- •Лабораторная работа №10 Тема: альдегиды и кетоны
- •10.1 Теоретическая часть
- •10.1.1 Методы получения
- •3. В технике альдегиды получают прямым присоединением со и н2 к олефинам:
- •10.1.2 Химические свойства альдегидов и кетонов
- •4. Присоединение спиртов:
- •6. Взаимодействие с аммиаком:
- •7. Образование оксимов с гидроксиламином:
- •10.2 Экспериментальная часть
- •10.2.1 Открытие альдегидов с фуксинсернистой кислотой (Реакция Шиффа)
- •10.2.2 Цветная реакция на ацетон с нитропруссидом натрия (Проба Легаля)
- •10.2.3 Окисление формальдегида аммиачным раствором оксида серебра (реакция Толленса)
- •10.2.4 Окисление формальдегида гидроксидом меди (II) в щелочной среде
4. Присоединение спиртов:
полуацеталь
В присутствии следов минеральных кислот образуются ацетали:
ацеталь
5. Присоединение магнийгалогеналкилов, гидролиз которых приводит к получению первичных, вторичных и третичных спиртов соответственно:
НСОН + RMgBr R-CH2–OMgBr
R–CH2-OMgBr + H2O R–CH2-OH + Mg(OH)Br
R COH + RMgBr R2–CH–OMgBr
R2-CH-OMgBr + H2O R2-CH-OH + Mg(OH)Br
R2C=O + RMgBr R3COMgBr
R3COMgBr + H2O R3C-OH + Mg(OH)Br
Некоторые реакции присоединения протекают с отщеплением молекул воды. К таковым относятся реакции взаимодействия альдегидов с аммиаком с образованием альдиминов (кетоны подобных соединений не образуют), с гидроксиламином с образованием альдоксимов и кетоксимов, с гидразином с образованием гидразонов.
6. Взаимодействие с аммиаком:
Альдимины легко полимеризуются в циклические альдегидаммиаки, используемые как ускорители вулканизации каучуков:
Взаимодействием формальдегида с аммиаком получают уротропин:
6 НСОН + 4NH3 (CH2)6N4 + 6H2O
7. Образование оксимов с гидроксиламином:
R – CH = O + H2N-OH H2O + R-CH = NOH
альдоксим
R2C = O + H2N-OH R2C = N – OH + Н2О
кетоксим
Эти реакции применяют для количественного определения карбонильных соединений, используя солянокислый гидроксиламин.
8. Взаимодействие с гидразином и его замещенными. В зависимости от условий гидразин образует гидразоны:
или азины (альдазины и кетазины):
9. Реакции полимеризации альдегидов в присутствии следов минеральных кислот. При этом формальдегид может превращаться в параформ:
nСН2О (-CН2О-)n
со степенью полимеризации n=8-10, полиформальдегид со степенью полимеризации n=1000, циклический продукт – триоксиметилен:
Полимеризация уксусного альдегида приводит к образованию паральдегида:
паральдегид
10. Реакции конденсации альдегидов, приводящие к образованию альдолей, называют альдольной конденсацией (а). Конденсация, сопровождающаяся отщеплением воды и образованием непредельного альдегида, называется кротоновой конденсацией (б). Альдольная конденсация кетонов протекает в более жестких условиях с образованием -кетоноспиртов (в):
а) СН3СНО + НСН2СОН СН3СН(ОН)СН2СНО
3-оксибутаналь (альдоль)
б
-H2O
кротоновый альдегид
в) (СН3)2С=О+НСН2-СО-СН3(СН3)2С(ОН)-СН2-СО-СН3(СН3)2С=СН-СО-СН3
-H2O
(4-окси-4-метилпентанон-2) (4-метилпентен-3-он-2)
Из соединений, участвующих в ключевой стадии при альдольной конденсации, одно должно быть донором пары электронов, а другое – акцептором.
Альдегиды, не способные к альдольной конденсации, вступают в реакцию Канниццаро (реакция дисмутации альдегидов):
2 (СН3)2СНСНО + КОН (СН3)2СНСООК + (СН3)2СНСН2ОН
11. Сложноэфирная конденсация (по Тищенко) в присутствии алкоголятов алюминия приводит к получению из ацетальдегида этилацетата:
СН3СНО + СН3СНО СН3СООС2Н5
12. Получение пентаэритрита (щелочной катализ):
СН3СНО + 3СН2О С (СН2ОН)4
13. Замещение карбонильного кислорода хлором при действии РCI5 позволяет получить геминальные дигалогенпроизводные:
R2C=О + РСI5 R2CCI2 + POCI3
14. Карбонильная группа оказывает активирующее действие на реакционную способность связанных с ней углеродных атомов (особенно -атомов), вследствие чего для альдегидов и кетонов характерны реакции замещения в углеводородном радикале:
СН3СН2СНО + CI2 CH3CHCICHO
Реакции отличаются от реакций галогенирования алканов тем, что протекают в присутствии кислых или щелочных катализаторов.
При пропускании хлора через ацетальдегид получается 2,2,2-трихлорацетальдегид (хлораль) –CI3-CH=O, который широко используется в органическом синтезе.
15. Галоформная реакция, индуцируемая основаниями, приводит к получению галоидпроизводных типа СНHaI3 и может служить качественной реакцией на метилкетоны .
Образующийся тригалогенкетон легко атакуется основанием, что приводит к расщеплению С-С связи:
Образование иодоформа (осадок в виде желтых кристаллов) является качественной реакцией на группу СН3СО-.
16. Реакции окисления. Альдегиды окисляются до карбоновых кислот даже такими слабыми окислителями, как аммиачный раствор оксида серебра (реактив Толленса). Эта качественная реакция на альдегиды известна под названием “реакции серебряного зеркала”:
RCOH + 2Ag(NH3)2OH RCOONH4 + 2Ag + 3NH3 + H2O
Альдегиды окисляются также феллинговой жидкостью (“реакция медного зеркала”).
Кетоны окисляются труднее. Они более устойчивы к слабым окислителям и к кислороду воздуха. При действии сильных окислителей происходит разрыв углеродной цепи и образование смеси кислот. При окислении симметричных кетонов образуется не более двух кислот:
О
СН3-СН2-СО-СН2-СН3 СН3-СН2-СООН + СН3СООН