Оксосоединения. Классификация, изомерия, номенклатура. Качественные реакции альдегидов и кетонов.
Докажите,что в выданном вам растворе содержится формалин. Запишите уравнение реакции.
Карбонильные соединения или оксосоединения – органические вещества, в молекулах которых содержится карбонильная группа >С=О. Они делятся на две родственные группы – альдегиды и кетоны. В молекулах альдегидов карбонильная группа связана с атомами водорода или с одним углеводородным радикалом: Н−С−Н , R−C−H, а в молекулах кетонов – с двумя уг-
|| ||
О О
леводородными радикалами: R−C−R/.
||
O
По строению углеводородного радикала различают алифатические (предельные и непредельные), алициклические и ароматические карбонильные соединения. Общая формула предельных альдегидов и кетонов СnН2nО.
Изомерия альдегидов связана только со строением углеродного скелета, а кетонов – еще и с положением карбонильной группы.
Названия альдегидов образуются путем добавления окончания -аль к названию предельного углеводорода, содержащего такое же количество углеродных атомов. Кетоны называют, добавляя к названию предельного углеводорода окончание -он и указывая номер атома углерода, связанного с карбонильным кислородом. В рациональной номенклатуре названия простых кетонов составляют из названий радикалов, связанных с карбонильной группой и слова «кетон», например:
CH3−CH−C=O CH3−C−CH−CH3
| | || |
CH3 H O CH3
2-метилпропаналь 3-метилбутанон-2
(метилизопропилкетон)
Если альдегидная группа не является старшей в молекуле, то она обозначается префиксом «формил», а кетонная – «оксо»:
1 2 3 4 5 4 3 2 1
HOOC−CH−CH2−COOH CH3−C−CH2−CH2−COOH
| ||
CHO O
2-формилбутандиовая кислота 4-оксопентановая кислота
1. Каталитическое дегидрирование спиртов:
Cu, t°
R−CH2−OH
R −CH=O + H2
2. Окисление спиртов:
OH [O] O
| ||
R−CH−R/ R
−C−R/
Окисление происходит легко, однако образующиеся оксосоединения (особенно альдегиды) необходимо во избежание их превращения в кислоты быстро удалять из реакционной смеси.
3. Гидролиз геминальных дигалогенопроизводных:
NaOH
R−CCl2−R/ +
H2O
R−CO−R/ +
2 HCl
4. Гидратация алкинов:
R−C≡CH
+ H2O
R−CO−CH3
5. Пиролиз органических кислот:
CaO, t°
R−COOH
+ R/−COOH
R−CO−R/ +
CO2 +
H2O
Усли R = R/, то получается симметричный кетон; если одна из кислот – муравьиная (R/ = Н), то образуется альдегид.
Качественные реакции на альдегиды с соединениями меди
Свежеосажденный голубого цвета осадок гидрата оксида меди Cu(OH)2 при нагревании с альдегидами в результате окисления последних и восстановления оксида меди, превращается в осадок закиси меди кирпично-красного цвета:
R—C—H + 2Cu(OH)2 ¾® R—C—OH + Cu2O¯ + 2H2O
II II
альдегид О О кислота
Обычно для реакции берут так называемую жидкость Фелинга, которую готовят смешением раствора сульфата меди со щелочным раствором соли винной кислоты. При нагревании с альдегидом интенсивный синий цвет реактива исчезает и из раствора выпадает осадок оксид меди (I). Кетоны этих реакций не дают
Формалин-это раствор формальдегида, формальдегид даёт реакцию серебряного зеркала, серебро обтекает нутро пробирки. При этом формальдегид окисляется до муравьиной кислоты.
Для проведения опыта нам понадобятся:
Водный раствор аммиака
нитрат серебра
формальдегид
В пробирку нальем немного водного раствора аммиака. Добавим немного нитрата серебра. Это необходимо для получения аммиачного комплекса серебра.
Уравнение данной реакции:
2AgNO3 + 2NH3 + H2O = Аg2O↓ + 2NH4NO3
и далее
Аg2O + 4NH3 + H2O = 2[Ag(NH3)2]OH
К полученному раствору добавим несколько капель формальдегида, и немного нагреем пробирку. Через некоторое время на стенках пробирки начнет появляться осадок серебра.
Интересно!
Если опыт проводится в пробирке с чистыми и гладкими стенками, то серебро выпадает в виде тонкого налета, создавая зеркальную поверхность. При наличии малейших загрязнений серебро будет выделяется в виде серого рыхлого осадка.
Уравнение реакции:
2[Ag(NH3)2]OH + НСОН = 2Ag↓ + HCOONH4 + 3NH3 + H2O
В результате опыт имеем колбу с тонкой пленкой из чистого серебра: