Література:

1. Ю.І. Губський. Біоорганічна хімія. Київ, «Вища школа», 2007, с.16-28, 50-55.

Підготувала: доцент кафедри Сиротинська І.Д.

Обговорено і затверджено на засіданні кафедри

протокол №1 від 28.08.2012р.

Зав. кафедрою біологічної та медичної хімії проф. А.М.Ерстенюк

Заняття 4

Тема: «Нуклеофільні реакції з участю альдегідів і кетонів»

Актуальність теми: велика кількість природних речовин містять карбонільну групу. Знання будови і властивостей карбонільних речовин – альдегідів і кетонів необхідні для розуміння багатьох процесів метаболізму.

Навчальні цілі:

Знати: електронну будову карбонільної групи, вплив замісників на активність карбонільної групи, механізм реакції нуклеофільного заміщення в карбонільній групі.

Вміти: визначати реакційну здатність карбонільної групи та механізми реакцій по цій групі.

Самостійна позааудиторна робота

В зошитах для протоколів записати:

12. Структурні формули всіх ізомерів (альдегідів і кетонів) С₅Н₁₀О. Назвати за Міжнародною номенклатурою. Показати стрілками вплив замісників і визначити який із цих ізомерів найбільш реакційно здатний.

13. Написати механізм реакції нуклеофільного приєднання (А_N) в загальному вигляді.

14. Написати механізм реакції взаємодії етаналю з етанолом.

15. Написати реакцію альдольної конденсації.

16. Написати реакцію окиснення альдегідів реактивами Толленса і Троммера.

Контрольні питання

1. Електронна природа будови карбонільної групи. Причина її поляризації.

2. Реакційні центри в молекулах карбонільних сполук.

3. Роль електронних ефектів замісників в реакційній здатності альдегідів і кетонів.

4. Вплив стеричних ефектів на реакційну здатність карбонільної групи.

5. Механізм реакції нуклеофільного приєднання води (реакція диспропорціонування).

6. Механізм реакції утворення напівацеталей і ацеталей. Роль кислотного каталізатора.

7. Реакція приєднання НСN.

8. Альдольна конденсація. Роль основного каталізу.

9. Галоформні реакції, їх значення та застосування.

10. Реакції окиснення і відновлення в альдегідах і кетонах.

11. Застосування якісних реакцій на ацетон.

Самостійна робота на занятті.

І. Виконати завдання.

1). Написати структурну формулу 2-метилпропаналю, 2-хлор-2-метилпропаналю, ацетону і ін.

2). Написати механізм реакції взаємодії прапаналю з етанолом, НСN.

3) Написати реакцію окиснення та відновлення бутанолу.

ІІ. Виконати лабораторну роботу «Реакції альдегідів та кетонів і захистити протокол.

Робота 1. Диспропорціонування формальдегіду.

В пробірку внести 2-3 краплі 40%-го розчину формаліну. Додати 1 краплю індикатора метиленового червоного і 3-5 крапель води. Червоний колір індикатора свідчить про кисле середовище. Написати реакцію диспропорціонування.

Робота 2. Окиснення формальдегіду.

а) якісна реакція Толленса («срібного дзеркала»).

У дві пробірки вносять по 2-3 краплі 0,2М розчину нітрату срібла по 2-4 краплі 2М розчину аміаку (до повного розчинення осаду) і по 1-2 краплі 1%-го розчину формальдегіду. В одну із пробірок вносять 1-2 краплі 0,2М розчину гідроксиду натрію. Вміст пробірок старанно перемішують і спостерігають за швидкістю утворення чорного осаду металічного срібла.

Якщо дослід проводити в чистих, ретельно вимитих пробірках, то при обережному нагріванні срібло може виділитись на стінках пробірки у вигляді «срібного дзеркала».

б) якісна реакція Троммера.

В пробірку вносять 1-2 краплі розчину CuSO₄ і додають 8-10 крапель 2М розчину NaOH. Випадає блакитний осад гідроксиду міді (ІІ). До нього додають 1-2 краплі формаліну, збовтують і нагрівають у полум’ї пальника верхній шар рідини в пробірці. Спостерігаємо зміну забарвлення. Записати рівняння реакцій.

Робота 3. Реакції на виявлення ацетону.

а) Йодоформна проба на ацетон (проба Лібена).

У пробірку вносять 1-2 краплі водного розчину йоду в КІ і 4-5 крапель 2М розчину гідроксиду натрію. Потім добавляють 1-2 краплі водного розчину ацетону і спостерігають за випаданням осаду і появою характерного запаху йодоформу. Записати рівняння реакції.

б) Реакція на ацетон з нітропрусидом натрію (проба Легаля).

У пробірку вносять 4-5 крапель 0,1М розчину нітропрусиду натрію Na₂[Fe(CN)₅NO], добавляють 1-2 краплі водного розчину ацетону і 1-2 краплі 2М розчину гідроксиду натрію. Спостерігають за появою забарвлення. Потім добавляють 1-2 краплі 2М розчину оцтової кислоти і знову спостерігають за зміною забарвлення.