химический каталог




Органическая химия

Автор А.П.Лузин, С.Э.Зурабян, Н.А.Тюкавкина и др.

названия, образованные от названий кислот, в которые альдегиды превращаются при окислении, с добавлением слова альдегид.

Названия алициклических альдегидов производят от названия соответствующего карбоцикла (при этом атом углерода альдегидной

228

группы не нумеруется) с добавлением суффикса -карбальдегид, а ароматических альдегидов — от родоначальной структуры ряда — бензальдегида.

н-с'

Метан аль (формальдегид)

СНз-С^

Этаналь (ацетальдегид)

сн3сн2с^н

Пропан аль (пропионовый альдегид)

Cl

Вг

2-Хлорцинлогенсан-нарбальдегид

Бензальдегид

З-Бромбензальдегид

Задание 7.1. Напишите структурные формулы 3-метилбутаналя (изо-. валерианового альдегида), 4-гидроксициклогексанкарбальдегида и 4-гидро-кси-3-метоксибензальдегида (ванилина).

Названия алифатических кетонов составляют, взяв за основу главную углеродную цепь, в состав которой входит атом углерода кетонной группы, с добавлением суффикса -он. Нумерацию главной цепи начинают с того конца, ближе к которому находится кетонная группа, как показано на примере бутанона.

Задание 7.2. Может ли атом углерода кетонной группы получить номер 1 при составлении названия алифатического кетона?

Для названия кетонов, особенно ароматических, используется радикально-функциональная номенклатура. В этом случае в названии перечисляются в алфавитном порядке радикалы, связанные с карбонильной группой, с добавлением слова кетон. Многие кетоны имеют также тривиальные названия (ацетон, бензофенон и др.).

I 2 3 4

СН,—С—СН, СН,—С—СН,СН, С.Н.—С—С„Н, С„Н — с—сн,сн,сн,

II II II II

о о о о

Пропанон, Бутанон. Дифенилкетон Пропилфенилкетон

Диметилкетон метилэтилкетон (бензофенон)

(ацетон)

229

Задание 7.3. Приведите строение пропилэтилкетона и назовите его по заместительной номенклатуре.

Структурная изомерия алифатических альдегидов обусловлена только изомерией углеводородного радикала. Для кетонов возможна как изомерия углеродной цепи, так и изомерия положения карбонильной группы.

Задание 7.4. Напишите структурные формулы изомерных кетоиов состава с,нюо и назовите каждый из них как по заместительной, так и по радикально-функциональной номенклатуре.

7.2. СПОСОБЫ ПОЛУЧЕНИЯ

Исходными соединениями для получения альдегидов и кетонов могут служить углеводороды, галогенопроизводные, спирты.

Получение нз углеводородов. Из алифатических и ароматических углеводородов можно получать разнообразные альдегиды и кетоны. Один из таких методов был описан ранее (см. 2.4.3).

Окисление алкенов. Одним из современных промышленных методов получения альдегидов и кетонов является Вакер-про-цесс — окисление алкенов хлоридом палладия(И). Восстановившийся палладий затем окисляется хлоридом меди(Н), этим путем осуществляется регенерация окислителя. Хлорид одновалентной меди в свою очередь окисляется кислородом воздуха. Таким образом, единственным расходуемым окислителем оказывается кислород воздуха, что, с учетом высокого выхода карбонильного соединения, делает процесс очень экономичным.

СН,=СН2+PdCI,+Н,0 _, СН3—CH=0 + Pd + 2HCI

Ацетальдегид, 98%

Pd + CuCI, _, PdCl2 + Cu,Cl2 Cu,CI,+ 2HCI+0,50, -> CuCr>H,0

Другим достоинством метода является то, что он экологически чистый. Во-первых, сам процесс проводится при низких температурах с небольшим количеством побочных соединений; во-вторых, образующийся ацетальдегид, в отличие от продукта, получаемого по реакции Кучерова, не загрязнен соединениями ртути. t

230

Ацилирование ароматических углеводородов. При действии на бензол или его гомологи хлорангидридами карбоновых кислот в присутствии хлорида алюминия в бензольное кольцо вводится соответствующий ацильный остаток. Реакция протекает по механизму электрофильного замещения (см. 3.2.5). Ацилирование по Фриделю — Крафтсу является общим способом синтеза ароматических и смешанных кетонов.

Ацилирование монозамещенных производных бензола осуществляется практически только в ш/от-положение, т. е. ор/»о-изомеры в этой реакции не образуются.

Бензол Хлораигидрид Метилфенилнетон

унсусной кислоты

Задание 7.5. Предложите два варианта получения 4-метилбензофено-на по реакции Фриделя — Крафтса.

Ароматические альдегиды получают аналогичным способом при действии на бензол, его гомологи и производные оксида углерода (II) и хлороводорода в присутствии хлорида алюминия и хлорида меди (I). Реакция также протекает с образованием преимущественно ш/?я-изомера.

I

н

Толуол 4-Метилбензальдегид

Получение из дигалогенопроизводиых. В результате гидролиза дигалогенопроизводных с двумя атомами галогена при одном атоме углерода образуются двухатомные спирты, содержащие две гидроксильные группы также при одном атоме углерода. Такие диолы крайне неустойчивы и легко отщепляют молекулу воды, превращаясь в оксосоединения. Из первичных дигалогенопроизводных образуются альдегиды, а из вторичных — кетоны. Гидролиз дигалогензамещен-ных алканов протекает по механизму нуклеофильного замещения (см. 4.4.2).

231

снзснсл + зкоч.-^

Cl

1,1-Ди хлор-этан

сн3сн он

он

3^5 снз-<

о

Этаналь

I

CH3CCH5CH3 + 2К.ОН I

2KI

ОН

I

СН3ССН2СН3

он

- нр

2,2-Дииодбутан

СН3ССН2СН3 Бутанон

Получение из спиртов. Спирты могут быть превращены в карбонильные соединения в результате окислительных процессов, протекающих в разнообразных условиях.

Окисление спиртов. При окислении первичных спиртов образуются альдегиды, а вторичных — кетоны (см. 5.2.4.4). Спирты окисляют кислородом воздуха при температуре 300—500 "С в присутствии катализаторов, а также такими окислителями, как хромовая смесь, оксид хрома (VI), оксид марганца (IV) и др. Окисление первичных спиртов часто бывает трудно остановить на стадии образования альдегида, поскольку альдегиды окисляются в карбоновые кислоты легче спиртов.

, О

СН3

[о]

сн3- с

[О]

о

сн3- с

н

Этанол

ch3-CH-ch3

ОН Пропанол-2

Этаналь

ХОН Этановая кислота

Го]

СН3- С—СНз О

Пропанон

Дегидрирование спиртов. При пропускании паров спирта над катализаторами (цинк, медь) при высоких температурах происходит дегидрирование первичных спиртов в альдегиды, а вторичных — в кетоны. Этот способ получения оксосоединеннй широко исполь-

R— ~. ..-он

Первичный спирт

Альдегид

R— CH-R' ОН

Вторичный спирт

О Нетон

232

зуется в промышленности. Название альдегиды возникло именно от этого способа их получения (от лат. alcohol dehydrogenatus — спирт дегидрированный).

Задание 7.6. Напишите схемы реакций дегидрирования пентапола-3, бутанола-1 н циклогексанола. Назовите продукт реакций

7.3. ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

Оксосоединения не способны образовывать водородные связи. Поэтому их температуры кипения значительно ниже, чем соответствующих спиртов (табл. 7.1). Например, температура кипения ацеталь-дегида 20 °С, тогда как этанола — 78 "С. Температуры кипения кетонов обычно бывают несколько выше, чем изомерных им альдегидов. С увеличением длины углеводородного радикала эти различия сглаживаются.

Задание 7.7. Сравните значения температур кипения пропаналя и ацетона, бутапаля н бутапона; пепгапаля н пешанона-З Сделанie вывод о влиянии углеводородного радикала на* различия в leMnepaiypax кнпення альдегидов и кетонов.

В обычных условиях только формальдегид находится в газообразном состоянии. Остальные оксосоединения -— жидкости или твердые вещества. Формальдегид имеет резкий неприятный запах. Средние гомологи ряда альдегидов обладают устойчивым характерным запахом (альдегидный запах). Высшие альдегиды обладают цветочными запахами и широко применяются в парфюмерии. Например, фенилук-сусный альдегид С(Н,СН,СНО называют гпацинпшом, так как он имеет запах гиацинтов.

7.4. ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

Химические свойства оксосоединений определяются наличием карбонильной группы, электронное строение которой показано на рис. 7.1. Атомы углерода и кислорода карбонильной группы находятся в состоянии s/^-гибридизацпи и связаны а- п п-связями, составляющими двойную связь. п-Связь образуется в результате перекрывания негибридных Р-орбиталей обоих атомов. Электронное строение .ур2-гибридизованного атома углерода было рассмотрено ранее (см. 1.3). Из шести валентных электронов атома кислорода один расходуется на образование а-связи, второй — на образование

233

Таблица 7.1. Альдегиды и кетоны

Отдельные представители Физические свойства название структурная формула т. пл., °С т. кип.,°С

Альдегиды

Алифатические Метаналь (формальдегид) Этаналь (ацетальдегид) Пропаналь(пропионовый) Бутаналь (масляный) Пентана ль (валериановый) Гексаналь Пропеналь (акролеин) НСНО СНзСНО СНзСНгСНО СН3СН2СН2СНО СНз (СНзСНгСНО СНз(СНг)зСНгСНО СН2=СНСНО —92 —121 —81 —99 —91.5 —88 —21 20 49 76 103 131 55

Ароматические Бензальдегид C6HsCHO —26 178

Кетоны

Алифатические

Пропанон (ацетон) СНчССНз II —94 56

Бутанон (метилэтилкетон) II О СНчССНгСНз и —86 80

Пентанон-3 (диэтилкетон) II О CH3CH2CCH2CH3 II о 103

Алициклические

Циклогексанон —45 156

л-связи. Две неподеленные пары электронов располагаются на гибридных орбиталях, которые лежат в плоскости а-связей. Карбонильная группа и непосредственно связанные с ней атомы находятся в одной плоскости.

Из сравнения характеристик двойной связи С=0 оксосоедине-ний и двойной связи С=С алкенов видно, что связь С=0 короче, а ее энергия больше, чем связи С=С (табл. 7.2). Высокая электро-

234

Рис. 7.1 С iроение карбонильной группы.

отрицательность атома кислорода способствует сильной поляризации связи С=0 (см. рис. 7.1). Атом углерода карбонильной группы несет частичный положительный заряд и является электрофильный центром.

Таблица 7.2 Характеристики двойных ciisucii

С =С н с =о Связь Энергия, кДж/моль Длина, им

С=С 620 0,134

с=о 710 0,121

7.4.1. РЕАКЦИИ НУКЛЕОФИЛЬНОГО ПРИСОЕДИНЕНИЯ

Альдегиды и кетоны, обладая электрофильный центром, способны вступать во взаимодействие с нуклеофильными реагентами. Для оксосо

страница 38
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82

Скачать книгу "Органическая химия" (12.1Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
Самое выгодное предложение в KNSneva.ru: переносной жесткий диск цена купить - быстро, качественно и надежно! г. Санкт-Петербург, ул. Рузовская, д.11.
купить билет на концерт бастиль
курсы холодильщиков в самаре
неисправности сплит системы электролюкс

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(26.02.2017)