Карбонильные соединения альдегиды и кетоны, an

альдегиды	кетоны
М етаналь, формальдегид, муравьиный альдегид	Пропанон, ацетон
Этаналь, ацетальдегид, уксусный альдегид	Бутанон

Карбонильная группа встречается в организмах преимущественно в составе моно и дисахаридов. Электронное строение карбонильной группы определяет свойства оксо- соединений: характерные реакции А_N нуклеофильное присоединение по двойной связи.

Отсутствие полярной связи О-Н объясняет отсутствие водородных связей в карбонильных соединениях, поэтому они более летучи, чем спирты, но хорошо растворяются в воде, т.к. образуют с ней водородные связи.

Карбонильные соединения не проявляют кислотных свойств по СН- кислотному центру в карбонильной группе, но могут быть слабыми кислотами при наличии кислотного центра на втором атоме углерода (-СН- кислотный центр. С NH₂-реагентами идут реакции присоединения – отщепления (A_N – E). Альдегиды легко окисляются до карбоновых кислот различными окислителями. Эти реакции сопровождаются явными признаками и служат для распознавания альдегидов. Кетоны устойчивы к окислению.

Химические свойства карбонильных соединений

Реакция нуклеофильного присоединения, A_N

П римеры реакций А_N

1. Гидратация

2. Реакция с синильной кислотой

3. Реакция со спиртами. Образование полуацеталей (полукеталей) и ацеталей (кеталей)

Реакция образования ацеталя из полуацеталя идет по механизму S_N.

4. Альдольная конденсация В карбонильных соединениях имеется активный кислотный центр на втором атоме углерода (a-СН- кислотный центр), поэтому при наличии на втором атоме углерода атома водорода идет образование альдоля. В результате углеродный скелет удлиняется на два углерода.

При отсутствии водорода на втором атоме идет реакция дисмутации (окислительно-восстановительная реакция).

5. Иодоформная проба

По a-СН-китслотному центру альдегиды и кетоны вступают в реакцию с галогенами. Если в субстрате содержится три атома водорода на a-СН-кислотном центре, образуется галоформ ( с хлором – хлороформ, с иодом – иодоформ). Реакция имеет характерные признаки и используется для идентификации метилкетонов и этаналя.

6. Реакции присоединения – отщепления (A_N-E) с аминами и их производными

реакция с аминами

А . При реакции с аминами образуются имины или основания Шиффа:

Б. С гидроксиламином NH₂ – OH альдегиды и кетоны образуют оксимы:

R – С =N – OH

В. С гидразином NH₂ – NH₂ альдегиды и кетоны образуют гидразоны:

R – С =N– NH

Эти реакции используются для идентификации оксо- соединений.

Окислительно-восстановительные реакции карбонильных соединений

Альдегиды окисляются до карбоновых кислот. Кетоны устойчивы к окислению.

Окислители in vitro: Ag(NH₃)₂OH, t; Cu(OH)₂, t и другие Эти реакции являются качественными для альдегидов, так как имеют характерные явные признаки ( р. «серебряного зеркала», р. «медного зеркала»).

Альдегиды и кетоны восстанавливаются в спирты. Альдегиды в первичные, кетоны во вторичные спирты

In vivo фермент дегидрогеназа кофермент НАДН

Дисмутация или диспропорционирование альдегидов

Это окислительно-восстановительная реакция для альдегидов, которые не вступают в реакцию альдольной конденсации. В результате одна молекула альдегида восстанавливается до спирта, другая окисляется до карбоновой кислоты. Реакция характерна только для альдегидов, у которых отсутствуют атомы водорода на втором атоме углерода (aСН-кислотный центр)