48. Изомерия альдегидов и кетонов

Для альдегидов и кетонов характерна структурная изомерия. Изомерия альдегидов:  изомерия углеродного скелета, начиная с С₄

 межклассовая изомерия с кетонами, начиная с С₃

    циклическими оксидами (с С₂)

    непредельными спиртами и простыми эфирами (с С₃)

Изомерия кетонов:

 углеродного скелета (c C₅)

 положения карбонильной группы (c C₅)

 межклассовая изомерия (аналогично альдегидам).

Алгоритм составления названий альдегидов

1. Найдите главную углеродную цепь - это самая длинная цепь атомов углерода, включающая атом углерода альдегидной группы.

2. Пронумеруйте атомы углерода в главной цепи, начиная с атома углерода альдегидной группы.

3. Назовите соединение по алгоритму для углеводородов.

4. В конце названия допишите суффикс -аль.

48.Химические свойства Химические свойства альдегидов и кетонов в значительной степени обусловлены наличием в их молекулах сильно полярной карбонильной группы (связь   поляризована в сторону атома кислорода). Чем больше частичный заряд ( +) на атоме углерода этой группы, тем выше активность соединения.

1. Горение: 2CH₃CHO + 5O₂   4CO₂ + 4H₂O 2CH₃COCH₃ + 9O₂   6CO₂ + 6H₂O

Присоединение (по двойной связи карбонильной группы). В ряду HCHO   RCHO   RCOR' склонность к реакциям присоединения уменьшается. Это связано с наличием и числом углеводородных радикалов, связанных с атомом углерода карбонильной группы.  а) Гидрирование (восстановление водородом): HCHO + H₂   CH₃OH CH₃—CO—CH₃ + H₂   CH₃—CH(OH)—CH₃

Из альдегидов при этом получаются первичные спирты, а из кетонов - вторичные. Окисление:

CH₃CHO + Ag₂O   2Ag  + CH₃COOH (реакция "серебряного зеркала" - качественная реакция) HCHO + 2Cu(OH)₂   2H₂O + Cu₂O  + HCOOH (образуется красный осадок - качественная реакция)

Кетоны слабыми окислителями не окисляются. Замещение атомов водорода в углеводородном радикале (замещение происходит в  -положение, т. е. замещается атом водорода у 2-го атома углерода):

49. Номенклатура альдегидов и кетонов Систематические названия альдегидов строят по названию соответствующего углеводорода и добавлением суффикса -аль. Нумерацию цепи начинают с карбонильного атома углерода.Тривиальные названия производят от тривиальных названий тех кислот, в которые альдегиды превращаются при окислении.

Формула	Название
	систематическое	тривиальное
H2C=O	Метаналь	муравьиный альдегид (формальдегид)
CH3CH=O	Этаналь	уксусный альдегид (ацетальдегид)
(CH3)2CHCH=O	2-метил-пропаналь	Изомасляныйальдегид
CH3CH=CHCH=O	бутен-2-аль	кротоновый альдегид

Систематические названия кетонов несложного строения производят от названий радикалов (в порядке увеличения) с добавлением слова кетон (радикально-функциональная номенклатура ). Например:

CH₃–CO–CH₃ - диметилкетон (ацетон); CH₃CH₂CH₂–CO–CH₃ - метилпропилкетон.

В общем случае название кетона строится по названию соответствующего углеводорода и суффикса -он; нумерацию цепи начинают от конца цепи, ближайшего к карбонильной группе (заместительная номенклатура). Примеры: CH₃–CO–CH₃ - пропанон (ацетон); CH₃CH₂CH₂–CO–CH₃ - пентанон-2;  CH₂=CH–CH₂–CO–CH₃ - пентен-4-он-2.

50. ОКСОСОЕДИНЕНИЯ - это органические соединения, содержащие группу СО (карбонил) ; следовательно - к оксосоединениям относятся альдегиды, кетоны, альдегидо- и кетонокислоты и др. соединения, содержащие кетогруппу СО. ПРИМЕНЕНИЕ Метаналь (муравьиный альдегид) CH₂=O получение фенолформальдегидных смол; получение мочевино- формальдегидных (карбамидных) смол; полиоксиметиленовые полимеры; синтез лекарственных средств (уротропин); дезинфицирующее средство; консервант биологических препаратов (благодаря способности свертывать белок). Этаналь (уксусный альдегид, ацетальдегид) СН₃СН=О производство уксусной кислоты; органический синтез. Ацетон СН₃-СО-СН₃ растворитель лаков, красок, ацетатов целлюлозы; сырье для синтеза различных органических веществ.

51.КАРБОНОВЫЕ КИСЛОТЫ – органические соединения, содержащие одну или несколько карбоксильных групп –СООН. По числу этих групп различают моно-, ди, три- и тетракарбоновые кислоты (большее число групп –СООН в одной молекуле встречается редко). Карбоновые кислоты могут быть алифатическими – с нормальной и разветвленной цепью, циклическими и ароматическими, предельными и непредельными, содержать атомы галогенов и различные функциональные группы: ОН (оксикислоты), NH₂ (аминокислоты), СО (кетокислоты) и т.д. Многие карбоновые кислоты в свободном состоянии, а также в виде различных производных (солей, эфиров) широко распространены в природе и играют важнейшую роль в жизнедеятельности растений и животных. Карбоновыми кислотами называются соединения, содержащие карбоксильную группу

52. Классификация. По числу карбоксильных групп карбоновые кислоты делят на монокарбоновые, или одноосновные (одна группа -СООН), дикарбоновые, или двухосновные (две группы -СООН) и т.д. В зависимости от строения углеводородного ради­кала, с которым связана карбоксильная группа, карбоновые кислоты бывают алифатическими (например, уксусная или акриловая), алициклическими (например, циклогексанкарбоновая) или ароматическими (бензойная, фталевая). В таблице указаны некоторые представители карбоновых кислот.

Если в углеводородном радикале карбоновых кислот атом (атомы) водорода замещен на другие функциональные группы, то такие кислоты называются гетерофункционапьными. Среди них различают галогенкарбоновые (например, CH₂Cl—COOH), нитро-кислоты (например, NO₂—С₆Н₄СООН), аминокислоты, оксикислоты (например, молочная СН₃—СН(ОН)—СООН) и др. Карбоновые кислоты с числом атомов углерода выше 6 называют высшими (жирными) кислотами. Название "жирные" эти кислоты получили потому, что большинство из них могут быть выделены из жиров.

53. Строение. Карбоксильная группа СООН состоит из карбо­нильной группы С=О и гидроксильной группы ОН. Свойства карбоксильной группы отличаются от свойств составляющих ее групп, которые оказывают взаимное влияние друг на друга. В группе СО атом углерода несет частичный положительный заряд и притягивает к себе неподеленную электронную пару атома кислорода в группе ОН. При этом электронная плотность на атоме кислорода уменьшается, и связь О-Н ослабляется:

В свою очередь, группа ОН "гасит" положительный заряд на группе СО, которая из-за этого теряет способность к реакциям присоединения, характерным для карбонильных соединений.

Полезно подчеркнуть следующее важное обстоятельство, часто ускользающее от внимания читателей: карбоновые кислоты не един­ственный (хотя и самый многочисленный) класс органических веществ, обладающих кислотными свойствами. Очень сильными органическими кислотами являются сульфокислоты — органические соединения, содержащие сульфогруппу —SО₃Н (например, метансульфокислота СН₃SО₃Н). Особенно важное значение имеют сульфокислоты ароматического ряда и их производные. Они являются промежуточными продуктами для синтеза различных органических веществ ( например, получение фенолов из сульфокислот ).

54. Номенклатура. В основе названий карбоновых кислот лежат названия соответствующих углеводородов. Наличие карбоксильной группы отражается окончанием -овая кислота. Низшие карбоновые кислоты часто имеют тривиальные названия: муравьиная, уксусная, масляная и др. Углеводородную цепь нумеруют начиная с атома углерода карбоксильной группы, например:

2-хлор-5-метилгептановая кислота

CH₃—CH=CH—COOH бутен-2-овая кислота

Часто карбоксильную группу рассматривают как заместитель в молекуле углеводорода. При этом в названии употребляют словосочетание "карбоновая кислота" и в нумерацию атомов углерода цепи атом углерода карбоксильной группы не включают:

 9     8  СН₃(СН₂)₇СН=СН(СН₂)₇СООН

Гептадецен-8-карбоновая (олеиновая) кислота

Названия дикарбоновых кислот производят от названия соответствующего углеводорода с добавлением суффикса "диовая" и слова "кислота". Например, этандиовая (щавелевая) кислота (НООС-СООН). При рассмотрении карбоксильной группы как заместителя, название двухосновной кислоты производят от названия углеводородного радикала с добавлением словосочетания "дикарбоновая кислота". Например, малоновую кислоту (НООС-СН₂-СООН) называют метандикарбоновой кислотой.