3.2.7. Альдегиды и кетоны.

Альдегидами и кетонами называют производные углеводородов, содержащие карбонильную группу. Различие между альдегидами и кетонами состоит в том, что в альдегидах одним из заместителей при карбонильной группе является водород:

Изомерия альдегидов связана со строением радикалов. Изомерия кетонов связана со строением радикалов и положением карбонильной группы в углеродной цепи.

Высокая реакционная способность альдегидов и кетонов обусловлена полярностью и легкой поляризуемостью карбонильной группы вследствие различной электроотрицательности углерода и кислорода:

Из способов получения карбонильных соединений следует изучить оксосинтез (условия), окисление спиртов, реакцию Кучерова (стадии, условия), гидролиз дигалогенпроизводных углеводородов.

По карбонильному атому углерода альдегидов и кетонов происходит нуклеофильное присоединение воды, спиртов, синильной кислоты, гидросульфита (бисульфита) натрия, реактивов Гриньяра и мезомерного карбаниона в реакциях альдольной конденсации. Реакции нуклеофильного присоединения ускоряются кислотами и основаниями, но сильные нуклеофильные агенты присоединяются без катализатора (NaHSO₃, NH₂OH, RМgHal). Кетоны менее реакционноспособны в этих реакциях, чем альдегиды, т.к. присутствие дополнительной алкильной группы в кетоне понижает частичный положительный заряд на карбонильном углероде, а также вызывает пространственные затруднения при атаке этого углерода.

При кислотном катализе протон присоединяется к карбонильному атому кислорода с образованием активного карбкатиона:

К реакциям присоединения относятся реакции восстановления альдегидов и кетонов.

Следует обратить внимание на высокую реакционную способность водородного атома, находящегося в -положении, к альдегидной группе. Реакция альдольной конденсации имеет большое значение при образовании сахаристых веществ.

3.2.8. Карбоновые кислоты.

Карбоновыми кислотами называют производные углеводородов, в молекулах которых атом водорода замещен на карбоксильную группу

Изомерия кислот обусловлена строением углеводородного радикала.

Необходимо изучить способы получения кислот: окислением первичных спиртов и альдегидов, синтезом через металлоорганические соединения, гидролизом нитрилов (R-CN), оксосинтезом.

Кислотный характер карбоновых кислот объясняется взаимным влиянием атомов в карбоксильной группе: в ней электронная плотность смещена в сторону наиболее электроноакцепторного атома кислорода:

Это ослабляет связь между кислородом и водородом и облегчает диссоциацию кислоты.

Необходимо изучить получение и основные свойства галогенангидридов, сложных эфиров, ангидридов кислот, амидов, нитрилов кислот. Галогенангидриды обладают высокой реакционной способностью в реакциях нуклеофильного замещения; со спиртами и аминами они образуют соответственно сложные эфиры и амиды. Следует обратить внимание на промышленные синтезы муравьиной и уксусной кислот.

4. Карбоциклические соединения.

В органической химии все циклические соединения делятся на карбоциклические и гетероциклические. Органические соединения, в молекулах которых содержатся замкнутые цепи углеродных атомов, образуют большой класс карбоциклических соединений.

Особый класс карбоциклических соединений составляют ароматические соединения, содержащие в молекулах одно или несколько бензольных колец. Все остальные карбоциклические соединения объединяются в класс алициклических.