Органічні ЛЗ

Ми вивчаємо ЛЗ, поділені на групи відповідно до хімічної класифікації. Перевагою цієї класифікації є можливість виявлення та дослідження загальних закономірностей при розробці методів одержання препаратів, що становлять групу, методів фармацевтичного аналізу, заснованих на фізичних та хімічних властивостях речовин, встановлення зв'язку між хімічною структурою та фармакологічною дією.

Усі ЛВ поділяються на неорганічні та органічні. Неорганічні, своєю чергою, класифікуються відповідно до положенням елементів ПС. А органічні – діляться на похідні аліфатичного, аліциклічного, ароматичного та гетероциклічного ряду, кожен із яких підрозділяється за класами: вуглеводні, галогенпохідні вуглеводнів, спирти, альдегіди, кетони, кислоти, ефіри прості та складні тощо.

АЛІФАТИЧНІ СПОЛУКИ, ЯК ЛЗ.

Препарати альдегідів та їх похідних. Вуглеводи

Альдегіди

До цієї групи сполук належать органічні лікарські речовини, що містять альдегідну групу, або їх функціональні похідні.

Загальна формула:

Фармакологічні властивості

Введення альдегідної групи в структуру органічної сполуки повідомляє йому наркотичну та антисептичну дію. У цьому дія альдегідів подібна до дії спиртів. Але на відміну від спиртової, альдегідна група посилює токсичність сполуки.

Чинники впливу будови на фармакологічну дію :

подовження алкільного радикалу підвищує активність, але одночасно зростає токсичність;

такий самий ефект має введення ненасиченого зв'язку та галогенів;

до зниження токсичності призводить утворення гідратної форми альдегіду. Але здатність до утворення стійкої гідратної форми проявляється лише у хлорпохідних альдегідів. Так, формальдегід є протоплазматичною отрутою, використовується для дезінфекції, оцтовий альдегід та хлораль не застосовуються в медицині через високу токсичність, а хлоралгідрат – ЛЗ, застосовується як снодійне, заспокійливе.

Сила наркотичної (фармакологічної) дії та токсичність зростали від формальдегіду до ацетальдегіду та хлоралю. Утворення гідратної форми (хлоралгідрат) дозволяє різко знизити токсичність, зберігши фармакологічний ефект.

За фізичним станомальдегіди можуть бути газоподібними (низкомолекулярні), рідинами та твердими речовинами. Низькомолекулярні мають різкий неприємний запах, високомолекулярні – приємний квітковий.

Хімічні властивості

У хімічному відношенні це високореакційні речовини, що обумовлено наявністю в їх молекулі карбонільної групи.

Висока реакційна здатність альдегідів пояснюється:

а) наявністю поляризованого подвійного зв'язку

б) дипольним моментом карбонілу

в) наявністю часткового позитивного заряду на атомі вуглецю карбонілу

σ -

σ + H

Подвійний зв'язок між З і О, на відміну від подвійного зв'язку між двома вуглецями, сильно поляризований, так як кисень має значно більшу електронегативність, ніж вуглець, і електронна щільність π-зв'язку зміщується до кисню. Така висока поляризація визначає електрофільні властивості вуглецю карбонільної групи та його здатність реагувати з нуклеофільними сполуками (вступати до реакції нуклеофільного приєднання). Кисень групи має нуклеофільні властивості.

Характерні реакції окислення та нуклеофільного приєднання

I. Реакції окиснення.

Альдегідилегко окислюються. Окислення альдегідів до кислотвідбувається під впливом як сильних,так і слабких окислювачів .

Багато металів – срібло, ртуть, вісмут, мідь, відновлюються із розчинів їх солей, особливо у присутності лугу. Це відрізняє альдегіди від інших органічних сполук, здатних до окислення - спиртів, ненасичених сполук, для окислення яких необхідні сильніші окислювачі. Отже, реакції окиснення альдегідів комплексно пов'язаними катіонами ртуті, міді, срібла в лужному середовищі можна застосовувати для доказу справжності альдегідів.

I. 1 .Реакціяз аміачним розчином нітрату срібла (Реакція срібного дзеркала) рекомендується ФС для підтвердження справжності речовин з альдегідною групою. В основі окислення альдегіду до кислоти та відновлення Ag + до Ag↓.

AgNO 3 + 2NH 4 OH → NO 3 +2H 2 O

НСОН+ 2NO 3 + H 2 O → HCOONH 4 + 2Ag↓+ 2NH 4 NO 3 + NH 3

Формальдегід, окислюючись до солі амонійної мурашиної кислоти, відновлює до металевого срібло, яке осаджується.на стінках пробірки у вигляді блискучого нальоту "Дзеркала" або сірого осаду.

I. 2. Реакціяз реактивом Фелінга (комплексне з'єднанняміді (II) із калій-натрієвою сіллю винної кислоти). Альдегіди відновлюють сполуку міді (II) до оксиду міді (I), утворюється цегляно-червоний осад.Готують перед вживанням).

реактив Феллінга 1 - розчин CuSO 4

реактив Феллінга 2 – лужний розчин калій-натрієвої солі винної кислоти

При змішуванні 1:1 реактивів Фелінгу 1 та 2 утворюється синє комплексне з'єднання міді (II) з калій-натрієвою сіллю винної кислоти:

синє фарбування

При додаванні альдегіду та нагріванні синє фарбування реактиву зникає, утворюється проміжний продукт - жовтий осад гідроксиду міді (I), що відразу розкладається на червоний осад оксиду міді (I) та воду.

2KNa + R- COH+2NaOH+ 2KOH→ R- COONa+4KNaC 4 H 4 O 6 + 2 CuOH ↓ +H 2 O

2 CuOH ↓ →Cu 2 O ↓ + H 2 O

Жовтий осад цегляно-червоний осад

У підручниках інша загальна схема реакції

I. 3. Реакціяз реактивом Несслера (лужний розчин тетрайодмеркурат (ІІ) калію). Формальдегід відновлює іон ртуті до металевої ртуті – осад темно-сірого кольору.

R-COH + K 2 +3KOH → R-COOK + 4KI + Hg↓ + 2H 2 O

У присутності мінеральних кислот альдегіди та кетони реагують з одним або двома молями спирту:

Якщо взяти карбонільне з'єднання і надлишок спирту, то рівновага буде зсунута вправо і утворюватиметься ацеталь або кеталь. Навпаки, при нагріванні ацеталів та кеталей з надлишком води в кислому середовищі відбувається гідроліз з утворенням альдегіду або кетону:

У другому прикладі обидві гідроксильні групи, що беруть участь в утворенні кеталю, знаходилися в одній молекулі спирту (етандіолу), тому кеталь має циклічну будову.

Порівняно інертні ацеталі та кеталі використовуються як захисні групи для захисту карбонільної групи від небажаних реакцій у ході багатостадійного синтезу. Нижче показаний фрагмент багатостадійного синтезу, що включає захист карбонільної групи:

(Див. скан)

Вихідна сполука А має дві карбонільні групи, а в кінцевому продукті гідрокортизону одна з кетонних груп має бути відновлена в спиртову. Алюмогідрид літію відновить обидві кетонні групи, причому та, яку бажано зберегти незмінною, відновлюватиметься навіть швидше, оскільки підхід реагенту до іншої групи утруднений через стеричні перешкоди. Щоб усунути цю труднощі, проводять реакцію речовини А з одним молем 1,2-етандіолу (етиленгліколю). При цьому кеталь утворює стеричний.

більш доступна карбонільна група, яка, таким чином, виявляється захищеною від дії відновників або інших реагентів, що взаємодіють із кетонами. Тепер можна відновити вільну карбонільну групу алюмогідридом літію і отримати з'єднання С. Зверніть увагу, що алюмогідрид також відновлює складно-ефірну групу до спиртової, але не зачіпає подвійний вуглець-вуглецевий зв'язок. Далі, провівши необхідне подальших перетворень ацилювання спиртової групи бічного ланцюга і отримавши з'єднання знімають захисну групу дією кислоти. Потрібно ще кілька стадій, щоб перетворити речовину на гідрокортизон, який застосовується в медицині при артриті, ревматизмі та запальних процесах.

Іншим прикладом використання реакції утворення кеталей є синтез гуанадреля, що має гіпотензивну дію (здатністю знижувати тиск):

(Деякі деталі цього та попереднього синтезів опущені, щоб зосередитися на обговорюваній проблемі.)

Відновлення

Альдегіди та кетони відновлюються відповідно до первинних та вторинних спиртів. Можна використовувати газоподібний водень у каталізаторі, проте в лабораторії це незручно, оскільки Робота з газами вимагає спеціального обладнання та навичок роботи.

Набагато частіше застосовуються комплексні гідриди, такі, як алюмогідрид літію та боргідрид натрію. Символом позначають будь-який відновник або

Конкретні приклади:

Боргідрид натрію можна використовувати у вигляді водного або спиртового розчину, алюмогідрид літію можна розчиняти тільки в ефірі.

За допомогою одного з двох наведених нижче методів карбонільні сполуки можна відновити до алканів:

реакція Вольфа - Кіжнера

реакція Клеменсена

Обидва ці методи застосовні для більшості карбонільних сполук, але якщо в молекулі є групи, чутливі до дії кислоти, слід використовувати реакцію Вольфа - Кіжнера (відновлення гідразином в присутності лугу), а якщо з'єднання нестійке до дії основ, слід віддати перевагу відновлення по Клеом розчином у ртуті) цинку в соляній кислоті:

В останньому прикладі застосування гідразину та основи небажано, тому що при цьому відбудеться заміщення атома хлору. Краще використовувати реакцію Клеменсена.

Окислення

У той час як кетони не піддаються окисленню, альдегіди окислюються до карбонових кислотдуже легко. При цьому можуть бути використані різні окислювачі (ми вже згадували про це в гл. 7 і в цьому розділі):

При взаємодії з двома молями спирту або одним молем діолу альдегіди та кетони утворюють відповідно ацеталі та кеталі. Альдегіди і кетони можуть бути відновлені до спиртів за допомогою різних відновників. Відновленням карбонільних сполук за Вольфом - Кіжієром або за Клеменсеном отримують алкани. Альдегіди легко окислюються до карбонових кислот, кетони за тих же умов не реагують.

Реакції з похідними аміаку

Похідні аміаку часто використовуються для ідентифікації альдегідів та кетонів. При взаємодії цих сполук відбувається таке:

Карбонільний атом вуглецю утворює подвійний зв'язок з атомом азоту та відщеплюється молекула води. Багато азотистих похідних карбонільних сполук - тверді речовини, тоді як самі альдегіди та кетони в більшості своїй рідини. Отримавши тверде похідне альдегіду або кетону, порівнявши його температуру плавлення з табличними значеннямиможна визначити, який альдегід або кетон був взятий. Три найбільш поширені типи сполук, що використовуються для цієї мети, показані нижче. Особливо зручні 2,4-динітрофенілгідразони, пофарбовані в яскравий жовтий, помаранчевий або червоний кольори, що також допомагає ідентифікувати альдегід або кетон.

(Див. скан)

Нижче наведені температури плавлення азотистих похідних деяких альдегідів та кетонів (температури плавлення визначені з точністю ± 3 °С):

(Див. скан)

Наприклад, якщо Ви отримали 2,4-динітрофенілгідразону невідомого альдегіду або кетону з температурою плавлення 256 °С, отже, невідоме карбонільне з'єднання - це, ймовірно, коричневий альдегід або Фбромбензальдегід. Якщо надалі Ви встановили, що оксим має температуру плавлення, значить Ваша сполука -бромбензальдегід. Оскільки є дані по похідним практично всіх альдегідів і кетонів, вони можуть бути ідентифіковані отриманням одного або декількох похідних азотистих і порівнянням експериментально знайдених температур плавлення з табличними значеннями.

Галогенування

Альдегіди та кетони реагують з галогенами в присутності кислоти або основи, а також з гіпогалогенітами, утворюючи галогеновані сполуки:

Наприклад:

Для метилкетонів характерна галоформна реакція. При обробці цих сполук надлишком галогену в лужному середовищі відбувається триразове галогенування метильної групи та відщеплення тригалогенметану з утворенням аніону карбонової кислоти:

Якщо в якості галогену використовувати йод, утворюється йодоформ, що є жовтим. кристалічна речовинаіз температурою плавлення 119 °С. Ця реакція є пробою на метилкетони. Утворення жовтого осаду при обробці зразка надлишком йоду в лужному середовищі свідчить про наявність у зразку метилкетону.

Реакції приєднання

Наявність в карбонільній групі зв'язку між атомами вуглецю і кисню робить можливим приєднання різних речовиндо альдегідів та кетонів:

До цієї групи реакцій відноситься освіта напівацеталей і напівкеталей, що вже обговорювалося:

Більшість реакцій приєднання відноситься до нуклеофільного типу. Оскільки атом вуглецю карбонільної групи несе частковий позитивний заряд, першої стадії нуклеофіл приєднується до атома вуглецю. Типова реакція нуклеофільного приєднання – взаємодія альдегідів та кетонів з ціанідами:

Аніон, що утворюється на першій стадії, відриває протон від молекули розчинника. У результаті утворюється органічний ціанід - нітрил, вихор можна гідролізувати до карбонової кислоти:

реакція такого типу використовується у синтезі важливого ненаркотичного аналгетика ібупрофену:

До реакцій нуклеофільного приєднання належить реакція альдегідів і кетонів з реактивами Гриньяра (див. гл. 7). Наведемо ще кілька прикладів, даючи відразу продукт гідролізу:

Всі ці реакції дозволяють створювати новий вуглецевий скелет, синтезувати практично будь-які спирти. З формальдегіду

утворюються первинні спирти, з інших альдегідів - вторинні, а з кетонів - третинні спирти.

Альдольна конденсація

Альдегіди, що мають водневі атоми (атоми водню при вуглецевому атомі, сусідньому з карбонільним), у лужному середовищі вступають у реакцію конденсації, яка є важливим методом створення нового вуглецевого скелета. Наприклад, при обробці ацетальдегіду лугом відбувається таке:

На першій стадії утворюється гідрокеїальдегід, що має тривіальну назву альдоль, тому всі реакції цього типу мають загальну назву альдольна конденсація. -Гідроксіальдегід легко дегідратуються з утворенням -ненасичених альдегідів. Через війну утворюється з'єднання, що містить удвічі більше вуглецевих атомів, ніж вихідний альдегід.

Загальний механізмальдольної конденсації такий: 1. Гідроксид-іон відщеплює -протон у невеликій частині молекул альдегіду. а-Водневі атоми мають слабокислий характер через резонансну стабілізацію аніону, що утворюється:

2. Аніон, що утворився, виступаючи як нуклеофіл, атакує карбонільну групу іншої молекули альдегіду, утворюючи новий вуглець-вуглецевий зв'язок:

3. Новий аніон відриває протон від молекули води, регенеруючи каталізатор - гідроксид-іон:

4. -Гідроксіальдегід легко (часто самопровільно) втрачає воду, перетворюючись на -ненасичений альдегід:

В результаті карбонільний атом вуглецю однієї молекули альдегіду виявляється пов'язаним. подвійним зв'язкомз -вуглецевим атомом іншої молекули. У наведених нижче прикладах частини різних вихідних молекул обведені у рамку:

Ненасичені альдегіди можуть служити вихідними речовинами в синтезі різних органічних сполук з новим вуглецевим скелетом, оскільки як карбонільна група, так і подвійний вуглець-вуглецевий зв'язок здатні до багатьох перетворень. Наприклад:

(Клацніть для перегляду скана)

Реакція Віттіга

Альдегіди та кетони реагують з так званими абодами фосфору з утворенням речовин, що мають новий вуглецевий скелет. Іліди попередньо отримують з тріалкілфосфінів, галогеналканів і сильної основи, наприклад, бутиллітію :

Зверніть увагу, що отриманий алкен містить вуглецеві фрагменти карбонільного з'єднання та галогеналкану, а подвійний зв'язок з'єднує атоми вуглецю, раніше з'єднані з атомами кисню та галогену. Наприклад:

З метою ідентифікації альдегіди та кетони перетворюють на тверді похідні. Обидва типи карбонільних сполук в умовах кислого або лужного каталізу галогенуються в а-положення. Метил кетони при обробці йодом у лужному середовищі утворюють йодоформ, що є якісною реакцієюна метилкетони. Альдегіди та кетони у водному середовищі взаємодіють з ціанідами, даючи нітрили, які можна гідролізувати до карбонової кислоти, що зріджує на один вуглецевий атом більше, ніж вихідне з'єднання. При взаємодії альдегідів та кетонів з раактивами Гриньяра утворюються спирти. Альдольна конденсація та реакція Віттіга дозволяють створювати новий вуглецевий скелет.

Зведення основних положень гол. 8

1. Відповідно до номенклатури IUPAC назви альдегідів та кетонів будуються шляхом додавання суфіксів "аль" або "він" відповідно до назв вуглеводнів. Альдегіди

мають тривіальні назви, що збігаються з назвами карбонових кислот. Назви кетонів у радикально-функціональній номенклатурі складаються з назв радикалів, з'єднаних з карбонільною групою, та слова "кетон".

2. Альдегіди та кетони отримують окисленням первинних та вторинних спиртів. Відновлення ацилгалогенідів призводить до утворення альдегідів, тоді як взаємодія ацилгалогенідів з діалкілкадмієм дає кетони. В результаті озонолізу алкенів також утворюються альдегіди та (або) кетони.

3. Альдегіди та кетони реагують зі спиртами, даючи ацеталі та кеталі. Ця реакція використовується для захисту карбонільної групи. Відновлення альдегідів та кетонів воднем чи гідридами дає спирти. При відновленні за Клеменсеном або за Вольфом - Кіжнером утворюються вуглеводні. Альдегіди легко окислюються до карбонових кислот. Для ідентифікації карбонільні сполуки переводять у тверді похідні, що мають характерні температури плавлення. При галогенуванні альдегідів і кетонів галогени селективно спрямовуються -положення. Карбонільні сполуки реагують з ціанідами, утворюючи нітрили (які можна гідролізувати до карбонових кислот) і приєднують реактиви Гриньяра, даючи спирти. Побудова нового вуглецевого скелета досягається за допомогою альдольної конденсації та реакції Віттіга.

Ключові слова

(Див. скан)

Питання для розвитку навичок

(Див. скан)

АЛЬДЕГІДИ І КЕТОНИ

Альдегідами та кетонами називають похідні вуглеводнів, що містять карбонільну групу С=О. У молекулі альдегідів принаймні одна валентність карбонільної групи витрачається на з'єднання з атомом водню, а інша - з радикалом (граничного ряду в граничних альдегідах і ненасиченого в ненасичених альдегідах). Загальна формула альдегідів:

причому R може дорівнювати Н.

У разі кетонів обидві валентності карбонільної групи витрачаються на з'єднання з радикалами. Загальна формула кетонів:

Ізомерія. Номенклатура.

Загальна формула граничних альдегідів та кетонів С n Н 2 n O.

Ізомерія альдегідів пов'язана із будовою радикалів. Так, наприклад, відомо чотири альдегіди з формулою

(Див. нижче).

Альдегіди називають або кислотами, в які вони переходять при окисленні (з тим же числом вуглецевих атомів), або по граничним вуглеводням з додаванням суфікса -аль(Систематична номенклатура).

	мурашиний альдегід (формальдегід), метаналь (рис. 1 а)
	оцтовий альдегід, етаналь (рис. 1 б)
	пропіоновий альдегід, пропаналь
СН 3 -СН 2 -СН 2 -СНТ	масляний альдегід, бутаналь
	ізомасляний альдегід, 2-метилпропаналь
СН 3 -СН 2 -СН 2 -СН 2 -СНТ	валеріановий альдегід, пентаналь
	ізовалернановий альдегід, 3-метилбутаналь
	метилетилоцтовий альдегід, 2-метилбутаналь
	триметилоцтовий альдегід, 2,2-диметлпропаналь

Ізомерія кетонів пов'язана з будовою радикалів і з положенням карбонільної групи у вуглецевому ланцюзі. Кетони називають за найменуванням радикалів, пов'язаних з карбонільною групою. За систематичною номенклатурою до назви граничного вуглеводнюдодається суфікс -він і вказується номер атома вуглецю, пов'язаного з карбонільним киснем:

Способи отримання

Альдегіди і кетони отримують низку загальних методів.

1. Окисленням чи каталітичним дегідруванням первинних спиртів отримують альдегіди, вторинних – кетони. Ці реакції вже наводилися під час розгляду хімічних властивостей спиртів.

2. Альдегіди та кетони зручно також отримувати піролізом кислот та їх сумішей у вигляді пар над оксидами деяких металів (ThО 2 , МnО 2 , CaO, ZnO) при 400-450 °С:

R - СООН + Н-СООН → R-СНО + СО 2 + Н 2 0

2R-СООН→R-ЗІ-R + C0 2 + Н 2 0

R-СООН + R" - СООН → R - СО-R'+С0 2 + Н 2 0

У багатьох підручниках вказується, що альдегіди та кетони можуть бути отримані піролізом Са-і Ва-солей карбонових кислот. Насправді, ця реакція дає дуже низькі виходи. Однак деякі метилкетони все ж можуть бути отримані піролізом сумішей барієвих або залізних солей оцтової та будь-якої іншої кислоти. Усі ці реакції мають радикальний механізм.

3. Гідроліз гемінальних дигалогенопохідних призводить до альдегідів, якщо обидва галогени знаходяться в одного з крайніх атомів вуглецю, і кетонів, якщо атоми галогену знаходяться в одного із середніх атомів вуглецю. Ці реакції вже згадувалися щодо хімічних властивостей дигалогенопроизводных вуглеводнів.

4. Гідратація ацетилену та його гомологів в умовах реакції Кучерова призводить відповідно до оцтового альдегіду або кетонів:

НС≡СН + Н 2 O→ СН 3 -СНТ

5. Карбонільні сполуки з високими виходами (близько 80%) утворюються при окисленні відповідних спиртів сумішами дпметилсульфоксиду з оцтовим ангідридом або безводною фосфорною кислотою.

RCH 2 OH + (CH 3) 2 SO→ RCH = О + (CH 3) 2 S

6. Перетворення галогеналкілів на альдегіди з подовженням ланцюга на один атом вуглецю досягається обробкою їх натрійтетракарбонілферратом у присутності трифенілфосфіну, а потім оцтовою кислотою:

R - Hlg + Na 2 Fe(CO) 4 RCOFe(CO 3 )P(C 6 H 5) 3 R-CH = О

Є кілька модифікацій цього.

7. Кетони з хорошими виходами виходять при взаємодії хлорангідридів кислот з літійдіалкілкупратамн і кадмійалкілами:

R 2 CuLi + R"COCI→R - ЗІ - R"+LiCI + R - Сu

8. У техніці альдегіди отримують прямим приєднанням СО і H 2 до олефінів (оксосинтез) при 100-200 °С під тиском 10-20 МПа (100-200 атм) у присутності кобальтового або нікелевого каталізаторів (наприклад, + ThO 2 + MgO на кізельгур):

Реакцію з етиленом і пропіленом проводять у газовій фазі, а з більш складними олефінамн (З 4 -З 20) - в рідкій фазі. Як видно з наведеної схеми, при оксосинтезі виходять альдегіди, що містять один атом вуглецю більше, ніж вихідні олефіни. Цей синтез має важливе значення для отримання найвищих первинних спиртів (каталітичним відновленням альдегідів). Механізм оксосинтезу можна представити так:

2С + 8СО → З 2 (З) 8

C 2 (CO)8 + H 2 → 2НСо(СО) 4

R -СН=СН 2 + НСо(З) 4 → R - СН 2 -СН 2 - З(З) 4

R - СН 2 -СН 2 -З(СО) 4 +СО→ R-СН 2 -СН 2 -З - З(З) 4

R-СН 2 -СН 2 -СО-Со(СО) 4 + НСо(СО) 4 →R-СН 2 -СН 2 -СНО + Со(СО) ) 8

Фізичні властивості

Мурашиний альдегід - газ із дуже різким запахом. Інші нижчі альдегіди та кетони – рідини, легко розчинні у воді; нижчі альдегіди мають задушливий запах, який при сильному розведенні стає приємним (нагадує запах плодів). Кетони пахнуть досить приємно.

При тому самому складі, і будові вуглецевого ланцюга кетони киплять при дещо вищих температурах, ніж альдегіди. Температури кипіння альдегідів та кетонів з нормальною будовою ланцюга вище, ніж у сполук ізобудування. Наприклад, валеріановий альдегід кипить при 103,4 °С, а ізовалеріановий - при 92,5 °С. Альдегіди і кетони киплять при температурі, значно нижчій, ніж спирти з тим самим числом вуглецевих атомів, наприклад у пропіонового альдегіду т. кіп. 48,8 °С, у ацетону 65,1 °С, у н-пропілового спирту 97,8 °С Це показує, що альдегіди та кетони на відміну від спиртів не є сильно асоційованими рідинами. У той же час температури кипіння карбонільних сполук значно вищі за температури кипіння вуглеводнів з тією ж молекулярною масою, що пов'язано з їх високою полярністю. Щільність альдегідів та кетонів нижче одиниці.

В ІЧ-спектрах для СО-групи характерне інтенсивне поглинання при 1720 см -1. У спектрі ЯМР сигнал водню альдегідної групи знаходиться у дуже слабкому полі.

Хімічні властивості

Альдегіди та кетони відрізняються великою реакційною здатністю. Більшість їх реакцій зумовлено присутністю активної карбонільної групи. Подвійний зв'язок карбонільної групи подібна до фізичної природиз подвійним зв'язком між двома вуглецевими атомами (σ-зв'язок + π-зв'язок). Однак у той час як Е с = с<2Е с-с, энергия связи С=О (749,4 кДж/моль) больше, чем энергия двух простых С-О-связей (2х358 кДж/моль). С другой стороны, кислород является более электроотрицательным элементом, чем углерод, и потому электронная плотность вблизи атома кислорода больше, чем вблизи атома углерода. Дипольный момент карбонильной группы - около 9 10 -30 Кл/м (2,7 D). Благодаря такой поляризации углеродный атом карбонильной группы обладает электрофильными свойствами и способен реагировать с нуклеофильными реагентами. Соответственно атом кислорода является нуклеофильным. В реакциях присоединения отрицательно поляризованная часть присоединяющейся молекулы всегда направляется к углеродному атому карбонильной группы, в то время как ее положительно поляризованная часть направляется к кислородному атому.

Реакція приєднання нуклеофільних реагентів за місцем карбонільного зв'язку – ступінчастий процес. Схематично реакцію приєднання, наприклад гідросульфіту натрію до оцтового альдегіду, можна зобразити так:

Радикали, здатні збільшувати позитивний заряд на атомі вуглецю карбонільної групи, сильно підвищують реакційну здатність альдегідів та кетонів; радикали або атоми, що зменшують позитивний заряд на цьому вуглецевому атомі, мають протилежну дію.

Крім реакцій приєднання карбонільної групи для альдегідів і кетонів характерні також реакції за участю сусідніх з карбонільною групою вуглецевих радикалів, обумовлені електроноакцепторним впливом на них карбонільної групи. До них відносяться реакції окиснення, галогенування, конденсації.

А. Гідрування. Приєднання водню до альдегідів та кетонів відбувається у присутності каталізаторів гідрування (Ni, С, Сі, Pt, Pd та ін.). При цьому альдегіди переходять у первинні, а кетони – у вторинні спирти. На цьому заснований один із методів отримання спиртів.

Останнім часом як відновлюючий агент часто застосовують лнтийалюминийгидрид LiА1Н 4 . Реакція йде з перенесенням гідридного іона:

Перевагою відновлення за допомогою LiAlН 4 і те, що цей реагент не відновлює подвійні вуглець-вуглецеві зв'язки.

При відновленні альдегідів або кетонів воднем у момент виділення (за допомогою лужних металів або амальгамованого магнію) утворюються поряд з відповідними спиртами також гліколі:

пінакон

Співвідношення між спиртом, що утворюються, і гліколем залежить від природи карбонільного з'єднання і умов відновлення. При відновленні кетонів у продуктах реакції в апротонних розчинниках переважають пінакони; у разі аліфатичних насичених альдегідів гліколі утворюються у малих кількостях.

Реакція протікає із проміжним утворенням вільних радикалів:

Б. Реакції нуклеофільного приєднання.

1. Приєднання магнійгалогеналкілів докладно розібрано при описі методів одержання спиртів.

2. Приєднання синильної кислоти призводить до утворення α-оксинітрилів, омилення яких отримують α-гідроксикислоти:

нітрил α-гідроксипропіонової кислоти

Ця реакція починається нуклеофільною атакою вуглецевого атома іоном CN-. Ціаністий водень приєднується дуже повільно. Додавання краплі розчину ціаністого калію значно прискорює реакцію, тоді як додавання мінеральної кислоти зменшує швидкість реакції практично до нуля. Це показує, що активним реагентом при утворенні ціангідрину є іон CN - :

3. Приєднання гідросульфіту натрію дає кристалічні речовини, які зазвичай називають гідросульфітними похідними альдегідів або кетонів:

При нагріванні з розчином соди або мінеральних кислот гідросульфітні похідні розкладаються з виділенням вільного альдегіду або кетону, наприклад:

Реакція з гідросульфітом натрію використовується для якісного визначення альдегідів та кетонів, а також для їх виділення та очищення. Слід, проте, помітити, що реакцію з гідросульфітом натрію в жирному ряду вступають тільки метилкетони, що мають угруповання СН 3 -СО- .

4. Взаємодія з аміаком дозволяє розрізняти альдегіди та кетони. Альдегіди виділяють воду, утворюючи альдиміни:

ацетальдимін, етанімин

які легко полімеризуються (циклізуються в кристалічні тримери - альдегідаміаки:

альдегідаміадо

При циклізації розривається подвійний зв'язок C = N і три молекули іміну з'єднуються в шестичленний цикл з атомами вуглецю і азоту, що чергуються.

Кетони з аміаком таких сполук не утворюють. Вони реагують дуже повільно і складніше, наприклад, так:

5. З гідроксиламіном альдегіди та кетони, виділяючи воду, утворюють оксими (альдоксими та кетоксими):

ацетальдоксим

ацетоноксим

Ці реакції застосовують для кількісного визначення карбонільних сполук.

Механізм реакції (R=H або Alk):

6. Особливий інтерес становлять реакції карбонільних сполук з гідразином та його заміщеними. В залежності від умов гідразин вступає в реакцію з альдегідами та кетонами у співвідношенні 1:1 або 1:2. У першому випадку утворюються гідразони, а в другому - азини (альдазини та кетазини):

гідразон

альдазін

кетазин

Гідразони кетонів та альдегідів при нагріванні з твердим КОН виділяють азот і дають граничні вуглеводні (реакція Кіжнера):

В даний час цю реакцію проводять нагріванням карбонільного з'єднання з гідразином у висококиплячих полярних розчинниках (ді-і триетиленгліколі) у присутності лугу. Реакція може бути проведена і за кімнатної температури при дії трет-бутилкалію в диметлісульфоксиді.

Альдегіди і кетони із заміщеними гідразинами - з фенілгідразином C 6 H 5 -NH-NH 2 і семікарбазидом утворюють відповідно фенілгідразони та семікарбазони. Це кристалічні речовини. Вони служать для якісного та кількісного визначення карбонільних сполук, а також для їх виділення та очищення.

Утворення фенілгідразонів:

Семикарбазони утворюються за схемою:

Реакції альдегідів і кетонів з похідними гідразину за механізмом аналогічні їх реакцій з аміаком та гідроксиламіном. Наприклад, для ацетальдегіду та фенілгідразину:

Для цих реакцій характерний кислотний каталіз.

7. Альдегіди та кетони здатні приєднувати по карбонільній групі воду з утворенням гідратів - гемінальних гліколів. Ці сполуки у часто існують лише у розчинах. Положення рівноваги залежить від будови карбонілвмісної сполуки:

Так, формальдегід при 20 °С існує у водному розчині на 99,99% у формі гідрату, ацетальдегід-на 58%; у разі ацетону вміст гідрату незначний, а хлораль і трихлорацетон утворюють стійкі кристалічні гідрати.

Альдегіди з більш високою молекулярною масою утворюють з водою стійкі за низьких температур тверді напівгідрати:

У присутності слідів мінеральної кислоти утворюються ацеталі:

Ацеталі – рідини з приємним ефірним запахом. При нагріванні з розведеними мінеральними кислотами (але не лугами) вони піддаються гідролізу з утворенням спиртів та виділенням альдегідів:

Ацеталь, отриманий з масляного альдегіду та полівінілового спирту, використовується як клею при виготовленні безосколочного скла.

Ацеталі кетонів виходять складніше - дією на кетони етилових ефірів ортомуравьиної НС(ОС2Н 5)з або ортокремнієвої кислоти:

9. При дії на альдегіди спиртів утворюються напівацеталі:

Альдегіди та кетони при взаємодії з PCI 5 обмінюють атом кисню на два атоми хлору, що використовується для отримання гемінальних дихлоралканів:

Ця реакція на стадії, що визначає характер кінцевого продукту, також є реакцією нуклеофільного приєднання:

В. Реакції окиснення. Окислення альдегідів значно легше, ніж кетонів. Крім того, окиснення альдегідів призводить до утворення кислот без зміни вуглецевого скелета, в той час як кетони окислюються з утворенням двох більш простих кислот або кислоти та кетону.

Альдегіди окислюються киснем повітря до карбонових кислот. Проміжними продуктами є гідропероксиди:

Аміачний розчин гідроксиду срібла OH при легкому нагріванні з альдегідами (але не з кетонами) окислює їх кислоти з утворенням вільного металевого срібла. Якщо пробірка, в якій йде реакція, була попередньо знежирена зсередини, срібло лягає тонким шаром на її внутрішній поверхні - утворюється срібне дзеркало:

Ця реакція, відома під назвою реакції срібного дзеркала, служить якісного визначення альдегідів.

Для альдегідів характерна також реакція з так званою фелінговою рідиною. Остання є водно-лужний розчин комплексної солі, що утворилася з гідроксиду міді та натрійкалієвої солі винної кислоти. При нагріванні альдегідів з рідиною фелінгу мідь (II) відновлюється до міді (I), а альдегід окислюється до кислоти:

Червоний окис міді Cu 2 Про майже кількісно випадає осад. Реакція ця з кетонами не йде.

Альдегіди можуть бути окислені в карбонові кислоти за допомогою багатьох звичайних окислювачів, таких, як дихромат калію, перманганат калію, за іонним механізмом, причому першою стадією процесу є приєднання окислювача по СО-групі.

Окислення кетонів протікає з розривом вуглецевого ланцюжка у різних напрямах залежно від будови кетонів.

По продуктам окислення можна будувати висновки про будову кетонів, оскільки кетони утворюються при окисленні вторинних спиртів, отже, і будову цих спиртів.

Р. Реакції полімеризації. Ці реакції характерні лише альдегідів. При дії на альдегіди кислот відбувається їхня тримеризація (частково і тетрамеризація):

Механізм полімеризації може бути представлений у наступному вигляді:

Д. Галогенування. Альдегіди та кетони реагують з бромом та йодом з однаковою швидкістю незалежно від концентрації галогену. Реакції прискорюються як кислотами, і основами.

Детальне вивчення цих реакцій привело до висновку, що вони йдуть з попереднім перетворенням карбонильного з'єднання на енол:

Е. Реакції конденсації.

1. Альдегіди в слабоосновному середовищі (у присутності ацетату, карбонату або сульфіту калію) піддаються альдольної конденсації (А.П. Бородін) з утворенням альдегідосііртів (гідроксиальдегідів), скорочено званих альдолями. Альдолі утворюються в результаті приєднання альдегіду до карбонільної групи іншої молекули альдегіду з розривом зв'язку С-Н в α-положенні до карбонілу, як це показано на прикладі оцтового альдегіду:

альдоль

У разі альдолізацин інших альдегідів, наприклад пропіонового, в реакцію вступає тільки група, що знаходиться в a-положенні до карбонілу, оскільки тільки водневі атоми цієї групи достатньо активуються карбонільною групою:

3-гідрокси-2-метилпентаналь

Якщо поруч із карбонілом знаходиться четвертинний атом вуглецю, альдолізація неможлива. Наприклад, триметилоцтовий альдегід (СНз)ЗС-СНО не дає альдолю.

Механізм реакції альдольної конденсації, що каталізується основами, наступний. Альдегід виявляє властивості СН-кислоти. Гідроксильний іон (каталізатор) оборотно відриває протон від а-вуглецевого атома:

Альдоль при нагріванні (без водовіднімних речовин) відщеплює воду з утворенням ненасиченого кротонового альдегіду:

Тому перехід від граничного альдегіду до ненасиченого через альдоль називається кротонової конденсацією. Дегідратація відбувається завдяки дуже великій рухливості водневих атомів в α-положенні по відношенню до карбонільної групи (надсполучення), причому розривається, як і в багатьох інших випадках, p-зв'язок по відношенню до карбонільної групи.

При дії на альдегіди, здатні до альдольної конденсації, сильних основ (лугів) у результаті глибокої альдольної (або кротонової) поліконденсації відбувається осмолення. Альдегіди, не здатні до альдольної конденсації, в цих умовах вступають у реакцію Канніццаро:

2(СН 3) 3 С-СНТ +КОН→(СН 3) 3 С-COOK +(СН 3) 3 С-СН 2 ВІН.

Альдольна конденсація кетонів відбувається у більш жорстких умовах - у присутності підстав, наприклад Ва(ОН) 2 . При цьому утворюються Р-кетоноспирти, що легко втрачають молекулу води:

У ще більш жорстких умовах, наприклад, при нагріванні з концентрованою сірчаною кислотою, кетони піддаються міжмолекулярній дегідратації з утворенням ненасичених кетонів:

окис мезитилу

Окис мезитилу може реагувати з новою молекулою ацетону:

форон

Можлива і конденсація між альдегідами та кетонами, наприклад:

3-пентен-2-він

У всіх цих реакціях спочатку йде альдольна конденсація, а потім дегідратація гідроксикетону, що утворився.

2. Складноефірна конденсація альдегідів проходить при дії на них алкгоголятів алюмінію у неводному середовищі (В.Є. Тищенко).

оцтовоетиловий ефір

Ж.Декарбонілювання. Альдегіди при нагріванні з трис(трифенілфосфін)родійхлоридом зазнають декарбонілування з утворенням вуглеводнів:

R-СНТ + [(C 6 H 5) 3 P] 3 PhCl→ R-Н + [(C 6 H 5) 3 P] 3 RhCOCl.

При вивченні хімічних перетворень альдегідів та кетонів необхідно звернути увагу на суттєві відмінності між ними. Альдегіди легко окислюються без зміни вуглецевого ланцюга (реакція срібного дзеркала), кетони окислюються важко з розривом ланцюга. Альдегіди полімеризуються під впливом кислот, утворюють альдегідоаміаки, зі спиртами в присутності кислот дають ацеталі, вступають у складноефірну конденсацію, дають фарбування з фуксинсернистою кислотою. Кетони не здатні до подібних перетворень.

Окремі представники. Застосування

Мурашиний альдегід (формальдегід) - безбарвний газ із різким специфічним запахом, т. кіп. -21 °С. Він отруйний, діє дратівливо на слизові оболонки очей та дихальних шляхів. Добре розчинний у воді, 40%-ний водний розчин формальдегіду називається формаліном. У промисловості формальдегід одержують двома методами - неповним окисленням метану та його деяких гомологів та каталітичним окисленням або дегідруванням метанолу (при 650-700 °С над срібним каталізатором):

СН 3 ОН→ Н 2 +Н 2 СО.

Завдяки відсутності алкільного радикала формальдегіду притаманні деякі особливі властивості.

1. У лужному середовищі він зазнає реакції окислення - відновлення (реакція Канніццаро):

2. При легкому нагріванні формальдегіду (формаліну) з аміаком виходить гексаметилентетрамін (уротропін), синтезований вперше А. М. Бутлеровим:

6Н 2 С=О + 4NH 3 → 6H 2 0 + (CH 2) 6 N 4

уротропін

Уротропін у великих кількостях застосовують у виробництві фенолформальдегідних смол, вибухових речовин (гексогену, одержуваного нітруванням уротропіну)

гексаген

у медицині (як сечогінний засіб, як складова частина антигрипозного препарату кальцексу, при лікуванні ниркових захворювань та ін.).

3. У лужному середовищі, наприклад, у присутності вапняного молока, як це вперше було показано А. М. Бутлеровим, формальдегід піддається альдолізації з утворенням оксиальдегідів аж до гексоз і ще більш складних цукрів, наприклад:

гексоза

У присутності лугів формальдегід може конденсуватися з іншими альдегідами, утворюючи багатоатомні спирти. Так, конденсацією формальдегіду з оцтовим альдегідом отримують чотирихатомний спирт - пентаеритрит С(СН 2 ОН) 4

СН 3 СНТ + 3Н 2 СО → (НОСН 2) 3 ССНО

(НОСН 2) 3 ССНО + Н 2 СО → (НОСН 2) 4 С + НСОО -

Пентаеритрит використовується для отримання смол і дуже сильної вибухової речовини - тетранітропентаеритриту (ТЕН) C(CH 2 ОNО 2) 4 .

4. Формальдегід здатний до полімеризації з утворенням циклічних та лінійних полімерів.

5. Формальдегід здатний вступати в різні реакції конденсації з утворенням синтетичних смол, які широко застосовуються в промисловості. Так, поліконденсацією формальдегіду з фенолом одержують фенолформальдегідні смоли, із сечовиною або меламіном - карбамідні смоли.

6. Продуктом конденсації формальдегіду з ізобутиленом (у присутності H 2 SO 4) є 4,4-диметил-1,3-діоксан, який при нагріванні до 200-240 °С у присутності каталізаторів (SiO 2 +Н 4 Р 2 Про 7) розкладається з утворенням ізопрену.

Формалін широко застосовується як дезінфікуюча речовина для дезінфекції зерно- та овочесховищ, парників, теплиць, для протруювання насіння і т.д.

Оцтовий альдегід, ацетальдегід СН 3 СНТ – рідина з різким неприємним запахом. Т.Кіп. 21 °С. Пари ацетальдегіду викликають подразнення слизових оболонок, ядуху, головний біль. Ацетальдегід добре розчинний у воді та в багатьох органічних розчинниках.

Промислові методи одержання ацетальдегіду вже були розглянуті: гідратація ацетилену, дегідрування етилового спирту, ізомеризація окису етилену, каталітичне окиснення повітрям граничних вуглеводнів.

Останнім часом ацетальдегід отримують окисленням етилену киснем повітря у присутності каталізатора за схемою:

CH 2 =CH 2 +H 2 O +PdCl 2 →CH 3 -СНО + 2HCl + Pd

Pd + 2CuC1 2 → 2CuCl + PdCl 2

2CuCl + 2HCI + 1 / 2 O 2 → 2CuCI 2 + H 2 O

2CH 2 = CH 2 + O 2 →2CH 3 CHO

Інші 1-алкени утворюють у цій реакції метилкетони.

З ацетальдегіду в промислових масштабах одержують оцтову кислоту, оцтовий ангідрид, етиловий спирт, альдоль, бутиловий спирт, ацеталі, етилацетат, пентаеритрит та ряд інших речовин.

Подібно до формальдегіду, він конденсується з фенолом, амінами та іншими речовинами, утворюючи синтетичні смоли, які використовуються у виробництві різних полімерних матеріалів.

Під дією невеликої кількості сірчаної кислоти ацетальдегід полімеризується паральдегід (З 2 Н 4 Про 3) 3 і метальдегід (З 2 Н 4 Про 3) 4 ; кількості останнього зростають із зниженням температури (до -10 °С):

Паральдегід - рідина з т. кіп. 124,5 ° С, метальдегід - кристалічна речовина. При нагріванні зі слідами кислоти обидві ці речовини деполімеризуються, утворюючи ацетальдегід. З паральдегіду та аміаку отримують 2-метил-5-вінілпіридин, що використовується при синтезі кополімерів – синтетичних каучуків.

Трихлороцтовий альдегід, хлораль CCI 3 CHO, одержують хлоруванням етилового спирту.

Хлораль – безбарвна рідина з різким запахом; з водою утворює кристалічний гідрат – хлоральгідрат. Стійкість хлоральгідрату пояснюється посиленням електроноакцепторних властивостей карбонільного вуглецю під впливом сильного індукційного ефекту хлору:

Має снодійну дію. Конденсацією хлоралю з хлорбензолом одержують у промислових масштабах інсектициди.

При дії на хлораль лугів утворюється хлороформ:

Ацетон СН 3 СОСН 3 – безбарвна рідина з характерним запахом; Т. кип. = 56,1 ° С, Т. пл. = 0,798. Добре розчинний у воді та в багатьох органічних розчинниках.

Ацетон отримують:

1) із ізопропілового спирту - окисленням або дегідруванням;

2) окисленням ізопропілбензолу, одержуваного алкілуванням бензолу, поряд з фенолом;

3) ацетон-бутанольним бродінням вуглеводів.

Ацетон в якості розчинника застосовується у великих кількостях у лакофарбовій промисловості, у виробництвах ацетатного шовку, кіноплівки, бездимного пороху (піроксиліну), для розчинення ацетилену (у балонах) і т. д. Він служить вихідним продуктом при виробництві органічного скла, що не б'ється, і т.д. .

Альдегіди та кетони.

Альдегіди і кетони мають схожу хімічну будову. Тому розповідь про них об'єднана в одному розділі.

У будові обох сполук існує двовалентна карбонільна група:

Відмінність альдегідів та кетонів така. В альдегідах карбонільна група пов'язана з одним атомом водню і з вуглеводневим радикалом, тоді як у кетонах вона пов'язана з двома вуглеводневими радикалами.

Хімічні властивості альдегідів та кетонів.

Наявність і в альдегідах і в кетонах карбонільної групи зумовлює певну схожість їх властивостей. Однак є й відмінності. Ця відмінність пояснюється присутністю в молекулі альдегіду атома водню, пов'язаного з карбонільною групою. (У молекулі кетонів такий атом відсутній).

Карбонільна група та пов'язаний з нею атом водню, виділені в окрему функціональну групу. Ця група отримала назву альдегідної функціональної групи.

За рахунок присутності водню в молекулі альдегіду останні легко окислюються (приєднують кисень) і перетворюються на карбонові кислоти.

Наприклад, при окисленні оцтового альдегіду утворюється оцтова кислота:

Внаслідок легкої окислюваності альдегіди є енергійними відновниками. Цим вони суттєво відрізняються від кетонів, які окислюються значно складніше.

Одержання альдегідів та кетонів.

Альдегіди та кетони можна отримати окисленням відповідних спиртів, що мають той же вуглецевий скелет і гідроксил при тому ж атомі вуглецю, який у альдегіді або кетоні утворює карбонільну групу.

Якщо в якості спирту, що окислюється використовується первинний спирт, то в результаті окислення вийде альдегід.

Мурашиний альдегід (формальдегід).

– це найпростіший альдегід із формулою:

Отримують формальдегід із метилового спирту – найпростішого із спиртів.

У формальдегіді як радикал виступає атом водню.

Властивості:

- Це газ з різким неприємним запахом, добре розчинний у воді. Має антисептичні, а також дублячі властивості.

Отримання:

Отримують формальдегідз метилового спирту шляхом каталітичного окислення його киснем повітря або шляхом дегідрування (відщепленням водню).

Застосування:

Водний розчин формальдегіду (зазвичай 40%) називається формаліном. Формалін широко застосовується для дизінфекції, консервування анатомічних препаратів. Значні кількості формальдегіду використовуються для одержання фенолформальдегідних смол.

Це один із найважливіших альдегідів. Він відповідає етилового спиртуі може бути одержаний його окисленням.

Оцтовий альдегідшироко зустрічається у природі і виробляється у великих кількостях індустріально. Він присутній у каві, стиглих фруктах, хлібі, і синтезується рослинами як результат їх метаболізму.

Властивості:

Оцтовий альдегід- Безбарвна рідина, що легко кипить (температура кипіння 21 градуса С). Має характерний запах прелих яблук, добре розчинний у воді.

Отримання:

У промисловості оцтовий альдегідвиходить:

окисленням етилену,
приєднанням води до ацетилену,
окисленням чи дегідруванням етилового спирту.

Застосування:

Застосовують оцтовий альдегіддля отримання оцтової кислоти, бутадієну, деяких органічних речовин, альдегідних полімерів.

Диметілкетон (ацетон).

Диметилкетон (ацетон) є найпростішим кетоном. У його молекулі роль вуглеводневих радикалів виконує метил СН 3(Залишок метану).

Властивості:

Ацетон- Безбарвна рідина з характерним запахом.

Температура кипіння 56,2 градуси З.

Ацетонзмішується з водою у всіх співвідношеннях.

Є одним із метаболітів, що виробляються людським організмом.

Отримання:

Ацетонможе бути отриманий окисленням пропена,
Використовуються методи отримання ацетонуіз ізопропілового спирту та ацетилену,
Основну частину ацетонуодержують як сопродукт при отриманні фенолу з бензолу за кумольним способом.

Застосування:

Ацетон- дуже хороший розчинникбагатьох органічних речовин. Широко застосовується в лакофарбовій промисловості, у виробництві деяких видів штучного волокна, органічного скла, що не б'ється, кіноплівки, бездимного пороху. Ацетонтакож використовується як вихідна речовина для синтезу ряду органічних сполук.

КАРБОНІЛЬНІ СПОЛУКИ

органічні речовини, що містять карбонільну групу

Альдегіди
ЗАГАЛЬНА ФОРМУЛА: RCOH абоЗ n H 2n O
Граничні C n H 2n+1 -CН=О	Ненасичені CH 2 =CH -CН=О акролеїн	Ароматичні З 6 H 5 -CН=О бензальдегід
Суфікс- АЛЬ
Ізомерія альдегідів:
КЕТОНИ
ЗАГАЛЬНА ФОРМУЛА: RCOR 1 абоЗ n H 2n O

Суфікс- ВІН
Ізомерія кетонів:

Номенклатура альдегідів та кетонів

Систематичні назви альдегідівбудують за назвою відповідного вуглеводню з додаванням суфіксу -аль. Нумерацію ланцюга починають із карбонильного атома вуглецю.

Тривіальні назви виробляють від тривіальних назв тих кислот, які альдегіди перетворюються при окисленні.

Формула	Назва
Формула	систематичне	тривіальне
H 2 C=O	метан аль	мурашиний альдегід (формальдегід)
CH 3 CH=O	етан аль	оцтовий альдегід (ацетальдегід)
CH 3 CH 2 CH=O	пропан аль	пропіновий альдегід
CH 3 CH 2 CH 2 CH=O	бутан аль	олійний альдегід
(CH 3) 2 CHCH=O	2-метил-пропан аль	ізомасляний альдегід
CH 3 CH 2 CH 2 CH 2 CH=O	пентан аль	валеріановий альдегід
CH 3 CH=CHCH=O	бутен-2- аль	кротоновий альдегід

Систематичні назви кетоніввиробляють від назв радикалів (у порядку збільшення) з додаванням слова кетон.

Наприклад:

CH 3 -CO-CH 3 - диметил кетон(Ацетон);
CH 3 CH 2 CH 2 -CO-CH 3 - метилпропіл кетон.

У загальному випадку назва кетону будується за назвою відповідного вуглеводню і суфікса -він; нумерацію ланцюга починають від кінця ланцюга, найближчого до карбонільної групи.

Приклади:

CH 3 -CO-CH 3 -пропан він ( ацетон);
CH 3 CH 2 CH 2 -CO-CH 3 - пентан він - 2;

Фізичні властивості альдегідів

Метаналь (формальдегід) – газ, альдегіди С 2 -С 5 та кетони С 3 -С 4 – рідини, вищі – тверді речовини. Нижчі гомологи розчиняються у воді, завдяки утворенню водневих зв'язків між атомами водню молекул води та карбонільними атомами кисню. Зі збільшенням вуглеводневого радикалу розчинність у воді падає.

Альдегіди мають задушливий запах, який при багаторазовому розведенні стає приємним, нагадуючи запах плодів. Альдегіди киплять при нижчій температурі, ніж спирти з тим самим числом вуглецевих атомів. Це пов'язано з відсутністю в альдегідах водневих зв'язків. У той же час температура кипіння альдегідів вища, ніж у відповідних молекулярної маси вуглеводнів, що пов'язано з високою полярністю альдегідів.

Фізичні властивості деяких альдегідів:

Формальдегід – газ, з різким запахом, дратує слизові тканини та впливає на центральну нервову систему. НЕБЕЗПЕЧНИЙ ДЛЯ ЗДОРОВ'Я! Водний розчин формальдегіду – формалін.

Ацетальдегід - Рідина, із запахом зеленого листя. ДУЖЕ ТОКСИЧНИЙ! Пригнічує дихальні процеси у клітинах.

Акролеїн СН 2 = СН CH = O акриловий альдегід, пропеналь(У виробництві полімерів) – утворюється при пригоранні жирів, рідина з неприємним запахом, дратує слизові тканини.

Бензальдегід C 6 H 5 CH = O (Виробництво барвників) – рідина із запахом гіркого мигдалю, міститься в мигдалі, листі черемхи, кісточках персиків, абрикосів.

Будова карбонільної групи

Властивості альдегідів та кетонів визначаються будовою карбонільної групи >C=O.

Альдегіди характеризуються високою реакційною здатністю. Більшість їх реакцій обумовлена наявністю карбонільної групи.

Атом вуглецю в карбонільній групі знаходиться в стані sp 2 -гібридизації і утворює три s-зв'язку (одна з них - зв'язок С-О), які розташовані в одній площині під кутом 120 ° один до одного.

Схема будови карбонільної групи

Зв'язок С=Про сильно полярний. Електрони кратного зв'язку С=О, особливо рухливі π-електрони, зміщені до електронегативного атома кисню, що призводить до появи у ньому часткового негативного заряду. Карбонільний вуглець набуває часткового позитивного заряду

Тому вуглець піддається атаці нуклеофільними реагентами, а кисень електрофільними, у тому числі Н+. Найважливішими реакціями альдегідів є реакції нуклеофільного приєднання подвійного зв'язку карбонільної групи.