Tagasi ette
Tähelepanu! Slaidide eelvaated on ainult informatiivsel eesmärgil ja ei pruugi esindada kõiki esitluse funktsioone. Kui olete huvitatud see töö, laadige alla täisversioon.
Tunni eesmärk: iseloomustada aldehüüdide koostist, struktuuri, klassifikatsiooni, füüsikalisi ja keemilisi omadusi, valmistamist ja kasutamist. Luua suhted õpitud klasside vahel orgaanilised ühendid. Teadma kvalitatiivseid reaktsioone aldehüüdidele.
Igal pool oma elus kohtame orgaanilist keemiat: sööme keemiatööstuse tooteid, riietume otse selle tulemustesse: atsetaatsiid, kunstvill, kunstnahk ja palju muud, tänu keemiale saame teha keerulisi operatsioone (anesteesia), ravida valu kurgud ja lihtsalt süstid, kus valime antiseptikuks etüülalkoholi.
Täna tutvustame teile klassi orgaaniline aine- aldehüüdid. Täna oma tunnis tõestame, et elu ilma aldehüüdideta on võimatu. Uurime, kuidas selle teemaga hästi suhestuda tuntud ained: vanilliin, pesuained, formaldehüüd, plastik, peegel, äädikhape
Niisiis on aldehüüdid orgaanilised ühendid, mille molekulides on polaarne karbonüülrühm. Sõltuvalt oksorühmaga seotud asendajatest jagatakse need ained aldehüüdideks ja ketoonideks. Aldehüüdides on karbonüülrühm seotud süsivesiniku radikaali ja vesinikuaatomiga, ketoonides aga kahe süsivesinikradikaaliga.
Küllastunud karbonüülühendite üldvalem C n H 2n O
Aldehüüdide nimetused triviaalse nomenklatuuri järgi on sageli tuletatud vastavate monokarboksüülhapete nimedest. Ratsionaalse nomenklatuuri järgi loetakse hargnenud süsivesinikahelaga aldehüüde atseetaldehüüdi derivaatideks. Kõrval süstemaatiline nomenklatuur kõnealuste ühendite nimetused on tuletatud vastavatest alkaanidest, millele on lisatud sufiks – al.
Aldehüüdide saamise meetodid. Aldehüüdide tootmise peamised meetodid on alkoholide katalüütiline dehüdrogeenimine, alküünide hüdraatimine ja alkoholide oksüdeerimine.
Füüsikalised omadused.
Küllastunud aldehüüdide homoloogse sarja НСО esimene liige – värvitu gaas, mitmed järgnevad aldehüüdid on vedelikud. Kõrgemad aldehüüdid - tahked ained. Karbonüülrühm põhjustab aldehüüdide kõrget reaktsioonivõimet. Aldehüüdide keemistemperatuur tõuseb molekulmassi suurenedes. Need keevad madalamal temperatuuril kui vastavad alkoholid, näiteks propioonaldehüüd 48,8 0 C ja propüülalkohol 97,8 0 C.
Aldehüüdide tihedus on väiksem kui ühtsus. Sipelg- ja atseetaldehüüdid lahustuvad vees hästi, järgmised aga vähem lahustuvad. Madalamatel aldehüüdidel on terav ebameeldiv lõhn, samas kui mõned kõrgemad aldehüüdid on meeldiva lõhnaga.
Aldehüüdide reaktsioonivõime tuleneb aktiivse karbonüülrühma olemasolust. Hapnikuaatomi kõrge elektronegatiivsus soodustab karbonüülrühma kaksiksideme tugevat polariseerumist ja liikuvate α-elektronide nihkumist hapnikuaatomi poole.
Aldehüüdide keemilised omadused:
1. Lisamisreaktsioonid:
A) hüdrogeenimisreaktsioon
B) NaHS03 lisamisreaktsioon
2. Oksüdatsioonireaktsioonid:
A) hõbepeegli reaktsioon
B) foori reaktsioon
3. Polükondensatsioonireaktsioon
4. Polümerisatsioonireaktsioon
Kvalitatiivne reaktsioon karboksüülrühmale - aldehüüdide oksüdatsioonireaktsioon vask(II)hüdroksiidiga - valgusfoor.
НСО + 2Cu(OH)2 = HCOOH +Cu2O +2H2O
"Hõbedane peegli reaktsioon"
Kas kujutate ette elu ilma peeglita? Kas ärkad hommikul ja ei näe oma peegelpilti? Tundub jama, tühiasi. Aga milline vaimne ebamugavus! Ega asjata jäeti muinasjututegelased karistuseks oma peegelpildist ilma. Mis on peegel? Mis on tema tugevus? Kust see tuli? Kuidas seda tehakse?
Nagu me juba teame, olid esimesed tõelised peeglid vasest, kullast ja hõbedast valmistatud metallplaadid, mis olid läikima poleeritud. Sellised peeglid aga olid suur puudus– õhus tumenesid nad kiiresti ja tuhmusid. Millise väljapääsu sellest olukorrast leidsite? Arvukad katsed on näidanud, et läikivat metallikihti saab kanda ka klaasile. Niisiis, 1. sajandil. AD hakati tootma klaaspeegleid – plii- või tinaplaatidega ühendatud klaasplaate. Tehti nii: klaasi pesti piiritusega, puhastati talgiga ja seejärel suruti plekk-leht tihedalt pinnale. Peale valati elavhõbe ja peale seisma laskmist kallati üleliigne ära. Saadud amalgaamikiht tihendati või värviti üle. Sellised peeglid osutusid metallist tunduvalt vastupidavamaks, mistõttu läksid käsitöökojad üle klaaspeeglite tootmisele, mille peegeldav pind oli valmistatud tinaamalgaamist (tina Sn lahus elavhõbedas Hg). Kuid kuna elavhõbeda aur on väga mürgine, oli elavhõbedapeeglite tootmine väga kahjulik ja peeglid ise sisaldasid elavhõbedat. Elavhõbedapeeglite hoidmine eluruumides oli ohtlik.
Seetõttu jätkasid teadlased elavhõbeda asendamise otsimist. Ta leiti prantsuse keemik François Ptizhan ja suur saksa teadlane Justus Liebig. Liebig tegi ettepaneku teha hõbedase kattega klaaspeeglid. Tema väljatöötatud meetod koosnes järgmistest toimingutest. Kõigepealt lisati hõbenitraadi vesilahusele AgNO3 vesilahus kaaliumhüdroksiid KOH, mis viis hõbeoksiidi Ag 2 O mustjaspruuni sademe väljasademiseni.
2AgNO3 + 2KOH = Ag2O + 2KNO3 + H2O.
Sade filtriti välja ja segati ammoniaagi NH3 vesilahusega.
Ag 2 O + 4NH 3 + H 2 O = 2 (OH).)
Hõbeoksiid lahustati ammoniaagivees, et moodustada kompleksühend (ammooniumoksiid või amiin) - diamiinhõbe(I)hüdroksiid. Seejärel kasteti saadud läbipaistvasse lahusesse klaasleht, mille üks pind oli põhjalikult rasvatustatud, ja lisati formaldehüüd HCHO.
2(OH) + HCHO = 2Ag + HCOONH4 + 3NH3 + H2O.)
Formaldehüüd vähendas hõbedat, mis ladestus klaasi puhastatud pinnale, kattes selle läikiva peeglitaolise kattega.
Aldehüüdide ja ketoonide kasutamine.
Formaldehüüd. Küllastunud aldehüüdide homoloogse seeria esimene liige on formaldehüüd HCOH. Nimetan seda ka metanaaliks ja sipelghappe aldehüüdiks. See on värvitu gaas, millel on iseloomulik terav lõhn. Laialdaselt kasutatakse vesilahust, mis sisaldab massifraktsioonides 0,4 ehk 40% metanaali. Seda nimetatakse formaldehüüdiks. Formaldehüüd (formaliin), selge, värvitu vedelik, millel on omapärane terav lõhn. Kasutatakse desinfitseeriva ja desodoreeriva vahendina käte pesemisel, naha pesemisel liigse higistamise ajal (0,5–1%), instrumentide desinfitseerimiseks (0,5%), došeerimiseks (1:2000–1:3000). Osa lüsovormist.
Selle kasutamine põhineb ka selle võimel voltida valke. Näiteks nahatootmises seletatakse formaliini parkimist valgu koagulatsiooniga, mille tulemusena nahk kõvastub ega lähe mädanema. Sellel samal omadusel põhineb formaldehüüdi kasutamine bioloogiliste preparaatide säilitamiseks. Formaldehüüdi kasutatakse mõnikord seemnete desinfitseerimiseks ja töötlemiseks. Metanaali kasutatakse mõnede ravimainete ja värvainete tootmisel. Suur hulk metanaali kasutatakse fenool-formaldehüüdvaigu tootmiseks, mis saadakse metanaali reageerimisel fenooliga. See vaik on vajalik erinevate plastide tootmiseks.
Fenoolformaldehüüdvaigust koos erinevate täiteainetega valmistatud plastmassi nimetatakse fenoolideks. Fenoolformaldehüüdvaiku atsetoonis või alkoholis lahustades saadakse erinevaid lakke.
Kui metanaal interakteerub uureaga CO(NH) 2, saadakse uurea vaik ja sellest valmistatakse aminoplastid. Nendest plastidest valmistatakse mikropoorseid materjale elektrotehnika jaoks (lülitid, pistikupesad), mööbli- ja siseviimistlusmaterjale, puitlaastplaate, tehismarmorit. Soojust ja heli isoleerivad poorsed materjalid.
Atsetaldehüüd CH 3 - SON on terava lämmatava lõhnaga värvitu vedelik. Kasutatakse tselluloosatsetaatide, äädik- ja peroksüäädikhapete, äädikanhüdriidi, etüülatsetaadi, glüoksaali, alküülamiinide, butanooli, kloraali tootmisel. Sarnaselt formaldehüüdiga osaleb see polükondensatsioonireaktsioonides amiinide, fenooli ja muude ainetega, moodustades tööstuses laialdaselt kasutatavaid sünteetilisi vaiku.
Mõru mandli lõhnaga bensaldehüüdi C 6 H 5 C (H) = O leidub mandliõlis ja eukalüpti eeterlikus õlis. Sünteetilist bensaldehüüdi kasutatakse toidumaitseainete essentsides ja parfüümikompositsioonides.
Alifaatset aldehüüdi CH 3 (CH 2) 7 C (H) = O (triviaalne nimetus – pelargonaldehüüd) leidub eeterlikud õlid tsitruselised, on apelsini lõhnaga, seda kasutatakse toidu maitseainena.
Aromaatne aldehüüd vanilliin leidub troopilise vanilje taime viljades, nüüd kasutatakse sagedamini sünteetilist vanilliini – laialt tuntud maitselisandit kondiitritoodetes.
Kodukeemias kasutatakse sidrunilõhnalist Citral C 10 H 15 O (3,7-dimetüül - 2,6-oktadienaal).
Krotonaldehüüd. Tugev pisaravool, mida kasutatakse butanooli, sorbiin- ja võihappe tootmiseks. Sisaldub sojaõlis. Aldehüüdide kasutamine meditsiinis.
Kaneeliõlis leidub kaneeldehüüdi ja seda saadakse kaneelipuu koore destilleerimisel. Kasutatakse toiduvalmistamisel pulkade või pulbrina
Heksatropiin (CH 2) 6 N 4 (heksametüleentetramiin), värvitud, lõhnatud kristallid, vees kergesti lahustuvad. Vesilahustel on aluseline reaktsioon. Omab antiseptilist toimet. Kasutatakse peamiselt kuseteede nakkusprotsesside korral (tsüstiit, püeliit). Toime põhineb ravimi võimel laguneda happelises keskkonnas formaldehüüdi moodustumisega. Ravim on ette nähtud tühja kõhuga. Näidustused selle kasutamiseks on koletsüstiit, kolangiit, naha ja silmade allergilised haigused (keratiit, iridotsükliit jne). Ravim võib põhjustada neeru parenhüümi ärritust, kui need sümptomid ilmnevad, tuleb ravim katkestada.
Akroleiin. Kasutatakse väga kõvade plastide tootmiseks. Akroleiin ja selle naatriumsoolad on muldasid struktureerivad emulgaatorid, mis parandavad paberi ja tekstiili omadusi.
Teadmiste üldistamine ja süstematiseerimine. Õppetunni kokkuvõte.
Seega määras aldehüüdide ja ketoonide võime osaleda erinevates transformatsioonides nende peamise kasutuse lähteainetena erinevate orgaaniliste ainete sünteesimisel: alkoholid, karboksüülhapped ja nende anhüdriidid, ravimid (urotropiin), polümeerproduktid (fenoolformaldehüüdvaigud, polüformaldehüüd) ), tootmisel kõikvõimalikud lõhnaained (bensaldehüüdi baasil) ja värvained.
Kodutöö.
Aldehüüdide ja ketoonide struktuur
Aldehüüdid- orgaanilised ained, mille molekulid sisaldavad karbonüülrühm:
ühendatud vesinikuaatomi ja süsivesiniku radikaaliga. Aldehüüdide üldvalem on:
Lihtsaimas aldehüüdis mängib süsivesiniku radikaali rolli teine vesinikuaatom:
Formaldehüüd Sageli nimetatakse vesinikuaatomiga seotud karbonüülrühma aldehüüdid:
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:
Vastavalt IUPAC nomenklatuurile moodustatakse küllastunud aldehüüdide nimed alkaani nimest, millel on sama arv süsinikuaatomeid molekulis, 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 tüüpiline on ainult üks tüüp struktuurne isomeeria - süsiniku skeleti isomeeria, mis on võimalik butanaaliga ja jaoks ketoonid- samuti karbonüülrühma positsiooni isomeeria. Lisaks on neid ka iseloomustatud klassidevaheline isomeeria(propanaal ja propanoon).
Aldehüüdide ja ketoonide füüsikalised omadused
Aldehüüdi või ketooni molekulis on hapnikuaatomi suurema elektronegatiivsuse tõttu süsinikuaatomiga võrreldes side. C=O on tugevalt polariseeritudπ sideme ja hapniku elektrontiheduse nihke tõttu:
Aldehüüdid ja ketoonid - polaarsed ained, millel on hapnikuaatomil 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; Aldehüüdidel, mis sisaldavad ahelas nelja kuni kuut süsinikuaatomit, on ebameeldiv lõhn; kõrgematel aldehüüdidel ja ketoonidel on lillelõhn ja neid kasutatakse parfümeerias.
Aldehüüdrühma olemasolu molekulis määrab iseloomulikud omadused aldehüüdid.
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 tekib etüülalkohol ja 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. Oksüdeerumine 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, oli eelnevalt rasvatustatud, siis reaktsiooni käigus tekkinud hõbe katab selle sujuvalt. õhuke film. 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, 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(metaan, sipelghappe aldehüüd HCHO) on värvitu terava lõhnaga gaas, mille keemistemperatuur on -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.
Atsetaldehüüd(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:
Olenevalt süsivesinikradikaali olemusest karboksüülhapped jagunevad 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. Niisiis, keemistemperatuur sipelghape s on 100,8 °C, äädikhape - 118 °C, propioonhape - 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 lahustuvate orgaaniliste hapete näitel.
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. Interaktsioon aluselised oksiidid 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 estrite moodustumisega - esterdamisreaktsioon (üks kõige enam olulised reaktsioonid, karboksüülhapetele iseloomulik):
Karboksüülhapete koostoimet alkoholidega katalüüsivad vesiniku katioonid.
Esterdamisreaktsioon on pöörduv. Tasakaal nihkub hariduse poole ester vett eemaldavate ainete juuresolekul ja eetri eemaldamisel reaktsioonisegust.
Esterdamise pöördreaktsioonis, mida nimetatakse estri hüdrolüüsiks (estri reaktsioon veega), moodustuvad hape ja alkohol:
On ilmne, et mõlemad võivad reageerida karboksüülhapetega, st siseneda esterdamisreaktsiooni. mitmehüdroksüülsed alkoholid näiteks 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. Liitmisreaktsioonid mitme sideme korral- 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 reageerimisel klooriga 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 on mürgine ja põhjustab nahale sattudes 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) nimetuste all ning neid kasutatakse laialdaselt Toidutööstus. Äädikhape on hea lahusti paljudele orgaanilistele ainetele ja seetõttu kasutatakse seda värvimisel, naha tootmine, värvi- ja lakitööstuses. Lisaks on äädikhape tooraine paljude tehniliselt oluliste orgaaniliste ühendite tootmiseks: 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 nimetatakse neid ka seepideks. On selge, et neid aineid toodetakse suures mahus.
Küllastumata kõrgematest karboksüülhapetest kõrgeim väärtus Sellel on 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, mis lahustub vees hästi. Seda kasutatakse metallide poleerimisel, puidutöötlemisel ja nahatööstuses.
Võrdlusmaterjal testi sooritamiseks:
Mendelejevi tabel
Lahustuvuse tabel
Peaaegu kõik keemilised ained meid ümbritsevad, on proovile pandud inimese poolt, lähtudes tema soovidest ja vajadustest. Igal ühendil on ainulaadne ainult talle omane omaduste ja omaduste kogum, millest valitakse välja meile elus kasulikud ja vajalikud. Igapäevane elu. Aldehüüdid, mille kohta me räägime, pole samuti erand.
Orgaanilise keemia alandlik laps
Süsinikuühendite hulgas, mida tavaliselt nimetatakse orgaanilisteks, on hästi tuntud neid, mis, nagu öeldakse, "on kõigi huultel". Näiteks glükoos, etüülalkohol või plast. Aldehüüdidel pole selles osas õnne. Ainult neist teatakse kitsad spetsialistid, ja isegi keskkooliõpilased, kes õpivad intensiivselt keemiat ülikooli sisseastumiseks. Tegelikult on sellised ühendid (nagu atsetaldehüüd) Keemilised omadused mida me kaalume, kasutatakse laialdaselt mõlemas tööstuslik tootmine, ja igapäevaelus.
Ebakõla õun
Paraku ei toimu teaduses avastused sageli ilma pilvedeta. Aldehüüdid, nende keemiline struktuur ja omadused avastati teadlaste pikkade vaidluste ja arutelude tulemusena XIX sajandil. Ja sellised kuulsad keemikud, nagu Liebig ja Döbereiner, tülitsesid isegi tõsiselt, püüdes välja selgitada, kes saamise ja isoleerimisel tegelikult peopesale kuulub. puhtal kujul atseetaldehüüd. Seda ekstraheeriti aurudest etüülalkohol kulgeb üle plaatinavõrgu, mis toimis reaktsiooni katalüsaatorina. Ainus, mis vastaseid lepitada suutis, oli see, et kõik keemikud nõustusid tingimusteta uue aineklassi nimetusega - aldehüüdid, mis sõna-sõnalt tähendab "vesinikuvaba alkohol". See näitab meetodit nende saamiseks alkoholidest kahe vesinikuaatomi eemaldamise teel.
Ei saa millegagi segi ajada
Arvestades aldehüüdide füüsikalisi ja keemilisi omadusi, on lihtne näha, et need on üsna spetsiifilised. Seega on formaldehüüdil, mis on mürgine gaas, terav, lämmatav lõhn. Selle 40% vesilahus, mida nimetatakse formaliiniks, tekitab erilise lõhna anatoomilistes laborites ja surnukuuris, kus seda kasutatakse mädanemisvastase ainena, mis säilitab elundite ja kudede valke.
Ja atseetaldehüüd, mis on järgmine homoloogne seeria, on värvitu vedelik, vees hästi lahustuv, ebameeldiva mädaõunte lõhnaga. Aldehüüde, mille keemilisi omadusi iseloomustavad oksüdatsiooni- ja liitumisreaktsioonid, saab muuta geneetiliselt sarnaste klasside aineteks: karboksüülhapeteks või alkoholideks. Vaatame neid konkreetsete näidete abil.
Aldehüüdide visiitkaart
Orgaanilises ja anorgaanilises keemias on selline mõiste nagu " kvalitatiivne reaktsioon" Seda võib võrrelda majakaga, mis annab märku, et tegemist on kindla klassi ainetega, näiteks aldehüüdidega. Aldehüüdide keemilisi omadusi kinnitavad reaktsioonid ammoniaagi lahus hõbeoksiid ja vaskhüdroksiid kuumutamisel (hõbepeegli reaktsioon)
Reaktsioonisaadus on puhas hõbe, mis vabaneb katseklaasi seintele peegelkihina.
Reaktsiooni tulemusena moodustub sade tellise värv- vaskoksiid.
Kaksikained
Nüüd on kätte jõudnud aeg tegeleda sellise nähtusega, mis on iseloomulik kõigile orgaanilistele ainetele, sealhulgas aldehüüdidele, nagu isomeeria. Ta on maailmast täielikult eemal anorgaaniline keemia. Seal on kõik lihtne: üks keemiline valem vastab ainult ühele konkreetsele ühendile, millel on omased füüsikalised ja keemilised omadused. Näiteks vastab valem HNO 3 ühele ainele nimega nitraathape, mille keemistemperatuur on 86 °C, terava lõhnaga ja väga hügroskoopne.
Orgaanilise keemia kuningriigis elavad ja elavad isomeerained, mille valemid on samad, kuid omadused erinevad. Näiteks valemis C 4 H 8 O on kaks täiesti erinevat aldehüüdi: butanaal ja 2-metüülpropanaal.
Nende valemid:
Isomeersed aldehüüdid, mille keemilised omadused sõltuvad nende koostisest ja struktuurist, on suurepärane tõend vene teadlase M. Butlerovi loodud geniaalsest orgaaniliste ühendite struktuuri teooriast. Tema avastus on keemia jaoks sama oluline kui perioodiline seadus D Mendelejev.
Unikaalne süsinik
Suurepärane tõend M. Butlerovi teooria kinnitamiseks on aldehüüdide keemilised omadused. Orgaaniline keemia, tänu ühe vene teadlase uurimistööle suutis lõpuks vastata küsimusele, mis on oma keerukusega vaevanud rohkem kui ühte põlvkonda teadlasi, nimelt: kuidas seletada orgaaniliste ühendite hämmastavat mitmekesisust, mis põhineb isomeeria fenomenil. . Vaatleme kahe aldehüüdi isomeeri: butanaali ja 2-metüülpropanaali molekulide struktuuri, millel on samad omadused. molekulaarne valem- C 4 H 8 O, kuid erinevad struktuurilt ja seetõttu erinevad üksteisest füüsikaliste ja keemiliste omaduste poolest.
Pöörame tähelepanu kahele kõige olulisemad omadused süsinikuaatom, mis võeti postulaatidena M. Butlerovi teooriasse:
1. Süsinik orgaanilistes ühendites on alati neljavalentne.
2. Süsinikuaatomid on võimelised omavahel ühinema ja moodustama erinevaid ruumilised konfiguratsioonid: sirged ja hargnenud ahelad või tsüklid.
Nendel vastavalt valentsile muu aatomid keemilised elemendid: vesinik, hapnik, lämmastik, moodustades seega kogu olemasolevate orgaaniliste ühendite hiiglasliku arsenali (ja neid on rohkem kui 10 miljonit Lisaks suureneb nende arv pidevalt orgaanilise sünteesi keemias saadavate ainete tõttu).
Mida polaarsem, seda parem
Jätkates aldehüüdide, nende keemilise struktuuri ja omaduste uurimist, peatume aldehüüdide molekule moodustavate aatomite polaarsuse nähtusel. Seega omandab atseetaldehüüdi molekuli aldehüüdrühma süsinikuaatom osalise positiivne laeng ja hapnikuaatom on osaliselt negatiivne. Nende esinemise põhjus on järgmine: elektroni tihedusπ side on liikuvam kui σ side.
Aldehüüdide üldvalemis, kus R on aldehüüdrühmaga seotud süsivesinikradikaal, moodustub hapnikuaatomil osa negatiivne laeng, ja süsinikuaatomil on see osaliselt positiivne. Seega muutub aldehüüdi funktsionaalrühm tugevalt polariseerituks, mis põhjustab suuremat reaktsioonivõime need ained. Lihtsamalt öeldes, mida polariseeritumad on aine molekulis olevad aatomid, seda paremini ja kiiremini see keemilistesse reaktsioonidesse siseneb. Vesinikuaatomi kiire oksüdeeriv jõud aldehüüdrühm ja karbonüülrühma reaktsioonivõime annab aldehüüdid neile iseloomulike liitumis- ja polümerisatsioonireaktsioonidega.
Elu plastilises maailmas
Just aldehüüdid, mille keemilised omadused määrab võime läbida polükondensatsiooni- ja polümerisatsioonireaktsioone, said fenoplastide ja aminoplastide - tänapäevase polümeeritööstuse põhimaterjalide - esivanemateks. Ettevõtte tooraineks on formaldehüüd ja atseetaldehüüd. Seega kasutatakse fenool-formaldehüüdvaikusid fenoolplastide tootmiseks – kõige olulisemate mustade ja värviliste metallide asendajad. Formaldehüüd tekib metaani oksüdeerimisel, kui seda kuumutatakse õhuga segus temperatuurini 600 °C, samuti 300 °C-ni kuumutatud metanooli oksüdeerimisel vaskkatalüsaatoril. Seega on aldehüüdid, preparaat ja keemilised omadused, mida me kaalume oluline tooraine orgaanilistes sünteesireaktsioonides.
Järelduste tegemine
Nagu näeme, sisaldab aldehüüdide rekord üsna palju vajalikke ja olulised ained nt formaldehüüd ja atseetaldehüüdid, mille keemilisi omadusi inimesed edukalt kasutavad erinevaid valdkondi oma elust.
Loeng nr 11
ALDEHÜÜIDID JA KETONID
Plaan
1. Kviitungi meetodid.
2. Keemilised omadused.
2.1. Nukleofiilsed reaktsioonid
ühinemine.
2.2. Reaktsioonid a -süsiniku aatom.
2.3.
Loeng nr 11
ALDEHÜÜIDID JA KETONID
Plaan
1. Kviitungi meetodid.
2. Keemilised omadused.
2.1. Nukleofiilsed reaktsioonid
ühinemine.
2.2. Reaktsioonid a -süsiniku aatom.
2.3. Oksüdatsiooni- ja redutseerimisreaktsioonid.
Aldehüüdid ja ketoonid sisaldavad karbonüülrühma
C=O. Üldvalem:
1. Saadamise meetodid.
2. Keemiline
omadused.
Aldehüüdid ja ketoonid on ühed kõige reaktiivsemad klassid
orgaanilised ühendid. Nende keemilised omadused määratakse olemasolu järgi
karbonüülrühm. Suure elektronegatiivsuse erinevuse tõttu
süsinik ja hapnik ning kõrge polariseeritavus lk -sidemed C=O side on olulise polaarsusega
( m C=O = 2,5-2,8 D). Karbonüüli süsinikuaatom
rühm kannab tõhusat positiivset laengut ja on rünnakuobjekt
nukleofiilid. Aldehüüdide ja ketoonide reaktsioonide peamine tüüp on reaktsioonid
nukleofiilne liitmine Ad N. Lisaks mõjutab karbonüülrühm
CH-sideme reaktsioonivõime a -positsioon, suurendades selle happesust.
Seega aldehüüdide ja ketoonide molekulid
sisaldavad kahte peamist reaktsioonitsentrit – C=O sidet ja C-H ühendus V a-positsioon:
2.1. Nukleofiilsed reaktsioonid
ühinemine.
Aldehüüdid ja ketoonid lisavad C=O-sidemesse kergesti nukleofiilseid reaktiive.
Protsess algab nukleofiili rünnakuga karbonüüli süsinikuaatomile. Siis
Esimeses etapis tekkinud tetraeedriline vaheühend lisab prootoni ja
annab lisatoote:
Karbonüülühendite aktiivsus
Reklaam N -reaktsioonid sõltuvad suurusest
karbonüüli süsinikuaatomi efektiivne positiivne laeng ja maht
karbonüülrühma asendajad. Elektrone loovutavad ja mahukad asendajad
raskendavad reaktsiooni, suurendavad elektrone tagasitõmbavad asendajad reaktsiooni
karbonüülühendite võime. Seetõttu sisaldavad aldehüüdid
Reklaam N -reaktsioonid on aktiivsemad kui
ketoonid.
Karbonüülühendite aktiivsus suureneb
happekatalüsaatorite olemasolu, mis suurendavad positiivset laengut võrra
karbonüüli süsinikuaatom:
Aldehüüdid ja ketoonid lisavad vett, alkohole,
tioolid, vesiniktsüaniidhape, naatriumvesiniksulfit, sellised ühendid nagu
N.H. 2 X. Kõik liitumisreaktsioonid
mine ruttu sisse kerged tingimused, aga saadud tooted on tavaliselt
termodünaamiliselt ebastabiilne. Seetõttu toimuvad reaktsioonid pöörduvalt ja sisu
Lisaproduktid tasakaalusegus võivad olla vähesed.
Vee ühendamine.
Aldehüüdid ja ketoonid lisavad vett
hüdraatide moodustumine. Reaktsioon on pöörduv. Hüdraatide moodustamine
termodünaamiliselt ebastabiilne. Tasakaal nihkub toodete poole
lisamine ainult aktiivsete karbonüülühendite korral.
Trikloroäädikhappe aldehüüdi hüdratatsiooniprodukt
kloraalhüdraat on stabiilne kristalne ühend, mida kasutatakse
ravim rahusti ja uinutina.
Alkoholide lisamine ja
tioolid.
Aldehüüdid ühinevad alkoholidega, moodustades poolatsetaalid. Üle alkoholi ja happelise katalüsaatori juuresolekul
reaktsioon kulgeb kaugemale - kuni moodustumiseni atsetaalid
Poolatsetaali moodustumise reaktsioon kulgeb järgmiselt
nukleofiilset liitumist ja seda kiirendatakse hapete või hapete juuresolekul
põhjustel.
Atsetaali moodustumise protsess toimub järgmiselt:
OH-rühma nukleofiilne asendus poolatsetaalis ja on võimalik ainult teatud tingimustel
happekatalüüs, kui OH-rühm muudetakse heaks lahkuvaks rühmaks
(H 2 O).
Atsetaalide moodustumine on pöörduv protsess. IN
Happelises keskkonnas hüdrolüüsuvad poolatsetaalid ja atsetaalid kergesti. Aluselises keskkonnas
hüdrolüüsi ei toimu. Mängivad atsetaalide moodustumise ja hüdrolüüsi reaktsioonid olulist rolli V
süsivesikute keemia.
Ketoonid sees sarnased tingimused ketaalid puuduvad
anda.
Tioolid on tugevamad nukleofiilid kui alkoholid
moodustavad liitprodukte nii aldehüüdide kui ka ketoonidega.
Ühinemine tsüaanvesinikuga
happed
Vesiniktsüaniidhape lisandub teatud tingimustel karbonüülühendile
aluseline katalüüs tsüanohüdriinide moodustamiseks.
Reaktsioonil on ettevalmistav väärtus ja
kasutatakse sünteesis a-hüdroksü- ja a -aminohapped (vt loeng nr 14). Mõnede taimede viljad
(nt mõru mandlid) sisaldavad tsüanohüdriine. Paistab silma, kui nad
vesiniktsüaniidhappel on lagunemisel mürgine toime.
Bisulfiti lisamine
naatrium
Aldehüüdid ja metüülketoonid lisavad naatriumvesiniksulfit NaHSO 3 bisulfiidi derivaatide moodustumisega.
Karbonüülühendite bisulfitderivaadid
– kristalsed ained, lahustumatu naatriumvesiniksulfiti lahuses.
Reaktsiooni kasutatakse karbonüülühendite eraldamiseks segudest. Karbonüül
ühendit saab kergesti regenereerida bisulfitderivaadi töötlemisega
hape või leelis.
Suhtlemine ühiste ühendustega
valem NH 2 X.
Reaktsioonid kulgevad vastavalt üldine skeem protsessina
kinnitumine-kõrvaldamine. Esimeses etapis moodustatud adukt ei ole
stabiilne ja eemaldab kergesti vett.
Vastavalt antud skeemile karbonüüliga
ühendid reageerivad ammoniaagi, primaarsete amiinide, hüdrasiini, asendatud hüdrasiinidega,
hüdroksüülamiin.
Saadud tuletised on
kristalsed ained, mida kasutatakse eraldamiseks ja tuvastamiseks
karbonüülühendid.
Imiinid (Schiffi alused) on vahepealsed
tooted paljudes ensümaatilistes protsessides (transamineerimine mõju all
koensüüm püridoksaalfosfaat; ketohapete redutseeriv amiinimine at
koensüümi NAD osalemineN). Imiinide katalüütilise hüdrogeenimise ajal
amiinid Protsessi kasutatakse amiinide sünteesimiseks aldehüüdidest ja ketoonidest ning
nimetatakse redutseerivaks amiinimiseks.
Redutseeriv amiinimine toimub in vivo
aminohapete sünteesi käigus (vt loeng nr 16)
2.2. Reaktsioonid poolt a -süsiniku aatom.
Keto-enooli tautomeeria.
Vesinik a -positsioon karbonüülrühma suhtes on happeline
omadused, kuna selle eliminatsiooni käigus moodustunud anioon stabiliseerub
resonantskonto.
Vesinikuaatomi prootoni liikuvuse tulemus
V a -positsioon
on karbonüülühendite võime moodustada enoolvorme tänu
prootonite migratsioon a -positsioon karbonüülrühma hapnikuaatomi suhtes.
Ketoon ja enool on tautomeerid.
Tautomeerid on isomeerid, mis võivad kiiresti ja pöörduvalt üksteiseks muutuda
mis tahes rühma rände tõttu (kuhu sel juhul- prooton). Tasakaal vahel
nimetatakse ketooniks ja enooliks keto-enooli tautomeeria.
Enolisatsiooniprotsessi katalüüsivad happed ja
põhjustel. Enoliseerumist aluse mõjul võib tähistada
järgmise diagrammiga:
Enamik karbonüülühendeid on olemas
valdavalt ketooni kujul. Enoolvormi sisaldus suureneb koos
karbonüülühendi happesuse tõus, samuti juhul
enoolvormi täiendav stabiliseerumine vesinikside või kulul
sidumine.
Tabel 8. Enoolvormide sisaldus ja
karbonüülühendite happesus
Näiteks 1,3-dikarbonüülühendites
metüleenrühma prootonite liikuvus suureneb järsult tänu
Kahe karbonüülrühma elektrone eemaldav toime. Lisaks enool
vorm on stabiliseerunud, kuna selles on konjugaadi süsteem lk -sidemed ja molekulisisesed
vesinikside.
Kui enoolvormis ühend on
on konjugeeritud süsteem kõrge energia stabiliseerimine, seejärel enoolvorm
valitseb. Näiteks fenool eksisteerib ainult enooli kujul.
Enolisatsioon ja enolaadi anioonide moodustumine on
läbi toimuvate karbonüülühendite reaktsioonide esimesed etapid a -süsiniku aatom. Kõige tähtsam
millest on halogeenimine Ja aldool-krotooniline
kondensatsioon
.
Halogeenimine.
Aldehüüdid ja ketoonid reageerivad kergesti halogeenidega (Cl2,
Br 2, mina 2 ) haridusega
eranditult a -halogeeni derivaadid.
Reaktsiooni katalüüsivad happed või
põhjustel. Reaktsiooni kiirus ei sõltu halogeeni kontsentratsioonist ja olemusest.
Protsess kulgeb enoolvormi moodustumisega (aeglane etapp), mis
seejärel reageerib halogeeniga (kiire samm). Seetõttu halogeen ei ole
kiirusega seotud—määrav etapp
protsessi.
Kui karbonüülühend sisaldab mitut a -vesinik
aatomid, siis iga järgneva asendamine toimub kiiremini kui eelmine,
nende happesuse suurenemise tõttu elektronide väljatõmbamise mõjul
halogeen. Aluselises keskkonnas annavad atseetaldehüüd ja metüülketoonid
trihalogeeni derivaadid, mis seejärel lagunevad liigse leelise mõjul
trihalometaanide moodustumine ( halovormi reaktsioon)
.
Trijodoatsetooni lagunemine toimub reaktsioonina
nukleofiilne asendus. CI rühmad 3 — hüdroksiidi anioon, nagu S N -reaktsioonid karboksüülrühmas (vt loeng nr 12).
Jodoform sadestub reaktsioonisegust vormis
kahvatukollane iseloomuliku lõhnaga kristalne sete. Jodoform
reaktsiooni kasutatakse analüütilistel eesmärkidelühenduste tuvastamiseks nagu
CH 3 -CO-R, sealhulgas
kliinilised laborid suhkurtõve diagnoosimiseks.
Kondensatsioonireaktsioonid.
Katalüütilise koguse hapete juuresolekul
või leeliselised karbonüülühendid, mis sisaldavad a -vesiniku aatomid,
moodustub kondensatsioon b -hüdroksükarbonüülühendid.
Hariduses S-S ühendused kaasatud karbonüül
ühe molekuli süsinikuaatom ( karbonüülkomponent) Ja a - süsinikuaatom on erinev
molekulid ( metüleenkomponent). Seda reaktsiooni nimetatakse aldooli kondensatsioon(atseetaldehüüdi kondensatsiooniprodukti nimetuse järgi -
aldool).
Reaktsioonisegu kuumutamisel toodetakse kergesti
dehüdreerub moodustumiseks a,b -küllastumata karbonüül
ühendused.
Seda tüüpi kondensatsiooni nimetatakse kroton(atsetaldehüüdi kondensatsiooniprodukti nimetuse järgi - kroton
aldehüüd).
Vaatleme aldooli kondenseerumise mehhanismi
aluseline keskkond. Esimeses etapis eraldab hüdroksiidi anioon prootoni a -karbonüülasend
ühendid enolaatiniooni moodustamiseks. Seejärel enolaadi anioon nukleofiilina
ründab teise karbonüülühendi molekuli karbonüülsüsiniku aatomit.
Saadud tetraeedriline vaheühend (alkoksiidi anioon) on tugev
aluse ja eraldab veelgi prootoni veemolekulist.
Aldooli kondenseerumisel kaks erinevat
võimalikud karbonüülühendid (ristaldooli kondensatsioon).
4 erineva toote moodustamine. Seda saab aga vältida, kui üks
ei sisalda karbonüülühendeid a -vesinikuaatomid (näiteks aromaatsed aldehüüdid
või formaldehüüd) ja ei saa toimida metüleenkomponendina.
Metüleenkomponendina reaktsioonides
kondensatsioon võib olla mitte ainult karbonüülühendid, vaid ka muud
C-H-happed. Kondensatsioonireaktsioonidel on ettevalmistav väärtus, kuna need võimaldavad
pikendada süsinikuaatomite ahelat. Vastavalt aldooli kondensatsiooni tüübile ja
retroaldooli lagunemine ( vastupidine protsess) toimub palju biokeemilisi protsesse
protsessid: glükolüüs, sidrunhappe süntees Krebsi tsüklis, neuramiinhappe süntees
happed.
2.3. Oksüdatsioonireaktsioonid ja
taastumine
Taastumine
Karbonüülühendid redutseeritakse
alkoholid katalüütilise hüdrogeenimise tagajärjel või mõju all
redutseerivad ained, mis on hüdriidianioonide doonorid.
[H]: H2 /kass., kass. - Ni, Pt,
Pd;
LiAlH4; NaBH4.
Karbonüülühendite redutseerimine
komplekssete metallhüdriidide puhul on tegemist karbonüülrühma nukleofiilse rünnakuga
hüdriidi anioon. Järgnev hüdrolüüs tekitab alkoholi.
Taastumine toimub samal viisil
karbonüülrühm in vivo koensüümi NAD mõjulN, mis on
hüdriidiooni doonor (vt loeng nr 19).
Oksüdatsioon
Aldehüüdid oksüdeeruvad praktiliselt väga kergesti
kõik oksüdeerivad ained, isegi sellised nõrgad nagu õhuhapnik ja ühendid
hõbe(I) ja vask(II).
Kaht viimast reaktsiooni kasutatakse kui
kvalitatiivne aldehüüdrühma jaoks.
Leeliste juuresolekul aldehüüdid, mis ei sisalda a -vesiniku aatomid
ebaproportsionaalne, moodustades alkoholi ja hapet (Cannizzaro reaktsioon).
2HCHO + NaOH ® HCOONa + CH 3 OH
See on põhjus, miks vesilahus
formaldehüüd (formaliin) muutub pikaajalisel säilitamisel happeliseks
reaktsioon.
Ketoonid on vastupidavad oksüdeerivatele ainetele
neutraalne keskkond. Hapus ja aluseline keskkond mõju all tugev
oksüdeerivad ained(KMnO 4 ) Nad
oksüdeeruvad C-C sideme purustamisega. Süsiniku skelett laguneb
enooli süsinik-süsinik kaksikside moodustab karbonüülühendi sarnaselt
oksüdatsioon topeltsidemed alkeenides. Nii saadakse toodete segu
mis sisaldavad karboksüülhappeid või karboksüülhappeid ja ketoone.