Глава 4. Альдегиды и кетоны

Производные углеводородов, содержащие карбонильную группу

,относятся к классу альдегидов или кетонов

Альдегиды классификация

Предельные альдегиды
Формула	Тривиальная номенклатура	Между-народная номенклатура
	Муравьиный альдегид (формальдегид)	Метаналь
	Уксусный альдегид (ацетальдегид)	Этаналь
	Пропионовый альдегид	Пропаналь
	Масляный альдегид	Бутаналь
	Валерьяновый альдегид	Пентаналь
	Капроновый альдегид	Гексаналь
Непредельные альдегиды
	Акриловый альдегид	Пропеналь
	Кротоновый альдегид	Бутен-2-аль
Алициклические альдегиды
		Циклопентан- карбальдегид
		Циклогексан- карбальдегид
Ароматические альдегиды
	Бензальдегид	Бензальдегид
Со смешанным радикалом (алифатическо-ароматические)
	Коричный альдегид	3-фенил-пропеналь

Кетоны

Предельные
Формула	тривиальная номенклатура	радикально-функциональная номенклатура	Между-народная номенклатура
	Ацетон	Диметилкетон	Пропанон
Непредельные
		Метилвинилкетон	Бутенон
Алициклические
			Цикло-пентанон
Ароматические
		Дифенилкетон
Смешанный: алифатическо-ароматический
	Ацетофенон	Метилфенил-кетон	Фенилэтанон

Строение карбонильной группы

Альдегиды	Кетоны

Как в альдегидах, так и в кетонах sp²-гибридизованный атом углерода связан двойной связью с атомом кислорода. Три сигма (σ)-связи, соединяющие атом углерода с углеводородным радикалом, атомами водорода и атомом кислорода в молекуле альдегида и с двумя углеводородными радикалами и атомом кислорода в молекуле кетона, находятся в одной плоскости. Углы между связями состав-ляют примерно 120⁰. π-связь имеет две доли: одна располагается выше, а другая  ниже этой плоскости. На рис. представлено образо-вание π-связи между атомами углерода и кислорода.

p-орбитали при боковом перекрывании образуют π-связь

4.1. Реакционные центры в молекулах альдегидов и кетонов

1. Электроотрицательность атома кислорода значительно больше электроотрицательности атома углерода, поэтому связи в карбо-нильной группе сильно поляризованы, особенно «рыхлая» π-связь. Атом кислорода несет частичный отрицательный заряд, а атом угле-рода  частичный положительный заряд: вследствии такой поляриза-ции карбонильный атом углерода (С^δ+) может подвергаться нуклео-фильной атаке.

Нуклеофильный реагент (нуклефил Nu^)  это анион или нейтральная молекула, которая может предоставить электронную пару для образования связи.

2. Карбонильный атом углерода альдегидов легче подвергается нуклеофильной атаке, чем у кетонов, т.к. связан только с одним электронодонорным радикалом, понижающим δ⁺ на углероде и менее пространственно затруднен.

3. Карбонильная группа является электроноакцептором (–I-эффект) и наиболее сильно влияет на смещение электронной плотности связи С–Н при атоме углерода в α-положении:

Таким образом, можно отметить следующие реакционные центры:

а) кислотные центры: 3  – кислотный центр по Льюису; 4  – кислотный центр по Бренстеду; б) основные центры: 1  – основный центр по Бренстеду и по Льюису; 2  – π-основный центр по Льюису.

Примечание. Подробно данный вопрос изложен в учебно-методическом пособии: Левина И.Ю., Берлянд А.С., Теоретические основы биоорганической химии, раздел «Кислотность и основность органических соединений», с. 29.

Непосредственная атака положительно заряженного атома угле-рода возможна только сильными нуклеофилами (OH^–, R–, H^–). Для проведения реакций со слабыми нуклеофилами (R–OH, R–SH) используют кислотный катализ.