Добавил:
свои люди в ТПУ Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Методичка часть 2.pdf
Скачиваний:
39
Добавлен:
25.12.2023
Размер:
1.55 Mб
Скачать

Органическая химия. Часть 2: учебное пособие / Т.А. Сарычева, Л.В. Тимощенко, 2004. – 116 с.

Благодаря тому, что карбонильная группа альдегидов и кетонов может образовывать сильные водородные связи с молекулами воды, низшие альдегиды и кетоны смешиваются с водой в любых пропорциях.

3.3. СПОСОБЫ ПОЛУЧЕНИЯ

Способы получения альдегидов и кетонов довольно сильно различаются, поэтому мы будем рассматривать их отдельно. Основные способы получения альдегидов следующие:

1. Окисление первичных спиртов (см. разд. 3.3.2):

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Cu

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

O

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R

 

CH2OH

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R

 

 

 

 

C H

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

250 oC

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Например:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

CH3CH2CH2CH2OH

 

 

 

 

 

Cu

 

 

CH CH CH CHO

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

250 oC

3

 

 

 

 

2

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

н-бутиловый спирт

 

 

 

 

 

н-бутиральдегид

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(бутанол-1)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(н-масляный альдегид)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

бутаналь

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Гидроформилирование алкенов (см. разд. 3.3.1):

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

O

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

кат.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R

 

 

CH2

 

 

CH2 C

H

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

O

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R

 

CH CH2

p, t oC

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

H

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R

 

C

 

 

 

C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

H

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

CH3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Окисление метилбензолов (см. разд. 3.3.2):

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Cl2, t oC

Ar

 

CHCl2

 

 

 

 

 

 

 

H2O

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ar

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

h

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ar

CHO

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

CH3

 

 

 

 

 

 

CrO3

Ar

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

H2O

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

CH(OOCCH3)2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

уксусный

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ангидрид

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Например:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Br

 

 

 

 

 

 

 

CH3

 

 

 

Cl2, t oC

 

Br

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

CHCl2

 

 

H2O

 

Br

 

 

 

 

 

 

 

 

CHO

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

h

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

CaCO3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

п-бромтолуол

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

п-бромбензальдегид

70

Органическая химия. Часть 2: учебное пособие / Т.А. Сарычева, Л.В. Тимощенко, 2004. – 116 с.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

CrO3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

H2O

 

 

 

 

 

 

O2N

 

 

 

 

 

 

 

CH3

уксусный

 

O2N

 

 

 

 

 

 

 

CH(OCOCH3)2

H2SO4O2N

 

 

 

 

 

 

 

CHO

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ангидрид

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

п-нитротолуол

 

 

 

 

 

 

 

 

 

п-нитробензальдегид

4. Восстановление хлорангидридов карбоновых кислот (см. разд. 3.3.3):

RCOCl или ArCOCl

 

H2, PdSO4

 

RCHO или ArCHO

или LiAlH[OCCH3)3]3

 

 

хлорангидрид

 

 

 

альдегид

Например:

O2NCOCl LiAlH(трет-OC4H9)3 O2NCHO

п-нитробензоилхлорид

п-нитробензальдегид

Кетоны обычно получают одним из следующих способов: 5. Гидратация алкинов [4]:

R

 

C

 

C

 

H

 

H3O+, Hg2+

 

R

 

C

 

C

 

H

 

 

R

 

C CH3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

H2O

 

 

 

OHH

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

O

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6. Окисление вторичных спиртов:

 

 

R

KMnO4 или K2Cr2O7

 

 

R

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R

 

CHOH

 

R

 

C

O кетон

 

 

Cu, 250 oC

 

7. Ацилирование по Фриделю–Крафтсу [4]:

 

O

 

 

 

AlCl3

O

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ArH + R

C

 

Cl

 

 

Ar C R

+ HCl

 

 

 

Например:

 

 

 

 

 

 

CH3

 

 

 

O

Cl

 

AlCl3

O

 

 

 

CH3 + HCl

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

CH3 C

 

 

H3C C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

толуол

 

 

 

ацетилхлорид

ацетофенон

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(метилфенилкетон)

71

Органическая химия. Часть 2: учебное пособие / Т.А. Сарычева, Л.В. Тимощенко, 2004. – 116 с.

8. Пиролиз солей карбоновых кислот (см. разд. 3.3.4):

 

 

 

 

 

 

CH

3

 

 

 

C O

 

Ca

 

 

 

 

H C

 

 

C O

+ CaCO3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

O

2

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

CH3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ацетат кальция

 

 

 

 

ацетон

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9. Гидролиз дигалогеналканов (см. разд. 3.3.5):

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Cl

 

гидролиз

 

 

 

 

 

 

 

OH

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

O

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

CH3

 

C

 

 

Cl

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

CH3

 

C

 

OH

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

CH3

C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Cl

H

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

H

 

 

 

 

 

 

 

 

 

H2O

H

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

CH3

 

 

 

гидролиз

 

 

 

 

 

 

 

 

OH

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

O

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C

 

 

Cl

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

CH

C

 

OH

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

CH3

C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

CH3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

CH

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

H2O

CH3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2,2-дихлорпропан

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ацетон

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.3.1.Гидроформилирование алкенов. Оксосинтез

Впромышленности альдегиды получают прямым присоединением смеси СО и Н2 (синтез-газ) к олефинам при 100–200 оС под давлением 100–200 атм

вприсутствии кобальтового НCo(CO)4 или никелевого катализаторов. При этом получаются альдегиды нормального и разветвленного строения, содержащие на один атом углерода больше, чем исходный олефин:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

O

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C2H5

 

 

CH2

CH2

C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C2H5

 

CH

 

CH2

HCo(CO)4

 

пентаналь

O

H

 

 

 

100

атм,

 

 

 

 

H

 

 

 

1-бутен

 

C2H5

 

 

C

 

C

 

 

 

 

 

 

 

 

о

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

H

 

 

 

 

 

 

 

100 С

 

 

 

 

CH3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2-метилбутаналь

Если реакцию проводить при более высокой температуре (185 оС), то главными продуктами реакции будут соответствующие спирты:

 

 

 

 

 

 

 

O

 

 

 

H

O

HCo(CO)4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C2H5

 

CH2 CH2

C

 

 

 

C2H5

 

C

 

C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

H

 

 

H2

пентаналь

 

 

 

H

 

 

 

CH3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2-метилбутаналь

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

H

 

 

 

C H

5

 

CH

CH

2

CH2OH

 

 

 

C2H5

 

C

 

CH2OH

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

пентанол-1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

CH3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2-метилбутанол-1

72

Органическая химия. Часть 2: учебное пособие / Т.А. Сарычева, Л.В. Тимощенко, 2004. – 116 с.

3.3.2. Окислене первичных спиртов и метилбензолов

Как будет показано далее, альдегиды окисляются гораздо легче других классов органических соединений. Как же можно остановить окисление первичного спирта или метилбензола на стадии образования альдегида? Очевидно, что окисляющий агент, который может окислять первичный спирт или метилбензол, будет окислять альдегид до соответствующей карбоновой кислоты.

Один из путей заключается в использовании метода каталитического дегидрирования над раскаленной медью. Другой путь основан на использовании характерной особенности физических свойств альдегидов: они всегда кипят при температурах ниже, чем спирты, из которых они образуются. Например, ацетальдегид кипит при 20 оС, а этиловый спирт – при 78 оС. если раствор бихромата калия в серной кислоте прибавлять по каплям в кипящий этиловый спирт, то ацетальдегид, образующийся в среде, температура которой на 60о выше его температуры кипения, удаляется из реакционной среды, прежде чем он успевает подвергнуться окислению в ощутимой степени. Реакцию проводят в колбе, снабженной колонкой, что позволяет удалять альдегид и возвращать спирт

вреакционную среду.

Вслучае метилбензолов окисление боковой цепи может быть подавлено превращением альдегида в его неокисляемое производное – гем-диацетат, которое выделяют, а затем гидролизуют:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

CrO3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

H2O

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Cl

 

 

 

CH3

уксусный

Cl

 

 

 

 

 

 

 

CH(OCOCH3)2

 

 

 

Cl

 

 

 

 

 

 

 

CHO

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

H2SO4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ангидрид

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

п-хлортолуол

 

 

 

 

 

 

гем-диацетат

 

 

 

п-хлорбензальдегид

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(не окисляется)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.3.3. Восстановление хлорангидридов карбоновых кислот

Хлорангидриды карбоновых кислот можно превратить в альдегиды действием трет-бутоксиалюминийгидрида лития при температуре –78 оС. Трет- бутоксиалюминийгидрид лития – менее реакционноспособное соединение, чем литийалюминийгидрид, поэтому он не может восстановить образующийся альдегид до соответствующего первичного спирта:

 

 

 

 

 

O

 

 

 

 

 

O

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C

1) LiAlH(трет-OC4H9)3, -78 oC

 

 

 

C

 

 

 

 

 

 

 

Cl

 

 

 

 

 

H

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

H3C

 

 

 

2) H O

H C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

OCH3

2

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

OCH3

73

Соседние файлы в предмете Органическая химия