Aldegidlar va ketonlarning barcha kimyoviy xossalari. Aldegidlar va ketonlar: formulasi va kimyoviy xossalari, olinishi, qo‘llanilishi

Aldegidlar va ketonlar- bu funktsional karbonil guruhini o'z ichiga olgan uglevodorod hosilalari CO. Aldegidlarda karbonil guruhi vodorod atomi va bitta radikal bilan, ketonlarda esa ikkita radikal bilan bog'langan.

Umumiy formulalar:

Ushbu sinflarning umumiy moddalarining nomlari jadvalda keltirilgan. 10.

Metanal - o'tkir bo'g'uvchi hidli rangsiz gaz, suvda yaxshi eriydi (40% eritmaning an'anaviy nomi formalin), zaharli. Aldegidlarning gomologik qatorining keyingi a'zolari suyuqlik va qattiq moddalardir.

Eng oddiy keton propanon-2 bo'lib, yaxshi ma'lum aseton, xona haroratida - mevali hidli rangsiz suyuqlik, qaynash nuqtasi = 56,24 ° S. Suv bilan yaxshi aralashadi.

Aldegidlar va ketonlarning kimyoviy xossalari CO karbonil guruhining mavjudligi bilan bog'liq; ular osongina qo'shilish, oksidlanish va kondensatsiya reaktsiyalariga kirishadi.

Natijada qo'shilish vodorodga aldegidlar shakllanadi asosiy spirtli ichimliklar:

Vodorod bilan qaytarilganda ketonlar shakllanadi ikkilamchi spirtli ichimliklar:

Reaktsiya qo'shilish Natriy gidrosulfit aldegidlarni ajratish va tozalash uchun ishlatiladi, chunki reaktsiya mahsuloti suvda ozgina eriydi:

(bunday mahsulotlar suyultirilgan kislotalar ta'sirida aldegidlarga aylanadi).

Oksidlanish aldegidlar atmosfera kislorodi ta'sirida osongina o'tadi (mahsulotlar mos keladigan karboksilik kislotalardir). Ketonlar oksidlanishga nisbatan chidamli.

Aldegidlar reaksiyalarda qatnashishga qodir kondensatsiya. Shunday qilib, formaldegidning fenol bilan kondensatsiyasi ikki bosqichda sodir bo'ladi. Birinchidan, bir vaqtning o'zida fenol va spirt bo'lgan oraliq mahsulot hosil bo'ladi:

Keyin oraliq mahsulot ishlab chiqarish uchun boshqa fenol molekulasi bilan reaksiyaga kirishadi polikondensatsiya –Fenol formaldegid qatroni:

Sifatli reaktsiya aldegid guruhida - "kumush oyna" reaktsiyasi, ya'ni ammiak gidrat ishtirokida C (H) O guruhining kumush (I) oksidi bilan oksidlanishi:

Cu(OH) 2 bilan reaksiya xuddi shunday davom etadi, qizdirilganda mis (I) oksidi Cu 2 O qizil choʻkmasi paydo boʻladi.

Kvitansiya: Aldegidlar va ketonlar uchun umumiy usul - dehidrogenatsiya spirtlarning oksidlanishi. Dehidrogenlashda asosiy spirtlar olinadi aldegidlar, va ikkilamchi spirtlarni suvsizlantirish paytida - ketonlar. Odatda, suvsizlanish mayda maydalangan misni qizdirish (300 °C) orqali sodir bo'ladi:

Birlamchi spirtlarni oksidlanish jarayonida kuchli oksidlovchi moddalar (kaliy permanganat, kislotali muhitda kaliy dixromat) aldegidlarni ishlab chiqarish bosqichida jarayonni to'xtatishni qiyinlashtiradi; aldegidlar mos keladigan kislotalarga oson oksidlanadi:

Ko'proq mos oksidlovchi vosita mis (II) oksidi:

Asetaldegid ichida sanoat Kucherov reaktsiyasi bilan olingan (19.3 ga qarang).

Eng ko'p ishlatiladigan aldegidlar metanal va etanaldir. Metanal plastmassalar (fenoplastlar), portlovchi moddalar, laklar, bo'yoqlar va dori-darmonlarni ishlab chiqarish uchun ishlatiladi. Etanal– sirka kislotasi va butadien sintezidagi eng muhim oraliq mahsulot (sintetik kauchuk ishlab chiqarish). Eng oddiy keton aseton turli laklar, tsellyuloza asetatlar uchun erituvchi sifatida, kino va portlovchi moddalar ishlab chiqarishda ishlatiladi.

Aldegidlar va ularning kimyoviy xossalari

Aldegidlar - molekulalarida kamida bitta vodorod atomi va uglevodorod radikali bilan bog'langan karbonil guruhi bo'lgan organik moddalar.

Aldegidlarning kimyoviy xossalari ularning molekulasida karbonil guruhi mavjudligi bilan belgilanadi. Shu munosabat bilan karbonil guruhi molekulasida qo'shilish reaktsiyalarini kuzatish mumkin.

Masalan, agar siz formaldegid bug'ini olib, uni vodorod bilan birga qizdirilgan nikel katalizatoriga o'tkazsangiz, vodorod qo'shilib, formaldegid metil spirtiga aylanadi. Bundan tashqari, bu bog'lanishning qutbli tabiati aldegidlarning suv qo'shilishi kabi reaktsiyalarini ham keltirib chiqaradi.

Endi suv qo'shilishidan reaktsiyalarning barcha xususiyatlarini ko'rib chiqamiz. Shuni ta'kidlash kerakki, karbonil guruhining uglerod atomiga kislorod atomining elektron juftligi tufayli qisman musbat zaryadga ega bo'lgan gidroksil guruhi qo'shiladi.

Ushbu qo'shilish uchun quyidagi reaktsiyalar xosdir:

Birinchidan, gidrogenlanish sodir bo'ladi va birlamchi spirtlar RCH2OH hosil bo'ladi.
Ikkinchidan, spirtlar qo'shiladi va R-CH (OH) - OR yarimasetallari hosil bo'ladi. Va katalizator vazifasini bajaradigan vodorod xlorid HCl ishtirokida va ortiqcha spirt bilan biz asetal RCH (OR) 2 hosil bo'lishini kuzatamiz;
Uchinchidan, natriy gidrosulfit NaHSO3 qo'shiladi va gidrosulfit aldegidlarining hosilalari hosil bo'ladi. Aldegidlarning oksidlanishi jarayonida kumush (I) oksidning ammiak eritmasi va mis (II) gidroksid bilan o'zaro ta'siri va karboksilik kislotalarning hosil bo'lishi kabi maxsus reaktsiyalarni kuzatish mumkin.

Aldegidlarning polimerlanishi chiziqli va siklik polimerlanish kabi maxsus reaksiyalar bilan tavsiflanadi.

Agar aldegidlarning kimyoviy xossalari haqida gapiradigan bo'lsak, oksidlanish reaktsiyasini ham eslatib o'tish kerak. Bunday reaktsiyalarga "kumush oyna" reaktsiyasi va svetoforning reaktsiyasi kiradi.

Sinfda qiziqarli tajriba o'tkazish orqali siz "kumush oyna" ning g'ayrioddiy reaktsiyasini kuzatishingiz mumkin. Buning uchun sizga toza yuvilgan probirka kerak bo'ladi, unga bir necha mililitr kumush oksidi ammiak eritmasini quying, so'ngra unga to'rt yoki besh tomchi formaldegid qo'shing. Ushbu tajribani o'tkazishning navbatdagi bosqichi probirkani bir stakan issiq suvga solib qo'yish va shundan so'ng siz probirkaning devorlarida qanday porloq qatlam paydo bo'lishini ko'rishingiz mumkin. Olingan bu qoplama metall kumushning konidir.

Va bu erda "svetofor" deb ataladigan reaktsiya:

Aldegidlarning fizik xossalari

Endi aldegidlarning fizik xossalarini ko'rib chiqishni boshlaylik. Ushbu moddalar qanday xususiyatlarga ega? Shuni ta'kidlash kerakki, bir qator oddiy aldegidlar rangsiz gazlardir, undan murakkablari suyuqlik shaklida, lekin yuqori aldegidlar qattiq moddalardir. Aldegidlarning molekulyar og'irligi qanchalik yuqori bo'lsa, qaynash nuqtasi shunchalik yuqori bo'ladi. Masalan, propionaldegid 48,8 daraja qaynash nuqtasiga etadi, lekin propil spirti 97,8 0C da qaynaydi.

Agar aldegidlarning zichligi haqida gapiradigan bo'lsak, unda u birlikdan kamroq. Masalan, atsetaldegid va formik aldegid suvda yaxshi eriydi, murakkabroq aldegidlar esa zaifroq erishga ega.

Eng quyi toifaga kiruvchi aldegidlar o'tkir va yoqimsiz hidga ega bo'lsa, qattiq va suvda erimaydigan, aksincha, yoqimli gul hidi bilan ajralib turadi.

Tabiatda aldegidlarni topish

Tabiatda aldegidlarning turli guruhlari vakillari hamma joyda uchraydi. Ular o'simliklarning yashil qismlarida mavjud. Bu formik aldegid CH2O ni o'z ichiga olgan aldegidlarning eng oddiy guruhlaridan biridir.

Bundan murakkabroq tarkibga ega aldegidlar ham topiladi. Ushbu turlarga vanillin yoki uzum shakar kiradi.

Ammo aldegidlar har xil turdagi o'zaro ta'sirlarga oson kirishish qobiliyatiga ega bo'lganligi va oksidlanish va pasayish tendentsiyasiga ega bo'lganligi sababli, biz ishonch bilan aytishimiz mumkinki, aldegidlar turli reaktsiyalarga juda qodir va shuning uchun ular sof shaklda juda kam uchraydi. Ammo ularning hosilalari hamma joyda, ham o'simlik, ham hayvonlar muhitida uchraydi.

Aldegidlarni qo'llash

Aldegid guruhi bir qator tabiiy moddalarda mavjud. Ularning ajralib turadigan xususiyati, hech bo'lmaganda ularning ko'pchiligi ularning hididir. Masalan, yuqori aldegidlarning vakillari turli xil aromalarga ega va efir moylarining bir qismidir. Xo'sh, siz allaqachon bilganingizdek, bunday yog'lar gulli, baharatlı va xushbo'y o'simliklar, meva va sabzavotlarda mavjud. Ular sanoat mahsulotlarini ishlab chiqarishda va parfyumeriya ishlab chiqarishda keng ko'lamli foydalanishni topdilar.

CH3(CH2)7C(H)=O alifatik aldegidni sitrus efir moylarida topish mumkin. Bunday aldegidlar apelsin hidiga ega va oziq-ovqat sanoatida xushbo'ylashtiruvchi vosita sifatida, shuningdek, parfyumeriya, parfyumeriya va uy kimyoviy moddalarida xushbo'y hid sifatida ishlatiladi.

Formik aldegid rangsiz gaz bo'lib, o'tkir, o'ziga xos hidga ega va suvda oson eriydi. Formaldegidning bu suvli eritmasi formalin deb ham ataladi. Formaldegid juda zaharli, ammo tibbiyotda u suyultirilgan shaklda dezinfektsiyalash vositasi sifatida ishlatiladi. U asboblarni dezinfeksiya qilish uchun ishlatiladi va uning zaif eritmasi kuchli terlashda terini yuvish uchun ishlatiladi.

Bundan tashqari, formaldegid terini ko'nchilikda qo'llaniladi, chunki u terida mavjud bo'lgan oqsil moddalari bilan birlashish qobiliyatiga ega.

Qishloq xo'jaligida formaldegid donni ekishdan oldin qayta ishlashda o'zini isbotladi. U asbob-uskunalar va maishiy ehtiyojlar uchun juda zarur bo'lgan plastmassa ishlab chiqarish uchun ishlatiladi.

Asetaldegid rangsiz suyuqlik bo'lib, chirigan olma hidiga ega va suvda oson eriydi. U sirka kislotasi va boshqa moddalarni ishlab chiqarish uchun ishlatiladi. Ammo bu zaharli modda bo'lgani uchun u tananing zaharlanishiga yoki ko'z va nafas yo'llarining shilliq qavatining yallig'lanishiga olib kelishi mumkin.

1. R. Oksidlanish.

Aldegidlar karboksilik kislotalarga oson oksidlanadi. Oksidlovchi moddalar mis (II) gidroksid, oksid bo'lishi mumkinkumush, havo kislorodi:

Aromatik aldegidlarning oksidlanishi alifatiklarga qaraganda qiyinroq. Ketonlar, yuqorida aytib o'tilganidek, aldegidlarga qaraganda oksidlanish qiyinroq. Ketonlarning oksidlanishi og'ir sharoitlarda, kuchli oksidlovchi moddalar ishtirokida amalga oshiriladi. Karboksilik kislotalar aralashmasi natijasida hosil bo'ladi. Aldegidlarni ketonlardan qanday ajratish mumkin? Oksidlanish qobiliyatidagi farq aldegidlarni ketonlardan ajratib turadigan sifatli reaktsiyalar uchun asos bo'lib xizmat qiladi. Ko'pgina engil oksidlovchi moddalar aldegidlar bilan oson reaksiyaga kirishadi, lekin ketonlarga nisbatan inertdir. a) Murakkab ionlari + bo'lgan Tollens reaktivi (kumush oksidining ammiak eritmasi) aldegidlar bilan "kumush oyna" reaktsiyasini beradi. Bu metall kumush hosil qiladi. Kumush oksidi eritmasi tayyorlanadi nepo bilvosita d tajriba:

Tollens reaktivi aldegidlarni tegishli karboksilik kislotalarga oksidlaydi, ular ammiak ishtirokida ammoniy tuzlarini hosil qiladi. Ushbu reaksiyada oksidlovchi moddaning o'zi metall kumushga qaytariladi. Ushbu reaksiya jarayonida probirkaning devorlarida hosil bo'lgan yupqa kumush qoplama tufayli aldegidlarning kumush oksidning ammiak eritmasi bilan reaktsiyasi "kumush oyna" reaktsiyasi deb ataladi. CH3-CH=O)+2OH->CH3COONH4+2Ag+3NH3+H2O. Aldegidlar, shuningdek, mis (II) gidroksidning (Fehling reaktivi) yangi tayyorlangan och ko‘k ammiak eritmasini sariq rangli mis (I) gidroksidga aylantiradi, qizdirilganda parchalanib, mis (I) oksidining yorqin qizil cho‘kmasi ajralib chiqadi. CH3-CH=O + 2Cu(OH)2 - CH3COOH+2CuOH+H2O 2CuOH->Cu2O+H2O

2. R. Qo‘shilishlar

Gidrogenlash - vodorod qo'shilishi.

Karbonil birikmalari vodorod, litiy alyuminiy gidrid va natriy borgidrid bilan spirtlarga qaytariladi. Vodorod C = O bog'i orqali qo'shiladi. Reaktsiya alkenlarni gidrogenlashdan ko'ra qiyinroq: issiqlik, yuqori bosim va metall katalizatori (Pt, Ni) talab qilinadi:

3. Suv bilan o'zaro ta'siri Oh.

4. Spirtli ichimliklar bilan o'zaro ta'siri.

Aldegidlar spirtlar bilan reaksiyaga kirishganda, hemiatsetallar va atsetalar hosil bo'lishi mumkin. Gemiatsetallar - bitta uglerod atomida gidroksil va alkoksi guruhini o'z ichiga olgan birikmalar. Asetallarga molekulalarida ikkita alkoksi o'rnini bosuvchi uglerod atomi bo'lgan moddalar kiradi.

Asetallar, aldegidlardan farqli o'laroq, oksidlanishga nisbatan ancha chidamli. Spirtli ichimliklar bilan o'zaro ta'sirning qaytarilishi tufayli ular ko'pincha aldegid guruhini "himoya qilish" uchun organik sintezda qo'llaniladi.

4.Gidrosulfitlarning qo'shilishi.

Gidrosulfit NaHSO3, shuningdek, karbonil birikmasi qayta tiklanishi mumkin bo'lgan kristalli hosila hosil qilish uchun C=O bog'lanishiga qo'shiladi. Bisulfit hosilalari aldegidlar va ketonlarni tozalash uchun ishlatiladi.

Katalizatorlar ishtirokida fenolning formaldegid bilan polikondensatsiyasi natijasida fenol-formaldegid smolalari hosil bo'lib, ulardan plastmassalar - fenol plastmassalar (bakelitlar) olinadi. Fenolik plastmassalar ko'plab sanoat tarmoqlarida rangli va qora metallarning eng muhim o'rnini bosuvchi hisoblanadi. Ulardan ko'plab iste'mol tovarlari, elektr izolyatsiya materiallari va qurilish qismlari ishlab chiqariladi. Fenol-formaldegid smolasining bir qismi quyida ko'rsatilgan:

Aldegidlar va ketonlarni ishlab chiqarish uchun boshlang'ich birikmalar uglevodorodlar, galogen hosilalari, spirtlar va kislotalar bo'lishi mumkin.

Karbonil birikmalarini qo'llash

Formaldegid bakelit, terini tozalash, dezinfektsiyalash va urug'larni tayyorlash kabi plastmassalarni ishlab chiqarish uchun ishlatiladi. Soʻnggi paytlarda mamlakatimizda yuqori kimyoviy va termik barqarorlikka ega boʻlgan poliformaldegid (-CH2-O-)n olish usuli ishlab chiqildi.

Bu ko'p hollarda metallarni almashtirishga qodir bo'lgan eng qimmatli strukturaviy plastmassa. Asetaldegid sirka kislotasi va ba'zi plastmassalarni ishlab chiqarish uchun ishlatiladi. Aseton ko'plab birikmalarni sintez qilish uchun boshlang'ich material sifatida ishlatiladi (masalan, polimerizatsiyasi plexiglass ishlab chiqaradigan metil metakrilat); u erituvchi sifatida ham ishlatiladi.

11-sonli ma’ruza

ALDEGIDLAR VA KETONLAR

Reja

1. Qabul qilish usullari.

2. Kimyoviy xossalari.

2.1. Nukleofil reaktsiyalar
qo'shilish.

2.2. A tomonidan reaktsiyalar - uglerod atomi.

2.3.

11-sonli ma’ruza

ALDEGIDLAR VA KETONLAR

Reja

1. Qabul qilish usullari.

2. Kimyoviy xossalari.

2.1. Nukleofil reaktsiyalar
qo'shilish.

2.2. A tomonidan reaktsiyalar - uglerod atomi.

2.3. Oksidlanish va qaytarilish reaksiyalari.

Aldegidlar va ketonlar tarkibida karbonil guruhi mavjud
C=O. Umumiy formula:

1. Olish usullari.

2. Kimyoviy
xususiyatlari.

Aldegidlar va ketonlar eng reaktiv sinflardan biridir
organik birikmalar. Ularning kimyoviy xossalari mavjudligi bilan belgilanadi
karbonil guruhi. Elektromanfiylikdagi katta farq tufayli
uglerod va kislorod va yuqori polarizatsiya p -bog'lar C=O bog'i sezilarli qutbga ega
( m C=O =2,5-2,8 D). Karbonil uglerod atomi
guruh samarali musbat zaryadga ega va hujum uchun ob'ekt hisoblanadi
nukleofillar. Aldegidlar va ketonlarning reaktsiyalarining asosiy turi reaktsiyalar
nukleofil qo'shilish Ad N. Bundan tashqari, karbonil guruhi ta'sir qiladi
C-H aloqasining reaktivligi a -pozitsiya, uning kislotaliligini oshirish.

Shunday qilib, aldegidlar va ketonlarning molekulalari
ikkita asosiy reaksiya markazini o'z ichiga oladi - C=O bog'i va C-H aloqasi a-pozitsiya:

2.1. Nukleofil reaktsiyalar
qo'shilish.

Aldegidlar va ketonlar osonlik bilan nukleofil reagentlarni C=O bog`iga qo`shadi.
Jarayon nukleofilning karbonil uglerod atomiga hujumi bilan boshlanadi. Keyin
Birinchi bosqichda hosil bo'lgan tetraedral oraliq mahsulotga proton va qo'shiladi
qo'shimcha mahsulot beradi:

Karbonil birikmalarining faolligi
E'lon N -reaktsiyalar kattaligiga bog'liq
karbonil uglerod atomiga va hajmiga samarali musbat zaryad
karbonil guruhidagi o'rinbosarlar. Elektron beruvchi va katta hajmli o'rinbosarlar
reaksiyani murakkablashtiradi, elektronni tortib oluvchi o'rinbosarlar reaksiyani kuchaytiradi
karbonil birikma qobiliyati. Shuning uchun, aldegidlar
E'lon N -ga nisbatan reaksiyalar faolroq
ketonlar.

Karbonil birikmalarining faolligi oshadi
musbat zaryadni oshiradigan kislota katalizatorlarining mavjudligi
karbonil uglerod atomi:

Aldegidlar va ketonlar suv, spirt,
tiollar, gidrosiyan kislotasi, natriy gidrosulfit, kabi birikmalar
N.H. 2 X. Barcha qo‘shilish reaksiyalari
tez, yumshoq sharoitlarda davom eting, ammo natijada olingan mahsulotlar, qoida tariqasida,
termodinamik jihatdan beqaror. Shuning uchun, reaktsiyalar teskari davom etadi va mazmuni
muvozanat aralashmasidagi qo'shimcha mahsulotlar kam bo'lishi mumkin.

Suvni ulash.

Aldegidlar va ketonlar suvga qo'shiladi
gidratlarning shakllanishi. Reaksiya teskari. Gidratlar hosil qilish
termodinamik jihatdan beqaror. Balans mahsulotlarga yo'naltiriladi
faqat faol karbonil birikmalarida qo'shiladi.

Trikloroasetik aldegid hidratsiya mahsuloti
xloralgidrat barqaror kristalli birikma bo'lib, u ishlatiladi
sedativ va gipnoz sifatida dori.

Spirtli ichimliklarni qo'shish va
tiollar.

Aldegidlar spirtlar bilan birikadi yarimatsetallar. Spirtli ichimliklarni ortiqcha va kislota katalizatori mavjudligida
reaktsiya yanada davom etadi - hosil bo'lgunga qadar asetallar

Gemiatsetal hosil bo'lish reaktsiyasi quyidagicha davom etadi
nukleofil qo'shiladi va kislotalar ishtirokida tezlashadi yoki
asoslar.

Asetal hosil bo'lish jarayoni quyidagicha kechadi:
OH guruhining hemiatsetaldagi nukleofil almashinuvi va faqat sharoitlarda mumkin
kislota katalizi, OH guruhi yaxshi tark etuvchi guruhga aylantirilganda
(H 2 O).

Asetallarning hosil bo'lishi teskari jarayondir. IN
Kislotali muhitda hemiatsetallar va atsetallar oson gidrolizlanadi. Ishqoriy muhitda
gidroliz sodir bo'lmaydi. Atsetallarning hosil bo'lishi va gidroliz reaktsiyalari muhim rol o'ynaydi
uglevodlar kimyosi.

Shu kabi sharoitlarda ketonlar bunday qilmaydi
berish.

Tiollar spirtlarga qaraganda kuchliroq nukleofillardir
aldegidlar va ketonlar bilan qo'shimcha mahsulotlar hosil qiladi.

Gidrosiyanik birlashma
kislotalar

Hidrosiyan kislotasi sharoitda karbonil birikmasiga qo'shiladi
siyanogidrinlarni hosil qilish uchun asosiy kataliz.

Reaksiya preparativ ahamiyatga ega va
sintezda ishlatiladi a-gidroksi- va a -aminokislotalar (14-ma'ruzaga qarang). Ba'zi o'simliklarning mevalari
(masalan, achchiq bodom) tarkibida siyanogidrinlar mavjud. Ular qachon ajralib turadi
Buzilganida gidrosiyan kislotasi zaharli ta'sir ko'rsatadi.

Bisulfit qo'shilishi
natriy

Aldegidlar va metil ketonlar natriy bisulfit NaHSO 3 ni qo'shadilar bisulfit hosilalari hosil bo'lishi bilan.

Karbonil birikmalarining bisulfit hosilalari
– natriy bisulfitning ortiqcha eritmasida erimaydigan kristall moddalar.
Reaksiya aralashmalardan karbonil birikmalarini ajratish uchun ishlatiladi. Karbonil
birikma bisulfit hosilasini davolash orqali osongina qayta tiklanishi mumkin
kislota yoki gidroksidi.

Umumiy ulanishlar bilan o'zaro ta'sir qilish
formula NH 2 X.

Reaksiyalar jarayon sifatida umumiy sxema bo'yicha davom etadi
biriktirish - yo'q qilish. Birinchi bosqichda hosil bo'lgan qo'shimcha emas
barqaror va suvni osongina olib tashlaydi.

Karbonil bilan berilgan sxema bo'yicha
birikmalar ammiak, birlamchi aminlar, gidrazin, almashtirilgan gidrazinlar,
gidroksilamin.

Olingan hosilalar
izolyatsiyalash va aniqlash uchun ishlatiladigan kristalli moddalar
karbonil birikmalari.

Iminlar (Schiff asoslari) oraliqdir
ko'p fermentativ jarayonlarda mahsulotlar (ta'sir ostida transaminatsiya
koenzim piridoksal fosfat; at ketokislotalarning reduktiv aminatsiyasi
NAD koenzimining ishtirokiN). Iminlarning katalitik gidrogenlanishi hosil bo'ladi
aminlar Jarayon aldegidlar va ketonlardan aminlarni sintez qilish uchun ishlatiladi va
reduktiv aminatsiya deb ataladi.

Reduktiv aminlanish in vivo sodir bo'ladi
aminokislotalar sintezi jarayonida (16-sonli ma'ruzaga qarang).

2.2. Reaksiyalar tomonidan a - uglerod atomi.

Keto-enol tautomeriyasi.

a.dagi vodorod -karbonil guruhiga joylashishi kislotali
xossalari, chunki uni yo'q qilish jarayonida hosil bo'lgan anion tomonidan barqarorlashadi
rezonans hisobi.

Vodorod atomining proton harakatchanligi natijasi
V a -pozitsiya
tufayli karbonil birikmalarining enol shakllarini hosil qilish qobiliyatidir
dan proton migratsiyasi a -karbonil guruhining kislorod atomiga joylashishi.

Keton va enol tautomerlar.
Tautomerlar tez va teskari ravishda bir-biriga aylanadigan izomerlardir
bir guruhning (bu holda, proton) migratsiyasi tufayli. O'rtasidagi muvozanat
keton va enol deyiladi keto-enol tautomeriyasi.

Enolizatsiya jarayoni kislotalar va tomonidan katalizlanadi
sabablar. Baza ta'sirida enolizatsiya bilan ifodalanishi mumkin
quyidagi diagramma bilan:

Ko'pgina karbonil birikmalari mavjud
asosan keton shaklida bo'ladi. Enol shaklining mazmuni bilan ortadi
karbonil birikmasining kislotaliligining oshishi, shuningdek, vaziyatda
vodorod bog'lanishi yoki tufayli enol shaklini qo'shimcha barqarorlashtirish
juftlashtirish.

Jadval 8. Enol shakllarining mazmuni va
karbonil birikmalarining kislotaligi

Masalan, 1,3-dikarbonil birikmalarida
tufayli metilen guruhi protonlarining harakatchanligi keskin ortadi
ikkita karbonil guruhining elektronni tortib olish ta'siri. Bundan tashqari, enol
shakl unda konjugat sistemasi mavjudligi sababli barqarorlashadi p -bog'lar va molekulyar
vodorod aloqasi.

Agar enol shaklidagi birikma bo'lsa
yuqori stabilizatsiya energiyasiga ega bo'lgan konjugatsiyalangan tizim, keyin enol shakli
ustunlik qiladi. Masalan, fenol faqat enol shaklida mavjud.

Enolizatsiya va enolat anionlarining hosil bo'lishi
orqali sodir bo'ladigan karbonil birikmalarining reaktsiyalarining birinchi bosqichlari a - uglerod atomi. Eng muhimi
shundan galogenlanish Va aldolik-krotonik
kondensatsiya .

Galogenlash.

Aldegidlar va ketonlar galogenlar bilan oson reaksiyaga kirishadi (Cl2,
Br 2, I 2 ) ta'lim bilan
eksklyuziv ravishda a -galogen hosilalari.

Reaksiya kislotalar yoki tomonidan katalizlanadi
sabablar. Reaktsiya tezligi galogenning kontsentratsiyasi va tabiatiga bog'liq emas.
Jarayon enol shaklini shakllantirish orqali davom etadi (sekin bosqich), bu
keyin halogen bilan reaksiyaga kirishadi (tez qadam). Shunday qilib, halogen emas
tezlikda ishtirok etadi—aniqlash bosqichi
jarayon.

Agar karbonil birikmasi bir nechta bo'lsa a -vodorod
atomlar, keyin har bir keyingisini almashtirish avvalgisiga qaraganda tezroq sodir bo'ladi,
elektronni tortib oluvchi ta'sir ta'sirida ularning kislotaligining oshishi tufayli
halogen. Ishqoriy muhitda atsetaldegid va metil ketonlar beradi
trigalogen hosilalari, keyinchalik ular ortiqcha gidroksidi bilan parchalanadi
trihalometanlar hosil bo'lishi ( haloform reaktsiyasi) .

Triiodoasetonning parchalanishi reaktsiya sifatida sodir bo'ladi
nukleofil almashtirish. CI guruhlari 3 — gidroksid anioni, S kabi N -karboksil guruhidagi reaksiyalar (12-ma'ruzaga qarang).

Reaksiya aralashmasidan shaklda yodoform cho'kadi
xarakterli hidli och sariq rangli kristall cho'kma. Yodoform
reaksiya analitik maqsadlarda turdagi birikmalarni aniqlash uchun ishlatiladi
CH 3 -CO-R, shu jumladan
diabetes mellitus diagnostikasi uchun klinik laboratoriyalar.

Kondensatsiya reaktsiyalari.

Katalitik miqdorda kislotalar mavjudligida
yoki gidroksidi karbonil birikmalarini o'z ichiga oladi a -vodorod atomlari;
hosil qilish uchun kondensatsiyaga uchraydi b -gidroksikarbonil birikmalari.

Karbonil CC ni hosil qilishda ishtirok etadi.
bir molekulaning uglerod atomi ( karbonil komponenti) Va a -uglerod atomi boshqacha
molekulalar ( metilen komponenti). Bu reaksiya deyiladi aldol kondensatsiyasi(atsetaldegidning kondensatsiya mahsuloti nomi bilan -
aldol).

Reaksiya aralashmasi qizdirilsa, mahsulot oson
hosil qilish uchun suvsizlanadi a, b - to'yinmagan karbonil
ulanishlar.

Ushbu turdagi kondensatsiya deyiladi kroton(atsetaldegidning kondensatsiya mahsuloti nomi bilan - kroton
aldegid).

Aldol kondensatsiyasining mexanizmini ko'rib chiqaylik
ishqoriy muhit. Birinchi bosqichda gidroksid anioni protonni ajratib oladi a -karbonil holati
enolat anionini hosil qiluvchi birikmalar. Keyin enolat anioni nukleofil sifatida
boshqa karbonil birikma molekulasining karbonil uglerod atomiga hujum qiladi.
Olingan tetraedral oraliq (alkoksid anioni) kuchli
asos va keyinchalik suv molekulasidan protonni ajratib oladi.

Ikki xil aldol kondensatsiyasi paytida
karbonil birikmalari (o'zaro aldol kondensatsiyasi) mumkin
4 xil mahsulotni shakllantirish. Biroq, agar ulardan biri bo'lsa, buning oldini olish mumkin
tarkibida karbonil birikmalari mavjud emas a -vodorod atomlari (masalan, aromatik aldegidlar
yoki formaldegid) va metilen komponenti sifatida harakat qila olmaydi.

Reaksiyalarda metilen komponenti sifatida
kondensatsiya nafaqat karbonil birikmalar, balki boshqa bo'lishi mumkin
C-H-kislotalar. Kondensatsiya reaktsiyalari preparativ ahamiyatga ega, chunki ular imkon beradi
uglerod atomlari zanjirini kengaytiradi. Aldol kondensatsiyasining turiga ko'ra va
retroaldolning parchalanishi (teskari jarayon) ko'plab biokimyoviy reaktsiyalar sodir bo'ladi
jarayonlar: glikoliz, Krebs siklida limon kislotasining sintezi, neyramin kislotasining sintezi.
kislotalar.

2.3. Oksidlanish reaksiyalari va
tiklanish

Qayta tiklash

Karbonil birikmalari qaytariladi
katalitik gidrogenatsiya natijasida yoki ta'siri ostida spirtlar
gidrid anionlarining donorlari bo'lgan qaytaruvchi moddalar.

[H]: H 2 / mushuk, mushuk. - Ni, Pt,
Pd;

LiAlH4; NaBH4.

Karbonil birikmalarining qaytarilishi
murakkab metall gidridlari karbonil guruhining nukleofil hujumini o'z ichiga oladi
gidrid anioni. Keyingi gidroliz natijasida spirt hosil bo'ladi.

Qayta tiklash xuddi shu tarzda sodir bo'ladi
koenzim NAD ta'sirida in vivo karbonil guruhiN, bu
gidrid ionining donori (19-sonli ma'ruzaga qarang).

Oksidlanish

Aldegidlar juda oson oksidlanadi
har qanday oksidlovchi moddalar, hatto havo kislorodi va birikmalar kabi zaiflar
kumush (I) va mis(II).

Oxirgi ikkita reaksiya sifatida ishlatiladi
aldegid guruhi uchun sifatli.

Ishqorlar mavjudligida, tarkibida bo'lmagan aldegidlar a -vodorod atomlari
spirt va kislota hosil qilish uchun nomutanosib (Kannizzaro reaktsiyasi).

2HCHO + NaOH ® HCOONa + CH 3 OH

Bu suvli eritmaning sababi
formaldegid (formalin) uzoq muddatli saqlashda kislotali bo'ladi
reaktsiya.

Ketonlar oksidlovchi moddalarga chidamli
neytral muhit. Kuchli ta'siri ostida kislotali va gidroksidi muhitda
oksidlovchi moddalar(KMnO 4 ) Ular
C-C aloqasini uzish orqali oksidlanadi. Uglerod skeleti tomonidan parchalanadi
ga o'xshash karbonil birikmasining enol shakllarining uglerod-uglerodli qo'sh bog'lanishi
alkenlardagi qo`sh bog`larning oksidlanishi. Bu mahsulotlar aralashmasini ishlab chiqaradi
tarkibida karboksilik kislotalar yoki karboksilik kislotalar va ketonlar mavjud.

Aldegidlar va ketonlar karbonil organik birikmalar. Karbonil birikmalar - molekulalarida >C=O guruhi (karbonil yoki oksoguruh) bo'lgan organik moddalar.

Karbonil birikmalarining umumiy formulasi:

Funktsional guruh –CH=O aldegid deyiladi. Ketonlar- molekulalarida ikkita uglevodorod radikaliga bog'langan karbonil guruhi mavjud bo'lgan organik moddalar. Umumiy formulalar: R 2 C=O, R–CO–R" yoki

Eng oddiy karbonil birikmalarining modellari
Ism
Formaldegid (metanal)	H 2 C=O
Asetaldegid (etanal)	CH 3 -CH=O
Aseton (propanon)	(CH 3 ) 2 C=O

Aldegidlar va ketonlarning nomenklaturasi.

Tizimli nomlar aldegidlar mos keladigan uglevodorod nomi bilan qurilgan va qo‘shimcha qo‘shilgan -al. Zanjirlarni raqamlash karbonil uglerod atomidan boshlanadi. Trivial nomlar oksidlanish jarayonida aldegidlar aylanadigan kislotalarning ahamiyatsiz nomlaridan olingan.

Formula	Ism
	tizimli	ahamiyatsiz
H 2 C=O	metan al	formik aldegid (formaldegid)
CH 3 CH=O	etan al	asetaldegid (asetaldegid)
(CH 3 ) 2 CHCH=O	2-metilpropan al	izobutiraldegid
CH 3 CH=CHCH=O	buten-2- al	krotonaldegid

Tizimli nomlar ketonlar oddiy tuzilish so‘z qo‘shilishi bilan radikallar nomlaridan (o‘sish tartibida) hosil bo‘ladi keton. Masalan: CH 3 –CO–CH 3 - dimetil keton(aseton); CH 3 CH 2 CH 2 –CO–CH 3 - metilpropil keton. Umuman olganda, ketonning nomi tegishli uglevodorodning nomi va qo'shimchasiga asoslanadi -U; Zanjirni raqamlash zanjirning karbonil guruhiga eng yaqin oxiridan boshlanadi (IUPAC o'rnini bosuvchi nomenklatura). Misollar: CH 3 –CO–CH 3 - propan U(aseton); CH 3 CH 2 CH 2 –CO–CH 3 - pentan U- 2; CH 2 =CH–CH 2 –CO–CH 3 - penten-4 -U- 2.

Aldegidlar va ketonlarning izomerligi.

Aldegidlar va ketonlar bilan xarakterlanadi strukturaviy izomeriya.

Izomerizm aldegidlar:

uglerod skeletining izomeriyasi, C 4 dan boshlanadi
C 3 dan boshlab ketonlar bilan sinflararo izomeriya
siklik oksidlar (C 2 bilan)
to'yinmagan spirtlar va efirlar (C 3 bilan)
Izomerizm ketonlar: uglerod skeleti (c C 5)
karbonil guruhining holati (c C 5)

sinflararo izomeriya (aldegidlarga o'xshash).

Karbonil guruhining tuzilishi C=O.

 Aldegid va ketonlarning xossalari karbonil guruhining >C=O tuzilishi bilan aniqlanadi.

C=O aloqasi juda qutbli. Uning dipol momenti (2,6-2,8D) spirtlardagi C-O bog'lanishdan (0,70D) sezilarli darajada yuqori. C=O ko'p bog'lanish elektronlari, ayniqsa ko'proq harakatchan -elektronlar elektron manfiy kislorod atomi tomon siljiydi, bu esa unda qisman manfiy zaryadning paydo bo'lishiga olib keladi. Karbonil uglerod qisman musbat zaryad oladi.

 Shuning uchun uglerodga nukleofil reagentlar, kislorodga esa elektrofil reagentlar, jumladan H+ hujum qiladi.

Aldegidlar va ketonlarning molekulalarida vodorod aloqalarini hosil qila oladigan vodorod atomlari yo'q. Shuning uchun ularning qaynash nuqtalari tegishli spirtlarnikidan past bo'ladi. Metanal (formaldegid) gaz, aldegidlar C 2 -C 5 va ketonlar C 3 -C 4 suyuqliklar, yuqori moddalar qattiq moddalardir. Pastki gomologlar suv molekulalarining vodorod atomlari va karbonil kislorod atomlari o'rtasida vodorod aloqalari hosil bo'lishi tufayli suvda eriydi. Uglevodorod radikali ortishi bilan suvda eruvchanligi pasayadi.

Aldegidlar va ketonlarning reaksiya markazlari

sp 2 -Karbonil guruhining gibridlangan uglerod atomi gibridlanmagan p orbital tufayli bir tekislikda yotgan uchta s bog va kislorod atomi bilan p bog hosil qiladi. Uglerod va kislorod atomlarining elektr manfiyligining farqi tufayli ular orasidagi p bog'i juda qutblangan (5.1-rasm). Natijada, karbonil guruhining uglerod atomida qisman musbat zaryad d+, kislorod atomida esa qisman manfiy zaryad d- paydo bo'ladi. Uglerod atomida elektron yetishmasligi sababli u nukleofil hujum uchun joy beradi.

Elektron ta'sirning elektron orqali o'tkazilishini hisobga olgan holda aldegidlar va ketonlar molekulalarida elektron zichligini taqsimlash.

Guruch. 5.1. Karbonil guruhining elektron tuzilishi

s-bog'lar bo'ylab karbonil guruhining etishmayotgan uglerod atomi 5.1-sxemada keltirilgan.

5.1-sxema. Aldegidlar va ketonlar molekulasidagi reaksiya markazlari

Aldegidlar va ketonlarning molekulalarida bir nechta reaksiya markazlari mavjud:

Elektrofil markaz - karbonil guruhining uglerod atomi - nukleofil hujum ehtimolini belgilaydi;

Asosiy markaz - kislorod atomi - proton bilan hujum qilish imkonini beradi;

Vodorod atomi zaif proton harakatchanligiga ega bo'lgan va, xususan, kuchli asos bilan hujum qilishi mumkin bo'lgan CH kislota markazi.

Umuman olganda, aldegidlar va ketonlar yuqori reaktivdir.