Альдегиды и кетоны
3.3. Альдегиды и кетоны
3.3.1. АЛЬДЕГИДЫ
Альдегиды – это органические соединения, в молекулах которых содержится
функциональная альдегидная группа
 |
Общая формула альдегидов, где R – углеводородный радикал.
Классификация альдегидов приведена на рис. 3.4, строение молекулы алканаля показано на рис. 3.5, а гомологический ряд предельных алифатических альдегидов (алканалей) представлен в табл. 3.6.
|
|
Рис. 3.4. Классификация альдегидов
|
|
Рис. 3.5. Строение алканаля, электронная формула и
распределение электронной плотности
Таблица 3.6
Гомологический ряд предельных алифатических альдегидов
(алканалей)
Общая формула R= CnH2n+1 (CnH2n+1CHO), n = 0, 1, 2,...
| Формулы | Названия | |
| по номенклатуре ИЮПАК | тривиальные | |
| НСНО | метаналь | муравьиный альдегид, формальдегид |
| СН3СНО | этаналь | уксусный альдегид, ацетальдегид |
| СН3СН2СНО | пропаналь | пропионовый альдегид |
| СН3–(СН2)2–СНО | бутаналь | масляный альдегид |
| СН3–(СН2)3–СНО | пентаналь | валериановый альдегид |
| СН3–(СН2)4–СНО | гексаналь | капроновый альдегид |
У алканалей различают изомерию углеродного скелета (рис. 3.6, а) и изомеры в классе кетонов (рис. 3.6, б).
|
а
|
б
Рис. 3.6. Изомерия алканалей
а- углеродного скелета; б- изомерия в классе кетонов
Физические и химические свойства, способы получения и области применения альдегидов представлены в табл. 3.7.
Таблица 3.7
Свойства, способы получения и области применения альдегидов
| Физические свойства | Химические свойства | Способы получения | Области применения | ||||||||||||||||||||||||
| Формальдегид (муравьиный альдегид, метаналь) – бесцветный газ с резким запахом, хорошо растворим в воде, его 40%-й водный раствор называют формалином. Ацетальдегид (уксусный альдегид) – бесцветная с резким запахом жидкость с температурой кипения 210С, неограниченно растворимая в воде. Альдегиды С3¸С12 – жидкости, растворимость которых в воде резко понижается с ростом молекулярной массы. Высшие алканали – твердые вещества, | 1. Реакции окисления:
+ Аg2O
муравьиная кислота
+ Ag2О этаналь
уксусная кислота а) и б) – это реакции "серебряного зеркала"– качественные реакции на альдегиды.
+ 2Cu(OH)2
2СuОН красный осадок это тоже качественная реакция на альдегиды. 2. Реакции присоединения (гидрирования):
метанол
б) + Н2
этанол
| 1. Реакции окисления:
а)СН4 + О2
2. Гидратация ацетилена (реакция Кучерова):
СН≡СН+Н2О 3. Гидролиз 1,1-дигалогеналка- нов: RCHCl2 + Н2О
4. В лаборатории формальдегид получают из метанола, пропуская его пары над медным катализатором:
5. Окисление первичных спиртов: R—СН2—ОН + [О]
Такая реакция может идти в биологических процессах, где катализаторами являются ферменты. | Формальдегид применяют для получения полимеров: фенолформальдегидных, мочевиноформальдегидных и меламиноформальдегидных смол. Формальдегид служит также сырьем для получения изопрена и бутадиена, лекарств и др., а формалин используют при выделке кожи и для протравливания семян. Ацетальдегид применяют для получения уксусной кислоты и ее производных, в органическом синтезе. |
а)
метаналь
+ 2Аg↓
б) 
СН3–ОН
+Н2О
2СН3ОН + О2 
Продолжение
| практически нерастворимые в воде. Альдегиды С7¸С16 характеризуются приятным запахом
| 3. Реакции со спиртами
+ С2Н5ОН ↔
↔ полуацеталь
+ С2Н5ОН ↔
↔ ацеталь 4. Реакции с циановодородом:
+ HCN
α-гидроксинитрил (циангидрин)
+ NaHSO3
6. Реакции полимеризации:
n полиоксиметилен, полиформальдегид
7. Реакции поликонденсации:
n + n
фенолформальдегидная смола | 6. Дегидрирование первичных спиртов: R—СН2—ОН
| Альдегиды С7¸С16 применяются в парфюмерии (из-за их приятного запаха)
|
+ (n-1)Н2О
К наиболее известным представителям ароматических альдегидов можно отнести бензальдегид (IX) и коричный альдегид (X):
 | |||
 |
бензальдегид коричный альдегид
(IX) (X)
В табл. 3.8 приведены свойства, способы получения и области применения этих представителей ароматических альдегидов.
Таблица 3.8
Свойства, способы получения и области применения
ароматических альдегидов
| Физические свойства | Химические свойства | Способы получения | Области применения | ||||||||||||||||||||||||||||
| Бензальдегид (бензойный альдегид) Коричный альдегид | 1. Окисление кислородом
бензойная кислота 2. Проявляет свойства альдегидов и ароматических соединений с электроноакцепторной группой. Неограниченно растворим в этаноле, плохо растворим в воде. Проявляет свойства альдегидов. Хорошо растворим в этаноле и нерастворим в воде
| 1. Окисление толуола:
бензальдегид 2. Гидролиз дихлорметилбензола:
Конденсация бензальдегида и уксусного альдегида в присутствии щелочи:
+
| В парфюмерии (имеет запах горького миндаля), пищевой промышленности, сырье для арилметановых красителей, получение коричного альдегида В парфюмерии (имеет запах корицы) и пищевой промышленности; сырье для получения коричного спирта
|
3.3.2. КЕТОНЫ
Кетоны – это органические соединения, в молекулах которых содержится
 |
карбонильная группа , связанная с двумя углеводородными радикалами.
Общая формула кетонов:
, где R и R` – различные или одинаковые углеводородные радикалы.
По рациональной номенклатуре названия кетонов образуются от названия соответствующих углеводородных радикалов с прибавлением слова "кетон", а по номенклатуре ИЮПАК – от названия соответствующего углеводорода с суффиксом "он" и указанием положения карбонильной группы. Например:
 | |||
 | |||
диметилкетон (ацетон)
(пропанон-2) метилпропилкетон (пентанон-2)
Простейшим кетоном является диметилкетон (ацетон). Основные свойства, способы получения и области применения ацетона приведены в табл. 3.9.
Таблица 3.9
Свойства, способы получения и области применения
ацетона
| Физические свойства | Химические свойства | Способы получения | Области применения | |||||||||||||||
| Ацетон – горючая бесцветная жидкость с характерным запахом. Плотность ацетона 0,796 г/см3, а температура кипения 56,1 °С. Он хорошо растворим в воде, спирте, эфире и сам является прекрасным растворителем жиров, смол и других органических соединений * :• | 1 . Реакция восстановления водородом:
+ Н2
пропанол-2
+ 3[О]
уксусная кислота муравьиная кислота 3. Ацетон не полимеризуется и не дает реакции "серебряного зеркала" (в отличие от альдегидов). 4. Реакция горения: (СН3)2С=О + 4О2 | 1 . Сухая перегонка дерева. 2. "Кумольный способ" (см. табл. 3.5). 3. Гидратация ацетилена водяным паром: СН≡СН + Н2О
4. Дегидрирование вторичного пропилового спирта:
| 1. Основное применение ацетона – растворитель лаков и смол. 2. Получение хлороформа, йодоформа. 3. В производстве бездымного пороха, искусственного шелка, лекарств. 4. В производстве метилметакрилата, метилизобутилкетона, метакриловой кислоты |
3СО2 +3Н2О
Рекомендуем посмотреть лекцию "20 Закрытые повреждения грудной клетки и ее органов".
Представителями ароматических кетонов являются ацетофенон (XI) и бензофенон (XII):
ацетофенон бензофенон
(ХI) (XII)
Эти соединения проявляют свойства, характерные для веществ с карбонильной группой и производных бензола.
Ацетофенон применяется как душистое вещество (имеет запах черемухи) для отдушки мыла и в производстве лекарственных веществ, а бензофенон – в изготовлении душистых веществ.
