Хімічні властивості граничних альдегідів і кетонів

Наявність альдегідної групи в молекулі визначає характерні властивості альдегідів.

Реакції відновлення
Приєднання водню до молекул альдегідів відбувається по подвійному зв’язку в карбонільної групі.

Продуктом гідрування альдегідів є первинні спирти, кетонів – вторинні спирти.

Так, при гідруванні оцтового альдегіду на нікелевому каталізаторі утворюється етиловий спирт, при гідруванні ацетону – пропанол-2.

Гідрування альдегідів – реакція відновлення, при якій знижується ступінь окислення атома вуглецю, що входить до карбонильную групу.

Реакції окислення
Альдегіди здатні не тільки відновлюватися, але і окислюватися. При окисленні альдегіди утворюють карбонові кислоти.

З пропіонового альдегіду (пропаналю), наприклад, утворюється пропіонова кислота.

Альдегіди окислюються навіть киснем повітря і такими слабкими окислювачами, як аміачний розчин оксиду срібла. У спрощеному вигляді цей процес можна виразити рівнянням реакції.

Якщо поверхня посудини, в якому проводиться реакція, була попередньо знежирена, то утворюється в ході реакції срібло покриває її тонкої рівною плівкою, утворюючи дзеркальну поверхню. Тому цю реакцію називають реакцією «срібного дзеркала». Її широко використовують для виготовлення дзеркал, сріблення прикрас і ялинкових іграшок.

Окислювачем альдегідів може виступати і свежеосаждённий гідроксид міді (II). Утворений в ході реакції гідроксид міді (I) Сіон відразу розкладається на оксид міді (I) червоного кольору і воду.

Ця реакція, так само як реакція «срібного дзеркала», використовується для виявлення альдегідів (рис. 46).

Кетони НЕ окислюються ні киснем повітря, ні таким слабким окислювачем, як аміачний розчин оксиду срібла.

Реакції приєднання
Так як до складу карбонільної групи входить подвійний зв’язок, альдегіди і кетони здатні вступати в реакції приєднання. Зв’язок С = O полярна, на атомі вуглецю зосереджений частковий позитивний заряд.

Альдегіди і кетони вступають в реакції нуклеофільного приєднання. Такі реакції починаються з взаємодії атома вуглецю карбонільної групи з вільною електронною парою нуклеофільного реагенту (Nu):

Потім утворився аніон приєднує протон або інший катіон:

При нуклеофільному приєднання ціановодорода в присутності слідів лугів до альдегідів і кетонів утворюються гідроксінітріли (ціангідріни):

Альдегіди і метілкетони вступають в реакцію нуклеофільного приєднання з гідросульфітом натрію:

Утворені при цьому Гідросульфітні похідні альдегідів і кетонів при нагріванні з мінеральними кислотами розкладаються з утворенням первинних карбонільних сполук:

Альдегіди і кетони здатні приєднувати магнійорганіческіе з’єднання (реактиви Гриньяра). Ці сполуки отримують взаємодією металевого магнію з галогеналканами в абсолютному (обезвоженном) діетиловому ефірі:

Вуглеводневий радикал R магнійорганіческіе з’єднання, на якому зосереджений частковий негативний заряд, приєднується до атому вуглецю карбонільної групи, а залишок MgX – до атома кисню:

Після розкладання отриманого продукту водним розчином кислоти утворюється спирт.

Використовуючи цю реакцію, з формальдегіду можна отримати первинний спирт, з будь-якого іншого альдегіду – вторинний спирт, а з кетона – третинний спирт. Наприклад, з оцтового альдегіду і етілмагнійброміда може бути отриманий бутанол-2:

Альдегіди і кетони реагують з галогенами, вступаючи в реакцію заміщення (α-галогенування), навіть у відсутність освітлення. При цьому на галоген заміщаються тільки атоми водню при сусідньому з карбонільної групою атомі вуглецю (атоми водню при α-вуглецевому атомі).

Не розглядаючи механізм реакції, можна записати рівняння:

Альдегіди вступають в реакцію поліконденсації. Вивчаючи феноли, ми докладно розглянули взаємодію метаналя (формальдегіду) з фенолом (див. § 18), що приводить до утворення фенолоформальдегідних смол.

ПОДІЛИТИСЯ:

Дивіться також:
Активовані метаболіти