Paprasčiausias aldehidas vadinamas. Alkoholių, aldehidų, rūgščių, esterių, fenolio savybės

Akcento vieta: ALDEHI`DY

ALDEHIDAI – organinių junginių klasė, kurios bendra formulė

kur R yra angliavandenilio radikalas (likutis); organizme jie yra tarpiniai medžiagų apykaitos produktai.

Atskiri aldehidų atstovai savo pavadinimus dažniausiai gauna iš jų oksidacijos metu susidariusios rūgšties (pavyzdžiui, acto rūgštis – acto rūgštis). Priklausomai nuo radikalo tipo, yra sočiųjų, nesočiųjų, aromatinių, ciklinių A. ir kt. Jei radikalas yra alkoholio liekana, karboksirūgštis ir kt., susidaro aldehido alkoholiai, aldehido rūgštys ir kiti junginiai, turintys mišrias funkcijas, turi cheminių savybių. savybes, būdingas A. ir atitinkamoms R grupėms. Aldehido grupės vandenilį pakeitę angliavandenilio radikalu, gauname ketonai(žr.), suteikdamas daug reakcijų, panašių į A.. Vienas iš paprasčiausių A. yra acto, arba acetaldehido CH 3 - CHO, kartais gaunamas dehidrogenuojant etilo alkoholį ant pakaitinto vario.

Įprastas būdas gauti aliuminį iš acetileno serijos angliavandenilių yra į juos įpilant vandens, esant katalizatoriui, kurį atrado M. G. Kucherovas:

Ši reakcija naudojama sintetinei acto rūgšties gamybai. Aromatiniai angliavandeniliai paprastai gaunami oksiduojant aromatinius angliavandenilius, turinčius šoninę metilo grupę:

arba anglies monoksidu veikiant atitinkamus angliavandenilius, esant HCl ir katalizatoriui.

Savybės ir chemija savybės A. Susijusios daugiausia su aldehidų grupės savybėmis ir transformacijomis. Taigi, paprasčiausias A. yra skruzdžių arba formaldehidas

aldehido grupė yra susijusi su vandeniliu ir yra dujos; apatinis A. (pvz., acetaldehidas) - aštraus kvapo skysčiai; Didesni A. yra vandenyje netirpios kietosios medžiagos.

Dėl karbonilo grupės ir judriojo vandenilio atomo A. yra vieni iš reaktyviausių organinių junginių. Daugumai įvairiapusių A. reakcijų būdingas karbonilo grupės dalyvavimas jose. Tai apima oksidacijos reakcijas, deguonies pridėjimą ir pakeitimą kitais atomais ir radikalais.

A. lengvai polimerizuojasi ir kondensuojasi (žr. Aldokondensacija); apdorojant A. šarmais ar rūgštimis gaunami aldoliai, pvz.:

Pašalinus vandenį, aldolas virsta krotonaldehidu

galintis toliau pridėti molekulių (polimerizacijos būdu). Kondensacijos būdu gauti polimerai bendrai vadinami aldolio dervomis.

Studijuodamas biol. substratų (kraujo, šlapimo ir kt.), teigiamą reakcijų, pagrįstų aldehido grupės oksidacija, poveikį suteikia redukuojančių medžiagų suma. Todėl šios reakcijos, nors jos naudojamos kiekybiniam cukraus (gliukozės) nustatymui pagal Hagedorn-Jensen, taip pat Nylander, Gaines, Benedict ir kt. testus, negali būti laikomos specifinėmis.

A. vaidina svarbų vaidmenį biol. procesų, visų pirma, biogeniniai aminai, dalyvaujant aminooksidazės fermentams, paverčiami aminorūgštimis, o po to jie oksiduojami į riebalų rūgštis.

A. aukštesniųjų riebalų rūgščių radikalai yra molekulių dalis plazmogenai(cm.). Augalų organizmai fotosintezės procesuose naudoja skruzdžių A anglį.

Alkoholinės fermentacijos metu, veikiant mielių karboksilazės fermentui, piruvo rūgšties dekarboksilinimas vyksta, kai susidaro acto rūgštis, kuri redukuojant paverčiama etilo alkoholiu.

A. plačiai naudojami daugelio organinių junginių sintezei. Medicinoje praktiškai juos tiesiogiai naudoja A. (žr Formaldehidas, paraldehidas, citralis) ir sintetiniai dariniai, gauti iš A., pavyzdžiui, metenaminas (žr. Heksametilentetraminas), chloro hidratas (žr.) ir kt.

taip pat žr Skruzdžių aldehidas. Acetaldehidas.

Aldehidai kaip profesinis pavojus. A. yra plačiai naudojami pramoninėje sintetinių dervų ir plastikų gamyboje, vanilės dažų ir tekstilės pramonėje, maisto pramonėje ir parfumerijoje. Formaldehidas naudojamas ch. arr. plastikų ir dirbtinių dervų gamyboje, odos ir kailių pramonėje ir kt.; akroleinas – visuose gamybos procesuose, kuriuose riebalai pašildomi t° 170° (liejyklos – aliejumi fiksuotų kernų džiovinimas, elektros pramonė, alyvos malūnai ir taukų gamyba ir kt.). Daugiau informacijos rasite straipsniuose, skirtuose asmeniui A.

Visi A., ypač apatiniai, turi ryškų toksinį poveikį.

A. dirgina akių ir viršutinių kvėpavimo takų gleivinę. Pagal savo bendro toksinio poveikio pobūdį A. yra narkotikai, tačiau jų narkotinis poveikis gerokai prastesnis už dirginantį. Apsinuodijimo sunkumo laipsnį kartu su veiksmingos koncentracijos dydžiu taip pat lemia radikalo pobūdis ir dėl to fizikinių ir cheminių medžiagų pokytis. A. savybės: apatinis A. (labai tirpios ir labai lakios medžiagos) stipriai dirgina viršutines kvėpavimo organų dalis ir santykinai ne tokį ryškų narkotinį poveikį; ilgėjant radikalo angliavandenilių grandinės ilgiui, mažėja radikalo tirpumas ir lakumas, dėl to dirginantis poveikis mažėja, o narkotinis poveikis nedidėja; dirginantis nesočiųjų A. poveikis stipresnis nei ribojančių.

A. toksinio veikimo mechanizmas siejamas su dideliu A. karbonilo grupės reaktyvumu, kraštai, sąveikaudami su audinių baltymais, sukelia pirminį dirginamąjį poveikį, refleksines reakcijas c. n. p., vidaus organų distrofiniai pakitimai ir kt. Be to, patekęs į organizmą, A. vyksta įvairūs biocheminiai virsmai; tokiu atveju toksinį poveikį organizmui daro nebe pačios aminorūgštys, o jų virsmų produktai. A. lėtai išsiskiria iš organizmo ir gali kauptis, o tai paaiškina trono vystymąsi. apsinuodijimai, kurių pagrindinės apraiškos pirmiausia stebimos kaip patologiniai kvėpavimo sistemos pokyčiai.

Pirmoji pagalba apsinuodijus aldehidais. Išneškite nukentėjusįjį į gryną orą. Skalauti akis 2% šarminiu tirpalu. Šarminės ir aliejaus inhaliacijos. Asfiksijos atveju įkvėpkite deguonies. Pagal indikacijas, vaistai, skatinantys širdies veiklą ir kvėpavimą, raminamieji (bromidai, valerijonai). Nuo skausmingo kosulio – garstyčių pleistrai, puodeliai, kodeino preparatai. Apsinuodijus per burną – skrandžio plovimas, geriamas 3% natrio bikarbonato tirpalas, žali kiaušiniai, baltyminis vanduo, pienas, druskingi vidurius laisvinantys vaistai. Patekus ant odos, nuplauti vandeniu arba 5% amoniaku.

Taip pat žiūrėkite straipsnius apie atskirus aldehidus.

Prevencija. Sandarinimas ir gamybos procesų automatizavimas. Patalpų vėdinimas (žr. Vėdinimas). Asmeninių apsaugos priemonių naudojimas, pvz. „A“ klasės filtro dujokaukė (žr. Dujokaukės), darbo drabužiai (žr. Audinys) ir kt.

Didžiausios leistinos koncentracijos pramoninių patalpų atmosferoje: akroleinui - 0,7 mg/m 3, acetaldehidui, butiraldehidui ir proponealdehidui - 5 mg/m 3, formaldehidui ir krotonui A. - 0,5 mg/m 3 .

Aldehidų nustatymas. Visi A. sumoje nustatomi bisulfito metodu jungiant rūgštiniu natrio sulfatu arba kolorimetriškai su fuchsieros dioksidu. Sukurtas poliarografinis metodas (Petrova-Yakovtsevskaya) ir spektrofotometrinis metodas (Weksler).

taip pat žr Apsinuodijimas, Pramoniniai nuodai.

Bibliografija: Baueris K. G. Organinių junginių analizė, trans. iš vokiečių kalbos, M., 1953; Nesmejanovas A. N. Ir Nesmejanovas N. A. Organinės chemijos pradžia, knyga. 1-2, M., 1969-1970.

Profesiniai pavojai - Amirkhanova G. F. Ir Latypova Z. V. Eksperimentinis didžiausios leistinos acetaldehido koncentracijos rezervuarų vandenyje pagrindimas, knygoje: Prom. užterštos rezervuarai, red. S. N. Čerkinskis, V. 9, p. 137, M., 1969, bibliogr.; Bykhovskaya M. S.., Ginzburg S. L. Ir Khalizova O.D. Kenksmingų medžiagų ore nustatymo metodai, p. 481, M., 1966; Wang Wen-yan, Riebalų aldehidų toksikologijos medžiagos, knygoje: Toksikolio medžiagos. gamyboje naudojamų medžiagų. plastmasinis masės ir sintetinės gumos, red. N. V. Lazarevas ir I. D. Gadaskina, p. 42, L., 1957, bibliogr.; Kenksmingos medžiagos pramonėje, red. N.V. Lazareva, t. 1, p. 375, L., 1971, bibliogr.; Gurvits S. S. Ir Sergejeva T. I. Mažų aldehidų kiekių nustatymas gamybinių patalpų ore išvestinės polarografijos metodu, Gig. darbo ir prof. zabolev., Nr. 9, p. 44, 1960; Trofimovas L. V. Lyginamasis toksinis krotono ir butiraldehidų poveikis, ten pat, Nr. 9, p. 34, 1962, bibliogr.; Tsai L. M. Acetaldehido virsmų organizme klausimu ten pat, Nr.12, p. 33, 1962, bibliogr.; Devyni S. N. A. O. Glicidinio aldehido toksiškumo tyrimai, Arch, aplinka. Hlth, v. 2, p. 23, 1961, bibliogr.; Jungas F. u. Onnenas K. Bindung und Wirkungen des Formaldehyds an Erythrocyten, Naunyn-Schmiedeberg's Pharmak., Bd 224, S. 179, 1955; Nova H. a. Touraine R. G. Asthme au formol, Arch. Mai. prof., t. 18, p. 293, 1957; Skog E. Leksikologinis žemesnių alifatinių aldehidų tyrimas, Actapharmacol. (Kbh.), v. 6, p. 299, 1950, bibliogr.

B. V. Kulibakinas; N.K. Kulagina (prof.).

Šaltiniai:

Didelė medicinos enciklopedija. 1 tomas / vyriausiasis redaktorius akademikas B. V. Petrovskis; leidykla „Tarybų enciklopedija“; Maskva, 1974.- 576 p.

Aldehidų ir ketonų sandara

Aldehidai- organinės medžiagos, kurių molekulėse yra karbonilo grupė:

sujungtas su vandenilio atomu ir angliavandenilio radikalu. Bendra aldehidų formulė yra tokia:

Paprasčiausiame aldehide kitas vandenilio atomas atlieka angliavandenilio radikalo vaidmenį:

Formaldehidas

Karbonilo grupė, prijungta prie vandenilio atomo, dažnai vadinama aldehidinis:

Ketonai yra organinės medžiagos, kurių molekulėse karbonilo grupė yra susieta su dviem angliavandenilių radikalais. Akivaizdu, kad bendra ketonų formulė yra:

Ketonų karbonilo grupė vadinama keto grupė.

Paprasčiausiame ketone - acetone - karbonilo grupė yra sujungta su dviem metilo radikalais:

Aldehidų ir ketonų nomenklatūra ir izomerija

Priklausomai nuo angliavandenilio radikalo, susieto su aldehido grupe, struktūros, yra sotieji, nesotieji, aromatiniai, heterocikliniai ir kiti aldehidai:

Pagal IUPAC nomenklatūrą sočiųjų aldehidų pavadinimai sudaromi iš alkano, kurio molekulėje yra tiek pat anglies atomų, pavadinimo, naudojant priesagą. -al. Pavyzdžiui:

Numeravimas Pagrindinės grandinės anglies atomai prasideda aldehido grupės anglies atomu. Todėl aldehido grupė visada yra pirmame anglies atome ir nereikia nurodyti jos padėties.

Kartu su sistemine nomenklatūra taip pat naudojami trivialūs plačiai naudojamų aldehidų pavadinimai. Šie pavadinimai dažniausiai kilę iš karboksirūgščių pavadinimų, atitinkančių aldehidus.

Dėl titulo ketonai pagal sisteminę nomenklatūrą keto grupė žymima galūne -Jis ir skaičius, nurodantis karbonilo grupės anglies atomo skaičių (numeracija turėtų prasidėti nuo grandinės galo, arčiausiai keto grupės).

Pavyzdžiui:

Dėl aldehidai Yra tik vienas struktūrinės izomerijos tipas - anglies skeleto izomerija, kas įmanoma su butanalu, ir už ketonai- taip pat karbonilo grupės padėties izomerija. Be to, jie taip pat pasižymi tarpklasinė izomerija(propanalas ir propanonas).

Aldehidų ir ketonų fizinės savybės

Aldehido arba ketono molekulėje dėl didesnio deguonies atomo elektronegatyvumo, palyginti su anglies atomu, ryšys C=O yra labai poliarizuotas dėl π jungties su deguonimi elektronų tankio poslinkio:

Aldehidai ir ketonai - polinės medžiagos su pertekliniu elektronų tankiu ant deguonies atomo. Apatiniai aldehidų ir ketonų serijos nariai (formaldehidas, acetaldehidas, acetonas) neribotai tirpsta vandenyje. Jų virimo temperatūra yra žemesnė nei atitinkamų alkoholių. Taip yra dėl to, kad aldehidų ir ketonų molekulėse, skirtingai nei alkoholiuose, nėra judrių vandenilio atomų ir jie nesudaro asocijuotų junginių dėl vandenilinių jungčių.

Žemesni aldehidai turi aštrų kvapą; Aldehidai, kurių grandinėje yra nuo keturių iki šešių anglies atomų, turi nemalonų kvapą; Didesni aldehidai ir ketonai turi gėlių kvapą ir naudojami parfumerijoje.

Aldehidų grupės buvimas molekulėje lemia būdingas aldehidų savybes.

Atsigavimo reakcijos.

1. Vandenilio papildymasį aldehido molekules vyksta per dvigubą ryšį karbonilo grupėje:

Aldehidų hidrinimo produktas yra pirminiai alkoholiai, o ketonai yra antriniai alkoholiai.

Taigi hidrinant acetaldehidą ant nikelio katalizatoriaus susidaro etilo alkoholis, o hidrinant acetoną – 2-propanolis.

2. Aldehidų hidrinimas- redukcijos reakcija, kurios metu sumažėja anglies atomo, įtraukto į karbonilo grupę, oksidacijos būsena.

Oksidacijos reakcijos.

Aldehidus galima ne tik redukuoti, bet ir oksiduoti. Oksiduodami aldehidai sudaro karboksirūgštis. Šį procesą galima schematiškai pavaizduoti taip:

1. Oksidacija oro deguonimi. Pavyzdžiui, propiono rūgštis susidaro iš propiono aldehido (propanolio):

2. Oksidacija su silpnais oksidatoriais(sidabro oksido amoniako tirpalas). Supaprastinta forma šis procesas gali būti išreikštas reakcijos lygtimi:

Pavyzdžiui:

Šį procesą tiksliau atspindi lygtys:

Jei indo, kuriame vyksta reakcija, paviršius buvo prieš tai nuriebalintas, tai reakcijos metu susidaręs sidabras jį padengia lygia plona plėvele. Todėl ši reakcija vadinama „sidabrinio veidrodžio“ reakcija. Jis plačiai naudojamas gaminant veidrodžius, sidabro dekoracijas ir Kalėdų eglutės papuošalus.

3. Oksidacija šviežiai nusodintu vario(II) hidroksidu. Oksiduojant aldehidą, Cu 2+ redukuojamas į Cu +. Reakcijos metu susidaręs vario (I) hidroksidas CuOH iš karto suyra į raudonąjį vario (I) oksidą ir vandenį.

Ši reakcija, kaip ir reakcija " sidabrinis veidrodis“, naudojamas aldehidams aptikti.

Ketonų neoksiduoja nei atmosferos deguonis, nei toks silpnas oksidatorius, kaip sidabro oksido amoniako tirpalas.

Cheminės aldehidų ir rūgščių savybės – santrauka

Atskiri aldehidų atstovai ir jų reikšmė

Formaldehidas(metanolis, skruzdžių aldehidas HCHO) yra bespalvės aštraus kvapo dujos, kurių virimo temperatūra -21 °C, gerai tirpios vandenyje. Formaldehidas yra nuodingas! Formaldehido tirpalas vandenyje (40%) vadinamas formalinu ir naudojamas formaldehido ir acto dezinfekcijai. Žemės ūkyje formaldehidas naudojamas sėkloms apdoroti, o odos pramonėje – odai apdoroti. Gamybai naudojamas formaldehidas metenamino- vaistinė medžiaga. Kartais metenaminas, suspaustas briketų pavidalu, naudojamas kaip kuras (sausas alkoholis). Didelis formaldehido kiekis sunaudojamas gaminant fenolio-formaldehidines dervas ir kai kurias kitas medžiagas.

Acetaldehidas(etanolis, acetaldehidas CH 3 CHO) – aštraus, nemalonaus kvapo skystis, kurio virimo temperatūra 21 °C, gerai tirpus vandenyje. Iš acetaldehido pramoniniu mastu gaminama acto rūgštis ir daugybė kitų medžiagų, ji naudojama įvairių plastikų ir acetatinio pluošto gamybai. Acetaldehidas yra nuodingas!

Atomų grupė -

Skambino karboksilo grupė arba karboksilo.

Organinės rūgštys, kurių molekulėje yra viena karboksilo grupė, yra vienbazis.

Bendra šių rūgščių formulė yra RCOOH, pavyzdžiui:

Karboksirūgštys, turinčios dvi karboksilo grupes, vadinamos dvibazis. Tai apima, pavyzdžiui, oksalo ir gintaro rūgštis:

Taip pat yra daugiabazis karboksirūgštys, turinčios daugiau nei dvi karboksilo grupes. Tai apima, pavyzdžiui, tribazinę citrinų rūgštį:

Priklausomai nuo angliavandenilio radikalo pobūdžio, karboksirūgštys skirstomos į sočiųjų, nesočiųjų, aromatinių.

Riba arba sočiosios karboksirūgštys yra, pavyzdžiui, propano (propiono) rūgštis:

arba jau pažįstama gintaro rūgštis.

Akivaizdu, kad sočiųjų karboksirūgščių angliavandenilio radikale nėra π jungčių.

Nesočiųjų karboksirūgščių molekulėse karboksilo grupė yra susijusi su nesočiuoju, nesočiuoju angliavandenilio radikalu, pavyzdžiui, akrilo (propeno) molekulėse.

CH2 =CH-COOH

arba oleino

CH3-(CH2)7-CH=CH-(CH2)7-COOH

ir kitos rūgštys.

Kaip matyti iš benzenkarboksirūgšties formulės, taip yra aromatingas, nes jo molekulėje yra aromatinis (benzeno) žiedas:

Karboksilo rūgšties pavadinimas kilęs iš atitinkamo alkano (alkano, kurio molekulėje yra tiek pat anglies atomų) pavadinimo, pridedant priesagą. -s— , pabaigos -ir aš ir žodžiai rūgšties. Anglies atomų numeracija prasideda karboksilo grupe. Pavyzdžiui:

Karboksilo grupių skaičius pavadinime nurodomas priešdėliais di-, tri-, tetra-:

Daugelis rūgščių taip pat turi istoriškai nusistovėjusius arba nereikšmingus pavadinimus.

Sočiųjų vienbazių karboksirūgščių sudėtis bus išreikšta bendra formule C n H 2n O 2, arba C n H 2n+1 COOH, arba RCOOH.

Fizikinės karboksirūgščių savybės

Žemesnės rūgštys, t. y. santykinai mažos molekulinės masės rūgštys, kurių vienoje molekulėje yra iki keturių anglies atomų, yra skysčiai, turintys būdingą aštrų kvapą (pavyzdžiui, acto rūgšties kvapą). Rūgštys, turinčios nuo 4 iki 9 anglies atomų, yra klampūs aliejiniai skysčiai, turintys nemalonų kvapą; kurių molekulėje yra daugiau nei 9 anglies atomai – vandenyje netirpstančios kietos medžiagos. Sočiųjų vienbazių karboksirūgščių virimo temperatūra didėja didėjant anglies atomų skaičiui molekulėje ir, atitinkamai, didėjant santykinei molekulinei masei. Taigi skruzdžių rūgšties virimo temperatūra yra 100,8 °C, acto rūgšties – 118 °C, o propiono rūgšties – 141 °C.

Paprasčiausia karboksirūgštis yra skruzdžių HCOOH, turinti mažą santykinę molekulinę masę (M r (HCOOH) = 46), normaliomis sąlygomis tai yra skystis, kurio virimo temperatūra yra 100,8 ° C. Tuo pačiu metu butanas (M r (C 4 H 10) = 58) tomis pačiomis sąlygomis yra dujinis ir jo virimo temperatūra yra -0,5 ° C. Šis virimo taškų ir santykinės molekulinės masės neatitikimas paaiškinamas tuo karboksirūgšties dimerų susidarymas, kuriame dvi rūgšties molekulės yra sujungtos dviem vandeniliniai ryšiai:

Vandenilio jungčių atsiradimas tampa aiškus įvertinus karboksirūgšties molekulių struktūrą.

Sočiųjų monobazių karboksirūgščių molekulėse yra polinė atomų grupė - karboksilo

Ir praktiškai nepolinis angliavandenilio radikalas. Karboksilo grupę traukia vandens molekulės, sudarydamos su jomis vandenilinius ryšius:

Skruzdžių ir acto rūgštys neribotai tirpsta vandenyje. Akivaizdu, kad angliavandenilio radikale didėjant atomų skaičiui, karboksirūgščių tirpumas mažėja.

Cheminės karboksirūgščių savybės

Bendrosios rūgščių (tiek organinių, tiek neorganinių) klasei būdingos savybės atsiranda dėl to, kad molekulėse yra hidroksilo grupė, turinti stiprų polinį ryšį tarp vandenilio ir deguonies atomų. Panagrinėkime šias savybes naudodami vandenyje tirpių organinių rūgščių pavyzdį.

1. Disociacija susidarant vandenilio katijonams ir rūgšties liekanos anijonams:

Tiksliau, šis procesas apibūdinamas lygtimi, kurioje atsižvelgiama į vandens molekulių dalyvavimą jame:

Karboksirūgščių disociacijos pusiausvyra pasislenka į kairę; didžioji dauguma jų yra silpni elektrolitai. Tačiau, pavyzdžiui, acto ir skruzdžių rūgščių rūgštus skonis atsiranda dėl disociacijos į vandenilio katijonus ir rūgščių liekanų anijonus.

Akivaizdu, kad „rūgštaus“ vandenilio buvimas karboksilo rūgščių molekulėse, ty karboksilo grupės vandenilis, lemia ir kitas būdingas savybes.

2. Sąveika su metalais, stovinčios elektrocheminės įtampos serijoje iki vandenilio:

Taigi, geležis redukuoja vandenilį iš acto rūgšties:

3. Sąveika su baziniais oksidais susidarant druskai ir vandeniui:

4. Sąveika su metalų hidroksidais susidarant druskai ir vandeniui (neutralizacijos reakcija):

5. Sąveika su silpnesnių rūgščių druskomis susiformavus pastarajam. Taigi, acto rūgštis išstumia stearino rūgštį iš natrio stearato ir anglies rūgštį iš kalio karbonato:

6. Karboksilo rūgščių sąveika su alkoholiais su esterių susidarymu - esterinimo reakcija (viena iš svarbiausių karboksirūgštims būdingų reakcijų):

Karboksilo rūgščių sąveiką su alkoholiais katalizuoja vandenilio katijonai.

Esterifikavimo reakcija yra grįžtama. Pusiausvyra pasislenka link esterio susidarymo, kai yra vandens šalinimo agentų ir kai esteris pašalinamas iš reakcijos mišinio.

Atvirkštinėje esterinimo reakcijoje, vadinamoje esterio hidrolize (esterio reakcija su vandeniu), susidaro rūgštis ir alkoholis:

Akivaizdu, kad polihidroksiliai alkoholiai, pavyzdžiui, glicerolis, taip pat gali reaguoti su karboksirūgštimis, t. y. įsijungti į esterinimo reakciją:

Visų karboksirūgščių (išskyrus skruzdžių rūgštį) molekulėse kartu su karboksilo grupe yra angliavandenilio liekanų. Žinoma, tai negali turėti įtakos rūgščių savybėms, kurias lemia angliavandenilio likučio pobūdis.

7. Sudėjimo reakcijos esant kelioms jungtims- juose yra nesočiųjų karboksirūgščių. Pavyzdžiui, vandenilio pridėjimo reakcija yra hidrinimas. Rūgščiai, kurios radikalėje yra viena n-jungtis, lygtis gali būti parašyta bendra forma:

Taigi, kai oleino rūgštis hidrinama, susidaro sočioji stearino rūgštis:

Nesočiosios karboksirūgštys, kaip ir kiti nesotieji junginiai, per dvigubą jungtį prideda halogenų. Pavyzdžiui, akrilo rūgštis pašalina bromo vandens spalvą:

8. Pakeitimo reakcijos (su halogenais)- į jas gali patekti sočiųjų karboksi rūgščių. Pavyzdžiui, acto rūgštį reaguojant su chloru, galima gauti įvairių chloruotų rūgščių:

Cheminės karboksirūgščių savybės – santrauka

Atskiri karboksirūgščių atstovai ir jų reikšmė

Skruzdžių (metano) rūgštis HCOOH- aštraus kvapo skystis, kurio virimo temperatūra 100,8 °C, gerai tirpus vandenyje.

Skruzdžių rūgštis yra nuodinga ir, patekusi ant odos, sukelia nudegimus! Skruzdžių išskiriamame geluonies skystyje yra šios rūgšties.

Skruzdžių rūgštis turi dezinfekuojančių savybių, todėl ji naudojama maisto, odos ir farmacijos pramonėje bei medicinoje. Jis naudojamas audiniams ir popieriui dažyti.

Acto (etano) rūgštis CH 3 COOH- bespalvis skystis, turintis būdingą aštrų kvapą, bet kokiu santykiu maišomas su vandeniu. Vandeniniai acto rūgšties tirpalai parduodami acto (3-5% tirpalas) ir acto esencijos (70-80% tirpalas) pavadinimu ir yra plačiai naudojami maisto pramonėje. Acto rūgštis yra geras daugelio organinių medžiagų tirpiklis, todėl naudojama dažymo, rauginimo, dažų ir lako pramonėje. Be to, acto rūgštis yra žaliava daugelio techniškai svarbių organinių junginių gamybai: pavyzdžiui, iš jos gaunamos piktžolėms naikinti naudojamos medžiagos – herbicidai. Acto rūgštis yra pagrindinė vyno acto sudedamoji dalis, kuriai būdingas kvapas. Tai yra etanolio oksidacijos produktas ir susidaro iš jo, kai vynas laikomas ore.

Svarbiausi aukštesnių sočiųjų vienbazių rūgščių atstovai yra palmitino C 15 H 31 COOH ir stearino C 17 H 35 COOH rūgštys. Skirtingai nuo žemesnių rūgščių, šios medžiagos yra kietos ir blogai tirpios vandenyje.

Tačiau jų druskos – stearatas ir palmitatas – puikiai tirpsta ir turi plovimo efektą, todėl jie dar vadinami muilu. Akivaizdu, kad šios medžiagos gaminamos dideliu mastu.

Iš nesočiųjų aukštesniųjų karboksirūgščių svarbiausia yra oleino rūgštis C 17 H 33 COOH arba CH 3 - (CH 2) 7 - CH = CH - (CH 2) 7 COOH. Tai į aliejų panašus skystis be skonio ir kvapo. Jo druskos plačiai naudojamos technologijoje.

Paprasčiausias dvibazių karboksirūgščių atstovas yra oksalo (etandio) rūgštis HOOC-COOH, kurio druskos yra daugelyje augalų, tokių kaip rūgštynės ir rūgštynės. Oksalo rūgštis yra bespalvė kristalinė medžiaga, gerai tirpstanti vandenyje. Jis naudojamas metalo poliravimo, medžio apdirbimo ir odos pramonėje.

Etaloninė medžiaga testui atlikti:

Mendelejevo lentelė

Tirpumo lentelė

Būdingos sočiųjų vienahidročių ir daugiahidročių alkoholių cheminės savybės, fenolis

Sotieji vienahidrozės ir daugiahidrozės alkoholiai

Alkoholiai (arba alkanoliai) yra organinės medžiagos, kurių molekulėse yra viena ar daugiau hidroksilo grupių ($—OH$ grupių), sujungtų su angliavandenilio radikalu.

Pagal hidroksilo grupių skaičių (atomumą) alkoholiai skirstomi į:

- monoatominis, pavyzdžiui:

$(CH_3-OH)↙(metanolis (metilo alkoholis))$ $(CH_3-CH_2-OH)↙(etanolis (etilo alkoholis))$

— dvihidriniai (glikoliai), Pavyzdžiui:

$(OH-CH_2-CH_2-OH)↙(etandiolis-1,2(etilenglikolis))$

$(HO-CH_2-CH_2-CH_2-OH)↙(propandiolis-1,3)$

— triatominis, Pavyzdžiui:

Atsižvelgiant į angliavandenilio radikalo pobūdį, išskiriami šie alkoholiai:

— riba kurių molekulėje yra tik sočiųjų angliavandenilių radikalų, pavyzdžiui:

— neribotas kurių molekulėje yra daug (dvigubo ir trigubo) jungčių tarp anglies atomų, pavyzdžiui:

$(CH_2=CH-CH_2-OH)↙(propen-2-olis-1 (alilo alkoholis))$

— aromatingas, t.y. alkoholiai, kurių molekulėje yra benzeno žiedas ir hidroksilo grupė, sujungti vienas su kitu ne tiesiogiai, o per anglies atomus, pavyzdžiui:

Organinės medžiagos, kurių molekulėje yra hidroksilo grupių, tiesiogiai sujungtos su benzeno žiedo anglies atomu, cheminėmis savybėmis labai skiriasi nuo alkoholių, todėl priskiriamos savarankiškai organinių junginių klasei – fenoliams. Pavyzdžiui:

Taip pat yra polihidroksilių (daugiahidroksilių) alkoholių, kurių molekulėje yra daugiau nei trys hidroksilo grupės. Pavyzdžiui, paprasčiausias šešiabriaunis alkoholis heksaolis (sorbitolis):

Nomenklatūra ir izomerizmas

Formuojant alkoholių pavadinimus, prie angliavandenilio pavadinimo, atitinkančio alkoholį, pridedama bendrinė priesaga -ol. Skaičiai po galūnės nurodo hidroksilo grupės padėtį pagrindinėje grandinėje, o priešdėliai di-, tri-, tetra- ir tt - jų numeris:

Skaičiuojant anglies atomus pagrindinėje grandinėje, hidroksilo grupės padėtis yra viršesnė už kelių jungčių padėtį:

Pradedant nuo trečiojo homologinės serijos nario, alkoholiai pasižymi funkcinės grupės (propanolis-1 ir propanolis-2) padėties izomerija, o nuo ketvirtosios - anglies skeleto (butanolis-1, 2-metilpropanolis-1) izomerija. ). Jiems taip pat būdinga tarpklasinė izomerija – alkoholiai yra izomeriniai eteriams:

$(CH_3-CH_2-OH)↙(etanolis)$ $(CH_3-O-CH_3)↙(dimetilo eteris)$

alkoholiai

Fizinės savybės.

Alkoholiai gali sudaryti vandenilinius ryšius tiek tarp alkoholio molekulių, tiek tarp alkoholio ir vandens molekulių.

Vandeniliniai ryšiai atsiranda, kai vienos alkoholio molekulės iš dalies teigiamai įkrautas vandenilio atomas sąveikauja su kitos molekulės iš dalies neigiamai įkrautu deguonies atomu. Dėl vandenilinių jungčių tarp molekulių alkoholiai turi neįprastai aukštą virimo temperatūrą pagal jų molekulinę masę. Taigi propanas, kurio santykinė molekulinė masė yra 44 USD, normaliomis sąlygomis yra dujos, o paprasčiausias alkoholis, metanolis, kurio santykinė molekulinė masė yra 32 USD, normaliomis sąlygomis yra skystis.

Apatinis ir vidurinis sočiųjų vienahidroksilių alkoholių, turinčių nuo $1 iki $11 anglies atomų, serijos nariai yra skysčiai. Aukštesni alkoholiai (pradedant nuo $C_(12)H_(25)OH$) kambario temperatūroje yra kietos medžiagos. Žemesni alkoholiai turi būdingą alkoholio kvapą ir aštrų skonį, jie gerai tirpsta vandenyje. Didėjant angliavandenilių radikalui, alkoholių tirpumas vandenyje mažėja, oktanolis nebesimaišo su vandeniu.

Cheminės savybės.

Organinių medžiagų savybes lemia jų sudėtis ir struktūra. Alkoholis patvirtina bendrą taisyklę. Jų molekulėse yra angliavandenilių ir hidroksilo radikalų, todėl chemines alkoholių savybes lemia šių grupių sąveika ir įtaka viena kitai. Šiai junginių klasei būdingos savybės atsiranda dėl hidroksilo grupės buvimo.

1. Alkoholių sąveika su šarminiais ir šarminių žemių metalais. Norint nustatyti angliavandenilio radikalo poveikį hidroksilo grupei, būtina palyginti medžiagos, turinčios hidroksilo grupę ir angliavandenilio radikalą, ir medžiagos, turinčios hidroksilo grupę ir neturinčios angliavandenilio radikalo, savybes. , ant kito. Tokios medžiagos gali būti, pavyzdžiui, etanolis (arba kitas alkoholis) ir vanduo. Alkoholio molekulių ir vandens molekulių hidroksilo grupės vandenilį gali redukuoti šarminiai ir šarminiai žemės metalai (pakeičiami jais):

$2Na+2H_2O=2NaOH+H_2$,

$2Na+2C_2H_5OH=2C_2H_5ONa+H_2$,

$2Na+2ROH=2RONa+H_2$.

2. Alkoholių sąveika su vandenilio halogenidais. Hidroksilo grupę pakeitus halogenu, susidaro halogenalkanai. Pavyzdžiui:

$C_2H_5OH+HBr⇄C_2H_5Br+H_2O$.

Ši reakcija yra grįžtama.

3. Tarpmolekulinė alkoholių dehidratacija— vandens molekulės atskyrimas nuo dviejų alkoholio molekulių, kai kaitinama esant vandenį šalinančioms medžiagoms:

Dėl tarpmolekulinės alkoholių dehidratacijos, eteriai. Taigi, kai etilo alkoholis kaitinamas su sieros rūgštimi iki 100–140 USD temperatūros, susidaro dietilo (sieros) eteris:

4. Alkoholių sąveika su organinėmis ir neorganinėmis rūgštimis, kad susidarytų esteriai ( esterinimo reakcija):

Esterifikavimo reakciją katalizuoja stiprios neorganinės rūgštys.

Pavyzdžiui, kai etilo alkoholis ir acto rūgštis reaguoja, susidaro etilo acetatas - etilo acetatas:

5. Intramolekulinė alkoholių dehidratacija atsiranda, kai alkoholiai kaitinami esant vandenį šalinančioms medžiagoms iki aukštesnės temperatūros nei tarpmolekulinės dehidratacijos temperatūra. Dėl to susidaro alkenai. Ši reakcija atsiranda dėl to, kad gretimuose anglies atomuose yra vandenilio atomas ir hidroksilo grupė. Pavyzdys yra eteno (etileno) gavimo reakcija kaitinant etanolį virš 140 °C, esant koncentruotai sieros rūgščiai:

6. Alkoholių oksidacija paprastai atliekama su stipriais oksidatoriais, pavyzdžiui, kalio dichromatu arba kalio permanganatu rūgščioje aplinkoje. Šiuo atveju oksiduojančios medžiagos veikimas nukreipiamas į anglies atomą, kuris jau yra prijungtas prie hidroksilo grupės. Priklausomai nuo alkoholio pobūdžio ir reakcijos sąlygų, gali susidaryti įvairūs produktai. Taigi pirminiai alkoholiai pirmiausia oksiduojami į aldehidai, o tada į karboksirūgštys:

Antrinių alkoholių oksidacijos metu susidaro ketonai:

Tretiniai alkoholiai yra gana atsparūs oksidacijai. Tačiau esant atšiaurioms sąlygoms (stiprus oksidatorius, aukšta temperatūra), galima tretinių alkoholių oksidacija, kuri įvyksta nutrūkus anglies-anglies jungtims, esančioms arčiausiai hidroksilo grupės.

7. Alkoholių dehidrogenavimas. Kai alkoholio garai 200–300 °C temperatūroje perleidžiami per metalinį katalizatorių, pvz., varį, sidabrą ar platiną, pirminiai alkoholiai paverčiami aldehidais, o antriniai alkoholiai – ketonais:

Kelių hidroksilo grupių buvimas alkoholio molekulėje vienu metu lemia specifines savybes polihidroksiliai alkoholiai, kurie sąveikaudami su šviežiai gautomis vario (II) hidroksido nuosėdomis gali sudaryti vandenyje tirpius ryškiai mėlynus kompleksinius junginius. Dėl etilenglikolio galime rašyti:

Vienahidroksiliai alkoholiai negali patekti į šią reakciją. Todėl tai kokybinė reakcija į polihidroksilius alkoholius.

fenolis

Fenolių struktūra

Hidroksilo grupė organinių junginių molekulėse gali būti tiesiogiai susijusi su aromatiniu žiedu arba gali būti nuo jo atskirta vienu ar keliais anglies atomais. Galima tikėtis, kad priklausomai nuo šios savybės medžiagos labai skirsis viena nuo kitos dėl atomų grupių tarpusavio įtakos. Iš tiesų, organiniai junginiai, kurių sudėtyje yra aromatinio radikalo fenilo $C_6H_5$-, tiesiogiai prijungti prie hidroksilo grupės, pasižymi ypatingomis savybėmis, kurios skiriasi nuo alkoholių savybių. Tokie junginiai vadinami fenoliais.

Fenoliai yra organinės medžiagos, kurių molekulėse yra fenilo radikalas, susietas su viena ar daugiau hidrokso grupių.

Kaip ir alkoholiai, fenoliai klasifikuojami pagal atomiškumą, t.y. pagal hidroksilo grupių skaičių.

Monohidriniai fenoliai molekulėje yra viena hidroksilo grupė:

Polihidriniai fenoliai kurių molekulėse yra daugiau nei viena hidroksilo grupė:

Yra ir kitų polihidroksilių fenolių, kurių benzeno žiede yra trys ar daugiau hidroksilo grupių.

Pažvelkime atidžiau į paprasčiausio šios klasės atstovo – fenolio $C_6H_5OH$ struktūrą ir savybes. Šios medžiagos pavadinimas sudarė pagrindą visos klasės pavadinimui – fenoliai.

Fizinės ir cheminės savybės.

Fizinės savybės.

Fenolis yra kieta, bespalvė, kristalinė medžiaga, $t°_(pl.)=43°C, t°_(verda) = 181°C$, aštraus būdingo kvapo. nuodingas. Fenolis šiek tiek tirpsta vandenyje kambario temperatūroje. Vandeninis fenolio tirpalas vadinamas karbolio rūgštimi. Patekęs ant odos gali nudeginti, todėl su fenoliu reikia elgtis atsargiai!

Cheminės savybės.

Rūgštinės savybės. Kaip jau minėta, hidroksilo grupės vandenilio atomas yra rūgštinio pobūdžio. Fenolio rūgštinės savybės yra ryškesnės nei vandens ir alkoholių. Skirtingai nuo alkoholių ir vandens, fenolis reaguoja ne tik su šarminiais metalais, bet ir su šarmais. fenolatai:

Tačiau fenolių rūgštinės savybės yra mažiau ryškios nei neorganinių ir karboksirūgščių. Pavyzdžiui, fenolio rūgštinės savybės yra maždaug 3000 USD kartų silpnesnės nei anglies rūgšties. Todėl, leidžiant anglies dioksidą per vandeninį natrio fenolato tirpalą, galima išskirti laisvą fenolį:

Į vandeninį natrio fenolato tirpalą įpylus druskos arba sieros rūgšties, taip pat susidaro fenolis:

Kokybinė reakcija į fenolį.

Fenolis reaguoja su geležies (III) chloridu, sudarydamas intensyviai violetinį kompleksinį junginį.

Ši reakcija leidžia ją aptikti net labai ribotais kiekiais. Kiti fenoliai, kurių benzeno žiede yra viena ar daugiau hidroksilo grupių, reaguoja su geležies (III) chloridu, taip pat išgauna ryškias mėlynai violetines spalvas.

Benzeno žiedo reakcijos.

Hidroksilo pakaito buvimas labai palengvina elektrofilinių pakeitimų reakcijų įvykimą benzeno žiede.

1. Fenolio brominimas. Skirtingai nuo benzeno, fenolio bromavimui nereikia pridėti katalizatoriaus (geležies (III) bromido).

Be to, sąveika su fenoliu vyksta selektyviai: bromo atomai nukreipiami į orto- ir para padėtys, pakeičiančios ten esančius vandenilio atomus. Pakeitimo selektyvumas paaiškinamas aukščiau aptartais fenolio molekulės elektroninės struktūros ypatumais.

Taigi, fenoliui reaguojant su bromo vandeniu, susidaro baltos nuosėdos 2,4,6-tribromfenolis:

Ši reakcija, kaip ir reakcija su geležies (III) chloridu, skirta kokybiškam fenolio aptikimui.

2. Fenolio nitravimas taip pat įvyksta lengviau nei benzeno nitrinimas. Reakcija su praskiesta azoto rūgštimi vyksta kambario temperatūroje. Dėl to susidaro mišinys orto- Ir pora- nitrofenolio izomerai:

Kai naudojama koncentruota azoto rūgštis, susidaro sprogi medžiaga - 2,4,6-trinitrofenolis(pikrino rūgštis):

3. Aromatinės fenolio šerdies hidrinimas esant katalizatoriui, įvyksta lengvai:

4.Fenolio polikondensacija su aldehidais, ypač su formaldehidu, susidaro susidarant reakcijos produktams – fenolio-formaldehido dervoms ir kietiems polimerams.

Fenolio sąveiką su formaldehidu galima apibūdinti pagal šią schemą:

Tikriausiai pastebėjote, kad dimero molekulėje išlieka „judrūs“ vandenilio atomai, o tai reiškia, kad reakcija gali tęstis toliau, jei yra pakankamai reagentų:

Reakcija polikondensacija, tie. polimero gamybos reakcija, kuri vyksta išskiriant mažos molekulinės masės šalutinį produktą (vandenį), gali tęstis toliau (kol visiškai sunaudos vienas iš reagentų) susidarant didžiulėms makromolekulėms. Procesą galima apibūdinti apibendrinančia lygtimi:

Linijinės molekulės susidaro įprastoje temperatūroje. Vykdant šią reakciją kaitinant gaunamas produktas turi šakotą struktūrą, yra kietas ir netirpus vandenyje. Kaitinant linijinę fenolio-formaldehido dervą su aldehido pertekliumi, gaunamos unikalių savybių turinčios kietos plastikinės masės. Polimerai, kurių pagrindą sudaro fenolio-formaldehidinės dervos, naudojami lakams ir dažams gaminti, plastikiniams gaminiams, kurie yra atsparūs kaitinimui, vėsinimui, vandeniui, šarmams ir rūgštims bei pasižymi didelėmis dielektrinėmis savybėmis. Svarbiausios ir svarbiausios elektros prietaisų dalys, maitinimo blokų korpusai ir mašinų dalys bei radijo prietaisų spausdintinių plokščių polimerinis pagrindas yra gaminami iš polimerų, kurių pagrindą sudaro fenolio-formaldehido dervos. Klijai, kurių pagrindą sudaro fenolio-formaldehidinės dervos, gali patikimai sujungti įvairių rūšių dalis, išlaikant didžiausią siūlių stiprumą labai plačiame temperatūrų diapazone. Šie klijai naudojami metaliniam apšvietimo lempų pagrindui pritvirtinti prie stiklinės lemputės. Dabar jūs suprantate, kodėl fenolis ir jo pagrindu pagaminti produktai yra plačiai naudojami.

Būdingos cheminės aldehidų, sočiųjų karboksirūgščių, esterių savybės

Aldehidai ir ketonai

Aldehidai yra organinės medžiagos, kurių molekulėse yra karbonilo grupė , sujungtas su vandenilio atomu ir angliavandenilio radikalu.

Bendra aldehidų formulė yra tokia:

Paprasčiausiame aldehide, formaldehide, angliavandenilio radikalo vaidmenį atlieka antrasis vandenilio atomas:

Karbonilo grupė, prijungta prie vandenilio atomo, vadinama aldehidas:

Organinės medžiagos, kurių molekulėse karbonilo grupė yra susieta su dviem angliavandenilių radikalais, vadinamos ketonais.

Akivaizdu, kad bendra ketonų formulė yra:

Ketonų karbonilo grupė vadinama keto grupė.

Paprasčiausiame ketone, acetone, karbonilo grupė yra susieta su dviem metilo radikalais:

Nomenklatūra ir izomerizmas

Atsižvelgiant į angliavandenilio radikalo, susieto su aldehido grupe, struktūrą, išskiriami sotieji, nesotieji, aromatiniai, heterocikliniai ir kiti aldehidai:

Pagal IUPAC nomenklatūrą sočiųjų aldehidų pavadinimai sudaromi iš alkano, kurio molekulėje yra tiek pat anglies atomų, pavadinimo, naudojant priesagą. -al. Pavyzdžiui:

Pagrindinės grandinės anglies atomų numeracija prasideda nuo aldehido grupės anglies atomo. Todėl aldehido grupė visada yra pirmame anglies atome ir nereikia nurodyti jos padėties.

Norint pavadinti ketonus pagal sisteminę nomenklatūrą, keto grupė žymima priesaga -Jis ir skaičius, nurodantis karbonilo grupės anglies atomo skaičių (numeracija turėtų prasidėti nuo grandinės galo, arčiausiai keto grupės). Pavyzdžiui:

Aldehidams būdinga tik vieno tipo struktūrinė izomerija – anglies skeleto izomerija, kuri įmanoma su butanalu, o ketonams – ir karbonilo grupės padėties izomerija. Be to, jiems būdinga tarpklasinė izomerija (propanalas ir propanonas).

Nereikšmingi kai kurių aldehidų pavadinimai ir virimo taškai.

Fizinės ir cheminės savybės

Fizinės savybės.

Aldehido arba ketono molekulėje dėl didesnio deguonies atomo elektronegatyvumo, palyginti su anglies atomu, $C=O$ ryšys yra labai poliarizuotas dėl $π$ jungties elektronų tankio poslinkio link deguonies:

Aldehidai ir ketonai yra polinės medžiagos, turinčios perteklinį elektronų tankį deguonies atome. Apatiniai aldehidų ir ketonų serijos nariai (formaldehidas, acetaldehidas, acetonas) neribotai tirpsta vandenyje. Jų virimo temperatūra yra žemesnė nei atitinkamų alkoholių. Taip yra dėl to, kad aldehidų ir ketonų molekulėse, skirtingai nei alkoholiuose, nėra judrių vandenilio atomų ir jie nesudaro asocijuotų junginių dėl vandenilinių jungčių. Žemesni aldehidai turi aštrų kvapą; Aldehidai, kurių grandinėje yra nuo keturių iki šešių anglies atomų, turi nemalonų kvapą; Didesni aldehidai ir ketonai turi gėlių kvapą ir naudojami parfumerijoje.

Cheminės savybės

Aldehidų grupės buvimas molekulėje lemia būdingas aldehidų savybes.

Atsigavimo reakcijos.

Vandenilio papildymasį aldehido molekules vyksta per dvigubą ryšį karbonilo grupėje:

Aldehidų hidrinimo produktas yra pirminiai alkoholiai, o ketonai yra antriniai alkoholiai.

Taigi, hidrinant acetaldehidą ant nikelio katalizatoriaus, susidaro etilo alkoholis, o hidrinant acetoną - propanolis-2:

Aldehidų hidrinimas - atsigavimo reakcija, kuriam esant mažėja į karbonilo grupę įtraukto anglies atomo oksidacijos laipsnis.

Oksidacijos reakcijos.

Aldehidų galima ne tik sumažinti, bet ir oksiduoti. Oksiduodami aldehidai sudaro karboksirūgštis. Šį procesą galima schematiškai pavaizduoti taip:

Pavyzdžiui, iš propiono aldehido (propanolio) susidaro propiono rūgštis:

Aldehidus oksiduoja net atmosferos deguonis ir silpni oksidatoriai, tokie kaip amoniako sidabro oksido tirpalas. Supaprastinta forma šis procesas gali būti išreikštas reakcijos lygtimi:

Pavyzdžiui:

Šį procesą tiksliau atspindi lygtys:

Jei indo, kuriame vyksta reakcija, paviršius buvo prieš tai nuriebalintas, tai reakcijos metu susidaręs sidabras jį padengia lygia plona plėvele. Todėl ši reakcija vadinama reakcija "sidabrinis veidrodis". Jis plačiai naudojamas gaminant veidrodžius, sidabro dekoracijas ir Kalėdų eglutės papuošalus.

Šviežiai nusodintas vario (II) hidroksidas taip pat gali veikti kaip aldehidų oksidatorius. Oksiduojant aldehidą, $Cu^(2+)$ sumažėja iki $Cu^+$. Reakcijos metu susidaręs vario (I) hidroksidas $CuOH$ iš karto suyra į raudonąjį vario (I) oksidą ir vandenį:

Ši reakcija, kaip ir „sidabro veidrodžio“ reakcija, naudojama aldehidams aptikti.

Ketonų neoksiduoja nei atmosferos deguonis, nei toks silpnas oksidatorius, kaip sidabro oksido amoniako tirpalas.

Atskiri aldehidų atstovai ir jų reikšmė

Formaldehidas(metanalis, formicaldehidas$HCHO $ ) - bespalvės aštraus kvapo dujos, kurių virimo temperatūra –21C°$, gerai tirpios vandenyje. Formaldehidas yra nuodingas! Formaldehido tirpalas vandenyje ($ 40% $) vadinamas formaldehidu ir naudojamas dezinfekcijai. Žemės ūkyje formaldehidas naudojamas sėkloms apdoroti, o odos pramonėje – odai apdoroti. Formaldehidas naudojamas metenaminui – vaistinei medžiagai – gaminti. Kartais metenaminas, suspaustas briketų pavidalu, naudojamas kaip kuras (sausas alkoholis). Didelis formaldehido kiekis sunaudojamas gaminant fenolio-formaldehidines dervas ir kai kurias kitas medžiagas.

Acetaldehidas(etanolis, acetaldehidas$CH_3CHO$ ) - aštraus nemalonaus kvapo skystis, kurio virimo temperatūra yra $21°C$, gerai tirpus vandenyje. Iš acetaldehido pramoniniu mastu gaminama acto rūgštis ir daugybė kitų medžiagų, ji naudojama įvairių plastikų ir acetatinio pluošto gamybai. Acetaldehidas yra nuodingas!

Karboksirūgštys

Medžiagos, kurių molekulėje yra viena ar daugiau karboksilo grupių, vadinamos karboksirūgštimis.

Atomų grupė paskambino karboksilo grupė, arba karboksilo.

Organinės rūgštys, kurių molekulėje yra viena karboksilo grupė, yra vienbazis.

Bendra šių rūgščių formulė yra $RCOOH$, pavyzdžiui:

Karboksirūgštys, turinčios dvi karboksilo grupes, vadinamos dvibazis. Tai apima, pavyzdžiui, oksalo ir gintaro rūgštis:

Taip pat yra daugiabazis karboksirūgštys, turinčios daugiau nei dvi karboksilo grupes. Tai apima, pavyzdžiui, tribazinę citrinų rūgštį:

Priklausomai nuo angliavandenilio radikalo pobūdžio, karboksirūgštys skirstomos į sočiųjų, nesočiųjų, aromatinių.

Sočiosios arba sočiosios karboksirūgštys yra, pavyzdžiui, propano (propiono) rūgštis:

arba jau pažįstama gintaro rūgštis.

Akivaizdu, kad sočiųjų karboksirūgščių angliavandenilių radikaluose nėra $π$ jungčių. Nesočiųjų karboksirūgščių molekulėse karboksilo grupė yra susijusi su nesočiuoju, nesočiuoju angliavandenilio radikalu, pavyzdžiui, akrilo (propeno) $CH_2=CH-COOH$ arba oleino $CH_3-(CH_2)_7-CH=CH molekulėse. —(CH_2)_7—COOH $ ir kitos rūgštys.

Kaip matyti iš benzenkarboksirūgšties formulės, ji yra aromatinė, nes jos molekulėje yra aromatinis (benzeno) žiedas:

Nomenklatūra ir izomerizmas

Jau buvo aptarti bendrieji karboksirūgščių, kaip ir kitų organinių junginių, pavadinimų susidarymo principai. Išsamiau panagrinėkime mono- ir dvibazių karboksirūgščių nomenklatūrą. Karboksilo rūgšties pavadinimas kilęs iš atitinkamo alkano (alkano, kurio molekulėje yra tiek pat anglies atomų) pavadinimo, pridedant priesagą. -ov-, pabaigos -ir aš ir žodžiai rūgštis. Anglies atomų numeracija prasideda nuo karboksilo grupės. Pavyzdžiui:

Karboksilo grupių skaičius pavadinime nurodomas priešdėliais di-, tri-, tetra-:

Daugelis rūgščių taip pat turi istoriškai nusistovėjusius arba nereikšmingus pavadinimus.

Karboksilo rūgščių pavadinimai.

Cheminė formulė	Sisteminis rūgšties pavadinimas	Trivialus rūgšties pavadinimas
$H – COOH$	Metanas	Ant
$CH_3–COOH$	Ethanova	Actas
$CH_3—CH_2—COOH$	Propanas	Propiono
$CH_3—CH_2—CH_2—COOH$	Butanas	Aliejinė
$CH_3—CH_2—CH_2—CH_2—COOH$	Pentanikas	Valerijonas
$CH_3—(CH_2)_4—COOH$	Heksanas	Nailonas
$CH_3—(CH_2)_5—COOH$	Heptanas	Enantiškas
$NOOC–COOH$	Etanas	Rūgštynės
$NOOC—CH_2—COOH$	Propanedžio	Malonovaja
$NOOC—CH_2—CH_2—COOH$	Butanediovy	Gintaras

Susipažinę su įvairialypiu ir įdomiu organinių rūgščių pasauliu, plačiau panagrinėsime sočiąsias vienbazes karboksirūgštis.

Akivaizdu, kad šių rūgščių sudėtis išreiškiama bendra formule $C_nH_(2n)O_2$, arba $C_nH_(2n+1)COOH$, arba $RCOOH$.

Fizinės ir cheminės savybės

Fizinės savybės.

Mažesnės rūgštys, t.y. santykinai mažos molekulinės masės rūgštys, kurių vienoje molekulėje yra iki keturių anglies atomų, yra būdingo aštraus kvapo skysčiai (prisiminkime acto rūgšties kvapą). Rūgštys, kurių anglies atomai yra nuo 4 USD iki 9 USD, yra klampūs riebūs skysčiai, turintys nemalonų kvapą; kurių molekulėje yra daugiau nei 9 USD anglies atomų – kietos medžiagos, kurios netirpsta vandenyje. Sočiųjų vienbazių karboksirūgščių virimo temperatūra didėja didėjant anglies atomų skaičiui molekulėje ir, atitinkamai, didėjant santykinei molekulinei masei. Pavyzdžiui, skruzdžių rūgšties virimo temperatūra yra $ 100,8 ° C $, acto rūgšties - $ 118 ° C $, o propiono rūgšties - $ 141 ° C $.

Paprasčiausia karboksirūgštis yra skruzdžių $HCOOH$, turinti mažą santykinę molekulinę masę $(M_r(HCOOH)=46)$, normaliomis sąlygomis tai skystis, kurio virimo temperatūra yra $100,8°C$. Tuo pačiu metu butanas $(M_r(C_4H_(10))=58)$ tomis pačiomis sąlygomis yra dujinis ir jo virimo temperatūra yra $-0,5°C$. Šis virimo temperatūros ir santykinės molekulinės masės neatitikimas paaiškinamas karboksirūgšties dimerų susidarymu, kuriame dvi rūgšties molekulės yra sujungtos dviem vandenilio ryšiais:

Vandenilio jungčių atsiradimas tampa aiškus įvertinus karboksirūgšties molekulių struktūrą.

Sočiųjų monobazių karboksilo rūgščių molekulėse yra polinė atomų grupė - karboksilas ir praktiškai nepolinis angliavandenilio radikalas. Karboksilo grupę traukia vandens molekulės, sudarydamos su jomis vandenilinius ryšius:

Skruzdžių ir acto rūgštys neribotai tirpsta vandenyje. Akivaizdu, kad angliavandenilio radikale didėjant atomų skaičiui, karboksirūgščių tirpumas mažėja.

Cheminės savybės.

1. Disociacija susidarant vandenilio katijonams ir rūgšties liekanos anijonams:

$CH_3-COOH⇄CH_3-COO^(-)+H^+$

Tiksliau, šis procesas apibūdinamas lygtimi, kurioje atsižvelgiama į vandens molekulių dalyvavimą jame:

$CH_3-COOH+H_2O⇄CH_3COO^(-)+H_3O^+$

Akivaizdu, kad „rūgštaus“ vandenilio buvimas karboksirūgščių molekulėse, t.y. karboksilo grupės vandenilis, dėl kitų būdingų savybių.

2. Sąveika su metalais, stovi elektrocheminės įtampos serijoje iki vandenilio: $nR-COOH+M→(RCOO)_(n)M+(n)/(2)H_2$

Taigi, geležis redukuoja vandenilį iš acto rūgšties:

$2CH_3-COOH+Fe→(CH_3COO)_(2)Fe+H_2$

3. Sąveika su baziniais oksidais susidarant druskai ir vandeniui:

$2R-COOH+CaO→(R-COO)_(2)Ca+H_2O$

4. Sąveika su metalų hidroksidais susidarant druskai ir vandeniui (neutralizacijos reakcija):

$R—COOH+NaOH→R—COONa+H_2O$,

$2R—COOH+Ca(OH)_2→(R—COO)_(2)Ca+2H_2O$.

5. Sąveika su silpnesnių rūgščių druskomis susiformavus pastarajam. Taigi, acto rūgštis išstumia stearino rūgštį iš natrio stearato ir anglies rūgštį iš kalio karbonato:

$CH_3COOH+C_(17)H_(35)COONa→CH_3COONa+C_(17)H_(35)COOH↓$,

$2CH_3COOH+K_2CO_3→2CH_3COOK+H_2O+CO_2$.

6. Karboksilo rūgščių sąveika su alkoholiais su esterių susidarymu - esterinimo reakcija (viena iš svarbiausių karboksirūgštims būdingų reakcijų):

Karboksilo rūgščių sąveiką su alkoholiais katalizuoja vandenilio katijonai.

Esterifikavimo reakcija yra grįžtama. Pusiausvyra pasislenka link esterio susidarymo, kai yra vandens šalinimo agentų ir kai esteris pašalinamas iš reakcijos mišinio.

Atvirkštinėje esterinimo reakcijoje, vadinamoje esterio hidrolize (esterio reakcija su vandeniu), susidaro rūgštis ir alkoholis:

Akivaizdu, kad reaguojant su karboksirūgštimis, t.y. Polihidroksiliai alkoholiai, pavyzdžiui, glicerolis, taip pat gali patekti į esterinimo reakciją:

7. Sudėjimo reakcijos esant kelioms jungtims- juose yra nesočiųjų karboksirūgščių. Pavyzdžiui, vandenilio pridėjimo reakcija yra hidrinimas. Rūgščiai, kurios radikalėje yra viena $π$ jungtis, lygtį galima parašyti bendra forma:

$C_(n)H_(2n-1)COOH+H_2(→)↖(katalizatorius)C_(n)H_(2n+1)COOH.$

Taigi, kai oleino rūgštis hidrinama, susidaro sočioji stearino rūgštis:

$(C_(17)H_(33)COOH+H_2)↙(\tekstas"oleino rūgštis"))(→)↖(katalizatorius)(C_(17)H_(35)COOH)↙(\tekstas"stearino rūgštis" ) $

Nesočiosios karboksirūgštys, kaip ir kiti nesotieji junginiai, per dvigubą jungtį prideda halogenų. Pavyzdžiui, akrilo rūgštis pašalina bromo vandens spalvą:

$(CH_2=CH—COOH+Br_2)↙(\tekstas"akrilo (propeno) rūgštis")→(CH_2Br—CHBr—COOH)↙(\tekstas"2,3-dibrompropano rūgštis").$

8. Pakeitimo reakcijos (su halogenais)- į jas gali patekti sočiųjų karboksi rūgščių. Pavyzdžiui, acto rūgštį reaguojant su chloru, galima gauti įvairių chloruotų rūgščių:

$CH_3COOH+Cl_2(→)↖(P(raudona))(CH_2Cl-COOH+HCl)↙(\tekstas"chloracto rūgštis")$,

$CH_2Cl-COOH+Cl_2(→)↖(P(raudona))(CHCl_2-COOH+HCl)↙(\tekstas"dichloracto rūgštis")$,

$CHCl_2-COOH+Cl_2(→)↖(P(raudona))(CCl_3-COOH+HCl)↙(\tekstas"trichloracto rūgštis")$

Atskiri karboksirūgščių atstovai ir jų reikšmė

Ant(metanas) rūgšties HTSOOKH- aštraus kvapo skystis, kurio virimo temperatūra yra 100,8°C$, gerai tirpus vandenyje. Skruzdžių rūgštis yra nuodinga Nudegina susilietus su oda! Skruzdžių išskiriamame geluonies skystyje yra šios rūgšties. Skruzdžių rūgštis turi dezinfekuojančių savybių, todėl ji naudojama maisto, odos ir farmacijos pramonėje bei medicinoje. Jis naudojamas audiniams ir popieriui dažyti.

Actas (etanas)rūgšties $CH_3COOH$ yra bespalvis skystis, turintis būdingą aštrų kvapą, maišomas su vandeniu bet kokiu santykiu. Vandeniniai acto rūgšties tirpalai parduodami pavadinimu actas (3–5% tirpalas) ir acto esencija (70–80% tirpalas) ir yra plačiai naudojami maisto pramonėje. Acto rūgštis yra geras daugelio organinių medžiagų tirpiklis, todėl naudojama dažymo, rauginimo, dažų ir lako pramonėje. Be to, acto rūgštis yra žaliava daugelio techniškai svarbių organinių junginių gamybai: pavyzdžiui, iš jos gaunamos piktžolėms naikinti naudojamos medžiagos – herbicidai.

Acto rūgštis yra pagrindinė sudedamoji dalis vyno actas, kurio būdingas kvapas atsiranda būtent dėl to. Tai yra etanolio oksidacijos produktas ir susidaro iš jo, kai vynas laikomas ore.

Svarbiausi aukštesnių sočiųjų vienbazių rūgščių atstovai yra palmitinė$C_(15)H_(31)COOH$ ir stearino$C_(17)H_(35)COOH$ rūgštis. Skirtingai nuo žemesnių rūgščių, šios medžiagos yra kietos ir blogai tirpios vandenyje.

Tačiau jų druskos – stearatas ir palmitatas – puikiai tirpsta ir turi plovimo efektą, todėl jie dar vadinami muilu. Akivaizdu, kad šios medžiagos gaminamos dideliu mastu. Iš nesočiųjų aukštesniųjų karboksirūgščių svarbiausia yra oleino rūgštis$C_(17)H_(33)COOH$ arba $CH_3 - (CH_2)_7 - CH=CH-(CH_2)_7COOH$. Tai į aliejų panašus skystis be skonio ir kvapo. Jo druskos plačiai naudojamos technologijoje.

Paprasčiausias dvibazių karboksirūgščių atstovas yra oksalo (etandio) rūgštis$HOOC—COOH$, kurio druskos yra daugelyje augalų, tokių kaip rūgštynės ir rūgštynės. Oksalo rūgštis yra bespalvė kristalinė medžiaga, gerai tirpstanti vandenyje. Jis naudojamas metalų poliravimui, medienos apdirbimo ir odos pramonėje.

Esteriai

Kai karboksirūgštys reaguoja su alkoholiais (esterinimo reakcija), jos susidaro esteriai:

Ši reakcija yra grįžtama. Reakcijos produktai gali sąveikauti vienas su kitu, sudarydami pradines medžiagas – alkoholį ir rūgštį. Taigi, esterių reakcija su vandeniu – esterio hidrolizė – yra atvirkštinė esterinimo reakcija. Cheminė pusiausvyra, susidariusi, kai pirminių (esterinimo) ir atvirkštinių (hidrolizės) reakcijų greitis yra vienodas, gali būti nukreipta į esterio susidarymą, esant vandenį šalinančioms medžiagoms.

Riebalai- junginių, kurie yra glicerolio ir aukštesniųjų karboksirūgščių esteriai, dariniai.

Visi riebalai, kaip ir kiti esteriai, yra hidrolizuojami:

Kai riebalų hidrolizė atliekama šarminėje aplinkoje $(NaOH)$ ir esant kalcinuotai soda $Na_2CO_3$, ji vyksta negrįžtamai ir susidaro ne karboksirūgštys, o jų druskos, kurios vadinamos. muilai. Todėl riebalų hidrolizė šarminėje aplinkoje vadinama muilinimas.

Beveik visas mus supančias chemines medžiagas išbando žmonės, atsižvelgdami į jų pageidavimus ir poreikius. Kiekvienas junginys turi unikalų, unikalų savybių ir savybių rinkinį, iš kurio atrenkamos mums naudingos ir reikalingos kasdieniame gyvenime. Aldehidai, kuriuos aptarsime, taip pat nėra išimtis.

Kuklus organinės chemijos vaikas

Tarp anglies junginių, kurie paprastai vadinami organiniais, yra gerai žinomų junginių, kurie, kaip sakoma, „yra ant kiekvieno lūpų“. Pavyzdžiui, gliukozė, etilo alkoholis ar plastikai. Aldehidams šiuo atžvilgiu nesiseka. Apie juos žino tik siauri specialistai ir net aukštųjų mokyklų studentai, kurie intensyviai studijuoja chemiją stojant į universitetą. Tiesą sakant, tokie junginiai (pavyzdžiui, acetaldehidas), kurių chemines savybes mes apsvarstysime, yra plačiai naudojami tiek pramoninėje gamyboje, tiek kasdieniame gyvenime.

Nesantaikos obuolys

Deja, atradimai moksle gana dažnai neapsieina be debesų. Aldehidai, jų cheminė struktūra ir savybės buvo atrasti po ilgų diskusijų ir diskusijų tarp XIX amžiaus mokslininkų. Ir tokie garsūs chemikai kaip Liebigas ir Döbereineris netgi rimtai susikivirčijo, išsiaiškindami, kas iš tikrųjų laikosi delno gryno acetaldehido gavimo ir išskyrimo. Jis buvo išgautas iš etilo alkoholio garų, praleistų per platinos tinklelį, kuris tarnauja kaip reakcijos katalizatorius. Vienintelis dalykas, kuris galėjo sutaikyti oponentus, buvo tai, kad visi chemikai besąlygiškai pripažino naujos medžiagų klasės pavadinimą - aldehidus, kurie pažodžiui reiškia „alkoholiai be vandenilio“. Jame nurodomas būdas gauti juos iš alkoholių pašalinant du vandenilio atomus.

Negalima su niekuo supainioti

Atsižvelgiant į fizines ir chemines aldehidų savybes, nesunku pastebėti, kad jie yra gana specifiniai. Taigi formaldehidas, kuris yra nuodingos dujos, turi aštrų, dusinantį kvapą. Jo 40% vandeninis tirpalas, vadinamas formalinu, sukelia ypatingą kvapą anatominėse laboratorijose ir morguose, kur jis naudojamas kaip puvimą slopinanti priemonė, išsauganti organų ir audinių baltymus.

O acetaldehidas, kuris yra kitas homologinėje serijoje, yra bespalvis skystis, gerai tirpstantis vandenyje, turintis nemalonų supuvusių obuolių kvapą. Aldehidai, kurių cheminėms savybėms būdingos oksidacijos ir prisijungimo reakcijos, gali būti paverčiami genetiškai panašių klasių medžiagomis: karboksirūgštimis arba alkoholiais. Pažvelkime į juos naudodami konkrečius pavyzdžius.

Aldehidų vizitinė kortelė

Organinėje chemijoje, taip pat neorganinėje chemijoje, yra toks dalykas kaip „kokybinė reakcija“. Tai galima palyginti su švyturiu, signalizuojančiu, kad turime reikalą su konkrečios klasės medžiagomis, pavyzdžiui, aldehidais. Chemines aldehidų savybes patvirtina reakcijos su sidabro oksido amoniako tirpalu ir su vario hidroksidu kaitinant (sidabro veidrodžio reakcija)

Reakcijos produktas bus grynas sidabras, išsiskiriantis veidrodinio sluoksnio pavidalu ant mėgintuvėlio sienelių.

Dėl reakcijos susidaro plytų spalvos nuosėdos - vario oksidas.

Dvynių medžiagos

Dabar atėjo laikas susidoroti su tokiu reiškiniu, būdingu visoms organinėms medžiagoms, įskaitant aldehidus, kaip izomerija. Neorganinės chemijos pasaulyje jo visiškai nėra. Ten viskas paprasta: viena cheminė formulė atitinka tik vieną konkretų junginį su jam būdingomis fizinėmis ir cheminėmis savybėmis. Pavyzdžiui, formulė HNO 3 atitinka vieną medžiagą, vadinamą nitrato rūgštimi, kurios virimo temperatūra yra 86 ° C, aštraus kvapo ir labai higroskopiška.

Organinės chemijos karalystėje gyvena ir gyvena izomerų medžiagos, kurių formulės vienodos, bet skirtingos savybės. Pavyzdžiui, formulė C 4 H 8 O turi du visiškai skirtingus aldehidus: butanalą ir 2-metilpropanalą.

Jų formulės:

Izomeriniai aldehidai, kurių cheminės savybės priklauso nuo jų sudėties ir struktūros, yra puikus rusų mokslininko M. Butlerovo sukurtos genialios organinių junginių sandaros teorijos įrodymas. Jo atradimas chemijai yra toks pat svarbus kaip Mendelejevo periodinis dėsnis.

Unikali anglis

Puikus įrodymas, patvirtinantis M. Butlerovo teoriją, yra cheminės aldehidų savybės. Organinė chemija Rusijos mokslininko tyrimų dėka pagaliau sugebėjo atsakyti į klausimą, kuris savo sudėtingumu kamavo ne vieną mokslininkų kartą, būtent: kaip paaiškinti nuostabią organinių junginių įvairovę, kuri remiasi reiškiniu. izomerizmo. Panagrinėkime dviejų aldehido izomerų molekulių struktūrą: butano ir 2-metilpropanalio, kurie turi tą pačią molekulinę formulę - C 4 H 8 O, bet skiriasi struktūrinėmis, todėl skiriasi viena nuo kitos fizinėmis ir cheminėmis savybėmis.

Atkreipkime dėmesį į du svarbiausius anglies atomo požymius, kurie kaip postulatai buvo įtraukti į M. Butlerovo teoriją:

1. Organiniuose junginiuose esanti anglis visada yra keturvalentė.

2. Anglies atomai geba jungtis vienas su kitu ir sudaryti įvairias erdvines konfigūracijas: nešakotas ir šakotas grandines arba ciklus.

Ant jų, pagal valentiškumą, suverti kitų cheminių elementų atomai: vandenilis, deguonis, azotas, taip suformuojant visą gigantišką esamų organinių junginių arsenalą (o jų yra daugiau nei 10 mln. Be to, jų skaičius nuolatos). didėja dėl naujų medžiagų, gautų organinės sintezės chemijoje.

Kuo poliariškesnis, tuo geriau

Tęsdami aldehidų, jų cheminės struktūros ir savybių tyrimą, apsistosime ties atomų, sudarančių aldehidų molekules, poliškumo reiškiniu. Taigi acetaldehido molekulėje esantis aldehido grupės anglies atomas įgyja dalinį teigiamą krūvį, o deguonies atomas – dalinį neigiamą krūvį. Jų atsiradimo priežastis yra tokia: π ryšio elektronų tankis yra judresnis nei σ jungties.

Bendroje aldehidų formulėje, kur R yra angliavandenilio radikalas, susietas su aldehido grupe, deguonies atome susidaro dalinis neigiamas krūvis, o anglies atome susidaro dalinis teigiamas krūvis. Taigi, funkcinė aldehidų grupė tampa labai poliarizuota, o tai sukelia didesnį šių medžiagų reaktyvumą. Paprasčiau tariant, kuo labiau poliarizuoti yra medžiagos molekulėje esantys atomai, tuo geriau ir greičiau ji patenka į chemines reakcijas. Greitas vandenilio atomo oksidacinis gebėjimas aldehido grupėje ir karbonilo grupės reaktyvumas suteikia aldehidus su jiems būdingomis pridėjimo ir polimerizacijos reakcijomis.

Gyvenimas plastikiniame pasaulyje

Būtent aldehidai, kurių chemines savybes lemia gebėjimas patirti polikondensacijos ir polimerizacijos reakcijas, tapo fenoplastų ir aminoplastų – pagrindinių šiuolaikinės polimerų pramonės medžiagų – protėviais. Jos įmonių žaliavos yra formaldehidas ir acetaldehidas. Taigi iš fenolio-formaldehido dervų gaminami fenoliniai plastikai – svarbiausi juodųjų ir spalvotųjų metalų pakaitalai. Formaldehidas susidaro oksiduojant metaną kaitinant iki 600°C mišinyje su oru, taip pat oksiduojant metanolį, pakaitintą iki 300°C ant vario katalizatoriaus. Taigi, mūsų laikomi aldehidai, jų paruošimas ir cheminės savybės yra svarbios žaliavos organinės sintezės reakcijose.

Išvadų darymas

Kaip matome, aldehiduose yra nemažai reikalingų ir svarbių medžiagų, tokių kaip, pavyzdžiui, formaldehidas ir acetaldehidas, kurių chemines savybes žmonės sėkmingai naudoja įvairiose savo gyvenimo srityse.

Pirmoji savybių grupė yra prisijungimo reakcijos. Karbonilo grupėje yra dviguba jungtis tarp anglies ir deguonies, kuri, kaip prisimenate, susideda iš sigma jungties ir pi jungties. Be to, vykstant reakcijoms, nutrūksta pi jungtis ir susidaro dvi sigmos jungtys, viena su anglimi, o kita su deguonimi. Dalinis teigiamas krūvis yra sutelktas į anglį, o dalinis neigiamas - deguonies. Todėl neigiamo krūvio reagento dalelė – anijonas – prisijungia prie anglies, o teigiamai įkrauta molekulės dalis – prie deguonies.

Pirmas savybė hidrinimas, vandenilio pridėjimas.

Reakcija vyksta kaitinant. Naudojamas jau žinomas hidrinimo katalizatorius nikelis. Pirminiai alkoholiai gaunami iš aldehidų, o antriniai – iš ketonų.

Antriniuose alkoholiuose hidrokso grupė yra prijungta prie antrinio anglies atomo.

Antra savybės drėkinimas, vandens papildymas. Ši reakcija įmanoma tik formaldehidui ir acetaldehidui. Ketonai visiškai nereaguoja su vandeniu.

Visos pridėjimo reakcijos vyksta taip, kad pliusas pereina į minusą, o minusas į pliusą.

Kaip prisimenate iš vaizdo įrašo apie alkoholius, dviejų hidrokso grupių buvimas viename atome yra beveik neįmanoma situacija, tokios medžiagos yra labai nestabilios. Taigi šie du konkretūs atvejai - formaldehido hidratas ir acetaldehidas - galimi, nors jie egzistuoja tik tirpale.

Nebūtina žinoti pačių reakcijų. Labiausiai tikėtina, kad egzamino klausimas gali atrodyti kaip fakto konstatavimas, pavyzdžiui, medžiagos reaguoja su vandeniu ir yra išvardytos. Tarp jų sąraše gali būti metanalio arba etanalio.

Trečias cianido rūgšties pridėjimas.

Vėlgi, pliusas eina į minusą, o minusas į pliusą. Susidariusios medžiagos vadinamos hidroksinitrilais. Vėlgi, pati reakcija yra neįprasta, tačiau tai yra savybė, kurią verta žinoti.

Ketvirta turtinis alkoholio papildymas.

Čia vėlgi nereikia atmintinai žinoti reakcijos lygties, tiesiog reikia suprasti, kad tokia sąveika yra įmanoma.

Kaip įprasta reakcijose, kai pridedama prie karbonilo grupės, pliuso prie minuso ir minuso prie pliuso.

Penkta savybės reakcija su natrio hidrosulfitu.

Ir vėlgi, reakcija gana sudėtinga, vargu ar pavyks ją išmokti, bet tai viena iš kokybinių reakcijų į aldehidus, nes susidariusi natrio druska nusėda. Tai yra, iš tikrųjų turėtumėte žinoti, kad aldehidai reaguoja su natrio hidrosulfitu, to pakaks.

Tai baigiasi pirmąja reakcijų grupe. Antroji grupė yra polimerizacijos ir polikondensacijos reakcijos.

2. Aldehidų polimerizacija ir polikondensacija

Jums gerai žinoma polimerizacija: polietileno, butadieno ir izopreno kaučiukai, polivinilchloridas – tai daugelio molekulių (monomerų) sujungimo į vieną didelę, vieną polimero grandinę produktai. Tai yra, gaunamas vienas produktas. Polikondensacijos metu vyksta tas pats, tačiau be polimero gaunami ir mažos molekulinės masės produktai, pavyzdžiui, vanduo. Tai yra, gaunami du produktai.

Taigi, šeštas savybių polimerizacija. Ketonai į šias reakcijas nedalyvauja, tik formaldehido polimerizacija turi pramoninę reikšmę.

Pi jungtis nutrūksta ir susidaro dvi sigma ryšiai su kaimyniniais monomerais. Rezultatas yra poliformaldehidas, dar vadinamas paraformu. Labiausiai tikėtina, kad egzamino klausimas gali skambėti taip: medžiagos patenka į polimerizacijos reakcijas. Ir yra sąrašas medžiagų, kuriose gali būti formaldehido.

Septintoji savybė yra polikondensacija. Dar kartą: polikondensacijos metu, be polimero, gaunamas ir mažos molekulinės masės junginys, pavyzdžiui, vanduo. Formaldehidas taip reaguoja su fenoliu. Aiškumo dėlei pirmiausia parašome lygtį su dviem fenolio molekulėmis.

Dėl to susidaro toks dimeras ir atsiskiria vandens molekulė. Dabar parašykime reakcijos lygtį bendra forma.

Polikondensacijos produktas yra fenolio-formaldehido derva. Jis turi platų pritaikymo spektrą – nuo klijų ir lakų iki plastikų ir medžio drožlių plokščių komponentų.

Dabar trečia savybių grupė – oksidacijos reakcijos.

3. Aldehidų ir ketonų oksidacija

Aštunta reakcija bendrame sąraše yra kokybinė reakcija į aldehido grupę – oksidacija amoniako sidabro oksido tirpalu. „Sidabrinio veidrodžio“ reakcija. Iš karto pasakysiu, kad į šią reakciją neįeina ketonai, tik aldehidai.

Aldehido grupė oksiduojama iki karboksilo, rūgštinės grupės, tačiau esant amoniakui, kuris yra bazė, iš karto vyksta neutralizacijos reakcija ir gaunama druskos amonio acetatas. Sidabras nusėda, padengdamas mėgintuvėlio vidų ir sukurdamas veidrodinį paviršių. Ši reakcija vyksta per vieningą valstybinį egzaminą visą laiką.

Beje, ta pati reakcija yra kokybiška ir kitoms medžiagoms, turinčioms aldehido grupę, pavyzdžiui, skruzdžių rūgštį ir jos druskas, taip pat gliukozę.

Devintas reakcija taip pat yra kokybiška aldehido grupės oksidacijai su šviežiai nusodintu vario hidroksidu du. Čia taip pat pažymėsiu, kad ketonai į šią reakciją neįeina.

Vizualiai pirmiausia bus stebimas geltonų nuosėdų susidarymas, kuris vėliau pasidaro raudonas. Kai kuriuose vadovėliuose yra informacijos, kad pirmiausia susidaro vario hidroksidas, kuris turi geltoną spalvą, kuris vėliau suskyla į raudoną vario oksidą ir vandenį. Taigi tai netiesa – naujausiais duomenimis, kritulių proceso metu keičiasi vario oksido dalelių dydis, kuris galiausiai pasiekia raudonos spalvos dydžius. Aldehidas oksiduojamas į atitinkamą karboksirūgštį. Reakcija labai dažnai pasitaiko vieningo valstybinio egzamino metu.

Dešimtoji reakcija: aldehidų oksidacija parūgštintu kalio permanganato tirpalu kaitinant.

Tirpalo spalva pasikeičia. Aldehido grupė oksiduojama į karboksilo grupę, tai yra, aldehidas oksiduojamas iki atitinkamos rūgšties. Ketonams ši reakcija neturi praktinės reikšmės, nes molekulė sunaikinama ir susidaro produktų mišinys.

Svarbu pažymėti, kad skruzdžių aldehidas, formaldehidas, oksiduojasi iki anglies dioksido, nes jį atitinkanti skruzdžių rūgštis pati nėra atspari stipriems oksidatoriams.

Dėl to anglis pereina iš oksidacijos būsenos 0 į oksidacijos būseną +4. Leiskite jums priminti, kad metanolis, kaip taisyklė, tokiomis sąlygomis oksiduojamas iki didžiausio CO 2 kiekio, praleidžiant tiek aldehido, tiek rūgšties etapą. Šią savybę reikia atsiminti.

Vienuoliktas reakcijos degimas, visiška oksidacija. Ir aldehidai, ir ketonai dega, sudarydami anglies dioksidą ir vandenį.

Parašykime reakcijos lygtį bendra forma.

Pagal masės tvermės dėsnį kairėje turi būti tiek atomų, kiek atomų yra dešinėje. Mat vykstant cheminėms reakcijoms atomai neišnyksta, o tiesiog pasikeičia ryšių tarp jų tvarka. Taigi anglies dioksido molekulių bus tiek, kiek anglies atomų yra karbonilo junginio molekulėje, nes molekulėje yra vienas anglies atomas. Tai yra n CO 2 molekulių. Vandens molekulių bus du kartus mažiau nei vandenilio atomų, tai yra 2n/2, o tai reiškia tik n.

Kairėje ir dešinėje yra tiek pat deguonies atomų. Dešinėje yra 2n anglies dioksido, nes kiekvienoje molekulėje yra du deguonies atomai ir n vandens, iš viso 3n. Kairėje pusėje yra toks pat deguonies atomų skaičius 3n, tačiau vienas iš atomų yra aldehido molekulėje, o tai reiškia, kad jį reikia atimti iš bendro, kad gautumėte atomų skaičių viename molekuliniame deguonyje. Pasirodo, 3n-1 atomuose yra molekulinio deguonies, vadinasi, yra 2 kartus mažiau molekulių, nes vienoje molekulėje yra 2 atomai. Tai yra (3n-1)/2 deguonies molekulės.

Taigi, mes sudarėme karbonilo junginių degimo bendros formos lygtį.

Ir, galiausiai dvyliktoji savybė, susijusi su pakeitimo reakcijomis halogeninimas prie alfa anglies atomo. Dar kartą pakalbėkime apie aldehido molekulės struktūrą. Deguonis traukia elektronų tankį į save, sukurdamas dalinį teigiamą anglies krūvį. Metilo grupė bando kompensuoti šį teigiamą krūvį, išstumdama elektronus iš vandenilio į jį per sigma ryšių grandinę. Anglies ir vandenilio ryšys tampa poliškesnis, o vandenilis lengviau nutrūksta, kai jį užpuola reagentas. Šis poveikis pastebimas tik alfa anglies atomui, tai yra atomui, esančiam šalia aldehido grupės, neatsižvelgiant į angliavandenilio radikalo ilgį.

Tokiu būdu galima gauti, pavyzdžiui, 2-chloracetaldehidą. Galimas tolesnis vandenilio atomų pakeitimas trichloretanaliu.