Ім'я файлу: A013.doc
Розширення: doc
Розмір: 163кб.
Дата: 15.10.2020


АЛЬДЕГІДИ І КЕТОНИ (ОКСОСПОЛУКИ)
Реактиви: 10% розчини формальдегіду, сульфатної кислоти, їдкого натру; фуксинсульфатна кислота, метанол, ацетатний альдегід, калій дихромат, безводний кальцій ацетат, ацетон, 2% розчин натрій нітропрусиду, бензойний альдегід, 1% розчин аргентум нітрату, 5% розчини аміаку, купрум сульфату, реактив Фелінга, йод кристалічний, натрій гідрогенсульфіт, ацетатна кислота.

О рганічні речовини, що містять у своєму складі карбонільну (оксо) групу С = О, називаються оксосполуками. Їх поділяють на гомологічні ряди альдегідів і кетонів.

O O

R ¾ C úú

H R ¾ C ¾ R

альдегіди кетони
Карбонільна група в альдегідах зв’язана з одним радикалом, а в кетонах – з двома.

О О

Н ¾ С úú

Н СН3 ¾ С ¾ СН3

метаналь, пропанон,

формiатний альдегід; ацетон;
О О

С Н3 ¾ С 1 2úú 3 4

Н СН3 ¾ С ¾ СН2 ¾ СН3

етаналь, 2–бутанон,

ацетатний альдегід ; метилетилкетон;
О О

С Н3 ¾ СН2 ¾ С úú

Н С6Н5 ¾ С ¾ С6Н5

пропаналь, бензофенон,

пропіоновий альдегід, дифенілкетон
О О

С 6Н5 ¾ С úú

Н СН3 ¾ С ¾ С6Н5

бензальдегід, ацетофенон,

бензойний альдегід; метилфенілкетон;

Альдегіди і кетони одержують при окисненні первинних та вторинних спиртів. В лабораторних умовах їх також можна одержати при піролізі кальцієвих та барієвих солей карбонових кислот:

О

úú О

R ¾ C ¾ O t úú

Ca ® R ¾ C ¾ R1 + CaCO3 ;

R1 ¾ C ¾ O

úú

O
O

úú O

R ¾ C ¾ O t úú

Ca ® R – C – H + CaCO3 .

H ¾ C ¾ O

úú

O
Альдегіди і кетони – ненасичені сполуки. Тому для них характерними є реакції приєднання по p-зв’язку карбонільної групи. Цей зв’язок поляризований у напрямку більш електронегативного атома Оксигену. Атом Карбону відповідно має позитивний заряд і приєднує нуклеофільні (негативні) частинки. Атом Оксигену приєднує електрофільні (позитивні) частинки:

OH

HOH R ¾ C ¾ OH діоксисполуки

H
HCN R ¾ CH ¾ OH оксинітрил

R ¾ C = O + CN

H

HO ¾ CH3 R ¾ CH ¾ OCH3 напівацеталь

OH
HSO3Na R ¾ CH ¾ SO3Na бісульфітна

OH похідна
Більш складно відбувається реакція приєднання альдегідів до альдегідів. Спочатку до атома Оксигену першої молекули альдегіду приєднується протон від a-Карбонового атома другої молекули, а весь залишок альдегіду - a-Карбоновим атомом до Карбону карбонільної групи першої (конденсація):

O O O

C H3 ¾ C + CH3 ¾ C + CH3 ¾ CH ¾ CH2 ¾ C

H H ½ H

OH

альдоль
При нагріванні альдоль виділяє воду і переходить у ненасичену сполуку – утворюється кротоновий альдегід:

O t O

C H3 ¾ CH(OH) ¾ CH2 ¾ C CH3 ¾ CH = CH ¾ C + H2O

H H

кротоновий альдегід
Вищезгадані реакції отримали назви відповідно альдольної та кротонової конденсацій.
Наявність рухомого атома Гідрогену в a-положенні до карбонільної групи зумовлює реакції заміщення оксосполук:

b a О a О

Н 3С ¾ СН2 ¾ С + Вr2 Н3С ¾ СН ¾ С + НВr

Н ú Н

Вг
Цікаво відбувається реакція заміщення Гідрогену ацетатного альдегіду або ацетону з надлишком йоду у лужному середовищі. Спочатку йде повне заміщення a-Гідрогенів на Іод:

О О

Н 3С ¾ С + 3J2 + 3NaOH CJ3 ¾ C + 3NaJ + 3H2O

H H

йодаль
Далі йодаль під дією лугу розщеплюється з утворенням йодоформу:

О О

J 3C ¾ C + NaOH CHJ3 + HC ¾ ONa .

H йодоформ
Сумарне рівняння:

О

О úú

Н 3С ¾ С + 3J2 + 4NaOH CHJ3 + 3NaJ + HC ¾ ONa + 3H2О

Н

На відміну від кетонів, альдегіди легко окиснюються до карбонових кислот киснем повітря, купрум(ІІ)гідроксидом, аміачним розчином аргентум оксиду (реакція срібного дзеркала):

О

úú

2 R ¾ C ¾ H + O2 2R ¾ COOH;
R ¾ C ¾ H + 2Cu(OH)2 R ¾ COOH + Cu2O + 2H2O

úú

О
R ¾ C ¾ H + 2[Ag(NH3)2] OH RCOOH+2Ag +4NH3+2H2O

úú

O
Практичне значення альдегідів
Формальдегід (форміатний альдегід) - використовується в шкіряній промисловості для дублення шкіри; в медицині - для дезинфекції; в сільському господарстві - для протравлювання насіння перед посівом (знищує паразитичні спори). Формальдегід міститься у димі вугілля, деревини: на цьому базується консервуюча дія диму при приготуванні м'ясних і рибних копченостей. 33-40%-ий водний розчин формальдегіду називається формаліном. Він використовується для консервування анатомічного та патологоанатомічного матеріалу.

Ацетатний альдегід - використовується для різних промислових синтезів. Особливо важливе його окиснення в ацетатну кислоту та відновлення в етиловий спирт.

Гексаметилентетрамін (уротропін) - лікувальний препарат, який володіє здатністю знижувати бар'єрну активність клітинних мембран. Завдяки цьому при загальних токсичних процесах уротропін сприяє легкому проникненню отруйних речовин із тканин в кров і видаленню їх із організму.

Цитраль (3,7-диметил-2,6-октандієналь) - вищий ненасичений альдегід із запахом лимона. Входить до складу духмяних масел, які застосовуються в кондитерському виробництві та парфюмерії. Цитраль використовується як вихідна речовина при синтетичному одержанні вітамінів А і Є, а також як лікувальний засіб.
Практичне значення кетонів
Ацетон – цінний розчинник, який широко використовується у виробництві лаків, штучного шовку, вибухових речовин.

Діацетил (дікетон) СН3 ¾ СО ¾ СО ¾ СН3 – міститься у вершковому маслі і є однією із важливих сполук, що надають маслу характерного приємного запаху. Разом із іншими ароматичними речовинами обумовлює також запах кави, меду, карамелі, ірису.

Циклогексанон – кетон, який є вихідною речовиною для одержання адипінової кислоти і капролактаму. Їх використовують у виробництві аніду і капрону – цінних синтетичних волокон.
Експериментальні дослідження
Дослід 1. Кольорова реакція альдегідів з фуксинсульфатною кислотою.
У дві пробірки налийте по 0,5 мл розчину фуксинсульфатної кислоти і додайте по 5 краплин розчинів формальдегіду і ацетатного альдегіду. Спостерігайте появу червоно-фіолетового забарвлення.
Дослід 2. Одержання форміатного альдегіду(метаналю).
У пробірку налийте 0,5 мл метанолу і додайте 2 краплі фуксинсульфатної кислоти. Мідний дріт нагрійте у полум’ї пальника, а потім швидко занурте його у пробірку з спиртом. Операцію проводити декілька разів до появи червоно-фіолетового забарвлення. Форміатний альдегід також можна виявити за характерним запахом.

Які зміни відбуваються з мідним дротом у досліді? Напишіть рівняння реакції окиснення міді при нагріванні, а також одержання метаналю. Зробіть висновок про методи одержання форміатного альдегіду.
Дослід 3. Одержання ацетатного альдегіду.
У пробірку візьміть 2 – 3 кристалики калій дихромату, додайте 0,5 мл розчину сульфатної кислоти і поступово краплинами додавайте етиловий спирт до зміни забарвлення розчину. Ацетатний альдегід виявляють за характерним фруктовим запахом.

Напишіть рівняння реакції одержання альдегіду, зробіть висновок про способи одержання альдегідів.
Дослід 4. Одержання ацетону.
У суху пробірку насипте безводного кальцій ацетату висотою 0,5 см. Закріпіть її в штативі або у тримачі і прожарте в полум’ї пальника. Ацетон виявляють за характерним запахом.

До вмісту пробірки після охолодження додайте кілька краплин кислоти. Спостерігайте виділення бульбашок газу.

Напишіть рівняння проведених реакцій, зробіть висновок про метод одержання кетонів.
Дослід 5. Кольорова реакція на ацетон.
У пробірку налийте 0,5 мл ацетону, додайте стільки ж розчину натрій нітропрусиду, а потім краплинами додайте розчину натрій гідроксиду до появи забарвлення. Перевірте, чи зникає забарвлення при підкисленні розчину ацетатною кислотою. Опишіть спостереження, зробіть висновок.
Дослід 6. Взаємодія ацетону з натрій гідрогенсульфітом.
У пробірку налийте 1 мл насиченого розчину натрій гідрогенсульфіту, додайте 0,5 мл ацетону і залишіть постояти декілька хвилин.

Спостерігайте утворення білих кристалів.

До якого типу належить ця реакція? Напишіть рівняння реакції, зробіть висновок.
Дослід 7. Окиснення бензойного альдегіду (бензальдегіду).
На предметне скло нанесіть 1 краплину бензойного альдегіду і залишіть на повітрі до утворення безбарвних кристалів бензойної кислоти (витяжка).

Напишіть рівняння реакції.
Дослід 8. Реакція срібного дзеркала.
У чисту пробірку взяти 0,5 мл розчину аргентум нітрату, додати краплинами розчину аміаку до утворення прозорої рідини, а потім додати декілька краплин формаліну. Пробірку помістити в стакан з гарячою водою (60 °С) і витримати до виникнення дзеркала на стінках пробірки.

Напишіть рівняння реакцій, зробіть висновок про властивості альдегідів.

Дослід 9. Відношення альдегідів та кетонів до окисників.
У двох пробірках одержіть осад Сu(ОН)2 дією розчину лугу на розчин купрум сульфату. До осаду додайте по 0,5 мл: у першу – формаліну, у другу – ацетону.

Нагрійте пробірки до зміни кольору осадів. Напишіть рівняння реакції. Порівняйте відновлюючі властивості альдегідів і кетонів.
Дослід 10. Взаємодія альдегідів з реактивом Фелінга.
У дві пробірки налийте по 1 мл розчину (реактиву) Фелінга.

У першу додайте 0,5 мл формаліну, в другу – 0,5 мл ацетону. Нагрійте їх до зміни кольору і утворення осаду в одній із пробірок.

Порівняйте відновлюючі властивості альдегідів і кетонів. Які переваги має реактив Фелінга порівняно з купрум гідроксидом?
Дослід 11. Утворення йодоформу.
У пробірку налийте 0,5 мл ацетону і додайте кристалик йоду, а потім, поступово, краплинами додайте розчину лугу.

Спостерігайте утворення жовтих кристаликів йодоформу з характерним медичним запахом.

Напишіть рівняння реакції утворення йодоформу. Яку властивість оксосполук проявляє ацетон у цій реакції?
Контрольні запитання
Варіант 1

1. Які особливості номенклатури альдегідів.

  1. Назвіть сполуки:




а ) O

CH3 ¾ CH(CH3) ¾ CH(CH3) ¾ C

H
в) CH3 ¾ CH2 ¾ CO ¾ CH3
г) C6H5 ¾ CO ¾ C5H5

б) O

H ¾ C

H

д)




3. Напишіть формули сполук:

а) 2-пентанон; б) пропаналь; в) діетилкетон; г) метаналь; д) бензофенон.

4. Яким чином можна одержати бензальдегід:

а) окиснення толуену;

б) нітрування толуену;

в) галогенування толуену.

5. Складіть рівняння реакції:

О О

úú úú

СН3 — С — СН3 + СН3 — С — Н
Варіант 2


1. Які Ви знаєте номенклатури кетонів?

2. Назвіть сполуки:


а) СН2 = СН — С — СН3

úú

О

б) Н — С = О

½

СН3

в) СН3

½

С = О

½

СН3

г )


O

СH2 ¾ CH2 ¾ C

H

д) O

C6H5 ¾ C

H


3. Напишіть формули сполук:

а) метилетилкетон; б) 4-метил-4-пентен-2-он; в) акролеїн; г) масляний альдегід; д) 3-окси-2-метилпентаналь.

4. Яке з рівнянь реакції відображає одержання ацетатного альдегіду за реакцією М.Г. Кучерова:

а ) СН3 — СН2 — ОН + О

t°, H

б ) СН3 — СН2 — ОН

в ) С2Н2 + Н2 О

г ) С2Н4 + О

5. Складіть рівняння реакції:

О

СН3 — СН — С = О
½ ½
СН3 Н



Варіант 3


1. Ізомерія альдегідів.

2. Назвіть сполуки:


а) СН3 — С — СН2 — СН3
ú ç

О
в) СН3 ¾ СН = СН ¾ С — Н
ú ç

О

б) СН3

½
СН3 — С — С — Н
½ ú ç

СН3 О

г )


O

СH2 ¾ CH2 ¾ C

H

д) СН2 = СН — С — СН3
ú ç

О


3. Напишіть формули сполук:

а) диметилкетон; б) ацетатний альдегід ; в) пропіоновий альдегід; г) ацетофенон; д) бензойний альдегід.

4. За якою реакцією можна одержати альдегіди:

а) окиснення первинних алканолів;

б) окиснення вторинних алканолів;

в) окиснення третинних алканолів.

5. Складіть рівняння реакції:
O O

H ¾ C + H2O + H ¾ C

H H
Варіант 4


1. Ізомерія кетонів.

2. Назвіть сполуки:


а ) СН3 ¾ СН2 ¾ СН2 ¾ СН С = О

½ ½

СН3 Н
в) С2Н5 ¾ СН2 ¾ СН = С ¾ С2Н5

½ O

C

H

б) С2Н5 ¾ С ¾ С2Н5

çç

О
д) С2Н5 СН2 СН = С С2Н5

½
С = О

½

Н

г) СН2 = СН ¾ СН2 ¾ С = О

½

Н





3. Напишіть формули сполук:

а) 2-метил-2-гексеналь; б) пропанон; в) 2-метил-2-бутеналь; г) 2-метилпропаналь; д) стеариновий альдегід.

4. За якою реакцією можна одержати альдегід:

а) окиснення вторинних спиртів;

б) суха перегонка кальцієвих та барієвих солей карбонових кислот;

в) окиснення вуглеводнів.

5. Складіть рівняння реакції:

С Н3 — С — СН3 + Br2

ú ç

О
Варіант 5
1. Фізичні властивості кетонів.

2. Назвіть сполуки:


а) СН3 ¾ С ¾ С = О

ú ç ½

СН2 Н
б) СН3 — С = О

ú

СН3

в) СН3 ¾ СН = С ¾ С ¾ СН ¾ СН3

½ ú ç ½

Н3С О СН3




г) СН3С ¾ СН3 ¾ СН3

ú ç

О


д) СН3 ¾ С = O




3. Напишіть формули сполук:

а) 3-пентанон; б) етилбутилкетон; в) гексаналь; г) акролеїн; д) форміатний альдегід.

4. За якою реакцією можна отримати ацетальдегід:

а) окиснення метанолу;

б) окиснення етилену;

в) відновлення хлороангідриду ацетатної кислоти.

5. Складіть рівняння реакції:

Н — С = О + [Ag(NH3)2]OH

½

Н
Варіант 6


1. Фізичні властивості альдегідів.

2. Назвіть сполуки:


а) СН3

½

3 ¾ СН2 ¾ СН — СН — С — С = О

½ ½ ½ ½

СН3 СН3 СН3 Н

б) С2Н5 — С — С3Н7

ú ç

О





в) O

CH2 = CH ¾ CH2 ¾ C

H

г) О

ú ç




3. Напишіть формули сполук:

а) валеріановий альдегід; б) дибутилкетон; в) 4-метил-4-окси-2-пентанон; г) 4-метил- 3-гексен- 2-он; д) метилацетатний альдегід.

4. Окисненням якого алканолу можна одержати ацетальдегід:

а) метилового;

б) етилового;

в) пропілового.

5.Складіть рівняння реакції:

О

ú ç

C Н3 — С — CН3 + Н2

Варіант 7


1. Правила найменування альдегідів за номенклатурою ІЮПАК

2. Назвіть сполуки:


а) СН3

½

3 — С — С — СН3

½ ú ç

СН3 О

б) CН3 — СН = СН — С — CН3

ú ç

О


в) CН3 — С º С — СН2 — С = О

½

Н

г) Н — С = О

½

Н


д) СН3 — С = О

½

Н


3. Напишіть формули сполук:

а) пентанон-2; б) бутаналь; в) ацетон; г) пальмітиновий альдегід; д) бензофенон.

4. За якою реакцією можна одержати бензальдегід:

а) окиснення бензилового спирту;

б) окиснення бензену.

5.Складіть рівняння реакції Тіщенко:

O O KOH

C H3 ¾ C + CH3 ¾ C + H2O

H H Al(CH3COO)3
Варіант 8

1. Правила найменування кетонів за номенклатурою ІЮПАК.

2. Назвіть сполуки:


а)


CH2 CO CH2




б) С17Н35С = О

½

Н
в) С9Н19 — С — С9Н19

ú ç

О


г) CН3 — СН — СН — С = О

½ ½ ½

3 C2Н5 Н


д) CН º С — СН2 — С = О

½

Н


3. Напишіть формули сполук:

а) кротоновий альдегід; б) формальдегід; в) метилвінілкетон; г) етаналь; д) пропаналь.

4. За якою реакцією можна одержати валеріановий альдегід:

а) окиснення етилового спирту;

б) відновлення масляної кислоти;

в) окиснення амілового спирту.

5.Складіть рівняння реакції

С Н3 — С = О + СН3СН2ОН

÷

Н
Варіант 9


1. Які сполуки віднесено до ароматичних альдегідів.?

2. Назвіть сполуки:


а) СН3 СН3

½ ½

3 — С — С — С — СН3

½ ú ç ½

СН3 О СН3


в) CН3 — СН = СН — С = О

½

Н




б)



O

г) CН3 СН2 С 2 СН3

ú ç

О

СН2 — СН — CН2 — С

д) С6Н5 — С = О



H

½

Н


3. Напишіть формули сполук:

а) метаналь; б) бензальдегід; в) пропіоновий альдегід; г) 2-бутеналь; д) 3-оксибутаналь.

4. За якою реакцією можна одержати альдегіди:

а) гідроліз дигалогенопохідних, у яких атоми галогенів зв’язані з первинним атомом Карбону.

б) гідроліз дигалогенопохідних, у яких атоми галогенів зв’язані з вторинним атомом Карбону.

5. Складіть рівняння реакції альдегіду з реактивом Фелінга:

СОONa

½

H C — O

½ Си + CН3 — C = О

HC — O ½
½ H
COOK



Варіант 10


1. Які сполуки віднесено до ароматичних кетонів.

2. Назвіть сполуки:


а) С6Н5 — С(О) — С6Н5
б) С6Н5СОСН3
в) СН2 = СН — С = О

½

Н

г) СН3 — С(О) — СН3
д)




3. Напишіть формули сполук:

а) триметилацетатний альдегід; б) масляний альдегід; в) ацетофенон; г) бензофенон; д) метилвінілкетон.

4. За якою реакцією можна одержати акролеїн:

а) каталітичне окиснення пропілену;

б) окиснення пропанолу.

5.Складіть рівняння реакції:

С Н3 — С = О + HCN

½

Н

Варіант 11


1. Які сполуки віднесено до жирно-ароматичних кетонів?

2. Назвіть сполуки:


а ) 3 — СН2 — СН — СН = CН — С = О

½ ½

3 Н
в)



б) O

C6H5 — C

H
г) С2Н5 — С(О) — СН3
д) CН3 — СН — С = О

½ ½

3 Н


3. Напишіть формули сполук:

а) бензальдегід; б) акролеїн; в) 4-метил-3-пентен-2-он; г) 2-буте-наль; д) пропанон.

4. За якою реакцією можна одержати ацетон:

а) окиснення 2-пропанолу;

б) окиснення 1-пропанолу;

в) відновлення ацетатної кислоти.

5. Складіть рівняння реакції:

OH








O

+ H ¾ C

H



Варіант 12


1. Які сполуки віднесено до ненасичених альдегідів.

2. Назвіть сполуки:


а) СН3 — СН — СО — СН3

½

С6Н5
б) СН3 — С = О

½

СН3

в) СН3 — СН2 — СН2 — С = О

½

Н

г) СН3 СН СН С = О

½ ½ ½

СН3 СН3 Н

д) СН2 = СН — СН2 — СН2 — С = О

½

Н


3. Напишіть формули сполук:

а) пропаналь; б) метилвінілкетон; в) диметилацетатний альдегід; г) ацетальдегід; д) масляний альдегід.

4. За якою реакцією можна одержати кротоновий альдегід:

а) конденсація ацетальдегіду;

б) окиснення етанолу.

5. Складіть рівняння реакції:

O

O



С +

H



C KOH

H



Варіант 13


1. Які сполуки віднесено до ненасичених кетонів?

2. Назвіть сполуки:

а ) СН º С — СН2 — С = О

½

Н
в) СН3 — СН — С — СН — СН3

½ ú ç ½

СН3 О СН3

б)

O

CH2 — CH2 — C

H

г) СН3 — СН2 — С = О

½

Н

д)




3. Напишіть формули сполук:

а) метилетилацетатний альдегід; б) дипропілкетон; в) валеріановий альдегід; г) акролеїн; д) 4-метилбензальдегід.

4. За якою реакцією можна одержати формальдегід:

а) окиснення метанолу;

б) окиснення етану;

в) відновлення метанової кислоти.

5.Складіть рівняння реакції:

С Н2 = СН — С — СН3 + Н2

ú ç

О




скачати

© Усі права захищені
написати до нас