Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Методичка для лабораторных Органика ПСК.doc
Скачиваний:
40
Добавлен:
14.11.2019
Размер:
1.05 Mб
Скачать

Медленно

С+= О- + :В-  -- С –О -

В

быстро

--С–О - + А+  --СОА

 

В В

По такому механизму к альдегидам присоединяются такие реагенты, как синильная кислота, гидросульфит натрия, спирты, вода (нестойкие гидраты для большинства альдегидов и кетонов), реактив Гриньяра (магнийгалогеналкилы), водород.

1. Присоединение синильной кислоты с образованием -оксинитрилов, омылением которых получают -оксикислоты:

2. Присоединение гидросульфита натрия дает кристаллические вещества, называемые бисульфитными производными альдегидов и кетонов:

Реакция с бисульфитом натрия используется для качественного определения альдегидов и кетонов, а также для их выделения и очистки. В реакцию с бисульфитом натрия вступают только метилкетоны.

3. Присоединение воды. В водных растворах карбонильные соединения существуют в равновесии с диолами – продуктами присоединения воды по связи С=О:

Гидраты незамещенных альдегидов и кетонов нестабильны, за исключением гидрата формальдегида СН2(ОН)2.

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-CH2OMgBr

RCH2-OMgBr + H2O RCH2-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 = NOH + 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

) СН3СН(ОН)СН2СНО СН3СН=СН-СНО

кротоновый альдегид

в

-H2O

)(СН3)2С=О+НСН2-СО-СН3(СН3)2С(ОН)-СН2-СО-СН3(СН3)2С=СН-СО-СН3

диацетоновый спирт окись мезитила

(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

Непредельные альдегиды и кетоны содержат непредельные радикалы, связанные с карбонильной группой. Химические свойства таких соединений обусловлены наличием как двойной связи, так и карбонильной группы. Особый интерес представляют -,-ненасыщенные (сопряженные) альдегиды и кетоны, присоединение галогеноводородов у которых идет против правила Марковникова.

Простейшими представителями таких соединений являются акролеин, кротоновый альдегид, а из кетонов – метилвинилкетон.