DEFINICJA

Aldehydy- substancje organiczne należące do klasy związków karbonylowych zawierające w swoim składzie grupę funkcyjną -CH \u003d O, zwaną karbonylkiem.

Ogólny wzór na ograniczenie aldehydów i ketonów to C n H 2 n O. Przyrostek –al występuje w nazwie aldehydów.

Najprostszymi przedstawicielami aldehydów są formaldehyd (formaldehyd) -CH2 \u003d O, acetaldehyd (aldehyd octowy) - CH3-CH \u003d O. Istnieją aldehydy cykliczne, na przykład cykloheksan-karbaldehyd; aldehydy aromatyczne mają trywialne nazwy - benzaldehyd, wanilina.

Atom węgla w grupie karbonylowej jest w stanie hybrydyzacji sp 2 i tworzy wiązania 3σ (dwa wiązania C-H i jedno wiązanie C-O). Wiązanie π tworzą p-elektrony atomów węgla i tlenu. Wiązanie podwójne C = O jest kombinacją wiązań σ i π. Gęstość elektronowa jest przesunięta w kierunku atomu tlenu.

Aldehydy charakteryzują się izomerią szkieletu węglowego, a także izomerią międzyklasową z ketonami:

CH 3-CH 2-CH 2-CH \u003d O (butanal);

CH3-CH (CH3) -CH \u003d O (2-metylopentanal);

CH3-C (CH2-CH3) \u003d O (keton metylowo-etylowy).

Właściwości chemiczne aldehydów

Istnieje kilka centrów reakcji w cząsteczkach aldehydu: centrum elektrofilowe (atom węgla karbonylowego) zaangażowane w reakcje addycji nukleofilowej; głównym centrum jest atom tlenu z niepodzielonymi parami elektronów; centrum kwasowe α-CH odpowiedzialne za reakcje kondensacji; Zrywanie wiązania C-H w reakcjach utleniania.

1. Reakcje dodawania:

- woda z powstawaniem gem-diolów

R-CH \u003d O + H2O ↔ R-CH (OH) -OH;

- alkohole z tworzeniem półacetali

CH3-CH \u003d O + C2H5OH ↔CH3-CH(OH)-0-C2H5;

- tiole z tworzeniem ditioacetali (w środowisku kwaśnym)

CH 3-CH \u003d O + C 2 H 5 SH ↔ CH 3-CH (SC 2 H 5) -SC 2 H 5 + H 2 O;

- podsiarczyn sodu z powstawaniem α-hydroksysulfonianów sodu

C 2 H 5 -CH \u003d O + NaHSO 3 ↔ C 2 H 5 -CH (OH) -SO 3 Na;

- aminy do tworzenia N-podstawionych imin (zasady Schiffa)

C 6 H 5 CH \u003d O + H 2 NC 6 H 5 ↔ C 6 H 5 CH \u003d NC 6 H 5 + H 2 O;

- hydrazyny z powstawaniem hydrazonów

CH 3-CH \u003d O + 2 HN-NH 2 ↔ CH 3-CH \u003d N-NH 2 + H 2 O;

- kwas cyjanowodorowy z tworzeniem nitryli

CH 3-CH \u003d O + HCN ↔ CH 3-CH (N) -OH;

- powrót do zdrowia. Gdy aldehydy reagują z wodorem, otrzymuje się alkohole pierwszorzędowe:

R-CH \u003d O + H2 → R-CH2-OH;

2. Utlenianie

- reakcja "srebrnego lustra" - utlenianie aldehydów amoniakowym roztworem tlenku srebra

R-CH \u003d O + Ag2O → R-CO-OH + 2Ag ↓;

- utlenianie aldehydów wodorotlenkiem miedzi (II), w wyniku czego wytrąca się osad czerwonego tlenku miedzi (I)

CH 3-CH \u003d O + 2Cu (OH) 2 → CH 3-COOH + Cu 2 O ↓ + 2 H 2 O;

Reakcje te są reakcjami jakościowymi dla aldehydów.

Właściwości fizyczne aldehydów

Pierwszy przedstawiciel homologicznej serii aldehydów - formaldehyd (formaldehyd) - substancja gazowa (n.o.), aldehydy o nierozgałęzionej strukturze i składzie C 2 -C 12 - ciecze, C 13 i dłuższe - ciała stałe. Im więcej atomów węgla zawiera aldehyd o łańcuchu prostym, tym wyższa jest jego temperatura wrzenia. Wraz ze wzrostem masy cząsteczkowej aldehydów wzrastają wartości ich lepkości, gęstości i współczynnika załamania. Formaldehyd i aldehyd octowy mogą mieszać się z wodą w nieograniczonych ilościach, jednak wraz ze wzrostem łańcucha węglowodorowego ta zdolność aldehydów maleje. Niższe aldehydy mają ostry zapach.

Otrzymywanie aldehydów

Główne metody otrzymywania aldehydów:

- hydroformylowanie alkenów. Ta reakcja polega na dodaniu CO i wodoru do alkenu w obecności karbonylków niektórych metali z grupy VIII, na przykład oktakarbonylo-dikobaltu (Co 2 (CO) 8) Reakcję prowadzi się przez ogrzewanie do 130°C i pod ciśnieniem 300 atm

CH 3-CH \u003d CH 2 + CO + H 2 → CH 3-CH 2-CH 2-CH \u003d O + (CH 3) 2 CHCH \u003d O;

— nawodnienie alkinów. Oddziaływanie alkinów z wodą zachodzi w obecności soli rtęci (II) oraz w środowisku kwaśnym:

HC≡CH + H2O → CH3-CH \u003d O;

- utlenianie pierwszorzędowych alkoholi (reakcja zachodzi po podgrzaniu)

CH 3-CH 2-OH + CuO → CH 3-CH \u003d O + Cu + H 2 O.

Zastosowanie aldehydów

Aldehydy znalazły szerokie zastosowanie jako surowce do syntezy różnych produktów. Tak więc formaldehyd (produkcja na dużą skalę) wytwarza różne żywice (fenolowo-formaldehydowe itp.), leki (urotropinę); aldehyd octowy jest surowcem do syntezy kwasu octowego, etanolu, różnych pochodnych pirydyny itp. Wiele aldehydów (masłowy, cynamonowy itp.) jest używanych jako składniki perfum.

Przykłady rozwiązywania problemów

PRZYKŁAD 1

Ćwiczenie	Bromowanie nH2n+2 dało 9,5 g monobromku, który po potraktowaniu rozcieńczonym roztworem NaOH przekształcił się w związek zawierający tlen. Jego opary z powietrzem są przepuszczane przez rozgrzaną do czerwoności siatkę miedzianą. Gdy uzyskaną nową substancję gazową potraktowano nadmiarem amoniakalnego roztworu Ag2O, uwolniono 43,2 g osadu. Jaki węglowodór został pobrany iw jakiej ilości, jeśli wydajność na etapie bromowania wynosi 50%, pozostałe reakcje przebiegają ilościowo.
Decyzja	Zapisujemy równania wszystkich występujących reakcji: CnH2n+2 + Br2 = CnH2n+1 Br + HBr; CnH2n+1Br + NaOH = CnH2n+1OH + NaBr; C n H 2n+1 OH → R-CH \u003d O; R-CH \u003d O + Ag 2 O → R-CO-OH + 2 Ag ↓. Osad uwolniony w ostatniej reakcji jest srebrem, w związku z czym można znaleźć ilość uwolnionego srebra: M(Ag) = 108 g/mol; v(Ag) \u003d m / M \u003d 43,2/108 \u003d 0,4 mola. W zależności od stanu problemu, po przejściu substancji otrzymanej w reakcji 2 przez gorącą siatkę metalową, powstał gaz, a jedynym gazem, aldehydem, jest metan, a zatem substancją wyjściową jest metan. CH 4 + Br 2 \u003d CH 3 Br + HBr. Ilość substancji bromometanowej: v (CH 3 Br) \u003d m / M \u003d 9,5/95 \u003d 0,1 mol. Następnie ilość substancji metanowej wymagana do uzyskania 50% wydajności bromometanu wynosi 0,2 mola. M (CH 4) \u003d 16 g / mol. Stąd masa i objętość metanu: m(CH4) = 0,2x16 = 3,2 g; V (CH 4) \u003d 0,2 × 22,4 \u003d 4,48 l.
Odpowiedź	Masa metanu – masa 3,2 g, objętość metanu – 4,48 l

PRZYKŁAD 2

Ćwiczenie

Napisz równania reakcji, których można użyć do przeprowadzenia następujących przekształceń: buten-1 → 1-bromobutan + NaOH → A - H 2 → B + OH → C + HCl → D.

Decyzja

Aby otrzymać 1-bromobutan z butenu-1, konieczne jest przeprowadzenie reakcji bromowodorowania w obecności związków nadtlenkowych R 2 O 2 (reakcja przebiega wbrew regule Markownikowa): CH 3-CH 2-CH \u003d CH 2 + HBr → CH 3-CH 2-CH 2-CH 2 Br. Podczas interakcji z wodnym roztworem zasady 1-bromobutan ulega hydrolizie z wytworzeniem butanolu-1 (A): CH3-CH2-CH2-CH2Br + NaOH → CH3-CH2-CH2-CH2OH + NaBr. Butanol-1 podczas odwodornienia tworzy aldehyd – butanal (B): CH 3-CH 2-CH 2-CH 2 OH → CH 3-CH 2-CH 2-CH \u003d O. Amoniaktyczny roztwór tlenku srebra utlenia butanal do soli amonowej - maślanu amonu (C): CH 3-CH 2-CH 2-CH \u003d O + OH → CH 3-CH 2-CH 2-COONH 4 + 3NH 3 + 2Ag ↓ + H 2 O. Maślan amonu podczas interakcji z kwasem solnym tworzy kwas masłowy (butanowy) (D): CH3-CH2-CH2-COONH4 + HCl → CH3-CH2-CH2-COOH + NH4Cl.

Aldehydy to związki organiczne, w których grupa karbonylowa (C-O) jest połączona z wodorem i rodnikiem R (pozostałości związków alifatycznych, aromatycznych i heterocyklicznych):

Polarność grupy karbonylowej zapewnia polarność cząsteczki jako całości, dzięki czemu aldehydy mają wyższe temperatury wrzenia niż związki niepolarne o porównywalnej masie cząsteczkowej.

Ponieważ atomy wodoru w aldehydach są tylko związane z atomem węgla (bliskie względne elektroujemności), nie tworzą się międzycząsteczkowe wiązania wodorowe. Dlatego temperatury wrzenia aldehydów są niższe niż odpowiednich alkoholi lub kwasów karboksylowych. Jako przykład możemy porównać temperatury wrzenia metanolu (T^65°C), kwasu mrówkowego (H wrzenia 101°C) i formaldehydu (7^, -21°C).

Niższe aldehydy są rozpuszczalne w wodzie, prawdopodobnie z powodu tworzenia wiązań wodorowych między cząsteczkami substancji rozpuszczonej i rozpuszczalnika. Wyższe aldehydy dobrze rozpuszczają się w większości popularnych rozpuszczalników organicznych (alkohole, etery). Niższe aldehydy mają ostry zapach, aldehydy z C3-C6 mają bardzo nieprzyjemny zapach, podczas gdy wyższe aldehydy mają zapach kwiatowy i są stosowane w perfumerii.

Pod względem chemicznym aldehydy są związkami wysoce reaktywnymi. Najbardziej charakterystyczne dla aldehydów są reakcje addycji nukleofilowej, co wynika z obecności w cząsteczce centrum elektrofilowego – karbonylowego atomu węgla grupy C=0.

Wiele z tych reakcji, np. tworzenie oksymów, semikarbazonów i innych związków, znajduje zastosowanie w jakościowej i ilościowej analizie leków z grupy aldehydów, ponieważ produkty addycji aldehydów charakteryzują się specyficzną dla każdego aldehydu temperaturą topnienia. Tak więc aldehydy, po wytrząsaniu z nasyconym roztworem podsiarczynu sodu, łatwo wchodzą w reakcję addycji:

Produktami addycji są sole, które mają pewną temperaturę topnienia, są łatwo rozpuszczalne w wodzie, ale nierozpuszczalne w rozpuszczalnikach organicznych.

Po podgrzaniu rozcieńczonymi kwasami pochodne podsiarczynu hydrolizują do związków macierzystych.

Zdolność aldehydów do tworzenia pochodnych podsiarczynów wykorzystuje się zarówno do określenia autentyczności leku z grupą aldehydową w cząsteczce, jak i do oczyszczania aldehydów i izolowania ich z mieszanin z innymi substancjami, które nie reagują z podsiarczynem sodu.

Aldehydy również łatwo dodają amoniak i inne nukleofile zawierające azot. Produkty addycji są zwykle nietrwałe i łatwo odwadniają się i polimeryzują. Związki cykliczne powstałe w wyniku polimeryzacji, po podgrzaniu rozcieńczonymi kwasami, łatwo rozkładają się, ponownie uwalniając aldehyd:

r-ch-nh2	g h	-NH R-SS
	-zł2o"
czy on jest

Aldehydy łatwo się utleniają. Tlenek srebra(I) i inne środki utleniające o niskim potencjale utleniania są zdolne do utleniania aldehydów. Na przykład aldehydy charakteryzują się reakcją tworzenia lustra srebrnego, która zachodzi z roztworem amoniaku AgNO3:

AgN03 + 3NH3 - OH + NH4N03

Odczynnik Tollensa

W tym przypadku na ściankach probówki powstaje lustrzana powłoka metalicznego srebra:

2OH + RCOH 2Agi + RCOOH + 4NH3T + H20

Podobnie aldehydy mogą redukować miedź(II) do miedzi(1). W celu przeprowadzenia reakcji do roztworu aldehydu dodaje się odczynnik Fehlinga (alkaliczny roztwór kompleksu winianu miedzi(II)) i ogrzewa. Najpierw powstaje żółty osad wodorotlenku miedzi (1) - CuOH, a następnie czerwony osad tlenku miedzi (1) - Cu20:

2KNa + RCOH + 3NaOH + 2KOH -

2CuOHi + RCONa + 4KNaC4H406 + 2H20 2CuOH - Cu20 + H20

Redox obejmuje również reakcję oddziaływania aldehydów z odczynnikiem Nesslera w środowisku alkalicznym; w tym przypadku wypada ciemny osad zredukowanej rtęci:

K2 + RCOH + ZKON - RCOOK + 4KI + Hgl + 2H20

Należy pamiętać, że reakcja z odczynnikiem Nesslera jest bardziej czuła, dlatego służy do wykrywania zanieczyszczeń aldehydami w lekach. Autentyczność leków zawierających grupę aldehydową potwierdzają mniej wrażliwe reakcje: srebrne lustro czy odczynnik Fehlinga. Niektóre inne związki, takie jak polifenole, są również utleniane przez związki Ag(I) i Cu(II), tj. reakcja nie jest specyficzna.

Formaldehyd i aldehyd octowy mają tendencję do polimeryzacji. Formaldehyd polimeryzuje, tworząc cykliczne trimery, tetramery lub polimery liniowe. Reakcja polimeryzacji przebiega w wyniku nukleofilowego ataku tlenu z jednej cząsteczki karbonylowego atomu węgla na drugą:

Tak więc z 40% wodnego roztworu formaldehydu (formaliny) powstaje liniowy polimer - paraform (u = 8 - 12), trimer i tetramer.

Aldehydy charakteryzują się właściwościami narkotycznymi i odkażającymi. W porównaniu z alkoholami grupa aldehydowa zwiększa toksyczność substancji. Wprowadzenie halogenu do cząsteczki aldehydu zwiększa jej właściwości narkotyczne. Na przykład narkotyczne właściwości chloralu są wyraźniejsze niż aldehydu octowego:

s!3s-ss

Paragon fiskalny. Aldehydy można otrzymać przez utlenianie pierwszorzędowych alkoholi kwasem chromowym (Na2Cr04, H2SO4) we wrzeniu lub nadmanganianem potasu w środowisku alkalicznym:

Odwodornienie alkoholi pierwszorzędowych prowadzi się na katalizatorze miedziowym (Cu, Cr2O3) w temperaturze 300-400°C.

Przemysłowa produkcja metanalu opiera się na utlenianiu w fazie pary metanolu za pomocą katalizatora żelazowo-molibdenowego:

2CH3OH + 02 500 ~600 2CH2=0 + H20

Roztwór formaldehydu (formalina)

Paragon fiskalny. Formalina to wodny roztwór formaldehydu (40%) stabilizowany metanolem (6-10%). Farmakopea Europejska zawiera FS „Roztwór formaldehydu (35%)” (patrz Tabela 9.1). W warunkach laboratoryjnych formaldehyd można otrzymać przez odwodornienie metanolu nad miedzią lub przez depolimeryzację paraformu.

Definicja autentyczności. Metoda Farmakopei - reakcja lustra srebrnego.

Ponieważ formaldehyd łatwo wchodzi w reakcje kondensacji, na przykład ze związkami aromatycznymi zawierającymi hydroksyl, z tworzeniem związków barwnych, Global Fund zaleca również użycie reakcji z kwasem salicylowym do jego identyfikacji, w wyniku czego pojawia się czerwony kolor:

							H2S04
		ALE
	wkrótce

Reakcja z kwasem chromotropowym przebiega podobnie z powstawaniem produktów niebiesko-fioletowych i czerwono-fioletowych (EP).

Aby określić autentyczność formaldehydu, można zastosować reakcje z nukleofilami zawierającymi azot, takimi jak aminy pierwszorzędowe:

H-Ctf° + H2N-R - n-c^^K + H20

Powstałe N-podstawione iminy (zasady Schiffa) są słabo rozpuszczalne, niektóre z nich są zabarwione, inne dają barwne związki z jonami metali ciężkich. EF proponuje reakcję z fenylohydrazyną. W obecności żelazicyjanek potasu w środowisku kwaśnym powstają intensywnie czerwone produkty reakcji.

Testy czystości. Kontrolę zanieczyszczenia kwasem mrówkowym przeprowadza się przez oznaczenie kwasowości. Według Światowego Funduszu stężenie kwasu mrówkowego w preparacie nie powinno przekraczać 0,2%; ustalić zawartość kwasu mrówkowego metodą neutralizacji (GF). Według EP, metanol oznacza się metodą chromatografii gazowej (9-15% obj.). Popiół siarczanowy - nie więcej niż 0,1% w próbce 1,0 g.

I2 + 2NaOH - Nal + NaOI + H20

Podjodyna utlenia formaldehyd do kwasu mrówkowego. Nieprzereagowany podjodyt po zakwaszeniu roztworu nadmiarem kwasu siarkowego zamienia się w jod, który miareczkuje się tiosiarczanem sodu:

HCOH + NaOI + NaOH - HCOONa + Nal + H20 NaOI + Nal + H2S04 -*■ I2 + Na2S04 + H20 I2 + 2Na2S203 - Na2S406 + 2NaI

Do oznaczania formaldehydu można również stosować inne środki miareczkujące: nadtlenek wodoru w roztworze alkalicznym, siarczan ceru (IV), siarczyn sodu.

Lek można uznać za prolek, ponieważ to nie sama heksametylenotetramina ma działanie fizjologiczne, ale formaldehyd, który jest uwalniany podczas rozkładu leku w kwaśnym środowisku. To wyjaśnia jego włączenie do tej sekcji (patrz Tabela 9.1).

Paragon fiskalny. Urotropina (tetraazaadamantan) jest otrzymywana przez kondensację metanalu i amoniaku z roztworów wodnych. Produktem pośrednim reakcji jest heksahydro-1,3,5-triazyna:

ll Heksahydro-urotropina 1,3,5-trazyna

Definicja autentyczności. Po podgrzaniu mieszaniny preparatu z rozcieńczonym kwasem siarkowym powstaje sól amonowa, z której po dodaniu nadmiaru zasady uwalnia się amoniak:

(CH2)6N4 + 2H2S04 + 6Н20 - 6НСО + 2(NH4)2S04 (NH4)2S04 + 2NaOH - 2NH3t + Na2S04 + 2H20

Heksametylenotetraminę można również wykryć na podstawie czerwonego koloru roztworu, gdy kwas salicylowy jest dodawany po wstępnym podgrzaniu kwasem siarkowym (patrz identyfikacja formaldehydu).

Testy czystości. W preparacie niedopuszczalna jest obecność zanieczyszczeń związków organicznych, paraformu, soli amonowych. GF wskazuje dopuszczalne granice zawartości zanieczyszczeń chlorków, siarczanów, metali ciężkich.

Ocena ilościowa. Do ilościowego oznaczania heksametylenotetraaminy GF sugeruje zastosowanie metody neutralizacji. W tym celu próbkę leku ogrzewa się z nadmiarem 0,1M roztworu kwasu siarkowego. Nadmiar kwasu miareczkuje się roztworem alkalicznym o stężeniu 0,1 mol/l (wskaźnik czerwieni metylowej).

Zdolność heksametylenotetraaminy do wytwarzania tetrajodków z jodem opiera się na jodometrycznej metodzie oznaczania ilościowego.

Pierwsza grupa właściwości to reakcje addycji. W grupie karbonylowej pomiędzy węglem a tlenem znajduje się wiązanie podwójne, które, jak pamiętasz, składa się z wiązania sigma i wiązania pi. Dodatkowo reakcje pękają wiązanie pi i powstają dwa wiązania sigma - jedno z węglem, drugie z tlenem. Węgiel ma częściowy ładunek dodatni, a tlen częściowy ładunek ujemny. Dlatego ujemnie naładowana cząstka odczynnika, anion, jest przyłączona do węgla, a dodatnio naładowana część cząsteczki jest przyłączona do tlenu.

Pierwszy właściwość - uwodornienie, dodanie wodoru.

Reakcja zachodzi po podgrzaniu. Stosowany jest znany wam już katalizator uwodornienia, nikiel. Alkohole pierwszorzędowe otrzymuje się z aldehydów, alkohole drugorzędowe z ketonów.

W drugorzędowych alkoholach grupa hydrokso jest związana z drugorzędowym atomem węgla.

druga właściwość - nawodnienie, dodatek wody. Ta reakcja jest możliwa tylko dla formaldehydu i aldehydu octowego. Ketony w ogóle nie reagują z wodą.

Wszystkie reakcje dodawania przebiegają tak, że plus idzie na minus, a minus na plus.

Jak pamiętacie z filmu o alkoholach, obecność dwóch grup hydroksylowych na jednym atomie to sytuacja prawie niemożliwa, takie substancje są wyjątkowo niestabilne. Tak więc, konkretnie, te dwa przypadki - formaldehyd i hydrat acetaldehydu - są możliwe, chociaż istnieją tylko w roztworze.

Nie trzeba znać samych reakcji. Najprawdopodobniej pytanie na egzaminie może brzmieć jak stwierdzenie faktu, na przykład reagują z wodą, a substancje są wymienione. Wśród ich listy może być metanal lub etanal.

Trzeci właściwość - dodatek kwasu cyjanowodorowego.

Znowu plus idzie na minus, a minus na plus. Otrzymuje się substancje zwane hydroksynitrylami. Ponownie, sama reakcja nie jest powszechna, ale musisz wiedzieć o tej właściwości.

Czwarty właściwość - dodatek alkoholi.

Tutaj znowu nie trzeba znać na pamięć równania reakcji, wystarczy zrozumieć, że taka interakcja jest możliwa.

Jak zwykle w reakcjach addycji do grupy karbonylowej - plus na minus i minus na plus.

Piąty właściwość - reakcja z podsiarczynem sodu.

I znowu reakcja jest dość skomplikowana, raczej się jej nie nauczy, ale jest to jedna z jakościowych reakcji na aldehydy, ponieważ powstała sól sodowa wytrąca się. Oznacza to, że powinieneś wiedzieć, że aldehydy reagują z podsiarczynem sodu, to wystarczy.

Na tym kończy się pierwsza grupa reakcji. Druga grupa to reakcje polimeryzacji i polikondensacji.

2. Polimeryzacja i polikondensacja aldehydów

Polimeryzacja jest ci znana: kauczuki polietylenowe, butadienowe i izoprenowe, polichlorek winylu to produkty połączenia wielu cząsteczek (monomerów) w jedną dużą, w jeden łańcuch polimerowy. Oznacza to, że otrzymuje się jeden produkt. Podczas polikondensacji dzieje się to samo, ale oprócz polimeru otrzymuje się również produkty o niskiej masie cząsteczkowej, takie jak woda. Oznacza to, że istnieją dwa produkty.

Więc, szósty właściwość - polimeryzacja. Ketony nie wchodzą w te reakcje, jedynie polimeryzacja formaldehydu ma znaczenie przemysłowe.

Zerwanie wiązania pi i utworzenie dwóch wiązań sigma z sąsiednimi monomerami. Okazuje się, że poliformaldehyd, zwany także paraformem. Najprawdopodobniej pytanie na egzaminie może brzmieć tak: substancje wchodzą w reakcję polimeryzacji. Podano listę substancji, wśród których może znajdować się formaldehyd.

Siódma właściwość to polikondensacja. Po raz kolejny: podczas polikondensacji oprócz polimeru otrzymuje się również związek niskocząsteczkowy, np. wodę. Formaldehyd wchodzi w taką reakcję z fenolem. Dla jasności najpierw piszemy równanie z dwiema cząsteczkami fenolu.

W efekcie otrzymuje się taki dimer i odszczepia się cząsteczka wody. Teraz piszemy równanie reakcji w postaci ogólnej.

Produktem polikondensacji jest żywica fenolowo-formaldehydowa. Ma szeroki zakres zastosowań, od klejów i lakierów po tworzywa sztuczne i elementy z płyt wiórowych.

Teraz trzecia grupa właściwości to reakcje utleniania.

3. Utlenianie aldehydów i ketonów

Ósma reakcja na liście ogólnej jest reakcją jakościową do grupy aldehydowej - utlenianie roztworem amoniaku tlenku srebra. Reakcja srebrnego lustra. Od razu powiem, że w tę reakcję nie wchodzą ketony, tylko aldehydy.

Grupa aldehydowa utlenia się do grupy karboksylowej, kwasowej, ale w obecności amoniaku, który jest zasadą, natychmiast zachodzi reakcja zobojętniania i powstaje sól – octan amonu. Srebro wytrąca się, pokrywając wnętrze tuby i tworząc lustrzaną powierzchnię. Ta reakcja pojawia się na egzaminie cały czas.

Nawiasem mówiąc, ta sama reakcja jest jakościowa dla innych substancji, które mają grupę aldehydową, na przykład kwasu mrówkowego i jego soli, a także glukozy.

dziewiąty reakcja jest również jakościowa dla grupy aldehydowej - utlenianie świeżo wytrąconym wodorotlenkiem miedzi dwa. Tutaj też zaznaczam, że ketony nie wchodzą w tę reakcję.

Wizualnie najpierw będzie obserwowane tworzenie się żółtego osadu, który następnie zmienia kolor na czerwony. W niektórych podręcznikach znajduje się informacja, że ​​najpierw powstaje sam wodorotlenek miedzi, który ma żółty kolor, który następnie rozkłada się na sam czerwony tlenek miedzi i wodę. A więc to nieprawda – według najnowszych danych w procesie opadów zmienia się wielkość cząstek tlenku miedzi, które ostatecznie osiągają rozmiary pomalowane dokładnie na czerwono. Aldehyd utlenia się do odpowiedniego kwasu karboksylowego. Reakcja pojawia się na egzaminie bardzo często.

Dziesiąta reakcja to utlenianie aldehydów zakwaszonym roztworem nadmanganianu potasu po podgrzaniu.

Występuje przebarwienie roztworu. Grupa aldehydowa jest utleniana do grupy karboksylowej, to znaczy aldehyd jest utleniany do odpowiedniego kwasu. W przypadku ketonów ta reakcja nie ma praktycznego znaczenia, ponieważ następuje zniszczenie cząsteczki, a wynikiem jest mieszanina produktów.

Należy zauważyć, że aldehyd mrówkowy, formaldehyd, jest utleniany do dwutlenku węgla, ponieważ sam kwas mrówkowy nie jest odporny na silne środki utleniające.

W rezultacie węgiel przechodzi ze stanu utlenienia 0 do stanu utlenienia +4. Przypomnę, że metanol z reguły w takich warunkach utlenia się maksymalnie do CO 2 , pomijając etap zarówno aldehydu jak i kwasu. Ta cecha musi być zapamiętana.

Jedenasty reakcja - spalanie, całkowite utlenienie. Zarówno aldehydy, jak i ketony spalają się do dwutlenku węgla i wody.

Zapiszmy równanie reakcji w postaci ogólnej.

Zgodnie z prawem zachowania masy, z lewej strony powinno być tyle atomów, ile atomów z prawej. Bo przecież w reakcjach chemicznych atomy nigdzie nie idą, a kolejność wiązań między nimi po prostu się zmienia. Będzie więc tyle cząsteczek dwutlenku węgla, ile jest atomów węgla w cząsteczce związku karbonylowego, ponieważ cząsteczka zawiera jeden atom węgla. To jest n cząsteczek CO 2 . Będzie o połowę mniej cząsteczek wody niż atomów wodoru, czyli 2n / 2, co oznacza po prostu n.

Po lewej i po prawej stronie jest taka sama liczba atomów tlenu. Po prawej jest ich 2n z dwutlenku węgla, ponieważ każda cząsteczka ma dwa atomy tlenu plus n wody, co daje w sumie 3n. Po lewej stronie jest taka sama liczba atomów tlenu - 3n, ale jeden z atomów znajduje się w cząsteczce aldehydu, co oznacza, że ​​należy go odjąć od sumy, aby otrzymać liczbę atomów tlenu cząsteczkowego. Okazuje się, że 3n-1 atomów zawiera tlen cząsteczkowy, co oznacza, że ​​cząsteczek jest 2 razy mniej, ponieważ jedna cząsteczka zawiera 2 atomy. Czyli (3n-1)/2 cząsteczki tlenu.

W ten sposób zestawiliśmy równanie spalania związków karbonylowych w ogólnej postaci.

I w końcu dwunasty właściwością związaną z reakcjami podstawienia jest halogenowanie przy atomie węgla alfa. Powróćmy raz jeszcze do budowy cząsteczki aldehydu. Tlen przyciąga do siebie gęstość elektronową, tworząc na węglu częściowy ładunek dodatni. Grupa metylowa próbuje skompensować ten dodatni ładunek, przesuwając elektrony z wodoru do niego wzdłuż łańcucha wiązań sigma. Wiązanie węgiel-wodór staje się bardziej polarne, a wodór łatwiej zrywa się, gdy zostanie zaatakowany odczynnikiem. Efekt ten obserwuje się tylko dla atomu węgla alfa, czyli atomu następującego po grupie aldehydowej, niezależnie od długości rodnika węglowodorowego.

W ten sposób możliwe jest otrzymanie np. aldehydu 2-chlorooctowego. Możliwe jest dalsze podstawienie atomów wodoru do trichloroetanu.

SKOROSZYTY

Kontynuacja. Na początek zobacz № 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 26, 28, 29, 30, 31, 32/2004

Lekcja 24

Właściwości chemiczne. Rozważ zachowanie aldehydów w stosunku do standardowego zestawu odczynników: tlenu atmosferycznego O 2, środków utleniających [O], a także H 2, H 2 O, alkoholi, Na, Hcl.

Aldehydy są powoli utleniane przez tlen atmosferyczny do kwasów karboksylowych:

Jakościową reakcją na aldehydy jest reakcja „srebrnego lustra”. Reakcja polega na oddziaływaniu aldehydu RCHO z wodnym amoniakalnym roztworem tlenku srebra(I), który jest rozpuszczalnym związkiem kompleksowym OH. Reakcja przebiega w temperaturze zbliżonej do temperatury wrzenia wody (80–100 °C). W efekcie na ściankach naczynia szklanego (probówki, kolby) tworzy się osad metalicznego srebra – „srebrne lustro”:

Inną charakterystyczną reakcją aldehydów jest redukcja wodorotlenku miedzi(II) do tlenku miedzi(I). Reakcja przebiega podczas gotowania mieszaniny i polega na utlenianiu aldehydu. Dokładniej, atom [O] utleniacza Cu(OH) 2 jest wprowadzany do wiązania C–H grupy aldehydowej. W tym przypadku zmieniają się stany utlenienia węgla karbonylowego (od +1 do +3) i atomu miedzi (od +2 do +1). Gdy niebieski osad Cu(OH) 2 jest ogrzewany w mieszaninie z aldehydem, niebieski kolor znika i powstaje czerwony osad Cu 2 O:

Aldehydy dodają wodór H 2 podwójne wiązanie C=O po podgrzaniu w obecności katalizatora (Ni, Pt, Pd). Reakcji towarzyszy zerwanie wiązania - w grupie karbonylowej C=O i dodanie dwóch atomów H cząsteczki wodoru H–H w miejscu jego zerwania. W ten sposób alkohole otrzymuje się z aldehydów:

Aldehydy z podstawnikami odciągającymi elektrony w- pozycja, woda jest dodawana do grupy aldehydowej z powstawaniem wodzianów aldehydów (diole-1,1):

Aby utrzymać dwie elektroujemne grupy hydroksylowe, atom węgla musi mieć wystarczający ładunek dodatni. Tworzenie dodatkowego ładunku dodatniego na węglu karbonylowym ułatwiają trzy odciągające elektrony atomy chloru na sąsiednim węglu chloralu.

Reakcja aldehydów z alkoholami. Synteza półacetali i acetali. W sprzyjających warunkach (na przykład: a) po podgrzaniu kwasem lub w obecności środków odwadniających; b) podczas kondensacji wewnątrzcząsteczkowej z utworzeniem cykli pięcio- i sześcioczłonowych) aldehydy reagują z alkoholami. W tym przypadku do jednej cząsteczki aldehydu może dołączyć albo jedna cząsteczka alkoholu (produktem jest hemiacetal) albo dwie cząsteczki alkoholu (produktem jest acetal):

Aldehydy nie dodają Hcl podwójne wiązanie C=O. Również aldehydy nie reaguj z Na, tj. wodór aldehydowy grupy -CHO nie ma zauważalnych właściwości kwasowych.

Zastosowanie aldehydów w oparciu o ich wysoką reaktywność. Aldehydy są stosowane jako związki wyjściowe i pośrednie w syntezie substancji o użytecznych właściwościach innych klas.
Do produkcji używany jest formaldehyd HCHO, bezbarwny gaz o ostrym zapachu materiały polimerowe. Substancje z ruchomymi atomami H w cząsteczce (zwykle z wiązaniami C–H lub N–H, ale nie z wiązaniami O–H) łączą się z formaldehydem CH 2 O według typu:

Jeżeli w cząsteczce substancji wyjściowej znajdują się dwa lub więcej ruchliwych protonów (fenol C 6 H 5 OH ma trzy takie protony), to w reakcji z formaldehydem otrzymuje się polimer. Na przykład z żywicą fenolowo-formaldehydową:

Podobnie mocznik z formaldehydem daje żywice mocznikowo-formaldehydowe:

Jako materiał wyjściowy do produkcji używany jest formaldehyd barwniki, farmaceutyki, kauczuk syntetyczny, materiały wybuchowe i wiele innych związków organicznych.

Formalina (40% roztwór wodny formaldehydu) jest stosowana jako antyseptyczny(środek dezynfekujący). Zdolność formaliny do koagulacji białka jest wykorzystywana w przemyśle skórzanym oraz do konserwacji produktów biologicznych.

Aldehyd octowy CH 3 CHO jest bezbarwną cieczą ( t kip \u003d 21 ° C) o ostrym zapachu, dobrze rozpuszczalny w wodzie. Głównym zastosowaniem aldehydu octowego jest uzyskanie kwas octowy. Jest również pozyskiwany z żywice syntetyczne, leki itp.

ĆWICZENIA

1. Opisz reakcje chemiczne, które można wykorzystać do rozróżnienia następujących par substancji:
a) benzaldehyd i alkohol benzylowy; b) aldehyd propionowy i alkohol propylowy. Określ, co będzie obserwowane podczas każdej reakcji.

2. Podaj równania reakcji potwierdzające obecność w cząsteczce
p-hydroksybenzaldehyd odpowiednich grup funkcyjnych.

3. Napisz równania reakcji dla butanalu z następującymi odczynnikami:
a) H 2 t, kot. Pt; b) KMnO 4, H 3 O +, t; w) Oh w NH3/H20; G) NOSN 2 CH 2 OH, t, kat. Hcl.

4. Napisz równania reakcji dla łańcucha przemian chemicznych:

5. W wyniku hydrolizy acetalu powstaje aldehyd RCHO i alkohol R „OH w stosunku molowym 1:2. Napisz równania reakcji hydrolizy następujących acetali:

6. Utlenianie nasyconego alkoholu jednowodorotlenowego tlenkiem miedzi(II) dało 11,6 g związku organicznego z wydajnością 50%. Gdy uzyskana substancja weszła w interakcję z nadmiarem amoniakalnego roztworu tlenku srebra, uwolniono 43,2 g osadu. Jaki alkohol został wzięty i jaka jest jego masa?

7. 5-Hydroksyheksanal w zakwaszonym roztworze wodnym ma głównie postać sześcioczłonowego cyklicznego hemiacetalu. Napisz równanie odpowiadającej reakcji:

Odpowiedzi na ćwiczenia do tematu 2

Lekcja 24

1. Dwie substancje można rozróżnić za pomocą reakcji charakterystycznych tylko dla jednej z tych substancji. Na przykład aldehydy utleniają się do kwasów w wyniku działania słabych środków utleniających. Ogrzewanie mieszaniny benzaldehydu i amoniakalnego roztworu tlenku srebra przebiega z utworzeniem „srebrnego lustra” na ściankach kolby:

Benzaldehyd jest redukowany przez katalityczne uwodornienie do alkoholu benzylowego:

Alkohol benzylowy reaguje z sodem, w reakcji uwalniany jest wodór:

2C 6 H 5 CH 2 OH + 2Na 2C 6 H 5 CH 2 ONa + H 2.

Po podgrzaniu w obecności katalizatora miedziowego alkohol benzylowy utlenia się tlenem atmosferycznym do benzaldehydu, co można wykryć po charakterystycznym zapachu gorzkich migdałów:

Podobnie można wyróżnić aldehyd propionowy i alkohol propylowy.

2. W P-hydroksybenzaldehyd trzy grupy funkcyjne: 1) pierścień aromatyczny; 2) hydroksyl fenolowy; 3) grupa aldehydowa. W szczególnych warunkach - chroniąc grupę aldehydową przed utlenianiem (oznaczenie - [-CHO]) - można przeprowadzić chlorowanie P-hydroksybenzaldehyd do pierścienia benzenowego:

6. Równania dla tych reakcji to:

Znajdźmy kolejno ilość substancji - srebro, aldehyd RCHO i alkohol RCH 2 OH:

(Ag) = 43,2/108 = 0,4 mola;

(RCHO) = 1/2(Ag) = 0,2 mol.

Biorąc pod uwagę wydajność 50% w reakcji (1):

(RSH 2 OH) \u003d 2 (RCHO) \u003d 0,4 mola.

Masa molowa aldehydu:

M(RCHO) = m/ \u003d 11,6 / 0,2 \u003d 58 g / mol.

To jest aldehyd propionowy CH3CH2CHO.

Jego odpowiednim alkoholem jest propanol-1 CH3CH2CH2OH.

Waga alkoholu: m = M= 0,4 60 = 24 g.

Odpowiedź. Pobrano alkohol propanol-1 o wadze 24 g.

Aldehydy i ketony są pochodnymi węglowodorów zawierających grupę karbonylową lub grupę okso. W aldehydach z reguły grupa karbonylowa jest połączona jedną ze swoich wolnych wartościowości z atomem wodoru, a drugą z jakimś rodnikiem węglowodorowym. Wszystkie aldehydy zawierają grupę COH zwaną aldehydem. W ketonach grupa karbonylowa jest połączona dwiema swoimi wartościowościami z dowolnymi rodnikami węglowodorowymi. Aldehydy i ketony są nasycone, nienasycone i aromatyczne. Aldehydy i ketony graniczne o tej samej liczbie atomów węgla są względem siebie izomeryczne i mają taki sam wzór całkowity.

Rysunek 3.3 - Struktura grupy karbonylowej

Aldehydy są nazywane albo według kwasów, do których przechodzą podczas utleniania (nazewnictwo trywialne), albo od nazwy węglowodorów nasyconych z dodatkiem końcówki -al (nomenklatura systematyczna IUPAC). Zgodnie z racjonalną nomenklaturą ketony są nazywane rodnikami zawartymi w ich cząsteczce, z dodatkiem końcówki -keton. Zgodnie z systematyczną nomenklaturą IURAC, ketony są nazwane od nazwy odpowiedniego węglowodoru z dodatkiem końcówki -jeden i lokalizacji grupy karbonylowej.

Obecność grupy karbonylowej warunkuje wysoką reaktywność aldehydów i ketonów oraz ich zdolność do licznych i różnorodnych reakcji.

Aldehydy łatwo utleniają się do kwasów karboksylowych o tym samym szkielecie węglowym.

1. Mogą być utlenione nawet tlenem atmosferycznym i tak słabymi utleniaczami jak amoniakalny roztwór wodorotlenku srebra:

2. Reakcja aldehydów z amoniakalnym roztworem wodorotlenku srebra nazywana jest „reakcją lustra srebra” – utlenianiem tlenku srebra roztworem amoniaku (odczynnik Tollensa). Służy do wykrywania aldehydów:

R–CH=O + 2OH → RCOOH + 2Ag↓ + 4NH3 + H2O.

Ketony nie są utleniane ani tlenem atmosferycznym, ani słabymi środkami utleniającymi, nie redukują amoniakowego roztworu wodorotlenku srebra. Utleniają się dopiero pod wpływem silniejszych środków utleniających, np. nadmanganianu potasu, a utlenianie przebiega inaczej niż utlenianie aldehydów. Po utlenieniu cząsteczka ketonu rozpada się, tworząc cząsteczki kwasu lub kwas i keton o mniejszej liczbie atomów węgla niż oryginalna. Zerwanie łańcucha atomów węgla następuje obok karbonylowego atomu węgla:

Jeśli cząsteczka ketonu zawiera dwa różne rodniki, to rozkład cząsteczki podczas utleniania może przebiegać w dwóch możliwych kierunkach, na przykład:

Zatem utleniając keton i wiedząc, jakie kwasy powstały w wyniku utleniania, można określić strukturę ketonu.

3. Reakcja utleniania wodorotlenkiem miedzi(II):

a) w postaci świeżo przygotowanego osadu Cu(OH)2 po ogrzaniu;

b) w postaci kompleksu z amoniakiem (OH)2;

c) jako część kompleksu z solą kwasu winowego (odczynnik Fehlinga).

W tym przypadku powstaje osad z czerwonej cegły tlenku miedzi (I) lub metalicznej miedzi (reakcja „zwierciadła miedzi”, bardziej charakterystyczna dla formaldehydu):

R–CH=О + 2Cu(OH)2 → RCOOH + Cu2O↓ + H2О;

H2C=О + Cu(OH)2 → HCOOH + Cu↓ + H2О;

R–CH=O + 2(OH)2 → RCOOH + Cu2O↓ + 4NH3 + 2H2O;

R–CH=O + 2Cu(OH)2/sól kwasu winowego → RCOOH + Cu2O↓ + 2H2O.

Po podgrzaniu obserwuje się pojawienie się osadu żółtego tlenku miedzi (I), zmieniającego się w czerwony:

Aldehyd mrówkowy, w przeciwieństwie do innych aldehydów, redukuje tlenki miedzi, tworząc „zwierciadło miedzi”.

4. Reakcja redukcji odczynnika Fehlinga z aldehydami.

Mieszaninę reakcyjną ogrzewa się. W takim przypadku roztwór najpierw zmienia kolor na zielony, następnie żółty, a na końcu wytrąca się czerwony tlenek miedzi (I):

5. Reakcja barwna na aldehydy z kwasem fuksiarawym: obserwuje się stopniowe pojawianie się zabarwienia czerwono-fioletowego. Jeśli do mieszaniny aldehydu mrówkowego z kwasem siarkowym fuksyny doda się stężony kwas solny, pojawi się charakterystyczny niebieski kolor. W mieszaninie aldehydu izowalerianowego z kwasem siarkowym fuksyny, pod wpływem kwasu solnego, kolor zanika stosunkowo szybko.

Rysunek 3.4 - Jakościowe reakcje na grupę aldehydową

Zarówno aldehydy, jak i ketony mogą dodawać wodór, kwas cyjanowodorowy, związki magnezoorganiczne, podsiarczyn sodu.

Aldehydy i ketony reagują z hydroksyloaminą i fenylohydrazyną, tworząc oksymy i fenylohydrazony; pod wpływem pięciochlorku fosforu atom tlenu w cząsteczkach aldehydów i ketonów zostaje zastąpiony dwoma atomami chloru.

Istnieją jednak znaczne różnice między aldehydami a ketonami. Tak więc, w przeciwieństwie do aldehydów, ketony nie barwią bezbarwnego roztworu fuksyny kwasu siarkowego, w łagodnych warunkach nie kondensują pod działaniem zasad, z rzadkimi wyjątkami i tworzą acetale z alkoholami tylko w obecności kwasów Lewisa. Spośród ketonów tylko te zawierające jedną grupę metylową lub dwie grupy metylenowe w bezpośrednim sąsiedztwie karbonylu reagują z podsiarczynem sodu.

Ketony są trudniejsze do utlenienia niż aldehydy, a podczas ich utleniania następuje zniszczenie cząsteczki, a reakcje kondensacji są trudniejsze dla ketonów.

Zastosowanie aldehydów i ketonów.

Metanal (formaldehyd) CH2=O: wytwarzanie żywic fenolowo-formaldehydowych; otrzymywanie żywic mocznikowo-formaldehydowych (mocznikowych); polimery polioksymetylenowe; synteza leków (urotropina); środek dezynfekujący; konserwant preparatów biologicznych (ze względu na zdolność fałdowania białka).

Etanal (aldehyd octowy, aldehyd octowy) CH3CH=O: produkcja kwasu octowego; synteza organiczna.

Aceton CH3-CO-CH3: rozpuszczalnik do lakierów, farb, octanów celulozy; surowiec do syntezy różnych substancji organicznych.

bookshare.net -> Dodaj materiał

Dodaj materiał

Dziękujemy za wybranie przesłania nam materiałów

Dziękuję wszystkim, którzy chcą przyswajać wiedzę i angażować się w działalność naukową, a dodatkowo od tych, którzy chcą otrzymać owoce działalności naukowej w postaci innowacji życiowych.

Przesłanie przez Ciebie materiałów umożliwi Ci pobranie e-booków z naszej strony internetowej. Należy jednak pamiętać, że przesyłany materiał nie może być prezentowany w Internecie, w przeciwnym razie nie będzie sensu umieszczać w serwisie materiałów, które bez problemu można znaleźć w sieci. Nie jest trudno sprawdzić obecność takich w Internecie: przejdź do wyszukiwarki (na przykład Yandex), wprowadź pojedynczy fragment z tekstu materiału (20 słów z rzędu bez znaków interpunkcyjnych - dostaną tylko w drodze), najlepiej od połowy pracy, ponieważ wstępy mogą być obecne w Internecie, a brakuje głównego tekstu.

Po przeprowadzeniu wyszukiwania sprawdź, czy wyszukiwarka znalazła dokładnie ten sam tekst (jeśli tak, to na pewno znajdzie się w pierwszej dziesiątce znalezionych witryn). Jeśli tekst nie zostanie znaleziony, możesz wysłać materiał i naprawić fakt, że osoby, które mogą chcieć skorzystać z materiału, nie mogą go znaleźć.

Jak zdobyć aldehyd octowy?

Możesz również sprawdzić dostępność tego materiału w innych wyszukiwarkach.

Należy zauważyć, że dla serwisu dużą wartość mają materiały, których trudno znaleźć w bibliotekach, a mianowicie prace dyplomowe, dysertacje, monografie i inne Państwa prace, które nie są rozpowszechniane w dużych ilościach w publikacjach drukowanych, w przeciwieństwie do podręczników, dobrze- znanych dzieł itp., które mają jednak również znaczną wartość naukową, a w rezultacie wartość dla całej ludzkości.

Materiały możesz wysłać na naszą skrzynkę pocztową lub wypełniając poniższy formularz:

Odczynniki i materiały: formaldehyd, 40% roztwór wodny; siarczan miedzi CuSO4, 0,2 N.

Napisz reakcję utleniania aldehydu octowego Cu(OH)2

rozwiązanie; soda kaustyczna, 2 n. rozwiązanie.

4 krople roztworu wodorotlenku sodu umieszcza się w probówce, rozcieńcza 4 kroplami wody i dodaje 2 krople roztworu siarczanu miedzi(II). Do wytrącenia wodorotlenku miedzi(II) dodać 1 kroplę roztworu formaldehydu i wstrząsnąć zawartością probówki. Podgrzej tylko górną część roztworu nad płomieniem palnika do wrzenia, tak aby dolna część pozostała zimna dla kontroli. W nagrzanej części probówki uwalnia się żółty osad wodorotlenku miedzi (I) (CuOH), zamieniając się w czerwony tlenek miedzi (I) (Cu2O), a czasem nawet metaliczna miedź uwalnia się na ściankach probówki .

Chemia procesowa:

CuSO4 + 2NaOH = Cu(OH)2 + Na2SO4

2Cu(OH)2 + HCOH = HCOOH + Cu2O + 2H2O

Powtórz to doświadczenie, zastępując roztwór formaldehydu roztworem etanalu.

Sformułuj wnioski z pracy.

| Ochrona danych osobowych |

Nie znalazłeś tego, czego szukałeś? Skorzystaj z wyszukiwania:

Przeczytaj także:

Ogólna formuła aldehydów:

(dla najprostszego aldehydu R=H)

Klasyfikacja aldehydów

Zgodnie ze strukturą rodnika węglowodorowego:

- limit; Na przykład:

- Nieograniczony; Na przykład:

- aromatyczny; Na przykład:

- alicykliczny; Na przykład:

Ogólny wzór aldehydów limitowych

Szeregi homologiczne, izomeria, nazewnictwo

Aldehydy są izomeryczne do innej klasy związków - ketonów

Na przykład:

Aldehydy i ketony zawierają grupę karbonylową ˃C=O, dlatego nazywa się je

Struktura elektronowa cząsteczek aldehydu

Atom węgla grupy aldehydowej znajduje się w stanie hybrydyzacji sp2, a więc wszystkie wiązania σ w tej grupie znajdują się w tej samej płaszczyźnie.

Chmury p-elektronów tworzące wiązanie π są prostopadłe do tej płaszczyzny i łatwo przesuwają się do bardziej elektroujemnego atomu tlenu. Dlatego wiązanie podwójne C=O (w przeciwieństwie do wiązania podwójnego C=C w alkenach) jest silnie spolaryzowane.

Właściwości fizyczne

Właściwości chemiczne

Aldehydy to reaktywne związki, które ulegają licznym reakcjom.

Najbardziej charakterystyczne dla aldehydów:

na grupie karbonylowej; Odczynniki typu HX dodaje się w następujący sposób:

Wiązania C-H grupy aldehydowej, w wyniku których powstają kwasy karboksylowe:

I.

Reakcje dodawania

W nadmiarze alkoholu w obecności HCl, półacetale są przekształcane w acetale:

II.

aldehyd octowy cu oh 2

Reakcje utleniania

Uproszczony:

Ta reakcja zachodzi (na ściankach naczynia reakcyjnego tworzy się lustrzana powłoka metalicznego srebra).

Ta reakcja jest również taka sama (czerwony osad osadów Cu2O).

Formaldehyd jest utleniany przez różne utleniacze zawierające O, najpierw do kwasu mrówkowego, a następnie do H2CO3 (CO2 + H2O):

III.

Reakcje di-, tri- i polimeryzacji

3.

Polimeryzacja formaldehydu

Podczas długotrwałego przechowywania formaliny (40% wodny roztwór formaldehydu) zachodzi w niej polimeryzacja z wytworzeniem białego osadu paraformu:

IV. Reakcja polikondensacji formaldehydu z fenolem

v.

Przekształcanie formaldehydu w węglowodany

VI. Oddziaływanie formaldehydu z amoniakiem

Jak dostać się do

1.

Utlenianie alkenów

2. Katalityczne utlenianie pierwszorzędowych alkoholi

3.

Utlenianie alkoholi pierwszorzędowych różnymi środkami utleniającymi (KMnO4, K2Cr2O7 itp.)

4. Katalityczne odwodornienie pierwszorzędowych alkoholi

5.

Hydroliza alkaliczna dihaloalkanów zawierających atomy halogenu przy pierwszorzędowym atomie węgla.

Podczas hydrolizy dihaloalkanów zawierających atomy halogenu przy drugorzędowym atomie węgla powstają ketony:

Specyficzne metody otrzymywania formaldehydu i acetaldehydu

1.

Katalityczne utlenianie metanu

2. Hydratacja acetylenu (reakcja Kucherova)

Pojęcie aldehydów. Skład cząsteczkowy, wzory elektroniczne i strukturalne.

Temat 3.2 Aldehydy i ketony

Funkcjonalna grupa karbonylowa

Aldehydy to substancje organiczne, których cząsteczki zawierają funkcyjną grupę atomów połączonych z rodnikiem węglowodorowym.

Ogólny wzór substancji tej klasy to CnH2n+1 COH lub R-COH, w którym R oznacza atom wodoru (w przypadku aldehydu Murino) lub rodnik węglowodorowy.

Grupa atomów nazywana jest grupą karbonylową lub karbonylową.

W porównaniu z alkoholami cząsteczki aldehydu zawierają o dwa atomy wodoru mniej.

Znajduje to odzwierciedlenie w nazwie „aldehydy”, która pochodzi od słów „alkohol” i „odwodornienie”, czyli odwodornienie alkoholu.

Pierwszym przedstawicielem homologicznej serii aldehydów jest metanal lub formaldehyd lub aldehyd murino.

On formułuje.

Obok znajduje się etanal lub aldehyd octowy lub aldehyd octowy. Jego formuła.

Zgodnie z nomenklaturą historycznie nazwy aldehydów pochodzą od nazw kwasów, do których są przekształcane podczas utleniania. Na przykład aldehyd Murino - z kwasu Murino, aldehyd octowy - z kwasu octowego itp. Zgodnie z systematyczną nomenklaturą nazwy aldehydów powstają z nazw odpowiednich węglowodorów nasyconych przez dodanie sufiksu-al: metanal, etanal, propanal itp.

Formaldehyd CH2=O (formaldehyd, metanal).

Jest to bezbarwna, łatwopalna substancja o ostrym, drażniącym zapachu. Rozpuszczalny w wodzie, zwykle stosowany w postaci 33-40% roztworu wodnego, zwanego formaliną. Wytwarzają duże ilości formaldehydu.

Znajduje zastosowanie w produkcji tworzyw sztucznych. Poliformaldehyd o wysokiej masie cząsteczkowej jest cennym materiałem syntetycznym stosowanym jako substytut metali. W przemyśle skórzanym formaldehyd jest używany do garbowania skór, aw medycynie i sanitacji do dezynfekcji.

Aldehyd octowy CH3-CH=O (aldehyd octowy, etanal).

Jest bezbarwną, lotną, palną cieczą o silnym charakterystycznym zapachu zgniłych jabłek.

1. aldehyd octowy + Ag₂O => (p. lustro srebrne) 2. aldehyd octowy + 2Cu(OH)₂ =>

Dobrze rozpuśćmy się w wodzie. Aldehyd octowy jest używany w wielu syntezach przemysłowych. Szczególnie ważne jest jego utlenianie do kwasu octowego, konwersja do octanu etylu (zgodnie z reakcją Tiszczenki); można zredukować do alkoholu etylowego.

Aceton CH3-CO-CH3 (keton dimetylowy).

Bezbarwna, łatwopalna ciecz o dość przyjemnym zapachu. Mieszalny z wodą. Aceton jest cennym rozpuszczalnikiem (przy produkcji lakierów, sztucznego jedwabiu, materiałów wybuchowych) oraz materiałem wyjściowym do syntezy różnych związków organicznych.

W ostatnim czasie duże znaczenie w technologii nabrało zastosowanie acetonu do otrzymywania tzw. ketenu.

Keten jest substancją gazową, bardzo reaktywną. Służy do otrzymywania bezwodnika octowego oraz szeregu innych cennych produktów, w szczególności bardzo dobrego konserwantu żywności – kwasu sorbinowego.

Zastosowanie aldehydów.

Spośród aldehydów najszerzej stosowany jest formaldehyd.

Cechy zastosowania formaldehydu: zwykle stosuje się go w postaci roztworu wodnego - formaliny; wiele zastosowań formaldehydu opiera się na zdolności do fałdowania białek; w rolnictwie formalina jest niezbędna do zaprawiania nasion; formalina jest używana do produkcji skór; formalina działa opalająco na białka skóry, czyni je twardszymi, nie gnijącymi; formalina służy również do konserwowania preparatów biologicznych; gdy formaldehyd reaguje z amoniakiem, otrzymuje się dobrze znaną substancję leczniczą urotropinę.

Z większości formaldehydu otrzymuje się tworzywa fenolowo-formaldehydowe, z których wytwarza się: a) wyroby elektryczne; b) części maszyn itp.

Aldehyd octowy (aldehyd octowy) jest używany w dużych ilościach do produkcji kwasu octowego.

Redukcja aldehydu octowego w niektórych krajach prowadzi do powstania alkoholu etylowego.

Otrzymywanie aldehydów:

1) ogólną metodą otrzymywania aldehydów jest utlenianie alkoholi;

2) jeśli podgrzejesz spiralę z drutu miedzianego w płomieniu lampy alkoholowej i wpuścisz ją do probówki z alkoholem, to drut pokryty ciemną powłoką tlenku miedzi (II) po podgrzaniu staje się błyszczący w alkohol;

3) wykryto również zapach aldehydu.

Za pomocą takiej reakcji w przemyśle otrzymuje się formaldehyd.

Aby uzyskać formaldehyd, mieszaninę par alkoholu metylowego z powietrzem przepuszcza się przez reaktor z rozgrzaną do czerwoności siatką miedzi lub srebra;

4) w laboratoryjnym wytwarzaniu aldehydów do utleniania alkoholi można stosować inne środki utleniające, na przykład nadmanganian potasu;

5) przy tworzeniu aldehydu, alkoholu lub alkoholu ulega odwodornieniu.

Cechy reakcji hydratacji acetylenu:

a) najpierw dodaje się wodę do acetylenu w miejscu jednego wiązania π;

b) powstaje alkohol winylowy;

c) alkohole nienasycone, w których grupa hydroksylowa znajduje się przy atomie węgla połączonym wiązaniem podwójnym, są nietrwałe i łatwo ulegają izomeryzacji;

d) alkohol winylowy jest przekształcany w aldehyd:

e) reakcja jest łatwa do przeprowadzenia, jeśli acetylen przepuszcza się do ogrzanej wody, która zawiera kwas siarkowy i tlenek rtęci (II);

f) po kilku minutach w odbiorniku można wykryć roztwór aldehydu.

W ostatnich latach opracowano i zyskuje na popularności sposób wytwarzania aldehydu octowego przez utlenianie etylenu tlenem w obecności chlorków palladu i miedzi.

Nieruchomości

Pod względem chemicznym są to substancje wysoce reaktywne, ze względu na obecność w ich cząsteczce grupy karbonylowej.

Wysoką reaktywność aldehydów tłumaczy się:

a) obecność spolaryzowanego wiązania podwójnego

b) moment dipolowy karbonylu

c) obecność częściowego ładunku dodatniego na atomie węgla karbonylu

Wiązanie podwójne między C i O, w przeciwieństwie do wiązania podwójnego między dwoma węglami, jest silnie spolaryzowane, ponieważ tlen ma znacznie wyższą elektroujemność niż węgiel, a gęstość elektronowa wiązania π przesuwa się w kierunku tlenu.

Tak wysoka polaryzacja determinuje elektrofilowe właściwości węgla grupy karbonylowej i jego zdolność do reagowania ze związkami nukleofilowymi (wchodzenia w reakcje addycji nukleofilowej). Tlen z grupy ma właściwości nukleofilowe.

Charakterystyczne są reakcje utleniania i addycji nukleofilowej

Bilet 7

1) Aminokwasy - organiczne związki dwufunkcyjne, które obejmują grupy karboksylowe -COOH i grupy aminowe -NH2.

Najprostszym przedstawicielem jest kwas aminooctowy H2N-CH2-COOH (glicyna)

Niektórzy przedstawiciele aminokwasów:

1) kwas aminooctowy H2N-CH2-COOH;

2) kwas aminopropionowy H2N-CH2-CH2-COOH;

3) kwas aminomasłowy H2N-CH2-CH2-CH2-COOH;

4) kwas aminowalerianowy H2N-(CH2)4-COOH;

5) kwas aminokapronowy H2N-(CH2)5-COOH.

Im więcej atomów węgla w cząsteczce aminokwasu, tym więcej izomerów może istnieć z inną pozycją grupy aminowej w stosunku do grupy karboksylowej.

6. W celu wskazania pozycji grupy -NH2 w stosunku do grupy karboksylowej w nazwie izomerów, atomy węgla w cząsteczce aminokwasu oznaczono kolejno literami alfabetu greckiego: a) kwas α-aminokapronowy ; b) kwas a-aminokapronowy.

Paragon fiskalny

Aminokwasy pozyskiwane są różnymi metodami, niektóre z nich są zaprojektowane specjalnie do otrzymywania określonego A.

Najbardziej rozpowszechnione ogólne metody syntezy chemicznej And. są następujące.

1. Aminacja chlorowcowanych kwasów organicznych. Pochodną halogenową (zwykle bromo-podstawiony kwas) traktuje się amoniakiem, w wyniku czego halogen zastępuje się grupą aminową.

Otrzymywanie A. z aldehydów przez traktowanie ich amoniakiem i cyjanowodorem lub cyjankami. W wyniku tej obróbki powstaje cyjanohydryna, która jest dalej aminowana, tworząc aminonitryl; zmydlanie tego ostatniego daje A.

3. Kondensacja aldehydów z pochodnymi glicyny, a następnie redukcja i hydroliza.

Oddzielny A. można otrzymać z hydrolizatów białkowych w postaci trudno rozpuszczalnych soli lub innych pochodnych. Np. cystyna i tyrozyna łatwo wytrącają się w punkcie izoelektrycznym; diaminokwasy wytrącają się w postaci soli fosforowo-wolframowych, pikrynowych (lizyna), flawpanowych (argininy) i innych kwasów; dikarboksylowy a.

wytrącony w postaci soli wapnia lub baru, kwas glutaminowy jest uwalniany jako chlorowodorek w środowisku kwaśnym, kwas asparaginowy występuje w postaci soli miedzi itp. Metody chromatograficzne i elektroforetyczne są również stosowane do preparatywnej izolacji szeregu A. z hydrolizaty białkowe.

Do celów przemysłowych wiele bakterii uzyskuje się na drodze syntezy mikrobiologicznej poprzez wyizolowanie ich z pożywki hodowlanej niektórych szczepów bakteryjnych.

Właściwości aminokwasów

Dla każdego sportowca ważny jest nie tylko trening, ale także wiedza teoretyczna, dzięki której można uzyskać wysokie wyniki treningowe.

W tym celu należy znać właściwości aminokwasów, ponieważ ten rodzaj żywienia sportowego jest jednym z najpopularniejszych.