Химические свойства

Для карбонильных соединений in vivo характерны реакции различных типов:

а) присоединение по карбонильной группе;

б) восстановление и окисление;

в) конденсация.

1. Окисление альдегидов до карбоновых кислот

а) Реакция «серебряного зеркала» - качественная реакция (протекает при нагревании):

этаналь этановая кислота

б) Реакция со свежеприготовленным гидроксидом меди(II) – качественная реакция (протекает при нагревании):

t

R—CH=O + 2Cu(OH)₂ → R—COOH + Cu₂O↓ + 2H₂O

альдегид карбоновая кислота

2 . Восстановление альдегидов и кетонов

бутаналь бутанол-1

3. Реакции нуклеофильного присоединения спиртов с образованием полуацеталя

этаналь этанол 1-этоксиэтанол-1

(полуацеталь)

В избытке спирта образуется ацеталь:

этаналь 1-этоксиэтанол-1 1,1-диэтоксиэтанол

(полуацеталь) (ацеталь)

4. Альдоновая и кротоновая конденсация

ацетальдегид 3-гидроксибутаналь

(альдоль)

В жестких условиях возможна кротоновая конденсация

3-гидроксибутаналь бутен-2-аль

(альдоль) (кротоновый альдегид)

Контрольные вопросы

1. Карбонильные соединения, их классификация. Электронное строение карбонильной группы. Реакционные центры в молекулах альдегидов.

2. Реакции нуклеофильного присоединения (A_N) в молекулах альдегидов и кетонов. Реакции окисления и альдольного присоединения альдегидов (конденсация).

Типовые задания

Задание 1. Реакции ацетализации протекают in vivo. Напишите уравнения реакций получения полуацеталя и ацеталя, образованного пропионовым альдегидом и этиловым спиртом.

Решение:

этаналь этанол 1-этоксипропанол-1(полуацеталь)

2. 1,1-диэтоксипропан(ацеталь)

Задание 2. Напишите уравнение реакции альдольной и кротоновой конденсации ацетальдегида.

Решение:

Альдольная конденсация протекает по механизму нуклеофильного присоединения.

3-гидрокси-2-метилпентаналь (альдоль)

В жестких условиях возможна кротоновая конденсация альдоля.

2-метилпентен-2-аль

Тестовые задания для самоконтроля

Выберите один правильный ответ

01. ВЕРНЫ ЛИ СЛЕДУЮЩИЕ СУЖДЕНИЯ

А: Масляный альдегид по заместительной номенклатуре IUPAC имеет название бутаналь.

Б: Для карбонильных соединений характерна изомерия функциональной принадлежности.

1) верно только А

2) верно только Б

3) верны оба утверждения

4) оба утверждения неверны

02. ВЕРНЫ ЛИ СЛЕДУЮЩИЕ СУЖДЕНИЯ

А: Альдегиды более реакционно способные вещества, чем кетоны

Б:  Карбонильные соединения всупают в реакции нуклеофильного присоединения.

1) верно только А

2) верно только Б

3) верны оба утверждения

4) оба утверждения неверны

03. ПРОПИОНОВЫЙ АЛЬДЕГИД ВЗАИМОДЕЙСТВУЕТ С КАЖДЫМ ИЗ ВЕЩЕСТВ

1) CuO и CH₃OH

2) Cu(OH)₂ и NaOH

3) [Ag(NH₃)₂]OH и C₂H₅OH

4) [Ag(NH₃)₂]OH и C₆H₅OH

04. ДЛЯ ОБНАРУЖЕНИЯ АЛЬДЕГИДОВ МОЖНО ИСПОЛЬЗОВАТЬ РЕАГЕНТЫ

1) [Ag(NH₃)₂]OH и C₂H₅OH

2) Cu(OH)₂ и H₂

3) Cu(OH)₂ и CH₃OH

4) Cu(OH)₂ и [Ag(NH₃)₂]OH

05. ПРОПАНАЛЬ В ОТЛИЧИЕ ОТ ПРОПАНОНА РЕАГИРУЕТ С

1) этанолом

2) реактивом Толленса

3) водородом

4) кислородом 06. ВЫБЕРИТЕ РЕАГЕНТ И УСЛОВИЯ РЕАКЦИИ ДЛЯ ПРЕВРАЩЕНИЯ АЦЕТАЛЬДЕГИДА В ЭТАНОЛ 1) кислород, нагревание 2) водород, нагревание 3) водород, нагревание, катализатор 4) аммиачный раствор оксида серебра

07. ПРИ ВЗАИМОДЕЙСТВИИ АЛЬДЕГИДА СО СПИРТОМ ОБРАЗУЕТСЯ

1) простой эфир

2) сложный эфир

3) полуацеталь

4) карбоновая кислота

08. ПРИ ВЗАИМОДЕЙСТВИИ ПРОПАНАЛЯ С ЭТАНОЛОМ ОБРАЗУЕТСЯ

1) этилпропионат

2) 1-этоксипропанол-1

3) этилпропиловый эфир

4) пентаналь

09. ПРОДУКТОМ АЛЬДОЛЬНОЙ КОНДЕНСАЦИИ ЭТАНАЛЯ ЯВЛЯЕТСЯ

1) бутаналь

2) бутен-2-аль

3) 2-гидроксибутаналь

4) 3-гидроксибутаналь

10. ПРОДУКТОМ КРОТОНОВОЙ КОНДЕНСАЦИИ ЭТАНАЛЯ ЯВЛЯЕТСЯ

1) бутен-2-аль

2) бутаналь

3) 3-гидроксибутаналь

4) бутен-2-овая кислота

Контрольные задания

1. Напишите структурные формулы 2-метил-3-изопропилоктаналя, 2-метилгексанона-3.

2. Напишите уравнения качественных реакций на альдегиды на примере пропаналя.2.

3. Показать нуклеофильное присоединение (A_N) на примере

а) взаимодействия бутаналя с этанолом;

б) альдольной и кротоновой конденсации.

Литература

Основная литература

1. Тюкавкина Н. А. Биоорганическая химия [Электронный ресурс] : учебник. Глава 1. Классификация и номенклатура органических соединений / Тюкавкина Н.А., Бауков Ю. И., Зурабян С. Э. // Москва : Гэотар-Медиа, 2014. – 416 с. Режим доступа : http://www.studmedlib.ru/ru/book/ISBN9785970427835.html

Дополнительная литература

1. Биоорганическая химия [Электронный ресурс] : руководство к практическим занятиям / под ред. Н. А. Тюкавкина // Москва : Гэотар-Медиа, 2014. – 168 с. Режим доступа : http://www.studmedlib.ru/ru/book/ISBN9785970428214.html

2. Руководство к лабораторным занятиям по биоорганической химии : учеб. пособие для студентов вузов / под ред. Н. А. Тюкавкина // Москва : ДРОФА, 2006. – 319 с.

3. Тюкавкина Н. А. Биоорганическая химия: учеб. для студентов [мед.] вузов / Н. А. Тюкавкина, Ю. И. Бауков // Москва : Дрофа, 2005. – 542 с.