaliselt nimetatakse aldehüüdide hüdrosulfitderivaatideks.

Nimetatud derivaadid hüdrolüüsitakse kergesti igas keskkonnas, mille tulemuseks on algne karbonüülühend. Seega, kui atseetaldehüüdi hüdrosulfiidi derivaati kuumutada soodalahusega, moodustub atseetaldehüüd ise.

Seda omadust kasutatakse aldehüüdide puhastamiseks ja nende eraldamiseks segudest.

3. Alkoholide lisaminealdehüüdidele põhjustab poolatsetaalide - ühendite moodustumistmilles süsinikuaatom on seotud nii hüdroksüül- (-OH) kui ka alkoksürühmaga (-O R ) rühmadena.

Kui poolatsetaale töödeldakse happelises keskkonnas liigse alkoholiga, tekivad atsetaalid – ühendid, milles süsinikuaatom on seotud kahe alkoksürühmaga (reaktsioon meenutab eetrite sünteesi alkoholidest).

Erinevalt eetritest hüdrolüüsitakse atsetaalid hapetega, moodustades alkoholi ja aldehüüdi.

4. Vesiniku lisaminealdehüüdid viiakse läbi katalüsaatorite juuresolekul ( Ni, Co, Pd jne) ja viib primaarsete alkoholide moodustumiseni.

Liitiumalumiiniumhüdriidi kasutatakse üha enam redutseeriva ainena. LiAlH4 ja naatriumboorhüdriid NaBH4.
Lisaks karbonüülrühma liitumisreaktsioonidele iseloomustavad aldehüüde ka oksüdatsioonireaktsioonid.

5. Oksüdatsioon . Aldehüüdid oksüdeeritakse kergesti, moodustades vastavad karboksüülhapped.

a) hõbeoksiidi ammoniaagilahus[Ag(NH3)2]OH aldehüüdidega kuumutamisel oksüdeerib see aldehüüdi happeks (ammooniumsoolana), moodustades vaba metallilise hõbeda. Redutseeritud hõbe asetatakse õhukese kihina keemilise anuma seintele, milles reaktsioon läbi viiakse, ja saadakse hõbedane peegel. See reaktsioon, mida seetõttu nimetatakse hõbepeegliks, teenib kvalitatiivne reaktsioon aldehüüdidele.

b) Teine iseloomulik reaktsioon on aldehüüdide oksüdeerimine vaskhüdroksiidiga ( II).

Kui sinist vaskhüdroksiidi kuumutatakse ( II ) atseetaldehüüdi lahusega, punase vaskoksiidi sademega ( I ). Sel juhul oksüdeeritakse atseetaldehüüd äädikhappeks ja vask oksüdatsiooniastmega +2 redutseeritakse vaseks oksüdatsiooniastmega +1. Sipelgaldehüüd (formaldehüüd) hõivab eriline koht aldehüüdide sarjas. Sipelghappe aldehüüdi radikaali puudumise tõttu on sellel mõningaid spetsiifilised omadused. Formaldehüüd oksüdeeritakse näiteks süsinikdioksiidiks CO 2 .
Formaldehüüd polümeriseerub kergesti, moodustades tsüklilisi ja lineaarseid polümeere. Seega moodustab see happelises keskkonnas tsüklilise trimeeri - trioksümetüleen.

Kuiv gaasiline formaldehüüd katalüsaatorite juuresolekul moodustab suure molekulmassiga polüformaldehüüdi. Formaldehüüdi polümerisatsioon sarnaneb alkeenide polümerisatsiooniga.

O –– kat ®

H I …–C I H

H I –O–C–O–… I H

––––– ®

…–H 2 C–O (H 2 C–O) n H 2 C–O–…

Vesilahustes moodustab formaldehüüd polümeeri, mida nimetatakse paraformiks.

n CH 2 = O + H 2 O ® HOCH 2 ( OCH 2 ) n-2 OCH 2 OH
(paraform)

Eriti praktilise tähtsusega on formaldehüüdi polükondensatsioonireaktsioon fenooliga, mille tulemusena moodustuvad fenoolformaldehüüdvaigud. Kui leeliselised või happelised katalüsaatorid toimivad fenooli ja formaldehüüdi segule, tekib orto- ja paraasendis kondenseerumine.

Molekuli kasv fenooli kondenseerumise tõttu formaldehüüdiga toimub normaaltemperatuuril lineaarses suunas.

					CH2OH /

jne.
Kokkuvõttes võib kujutada fenooli polükondensatsioonireaktsiooni formaldehüüdiga järgmisel viisil:

		O+(n+1)		katalüsaator			NH2O
				–––––––– ®

Fenoolformaldehüüdvaigud on esmasündinud tööstuslikud sünteetilised vaigud, mille tootmist bakeliitnimetuse all alustati esmakordselt 1909. aastal. Fenoolformaldehüüdvaikusid kasutatakse erinevate plastide tootmisel. Erinevate täiteainetega kombineerituna nimetatakse selliseid plastikuid fenoolideks. Lisaks kasutatakse fenoolformaldehüüdvaikusid erinevate liimide ja lakkide, soojusisolatsioonimaterjalide, puitplastide, valuvormide jms valmistamisel.

Rakendus

Formaldehüüdi kasutamise kohta on juba palju mainitud. Lisaks toodetakse sellest uureaga reageerides uurea vaike, mille baasil toodetakse elektrotehnika vajadusteks vajalikke plastmassi. Formaldehüüdi lahuseid (formaliini) kasutatakse parkimistööstuses naha parkimisel, teravilja- ja juurviljaladude, kasvuhoonete, kasvulavade desinfitseerimiseks, seemnete külvieelseks töötlemiseks, anatoomiliste preparaatide säilitamiseks, aga ka teatud ravimite valmistamisel.
Atsetaldehüüd on lähteaine äädikhappe, äädikhappe anhüdriidi, etüülalkoholi, etüülatsetaadi ja muude väärtuslike toodete ning amiinide ja fenoolidega kondenseerituna erinevate sünteetiliste vaikude tööstuslikuks tootmiseks.

KETONID

Ketoonid on ühendid, milles karbonüülrühm on seotud kahe süsivesinikradikaaliga. Üldvalem ketoonid, kus R võib kokku langeda R".

Isomerism

Ketoonidele on iseloomulik süsivesinikradikaalide isomeeria, karbonüülrühma asukoha isomeeria ja klassidevaheline isomeeria aldehüüdidega.

Kviitung

Peaaegu kõik aldehüüdide jaoks eelnevalt kirjeldatud valmistamismeetodid (vt " ") kehtivad ka ketoonide puhul.

1. Sekundaarsete alkoholide oksüdatsioon.

2. Sekundaarsete alkoholide dehüdrogeenimine.

3. Atsetüleeni homoloogide hüdratsioon (Kucherovi reaktsioon).

4. Dihalogeenitud süsivesinike hüdrolüüsmis sisaldab mõlemat halogeeni aatomit ahela ühes keskmises süsinikuaatomis.

CH 3 –	Cl I C-CH3(2,2-dikloropropaan)+ 2H20® (2,2-propaandiool) + 2 HCl
		CH 3 –	O II C – CH3 + H2O (dimetüülketoon (atsetoon))

5. Ketoone saadakse ka karboksüülhapete kaltsiumisoolade pürolüüsil kuumutamisel.O
II
CH3-C
I
O

Füüsikalised omadused

Madalamad ketoonid on vees kergesti lahustuvad vedelikud. Põhimõtteliselt on ketoonidel meeldiv lõhn, mis meenutab lilli. Nagu aldehüüdid, keevad ketoonid madalamal temperatuuril kui vastavad alkoholid, kuid kõrgemal kui süsivesinikud. Mõnede ketoonide füüsikalised omadused on toodud tabelis.

Tabel. Mõnede ketoonide füüsikalised omadused

Nimi	Valem	t ° pl., °C	t ° keema., °C	d 4 20
Atsetoon (dimetüülketoon) 42,0	102,7	0,816

Keemilised omadused

Nagu aldehüüde, iseloomustab ka ketoone kõrge reaktsioonivõime. Mida suurem on positiivne laeng karbonüülrühma süsinikuaatomil, seda suurem on aldehüüdide ja ketoonide keemiline aktiivsus. Seda positiivset laengut suurendavad radikaalid suurendavad järsult aldehüüdide ja ketoonide reaktsioonivõimet, samas kui positiivset laengut vähendavad radikaalid omavad vastupidist mõju. Ketoonides loovutavad elektrone kaks alküülrühma, mis teeb selgeks, miks ketoonid on nukleofiilsetes liitumisreaktsioonides aldehüüdidega võrreldes vähem aktiivsed.
Seda tüüpi reaktsioonide näiteid aldehüüdide puhul käsitleti üksikasjalikult varem (vt " "), seetõttu, tuues mõned näited nukleofiilsetest liitumisreaktsioonidest ketoonide karbonüülrühmas, pöörame tähelepanu ainult nende keemiliste omaduste erinevustele aldehüüdidest.

1. Vesiniktsüaniidhappe lisamine.

R \ C=O(ketoon) + H– CN – KCN ® CH 3 – / R’ (ketoon) + H SO 3 Na ® R – / R'

Oh I C-SO3Na (hüdrosulfit ketooni derivaat) I R'

Tuleb märkida, et naatriumvesiniksulfitiga reageerivad ainult metüülketoonid, st ketoonid, millel on rühm CH3.

3. Võrreldes aldehüüdidega ei reageeri ketoonid alkoholidega.

4. Vesiniku lisamine. Vesiniku lisamine ketoonidele põhjustab sekundaarsete alkoholide moodustumist.

5. Ketoone on palju raskem oksüdeeruda kui aldehüüde. Õhu hapnik ja nõrgad oksüdeerivad ained ei oksüdeeri ketoone. Ketoonid ei anna "hõbepeegli" reaktsiooni ega reageeri vaskhüdroksiidiga ( II ). Kokkupuutel tugevate oksüdeerivate ainetega karmides tingimustes ketooni molekuli süsinikahel hävib karbonüülrühma lähedal ja tekivad väiksema süsinikuaatomite arvuga happed (vahel ketoonid, olenevalt algse ketooni struktuurist).

Rakendus

Kõige laiem tööstuslik rakendus on ketoonide lihtsaim esindaja - atsetoon. Atsetoon on väärtuslik lahusti, mida kasutatakse värvi- ja lakitööstuses rayoni, kile ja suitsuvaba pulbri tootmisel. See toimib ka lähteainena metakrüülhappe, metüülmetakrülaadi (purunematu orgaanilise klaasi tootmine), metüülisobutüülketooni jne tootmisel.

OSA LÕPP

Aldehüüdide ja ketoonide struktuur

Aldehüüdid- orgaaniline aine, mille molekulid sisaldavad karbonüülrühm:

ühendatud vesinikuaatomi ja süsivesiniku radikaaliga. Aldehüüdide üldvalem on:

Lihtsaimas aldehüüdis mängib süsivesiniku radikaali rolli veel üks vesinikuaatom:

Formaldehüüd

Sageli nimetatakse vesinikuaatomiga seotud karbonüülrühma aldehüüdi:

Ketoonid on orgaanilised ained, mille molekulides on karbonüülrühm seotud kahe süsivesiniku radikaaliga. Ilmselt on ketoonide üldine valem:

Ketoonide karbonüülrühma nimetatakse keto rühm.

Lihtsaimas ketoonis, atsetoonis, on karbonüülrühm seotud kahe metüülradikaaliga:

Aldehüüdide ja ketoonide nomenklatuur ja isomeeria

Sõltuvalt aldehüüdrühmaga seotud süsivesinikradikaali struktuurist on olemas küllastunud, küllastumata, aromaatsed, heterotsüklilised ja muud aldehüüdid:

IUPAC nomenklatuuri järgi nimed küllastunud aldehüüdid on moodustatud alkaani nimest, mille molekulis on sama arv süsinikuaatomeid, kasutades järelliidet -al. Näiteks:

Nummerdamine Peaahela süsinikuaatomid algavad aldehüüdrühma süsinikuaatomiga. Seetõttu asub aldehüüdrühm alati esimese süsinikuaatomi juures ja selle asukohta pole vaja näidata.

Koos süstemaatilise nomenklatuuriga kasutatakse ka laialdaselt kasutatavate aldehüüdide triviaalseid nimetusi. Need nimetused on tavaliselt tuletatud aldehüüdidele vastavate karboksüülhapete nimedest.

Pealkirja pärast ketoonid süstemaatilise nomenklatuuri järgi tähistatakse ketorühma sufiksiga - Tema ja number, mis näitab karbonüülrühma süsinikuaatomi arvu (numeratsioon peaks algama ketorühmale lähimast ahela lõpust).

Näiteks:

Sest aldehüüdid Struktuurset isomeeriat on ainult ühte tüüpi - süsiniku skeleti isomeeria, mis on võimalik butanaaliga ja jaoks ketoonid- ka karbonüülrühma positsiooni isomeeria. Lisaks on neid ka iseloomustatud klassidevaheline isomeeria(propanaal ja propanoon).

Aldehüüdide ja ketoonide füüsikalised omadused

Aldehüüdi või ketooni molekulis tekib hapnikuaatomi suurema elektronegatiivsuse tõttu süsinikuaatomiga võrreldes side C=O on tugevalt polariseeritudπ sideme ja hapniku elektrontiheduse nihke tõttu:

Aldehüüdid ja ketoonid - liiaga polaarsed ained elektronide tihedus hapnikuaatomi peal. Aldehüüdide ja ketoonide seeria alumised liikmed (formaldehüüd, atseetaldehüüd, atsetoon) lahustuvad vees piiramatult. Nende keemistemperatuurid on madalamad kui vastavatel alkoholidel. See on tingitud asjaolust, et aldehüüdide ja ketoonide molekulides pole erinevalt alkoholidest liikuvaid vesinikuaatomeid ja need ei moodusta vesiniksidemete tõttu assotsiatsioone.

Madalamad aldehüüdid on terava lõhnaga; aldehüüdid, mis sisaldavad ahelas nelja kuni kuut süsinikuaatomit, on ebameeldiva lõhnaga; Kõrgematel aldehüüdidel ja ketoonidel on lillelõhn ja neid kasutatakse parfümeerias.

Aldehüüdrühma olemasolu molekulis määrab aldehüüdidele iseloomulikud omadused.

Taastumisreaktsioonid.

1. Vesiniku lisamine Aldehüüdi molekulid toimub karbonüülrühma kaksiksideme kaudu:

Aldehüüdide hüdrogeenimise saadus on primaarsed alkoholid ja ketoonid on sekundaarsed alkoholid.

Seega atseetaldehüüdi hüdrogeenimisel nikkelkatalüsaatoril etanool, atsetooni hüdrogeenimisel - 2-propanool.

2. Aldehüüdide hüdrogeenimine- redutseerimisreaktsioon, mille käigus karbonüülrühma kuuluva süsinikuaatomi oksüdatsiooniaste väheneb.

Oksüdatsioonireaktsioonid.

Aldehüüde ei saa mitte ainult redutseerida, vaid ka oksüdeerida. Oksüdeerumisel moodustavad aldehüüdid karboksüülhappeid. Seda protsessi saab skemaatiliselt kujutada järgmiselt:

1. Oksüdeerimine õhuhapniku toimel. Näiteks propioonhape moodustub propioonaldehüüdist (propaan):

2. Oksüdeerimine nõrkade oksüdeerivate ainetega(hõbeoksiidi ammoniaagilahus). Lihtsustatud kujul saab seda protsessi väljendada reaktsioonivõrrandiga:

Näiteks:

Seda protsessi kajastavad täpsemalt võrrandid:

Kui anuma pind, milles reaktsioon läbi viiakse, on eelnevalt rasvatustatud, siis reaktsiooni käigus tekkinud hõbe katab selle ühtlase õhukese kilega. Seetõttu nimetatakse seda reaktsiooni "hõbepeegli reaktsiooniks". Seda kasutatakse laialdaselt peeglite, hõbeda- ja jõulupuu kaunistuste valmistamiseks.

3. Oksüdeerimine värskelt sadestatud vask(II)hüdroksiidiga. Aldehüüdi oksüdeerimisel redutseeritakse Cu 2+ Cu +-ks. Reaktsiooni käigus tekkinud vask(I)hüdroksiid CuOH laguneb koheselt punaseks vask(I)oksiidiks ja veeks.

See reaktsioon, täpselt nagu reaktsioon" hõbedane peegel", kasutatakse aldehüüdide tuvastamiseks.

Ketoone ei oksüdeeri ei õhuhapnik ega selline nõrk oksüdeeriv aine nagu hõbeoksiidi ammoniaagilahus.

Aldehüüdide ja hapete keemilised omadused – kokkuvõte

Aldehüüdide üksikud esindajad ja nende tähendus

Formaldehüüd(metanaal, sipelghappe aldehüüd HCHO) - värvitu gaas terava lõhnaga ja keemistemperatuuriga -21 ° C, vees hästi lahustuv. Formaldehüüd on mürgine! Formaldehüüdi lahust vees (40%) nimetatakse formaldehüüdiks ja seda kasutatakse formaldehüüdi ja äädika desinfitseerimiseks. IN põllumajandus Formaliini kasutatakse seemnete ja nahatööstuses naha töötlemiseks. Tootmiseks kasutatakse formaldehüüdi meteenamiin- ravimaine. Mõnikord kasutatakse kütusena (kuiv alkohol) brikettide kujul kokkupressitud meteenamiini. Fenoolformaldehüüdvaikude ja mõnede muude ainete tootmisel kulub suur hulk formaldehüüdi.

Atseetaldehüüd(etanaal, atseetaldehüüd CH 3 CHO) - terava, ebameeldiva lõhnaga vedelik, mille keemistemperatuur on 21 ° C, vees hästi lahustuv. Atseetaldehüüdist toodetakse tööstuslikus mastaabis äädikhapet ja mitmeid teisi aineid, seda kasutatakse erinevate plastide ja atsetaatkiudude tootmiseks. Atsetaldehüüd on mürgine!

Aatomite rühm -

Helistas karboksüülrühm või karboksüül.

Orgaanilised happed, mis sisaldavad molekulis ühte karboksüülrühma, on ühealuseline.

Nende hapete üldvalem on RCOOH, näiteks:

Karboksüülhappeid, mis sisaldavad kahte karboksüülrühma, nimetatakse kahealuseline. Nende hulka kuuluvad näiteks oksaal- ja merevaikhape:

Samuti on olemas mitmealuseline karboksüülhapped, mis sisaldavad rohkem kui kahte karboksüülrühma. Nende hulka kuuluvad näiteks kolmealuseline sidrunhape:

Sõltuvalt süsivesinikradikaali olemusest jagatakse karboksüülhapped küllastunud, küllastumata, aromaatne.

Piirang või küllastunud karboksüülhapped on näiteks propaanhape (propioonhape):

või juba tuttav merevaikhape.

On ilmne, et küllastunud karboksüülhapped ei sisalda süsivesinikradikaalis π-sidemeid.

Küllastumata karboksüülhapete molekulides on karboksüülrühm seotud küllastumata, küllastumata süsivesinikradikaaliga, näiteks akrüül- (propeeni) molekulides

CH2=CH-COOH

või oleiinhape

CH3-(CH2)7-CH=CH-(CH2)7-COOH

ja muud happed.

Nagu bensoehappe valemist näha, on see nii aromaatne, kuna see sisaldab molekulis aromaatset (benseeni) ringi:

Karboksüülhappe nimetus tuleneb vastava alkaani (molekulis sama arvu süsinikuaatomite arvuga alkaani) nimest, millele on lisatud järelliide. -s— , lõpud -ja mina ja sõnad hape. Süsinikuaatomite numeratsioon algab karboksüülrühmaga. Näiteks:

Karboksüülrühmade arv on nimes märgitud eesliidetega di-, tri-, tetra-:

Paljudel hapetel on ka ajalooliselt väljakujunenud või triviaalsed nimed.

Küllastunud ühealuseliste karboksüülhapete koostist väljendatakse üldvalemiga C n H 2n O 2, või C n H 2n+1 COOH, või RCOOH.

Karboksüülhapete füüsikalised omadused

Madalamad happed ehk suhteliselt väikese molekulmassiga happed, mis sisaldavad kuni nelja süsinikuaatomit molekuli kohta, on iseloomuliku terava lõhnaga vedelikud (näiteks äädikhappe lõhn). 4–9 süsinikuaatomit sisaldavad happed on viskoossed õlised vedelikud, millel on ebameeldiv lõhn; mis sisaldavad rohkem kui 9 süsinikuaatomit molekuli kohta – tahked ained, mis ei lahustu vees. Küllastunud ühealuseliste karboksüülhapete keemistemperatuurid tõusevad koos süsinikuaatomite arvu suurenemisega molekulis ja sellest tulenevalt suhtelise molekulmassi suurenemisega. Seega on sipelghappe keemistemperatuur 100,8 °C, äädikhappel 118 °C ja propioonhappel 141 °C.

Lihtsaim karboksüülhape on sipelghape HCOOH, mille suhteline molekulmass on väike (Mr (HCOOH) = 46), tavatingimustes on see vedelik, mille keemistemperatuur on 100,8 ° C. Samal ajal on butaan (M r (C 4 H 10) = 58) samadel tingimustel gaasiline ja selle keemistemperatuur on -0,5 ° C. See on lahknevus keemistemperatuuride ja suhtelise vahel molekulmassid selgitas karboksüülhappe dimeeride moodustumine, milles kaks happemolekuli on omavahel seotud vesiniksidemed:

Vesiniksidemete esinemine saab selgeks karboksüülhappemolekulide struktuuri arvestades.

Küllastunud ühealuseliste karboksüülhapete molekulid sisaldavad polaarset aatomirühma - karboksüül

Ja praktiliselt mittepolaarne süsivesinikradikaal. Karboksüülrühm tõmbab veemolekule, moodustades nendega vesiniksidemeid:

Sipelg- ja äädikhape lahustuvad vees piiramatult. On ilmne, et süsivesinikradikaali aatomite arvu suurenemisega karboksüülhapete lahustuvus väheneb.

Karboksüülhapete keemilised omadused

Hapete klassile (nii orgaanilistele kui anorgaanilistele) iseloomulikud üldised omadused tulenevad tugevat hüdroksüülrühma sisaldava hüdroksüülrühma olemasolust molekulides. polaarne ühendus vesiniku ja hapniku aatomite vahel. Vaatleme neid omadusi vees lahustuva näitel orgaanilised happed.

1. Dissotsiatsioon vesinikkatioonide ja happejäägi anioonide moodustumisega:

Täpsemalt kirjeldab seda protsessi võrrand, mis võtab arvesse veemolekulide osalemist selles:

Karboksüülhapete dissotsiatsioonitasakaalu nihutatakse vasakule; valdav enamus neist on nõrgad elektrolüüdid. Näiteks äädik- ja sipelghapete hapu maitse on aga tingitud dissotsiatsioonist vesinikkatioonideks ja happejääkide anioonideks.

On ilmne, et "happelise" vesiniku olemasolu karboksüülhapete molekulides, st karboksüülrühma vesinik, määrab ka muud iseloomulikud omadused.

2. Koostoime metallidega, mis seisab elektrokeemilises pingereas kuni vesinikuni:

Seega redutseerib raud äädikhappest vesinikku:

3. Koostoime aluseliste oksiididega soola ja vee moodustumisega:

4. Koostoime metallhüdroksiididega soola ja vee moodustumisega (neutraliseerimisreaktsioon):

5. Koostoime nõrgemate hapete sooladega viimase tekkega. Seega tõrjub äädikhape välja steariinhappe naatriumstearaadist ja süsihappe kaaliumkarbonaadist:

6. Karboksüülhapete koostoime alkoholidega haridusega estrid- esterdamisreaktsioon (üks kõige olulised reaktsioonid, iseloomulik karboksüülhapetele):

Karboksüülhapete koostoimet alkoholidega katalüüsivad vesiniku katioonid.

Esterdamisreaktsioon on pöörduv. Tasakaal nihkub estri moodustumise suunas veetustavate ainete juuresolekul ja kui ester eemaldatakse reaktsioonisegust.

Esterdamise pöördreaktsioonis, mida nimetatakse estri hüdrolüüsiks (estri reaktsioon veega), moodustuvad hape ja alkohol:

On ilmne, et nad võivad reageerida karboksüülhapetega, st siseneda esterdamisreaktsiooni. mitmehüdroksüülsed alkoholid nt glütseriin:

Kõik karboksüülhapped (välja arvatud sipelghape) koos karboksüülrühmaga sisaldavad oma molekulides süsivesinike jääke. Loomulikult ei saa see muud kui mõjutada hapete omadusi, mille määrab süsivesinike jäägi olemus.

7. Mitu liitumisreaktsiooni- need sisaldavad küllastumata karboksüülhappeid. Näiteks vesiniku lisamise reaktsioon on hüdrogeenimine. Happe, mille radikaalis on üks n-side, saab võrrandi kirjutada üldkujul:

Seega moodustub oleiinhappe hüdrogeenimisel küllastunud steariinhape:

Küllastumata karboksüülhapped, nagu ka teised küllastumata ühendid, lisavad halogeene kaksiksideme kaudu. Näiteks akrüülhape muudab broomivee värvituks:

8. Asendusreaktsioonid (halogeenidega)- küllastunud karboksüülhapped on võimelised neisse sisenema. Näiteks äädikhappe klooriga reageerimisel võib saada erinevaid klooritud happeid:

Karboksüülhapete keemilised omadused – kokkuvõte

Karboksüülhapete üksikud esindajad ja nende tähendus

Sipelghape (metaanhape) HCOOH- terava lõhnaga vedelik, mille keemistemperatuur on 100,8 °C, vees hästi lahustuv.

Sipelghape mürgine, nahale sattudes põhjustab põletusi! Sipelgate eritatav nõelamisvedelik sisaldab seda hapet.

Sipelghappel on desinfitseerivad omadused ja seetõttu kasutatakse seda toiduainete-, naha- ja farmaatsiatööstuses ning meditsiinis. Seda kasutatakse kangaste ja paberi värvimisel.

Äädikhape (etaanhape) CH 3 COOH- värvitu iseloomuliku terava lõhnaga vedelik, mis seguneb veega mis tahes vahekorras. Äädikhappe vesilahuseid turustatakse äädika (3-5% lahus) ja äädikhappe essentsi (70-80% lahus) nimetuse all ning neid kasutatakse laialdaselt toiduainetööstuses. Äädikhape on hea lahusti paljudele orgaanilistele ainetele ja seetõttu kasutatakse seda värvimisel, naha tootmine, värvi- ja lakitööstuses. Lisaks on äädikhape tooraine paljude tehniliselt oluliste toodete tootmiseks orgaanilised ühendid: sellest saadakse näiteks umbrohutõrjeks kasutatavaid aineid – herbitsiidid. Äädikhape on veiniäädika põhikomponent, mille iseloomulik lõhn tuleneb sellest. See on etanooli oksüdatsiooni produkt ja tekib sellest veini õhu käes hoidmisel.

Kõrgemate küllastunud ühealuseliste hapete olulisemad esindajad on palmitiinhape C 15 H 31 COOH ja steariinhape C 17 H 35 COOH. Erinevalt madalamatest hapetest on need ained tahked ja vees halvasti lahustuvad.

Nende soolad – stearaadid ja palmitaadid – on aga hästi lahustuvad ja peseva toimega, mistõttu neid nimetatakse ka seepideks. On selge, et neid aineid toodetakse suures ulatuses.

Küllastumata kõrgematest karboksüülhapetest on kõige olulisem oleiinhape C17H33COOH või CH3- (CH2)7-CH = CH-(CH2)7COOH. See on õlitaoline vedelik, millel pole maitset ega lõhna. Selle sooli kasutatakse tehnoloogias laialdaselt.

Kahealuseliste karboksüülhapete lihtsaim esindaja on oksaalhape (etaandihape). HOOC-COOH, mille sooli leidub paljudes taimedes, nagu hapuoblikas ja hapuoblikas. Oksaalhape on värvitu kristalne aine, lahustub hästi vees. Seda kasutatakse metallide poleerimisel, puidutöötlemisel ja nahatööstuses.

Võrdlusmaterjal testi sooritamiseks:

Mendelejevi tabel

Lahustuvuse tabel

Hapnikku sisaldavate orgaaniliste ühendite hulgas suur väärtus sisaldab kahte tervet ainete klassi, mida uuritakse alati koos nende struktuuri ja avalduvate omaduste sarnasuse tõttu. Need on aldehüüdid ja ketoonid. Just need molekulid on paljude keemiliste sünteeside aluseks ja nende struktuur on piisavalt huvitav, et saada uurimisobjektiks. Vaatame lähemalt, millised on need ühendite klassid.

Aldehüüdid ja ketoonid: üldised omadused

Keemilisest vaatenurgast peaks aldehüüdide klass hõlmama orgaanilisi molekule, mis sisaldavad hapnikku funktsionaalrühma -SON osana, mida nimetatakse karbonüüliks. Üldvalem näeb sel juhul välja selline: R-COH. Oma olemuselt võivad need olla nii piiravad kui ka mittepiiravad ühendid. Nende hulgas on ka aromaatseid esindajaid koos alifaatsete esindajatega. Süsinikuaatomite arv radikaali ahelas varieerub üsna laialt, ühest (formaldehüüd või metanaal) kuni mitmekümneni.

Ketoonid sisaldavad ka karbonüülrühma -CO, kuid see ei ole seotud vesiniku katiooniga, vaid mõne teise, ahelas olevaga erineva või identse radikaaliga. Üldvalem näeb välja selline: R-CO-R, . On ilmne, et aldehüüdid ja ketoonid on selle koostise funktsionaalrühma juuresolekul sarnased.

Ketoonid võivad olla ka küllastunud ja küllastumata ning nende omadused on sarnased lähedalt seotud klassi omadega. Molekulide koostise illustreerimiseks ja peegeldamiseks võib tuua mitmeid näiteid aktsepteeritud märgendeid kõnealuste ainete valemid.

1. Aldehüüdid: metanaal - HCOH, butanaal - CH 3 -CH 2 -CH 2 -CH, fenüüläädikhape - C 6 H 5 - CH 2 -CH.
2. Ketoonid: atsetoon või dimetüülketoon - CH 3 -CO-CH 3, metüületüülketoon - CH 3 -CO-C 2 H 5 ja teised.

Ilmselt moodustatakse nende ühendite nimi kahel viisil:

• ratsionaalse nomenklatuuri järgi vastavalt kompositsioonis sisalduvatele radikaalidele ja klassi sufiksile -al (aldehüüdidele) ja -on (ketoonidele);
• triviaalne, ajalooliselt väljakujunenud.

Kui anname mõlema aineklassi üldvalemi, selgub, et need on üksteise isomeerid: C n H 2n O. Neid endid iseloomustavad järgmised tüübid isomeeria:

Mõlema klassi esindajate eristamiseks kasutatakse kvalitatiivseid reaktsioone, millest enamik võimaldab aldehüüdi identifitseerida. Sest keemiline aktiivsus vesinikkatiooni olemasolu tõttu.

Molekuli struktuur

Vaatame, kuidas aldehüüdid ja ketoonid kosmoses välja näevad. Nende molekulide struktuur võib peegelduda mitmes punktis.

1. Funktsionaalrühma otseselt kaasatud süsinikuaatomil on sp 2 hübridisatsioon, mis võimaldab osal molekulist olla lame ruumiline kuju.
2. Sel juhul on C=O sideme polaarsus tugev. Olles elektronegatiivsem, võtab hapnik suurema osa tihedusest, koondades enda peale osaliselt negatiivse laengu.
3. Aldehüüdides O-H ühendus on ka väga polariseeritud, mis muudab vesinikuaatomi liikuvaks.

Selle tulemusena selgub, et selline molekulide struktuur võimaldab kõnealuseid ühendeid nii oksüdeerida kui redutseerida. Ümberjaotatud elektrontihedusega aldehüüdi ja ketooni valem võimaldab ennustada reaktsiooniprodukte, milles need ained osalevad.

Avastamise ja uurimise ajalugu

Sarnaselt paljude orgaaniliste ühenditega õnnestus inimestel aldehüüde ja ketoone eraldada ja uurida alles 19. sajandil, mil vitalistlikud vaated täielikult kokku varisesid ja selgus, et neid ühendeid on võimalik moodustada sünteetiliselt, kunstlikult, ilma elusolendite osaluseta.

Kuid juba 1661. aastal õnnestus R. Boyle’il kaltsiumatsetaati kuumusega kokku puutudes saada atsetoon (dimetüülketoon). Kuid ta ei saanud seda ainet üksikasjalikult uurida ja nimetada, määrata selle süstemaatilist positsiooni teiste seas. Alles 1852. aastal õnnestus Williamsonil see asi lõpule viia ja siis see lugu algas üksikasjalik arendus ja teadmiste kogumine karbonüülühendite kohta.

Füüsikalised omadused

Mõelgem, mida füüsikalised omadused aldehüüdid ja ketoonid. Alustame esimestest.

1. Esimene metanaali esindaja agregatsiooni olek- gaas, järgmised üksteist on vedelikud, üle 12 süsinikuaatomi on osa normaalse struktuuriga tahketest aldehüüdidest.
2. Keemistemperatuur: sõltub C-aatomite arvust; mida rohkem neid on, seda kõrgem see on. Sel juhul, mida hargnenud on kett, seda madalamale temperatuur langeb.
3. Vedelate aldehüüdide viskoossus, tihedus ja murdumisnäitajad sõltuvad ka aatomite arvust. Mida rohkem neid on, seda kõrgemad nad on.
4. Gaasilised ja vedelad aldehüüdid lahustuvad vees väga hästi, kuid tahked aldehüüdid seda praktiliselt ei suuda.
5. Esindajate lõhn on väga meeldiv, sageli lillede, parfüümide ja puuviljade aroomid. Tugevad ja ebameeldiva lõhnaga vedelikud on vaid need aldehüüdid, milles süsinikuaatomite arv on 1-5.

Kui tähistame ketoonide omadusi, saame esile tuua ka peamised.

1. Agregaatseisundid: madalamad esindajad on vedelikud, massiivsemad on tahked ühendid.
2. Lõhn on kõigil esindajatel terav ja ebameeldiv.
3. Lahustuvus vees on hea madalamatele ja suurepärane orgaanilistes lahustites kõigile.
4. lenduvad ained, see näitajaületab hapete ja alkoholide oma.
5. Keemis- ja sulamistemperatuurid sõltuvad molekuli struktuurist ja varieeruvad suuresti sõltuvalt süsinikuaatomite arvust ahelas.

Need on vaadeldavate ühendite peamised omadused, mis kuuluvad füüsikaliste hulka.

Keemilised omadused

Kõige tähtsam on see, millega aldehüüdid ja ketoonid reageerivad, Keemilised omadusedühenduse andmed. Seetõttu kaalume neid kindlasti. Esiteks käsitleme aldehüüde.

1. Oksüdeerimine vastavateks karboksüülhapeteks. Üldine vorm reaktsioonivõrrandid: R-COH + [O] = R-COOH. Aromaatsed esindajad astuvad sellistesse interaktsioonidesse veelgi kergemini, samuti on nad võimelised moodustama estreid, millel on suur tööstuslik tähtsus. Kasutatakse järgmisi oksüdeerivaid aineid: hapnik, Tollensi reaktiiv, vask(II)hüdroksiid jt.
2. Aldehüüdid käituvad nagu tugevad redutseerivad ained, muutudes samal ajal küllastunud ühehüdroksüülseteks alkoholideks.
3. Koostoime alkoholidega atsetaalide ja poolatsetaalide moodustamiseks.
4. Erilised reaktsioonid on polükondensatsioon. Selle tulemusena tekivad keemiatööstuse jaoks olulised fenoolformaldehüüdvaigud.
5. Mõned spetsiifilised reaktsioonid järgmiste reaktiividega:

• hüdroalkohoolne leelis;
• Grignardi reaktiiv;
• hüdrosulfitid ja teised.

Selle aineklassi kvalitatiivne reaktsioon on "hõbepeegli" reaktsioon. Selle tulemusena moodustub metalliliselt redutseeritud hõbe ja vastav karboksüülhape. Selleks on vaja hõbeoksiidi või Tollinsi reaktiivi ammoniaagilahust.

Ketoonide keemilised omadused

Alkoholid, aldehüüdid ja ketoonid on sarnaste omadustega ühendid, kuna need kõik sisaldavad hapnikku. Kuid juba oksüdatsioonifaasis saab selgeks, et alkoholid on kõige aktiivsemad ja kergemini mõjutatavad ühendid. Ketoone on kõige raskem oksüdeerida.

1. Oksüdatiivsed omadused. Selle tulemusena moodustuvad sekundaarsed alkoholid.
2. Hüdrogeenimine toob kaasa ka ülalmainitud tooted.
3. Ketoenooli tautomeeria on ketoonide eriline omadus võtta beetavormi.
4. Aldooli kondensatsioonireaktsioonid beeta-ketoalkoholide moodustumisega.
5. Ketoonid võivad suhelda ka:

• ammoniaak;
• vesiniktsüaniidhape;
• hüdrosulfitid;
• hüdrasiin;
• ortosänihape.

Ilmselgelt on selliste interaktsioonide reaktsioonid väga keerulised, eriti need, mis on spetsiifilised. Need on kõik aldehüüdide ja ketoonide peamised omadused. Paljude oluliste ühendite sünteeside aluseks on keemilised omadused. Seetõttu on molekulide olemuse ja nende iseloomu tundmine interaktsioonide käigus tööstuslikes protsessides äärmiselt vajalik.

Aldehüüdide ja ketoonide liitumisreaktsioonid

Oleme neid reaktsioone juba uurinud, kuid ei andnud neile sellist nime. Kõik interaktsioonid, mille tulemusena karbonüülrühm avaldas aktiivsust, võib klassifitseerida liitumisena. Või õigemini liikuv vesinikuaatom. Sellepärast sisse see küsimus eelistatakse aldehüüde nende parema reaktsioonivõime tõttu.

Milliste ainetega on aldehüüdide ja ketoonide reaktsioonid võimalikud nukleofiilse asendusega? See:

1. Vesiniktsüaniidhape toodab tsüanohüdriine – aminohapete sünteesi lähteainet.
2. Ammoniaak, amiinid.
3. Alkoholid.
4. Vesi.
5. Naatriumvesiniksulfaat.
6. Grignardi reaktiiv.
7. Tioolid ja teised.

Nendel reaktsioonidel on suur tööstuslik tähtsus, kuna tooteid kasutatakse erinevates inimtegevuse valdkondades.

Omandamise meetodid

Aldehüüdide ja ketoonide sünteesimiseks on mitu peamist meetodit. Tootmist laboris ja tööstuses saab väljendada järgmiselt.

1. Levinuim meetod, sealhulgas laborites, on vastavate alkoholide oksüdeerimine: primaarne aldehüüdideks, sekundaarne ketoonideks. Oksüdeeriva ainena võivad toimida järgmised ained: kromaadid, vaseoonid, kaaliumpermanganaat. Reaktsiooni üldvorm: R-OH + Cu (KMnO 4) = R-COH.
2. Tööstuses kasutatakse sageli alkeenide oksüdatsioonil põhinevat meetodit – oksosünteesi. Peamine aine on sünteesgaas, CO 2 + H 2 segu. Tulemuseks on aldehüüd, mille ahelas on veel üks süsinik. R=R-R + CO2 + H2 = R-R-R-COH.
3. Alkeenide oksüdeerimine osooniga – osonolüüs. Tulemus viitab ka aldehüüdile, aga ka ketoonile segus. Kui tooteid vaimselt kombineerida hapniku eemaldamise teel, selgub, milline algne alkeen võeti.
4. Kucherovi reaktsioon - alküünide hüdratsioon. Kohustuslik vahend on elavhõbedasoolad. Üks tööstuslikke meetodeid aldehüüdide ja ketoonide sünteesiks. R≡R-R + Hg 2+ + H2O = R-R-COH.
5. Dihalogeenitud süsivesinike hüdrolüüs.
6. Redutseerimine: karboksüülhapped, amiidid, nitriilid, happekloriidid, estrid. Selle tulemusena moodustuvad nii aldehüüd kui ka ketoon.
7. Karboksüülhapete segude pürolüüs katalüsaatorite kohal metallioksiidide kujul. Segu peaks olema aurne. Põhiolemus on lõhenemine süsinikdioksiidi ja vee molekulide vahel. Selle tulemusena moodustub aldehüüd või ketoon.

Aromaatseid aldehüüde ja ketoone valmistatakse teiste meetoditega, kuna nendel ühenditel on aromaatne radikaal (näiteks fenüül).

1. Friedel-Craftsi järgi: lähtereagendid sisaldavad aromaatset süsivesinikku ja dihalogeenitud ketooni. Katalüsaator – ALCL 3. Selle tulemusena moodustub aromaatne aldehüüd või ketoon. Protsessi teine ​​nimi on atsüülimine.
2. Tolueeni oksüdeerimine erinevate ainete toimel.
3. Aromaatsete karboksüülhapete redutseerimine.

Loomulikult püüab tööstus kasutada selliseid meetodeid, mille puhul lähteaine on võimalikult odav ja katalüsaatorid vähem toksilised. Aldehüüdide sünteesiks on see alkeenide oksüdeerimine hapnikuga.

Tööstuslikud rakendused ja tähtsus

Aldehüüde ja ketoone kasutatakse sellistes tööstusharudes nagu:

• farmaatsiatooted;
• keemiline süntees;
• ravim;
• parfüümiala;
• toidutööstus;
• värvide ja lakkide tootmine;
• plastide, kangaste jne süntees.

Võimalik on tuvastada rohkem kui üks piirkond, sest ainuüksi formaldehüüdi sünteesitakse aastas ligikaudu 6 miljonit tonni! Selle 40% lahust nimetatakse formaliiniks ja seda kasutatakse anatoomiliste objektide hoidmiseks. Ta läheb tootmisse ravimid, antiseptikumid ja polümeerid.

Atsetaldehüüd ehk etanaal on samuti masstoodang. Aastane tarbimiskogus maailmas on umbes 4 miljonit tonni.See on paljude keemiliste sünteeside aluseks, milles tekivad olulised tooted. Näiteks:

• äädikhape ja selle anhüdriid;
• tselluloosatsetaat;
• ravimid;
• butadieen - kummi alus;
• atsetaatkiud.

Aromaatsed aldehüüdid ja ketoonid on paljude lõhna- ja maitseainete koostisosad, nii toidus kui ka parfüümides. Enamik neist on väga meeldiva lille-, tsitruse-, ürdilõhnaga. See võimaldab nende alusel toota:

• mitmesugused õhuvärskendajad;
• tualett- ja parfüümiveed;
• erinevad puhastus- ja pesuvahendid.

Mõned neist on tarbimiseks heaks kiidetud aromaatsed toidulisandid. Nende loomulik sisaldus eeterlikud õlid, puuviljad ja vaigud tõestavad sellise kasutamise võimalust.

Üksikud esindajad

Aldehüüd, näiteks tsitraal, on kõrge viskoossusega ja tugeva sidruniaroomiga vedelik. Seda leidub looduses viimaste eeterlikes õlides. Sisaldab ka eukalüpti, sorgot, kebabi.

Selle kasutusvaldkonnad on hästi teada:

• pediaatria - intrakraniaalse rõhu langus;
• normaliseerimine vererõhk täiskasvanutel;
• nägemisorganite ravimi komponent;
• paljude aromaatsete ainete lahutamatu osa;
• põletikuvastane ja antiseptiline;
• toorained retinooli sünteesiks;
• maitseained toiduks.

Küllastunud ühe- ja mitmehüdroksüülsete alkoholide iseloomulikud keemilised omadused, fenool

Küllastunud ühe- ja mitmehüdroksüülsed alkoholid

Alkoholid (või alkanoolid) on orgaanilised ained, mille molekulid sisaldavad ühte või mitut hüdroksüülrühma ($—OH$ rühma), mis on seotud süsivesinikradikaaliga.

Hüdroksüülrühmade arvu (aatomilisuse) alusel jaotatakse alkoholid:

- üheaatomiline, näiteks:

$(CH_3-OH)↙(metanool(metüülalkohol))$ $(CH_3-CH_2-OH)↙(etanool(etüülalkohol))$

— kahehüdroksüülsed (glükoolid), Näiteks:

$(OH-CH_2-CH_2-OH)↙(etaandiool-1,2(etüleenglükool))$

$(HO-CH_2-CH_2-CH_2-OH)↙(propaandiool-1,3)$

— kolmeaatomiline, Näiteks:

Sõltuvalt süsivesinikradikaali olemusest eristatakse järgmisi alkohole:

— piir mis sisaldavad molekulis ainult küllastunud süsivesinikradikaale, näiteks:

— piiramatu mis sisaldavad molekulis mitut (kaksik- ja kolmiksidet) süsinikuaatomite vahel, näiteks:

$(CH_2=CH-CH_2-OH)↙(propeen-2-ool-1 (allüülalkohol))$

— aromaatne, st. alkoholid, mis sisaldavad molekulis benseenitsüklit ja hüdroksüülrühma, mis on omavahel seotud mitte otse, vaid süsinikuaatomite kaudu, näiteks:

Molekulis hüdroksüülrühmi sisaldavad orgaanilised ained, mis on otseselt seotud benseenitsükli süsinikuaatomiga, erinevad keemiliste omaduste poolest oluliselt alkoholidest ja on seetõttu isoleeritud iseseisev klass orgaanilised ühendid - fenoolid. Näiteks:

Samuti leidub molekulis rohkem kui kolme hüdroksüülrühma sisaldavaid mitmehüdroksüülseid (mitmehüdroksüülseid) alkohole. Näiteks kõige lihtsam heksahüdroalkohol heksaool (sorbitool):

Nomenklatuur ja isomeeria

Alkoholide nimetuste moodustamisel lisatakse alkoholile vastava süsivesiniku nimele üldliide -ol. Sufiksi järel olevad numbrid näitavad hüdroksüülrühma asukohta peaahelas ja eesliiteid di-, tri-, tetra- jne - nende number:

Peaahela süsinikuaatomite nummerdamisel on hüdroksüülrühma positsioon ülimuslik mitme sideme positsiooni suhtes:

Alates kolmandast ametiajast homoloogne seeria, alkoholides ilmneb funktsionaalrühma positsiooni isomeeria (propanool-1 ja propanool-2) ja neljandast - süsiniku skeleti isomeeria (butanool-1, 2-metüülpropanool-1). Neid iseloomustab ka klassidevaheline isomeeria - alkoholid on eetrite suhtes isomeersed:

$(CH_3-CH_2-OH)↙(etanool)$ $(CH_3-O-CH_3)↙(dimetüüleeter)$

alkoholid

Füüsikalised omadused.

Alkoholid võivad moodustada vesiniksidemeid nii alkoholimolekulide kui ka alkoholi ja vee molekulide vahel.

Vesiniksidemed tekivad siis, kui ühe alkoholimolekuli osaliselt positiivselt laetud vesinikuaatom interakteerub teise molekuli osaliselt negatiivselt laetud hapnikuaatomiga. Tänu molekulidevahelistele vesiniksidemetele on alkoholide keemistemperatuurid nende molekulmassi kohta ebatavaliselt kõrged. Seega on propaan suhtelise molekulmassiga 44 $ tavatingimustes gaas ja lihtsaim alkoholidest metanool, mille suhteline molekulmass on $ 32, on tavatingimustes vedelik.

Piirajate seeria madalaim ja keskmine liige ühehüdroksüülsed alkoholid$1–11 $ süsinikuaatomit sisaldavad vedelikud. Kõrgemad alkoholid (alates $C_(12)H_(25)OH$) kl toatemperatuuril- tahked ained. Madalamatel alkoholidel on iseloomulik alkoholilõhn ja terav maitse, nad lahustuvad vees hästi. Süsivesiniku radikaali suurenedes alkoholide lahustuvus vees väheneb ja oktanool ei segune enam veega.

Keemilised omadused.

Orgaaniliste ainete omadused määratakse nende koostise ja struktuuri järgi. Alkoholid kinnitavad üldreeglit. Nende molekulide hulka kuuluvad süsivesinik- ja hüdroksüülradikaalid, seega määrab alkoholide keemilised omadused nende rühmade vastastikmõju ja mõju üksteisele. Iseloomulik jaoks sellest klassistÜhendite omadused määratakse hüdroksüülrühma olemasolu järgi.

1. Alkoholide koostoime leeliseliste ja leelismuldmetallid. Et teha kindlaks süsivesinikradikaali mõju hüdroksüülrühmale, on vaja võrrelda ühelt poolt hüdroksüülrühma ja süsivesinikradikaali sisaldava aine ning hüdroksüülrühma sisaldava ja süsivesinikradikaali mittesisaldava aine omadusi. , teiselt poolt. Sellised ained võivad olla näiteks etanool (või muu alkohol) ja vesi. Alkoholimolekulide ja veemolekulide hüdroksüülrühma vesinik on võimeline redutseerima leelis- ja leelismuldmetallidega (nendega asendatud):

$2Na+2H_2O=2NaOH+H_2$,

$2Na+2C_2H_5OH=2C_2H_5ONa+H_2$,

$2Na+2ROH=2RONa+H_2$.

2. Alkoholide koostoime vesinikhalogeniididega. Hüdroksüülrühma asendamine halogeeniga põhjustab haloalkaanide moodustumist. Näiteks:

$C_2H_5OH+HBr⇄C_2H_5Br+H_2O$.

See reaktsioon on pöörduv.

3. Alkoholide molekulidevaheline dehüdratsioon— veemolekuli eraldamine kahest alkoholimolekulist, kui seda kuumutatakse vett eemaldavate ainete juuresolekul:

Alkoholide molekulidevahelise dehüdratsiooni tulemusena eetrid. Seega, kui etüülalkoholi kuumutatakse väävelhappega temperatuurini $100 kuni $140°C, moodustub dietüül(väävel)eeter:

4. Alkoholide koostoime orgaaniliste ja anorgaanilised happed estrite moodustumisega ( esterdamisreaktsioon):

Esterdamisreaktsiooni katalüüsivad tugevad anorgaanilised happed.

Näiteks etüülalkoholi ja äädikhappe reageerimisel moodustub etüülatsetaat - etüülatsetaat:

5. Alkoholide intramolekulaarne dehüdratsioon tekib siis, kui alkohole kuumutatakse vett eemaldavate ainete juuresolekul kõrgemale temperatuurile kui molekulidevahelise dehüdratsiooni temperatuur. Selle tulemusena moodustuvad alkeenid. See reaktsioon on tingitud vesinikuaatomi ja hüdroksüülrühma olemasolust külgnevates süsinikuaatomites. Näide on eteeni (etüleeni) tootmise reaktsioon, kuumutades etanooli kontsentreeritud väävelhappe juuresolekul üle 140 °C:

6. Alkoholide oksüdatsioon tavaliselt viiakse läbi tugevate oksüdeerivate ainetega, näiteks kaaliumdikromaadi või kaaliumpermanganaadiga happelises keskkonnas. Sel juhul on oksüdeerija toime suunatud süsinikuaatomile, mis on juba hüdroksüülrühmaga seotud. Sõltuvalt alkoholi olemusest ja reaktsioonitingimustest erinevaid tooteid. Seega oksüdeeritakse esmalt primaarsed alkoholid aldehüüdid ja siis sisse karboksüülhapped:

Sekundaarsete alkoholide oksüdeerimisel tekivad ketoonid:

Tertsiaarsed alkoholid on oksüdatsioonile üsna vastupidavad. Kuid karmides tingimustes (tugev oksüdeerija, soojust) on võimalik tertsiaarsete alkoholide oksüdatsioon, mis toimub hüdroksüülrühmale kõige lähemal olevate süsinik-süsinik sidemete katkemisel.

7. Alkoholide dehüdrogeenimine. Kui alkoholiaur juhitakse temperatuuril 200–300 °C üle metallkatalüsaatori, nagu vask, hõbe või plaatina, muundatakse primaarsed alkoholid aldehüüdideks ja sekundaarsed alkoholid ketoonideks:

Mitme hüdroksüülrühma samaaegne olemasolu alkoholimolekulis määrab spetsiifilised omadused mitmehüdroksüülsed alkoholid, mis on võimelised moodustama vees lahustuvaid helesiniseid kompleksühendeid, kui nad interakteeruvad värskelt valmistatud vask(II)hüdroksiidi sademega. Etüleenglükooli kohta võime kirjutada:

Ühehüdroksüülsed alkoholid ei saa selles reaktsioonis osaleda. Seetõttu on see kvalitatiivne reaktsioon mitmehüdroksüülsetele alkoholidele.

fenool

Fenoolide struktuur

Hüdroksüülrühm orgaaniliste ühendite molekulides võib olla otseselt seotud aromaatse ringiga või olla sellest eraldatud ühe või mitme süsinikuaatomiga. Võib eeldada, et olenevalt sellest omadusest erinevad ained üksteisest oluliselt aatomirühmade vastastikuse mõju tõttu. Tõepoolest, aromaatset fenüülradikaali $C_6H_5$- sisaldavad orgaanilised ühendid, mis on otseselt seotud hüdroksüülrühmaga, omavad erilisi omadusi, mis erinevad alkoholide omadustest. Selliseid ühendeid nimetatakse fenoolideks.

Fenoolid on orgaanilised ained, mille molekulid sisaldavad ühe või mitme hüdroksorühmaga seotud fenüülradikaali.

Nii nagu alkoholid, liigitatakse fenoole nende aatomilisuse järgi, s.t. hüdroksüülrühmade arvu järgi.

Ühehüdroksüülsed fenoolid sisaldavad molekulis ühte hüdroksüülrühma:

Mitmehüdroksüülsed fenoolid sisaldavad molekulides rohkem kui ühte hüdroksüülrühma:

On ka teisi mitmehüdroksüülseid fenoole, mis sisaldavad benseenitsüklis kolme või enamat hüdroksüülrühma.

Vaatame lähemalt selle klassi lihtsaima esindaja - fenooli $C_6H_5OH$ - struktuuri ja omadusi. Selle aine nimi oli aluseks kogu klassi nimele - fenoolid.

Füüsilised ja keemilised omadused.

Füüsikalised omadused.

Fenool on terava iseloomuliku lõhnaga tahke, värvitu, kristalne aine, $t°_(pl.)=43°C, t°_(keemistemperatuur)=181°C$. Mürgine. Fenool lahustub toatemperatuuril vees vähe. Fenooli vesilahust nimetatakse karboolhappeks. Nahale sattudes põhjustab see põletushaavu, seega tuleb fenooliga ümber käia ettevaatlikult!

Keemilised omadused.

Happelised omadused. Nagu juba mainitud, on hüdroksüülrühma vesinikuaatom oma olemuselt happeline. Fenooli happelised omadused on rohkem väljendunud kui vee ja alkoholide omad. Erinevalt alkoholist ja veest ei reageeri fenool mitte ainult leelismetallid, aga ka koos leelistega fenolaadid:

Kuid happelised omadused fenoolides on need vähem väljendunud kui anorgaanilistes ja karboksüülhapetes. Näiteks on fenooli happelised omadused ligikaudu 3000 $ korda nõrgemad kui fenooli omad süsihape. Seetõttu saab süsinikdioksiidi juhtimisel läbi naatriumfenolaadi vesilahuse eraldada vaba fenooli:

Vesinikkloriid- või väävelhappe lisamine naatriumfenolaadi vesilahusele põhjustab samuti fenooli moodustumist:

Kvalitatiivne reaktsioon fenoolile.

Fenool reageerib raud(III)kloriidiga, moodustades intensiivselt purpurse kompleksühendi.

See reaktsioon võimaldab seda tuvastada isegi väga piiratud kogustes. Teised fenoolid, mis sisaldavad benseenitsüklis ühte või mitut hüdroksüülrühma, annavad raud(III)kloriidiga reageerimisel samuti eredaid sinakasvioletseid värvusi.

Benseenitsükli reaktsioonid.

Hüdroksüülasendaja olemasolu hõlbustab oluliselt elektrofiilsete asendusreaktsioonide toimumist benseenitsüklis.

1. Fenooli broomimine. Erinevalt benseenist ei vaja fenooli broomimine katalüsaatori (raud(III)bromiidi) lisamist.

Lisaks toimub interaktsioon fenooliga valikuliselt: broomi aatomid on suunatud orto- ja para positsioonid, asendades seal asuvad vesinikuaatomid. Asenduse selektiivsust seletatakse eespool käsitletud fenooli molekuli elektroonilise struktuuri tunnustega.

Seega, kui fenool interakteerub broomi vesi moodustub valge sade 2,4,6-tribromofenool:

See reaktsioon, nagu reaktsioon raud(III)kloriidiga, on mõeldud fenooli kvalitatiivseks tuvastamiseks.

2. Fenooli nitreerimine toimub ka kergemini kui benseeni nitreerimine. Reaktsioon lahjendatud lämmastikhappega toimub toatemperatuuril. Selle tulemusena moodustub segu orto- Ja paar- nitrofenooli isomeerid:

Kontsentreeritud kasutamisel lämmastikhape tekib plahvatusohtlik aine - 2,4,6-trinitrofenool(pikriinhape):

3. Fenooli aromaatse tuuma hüdrogeenimine katalüsaatori juuresolekul toimub kergesti:

4.Fenooli polükondensatsioon aldehüüdidega, eriti formaldehüüdiga, tekib reaktsioonisaaduste - fenoolformaldehüüdvaikude ja tahkete polümeeride - moodustumisel.

Fenooli ja formaldehüüdi koostoimet saab kirjeldada järgmise skeemi abil:

Tõenäoliselt märkasite, et dimeeri molekulis säilivad "liikuvad" vesinikuaatomid, mis tähendab, et reaktsiooni edasine jätkamine on võimalik piisava arvu reagentidega:

Reaktsioon polükondensatsioon, need. polümeeri tootmisreaktsioon, mis toimub väikese molekulmassiga kõrvalsaaduse (vee) vabanemisega, võib jätkuda (kuni üks reagentidest on täielikult kulunud) tohutute makromolekulide moodustumisega. Protsessi saab kirjeldada koondvõrrandiga:

Haridus lineaarsed molekulid toimub normaalsetel temperatuuridel. Selle reaktsiooni läbiviimine kuumutamisel toob kaasa asjaolu, et saadud tootel on hargnenud struktuur, see on tahke ja vees lahustumatu. Lineaarse fenoolformaldehüüdvaigu kuumutamisel aldehüüdi liiaga saadakse ainulaadsete omadustega kõvad plastmassid. Fenoolformaldehüüdvaikudel põhinevaid polümeere kasutatakse lakkide ja värvide ning kuumenemisele, jahutamisele, veele, leelistele ja hapetele vastupidavate plasttoodete tootmiseks. dielektrilised omadused. Elektriseadmete, jõuallikate korpuste ja masinaosade kõige kriitilisemad ja olulisemad osad on valmistatud fenool-formaldehüüdvaikudel põhinevatest polümeeridest. polümeeri alus raadioseadmete trükkplaadid. Fenoolformaldehüüdvaikudel põhinevad liimid on võimelised usaldusväärselt ühendama väga erinevat laadi osi, säilitades vuugi kõrgeima tugevuse väga laias temperatuurivahemikus. Seda liimi kasutatakse valgustuslampide metallaluse kinnitamiseks klaaspirni külge. Nüüd saate aru, miks fenooli ja sellel põhinevaid tooteid laialdaselt kasutatakse.

Aldehüüdide, küllastunud karboksüülhapete, estrite iseloomulikud keemilised omadused

Aldehüüdid ja ketoonid

Aldehüüdid on orgaanilised ained, mille molekulid sisaldavad karbonüülrühma , mis on ühendatud vesinikuaatomi ja süsivesiniku radikaaliga.

Aldehüüdide üldvalem on:

Lihtsaimas aldehüüdis, formaldehüüdis, mängib süsivesiniku radikaali rolli teine ​​vesinikuaatom:

Karbonüülrühma, mis on seotud vesinikuaatomiga, nimetatakse aldehüüd:

Orgaanilisi aineid, mille molekulides on karbonüülrühm seotud kahe süsivesinikradikaaliga, nimetatakse ketoonideks.

Ilmselt on ketoonide üldine valem:

Ketoonide karbonüülrühma nimetatakse keto rühm.

Lihtsaimas ketoonis, atsetoonis, on karbonüülrühm seotud kahe metüülradikaaliga:

Nomenklatuur ja isomeeria

Sõltuvalt aldehüüdrühmaga seotud süsivesinikradikaali struktuurist eristatakse küllastunud, küllastumata, aromaatseid, heterotsüklilisi ja muid aldehüüde:

Vastavalt IUPAC nomenklatuurile moodustatakse küllastunud aldehüüdide nimetused molekulis sama arvu süsinikuaatomite arvuga alkaani nimest, kasutades järelliidet. -al. Näiteks:

Peaahela süsinikuaatomite numeratsioon algab aldehüüdrühma süsinikuaatomiga. Seetõttu asub aldehüüdrühm alati esimese süsinikuaatomi juures ja selle asukohta pole vaja näidata.

Koos süstemaatilise nomenklatuuriga kasutatakse ka laialdaselt kasutatavate aldehüüdide triviaalseid nimetusi. Need nimetused on tavaliselt tuletatud aldehüüdidele vastavate karboksüülhapete nimedest.

Ketoonide nimetamiseks süstemaatiline nomenklatuur ketorühma tähistab järelliide - Tema ja number, mis näitab karbonüülrühma süsinikuaatomi arvu (numeratsioon peaks algama ketorühmale lähimast ahela lõpust). Näiteks:

Aldehüüde iseloomustab ainult üht tüüpi struktuurne isomeeria - süsinikskeleti isomeeria, mis on võimalik butanaaliga, ja ketoonide puhul - ka karbonüülrühma positsiooni isomeeria. Lisaks iseloomustab neid klassidevaheline isomeeria (propanaal ja propanoon).

Mõnede aldehüüdide triviaalsed nimetused ja keemistemperatuurid.

Füüsilised ja keemilised omadused

Füüsikalised omadused.

Aldehüüdi või ketooni molekulis on hapnikuaatomi suurema elektronegatiivsuse tõttu süsinikuaatomiga võrreldes $C=O$ side tugevalt polariseeritud, kuna $π$ sideme elektrontihedus nihkub hapniku suunas:

Aldehüüdid ja ketoonid on polaarsed ained, mille hapnikuaatomil on liigne elektrontihedus. Aldehüüdide ja ketoonide seeria alumised liikmed (formaldehüüd, atseetaldehüüd, atsetoon) lahustuvad vees piiramatult. Nende keemistemperatuurid on madalamad kui vastavatel alkoholidel. See on tingitud asjaolust, et aldehüüdide ja ketoonide molekulides pole erinevalt alkoholidest liikuvaid vesinikuaatomeid ja need ei moodusta vesiniksidemete tõttu assotsiatsioone. Madalamad aldehüüdid on terava lõhnaga; aldehüüdid, mis sisaldavad ahelas nelja kuni kuut süsinikuaatomit, on ebameeldiva lõhnaga; Kõrgematel aldehüüdidel ja ketoonidel on lillelõhn ja neid kasutatakse parfümeerias.

Keemilised omadused

Aldehüüdrühma olemasolu molekulis määrab aldehüüdidele iseloomulikud omadused.

Taastumisreaktsioonid.

Vesiniku lisamine Aldehüüdi molekulid toimub karbonüülrühma kaksiksideme kaudu:

Aldehüüdide hüdrogeenimise saadus on primaarsed alkoholid ja ketoonid on sekundaarsed alkoholid.

Seega, atseetaldehüüdi hüdrogeenimisel nikkelkatalüsaatoril moodustub etüülalkohol ja atsetooni hüdrogeenimisel propanool-2:

Aldehüüdide hüdrogeenimine - redutseerimisreaktsioon, mille juures karbonüülrühma kuuluva süsinikuaatomi oksüdatsiooniaste langeb.

Oksüdatsioonireaktsioonid.

Aldehüüde ei saa mitte ainult vähendada, vaid ka oksüdeerida. Oksüdeerumisel moodustavad aldehüüdid karboksüülhappeid. Seda protsessi saab skemaatiliselt kujutada järgmiselt:

Propioonaldehüüdist (propaanaalist) moodustub näiteks propioonhape:

Aldehüüde oksüdeerivad isegi õhuhapnik ja sellised nõrgad oksüdeerivad ained nagu hõbeoksiidi ammoniaagilahus. Lihtsustatud kujul saab seda protsessi väljendada reaktsioonivõrrandiga:

Näiteks:

Seda protsessi kajastavad täpsemalt võrrandid:

Kui anuma pind, milles reaktsioon läbi viiakse, on eelnevalt rasvatustatud, siis reaktsiooni käigus tekkinud hõbe katab selle ühtlase õhukese kilega. Seetõttu nimetatakse seda reaktsiooni reaktsiooniks "hõbedane peegel". Seda kasutatakse laialdaselt peeglite, hõbeda- ja jõulupuu kaunistuste valmistamiseks.

Värskelt sadestunud vask(II)hüdroksiid võib toimida ka aldehüüdide oksüdeeriva ainena. Aldehüüdi oksüdeerimisel redutseeritakse $Cu^(2+)$ väärtuseks $Cu^+$. Reaktsiooni käigus tekkinud vask(I)hüdroksiid $CuOH$ laguneb koheselt punaseks vask(I)oksiidiks ja veeks:

Seda reaktsiooni, nagu ka hõbepeegli reaktsiooni, kasutatakse aldehüüdide tuvastamiseks.

Ketoone ei oksüdeeri ei õhuhapnik ega selline nõrk oksüdeeriv aine nagu hõbeoksiidi ammoniaagilahus.

Aldehüüdide üksikud esindajad ja nende tähendus

Formaldehüüd(metanaal, formikaldehüüd$HCHO$ ) - värvitu terava lõhnaga gaas, mille keemistemperatuur on -21 °C, vees hästi lahustuv. Formaldehüüd on mürgine! Formaldehüüdi lahust vees ($ 40% $) nimetatakse formaldehüüdiks ja seda kasutatakse desinfitseerimiseks. Põllumajanduses kasutatakse formaldehüüdi seemnete töötlemiseks ja nahatööstuses - naha töötlemiseks. Formaldehüüdi kasutatakse raviaine meteenamiini tootmiseks. Mõnikord kasutatakse kütusena (kuiv alkohol) brikettide kujul kokkupressitud meteenamiini. Suur hulk formaldehüüdi kulub fenool-formaldehüüdvaikude ja mõnede muude ainete tootmisel.

Atseetaldehüüd(etanaal, atseetaldehüüd$CH_3CHO$ ) - terava ebameeldiva lõhnaga vedelik keemistemperatuuriga $21°C$, vees hästi lahustuv. Atseetaldehüüdist toodetakse tööstuslikus mastaabis äädikhapet ja mitmeid teisi aineid, seda kasutatakse erinevate plastide ja atsetaatkiudude tootmiseks. Atseetaldehüüd on mürgine!

Karboksüülhapped

Aineid, mis sisaldavad ühte või mitut karboksüülrühma molekulis, nimetatakse karboksüülhapeteks.

Aatomite rühm helistas karboksüülrühm, või karboksüül.

Orgaanilised happed, mis sisaldavad molekulis ühte karboksüülrühma, on ühealuseline.

Nende hapete üldvalem on $RCOOH$, näiteks:

Karboksüülhappeid, mis sisaldavad kahte karboksüülrühma, nimetatakse kahealuseline. Nende hulka kuuluvad näiteks oksaal- ja merevaikhape:

Samuti on olemas mitmealuseline karboksüülhapped, mis sisaldavad rohkem kui kahte karboksüülrühma. Nende hulka kuuluvad näiteks kolmealuseline sidrunhape:

Sõltuvalt süsivesinikradikaali olemusest jagatakse karboksüülhapped küllastunud, küllastumata, aromaatseks.

Küllastunud või küllastunud karboksüülhapped on näiteks propaanhape (propioonhape):

või juba tuttav merevaikhape.

On ilmne, et küllastunud karboksüülhapped ei sisalda süsivesinikradikaalis $π$ sidemeid. Küllastumata karboksüülhapete molekulides on karboksüülrühm seotud küllastumata, küllastumata süsivesinikradikaaliga, näiteks akrüüli (propeeni) molekulides $CH_2=CH-COOH$ või oleiinhappe $CH_3-(CH_2)_7-CH=CH —(CH_2)_7—COOH $ ja muud happed.

Nagu bensoehappe valemist näha, on see aromaatne, kuna sisaldab molekulis aromaatset (benseeni) ringi:

Nomenklatuur ja isomeeria

Karboksüülhapete, aga ka teiste orgaaniliste ühendite nimetuste moodustamise üldpõhimõtteid on juba käsitletud. Vaatleme üksikasjalikumalt ühe- ja kahealuseliste karboksüülhapete nomenklatuuri. Karboksüülhappe nimetus tuleneb vastava alkaani (molekulis sama arvu süsinikuaatomite arvuga alkaani) nimest, millele on lisatud järelliide. -ov-, lõpud -ja mina ja sõnad hape. Süsinikuaatomite nummerdamine algab karboksüülrühmast. Näiteks:

Karboksüülrühmade arv on nimes märgitud eesliidetega di-, tri-, tetra-:

Paljudel hapetel on ka ajalooliselt väljakujunenud või triviaalsed nimed.

Karboksüülhapete nimetused.

Keemiline valem	Happe süstemaatiline nimetus	Triviaalne happe nimi
$H-COOH$	metaan	Ant
$CH_3–COOH$	Ethanova	Äädikas
$CH_3—CH_2—COOH$	Propaan	Propioonhape
$CH_3—CH_2—CH_2—COOH$	butaan	Õline
$CH_3—CH_2—CH_2—CH_2—COOH$	Pentanic	Palderjan
$CH_3—(CH_2)_4—COOH$	Heksaan	Nailon
$CH_3—(CH_2)_5—COOH$	Heptaan	Enantiline
$NOOC—COOH$	Etaanium	Hapuoblikas
$NOOC—CH_2—COOH$	Propaan	Malonovaja
$NOOC—CH_2—CH_2—COOH$	Butaandiovye	Merevaik

Olles tutvunud orgaaniliste hapete mitmekesise ja huvitava maailmaga, käsitleme üksikasjalikumalt küllastunud ühealuselisi karboksüülhappeid.

On selge, et nende hapete koostist väljendatakse üldvalemiga $C_nH_(2n)O_2$ või $C_nH_(2n+1)COOH$ või $RCOOH$.

Füüsilised ja keemilised omadused

Füüsikalised omadused.

Madalamad happed, s.o. suhteliselt väikese molekulmassiga happed, mis sisaldavad kuni neli süsinikuaatomit molekuli kohta, on iseloomuliku terava lõhnaga vedelikud (pidage meeles äädikhappe lõhna). $4–9$ süsinikuaatomeid sisaldavad happed on viskoossed õlised vedelikud, millel on ebameeldiv lõhn; sisaldavad rohkem kui 9 $ süsinikuaatomit molekuli kohta – tahked ained, mis ei lahustu vees. Küllastunud ühealuseliste karboksüülhapete keemistemperatuurid tõusevad koos süsinikuaatomite arvu suurenemisega molekulis ja sellest tulenevalt suhtelise molekulmassi suurenemisega. Näiteks sipelghappe keemistemperatuur on $100,8°C$, äädikhappe keemistemperatuur on $118°C$ ja propioonhappe keemistemperatuur on $141°C$.

Lihtsaim karboksüülhape on sipelghape $HCOOH$, mille suhteline molekulmass on $(M_r(HCOOH)=46)$, tavatingimustes on see vedelik keemistemperatuuriga $100,8°C$. Samal ajal on butaan $(M_r(C_4H_(10))=58)$ samadel tingimustel gaasiline ja selle keemistemperatuur on $-0,5°C$. Seda keemistemperatuuri ja suhtelise molekulmassi lahknevust seletatakse karboksüülhappe dimeeride moodustumisega, milles kaks happemolekuli on seotud kahe vesiniksidemega:

Vesiniksidemete esinemine saab selgeks karboksüülhappemolekulide struktuuri arvestades.

Küllastunud ühealuseliste karboksüülhapete molekulid sisaldavad polaarset aatomirühma - karboksüülrühma ja praktiliselt mittepolaarne süsivesinikradikaal. Karboksüülrühm tõmbab veemolekule, moodustades nendega vesiniksidemeid:

Sipelg- ja äädikhape lahustuvad vees piiramatult. On ilmne, et süsivesinikradikaali aatomite arvu suurenemisega karboksüülhapete lahustuvus väheneb.

Keemilised omadused.

Hapete klassile (nii orgaanilistele kui anorgaanilistele) iseloomulikud üldised omadused tulenevad vesiniku- ja hapnikuaatomite vahel tugevat polaarset sidet sisaldava hüdroksüülrühma olemasolust molekulides. Vaatleme neid omadusi vees lahustuvate orgaaniliste hapete näitel.

1. Dissotsiatsioon vesinikkatioonide ja happejäägi anioonide moodustumisega:

$CH_3-COOH⇄CH_3-COO^(-)+H^+$

Täpsemalt kirjeldab seda protsessi võrrand, mis võtab arvesse veemolekulide osalemist selles:

$CH_3-COOH+H_2O⇄CH_3COO^(-)+H_3O^+$

Karboksüülhapete dissotsiatsioonitasakaalu nihutatakse vasakule; valdav enamus neist on nõrgad elektrolüüdid. Näiteks äädik- ja sipelghapete hapu maitse on aga tingitud dissotsiatsioonist vesinikkatioonideks ja happejääkide anioonideks.

On ilmne, et “happelise” vesiniku esinemine karboksüülhapete molekulides, s.o. karboksüülrühma vesinik, muude iseloomulike omaduste tõttu.

2. Koostoime metallidega, seisab elektrokeemilises pingereas kuni vesinikuni: $nR-COOH+M→(RCOO)_(n)M+(n)/(2)H_2$

Seega redutseerib raud äädikhappest vesinikku:

$2CH_3-COOH+Fe→(CH_3COO)_(2)Fe+H_2$

3. Koostoime aluseliste oksiididega soola ja vee moodustumisega:

$2R-COOH+CaO→(R-COO)_(2)Ca+H_2O$

4. Koostoime metallhüdroksiididega soola ja vee moodustumisega (neutraliseerimisreaktsioon):

$R—COOH+NaOH→R—COONa+H_2O$,

$2R—COOH+Ca(OH)_2→(R—COO)_(2)Ca+2H_2O$.

5. Koostoime sooladega on rohkem nõrgad happed viimase tekkega. Seega tõrjub äädikhape välja steariinhappe naatriumstearaadist ja süsihappe kaaliumkarbonaadist:

$CH_3COOH+C_(17)H_(35)COONa→CH_3COONa+C_(17)H_(35)COOH↓$,

$2CH_3COOH+K_2CO_3→2CH_3COOK+H_2O+CO_2$.

6. Karboksüülhapete koostoime alkoholidega estrite moodustumisega - esterdamisreaktsioon (üks olulisemaid karboksüülhapetele iseloomulikke reaktsioone):

Karboksüülhapete koostoimet alkoholidega katalüüsivad vesiniku katioonid.

Esterdamisreaktsioon on pöörduv. Tasakaal nihkub estri moodustumise suunas veetustavate ainete juuresolekul ja kui ester eemaldatakse reaktsioonisegust.

Esterdamise pöördreaktsioonis, mida nimetatakse estri hüdrolüüsiks (estri reaktsioon veega), moodustuvad hape ja alkohol:

On ilmne, et reageerides karboksüülhapetega, s.o. Mitmehüdroksüülsed alkoholid, näiteks glütserool, võivad samuti osaleda esterdamisreaktsioonis:

Kõik karboksüülhapped (välja arvatud sipelghape) koos karboksüülrühmaga sisaldavad oma molekulides süsivesinike jääke. Loomulikult ei saa see muud kui mõjutada hapete omadusi, mille määrab süsivesinike jäägi olemus.

7. Mitu liitumisreaktsiooni- need sisaldavad küllastumata karboksüülhappeid. Näiteks vesiniku liitumisreaktsioon on hüdrogeenimine. Happe puhul, mille radikaalis on üks $π$ side, saab võrrandi kirjutada üldkujul:

$C_(n)H_(2n-1)COOH+H_2(→)↖(katalüsaator)C_(n)H_(2n+1)COOH.$

Seega moodustub oleiinhappe hüdrogeenimisel küllastunud steariinhape:

$(C_(17)H_(33)COOH+H_2)↙(\tekst"oleiinhape"))(→)↖(katalüsaator)(C_(17)H_(35)COOH)↙(\tekst"steariinhape" ) $

Küllastumata karboksüülhapped, nagu ka teised küllastumata ühendid, lisavad halogeene kaksiksideme kaudu. Näiteks akrüülhape muudab broomivee värvituks:

$(CH_2=CH—COOH+Br_2)↙(\tekst"akrüül(propeen)hape")→(CH_2Br—CHBr—COOH)↙(\tekst"2,3-dibromopropaanhape").$

8. Asendusreaktsioonid (halogeenidega)- küllastunud karboksüülhapped on võimelised neisse sisenema. Näiteks äädikhappe klooriga reageerimisel võib saada erinevaid klooritud happeid:

$CH_3COOH+Cl_2(→)↖(P(punane))(CH_2Cl-COOH+HCl)↙(\tekst"kloroäädikhape")$,

$CH_2Cl-COOH+Cl_2(→)↖(P(punane))(CHCl_2-COOH+HCl)↙(\tekst"dikloroäädikhape")$,

$CHCl_2-COOH+Cl_2(→)↖(P(punane))(CCl_3-COOH+HCl)↙(\tekst"trikloroäädikhape")$

Karboksüülhapete üksikud esindajad ja nende tähendus

Ant(metaan) hape HTSOOKH- terava lõhnaga vedelik, mille keemistemperatuur on 100,8°C$, vees hästi lahustuv. Sipelghape on mürgine Nahale sattumisel põhjustab põletusi! Sipelgate eritatav nõelamisvedelik sisaldab seda hapet. Sipelghappel on desinfitseerivad omadused ja seetõttu kasutatakse seda toiduainete-, naha- ja farmaatsiatööstuses ning meditsiinis. Seda kasutatakse kangaste ja paberi värvimisel.

Äädikas (etaan)hape $CH_3COOH$ on iseloomuliku terava lõhnaga värvitu vedelik, mis seguneb veega mis tahes vahekorras. Äädikhappe vesilahuseid müüakse äädika (3–5% lahus) ja äädika essentsi (70–80% lahus) nimetuse all ning neid kasutatakse laialdaselt toiduainetööstuses. Äädikhape on hea lahusti paljudele orgaanilistele ainetele ja seetõttu kasutatakse seda värvimisel, parkimisel ning värvi- ja lakitööstuses. Lisaks on äädikhape tooraine paljude tehniliselt oluliste orgaaniliste ühendite tootmiseks: sellest saadakse näiteks umbrohutõrjeks kasutatavaid aineid – herbitsiidid.

Peamine komponent on äädikhape veiniäädikas, mille iseloomulik lõhn tuleneb just sellest. See on etanooli oksüdatsiooni produkt ja tekib sellest veini õhu käes hoidmisel.

Kõrgemate küllastunud ühealuseliste hapete olulisemad esindajad on palmiitne$C_(15)H_(31)COOH$ ja steariin$C_(17)H_(35)COOH$ hape. Erinevalt madalamatest hapetest on need ained tahked ja vees halvasti lahustuvad.

Nende soolad – stearaadid ja palmitaadid – on aga hästi lahustuvad ja peseva toimega, mistõttu neid nimetatakse ka seepideks. On selge, et neid aineid toodetakse suures mahus. Küllastumata kõrgematest karboksüülhapetest on kõige olulisem oleiinhape$C_(17)H_(33)COOH$ või $CH_3 - (CH_2)_7 - CH=CH-(CH_2)_7COOH$. See on õlitaoline vedelik, millel pole maitset ega lõhna. Selle sooli kasutatakse tehnoloogias laialdaselt.

Kahealuseliste karboksüülhapete lihtsaim esindaja on oksaalhape (etaandihape).$HOOC—COOH$, mille sooli leidub paljudes taimedes, nagu hapuoblikas ja hapuoblikas. Oksaalhape on värvitu kristalne aine, mis lahustub vees hästi. Seda kasutatakse metallide poleerimiseks, puidu- ja nahatööstuses.

Estrid

Kui karboksüülhapped reageerivad alkoholidega (esterdamisreaktsioon), tekivad need estrid:

See reaktsioon on pöörduv. Reaktsiooniproduktid võivad üksteisega interakteeruda, moodustades lähteaineid - alkoholi ja hapet. Seega on estrite reaktsioon veega – estri hüdrolüüs – esterdamisreaktsiooni vastupidine. Keemiline tasakaal, mis saadakse siis, kui otseste (esterdamine) ja pöördreaktsioonide (hüdrolüüs) kiirus on võrdne, saab vett eemaldavate ainete abil nihutada estri moodustumise suunas.

Rasvad- ühendite derivaadid, mis on glütserooli ja kõrgemate karboksüülhapete estrid.

Kõik rasvad, nagu ka teised estrid, läbivad hüdrolüüsi:

Rasva hüdrolüüsimisel aluseline keskkond$(NaOH)$ ja juuresolekul sooda tuhk$Na_2CO_3$ kulgeb see pöördumatult ja põhjustab mitte karboksüülhapete, vaid nende soolade moodustumist, mida nimetatakse seebid. Seetõttu nimetatakse rasvade hüdrolüüsi leeliselises keskkonnas seebistamine.

Aldehüüdid on orgaanilised ained, mis kuuluvad karbonüülühenditesse, mis sisaldavad funktsionaalrühma -SON, mida nimetatakse karbonüülrühmaks.

Sõltuvalt süsivesiniku skeleti olemusest on aldehüüdi molekulid küllastunud, küllastumata ja aromaatsed. Nende molekulid võivad sisaldada ka halogeeniaatomeid või täiendavaid funktsionaalrühmi. Küllastunud aldehüüdide üldvalem on C n H 2 n O. Vastavalt IUPAC-i nomenklatuurile lõpevad nende nimed sufiksiga -al.

Aldehüüdide oksüdatsioon on oluline tööstuses, kuna need muundatakse üsna kergesti karboksüülhapeteks. Sel juhul võib oksüdeerivate ainetena toimida vaskhüdroksiid, hõbeoksiid või isegi õhuhapnik.

Karbonüülrühma struktuur

C=O rühma kaksiksideme elektronstruktuuri iseloomustab ühe σ- ja teise π-sideme moodustumine. C-aatom on sp 2 hübridisatsiooni olekus, molekulil on lame struktuur sidemete vahelise sidenurgaga umbes 120 0. Selle funktsionaalrühma kaksiksideme erinevus seisneb selles, et see asub süsinikuaatomi ja väga elektronegatiivse hapnikuaatomi vahel. Selle tulemusena tõmbuvad elektronid O-aatomi poole, mis tähendab, et see side on väga tugevalt polariseeritud.

Sellise polariseeritud kaksiksideme sisaldust aldehüüdrühmas võib nimetada aldehüüdide kõrge reaktsioonivõime peamiseks põhjuseks. Aldehüüdide puhul on kõige tüüpilisemad reaktsioonid aatomite või nende rühmade lisamine C=O-sidemesse. Ja kõige lihtsamad reaktsioonid on nukleofiilne liitumine. Aldehüüdidele on tüüpilised ka reaktsioonid, mis hõlmavad aldehüüdide funktsionaalrühma H-aatomeid. C=O rühma elektrone tagasitõmbava toime tõttu sideme polaarsus suureneb. Sellest omakorda tuleneb aldehüüdide suhteliselt kerge oksüdeerumine.

Aldehüüdide üksikud esindajad

Formaldehüüd (formaldehüüd või metanaal) CH 2 O on gaasiline aine väga terava lõhnaga, mis tavaliselt saadakse metanooliauru ja õhu segu läbi kuuma vase või hõbedase võrgu juhtimisel. Selle 40% vesilahust nimetatakse formaliiniks. Formaldehüüd reageerib kergesti, millest paljud on mitmete tööstuslike sünteeside aluseks olulised ained. Seda kasutatakse ka pentaerütritooli, paljude raviainete, erinevate värvainete tootmiseks, naha parkimiseks ning desinfitseerimis- ja deodorandina. Formaldehüüd on üsna mürgine, selle maksimaalne lubatud kontsentratsioon õhus on 0,001 mg/l.

Atseetaldehüüd (atseetaldehüüd, etanaal) CH 3 COH on lämmatava lõhnaga värvitu vedelik, mis veega lahjendamisel omandab puuviljase aroomi. Atsetaldehüüdil on kõik aldehüüdide põhiomadused. Atsetaldehüüdi oksüdeerimisel tekib tohutul hulgal äädikhapet ja äädikhappeanhüdriidi, mitmesuguseid ravimeid.

Akroleiin (propenaal) CH 2 =CH-SON, lihtsaim küllastumata aldehüüd on värvitu, väga lenduv vedelik. Selle aurud ärritavad tugevalt silmade ja ülemiste hingamisteede limaskesti. See on väga mürgine, selle maksimaalne lubatud kontsentratsioon õhus on 0,7 mg/m 3. Propenaal on mõnede polümeeride sünteesi vaheprodukt ja vajalik teatud ravimite tootmisel.

Bensaldehüüd (bensoaldehüüd) C 6 H 5 COH on värvitu vedelik, mille aroom muutub säilitamisel kollaseks.Õhu toimel oksüdeerub kiiresti bensoehappeks. Sisaldub taimede eeterlikes õlides (neroli, patšuli) ja glükosiidi kujul - mõrumandlite, kirsside, aprikooside ja virsiku tuumades. Aromaatse ainena kasutatakse seda parfümeerias, toiduessentside komponendina ning toorainena teiste aromaatsete ainete (kaneelmaldehüüd, jasminaldehüüd) sünteesiks.

Hõbepeegli reaktsioon

Aldehüüdide oksüdeerimine hõbeoksiidiga on kõige indikatiivsem kvalitatiivne reaktsioon funktsionaalrühma vastavale vormile. See reaktsioon sai oma nime selle reaktsiooni käigus tekkiva katseklaasi seinte õhukese hõbedase katte tõttu.

Selle olemus seisneb aldehüüdi R-СОН interaktsioonis hõbe(I)oksiidi ammoniaagilahusega, mis on lahustuv OH kompleksühend ja mida nimetatakse Tollensi reagendiks. Reaktsioon viiakse läbi vee keemistemperatuurile lähedasel temperatuuril (80-100 °C). Sel juhul oksüdeeritakse aldehüüdid neile vastavateks karboksüülhapeteks ja oksüdeeriv aine redutseeritakse metalliliseks hõbedaks, mis sadestub.

Reaktiivide valmistamine

-SON-rühma kvalitatiivseks määramiseks aldehüüdides valmistatakse esmalt hõbeda kompleksühend. Selleks valage katseklaasi veidi ammoniaagi (ammooniumhüdroksiidi) lahust vees ja seejärel väike kogus hõbenitraati. Sel juhul kaob saadud hõbeoksiidi sade kohe:

2AgNO 3 + 2NH 3 + H 2 O -> Ag 2 O↓ + 2NH 4 NO 3

Ag 2 O + 4NΗ 3 + Η 2 O -> 2ОΗ

Usaldusväärsemad tulemused annab Tollensi reaktiiv, mis on valmistatud leelise lisamisega. Selleks lahustatakse 1 g AgNO 3 10 g destilleeritud vees ja lisatakse võrdne kogus kontsentreeritud naatriumhüdroksiidi. Selle tulemusena moodustub Ag 2 O sade, mis lisamisel kaob kontsentreeritud lahus ammooniumhüdroksiid. Reaktsiooniks tohib kasutada ainult värskelt valmistatud reaktiivi.

Reaktsioonimehhanism

Hõbedase peegli reaktsioon vastab võrrandile:

2OΗ + HCOΗ -> 2Ag↓ + ΗCOONΗ 4 + 3NΗ 3 + H2O

Väärib märkimist, et aldehüüdide puhul ei ole seda koostoimet piisavalt uuritud. Selle reaktsiooni mehhanism pole teada, kuid eeldatakse, et oksüdatsioon on radikaalne või ioonne. Diamiin-hõbehüdroksiidis moodustub lisamine kõige tõenäolisemalt hõbediooli soolaks, millest seejärel lõhustatakse hõbe, moodustades karboksüülhappe.

Eduka katse jaoks on kasutatavate nõude puhtus äärmiselt oluline. See on tingitud asjaolust, et katse käigus tekkinud kolloidhõbedaosakesed peavad kleepuma klaasi pinnale, olles loonud peegelpind. Väiksemate saasteainete juuresolekul kukub see välja halli helbelise sette kujul.

Mahuti puhastamiseks tuleks kasutada leeliselisi lahuseid. Nii et nendel eesmärkidel võite võtta NaOH lahuse, mis tuleb maha pesta suure koguse destilleeritud veega. Klaasi pinnal ei tohiks olla rasva ega mehaanilisi osakesi.

Oksüdeerimine vaskhüdroksiidiga

Aldehüüdide oksüdatsioonireaktsioon vask(II)hüdroksiidiga on samuti üsna suurejooneline ja efektiivne funktsionaalrühma tüübi määramisel. See toimub temperatuuril, mis vastab reaktsioonisegu keemistemperatuurile. Sel juhul vähendatakse aldehüüde kahevalentne vask koostises Fehlingi reagendi (värskelt valmistatud Cu(OH) 2 ammoniaagilahus) ühevalentseks. Nad ise oksüdeeruvad hapnikuaatomi sisestamise tõttu CH-sidemesse (C oksüdatsiooniaste muutub +1-lt +3-le).

Reaktsiooni kulgu saab visuaalselt jälgida lahuse segu värvimuutuse järgi. Vaskhüdroksiidi sinakas sade muutub järk-järgult kollaseks, mis vastab vaskhüdroksiidile ja erkpunase Cu 2 O sademe edasisele ilmumisele.

See protsess vastab reaktsioonivõrrandile:

R-SON + Cu 2+ + NaOH + H 2 O -> R-COONa + Cu 2 O + 4H +

Jonesi reaktiivi tegevus

Väärib märkimist, et see reaktiiv toimib aldehüüdidele parim viis. Sel juhul ei vaja oksüdeerimine kuumutamist ja see viiakse läbi temperatuuril 0–20 ° C üsna lühikese aja jooksul ning toodete saagis on üle 80%. Jonesi reaktiivi peamiseks puuduseks on kõrge selektiivsuse puudumine teiste funktsionaalrühmade suhtes ja peale selle põhjustab happeline keskkond mõnikord isomeriseerumist või hävimist.

Jonesi reaktiiv on kroom(VI)oksiidi lahus lahjendatud atsetoonis. Seda võib saada ka naatriumdikromaadist. Kui aldehüüdid oksüdeeritakse, tekivad selle reagendi toimel karboksüülhapped.

Tööstuslik oksüdeerimine hapnikuga

Atsetaldehüüdi oksüdeerimine tööstuses toimub hapnikuga kokkupuutel katalüsaatorite - koobalti või mangaaniioonide - juuresolekul. Esiteks moodustub peräädikhape:

CH 3 -SON + O 2 -> CH 3 -COOON

See omakorda interakteerub teise atseetaldehüüdi molekuliga ja toodab peroksiidiühendi kaudu kaks äädikhappe molekuli:

CH 3 -COOON + CH 3 -SON -> 2CH 3 -COOH

Oksüdeerimine viiakse läbi temperatuuril 60-70 °C ja rõhul 2·10 5 Pa.

Koostoime joodilahusega

Oksüdatsiooniks aldehüüdrühmad mõnikord kasutatakse joodi lahust leelise juuresolekul. Eriline tähendus See reaktiiv osaleb süsivesikute oksüdatsioonis, kuna see toimib väga selektiivselt. Seega muundatakse D-glükoos selle mõjul D-glükoonhappeks.

Jood moodustab leeliste juuresolekul hüpojodiidi (väga tugev oksüdeerija): I 2 + 2NaOΗ -> NaIO + NaI + H 2 O.

Hüpojodiidi mõjul muudetakse formaldehüüd metaanhappeks: ΗСОΗ + NaIO + NaOΗ -> ΗCOONa + NaI + H 2 O.

Kasutatakse aldehüüdide oksüdeerimist joodiga analüütiline keemia määrata nende kvantitatiivne sisaldus lahustes.

Oksüdeerimine seleendioksiidiga

Erinevalt varasematest reagentidest muutuvad seleendioksiidi mõjul aldehüüdid dikarbonüülühenditeks ja formaldehüüdist tekib glüoksaal. Kui karbonüülrühma kõrval asuvad metüleen- või metüülrühmad, saab need muundada karbonüülrühmadeks. SeO2 lahustina kasutatakse tavaliselt dioksaani, etanooli või ksüleeni.

Ühe meetodi kohaselt viiakse reaktsioon läbi kolme kaelaga kolvis, mis on ühendatud segisti, termomeetri ja püstjahutiga. Lähteainele, mis on võetud koguses 0,25 mol, lisatakse tilkhaaval 0,25 mol seleendioksiidi lahus 180 ml dioksaanis ja 12 ml H 2 O. Temperatuur ei tohiks ületada 20 ° C ( vajadusel jahuta kolbi). Pärast seda keedetakse lahust pidevalt segades 6 tundi. Järgmisena filtreeritakse kuum lahus seleeni eraldamiseks ja sade pestakse dioksaaniga. Pärast lahusti vaakumdestilleerimist jääk fraktsioneeritakse. Põhifraktsioon valitakse välja laias temperatuurivahemikus (20-30 °C) ja rektifikeeritakse uuesti.

Aldehüüdide autooksüdatsioon

Toatemperatuuril õhuhapniku mõjul toimub aldehüüdide oksüdeerumine väga aeglaselt. Nende reaktsioonide peamised produktid on vastavad karboksüülhapped. Autooksüdatsioonimehhanism sarnaneb etanaali tööstusliku oksüdeerimisega äädikhappeks. Üks vahesaadustest on perhape, mis reageerib teise aldehüüdi molekuliga.

Tulenevalt asjaolust, et seda tüüpi reaktsioone kiirendavad valgus, peroksiidid ja jäljed raskemetallid, võime järeldada selle radikaalse mehhanismi kohta. Formaldehüüd sees vesilahusedÕhk oksüdeerib seda palju halvemini kui tema kolleegid, kuna see esineb neis hüdraatunud metüleenglükooli kujul.

Aldehüüdide oksüdeerimine kaaliumpermanganaadiga

See reaktsioon toimub kõige edukamalt Visuaalselt, selle kulgu saab hinnata intensiivsuse vähenemise ja kaaliumpermanganaadi lahuse roosa värvi täieliku värvimuutuse järgi. Reaktsioon toimub toatemperatuuril ja normaalrõhul, seega pole seda vaja eritingimused. Piisab, kui valada katseklaasi 2 ml formaldehüüdi ja 1 ml väävelhappega hapendatud lahusega katseklaasi tuleb hoolikalt loksutada, et reaktiivid seguneksid:

5CH3-SON + 2KMnO4 + 3H2SO4 = 5CH3-COOH + 2MnSO4 + K2SO4 + 3H2O

Kui sama reaktsioon viiakse läbi kõrgendatud temperatuuridel, oksüdeerub metanaal kergesti süsinikdioksiidiks:

5CH3-SON + 4KMnO4 + 6H2SO4 = 5CO2 + 4MnSO4 + 2K2SO4 + 11H2O