АЛЬДЕГИДЫ И КЕТОНЫ – органические соединения (см. ХИМИЯ ОРГАНИЧЕСКАЯ), содержащие фрагмент >C=O (углерод, связанный двойной связью с кислородом, его называют карбонильным). У альдегидов карбонильный углерод соединен с атомом Н и органической группой R (общая формула RHC=O), а в кетонах – с двумя органическими группами (общая формула R2С=О).
Номенклатура альдегидов и кетонов. Группу –(Н)С=О называют альдегидной, для связывания с органическими группами у нее есть всего одна свободная валентность, это позволяет ей находится только на конце углеводородной цепи (но не в середине). При составлении названия альдегида указывается название соответствующего углеводорода, к которому добавляется суффикс «аль», например, метаналь Н2С=О, этаналь Н3СС(Н)=О, пропаналь Н3ССН2С(Н)=О. В более сложных случаях углеродную цепь группы R нумеруют, начиная с карбонильного углерода, затем с помощью числовых индексов указывают положение функциональных групп и различных заместителей.
НОМЕНКЛАТУРА АЛЬДЕГИДОВ. Замещающие и функциональные группы, а также соответствующие им цифровые индексы выделены различающимися цветами.
Для некоторых альдегидов часто используют тривиальные (упрощенные) названия, сложившиеся исторически, например, формальдегид Н2С=О, ацетальдегид Н3СС(Н)=О, кротоновый альдегид СН3СН=CHC(H)=O.
В отличие от альдегидной, кетонная группа >C=O может находиться также в середине углеводородной цепи, поэтому в простых случаях указывают названия органических групп (упоминая их в порядке увеличения) и добавляют слово «кетон»: диметилкетон CH3–CO–CH3, метилэтилкетон CH3CH2–CO–CH3. В более сложных случаях положение кетонной группы в углеводородной цепи указывают цифровым индексом, добавляя суффикс «он». Нумерацию углеводородной цепи начинают с того конца, который находится ближе к кетонной группе
Вы уже знаете о суперспособностях современного учителя?
Тратить минимум сил на подготовку и проведение уроков.
Быстро и объективно проверять знания учащихся.
Сделать изучение нового материала максимально понятным.
Избавить себя от подбора заданий и их проверки после уроков.
Просмотр содержимого документа
«Альдегиды и кетоны »
Кіріспе
Жалпы формулалар
Изомериясы. Номенклатурасы
Көміртек топшасының электрондық құрылысы
Алу жолдары
Физикалық қасиеттері
Химиялық қасиеттері
1.Қосылу реакциялары
Натрий бисульфитінің қосылуы
Цианды сутек қышқылын қосып алып,
α-оксинитрилдер түзу
Магний органикалық қосылыстарды қосып алып,
спирттер түзу
Гидратация
2.Оттектік орнын басу реакциялары
Аммиакпен әрекеттесуі
Гидрооксиламин альдегидтермен және кетондармен
әрекеттесіп оксилдер түзіледі
Гидразин және оның туындыларымен әрекеттесуі
ОксоқосылыстардыңPCl5–мен әрекеттесуі
3.α–сутектік атомның
қатысуындағы реакциялар
Галогендеу
Конденсациялау
Тотықсыздану
4.Тотығу–тотықсыздану
реакциялары
деп құрамында карбонил тобыС=Обар, көмірсутек туындыларын айтады. Альдегидтерде карбонил тобы бір бос валенттілігі арқылы сутегімен, ал екінші бос валенттілігі арқылы көмірсутек радикалымен байланысады.
O
R C
H
Кетондарда карбонил тобының екі бос валенттіліктері де радикалдармен байланысуға жұмсалады.
O
R C
R
Радикалдардағы көміртегі атомдарының сандарының өсуіне қарай олардың гомологтық қатары құралады.Мысалы:НСНО;
CH3– CHO;C2H5– CHO;C3H7– CHO,т.б. Сол сияқтыСH3– C – CH3, CH – C – CH2CH3т.с.с.
О
О
Альдегидтердің изомериясырадикалдардың
құрылысына байланысты.Мысалы:C5H10O
CH3CH2CH2CH2O, CH3– CH – CH2– CHO,
CH3– CH2– CH – CHO, CH3– C – CHO
CH3
CH3
CH3
CH3
Кетондар изомериясырадикалдардың
құрылысынажәнекөміртектізбегіндегі
карбонил тобының орнына байланысты.Мысалы:C5H10O
СH3– CH2–C–CH2– CH3,CH3– C – CH2– CH2– CH3
CH3– C – CH – CH3
O
O
CH3
O
Альдегидтер мен кетондардың әртүрлі номенклатура бойынша атауға болады.
Систематикалық немесе Женева номенклатурасы бойынша альдегидтер сәйкес көмірсутектердің атына«аль»жалғауы жалғанып айтылады:
O
CH3– CH2– C
H
1
2
3
пропаналь
3
Ал кетондар«он»жалғауы жалғанып, карбонил
тобының орны көрсетіледі:
CH3– C – CH2– CH2– CH3 пентан аль
CH3– CH2–C – CH2– CH3 пентан он -3
O
О
Карбонил топшасындағыC = Oқос байланыс физикалық табиғаты жағынан этилендегіС=Сқос байланысқа ұқсасσ–байланыс көміртегініңspгидридтелген және оттегінің2px –атомдықорбитальдарынан түзіледі. П–байланыс2pz–атомдық орбитальдарынантүзіледі.
2
Спирттердітотықтыружәне
сутексіздендіру(спирттер тақырыбы)
Карбон қышқылдарының кальцийлі
тұздарының пиролизі
O
R – C
O O
Ca R – C
O R
R - C
O
300 C
- CaCO3
3. Oксосинтез.(Реппе синтезі) Олефиндерге СО мен Н2тікелей қосу. Реакция100-200атм. және100-200C Co, Niкатализаторларының қатысында жүреді.
R – CH2– CH2– C
R – CH = CH2+ CO + H2
R – CH – C
O
H
O
H
CH3
Құмырсқа альдегиді–өткір иісті газ, сірке альдегидінен бастап келесі мүшелері–сұйық, ал жоғарғылары–қатты заттар.
Альдегидтердің молекулалық массалары өскен сайын балқу және қайнау температурасы артады. Спирттерден өзгешелігі–альдегидтерде молекулааралық сутектік байланыс түзілмейді.
A.Қосылу реакциялары
A.Қосылу реакциялары
A.Қосылу реакциялары
Альдегидтер мен кетондарға тән реакциялардыңбәрі де аса активті карбонилді топқа байланысты. Карбонил топшасының реакцияға түскіш екі орталығы болавды:1.электрон тығыздығы басым оттегі және2.электрон тығыздығы төмен көміртегі.
Реакция карбонил топшасының көміртегі атомын нуклеофильді реагенттің атқылауынан басталады да, теріс зарядталған оттегіге протонның қосылуымен аяқталады.
С= C NС
C HС
-
О
-
σ -
σ +
баяу
N
-
O
ОН
тез
N
N
1.Натрий бисульфитінің қосылуы
-
ONa
ONa
O
O
+
CH3– C + S – OH CH3– C – S O + H
CH3– CH – SнемесеCH3– CH – SO3Na
R – C = O + HSO3Na R – C – SO3Na
H
O
O
H
ONa
OH
OH
O
OH
CH3
CH3
2.Цианды сутек қышқылынқосып алып,
α-оксонитрилдер түзілуі.
OH
σ +
σ -
σ -
σ +
СH3– C = O + HCN CH3– C – CN
СH3– C = O + HCl CH3– C – CN
H
циангидрин
OH
CH3
CH3
3.Магний органикалық қосылыстарды қосып алып, спирттер түзу
a)Біріншілік спирт түзілу үшін тек қана формальдегид қолданылады:
С= O + R MgCl R – C –OMgCl R –C –OH + Mg(OH)2
б) екіншілік спирттерді алу үшін басқа кез-келген альдегидтерді пайдаланылады:
Суөте әлсіз нуклеофил болғандықтан тек қана өте активті карбонилді қосылыстармен ғана әрекеттеседі. Карбонил тобы мен су арасындағы тепе–теңдік былай өрнектеледі:
С= O + HOHС
OH
OH
Спирттерсудан гөрі күшті нуклеофил болғандықтан, карбонилді қосылыстармен әрекеттескенде тұрақсыз жартылай ацетальдар түзіледі:
R – C + HOR R – C – CR + H
OH
O
H
R
R
Б. Оттектің орынбасу реакциялары
1.Аммиакпен әрекеттесуі.
Бұл реакцияға альдегидтер мен кетондар әртүрлі түседі. Альдегидтер аммиакты қосып алып, альдегидоаммиак түзеді. Одан әрі тез суды бөліп шығарып альдеминге айналады:
СН3– C = O + NH3CH3– C – OСH3-C - OH CH3-C =NH NH
NH2- H
NH2- H
σ-
σ+
-H 2 O
H
H
H
Альдеминдер одан әрі оңай тримерленіп қосылыстар түзеді
NH NH
CH3– CH H3C-CH CH-CH3
NH CH – CH3NH NH
CH NH CH
CH3CH3
гексогидро-1 ,3, 5 триазин
Ал кетондар аммиакпен ондай қосылыстар түзбейді. Олар баяу жүреді және күрделі түрде әрекеттеседі.
NH2
СH3– C = O +:NH3CH3– C – OH
CH3CH3
NH2O NH2O
CH3– C – OH + H – CH2– CH – CH3CH3–C– CH2– C –CH3
CH3CH3
2.Гидроксиамин альдегидтер мен кетондарменәрекеттесіп алдоксин немесе кетосин түзіледі.
R – CH = O + H2NOH R – CH = N – OH
альдоксим
R2C = O + H2NOH R2C = HOH
к етоксим
Әлсіз қышқыл ерітіндісінде оксимдер гидролизденіп карбонил қосылыстар және гидроксил амин түзеді. Күшті қышқыл қатысында оксимдердің қайта топтасуы
- H 2 O
жүреді. Бұл реакцияны алғаш байқағанБекманболды. Сондықтан оныБекмандық қайта топтасуыдеп аталады. Қайта топтасу көмірсутек радикалдарыныңRнемесеRкөміртегіден азотқа және оттегінің азоттан көміртегіге орын алмастыруымен байланысты:
:
:
:
:
:
:
N – OH N H N –R
R – C + H X R – C + O R – C
RR H H
O
H
N – R N – R
R – C R – C
O – H O
:
H
3.Гидразин және оның туындыларымен әрекеттесуі. Гидразин альгидтермен және кетондармен1:1немесе1:2аралық қатынаста реакцияға түседі:
Оксоқосылыстар қатарында аса активті изомерия түрі таутомерия бар. Кез–келген карбонилді топшаның қасындаCH3, CH2, CHболса, сол альдегидтер мен кетондардыңенолтүрі болады:
CH3– C – CH3CH3= C – CH3
OO – H
Эльтеков ережесінеорай, енол өте тұрақсыз болғандықтан тез ацетонға айналады. Бірақ, ацетонда қоспа ретінде енол түрі долады. Кето–енолды таутомерияның бөлу себебі тепе–теңдігі2түрге тиісті жалпы анионның тұрақтылығына оныэнолят анионыдеп атайды.C
СH2= C – CH3CH2– C – CH3CH2O CH3
OO
Галогендеу. Галогенді артық мөлшерде алып,сілтінің қатысуымен реакция жүргізгенде,CH3 – C –топтағы сутектің
үш атомы да галогенмен орын алмасады.
Бұл реакцияда, әуеліенолят-анионпайда
болады да, ал онан әрі галогенмен әрекеттеседі:
O
СH3– C – CH3+ NaOH CH2= C – CH3+ H2O
CH2= C – CH3+ Cl2Cl – CH2– C – CH3+ NaCl
Галоген атомының әсерінен С–Н байланыстарының қышқылдығы көбейіп, активтігі артады. Демек,C – Hбайланысындағы келесі алмасу тезірек жүреді.
+
-
Na
O
O
-
+
O – Na O
CH3Cl – C – CH3CHCl2– C – CH3CCl3– C – CH3
O
O
O
Галогендеу реакциясы сонымен қатар қышқылдық ортадағы да, бейтарап ортада да жүреді.
2.Конденсациялану реакциясы
Әлсіз ортада немесе қышқылдық ортада екі оқсоқосылыс жаңаC – Cбайланыспен бірігіп конденсацияланады. Альдегидтерде бұл процесс жеңіл жүреді. Конденсацияға түсетін альдегидтердің біреуіα-метилен тобы арқылы әрекеттеседі.
Альдегидтер конденсациялау нәтижесіндеальдольальдегидоспирттер түзіледі. Оларальдольдік конденсациядеп атайды
O
O
O
OH
СH3– C + CH3– C CH3– CH – CH2– C
H
H
H
OH
Кетондар конденсацияланып кетоспирттер түзеді:
CH3
CH3
OH
С=O + H – CH2–C–CH3CH3– C – CH2– C – CH3
CH3
O
O
OH
4-окси – 4- метил 2 - пентанон
Қыздырғанда су бөліп шығарып, қанықпаған альдегид немесе кетонға түрленеді:
СH3– CH – CH – C CH3– CH = CH – C
O
O
H
H
OH
H
Кратон альдегиді
CH3
CH3
СH3– C – CH – C – CH3CH3– C = CH – C – CH3
O
O
H
OH
Мезитил тоты ғы
Мұндай түрленудікратонды конденсациядеп атайды.
Г. Тотығу–тотықсыздану реакциясы
1)Канницциаро реакциясы
α–сутегі атомдарыжоқ альдегидтік конденсацияғақабілетсіз.Олар күшті негіздердің әсерінен тұз және спиртке айналады. МұныКанницциаро реакциясыдеп атайды:
2(CH3)3C +KOH (CH3)3C – C +
+(CH3)3C –CH2- OH
O
O
H
OK
2)Күрделі эфирлік конденсация
Тищенко–Кляйзин реакциясы
Альдегидтер алюминий алкоголятының әсерінен бір молекуласы тотықсызданып, екіншісі тотығып күрделі эфир түзеді:
CH3– C + C– CH3CH3– CH2– O – C – CH3
O
O
O
H
H
3)Тотығу реакциялары
Альдегидтер кетондарға карағанда әлдеқайда оңай тотығады.
a)альдегидтер күшті тотықтырғыштардың және әлсіз тотықтырғыштардың әсерінен тотығып көміртегі тізбегі үзілмей, сонша көміртек атомы бар қышқылға айналады.
R – C R – C
[o]
O
O
H
OH
б) Кетондардың тотығу оның құрылысына қарай әр бағытта жүреді. Кетондар күшті тотықтырғыш әсерінен тотығады. Көміртек тізбегі карбонилдің2жағынан үзіліп4қышқылдың қоспасы түзіледі.
CH3– CH – CH2– C – CH3CH3– COOH + CH3–
-CH- COOH+ HCOOH + CH3– CH – CH2– COOH
[o]
CH3
O
CH3
CH3
4)Тотықсыздану реакциялары
Карбонилді қосылыстар сәйкес спирттерге немесе көмірсутектерге де тотықсызданады:
R – C R – C – H
OH
O
H 2 /Ni
R
R
Альдегидтер және кетондарға анықтама бер;
Канницциаро реакциясы деген не?
CH3– C = O
CH3
Бұл қосылыс қалай аталады?
4)Бекмандық қайтатоптасу деген не?
5) Күрделі эфирлік конденсация басқаша қалай аталады?
Негізгі әдебиеттер:
Березин Б.Д.,«Курс современной органической химии» М. высшая
школа, 1999 г
Петров А.А., Бальян Х.В., Трощенко А.Т.«Органическая химия» М.
![3) Тотығу реакциялары Альдегидтер кетондарға карағанда әлдеқайда оңай тотығады. a) альдегидтер күшті тотықтырғыштардың және әлсіз тотықтырғыштардың әсерінен тотығып көміртегі тізбегі үзілмей, сонша көміртек атомы бар қышқылға айналады. R – C R – C [ o ] O O H OH](https://fsd.kopilkaurokov.ru/uploads/user_file_539974380215c/img_user_file_539974380215c_40.jpg)
![б) К етондардың тотығу оның құрылысына қарай әр бағытта жүреді. Кетондар күшті тотықтырғыш әсерінен тотығады. Көміртек тізбегі карбонилдің 2 жағынан үзіліп 4 қышқылдың қоспасы түзіледі. CH 3 – CH – CH 2 – C – CH 3 CH 3 – COOH + CH 3 – -CH- COOH+ HCOOH + CH 3 – CH – CH 2 – COOH [ o ] CH 3 O CH 3 CH 3](https://fsd.kopilkaurokov.ru/uploads/user_file_539974380215c/img_user_file_539974380215c_41.jpg)
