Struktura pridobivanja in lastnosti aldehidov in ketonov. Aldehides so inuexided na drug razred spojin - keton
Aldehidami. Imenovane spojine, katerih molekule vsebujejo karbonilno skupino, priključeno na atom vodika, tj. Splošno formulo aldehidov se lahko zabeleži kot
kjer je r radikal ogljikovodikov, ki je lahko različne stopnje Nasičenost, na primer, omejitev ali aromatična.
Skupina se imenuje Aldehid.
Ketoni - Organske spojine, katerih molekule vsebuje karbonilno skupino, priključeno na dva radikala ogljikovodikov. Splošna formula ketonov je mogoče napisati kot:
kjer sta R in R 'radikali ogljikovodikov, na primer omejitve (alkil) ali aromatične.
Hidrogeniranje aldehidov in ketonov
Aldehides in ketoni se lahko zmanjšajo z vodikom v prisotnosti katalizatorjev in ogrevanja na primarne in sekundarne alkohole: \\ t
Oksidacija aldehidov
Aldehides se lahko zlahka oksidirajo tudi s takimi mehkimi oksidanti kot bakreno hidroksid in raztopino amonijak srebrovega oksida.
Pri segrevanju bakrenega hidroksida z aldehidom se pojavi imparacija začetnega modrega obarvanja reakcijske zmesi, medtem ko se oblikuje opeka rdeča oborina monovalentnega bakrenega oksida:
V reakciji z raztopino amoniaka srebrnega oksida, se njegova amonijeva sol oblikuje namesto same karboksilne kisline, saj raztopina amoniaka reagira s kislinami:
Ketoni v reakcijo s hidroksidom bakra (II) in raztopino amonijevega oksida ne vstopajo. Iz tega razloga so te reakcije visoke kakovosti na aldehidih. Torej reakcija z raztopino amoniaka srebrnega oksida s pravilno metodo njegovega izvajanja vodi do izobraževanja notranja površina Reakcijsko posodo z značilnim srebrnim ogledalom.
Očitno, če lahko mehki oksidanci oksidirajo aldehide, potem je mogoče storiti z močnejšimi oksidanti, na primer, kalijev permanganat ali kalijev dikrit. Ko uporabljate podatke o oksidantih v prisotnosti kislin, se oblikujejo karboksilne kisline:
Kemijske lastnosti karboksilnih kislin
Karboksilne kisline Imenovan ogljikovodični derivati, ki vsebujejo eno ali več karboksilnih skupin.
Carboxyl Group.ampak:
Kot lahko vidite, karboksilna skupina je sestavljena iz karbonilne skupine -C (O) - priključena na hidroksilno skupino -on.
Zaradi dejstva, da je hidroksilna skupina neposredno pritrjena karbonil, ki ima negativen induktivni učinek komunikacija O-N To je bolj polarno kot v alkoholih in fenolih. Iz tega razloga so karboksilne kisline opazno izrazite bolj izrazite kot alkoholi in fenoli, lastnosti kisline. V vodnih raztopinah kažejo lastnosti šibkih kislin, tj. reverzibilna distribucija na vodikovih kanacijah (H +) in anisti kislih ostankov:
Reakcije formacije SALELEY
Z tvorbo soli, karboksilne kisline reagirajo z:
1) Kovine za vodik v vrstici dejavnosti:
2) amoniak
3) Osnovni in amfoterski oksidi:
4) Glavni in amfoter kovinski hidroksidi:
5) soli šibkejših kislin - karbonatov in ogljikovodik, sulfidov in hidrolusulfidov, najvišje soli (z veliko število Ogljikovi atomi v molekule) kisline:
Sistematična in nepomembna imena nekaterih kislin in njihove soli so predstavljene v naslednji tabeli:
| Formula kisline | Ime kisline je nepomembno / sistematično | Trivialno ime soli / sistematično |
| HCOOH. | ant / methana. | format / metanoat. |
| CH3 COOH. | ocetno / jedkanje | acetat / etanoat. |
| CH3 CH2 COOH | propionski / propan | propionat / propanoat. |
| CH3 CH2 CH2 COOH | olje / butanova | butirate / butanoat. |
Overse je treba zapomniti: močne mineralne kisline premaknejo karboksilne kisline iz njihovih soli kot šibkejše:
Reakcije, ki vključujejo IT skupino
Karboksilne kisline reagirajo esterifikacijo z moonatomičnimi in polihidričnimi alkoholi v prisotnosti močnih anorganske kislineHkrati se oblikujejo prefinjene estre:
Ta vrsta reakcije je reverzibilna, zato, z namenom premika ravnotežja v smeri tvorbe kompleknega etra, jih je treba izvesti, izčrpajo bolj hlapnega estra pri ogrevanju.
Povratni odziv procesa esterifikacije se imenuje hidroliza estra:
Doseganje reakcije poteka v prisotnosti alkalij, saj nastala kislina reagira s kovinskim hidroksidom, da tvori sol:
Reakcije reagiranja vodikovih atomov v substituentu ogljikovodika
Pri izvajanju reakcij iz ogljika ali brom v prisotnosti rdečega fosforja, med ogrevanjem, se vodikovi atomi nadomestijo pri atomu a-ogljika atoma na halogenske atome:
V primeru večjega deleža halogena / kisline se lahko pojavi globlje kloriranje:
Odzivi uničenja karboksilne skupine (dekarboksilacije)
Posebne kemijske lastnosti mravljične kisline
Molekula mravljinske kisline, kljub majhnim velikostim, vsebuje dve funkcionalni skupini naenkrat:
V zvezi s tem kaže ne le lastnosti kislin, temveč tudi lastnosti aldehidov:
Pod delovanjem koncentrirane žveplove kisline, mravljične kisline razpadejo v vodo in vlažen plin.
Opredelitev
Aldehids. - organske snovi, povezane z razredom karbonilnih spojin, ki vsebujejo v njihovi sestavi, funkcionalna skupina -CH \u003d O, ki se imenuje karbonil.
Splošna formula mejnih aldehyds in ketonov C N H 2 N O. Naslov aldehidov je prisoten pripona-in.
Najenostavnejši predstavniki aldehidov - formaldehid (oblikovanje aldehid) -CH2 \u003d O, acetaldehid (ocetno aldehid) - CH3-CH \u003d O. Ciklični aldehidi, na primer, cikloheksan-carbaldehid; Aromatične aldehide imajo trivialna imena - benzaldehid, vanilin.
Atom ogljika v karbonilni skupini je v stanju SP 2-hibridizacije in obrazcev 3σ-obveznice (dve povezavi C -N in ena povezava C-O). π-vez se tvori s p-elektroni ogljika in kisikovih atomov. Dvojna vez z \u003d O je kombinacija σ- in π-povezav. Elektronska gostota se premakne na atom kisika.
Za Aldehides je karakteristika ogljika okostja, kot tudi inter-čudno izomerijo s ketoni:
CH3-CH2-CH2-CH \u003d O (Boutanal);
CH3 -CH (CH3) -CH \u003d O (2-metilpenana);
CH3-C (CH2-CH2) \u003d O (metil etil keton).
Kemični lastnosti aldehidov
Obstaja več reakcionarnih centrov v aldehidnih molekulah: elektrofilni center (karbonilni ogljikov karbonil), ki sodeluje v nukleofilnih dostopnih reakcijah; Glavni center je atom kisika z vodanimi elektronskimi pari; Center α-CN kisline, odgovoren za kondenzacijske reakcije; Komunikacija C-H, razpoka v oksidacijskih reakcijah.
1. Reakcija pritrditve:
- voda z tvorbo gem diols
R-CH \u003d O + H 2 O ↔ R-CH (OH) -OH;
- alkoholi z tvorbo pola-acetalov
CH3 -CH \u003d O + C2H5 OH ↔CH3 -CH (OH) -O-C2H5;
- Tiol z tvorbo ditioacetalov (v kislem okolju)
CH3 -CH \u003d O + C2H5 SH ↔ CH3 -CH (SC 2H5) -SC 2 H 5 + H 2 O;
- natrijev hidrosulfit z nastankom natrijevega α-hidroksisulfonata
C 2 H5 -CH \u003d O + NAHSO 3 ↔ C 2 H 5 -CH (OH) -SO 3 NA;
- Amonov z tvorbo N-substituiranega imina (Schiff Base)
C6 H 5 CH \u003d O + H 2 NC 6 H 5 ↔ C 6 H 5 CH \u003d NC 6 H 5 + H 2 O;
- hidrazini z tvorbo hidrazonov
CH3 -CH \u003d O + 2 HN-NH2 ↔ CH3-CH \u003d NH2 + H 2 O;
- cianogenska kislina z nitrilom
CH3 -CH \u003d O + HCN ↔ CH3 -CH (N) -OH;
- Obnova. V interakciji aldehidov z vodikom dobimo primarni alkoholi:
R-CH \u003d O + H 2 → R-CH2 -OH;
2. Oksidacija
- reakcija »srebrovega ogledala« - oksidacija aldehidov amoniak raztopine srebrovega oksida
R-CH \u003d O + AG 2 O → R-CO-OH + 2AG ↓;
- Oksidacija aldehidov bakrenega hidroksida (II), zaradi česar oborina bakra (i) oksid pade
CH3 -CH \u003d O + 2CU (OH) 2 → CH3 -COOH + CU 2 O ↓ + 2H20;
Te reakcije so visokokakovostne reakcije na aldehide.
Fizikalne lastnosti aldehidov
Prvi predstavnik homologne serije aldehidov - formaldehid (oblikovanje aldehid) je plinasta snov (N.U.), aldehide nerazredčne strukture in sestava C 2-C12 - tekočine, s 13 in daljšimi trdnimi snovmi. Več ogljikovih atomov je del neanfnednega aldehida, višje je njegovo vrelišče. Z naraščanjem molekulske mase aldehidov, vrednosti njihove viskoznosti, gostote in lomnega indeksa povečanje. Formaldehid in Acetaldehid se lahko pomešamo z vodo v neomejenih količinah, s povečanjem ogljikovodikovo verigo, se ta zmožnost aldehidov zmanjša. Nižje aldehide imajo oster vonj.
Pridobivanje aldehidov
Glavni načini za pridobitev aldehidov:
- Hidravlika alkenov. Ta reakcija je sestavljena iz povezovanja CO in vodika v alkenu v prisotnosti karbonilov nekaterih kovin skupine VIII, na primer, oktarbonilldicobalt (CO 2 (CO 2 (CO) 8) reakcijo izvedemo pri segrevanju na 130 ° C in 300 atm tlaka
CH3 -CH \u003d CH2 + CO + H2 → CH3-CH2-CH2 -CH \u003d O + (CH3) 2 SNS \u003d O;
- Hidracija alkinov. Interakcija alkinov z vodo se pojavi v prisotnosti živega srebra (II) in v kislem okolju:
NSSN + H 2 O → CH3 -CH \u003d O;
- Oksidacija primarnih alkoholov (reakcija se pri segrevanju)
CH3-CH2 -One + CUO → CH3 -CH \u003d O + CU + H 2 O.
Aplikacija Aldehids.
Aldehides se pogosto uporabljajo kot surovine za sintezo različnih izdelkov. Torej, iz formaldehida (proizvodnja velikih zmogljivosti) različne smole (fenol-formaldehida itd.), Droge (urotropin). Acetaldehid - surovine za sintezo ocetne kisline, etanola, raznih derivatov piridina itd. Mnogi aldehidi (olje, cimet, itd) se uporabljajo kot sestavine v parfumeriji.
Primeri reševanja problemov
Primer 1.
| Naloga | 9,5 g monobromida smo dobili z bromiranjem z N H 2 N +2, ki med zdravljenjem z razredčeno raztopino NaOH se je spremenila v spojino, ki vsebuje kisik. Par IT z zrakom je zamujen nad vročo bakreno mrežo. Pri obdelavi nove plinaste snovi, oblikovane v tem primeru, je bil presežek raztopine amoniaka AG 2 O sprostil 43,2 g sedimenta. Kateri ogljikovodik je bil vzet v kakšni količini, če je proizvodnja na fazi bromiranja 50%, preostale reakcije izvedejo kvantitativno. |
| Sklep | Napišemo enačbe vseh dogodkovnih reakcij: C N H 2N + 2 + BR2 \u003d C N H 2N + 1 BR + HBR; C N H 2N + 1 BR + NAOH \u003d C N H 2N + 1 OH + NABR; C N H 2N + 1 OH → R-CH \u003d O; R-CH \u003d O + AG 2 O → R-CO-OH + 2AG. Oboricija, dodeljena v zadnji reakciji, je srebrna, zato lahko najdete količino vsebine srebra odlikuje: M (AG) \u003d 108 g / mol; v (AG) \u003d M / M \u003d 43.2 / 108 \u003d 0,4 mol. Pod pogojem problema, po prehodu snovi, pridobljene v reakciji 2 nad vroče kovinsko mrežo, plin nastal, in edini plin -Aldehid plin je metanal, zato je izhodni material metan. CH 4 + BR2 \u003d CH3 BR + HBR. Število bromometanske snovi: v (CH3 BR) \u003d M / M \u003d 9,5/95 \u003d 0,1 mol. Nato je količina metanske snovi, ki je potrebna za 50% donosa bromometana 0,2 mol. M (CH 4) \u003d 16 g / mol. Posledično je masa in prostornina metana: m (CH 4) \u003d 0,2 × 16 \u003d 3,2 g; V (CH 4) \u003d 0,2 × 22,4 \u003d 4,48 litra. |
| Odgovor | Masa mase - teža 3,2 g, metan-4.48 l |
Primer 2.
| Naloga | Napišite reakcijske enačbe, s katerimi se lahko izvedejo naslednje transformacije: Buten-1 → 1-Brombatane + NaOH → A-H2 → B + OH → C + HCl → D. |
| Sklep | Da bi dobili 1-bromobutan iz Bootena-1, je treba izvesti reakcijo hidroobromacije v prisotnosti peroksidnih spojin R2 O 2 (reakcija se nadaljuje proti Markovnikov pravilo): CH3-CH2-CH \u003d CH2 + HBR → CH3 -CH2-CH2 -CH2B. Pri interakciji z vodno raztopino alkalijev je 1-Brombatan podvržen hidrolizi z tvorbo butanola-1 (a): CH3-CH2-CH2-CH2 BR + NAOH → CH3-CH2-CH2-CH2H + NABR. Butanol-1 z dehidrogeniranjem aldehid - butanal (b): CH3-CH2-CH2-CH2H → CH3-CH2-CH2 -CH \u003d O. Amonium raztopina srebnega oksida oksidizira buutanal do amonijevega soli - amonijev butirat (C): CH3-CH2-CH2 -CH \u003d O + OH → CH3 -CH2-CH2-CH2-CH 4 + 3NH 3 + 2Ag ↓ + H 2 O. Amonijev butirate pri interakciji s klorovodikovo kislino olje (butana) kislina (D): CH3-CH2-CH2-CH-CCL 4 + HCl → CH3-CH2 -CH2 -COOH + NH 4 CL. |
1. Aldehides in ketoni: struktura, izomerrizem, nomenklatura. Kemijske lastnosti. Materianost. Nukleofilne reakcije pritrjenosti. Obnova alkohol in ogljikovodikov. Reakcije aromatskih aldehidov in ketonov s sodelovanjem aromatičnega jedra.
Aldehids in ketoni pripadajo karbonil organske spojine.
Karbonilne spojine so organske snovi, v molekulah, od katerih obstaja skupina\u003e C \u003d O (karbonil ali okso skupina).
Splošna formula karbonilnih spojin:
Funkcionalna skupina - SN \u003d O, imenovano Aldehid.
Ketoni - organske snovi, katerih molekule vsebujejo karbonilno skupino, priključeno na dva radikala ogljikovodikov. Splošne formule: R2 C \u003d O, R-CO-R ' ali
Komunikacija C \u003d O močno polarna. Njen dipolni trenutek (2,6-2,8D) je bistveno višji od vrednosti C-O v alkoholih (0,70D). Elektroni večkratne komunikacije C \u003d O, zlasti bolj premični P-elektroni, se premaknejo na elektronetivni atom kisika, kar vodi do delne negativne naboje na njem. Karbonilni ogljik pridobi delno pozitivno naboj.
Tako je ogljik napaden nukleofilne reagente, in kisik - Elektropletena, vključno s H +.
V molekulih aldehid in ketonov ni vodikovih atomov, ki bi lahko oblikovali vodikove vezi. Zato so njihove temperature vrelišča nižje od ustreznih alkoholov. Metanal (formaldehid) - plin, aldehide C2-C5 in ketoni C3-C4 - tekočine, višje - trdne snovi. Spodnji homologiji so topen v vodi, zaradi nastanka vodikovih vezi med vodikovimi atomi vodnih molekul in karbonilnimi kisikovimi atomi. S povečanjem radikalne topnosti ogljikovodikov v vodah.
Sistematična imena aldehids. Zgradite ime ustreznega ogljikovodika in dodajanje pripone -AL.. Oštevilčenje verige se začne s karbonilnim ogljikom. Trivialna imena proizvajajo iz trivialnih imen teh kislin, v katerih se med oksidacijo pretvorijo aldehidi.
Sistematična imena ketoni Enostavna struktura je narejena iz imen radikalov (da se poveča) z dodatkom besede keton. Na primer:
CH3-CH-CH3 - Dimetel keton (aceton);
CH3 CH2 CH2 -CO-CH3 - metilpropil keton.
V bolj splošnem primeru ime ketona temelji na imenu ustreznega ogljikovodika in pripone on; Oštevilčenje vezja se začne od konca verige, ki je najbližje karbonilni skupini (nadomestno nomenklatura iz Jewberry).
Primeri:
CH3 -CO-CH3 - propan je on (aceton);
CH3 CH2 CH2 -CO-CH3 - Pentan je on- 2;
CH2 \u003d CH-CH2 -CO-CH3 - PENTEN-4 - je on- 2.
Nomenklatura aldehidov in ketonov.
Za aldehide in ketoni so značilni strukturno izomerijo.
Istomeria. aldehids.:
medkrajalni izomerriji (podoben aldehidamu).
Nukleofilne reakcije pritrjenosti.
Aldehides in ketoni preprosto pritrdite nukleofilne reagente C \u003d o komunikaciji. Postopek se začne z nukleofilnim napadom na karbonilni atom ogljika. Nato se tetraedralni intermediati, ki so nastali na prvi stopnji, prinese proton in daje produkt priključka:
Dejavnost karbonilnih spojin v AD N-Zdravi (nukleofilne adicijske reakcije) je odvisna od vrednosti učinkovitega pozitivnega naboja na karbonilni atomu ogljika in prostornine substituentov v karbonilni skupini. Elektronela in grmenje substituenti Težko odjavi, elektronsko natančni substituenti povečajo reakcijsko zmogljivost karbonilne spojine. Zato so aldehide v ad N-repozicije bolj aktivni kot ketoni.
Pritrditev alkoholov in tilov.
Aldehides se pridružijo alkoholom z izobraževanjem pol-acetale. Z presežkom alkohola in v prisotnosti kislinske katalizatorja se odziv nadaljuje - pred izobraževanjem acetale.
Ketoni v podobnih pogojih niso dovoljeni.
Thiol kot močnejši nukleofili kot alkoholi, ki se pridružijo izdelki in z aldehidami, in s ketoni.
Pritrditev modre kisline
Sinilna kislina se pridruži karbonilni spojini pod pogoji glavne katalize z tvorbo cingangidrinov.
Pristop natrijevega bisulfita.
Aldehides in metilbotone pritrdite natrijev bisulfit NaHSO 3 z tvorbo bisulfitnih derivatov.
Pritrjevanje vode.
Aldehids in ketoni pritrdite vodo, da tvorijo hidrate. Reakcija se nadaljuje reverzibilno. Oblikovani hidrati so termodinamično ni stabilen. Equilibrium se premakne na priključne izdelke samo v primeru aktivnih karbonilnih spojin.
Reakcije nukleofilne pritrditve dušikovih baz.
Te reakcije vključujejo:
a) tvorba imina (azometini) - razlogi Schiffa
c) tvorba hidrazona
d) Sinteza seminarja
Obnova alkohol in ogljikovodikov.
Dodajanje vodika na molekule aldehidnih se pojavi za dvojno vez v karbonilni skupini. Aldehidni produkt hidrogeniranja je primarni alkoholi, ketoni - sekundarni.
a) Izterjava s Cletsen.
Če je karbonilna spojina stabilna kot kislinsko dejanje, se ta vrsta obnovitve uporablja
b) Izterjava s kizhnev volkom
Ta vrsta okrevanja se uporablja v primerih, ko je objekt obnovitve enakomeren
Amoniak raztopina srebrnega hidroksida OH z lahkim ogrevanjem z aldehidom (vendar ne s ketoni) jih oksidira v kislino, da tvorijo prosti kovinski srebro. Če je preskusna cev, v kateri je reakcija v teku, je bila vnaprej razmaščena iz notranjosti, nato pa se srebra leži s tanko plastjo na njeni notranji površini - oblikovano srebrno ogledalo:
Ketoni ne vnesejo takih reakcij. Imajo "trdo oksidacijo" - odmor komunikacije C - C
Reakcija halogeniranja. Aldehids in ketoni se zlahka reagirajo s halogeni, da tvorijo a-halogenske derivate:
Reakcije aromatskih aldehidov in ketonov s sodelovanjem aromatičnega jedra.
Razlikujejo se naslednje vrste karbonilnih spojin.
V reakciji zamenjave elektrofil se aromatski aldehidi upoštevajo v skladu s pravili orientacije. Elektronizirana skupina skupine Aldehida, razstavlja -i; -M-učinki in se nanaša na meta-orientate.
Na primer:
Nitracija acetofenona zlahka izvede z mešanico nitrifikacije pri temperaturi 0 0 S:
m.-NoTroacetofenone.
2. Ogljikovi hidrati. Razvrstitev in nomenklatura. Zgradba, konfiguracija in konformacija.
V divjih živalih, ogljikovi hidrati opravljajo naslednje funkcije:
- viri energije v presnovnih procesih (v rastlinah - škrob, v živalskih organizmih - glikogen);
- strukturne sestavine celičnih sten rastlin (celuloza); --- vloga substratov in regulatorjev posebnih biokemičnih procesov;
- so sestavni elementi vitalnih snovi: nukleinske kisline, koencimi, vitamini itd.
- Ogljikovi hidrati služijo kot glavna sestavina hrane sesalcev in oseba zagotavlja hrano, oblačila in stanovanja.
Ogljikovi hidrati predstavljajo 60-70% prehrane hrane. V glavnem so vsebovane v rastlinskih proizvodih, so glavne sestavine kruha, Kruup, testenine, slaščice, služijo kot surovine v industriji fermentacije, pri proizvodnji živilskih kislin: ocetna, mlekarna, limona.
Samo rastline so sposobne izvajati polno sintezo ogljikovih hidratov s fotosintezo, v procesu, od katerih se voda in ogljikov dioksid pretvori v ogljikove hidrate v okviru akcije sončna svetloba kot vir energije. Živalski organizmi ne morejo sintetizirati ogljikovih hidratov in jih spraviti iz rastlinskih virov:
3. Zgradba, izomerrizem, nomenklatura mono-blokov karboksilnih kislin. Kemijske lastnosti. Reakcije z nukleofilnimi reagenti. Nastajanja halogenidridov. Revolucija. Reakcije dekarboksilacije. Funkcionalni derivati \u200b\u200bkarboksilnih kislin. Dikarboksilne kisline, nomenklatura in lastnosti.
Splošna formula meje. avto. Kislina 
Oblika karboksilnih kislin funkcionalni derivatiNa katere halogenske šafride, estre, anhidridi, amide in nitrilne kisline. Anhidridi, amide in nitrile neposredno iz kislin najpogosteje je mogoče dobiti, tako da uporabljajo posredne metode.
Okrevanje:
Karboksilne kisline se lahko obnovijo samo z zelo močnimi redukcijami. Zato, med restavracijo, kisline nikoli ne dobijo aldehidov, ampak samo primarni alkoholi.
Lahko uporabite Dyboran (VN 3) 2.
Dekarboksilacije - Odpravo CO 2 karboksilnih kislin ali njihovih soli. Decarboksilacija se izvede s segrevanjem v prisotnosti kislin ali baz. Hkrati se praviloma pojavi karboksilna skupina na atomu vodika.
Nepoznane monokarboksilne kisline so dekarboksilirane v težkih okoljih.
Decarboksilacija je olajšana v prisotnosti substituentov elektronskih kontejnerjev v položaju.
Dekarboksilacije z ogrevanjem (suho destilacijo) kalcij in bariumske barijeve soli - metoda proizvodnje ketonov.
Dikarboksilne kisline. Nomenklatura in lastnosti
4. Alkenes. Reakcije elektrofila dodajanja alkenov (reakcija ade.): Markostvenovo pravilo in njegova razlaga. Brezplačna radikalna pritrditev halogenov in bromomotomotorodorda. Allyl halogeniranje. Homogeno in heterogeno hidrogeniranje.
Alkenes (olefini).Ogljikovodikov, ki vsebujejo eno dvojno ogljik-ogljikovo vez, se v odprti verigi imenujejo alkenes. Splošna in bruto formula z n 2 n. Številka, katere člani se razlikujejo na (2N) N se imenuje izološka stran. Prvi predstavnik CH2 \u003d CH2 (ethen etilen), SP2 - hibridizacija.
Reakcija AD E je glavna vrsta alkena transformacij. Hallogeni, halogenske pasme, žveplovo kislino, vodo in druge električne reagente se lahko dodajo vzdolž elektropalnega mehanizma na alkenes.
Celotni reakcijski mehanizem vključuje številne zaporedne faze:
Na prvi fazi, elektrofil tvori P -Complex z alkenom, v katerem dvojna povezava deluje kot darovalca, in elektrofil kot elektronski sprejemnik. Poleg tega je P -Complex počasi preurejen v karbocaty (S -Complex). V zadnji fazi se pojavi hitro interakcijo karbocatja z nukleofilom (Y -) z tvorbo izdelka prilog.
Alkenes reagirajo z brom in klorom, da tvorijo dvojno vezni pritrdilni izdelki ene halogenske molekule s skoraj kvantitativno. Fluor je preveč aktiven in povzroča uničenje alkenov. Pridružitev joda v Alkenes v večini primerov je reverzibilna reakcija, katerih ravnovesje se premakne na začetne reagente.
V reakcijah dodatka polarnih molekul tipa HX na asimetrične alkene, je vodik pritrjen na bolj hidrogeniran atom ogljika z dvojno vezjo (i.e., ogljikov atom, povezan z največje število. Atomi vodika).
Pristop proti Markovnikovskemu pravilu Opozoriti je treba v primerih, ko se substituent odloži z elektronsko gostoto na sebi, tj. Razstavlja elektronsko sprejemljive lastnosti (- JAZ. in / ali - M.- Effect).
Na primer, v reakciji Trichlorospropen CL3 C-CH \u003d CH2 s HX vodikom je pritrjena na manj hidrogeniranega ogljikovega atoma in X - na bolj hidrogenirano. To je posledica dejstva, da skupina CCL 3 kaže negativni induktivni učinek in P-Elektronska gostota komunikacije C \u003d C se premakne na manj hidrogeniranega ogljikovega atoma.
Poleg tega, če reakcija pritrditve ni na elektropuliranem, vendar v skladu z radikalnim mehanizmom, pravilo Markostvenikov tudi ne spoštuje. Tako reakcija HBR s propilenom v prisotnosti peroksidov (H 2 O2 ali R2S2), ki tvori proste radikalne delce (vendar · ali RO ·), se pojavi glede na radikalni mehanizem in prihaja proti pravilu Markovnikov .
Allyl nadomestnih halogenov.
CH2 \u003d CH-CH3 + CL 2 ® CH2 \u003d CH-CH2CL + HCL
Takšna smer klorirana je povezana s stabilnostjo allilne radikale, ki nastane, ko se izvaja postopek radikalne verige:
Začetek:
Cl 2 + M ® 2Cl · + m
Homogena in heterogena hidrogenacija alkenov.
Razlikovati je treba heterogeno in homogeno katalitsko hidrogeniranje alkenov. V heterogenem hidrogeniciji se uporabljajo fino razdeljeni kovinski katalizatorji - platina, paladij, rutenij, rodij, osmium in niklja ali v čisti obliki, ali se uporabljajo za inertne medije - baso 4, CACO 3, aktivirani ogljik, al 2 O 3, itd netopno v organskih medijih in delujejo kot heterogeni katalizatorji. Rutheniums in rodij kažejo največjo dejavnost med njimi, vendar je največje širjenje prejela platino in niklja. Platinum se običajno uporablja kot črni pto 2 dioksid, široko znana "Adams katalizator". Drugi aktivne kovine Platinumska skupina se uporablja na inertnih medijih, na primer, PD / C ali PD / BASO 4, RU / AL 2 O3; RH / C in drugi. Palladium, ki se uporablja za premogovnika katalizirajo hidrogeniranje alkenov na alkane v alkoholni raztopini pri 0-20 0 ° C in normalen pritisk. Nikelj se običajno uporablja v obliki tako imenovanega "renenega niklja".
Dvojna vez v alkenih je hidrogenirana z večjo hitrostjo v primerjavi z mnogimi drugimi funkcionalnimi skupinami (C \u003d O, COOR, CN, Itd) in zato je hidrogeniranje dvojne vezi z \u003d C je pogosto selektivni postopek, če se izvedemo hidrogeniranje pod blagimi pogoji (0-20 0 С in pri atmosferskem tlaku).
Heterogeno hidrogeniranje na površini kovinskih katalizatorjev ima številne pomembne pomanjkljivosti, kot so izomerizacija alkenov in dekoltage enotnih vezi ogljik-ogljik (hidrogenoliza). Homogeno hidrogeniranje je prikrajšano za te pomanjkljivosti. Najboljši homogeni katalizatorji hidrogeniranja so rodij (I) in rutenium (III) kloridni kompleksi (III) s trifenilfosfinom - TRIS (trifenilfosfin) rodijev klorid (pH 3 P) 3 RHCL (WILKINSON katalizator) in trispoj hidroklorida (trifenilfosfin) rutenija (pH 3 P) 3 RUHCL.
Pomembna prednost homogenih katalizatorjev je možnost selektivnega zmanjšanja mono- ali prepovedanih dvojnih vezi v prisotnosti tri-in tetra-substituiranih dvojnih vezi zaradi velikih razlik v hitrosti hidrogeniranja.
5. Alkina. Alkinske reakcije. Kislost. Acetilenjide, struktura in lastnosti. Reakcije elektrofila in nukleofilne pristopa, njihovi mehanizmi. Oksidacija, restavriranje, hidrogeniranje alkinov.
Alkina (acetilen). Ogljikovodiki, ki vsebujejo eno trojno vez ogljik-ogljik, se v odprti verigi imenujejo alkins ali acetileni. Splošna in bruto formula s N H 2 N -2. Prvi predstavnik ChºSN (etin-acetilen).
V primerjavi z Alkino alkini, nekoliko manj aktivni v reakcijah elektrophyal adient in so bolj aktivni v nukleofilnih reakcijah, na primer, z amini in alkoholot. Vendar pa je Alkina, kot je Alkenes, lažje reagirajo z elektropalnimi reagenti kot z nukleofilijo. Narava topil ima velik vpliv na razmerje med hitrostmi reakcij alkenov in alkinov.
V stanju hibridizacije SP-hibridizacije ima ogljikov atom najvišjo elektriko, pripelje do močne K-H kislost Skupine terminalske acetilene. Atom vodika, trojna vez pri ogljiku, ima večjo kislost kot atom vodika alkenov in alkanov. Pojasnjeno je z dejstvom, da atomi tesno privabljajo elektrone, tako Povezava Polarizirani in električni atomi vodika v njih kažejo večjo kislost. Kislost acetilena in a-alkins se kaže v naslednjih reakcijah:
Anion ima visoko informatiko, ki povzroča ravnovesje ravnotežja do nastanka acetilenyide. Hkrati, voda, ki ima višjo kislost v primerjavi z acetilenom, premakne zadnje acetilinide: 
Natrij, kalij in drugi acetilen alkalijske kovine To so resnične soli, ki jih sestavljajo kovinski kationi in acetilen-anioni. Soli težkih kovin acetileni (AG, CU, Hg) - ne v polnem občutku soli. To so kovalentne in zgrajene spojine, netopne v vodi. Odlagajo jih iz vodne raztopine.
1. Hidrogeniranje.. Vodik se pridruži trojni vezi v prisotnosti istih katalizatorjev kot dvoposteljna:
2. Haloiding.. Dodatek klora, broma in joda v alkins na elektrolliranem mehanizmu, prav tako prihaja z manjšo stopnjo kot Alkenes. Transalogeni, ki nastanejo hkrati, zlahka izstopajo, saj je nadaljnji dodatek halogena (razen klora) z velikimi težavami:
3. Hidroalogenacija. Halogenske pasme se jim pridružijo alkini na elektropultskem mehanizmu. Na primer, ko je pritrjevanje klorida, je acetilen je zaporedno pridobljen s klorvinil in 1.1-dikloroetanom. Dodajanje halogenov in halogenskih bogov na alkins lahko preidejo skozi radikalni mehanizem. V elektrollitiranem pristopu se opazijo pravilo Markovnikov, pri radikalnem mehanizmu pa se upošteva nasprotna smer pritrditve.
4. Hidracija. Dodatek vode se pojavi v prisotnosti živega srebra sulfata (Kucherova reakcija), ali preko heterogenih katalizatorjev, in acetitni aldehid je pridobljen iz acetilena, od drugih acetilen ogljikovodikov - ketoni zaradi preureditve generiranih Enols:
5. Pritrjevanje alkohola. Pritrditev alkoholov v prisotnosti alkoholatov je reakcija pritrditve nukleofilga. Posledično se oblikujejo vinil etri in acetali:
6. Pritrditev HCN.. Cianska kislina je pritrjena na acetilena v prisotnosti bakrenih soli (i), nastali nitril akrilne kisline (akrilonitril), ki se oblikuje:
7. Oksidacija.
Alkins se oksidira kalijev permanganat v nevtralnem mediju v trojni vezi, ki tvorijo karboksilne kisline (kalijeve soli so oblikovane pod reakcijo):
Acetilen pod temi pogoji se oksidira na kalijevo sol oksalne kisline - kalijev oksalat.
8. Oblikovanje acetilena. Vodikovi atomi s trojnimi vezi so lahko substituirani s kovinskimi atomi:
ali, v primeru alkalijskih kovin: \\ t
9. Hallogen za zamenjavo vodika. V skladu z delovanjem hipetrahlohitov se lahko vodikovi atomi v trojni vezi zamenjajo z atomi halogena:
10. Polimerizacija. Odvisno od pogojev reakcije in uporabljenega kalibra, lahko polimerizacija acetilena teče na različne načine:
dimiranjese pojavi pod delovanjem mešanice amonijevega klorida in bakrovega klorida (I) v vodna raztopinaHkrati se oblikuje Boudo-3-EN-1 (vinylacetylene):
trimerizacija pojavlja pri 500-600 o C v prisotnosti aktivnega ogljika, reakcijski produkt - benzen (zelinsky reakcija):
tetramerizacijapojavi se pod delovanjem kompleksnih spojin niklja, CyclookTateten-1,3,5,7 se večinoma oblikuje:
10. Oblikovanje magnoorganskih enot. Mešani magnezijev acetilen (OCOCIC reagent), ki se uporablja za različne sinteze, se pridobiva z delovanjem metilmagniaideide na ALkin, ki ima atom vodika s trojno dotikom:
6. Halogenske derivate ogljikovodikov. Reakcije nukleofilne zamenjave in dekoltage. Aromatske halogenske derivate.
Proizvodnja halogena ogljikovodikov vključuje spojine, v katerih so na halogenske atome substituirani eden ali več vodikovih atomov.
Derivati \u200b\u200bhalogenov ogljikovodikov so razvrščeni glede na naravo radikalnega ogljikovodikovega radikala (alifatskega, ali-cikličnega in aromatičnega), število atomov halogenov v molekuli (mono-, tri- in polihlod derivati), narava halogena (fluoro- , Chloro, bromo, jodo-proizvodnja), narava atoma ogljika, s katerimi so povezani halogenski atomi (primarna, sekundarna in terciarna proizvodnja halogena).
Nomenklatura. Na nadomestni nomenklaturi Jesaka so imena halogenskih derivatov ogljikovodikov podobna imen ustreznih ogljikovodikov. Sprva položaj kaže položaj zamenjave (če je potrebno), nato pa se imenuje halogen (če je potrebno - pred njo število atomov) in dodati ime splošne strukture (v alifatskih halogenskih derivatov je glavna ogljikova veriga, v Ali-ciklični in aromatski cikel).
Oštevilčenje se začne z nizko roko ogljikove verige halogen.
1 - Brompropane 1,2 - likklorcikloheksan klorbenzen
Nukleofilne reakcije
Aromatske halogenske derivate S halogenom v jedru (halogeniranosti) - raje inertne snovi v primerjavi s halogenskimi derivatimi alifatskimi serijami. Zato z velikimi težavami vnesejo reakcijo nukleofilne zamenjave. Takšna pasivnost atoma halogena v halogenies je posledica delne dvostranskosti z benzenskim obročem:
To spominja na obnašanje halogenov, ki izhajajo iz nenasičenih ogljikovodikov, pri katerih je atom halogena pod ogljikom, povezan z dvojno vezjo. Zato so potrebni trdi pogoji za izvajanje halogeni reakcij z nukleofilnimi reagi. heat. in pritisk):
Atomi halogena so precej premični in jih je mogoče zamenjati pod delovanjem različnih nukleofilov, ki se uporablja za sintezo različnih derivatov:
Reakcije izločanja (dekoracija) - dehidrolohane
Kot posledica reakcij odstranjevanja v primeru alkilnih halidov se oblikujejo alkens in halogenske pasme.
Na primer, ko se ogrevanje etilklorida z flipperjem v alkoholu, izpraznitev HCl in formacija etilena v teku:
Plačati je treba dejstvo, da če izvedete to reakcijo v vodi, ne v alkoholu, potem bo glavni proizvod alkohol in ne alken.
V primeru asimetričnih alkilnih halidov se reakcija dehidro-halogeniranja v skladu z pravilo Zaitsev.: Raztezanje atoma vodika v reakcijah cepila HX izhaja iz najmanj hidrogeniranega ogljikovega atoma.
7. Aromatične spojine (arena). Aromatski značaj benzena. Skladnja energija, aromatična merila. Reakcije elektrofilne zamenjave benzena. Strukturo π- in σ kompleksov. Vpliv substituentov v benzenski obroč na smeri in hitrosti reakcij zamenjave elektrofil.
Glavna značilnost aromatskih ogljikovodikov je enakomerna porazdelitev gostote π-elektronov v molekuli. Unified Stable. zaprti sistem π-Elektroni v ciklični molekuli - glavni znak aromatinosti. Predpogoji Za takšno požiranje π-elektronov je strog paralelizem osi 2R-orbitalov, ki sodelujejo pri oblikovanju zaprtega π-elektronske sisteme. Zato imajo molekule aromatičnih spojin nujno ravno strukturo. Če se ta pogoj ne izvede, je krožno seznanjanje π-elektronov pokvarjeno. Posledično ta spojina ni aromatična. Za aromatske spojine je označena tudi določeno število π-elektronov v molekuli. Nemški kemik-teoretični E.Hyukkel LED PR in L O (1931): ploske ciklične spojine, ki imajo konjugatni sistem π-elektronov, so lahko aromatične, če je število teh elektronov 4N + 2 (kjer je n \u003d 0, 1, 2, 3 itd.). Z drugimi besedami, v aromatičnih spojinah lahko vsebuje 2, 6, 10, 14 π-elektrone itd. To pravilo je strogo izvedeno samo za monociklične spojine.
Molekule, ki imajo niz karakterističnih strukturnih, energetskih in kemijskih lastnosti, ki jih povzroča prisotnost ploske ciklične strukture s sistemom konjugiranih povezav, ki jih tvori delocaliziranastr.- Elektron, poklican aromatične spojine.
Ena lastnost, ki vam omogoča zanesljivo razvrstitev spojine, saj aromatične ali ne-aromatske ne obstaja. Glavne značilnosti aromatskih spojin so:
· Poleg reakcije zamenjave, ne pristopa (je najlažje, zgodovinsko, zgodovinsko prvi znak, primer - benzen, za razliko od etilena ne razbarva brom voda)
· Znatnost energije v primerjavi s sistemom neenakih dvojnih vezi. Imenovan tudi resonančna energija (napredna metoda - energija dewarov resonance) (dobitki so tako veliki, da molekula podvrže pomembne transformacije, da bi dosegli aromatično stanje, na primer, cikloheksadyne je zlahka dehidriran na benzena, dva in trohaty fenoli obstajajo predvsem v obliki fenolov (Enol) in ne ketonov itd.).
· Prisotnost obroča magnetni tok;
· Prisotnost samega letala (minimalno izkrivljena), v kateri vse leži (ali ne vsi - homoaromatični) atomi, ki tvorijo aromatski sistem. V tem primeru se obroči PI-elektroni, ki se oblikujejo med medsebojno povezovanjem dvojnih vezi (ali elektronov, vključenih v obroč heteroatomov), ležijo zgoraj in pod ravnino aromatskega sistema.
· Hyukkel pravilo je skoraj vedno opaziti: samo sistem, ki vsebuje (v obroč) 4n + 2 elektronov (kjer n \u003d 0, 1, 2, 2, ...) je lahko aromatičen. Sistem, ki vsebuje 4N elektrone, je antiaromatičen (poenostavljen razumevanje, to označuje presežek energije v molekuli, neenakosti komunikacijskih dolžin, nizka stabilnost je nagnjenost k reakcijam pritrditve).
(klorobenzen) + H 2 O
V derivati \u200b\u200bbenzena. Od 6 ur 5 xpod vplivom namestnika H.enotnost distribucije L-Electron Cloud je zlomljena, tj. Obstajajo področja visoke in zmanjšane gostote elektronov. Zato sta smer in enostavnost električnega napada odvisna od narave substituenta.
Substituenti v benzenskem obročku lahko prispevajo k reakciji zamenjave ( aktivacijski substituenti), tako počasi reakcijsko hitrost ( okrasitev substituentov).
Prva lastnost reakcije pritrditve. V karbonilni skupini med ogljikom in kisikom je dvojna vez, ki, kot se spomnite, je sestavljena iz Sigma Connection in PI. V reakcijah pridružitve komunikacije PI se oblikujeta dve sigma obveznice - ena z ogljikom, drugo - s kisikom. Delna pozitivna naboj je koncentrirana na ogljik, na kisik - delno negativno. Zato je negativno napolnjen delček reagenta priključen na ogljik, anion in kisik - pozitivno napolnjen del molekule.
Prvič Nepremičnina - hidrogenacija, pritrditev vodika.
Reakcija se prenaša pri ogrevanju. Uporabljen je že znan katalizator hidrogeniranja - niklja. Aldehids, primarni alkoholi, iz sekundarnih ketonov.
V sekundarnih alkoholih je hidroksokrovna skupina povezana s sekundarnim atomom ogljika.
Drugičlastnost - hidracija, vodna povezava. Ta reakcija je možna samo za formaldehid in acetaldehid. Ketoni se ne odzivajo z vodo.
Vse reakcije spajanja so na tak način, da plus gre na minus, in minus do plus.
Kako se spomnite iz videa o alkoholih, prisotnosti dveh skupin hidrokso v enem atomu skoraj nemogoče situacije, so takšne snovi izjemno nestabilne. Torej, zlasti dva od teh primerov - formaldehid hidrat in ocetne aldehid, čeprav obstajajo le v raztopini.
Reakcijo ni treba poznati. Najverjetneje, vprašanje na izpitu lahko zveni kot izjavo, priznava, snovi reagirajo z vodo in na seznamu. Med njihovim seznamom, ki je lahko metanal ali etanol.
Tretjičlastnost je dodajanje modre kisline.
Še enkrat, plus gre na minus, in minus do plus. Pridobljene so snovi, imenovane hidroksitrili. Ponovno, reakcija se pojavi redko, vendar morate vedeti o tej lastnini.
Četrtičnepremičnina - pritrditev alkoholov.
Ponovno ni treba vedeti, s srcem reakcijsko enačbo, samo morate razumeti, kakšna je interakcija.
Kot ponavadi v reakcijah pritrditve na karbonilno skupino - plus na minus, in minus do plus.
Petolastnost je natrijev hidrosulfitska reakcija.
In spet, reakcija je precej zapletena, je malo verjetno, da se naučijo, vendar je eden od visokokakovostnih reakcij na aldehide, ker nastala natrijeva sol pade v sediment. To je pravzaprav vedeti, da se aldehids reagirajo z natrijevim hidrosulfitom, to bo dovolj.
Na tem bomo končali s prvo skupino reakcij. Druga skupina je reakcije polimerizacije in poliknov.
2. Polimerizacija in policerandencija aldehidov
Z polimerizacijo, ste seznanjeni: polietilen, butadien in izoprenska guma, polivinilklorid, polivinilklorid so izdelki kombiniranja nabora molekul (monomerov) v eno veliko, v eno polimerno verigo. To je, en izdelek je dobil. V primeru polikundenzacije se ista stvar zgodi, vendar se poleg polimera dobimo nizko molekulsko maso izdelka, na primer, voda. To pomeni, da sta dobljeni dva izdelka.
Tako, Šestonepremičnine - polimerizacija. Ketoni ne vstopajo v te reakcije, samo formaldehidna polimerizacija ima industrijsko vrednost.
PI-komunikacija je raztrgana in nastane dve sigma vezi s sosednjimi monomeri. Izkazalo se je Polyformaldehid, imenovan tudi paraform. Najverjetneje, vprašanje na izpitu lahko zveni tako: snovi vnesejo reakcijo polimerizacije. In seznam snovi, med katerimi je lahko v formaldehidu.
Sedma lastnina - Policondenzacija. Ponovno: Med polimernami, poleg polimera, se pridobljena nizka molekulska masa, na primer, voda. Formaldehid vstopi v takšno reakcijo s fenolom. Zaradi jasnosti najprej napišite enačbo z dvema fenolnima molekulama.
Posledično je ta dimer pridobljen in vodna molekula je razcepljena. Zdaj napišite reakcijsko enačbo v splošni obliki.
Policondenzacijski izdelek je fenol-formaldehidna smola. To se široko uporablja - iz lepil in lakov do plastike in komponente lesa-iverne plošče.
Tretja skupina nepremičnin je oksidacijska reakcija.
3. Oksidacija aldehidov in ketonov
Osmireakcija na celotnem seznamu je kakovost reakcije Na skupini Aldehida - Oksidacija z raztopino amoniaka srebrnega oksida. Reakcija »srebrnega ogledala«. Takoj bom rekel, ketoni ne vstopajo v to reakcijo, samo aldehids.
Skupina Aldehid se oksidira na karboksilno, kislinsko skupino, toda v prisotnosti amoniaka, ki je osnova, se takoj pojavi nevtralizacijska reakcija in dobimo sol - amonijev acetat. Srebro je obori, ki pokriva preskusno cev od znotraj in ustvarite površino ogledala. Ta reakcija se nenehno najde na izpitu.
Mimogrede, enaka reakcija je kvalitativna za druge snovi, ki imajo skupino Aldehida, na primer, na mravljih kisline in njegovih soli, kot tudi glukoza.
Devetireakcija je tudi visoka kakovost na skupini Aldehida - oksidacija sveže streljanega hidroksida bakra dva. Tudi tukaj omejujem, da ketoni ne vstopajo v to reakcijo.
Vizualno bo opazovano najprej nastajanja rumene usedline, ki nato postane rdeča. V nekaterih učbenikih najdemo informacije, da je bakrovni hidroksid prvič sestavljen, ki ima rumeno barvo, ki nato razpade na rdeči bakreni oksid eno in vodo. Torej je to nepravilno - v skladu z najnovejšimi podatki v postopku oborine, velikost delcev bakrovega oksida se spremeni, kar na koncu doseže velikost velikosti, ki je natančno pobarvana v rdeči barvi. Aldehid se oksidira na ustrezno karboksilno kislino. Reakcijo se pogosto najde na izpitu.
Deseta reakcija je oksidacija aldehidov, nakisanega kalijevega permanganata raztopine pri segrevanju.
Raztopino je razbarvana. Skupina Aldehida je oksidirana na karboksil, to je, da je aldehid oksidiran na ustrezno kislino. Za ketone to reakcijo nima praktičnega smatra, saj se zgodi uničenje molekule in dobi nastalo mešanico izdelkov.
Pomembno je omeniti, da je oblikovanje aldehida, formaldehida, oksidira na ogljikov dioksid, ker je oblika kisline, ki je primerna sama, ni odporna na delovanje močnih oksidantov.
Posledično se ogljik premika iz stopnje oksidacije 0 do stopnje oksidacije +4. Naj vas spomnim, da se oba metanola, praviloma oksidiramo do največjega do CO 2, zdrsneta oder in aldehid, kisline. To funkcijo je treba zapomniti.
Enajstreakcija - sežiganje, popolna oksidacija. In aldehide in ketoni gorijo na ogljikov dioksid in vodo.
Napišemo reakcijsko enačbo v splošni obliki.
V skladu z zakonom o ohranjanju mase atomov bi morala biti levo toliko kot atomi na desni. Ker po vsem kemijske reakcije Atomi ne gredo nikamor, ampak preprosto spremeni vrstni red povezav med njimi. Torej, molekule ogljikovega dioksida bodo toliko kot ogljikovi atomi v karbonilni sestavi molekule, saj en ogljikov atom vključuje molekulo. To je, n molekule CO 2. Vodne molekule bodo dvakrat manj kot vodikov atomi, tj. 2n / 2, kar pomeni preprosto n.
Kisikov atomi na levi in \u200b\u200bdesni strani enake količine. Desno od njih 2n iz ogljikovega dioksida, ker v vsaki molekuli, dve kisikovi atomi, plus n voda in 3n. Levo atomov kisika je toliko kot 3n, vendar je eden od atomov v molekuli aldehid, to pomeni, da se odšteje od skupnega zneska, da dobimo število atomov na molekularni kisik. Izvede 3N-1 atome vsebuje molekularni kisik, kar pomeni molekule 2-krat manj, ker sestava ene molekule vključuje 2 atoma. To je (3N-1) / 2 molekule kisika.
Tako smo sestavljali enačbo izgorevanja karbonilnih spojin na splošno.
In končno dvanajstinepremičnina, ki se nanaša na reakcije substitucije - halogeniranje z alfa ogljikovim atom. Še enkrat se obrnemo na strukturo molekule Aldehida. Gostilna gostota elektronov kisika, ki ustvarja delno pozitivno naboje in ogljik. Metilna skupina poskuša nadomestiti to pozitivno naboje, prestavljanje elektronov iz vodika vzdolž verige Sigma-Links. Komunikacija ogljika-vodik postane več polarna in vodik je lažje oditi, ko napade reagenta. Takšen učinek se upošteva samo za atom ogljika z alfa-ogljikom, to je atom naslednje skupine alGel, ne glede na dolžino radikala ogljikovodikov.
Tako je mogoče, na primer 2-kloroacetaldehid. Možno je, da dodatno nadomestimo vodikove atome na trikloroetanal.
Organska kemija - Znanost je zelo zapletena, vendar zanimiva. Konec koncev, povezave istih elementov, v različnih številkah in zaporedjih, prispeva k oblikovanju različne programske opreme, poglejmo spojine karbonilne skupine, imenovane "ketoni" ( kemijske lastnostifizične značilnosti, metode njihove sinteze). In primerjajte jih tudi z drugimi snovmi iste vrste - aldehids.
Ketoni
Ta beseda je običajno ime za celoten razred organskih naravnih snovi, v molekulah, katerih karbonilna skupina (C \u003d O) je povezana z dvema ogljikovima radikalama.
Kar zadeva njegovo strukturo, so ketoni blizu aldehid in karboksilnih kislin. Vendar pa obstajata dva atoma z (ogljikom ali ogljikom), priključen na C \u003d O.
Formula
Splošna formula snovi tega razreda izgleda takole: R1-CO-R2.
Da bi bilo bolj jasno, je to napisano tako.
V njem je C \u003d O je karbonilna skupina. In R1 in R2 sta ogljikovi radikali. Na njihovem mestu so lahko različne spojine, vendar mora biti ogljik v njihovi sestavi.
Aldehides in ketoni
Fizikalne in kemijske lastnosti teh skupin snovi so precej podobne drug drugemu. Zato se pogosto obravnavajo skupaj.
Dejstvo je, da aldehide vsebujejo tudi karbonilno skupino v svojih molekulih. Imajo celo formule s ketoni. Če pa so snovi, ki so veljale C \u003d O, pritrjene na 2 radikale, nato pa je v aldehidih le ena, namesto drugega - atoma vodika: R-CO-H.
Kot primer, je mogoče prinesti formulo vsebine tega razreda - formaldehid, bolje znana vsem kot formalin.
Na podlagi CH20-o formule je razvidno, da njegova karbonilna skupina ni povezana z enim, ampak naenkrat z dvema N. atoma
Fizične lastnosti
Preden se ukvarjate s kemijskimi lastnostmi aldehid in ketonov, je vredno razmisliti o njihovih fizičnih značilnostih.
- Ketoni so tekočine z nizko tališčem ali nestanovitnostjo. Spodnji predstavniki tega razreda so popolnoma topljeni v H 2 O in dobro komunicirajo od porekla.
Ločeni predstavniki (na primer, CH3 PIN 3) so izjemno raztopljeni v vodi in absolutno v vseh razmerjih.
Za razliko od alkoholov in karboksilnih kislin ima ketoni večjo nestanovitnost, z enakim molekularna teža. To prispeva k nemožnosti teh spojin za ustvarjanje povezav s H, kar lahko H-CO-R. - Različne vrste aldehidov so lahko v različnih agregatnih državah. Tako najvišji R-CO-H je netopne trdne snovi. Nižje - to so tekočine, od katerih so nekatere popolnoma mešane s H20, pa so ločene le v vodo, vendar ne več.
Najenostavnejši od snovi te vrste je ant aldehid je plin, ki je značilen za oster vonj. Ta snov je odlična topna v H 2 O.
Najbolj znanih ketonov
Obstaja veliko snovi R1-CO-R2, vendar od njih ni veliko znanih. Najprej je dimetil keton, ki ga vsi vemo kot aceton.
Tudi njegova kolegica topila - butanone ali kako pravilno jokati - metil etil keton.
Med drugimi ketoni, katerih kemijske lastnosti se aktivno uporabljajo v industriji - acetofenon (metilfenilketon). Za razliko od acetona in butanona je njegov vonj zelo prijeten, zato se uporablja v parfumeriščini.
Na primer, cikloheksanon se nanaša na tipične predstavnike R1-CO-R2 in se najpogosteje uporablja v proizvodnji topil.
Nemogoče je, da diketones ne omenjam. Takšno ime je R1-CO-R2, ki ni sam, in dve karbonilne skupine v sestavi. Torej, njihova formula izgleda kot: R1-CO-CO-R2. Eno najpreprostejših, ki se pogosto uporablja prehrambena industrija Predstavniki dikotonov so diacetil (2,3-butaneon).
Snovi, ki kotirajo na seznamu, so le majhen seznam ketonskih sintetiziranih s strani znanstvenikov (kemijske lastnosti se štejejo spodaj). Pravzaprav so več, vendar niso bili najdeni vsi. Poleg tega je vredno razmisliti, da so mnogi od njih toksični.
Kemični lastnosti ketonov
- Ketoni lahko pritrdijo N (reakcija hidrogeniranja). Vendar pa je za produkt te reakcije prisotnost katalizatorjev v obliki atomov niklja kovin, kobalta, upada, platine, paladija in drugih. Zaradi reakcije se R1-CO-R2 razvija na sekundarne alkohole.
Tudi pri interakciji z vodikom v prisotnosti alkalijske kovine ali amalgama Mg iz ketonov, se glikoli dosežejo glikoli. - Ketoni, ki imajo praviloma vsaj en alfa-hidrogeni atom, vnesejo vpliv tautomerizacije keto-enla. Kataliziran je ne samo s pomočjo kislin, ampak tudi temeljev. Običajno je Keto oblika bolj stabilen pojav kot Enolny. To ravnotežje omogoča sintetizacijo ketonov z hidratacijo alkins. Relativna stabilizacija oblike Enol Keto s seznanjem, ki vodi do precej močne kislosti R1-CO-R2 (če jih primerjate z alkanami).
- Te snovi se lahko reagirajo z amoniakom. Vendar pa se nadaljujejo zelo počasi.
- Ketoni interakcijo z nastale α-oksinitril, pranje, ki prispeva k videzu α-hidroksik kisline.
- Vstop v reakcijo z alkilmagnyhalides vodi do tvorbe sekundarnih alkoholov.
- Priloga na NAHSO 3 prispeva k pojavljanju hidrosulfitskih (bisulfitnih) derivatov. Zapomniti se je, da so samo metil ketoni sposobni vstopiti v reakcijo v krepki vrstici.
Poleg ketonov lahko allegedidi sodelujejo tudi z natrijevim hidrosulfitom.
Pri segrevanju z raztopino NaHCO 3 (prehrambeno soda) ali mineralne kisline se lahko odkrijejo naHSO 3 derivate, ki ga spremlja sproščanje proste ketona. - V procesu reakcije R1-CO-R2 z NH 2 OH (hidroksilamin), ketoksi se oblikujejo in kot stranski produkt - H 2 O.
- V reakcijah, ki vključujejo hidrazin, se oblikujejo hidrazoni (razmerje med snovmi je 1: 1) ali azina (1: 2).
Če je izdelek, pridobljen zaradi reakcije (hidrazon), pod delovanjem temperature, reagira s kaviarjem z votlino, izstopajo in ekstremne ogljikovodike. Ta postopek se imenuje odziv Kizhnerja. - Kot je navedeno zgoraj, so aldehide in ketoni kemijske lastnosti in proces pridobivanja podobnega. V tem primeru je acetalni R1-CO-R2 oblikovan bolj zapleten, ne pacetal R-CO-H. Pojavljajo se kot posledica ukrepanja na ketonih eter eter in ortokramium kisline.
- Pod pogoji z večjo koncentracijo alkalija (na primer, ko se segrevamo s koncentriranim H₂SO₄) R1-CO-R2, je izpostavljen intermekularni dehidraciji z tvorbo nenasičenih ketonov.
- Če je v reakciji z R1-CO-R2, so ketoni izpostavljeni kondenzaciji aldolu. Posledično se oblikujejo β-ketoperje, ki lahko zlahka izgubijo molekule H 2 O.
- Kemični lastnosti ketonov se pojavijo precej označene na primeru acetona, reagirajo z mesytila \u200b\u200boksidom. V tem primeru se oblikuje nova snov pod imenom "forun".
- Tudi na kemijske lastnosti obravnavanih organsko Liklarta-Vallaha je bila pripisana, kar prispeva k ponovni vzpostavitvi ketonov.
Iz katerega se dobi R1-CO-R2
Ker je prebral lastnosti obravnavanih snovi, je treba naučiti najpogostejše metode za njihovo sintezo.
- Ena izmed najbolj znanih reakcij za pridobitev ketonov je alkilacija in acilacija aromatičnih spojin v prisotnosti kislih katalizatorjev (ALCL 3, FECI 3, mineralne kisline, oksidi, izmenjevalne smole itd.). Ta metoda Znana je fenidela-kraftska reakcija.
- Ketoni so sintetizirani s hidrolizo ketiminov in vic diolov. V primeru slednje je potrebno prisotnost obeh katalizatorjev.
- Za pridobitev ketonov se uporablja hidracija acetilenskih homologov ali kot se imenuje Kucherova reakcija.
- Reakcije Gune-Gesha.
- RUZHKA CYCLIZACIJA je primerna za sintezo cikloksi.
- Tudi te snovi se ekstrahirajo iz terciarnih peroksiofers s pomočjo križanja.
- Obstaja več metod za sintezo ketonov med reakcijami oksidacije sekundarnih alkoholov. Odvisno od aktivne spojine se dodelijo 4 reakcije: valjanje, koruzni slup, ošpice in lasulja.
Področje uporabe
Ob razumevanju s kemijskimi lastnostmi in prejemom ketonov je vredno učiti, kje se uporabljajo te snovi.
Kot je navedeno zgoraj, se večina od njih uporablja v kemični industriji kot topila za lake in emajle, kot tudi pri proizvodnji polimerov.
Poleg tega so se nekateri R1-CO-R2 izkazali kot okusi. V takšni ketonski zmogljivosti (benzofenon, acetofenon in drugi) se uporabljajo v parfumih in kuhanju.
Tudi acetofenon se uporablja kot sestavni del za izdelavo tablet za spanje.
Benzofenon, zaradi sposobnosti absorbiranja škodljivega sevanja, je pogosta sestavina protitotesnejša kozmetika in hkrati konzervans.
Učinki R1-CO-R2 na telesu
Učenje, da se spojine imenujejo ketoni (kemijske lastnosti, uporaba, sinteza in drugi podatki o njih), je vredno poznati biološke značilnosti Te snovi. Z drugimi besedami, naučite se, kako delujejo na živih organizmih.
Kljub lepa pogosta uporaba R1-CO-R2 V industriji se mora vedno spomniti, da so takšne spojine zelo strupene. Mnogi od njih imajo rakotvorne in mutagene lastnosti.
Posebni predstavniki lahko povzročijo draženje sluznic, vse do opeklin. Aliciklic R1 -CO-R2 lahko vpliva na telo kot zdravila.
Vendar pa vse tovrstne snovi niso škodljive. Dejstvo je, da nekateri od njih aktivno sodelujejo pri presnovi bioloških organizmov.
Tudi ketoni so posebni markerji izmenjevanja ogljika in pomanjkanja insulina. Pri analiziranju urina in krvi prisotnost R1-CO-R2 označuje različne presnovne motnje, vključno s hiperglikemijo in ketoacidozo.