Альдегиды. Кетоны

Кластер
Альдегиды
Общая формула
O
R – C
H
Изомеры кетонов
Продукты
окисления спиртов
Органические
вещества
Алкоголи
дегидрированные
Газы, жидкости,
твердые вещества
Оксосоединения
Карбонильные
соединения
Реакционно-
способные
вещества

Карбонилсодержащие соединения
Органические соединения, в молекуле которых имеется карбонильная группа -С=O, называются карбонильными соединениями, или оксосоединениями. Сn Н2n О
Альдегиды содержат в молекуле карбонильную группу, обязательно связанную с атомом водорода, т. е. альдегидную группу
Кетоны содержат карбонильную группу, связанную с двумя углеводородными радикалами, т. е. кетонную группу.

Карбонилсодержащие соединения.
Номенклатура и изомерия
метаналь
(формальдегид)
этаналь
(ацетальдегид)
пропаналь
(пропионовый альдегид)

Карбонилсодержащие соединения.
Номенклатура и изомерия
O
CH2 = CH – C
H
Бензальдегид
(бензойный альдегид)
Пропеналь
(акролеин)

Карбонилсодержащие соединения.
Номенклатура и изомерия
бутанон
метилэтилкетон
пропанон,
диметилкетон
(ацетон)

Карбонилсодержащие соединения.
Номенклатура и изомерия
1. Структурная, углеродного скелета:
бутаналь и 2-метилпроапналь
2. Структурная, межклассовая:
пропаналь и пропанон
3. Для кетонов: структурная, положения функциональной группы
пентанон-2 и пентанон-3

Карбонилсодержащие соединения.
Физические свойства
формальдегид
уксусный
альдегид
бензальдегид

Карбонилсодержащие соединения.
Способы получения
Получение из спиртов. Окисление спиртов

Карбонилсодержащие соединения.
Способы получения
Дегидрирование спиртов

Карбонилсодержащие соединения.
Способы получения
Присоединение воды (реакция М.Г.Кучерова, 1881)
Гидратация алкинов

Карбонилсодержащие соединения.
Способы получения
Присоединение воды (реакция М.Г.Кучерова, 1881)
Гидратация алкинов

Карбонилсодержащие соединения.
Способы получения
Термическое разложение солей карбоновых кислот
Реакция Ружечки, 1926

Карбонилсодержащие соединения.
Способы получения
Окисление алкенов

Реакционные центры в альдегидах
H O
H C C
H H
Молекула альдегида – это не сумма атомов, а результат их взаимного влияния друг на друга

Строение молекул альдегидов
H O
R C C
H H
нуклеофильный
центр
кислотный
центр

Прогноз реакционной способности альдегидов
Реакции по карбонильной группе (нуклеофильное присоединение)
Реакции по связи С – Н (окисление)
Реакции по углеводородному радикалу
Реакции полимеризации и поликонденсации

Химические свойства
альдегидов
Реакции
поликонденсации
Реакции
присоединения
Реакция
«серебряного
зеркала»
Окисление
Cu(OH)2
Реакции
окисления
Гидрирование
Присоединение
NaHSO3
Реакции
полимеризации

Химические свойства альдегидов
Реакции нуклеофильного присоединения:
Присоединение синильной кислоты
Присоединение гидросульфита натрия
Присоединение магнийорганических соединений (реактивов Гриньяра)
Присоединение воды
Присоединение спиртов
Присоединения водорода (восстановление)

Механизм реакции
нуклеофильного присоединения
Nu: OH¯, CN¯, Cl¯, H2O, NH3, C2H5OH
Гетеролитический разрыв связи в молекуле реагента
А : В А+ + :В¯
нуклеофил
..
..
..
..

Механизм реакции
нуклеофильного присоединения
2. Взаимодействие субстрата с нуклеофилом
О О¯
R C + :В R C H
Н B
δ+
δ-

Механизм реакции
нуклеофильного присоединения
3. Стабилизация аниона за счет присоединения катиона А+
О¯ ОА
R C H + А+ быстро R C H
B В

Карбонилсодержащие соединения.
Химические свойства
Реакции нуклеофильного присоединения

Карбонилсодержащие соединения.
Химические свойства
Взаимодействие с синильной кислотой и цианидами металлов
Гидроксинитрилами называются соединения, содержащие в молекуле гидроксильную группу и цианогруппу

Карбонилсодержащие соединения.
Химические свойства
Присоединение бисульфита

Карбонилсодержащие соединения.
Химические свойства
Реакции с магнийорганическими соединениями
Реакция Гриньяра
Гриньяр Франсуа Огюст Виктор
(6.V.1871–13.XII.1935)
(Франция)
Нобелевская премия по химии, 1912 г.

Карбонилсодержащие соединения.
Химические свойства
Реакции с магнийорганическими соединениями

Карбонилсодержащие соединения.
Химические свойства
Взаимодействие с водой

Карбонилсодержащие соединения.
Химические свойства
Взаимодействие со спиртами

Карбонилсодержащие соединения.
Химические свойства
Взаимодействие со спиртами

Карбонилсодержащие соединения.
Химические свойства
Взаимодействие с аминами
НУКЛЕОФИЛЬНОЕ ПРИСОЕДИНЕНИЕ AN

Карбонилсодержащие соединения.
Химические свойства
Восстановление оксосоединений

Карбонилсодержащие соединения.
Химические свойства
Реакции окисления

Карбонилсодержащие соединения.
Химические свойства
Реакции окисления

Рекации замещения по
α-углеродному атому
R – CH2 – COH + Cl2 → R – CHCl – COH +
HCl

Карбонилсодержащие соединения.
Химические свойства
Реакции с участием углеводородного радикала

Реакция конденсации
1872 г – А.П. Бородин
O O ОН О
СН3 – C + Н – СН2 – C → СН3 – СН – СН2 – С →
H Н Н
альдоль
→ СН3 – СН = СН – СОН
кротоновый альдегид

Применение
Формальдегид
Кожевенная
промышленность
Медицина
Фенолформальдегидные
смолы
Сельское
хозяйство

Уксусный
альдегид
Этиловый
спирт
Уксусная
кислота
Пластмассы
Ацетатное
волокно

Альдегиды в природе
Отличительной чертой многих альдегидов является их запах. Высшие альдегиды, особенно непредельные и ароматические, входят в состав эфирных масел и содержатся в цветах, фруктах, плодах, душистых и пряных растениях. Их используют в пищевой промышленности и парфюмерии.

Альдегиды в нашей жизни
Булочки ванильные, корицы аромат,
Амаретто, шоколад
Альдегидов вкус таят
В землянике и кокосе
И в жасмине и в малине
И в духах и в еде
Альдегидов след везде.
Что за запах, что за прелесть,
И откуда эта свежесть?
Это высший альдегид
Аромат вам свой дарит.

Ванилин С8Н8О3
В плодах ванили содержится ароматический альдегид, который придает им характерный запах. По запаху ванилин можно обнаружить в чрезвычайно малых количествах, однако повышение его концентрации не усиливает эффект. Ванилин применяется в парфюмерии, кондитерской промышленности, для маскирования запахов некоторых продуктов.

Цитраль
3,7-диметил-2,6-октадиеналь(запах лимона)
Запах цитрусовых обусловлен данным диеновым альдегидом. Его применяют в качестве отдушки средств бытовой химии, косметических и парфюмерных веществ.

Коричный альдегид (С9Н8О)
Коричный альдегид
содержится в масле корицы,
его получают перегонкой коры
дерева корицы . Применяется
в кулинарии в виде палочек или
порошка. Корица известна не
только благодаря запаху, но и
при лечении метеоризма.

Бензальдегид (С7Р6О)
Бензальдегид – жидкость с запахом горького миндаля.
Встречается в косточках и семечках, особенно в абрикосах и персиках.

Фенилэтаналь С8Н7О
Фенилэтаналь по сравнению с бензальдегидом лучше соответствует рецептору цветочного запаха. Фенилэтаналь пахнет гиацинтом.

Гептанон-2 (С7Н14О)
Это соединение представляет собой жидкость с гвоздичным запахом.
Гептаноном-2 обусловлен запах многих плодов и молочных продуктов, например, сыра «Рокфор»

n-Гидроксифенилбутанон-2 (С10Н20О2)
Этот кетон обуславливает в основном запах спелых ягод малины. Его включают в состав синтетических душистых композиций

Феромоны
Не менее важна роль запаха и в жизни животных. Обоняние в мире животных играет чуть ли не большую роль, чем зрение или слух. Муравьи по запаху могут определить не только природу предмета, но и его размеры и форму. Для многих видов животных запах – это основная сигнальная система. Насекомые общаются между собой, выделяя ничтожные количества органических веществ – феромонов. Чувствительность насекомых к феромонам просто поразительна: самец ночной бабочки чувствует половой феромон самки на расстоянии до 10 км! Такая реакция обусловлена соседством центра обработки обонятельных сигналов в головном мозге с лимбической системой, связанной с эмоциями. В этом случае химия непосредственно влияет на наши эмоции и поведение. Синтетические феромоны используют для борьбы с вредными насекомыми, заманивая их в ловушки.
СН3 – СН2 – СН2 – СН = СН - СОН
Гегсен-2-аль

Генетическая связь между альдегидами и другими органическим веществами
Вариант 1. Метан → ацетилен → уксусный альдегид → уксусная кислота
Вариант 2. Этаналь → этанол → этилен → этаналь