11.2. Физические свойства оксосоединений

Муравьиный альдегид (метаналь, формальдегид) – газ (t_кип = = –19°С), уксусный альдегид (этаналь, ацетальгидрид) – «почти» газ (t_кип = +20,8°С). Остальные низшие оксосоединения до (С₁₁) – жидкости; высшие – твердые вещества.

Первые (до С₃ включительно) растворимы в воде, далее – только в органических растворителях. Плотность всех алифатических оксосоединий меньше 1 г/мл (легче воды), ароматических – больше 1 г/мл:

бензальдегид метилфенилкетон

(ρ = 1,045 г/мл) (ρ = 1,028 г/мл)

11.3. Химические свойства

Альдегиды и кетоны относятся к числу реакционноспособных органических соединений. При этом альдегиды наиболее ак­тивны.

Активность оксосоединений обусловлена электронным строением оксогруппы: двойная связь С = О сильно поляризована, так как π-электроны смещены в сторону электроотрицательного атома кислорода от карбонильного углерода. Этим определяется направление (порядок) присоединения полярных молекул:

X

│

R ─ C^(+δ) ═ O^(–δ) + H ⁺ ─ X ^– → R ─ C ─ OH (83)

│ │

R(H) R(H)

Так, одним из свойств альдегидов и кетонов является их способность присоединять спирты с образованием полуацеталей, соединений, определяющих запахи некоторых пищевых продуктов, например, свежего хлеба (см. также раздел 14.1.1).

О HO

║ │

CH₃ ─ C – H + HO ─ C₂H₅ → CH₃ ─ CH ─ O ─ C₂H₅ (84)

этаналь этанол [1-этоксиэтанол-1]

(полуацеталь)

Восстановление карбонильных соединений (гидрирование) приводит к образованию спиртов:

О

а

R – СН₂ – OH

) R– С (85)

Н

альдегид первичный спирт

б ) R – С –R₁ R – СH – R₁ (86)

O OH

кетон вторичный спирт

Реакции гидрирования идут при нагревании, в присутствии никелевого катализатора.

Реакции окисления альдегидов и кетонов протекают в различных условиях.

Альдегиды окисляются очень легко даже такими слабыми окислителями, как аммиачный раствор оксида серебра (87) и гидроксид меди – II (88):

О

С

С₃Н₇ –С

₃Н₇ –С + 2Ag↓ (87)

ОН

[бутаналь] [бутановая кислота]

Серебро выделяется на стенках стеклянного сосуда в виде блестящего металлического налета – реакция «серебряного зеркала» является качественной на альдегидную группу.

О 2Cu(OH)₂ О H₂O

С ₃Н₇ – С С₃Н₇ –С + 2CuOH (88)

Н (t°C) ОН Cu₂O

(голубой) (желтый) (красный)

[пропаналь] [пропановая

кислота]

Реакция «медного зеркала» – появление оранжевого или красного окрашивания – также является качественной на альдегидную группу. (См. также реакции 120 и 121.)

Кетоны окисляются трудно и только сильными окислителями. При этом углеродный скелет молекулы разрушается около оксогруппы с образованием из «осколков» молекулы кетона «маленьких» карбоновых кислот:

O

[O]

СН₃ – СН₂ – С – СН₂ – СН₃ → СН₃ – СН₂ – СOOН + СН₃ – СOOН (89)

[пентанон-3] [пропановая [этановая

кислота] кислота]

Аммиачный раствор оксида серебра получают так:

2AgNO₃ + 2NaOH → Ag₂O↓ + 2NaNO₃ + H₂O;

Ag₂O↓ + 4NH₄OH_(конц.) → 2[Ag(NH₃)₂]OH + 3H₂O.

(черн.) реактив Толленса (б/цв. р-р)