Лекция № 3
Свойства и биологическая роль карбонильных соединений
Реакции альдольной конденсации
Формулы карбонильных соединений
|
|
O |
|
|
|
O |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
H3C |
|
C |
CH3 |
|||
|
|
|
|
|
|
|
||||||
H C |
CH3 |
|
C |
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
H |
|
|
|
H |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
O |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Метаналь |
Уксусный |
Диметилкетон (ацетон) |
||||||||||
(формальдегид) |
альдегид |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|||||||
O
O
C C
H H
Этандиаль,
Глиоксаль
O O
C CH2 C
H Пропандиаль, H Малоновый альдегид
|
|
|
O |
H3C |
C |
C |
|
|
O |
H |
|
|
|
|
|
2-оксопропаналь, |
|
|
|
метилглиоксаль |
OH |
|
|
|
|
|
|
CH3 |
|
|
O |
|
|
|
C |
4-гидроксинонаналь |
H |
||
|
|||
Строение карбонильной группы
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
- |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
O |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
+ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
O |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
+ |
|
|
||||||||||
R |
|
+ |
|
C |
|
|
|
R |
|
|
C |
|
R' |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
R |
|
|
C |
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
H |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
O |
|
H |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
-O |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
Полярная связь |
|
- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Пи-р - сопряжение |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
Смещение пи-плотности |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
H |
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
- |
O |
||||||||||||||||||||||
H2C |
|
|
|
|
CH2 |
|
|
+ O |
|
|
|
|
|
H |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
C |
|
|
|
C |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
C |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
H |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
- J |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
H + |
|
||||||||||||||
Неполярная пи- |
|
H |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
С-Н – кислотность в альфа-положении |
||||||||||||||||||||||||||||||||
связь |
|
|
|
Отрицательный |
|
||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
индуктивный эффект к карбонильной группе |
||||||||||||||||||||||||||
‘
Прогнозирование реакционной способности карбонильных соединений
• 1. Склонность к реакциям нуклеофильного присоединения АN
• Нуклеофильные реагенты –соединения,
имеющие неподеленные пары электронов или анионы
• |
·· |
·· |
·· |
·· |
|
•Н-О-Н, NH3, NH2-OH, R-OH, H+ CN-
•2. Реакции конденсации, обусловленные
С-Н- кислотностью в альфа-положении к карбонильной группе
Механизм присоединения нуклеофилов
- 
O
+ 
R C
H
O
R C H
Nu
O
Nu 
R C H
1 стадия - Медленный процесс
Nu
OH
H 
R C H
2 стадия Быстрый процесс |
|
Nu |
Кислотный гидролиз реакций AN
O |
|
OH |
R H2C C |
H |
R H C C |
H |
|
2 |
|
H |
В кислой среде быстро образуется карбкатион за счет присоединения протона к кислороду карбонильной группы
|
|
|
|
|
|
OH |
|
|
Nu- |
|
|
|
|
OH |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
R H2C |
|
C |
|
Nu |
R H2C |
|
C |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
H |
||||||||
|
|
|
|
|
|
H |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
Быстрое присоединение нуклеофила |
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
Реакция присоединения воды |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
протекает без дополнительных условий |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
(альдегиды и кетоны всегда содержат воду) |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
O |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
OH |
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
H |
OH |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
R |
|
|
|
C |
|
|
|
|
|
H2O |
|
R |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
C |
|
|
|
|
|
OH |
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
H |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
H |
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Гидраты |
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
O |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
OH |
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
H |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
H |
|
|
C |
|
|
|
|
|
|
H2O |
|
|
|
|
C |
|
|
|
|
OH |
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
H |
|
|
|
|
Формалин -99% - |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
H |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
раствор гидрата |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||
|
Формальдегид |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
OH |
|||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
O |
|
|
|
|
формальдегида |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
H2O |
|
|
|
|
|
|
|
|
Cl3C |
|
|
|
|
|
|
C |
|
|
|
|
|
OH |
|||||||||||
Cl3C |
|
C |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
H |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
H |
|||||||||
Хлораль |
Хлоральгидрат – в глазных каплях |
Реакция карбонильных
|
|
|
соединений со спиртами OH |
|||||||||||||||
|
|
|
O |
|
Н+ |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
R1 |
|
OH |
|
|
R |
|
C |
|
|
|
R |
|
C |
|
OR1 |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
H |
|
|
Полуацеталь H |
||||||||||||
|
|
|
OH |
|
|
|
H+ |
|
|
|
|
OR1 |
|||
R |
|
C |
|
OR1 |
|
|
R1 |
|
OH |
|
R |
|
C |
|
OR1 |
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
H |
|
|
|
|
|
|
Ацеталь H |
|||||
Молекула альдегида связывает 2 молекулы спирта
Реакция спиртов с углеводами
Углеводы взаимодействуют со спиртами как в карбонильной, так и в полуацетальной форме
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
HO |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
OC2H5 |
|
C2H5O |
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
O |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
C |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
OC2H5 |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
C |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
H |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
C |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
H |
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
H |
|
|
|
|
|
|
OH |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
H |
H |
|
|
|
|
|
OH |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
С2Н5OH |
|
|
|
|
|
|
|
C2H5OH |
H |
|
|
|
|
|
OH |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
HO |
|
|
|
|
H |
HO |
|
|
|
|
H |
HO |
|
|
|
|
H |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
─────→ |
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
─────→ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
H |
|
|
|
|
|
OH |
|
|
H |
|
|
|
|
|
OH |
|
|
H |
|
|
|
|
OH |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
H |
|
|
|
|
|
OH |
|
|
H |
|
|
|
|
|
OH |
|
|
H |
|
|
|
|
OH |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
CH2OH |
|
|
|
|
|
|
CH2OH |
|||||||
|
|
|
CH2OH |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
D-глюкоза |
|
Полуацеталь |
|
|
Ацеталь |
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
D-глюкозы |
|
|
D-глюкозы |
||||||||||||||
H2 |
C |
O |
H |
C |
H |
||
H2C |
|
|
|
|
OH |
OH |
|
H2C |
C |
O |
|
|
H2 |
|
|
5-гидрокси пентаналь |
|
||
|
|
Полуацеталь |
|