Aldehitlerin gıda endüstrisindeki uygulamaları. Alkollerin, aldehitlerin, asitlerin, esterlerin, fenollerin özellikleri

1. R. Oksidasyon.

Aldehitler kolayca oksitlenir karboksilik asitler. Oksitleyici maddeler bakır(II) hidroksit, oksit olabilirgümüş, hava oksijeni:

Aromatik aldehitlerin oksitlenmesi alifatik olanlara göre daha zordur. Yukarıda belirtildiği gibi ketonların oksitlenmesi aldehitlere göre daha zordur. Ketonların oksidasyonu, güçlü oksitleyici maddelerin varlığında zorlu koşullar altında gerçekleştirilir. Karboksilik asitlerin karışımı sonucu oluşur. Aldehitleri ketonlardan nasıl ayırt edebilirim? Oksidasyon yeteneğindeki farklılık, aldehitleri ketonlardan ayıran niteliksel reaksiyonların temelini oluşturur. Pek çok hafif oksitleyici madde aldehitlerle kolayca reaksiyona girer ancak ketonlara karşı etkisizdir. a) Kompleks iyonları + içeren Tollens reaktifi (gümüş oksitin amonyak çözeltisi) “tepkimesini verir” gümüş ayna" Bu metalik gümüş üretir. Gümüş oksit çözeltisi hazırlanır dostum dolaylı olarak deneyim:

Tollens reaktifi, aldehitleri, amonyak varlığında amonyum tuzları oluşturan karşılık gelen karboksilik asitlere oksitler. Bu reaksiyonda oksitleyici maddenin kendisi metalik gümüşe indirgenir. Bu reaksiyon sırasında test tüpünün duvarlarında oluşan ince gümüş kaplama nedeniyle aldehitlerin gümüş oksitin amonyak çözeltisi ile reaksiyonuna "gümüş ayna" reaksiyonu adı verilir. CH3-CH=O)+2OH->CH3COONH4+2Ag+3NH3+H2O. Aldehitler ayrıca taze hazırlanmış açık mavi amonyak bakır(II) hidroksit çözeltisini (Fehling reaktifi) sarı bakır(I) hidroksite indirger; bu, ısıtıldığında parlak kırmızı bir bakır(I) oksit çökeltisi açığa çıkarmak üzere ayrışır. CH3-CH=O + 2Cu(OH)2 - CH3COOH+2CuOH+H2O 2CuOH->Cu2O+H2O

2. R. Katılımlar

Hidrojenasyon, hidrojen eklenmesidir.

Karbonil bileşikleri hidrojen, lityum alüminyum hidrit ve sodyum borohidrit ile alkollere indirgenir. Hidrojen C=O bağı yoluyla eklenir. Tepki geliyor alkenlerin hidrojenlenmesinden daha zordur: ısı gereklidir, yüksek tansiyon ve metal katalizör (Pt, Ni):

3. Su ile etkileşim Ah.

4. Alkollerle etkileşim.

Aldehitler alkollerle reaksiyona girdiğinde hemiasetaller ve asetaller oluşturulabilir. Hemiasetaller, bir karbon atomunda bir hidroksil ve bir alkoksi grubu içeren bileşiklerdir. Asetaller, molekülleri iki alkoksi ikame edicisine sahip bir karbon atomu içeren maddeleri içerir.

Asetaller aldehitlerden farklı olarak oksidasyona karşı daha dayanıklıdır. Alkollerle etkileşimin geri dönüşümlü olması nedeniyle sıklıkla kullanılırlar. organik sentez aldehit grubunu “korumak” için.

4.Hidrosülfitlerin eklenmesi.

Hidrosülfit NaHSO3 ayrıca karbonil bileşiğinin yeniden oluşturulabileceği kristalli bir türevi oluşturmak için C=O bağına eklenir. Bisülfit türevleri aldehit ve ketonların saflaştırılmasında kullanılır.

Katalizörlerin varlığında fenolün formaldehit ile polikondensasyonu sonucunda, plastiklerin - fenol plastiklerin (bakalitler) üretildiği fenol-formaldehit reçineleri oluşur. Fenolik plastikler birçok endüstride demir dışı ve demirli metallerin en önemli ikameleridir. Onlar yapılır büyük sayı tüketim malları, elektrik yalıtım malzemeleri ve inşaat detayları. Fenol-formaldehit reçinesinin bir parçası aşağıda gösterilmiştir:

Aldehit ve keton üretimi için başlangıç ​​bileşikleri hidrokarbonlar, halojen türevleri, alkoller ve asitler olabilir.

Karbonil bileşiklerinin uygulanması

Formaldehit bakalit, deri tabaklama, dezenfeksiyon ve tohum kaplama gibi plastiklerin üretiminde kullanılır. Son zamanlarda ülkemizde kimyasal ve termal stabilitesi yüksek poliformaldehit (-CH2-O-)n üretimine yönelik bir yöntem geliştirildi.

Bu, çoğu durumda metallerin yerini alabilen en değerli yapısal plastiktir. Asetaldehit elde etmek için kullanılır asetik asit ve bazı plastikler. Aseton şu şekilde kullanılır: başlangıç ​​malzemesi birçok bileşiğin sentezi için (örneğin, polimerizasyonu pleksiglas üreten metil metakrilat); aynı zamanda çözücü olarak da kullanılır.

Oksijen içerenler arasında organik bileşikler büyük önem yapı ve ortaya çıkan özellikler açısından benzerlikleri açısından her zaman birlikte incelenen iki tam madde sınıfına sahiptir. Bunlar aldehitler ve ketonlardır. Pek çok şeyin altında yatan bu moleküllerdir. kimyasal sentezler ve yapıları araştırmaya konu olacak kadar ilgi çekicidir. Bu bileşik sınıflarının neler olduğuna daha yakından bakalım.

Aldehitler ve ketonlar: genel özellikler

Kimyasal açıdan aldehit sınıfı şunları içermelidir: organik moleküller bileşiminde oksijen içeren fonksiyonel grup-SON, karbonil olarak adlandırılır. Genel formül bu durumda şu şekilde görünecektir: R-COH. Doğaları gereği bunlar hem sınırlayıcı hem de sınırlayıcı olmayan bileşikler olabilir. Ayrıca aralarında alifatik olanların yanı sıra aromatik temsilciler de var. Radikal zincirdeki karbon atomlarının sayısı, bir taneden (formaldehit veya metanal) birkaç düzineye kadar oldukça geniş bir aralıkta değişir.

Ketonlar ayrıca bir karbonil grubu -CO içerir, ancak bir hidrojen katyonuna değil, zincirde bulunandan farklı veya aynı olan başka bir radikale bağlanır. Genel formül şuna benzer: R-CO-R, . Bu bileşimdeki fonksiyonel bir grubun varlığında aldehitlerin ve ketonların benzer olduğu açıktır.

Ketonlar ayrıca doymuş ve doymamış olabilir ve sergilenen özellikler yakından ilişkili bir sınıfın özelliklerine benzer. Moleküllerin bileşimini göstermek ve yansıtmak için birkaç örnek verilebilir. kabul edilen notasyonlar söz konusu maddelerin formülleri.

1. Aldehitler: metanal - HCOH, bütanal - CH3-CH2-CH2-CH, fenilasetik - C6H5-CH2-CH.
2. Ketonlar: aseton veya dimetil keton - CH3-CO-CH3, metil etil keton - CH3-CO-C2H5 ve diğerleri.

Açıkçası, bu bileşiklerin adı iki şekilde oluşturulmuştur:

• bileşimde yer alan radikallere ve -al (aldehitler için) ve -on (ketonlar için) sınıf ekine göre rasyonel isimlendirmeye göre;
• önemsiz, tarihsel olarak kurulmuş.

Her iki madde sınıfı için genel bir formül verirsek, bunların birbirlerinin izomerleri olduğu anlaşılacaktır: C n H 2n O. Kendileri aşağıdaki izomerizm türleri ile karakterize edilir:

Her iki sınıfın temsilcileri arasında ayrım yapmak için çoğu aldehitin tanımlanmasına izin veren niteliksel reaksiyonlar kullanılır. Bu maddelerin kimyasal aktivitesi, bir hidrojen katyonunun varlığından dolayı biraz daha yüksek olduğundan.

Molekül yapısı

Aldehitlerin ve ketonların uzayda nasıl göründüğüne bakalım. Moleküllerinin yapısı birkaç noktada yansıtılabilir.

1. Doğrudan fonksiyonel gruba dahil edilen karbon atomu, molekülün bir kısmının düz bir uzaysal şekle sahip olmasını sağlayan sp2 hibridizasyonuna sahiptir.
2. Bu durumda C=O bağının polaritesi kuvvetlidir. Daha elektronegatif olan oksijen, yoğunluğun büyük kısmını alır ve kısmen negatif yükü kendi üzerinde yoğunlaştırır.
3. Aldehitlerde O-H bağlantısı aynı zamanda oldukça polarizedir, bu da hidrojen atomunu hareketli kılar.

Sonuç olarak, böyle bir molekül yapısının söz konusu bileşiklerin hem oksitlenmesine hem de indirgenmesine izin verdiği ortaya çıktı. Yeniden dağıtılmış elektron yoğunluğuna sahip bir aldehit ve bir ketonun formülü, bu maddelerin katıldığı reaksiyonların ürünlerini tahmin etmeyi mümkün kılar.

Keşif ve çalışmanın tarihi

Birçok organik bileşik gibi, insanlar da aldehitleri ve ketonları izole etmeyi ve incelemeyi ancak 19. yüzyılda, vitalist görüşlerin tamamen çöktüğü ve bu bileşiklerin sentetik olarak oluşturulabileceğinin netleştiği zaman başardılar. yapay olarak canlıların katılımı olmadan.

Ancak 1661 yılında R. Boyle, kalsiyum asetatı ısıya maruz bıraktığında aseton (dimetil keton) elde etmeyi başardı. Ancak bu maddeyi ayrıntılı olarak inceleyin ve adlandırın, belirleyin sistematik konum diğerlerinin yanı sıra başarısız oldu. Williamson ancak 1852'de bu konuyu tamamlayabildi ve ardından karbonil bileşikleri hakkındaki bilgilerin ayrıntılı gelişimi ve birikiminin tarihi başladı.

Fiziksel özellikler

Aldehitlerin ve ketonların fiziksel özelliklerine bakalım. İlk olanlardan başlayalım.

1. Metanalın toplanma halindeki ilk temsilcisi bir gazdır, sonraki on bir tanesi sıvıdır, 12'den fazla karbon atomu normal yapıdaki katı aldehitlerin parçasıdır.
2. Kaynama noktası: C atomlarının sayısına bağlıdır; ne kadar çok varsa o kadar yüksektir. Bu durumda zincir ne kadar dallanırsa sıcaklık düşer.
3. Sıvı aldehitler için viskozite, yoğunluk ve kırılma indeksleri aynı zamanda atom sayısına da bağlıdır. Ne kadar çok olursa, o kadar yüksek olurlar.
4. Gaz halindeki ve sıvı aldehitler suda çok iyi çözünür, ancak katı olanlar bunu pratikte yapamaz.
5. Temsilcilerin kokusu çok hoş, genellikle çiçek, parfüm ve meyve aromaları. Yalnızca karbon atomu sayısı 1-5 olan aldehitler güçlü ve hoş olmayan kokulu sıvılardır.

Ketonların özelliklerini belirtirsek ana olanları da vurgulayabiliriz.

1. Toplu haller: alt temsilciler sıvılardır, daha büyük olanlar ise katı bileşiklerdir.
2. Koku tüm temsilcilerde keskin ve nahoştur.
3. Sudaki çözünürlük düşük olanlar için iyidir ve organik çözücüler için hepsi için mükemmeldir.
4. uçucu maddeler, bu gösterge asit ve alkollerinkini aşar.
5. Kaynama ve erime noktaları molekülün yapısına bağlıdır ve zincirdeki karbon atomlarının sayısına bağlı olarak büyük ölçüde değişir.

Bunlar, fiziksel olanlar grubuna ait olan, söz konusu bileşiklerin ana özellikleridir.

Kimyasal özellikler

En önemlisi aldehit ve ketonların hangi maddelerle reaksiyona girdiği ve bu bileşiklerin kimyasal özellikleridir. Bu nedenle bunları mutlaka dikkate alacağız. İlk önce aldehitlerle ilgilenelim.

1. Karşılık gelen karboksilik asitlere oksidasyon. Genel görünüm reaksiyon denklemi: R-COH + [O] = R-COOH. Aromatik temsilciler bu tür etkileşimlere daha kolay girerler; aynı zamanda önemli olan esterleri de oluşturabilirler. endüstriyel değer. Aşağıdaki oksitleyici maddeler kullanılır: oksijen, Tollens reaktifi, bakır (II) hidroksit ve diğerleri.
2. Aldehitler doymuş monohidrik alkollere dönüşürken güçlü indirgeyici maddeler olarak kendilerini gösterirler.
3. Asetaller ve hemiasetaller oluşturmak için alkollerle etkileşim.
4. Özel reaksiyonlar polikondensasyondur. Bunun sonucunda kimya endüstrisi için önemli olan fenol-formaldehit reçineleri oluşur.
5. Aşağıdaki reaktiflerle birkaç spesifik reaksiyon:

• hidroalkolik alkali;
• Grignard reaktifi;
• hidrosülfitler ve diğerleri.

Niteliksel tepki bu sınıf maddelerin “gümüş ayna” reaksiyonudur. Sonuç olarak metalik indirgenmiş gümüş ve karşılık gelen karboksilik asit oluşur. Gümüş oksit veya Tollins reaktifinin amonyak çözeltisini gerektirir.

Ketonların kimyasal özellikleri

Alkoller, aldehitler ve ketonlar, hepsi oksijen içerdiğinden benzer özelliklere sahip bileşiklerdir. Bununla birlikte, zaten oksidasyon aşamasında, alkollerin en aktif ve en kolay etkilenen bileşikler olduğu ortaya çıkıyor. Ketonlar oksitlenmesi en zor olanlardır.

1. Oksidatif özellikler. Bunun sonucunda ikincil alkoller oluşur.
2. Hidrojenasyon ayrıca yukarıda bahsedilen ürünlerin oluşmasına da yol açar.
3. Keto-enol tautomerizmi, ketonların beta formunu almasına yönelik özel bir özelliktir.
4. Beta-keto alkollerin oluşumu ile aldol yoğunlaşma reaksiyonları.
5. Ketonlar ayrıca aşağıdakilerle de etkileşime girebilir:

• amonyak;
• hidrosiyanik asit;
• hidrosülfitler;
• hidrazin;
• ortosilisik asit.

Açıkçası, bu tür etkileşimlerin tepkileri çok karmaşıktır, özellikle spesifik olanlar. Aldehitlerin ve ketonların sergilediği tüm temel özellikler bunlardır. Kimyasal özellikler birçok sentezin temelini oluşturur önemli bağlantılar. Bu nedenle endüstriyel proseslerde moleküllerin doğasını ve etkileşimler sırasındaki karakterlerini bilmek son derece gereklidir.

Aldehit ve ketonların katılma reaksiyonları

Bu tepkileri zaten incelemiştik ama onlara böyle bir isim vermemiştik. Karbonil grubunun aktivite sergilediği tüm etkileşimler, ekleme olarak sınıflandırılabilir. Daha doğrusu hareketli bir hidrojen atomu. Bu yüzden bu sorun Daha iyi reaktiviteleri nedeniyle aldehitler tercih edilir.

Nükleofilik sübstitüsyon yoluyla aldehitlerin ve ketonların reaksiyonları hangi maddelerle mümkündür? Bu:

1. Hidrosiyanik asit, amino asitlerin sentezi için başlangıç ​​​​materyali olan siyanohidrinleri üretir.
2. Amonyak, aminler.
3. Alkoller.
4. Su.
5. Sodyum hidrojen sülfat.
6. Grignard reaktifi.
7. Tioller ve diğerleri.

Bu reaksiyonlar endüstriyel öneme sahiptir çünkü ürünler farklı alanlarİnsanların yaşam aktiviteleri.

Elde etme yöntemleri

Aldehitlerin ve ketonların sentezlendiği birkaç ana yöntem vardır. Laboratuvar ve endüstride üretim şu şekillerde ifade edilebilir.

1. Laboratuvarlarda da dahil olmak üzere en yaygın yöntem, karşılık gelen alkollerin oksidasyonudur: birincilden aldehitlere, ikincil olarak ketonlara. Aşağıdakiler oksitleyici madde görevi görebilir: kromatlar, bakır iyonları, potasyum permanganat. Reaksiyonun genel formu: R-OH + Cu (KMnO4) = R-COH.
2. Endüstride, alkenlerin oksidasyonuna (oksosentez) dayanan bir yöntem sıklıkla kullanılır. Ana ajan, CO2 + H2 karışımı olan sentez gazıdır. Sonuç, zincirde bir karbon daha bulunan bir aldehittir. R=R-R + C02 + H2 = R-R-R-COH.
3. Alkenlerin ozonla oksidasyonu - ozon ayrışımı. Sonuç aynı zamanda karışımda bir aldehitin yanı sıra bir keton olduğunu da gösteriyor. Ürünler zihinsel olarak oksijeni uzaklaştırılarak birleştirilirse hangi orijinal alkenin alındığı netleşecektir.
4. Kucherov reaksiyonu - alkinlerin hidrasyonu. Zorunlu bir madde cıva tuzlarıdır. Bir tanesi endüstriyel yöntemler aldehit ve ketonların sentezi. R≡R-R + Hg 2+ + H20 = R-R-COH.
5. Dihalojenlenmiş hidrokarbonların hidrolizi.
6. İndirgenmeler: karboksilik asitler, amidler, nitriller, asit klorürler, esterler. Sonuç olarak hem aldehit hem de keton oluşur.
7. Karboksilik asit karışımlarının metal oksitler formundaki katalizörler üzerinde pirolizi. Karışım buharlı olmalıdır. İşin özü, karbondioksit ve su molekülleri arasındaki bölünmedir. Sonuç olarak bir aldehit veya keton oluşur.

Aromatik aldehitler ve ketonlar, bu bileşiklerin aromatik bir radikale (örneğin fenil) sahip olması nedeniyle başka yöntemlerle hazırlanır.

1. Friedel-Crafts'a göre: başlangıç ​​reaktiflerinde aromatik hidrokarbon ve dihalojenlenmiş bir keton. Katalizör - ALCL 3. Sonuç olarak aromatik bir aldehit veya keton oluşur. İşlemin bir diğer adı da asilasyondur.
2. Çeşitli ajanların etkisiyle tolüenin oksidasyonu.
3. Aromatik karboksilik asitlerin indirgenmesi.

Doğal olarak endüstri, hammaddenin mümkün olduğu kadar ucuz olduğu ve katalizörlerin daha az toksik olduğu yöntemleri kullanmaya çalışıyor. Aldehitlerin sentezi için bu, alkenlerin oksijenle oksidasyonudur.

Endüstriyel Uygulamalar ve Önemi

Aldehitlerin ve ketonların kullanımı aşağıdaki gibi endüstrilerde gerçekleştirilir:

• farmasötikler;
• kimyasal sentez;
• ilaç;
• parfüm alanı;
• gıda endüstrisi;
• boya ve vernik üretimi;
• plastik, kumaş vb. sentezi

Birden fazla alanı tanımlamak mümkündür, çünkü yılda yaklaşık 6 milyon ton formaldehit tek başına sentezlenmektedir! % 40'lık çözeltisine formalin adı verilir ve anatomik nesnelerin saklanması için kullanılır. Üretime geçiyor ilaçlar, antiseptikler ve polimerler.

Asetaldehit veya etanal da seri üretilen bir üründür. Dünyadaki yıllık tüketim miktarı yaklaşık 4 milyon tondur ve önemli ürünlerin oluştuğu birçok kimyasal sentezin temelini oluşturur. Örneğin:

• asetik asit ve anhidriti;
• selüloz asetat;
• ilaçlar;
• bütadien - kauçuğun temeli;
• asetat lifi.

Aromatik aldehitler ve ketonlar bileşen hem yiyecek hem de parfüm olmak üzere birçok tatlandırıcı. Çoğunun çok hoş çiçek, narenciye, bitkisel aromaları var. Bu, bunların temelinde üretim yapmayı mümkün kılar:

• çeşitli türde oda spreyleri;
• tuvalet ve parfüm suları;
• çeşitli temizlik ürünleri ve deterjanlar.

Bunlardan bazıları tüketime onaylanmış aromatik gıda katkı maddeleridir. Esansiyel yağlar, meyveler ve reçinelerdeki doğal içerikleri bu tür bir kullanımın mümkün olduğunu kanıtlıyor.

Bireysel temsilciler

Sitral gibi bir aldehit, yüksek viskoziteye ve güçlü limon aromasına sahip bir sıvıdır. Doğada ikincisinin uçucu yağlarında bulunur. Ayrıca okaliptüs, sorgum, kebap içerir.

Uygulama alanları iyi bilinmektedir:

• pediatri - kafa içi basıncında azalma;
• normalleştirme tansiyon yetişkinlerde;
• görme organları için bir ilacın bileşeni;
• birçok kokulu maddenin ayrılmaz bir parçası;
• antiinflamatuar ve antiseptik;
• retinol sentezi için hammaddeler;
• gıda amaçlı tatlandırıcı.

Aldehitler ve ketonlar karbonil organik bileşikler. Karbonil bileşikleri, molekülleri bir >C=O grubu (karbonil veya okso grubu) içeren organik maddelerdir.

Karbonil bileşiklerinin genel formülü:

–CH=O fonksiyonel grubuna aldehit denir. Ketonlar - organik madde molekülleri iki hidrokarbon radikaline bağlı bir karbonil grubu içerir. Genel formüller: R 2 C=O, R–CO–R" veya

Aldehit ve ketonların isimlendirilmesi.

Sistematik isimler aldehitler karşılık gelen hidrokarbonun adına göre inşa edilmiş ve bir sonek eklenmiş -al. Zincir numaralandırması karbonil karbon atomuyla başlar. Önemsiz isimler, aldehitlerin oksidasyon sırasında dönüştürüldüğü asitlerin önemsiz adlarından türetilir.

Sistematik isimler ketonlar Basit yapı, radikallerin isimlerinden (artan sırayla) kelimenin eklenmesiyle türetilmiştir. keton. Örneğin: CH3 –CO–CH3 - dimetil keton(aseton); CH3CH2CH2 –CO–CH3 - metilpropil keton. Daha fazla genel durum Bir ketonun adı karşılık gelen hidrokarbonun ismine ve son ekine dayanmaktadır. -O; Zincir numaralandırması, zincirin karbonil grubuna en yakın ucundan başlar (IUPAC ikame terminolojisi). Örnekler: CH3 –CO–CH3 - propan O(aseton); CH 3 CH 2 CH 2 –CO–CH 3 - pentan O- 2; CH2 =CH–CH2 –CO–CH3 - penten-4 -O- 2.

Aldehit ve ketonların izomerizmi.

Aldehitler ve ketonlar aşağıdakilerle karakterize edilir: yapısal izomerizm.

İzomerizm aldehitler:

sınıflar arası izomerizm (aldehitlere benzer).

Karbonil grubunun yapısı C=O.

 Aldehitlerin ve ketonların özellikleri karbonil grubunun >C=O yapısına göre belirlenir.

C=O bağı oldukça polardır. Dipol momenti (2.6-2.8D), alkollerdeki C–O bağından (0.70D) önemli ölçüde daha yüksektir. C=O çoklu bağının elektronları, özellikle de daha hareketli olan -elektronları, elektronegatif oksijen atomuna doğru kayar, bu da üzerinde kısmi bir negatif yükün ortaya çıkmasına neden olur. Karbonil karbon kısmi hale gelir pozitif yük.

 Bu nedenle karbon, nükleofilik reaktifler tarafından saldırıya uğrar ve oksijen, H + dahil olmak üzere elektrofilik reaktifler tarafından saldırıya uğrar.

Aldehit ve keton molekülleri, hidrojen bağları oluşturabilen hidrojen atomlarından yoksundur. Bu nedenle kaynama noktaları ilgili alkollerinkinden daha düşüktür. Metanal (formaldehit) - gaz, aldehitler C2 -C5 ve ketonlar C3 -C4 - sıvılar, daha yüksek - katılar. Düşük homologlar, su moleküllerinin hidrojen atomları ile karbonil oksijen atomları arasında hidrojen bağlarının oluşması nedeniyle suda çözünür. Hidrokarbon radikali arttıkça sudaki çözünürlük azalır.

Aldehit ve ketonların reaksiyon merkezleri

sp 2 -Karbonil grubunun melezleşmiş karbon atomu, aynı düzlemde bulunan üç σ bağı ve melezleşmemiş p yörüngesi nedeniyle oksijen atomuyla bir π bağı oluşturur. Karbon ve oksijen atomlarının elektronegatifliklerindeki farklılık nedeniyle aralarındaki π bağı oldukça polarizedir (Şekil 5.1). Sonuç olarak, karbonil grubunun karbon atomunda kısmi bir pozitif yük δ+ belirir ve oksijen atomunda kısmi bir negatif yük δ- belirir. Karbon atomu elektron bakımından eksik olduğundan nükleofilik saldırı için bir alan sağlar.

Elektronik etkinin elektron tarafından aktarılması dikkate alınarak aldehit ve keton moleküllerindeki elektron yoğunluğunun dağılımı.

Pirinç. 5.1. Karbonil grubunun elektronik yapısı

σ bağları boyunca karbonil grubunun eksik karbon atomu Şema 5.1'de sunulmaktadır.

Şema 5.1. Aldehit ve keton moleküllerindeki reaksiyon merkezleri

Aldehit ve keton moleküllerinde birkaç reaksiyon merkezi vardır:

Elektrofilik merkez (karbonil grubunun karbon atomu) nükleofilik saldırı olasılığını belirler;

Ana merkez - oksijen atomu - bir protonla saldırmayı mümkün kılar;

Hidrojen atomu zayıf proton hareketliliğine sahip olan ve özellikle güçlü bir baz tarafından saldırıya uğrayabilen bir CH asit merkezi.

Genel olarak aldehitler ve ketonlar oldukça reaktiftir.

Aldehitler ve kimyasal özellikleri

Aldehitler, molekülleri en az bir hidrojen atomuna bağlı bir karbonil grubu ve bir hidrokarbon radikali içeren organik maddelerdir.

Aldehitlerin kimyasal özellikleri, moleküllerinde bir karbonil grubunun varlığıyla belirlenir. Bu bakımdan karbonil grubu molekülünde katılma reaksiyonları gözlemlenebilir.

Örneğin, formaldehit buharını alıp hidrojenle birlikte ısıtılmış bir nikel katalizörü üzerinden geçirirseniz, hidrojen birleşecek ve formaldehit şuna indirgenecektir: metil alkol. Ayrıca bu bağın polar yapısı, su ilavesi gibi aldehit reaksiyonlarına da yol açar.

Şimdi su ilavesinden kaynaklanan reaksiyonların tüm özelliklerine bakalım. Kısmi pozitif yük taşıyan karbonil grubunun karbon atomunun, elektronik çift oksijen atomuna bir hidroksil grubu eklenir.

Bu ekleme için aşağıdaki reaksiyonlar tipiktir:

İlk önce hidrojenasyon meydana gelir ve birincil alkoller RCH2OH oluşur.
İkinci olarak alkoller eklenir ve hemiasetaller R-CH (OH) – OR oluşturulur. Katalizör görevi gören hidrojen klorür HCl varlığında ve aşırı alkolle asetal RCH (OR)2 oluşumunu gözlemliyoruz;
Üçüncü olarak sodyum hidrosülfit NaHSO3 eklenir ve hidrosülfit aldehitlerin türevleri oluşturulur. Aldehitlerin oksidasyonu sırasında, gümüş (I) oksitin amonyak çözeltisi ve bakır (II) hidroksit ile etkileşimi ve karboksilik asitlerin oluşumu gibi özel reaksiyonlar gözlemlenebilir.

Aldehitlerin polimerizasyonu, doğrusal ve siklik polimerizasyon gibi özel reaksiyonlarla karakterize edilir.

Aldehitlerin kimyasal özelliklerinden bahsedecek olursak oksidasyon reaksiyonundan da bahsetmek gerekir. Bu tür reaksiyonlar arasında “gümüş ayna” reaksiyonu ve trafik ışığı reaksiyonu yer almaktadır.

"Gümüş aynanın" alışılmadık tepkisini gözlemleyerek gözlemleyebilirsiniz. ilginç deneyim. Bunu yapmak için, içine birkaç mililitre gümüş oksit amonyak çözeltisi dökmeniz ve ardından dört veya beş damla formaldehit eklemeniz gereken temiz bir şekilde yıkanmış bir test tüpüne ihtiyacınız olacak. Bu deneyi gerçekleştirirken bir sonraki adım, test tüpünü bir bardağa yerleştirmektir. sıcak su ve sonra test tüpünün duvarlarında nasıl parlak bir tabakanın oluştuğunu görebilirsiniz. Ortaya çıkan bu kaplama metalik gümüş birikintisidir.

Ve işte sözde "trafik ışığı" tepkisi:

Aldehitlerin fiziksel özellikleri

Şimdi bir göz atalım fiziksel özellikler aldehitler. Bu maddelerin özellikleri nelerdir? Şunu belirtmek gerekir ki bir sayı basit aldehitler renksiz bir gazdır, daha karmaşık olanlar sıvı formunda sunulur, ancak daha yüksek aldehitler katıdır. Daha fazla moleküler ağırlık aldehitlerin kaynama noktası ne kadar yüksek olursa. Örneğin propiyonaldehit 48,8 derecede kaynama noktasına ulaşırken propil alkol 97,8 0C'de kaynar.

Aldehitlerin yoğunluğundan bahsedersek, birden azdır. Örneğin, asetaldehit ve formik aldehit suda iyi çözünme eğilimindedir ve daha fazlası karmaşık aldehitlerçözünme yeteneği daha zayıftır.

Aldehitler şu şekilde sınıflandırılır: alt sıra keskin ve hoş olmayan bir kokuya sahipken, katı ve suda çözünmez, aksine hoş bir çiçek kokusuyla karakterize edilir.

Doğada aldehitlerin bulunması

Doğada temsilcileri her yerde bulunur çeşitli gruplar aldehitler. Bitkilerin yeşil kısımlarında bulunurlar. Bu, formik aldehit CH2O'yu içeren en basit aldehit gruplarından biridir.

Daha fazlasına sahip aldehitler karmaşık kompozisyon. Bu türler vanilin veya üzüm şekerini içerir.

Ancak aldehitler her türlü etkileşime kolayca girme yeteneğine sahip olduklarından ve oksitlenme ve indirgenme eğilimlerine sahip olduklarından aldehitlerin oldukça yetenekli olduğunu güvenle söyleyebiliriz. çeşitli reaksiyonlar ve bu nedenle saf hallerinde son derece nadirdirler. Ancak bunların türevleri hem bitki hem de hayvan ortamlarında her yerde bulunabilir.

Aldehitlerin uygulanması

Aldehit grubu birçok yerde bulunur. doğal maddeler. Onların ayırt edici özellik en azından birçoğu kokudur. Örneğin, yüksek aldehitlerin temsilcileri çeşitli aromalara sahiptir ve uçucu yağların bir parçasıdır. Bildiğiniz gibi bu tür yağlar çiçekli, baharatlı ve hoş kokulu bitkilerde, meyve ve sebzelerde bulunur. Endüstriyel malların üretiminde ve parfüm üretiminde geniş çapta kullanım alanı bulmuşlardır.

Alifatik aldehit CH3(CH2)7C(H)=O turunçgil esansiyel yağlarında bulunabilir. Bu tür aldehitler turuncu bir kokuya sahiptir ve kullanılır. gıda endüstrisi tatlandırıcı madde olarak, ayrıca kozmetik, parfüm ve ev kimyasalları, bir koku olarak.

Formik aldehit, keskin, kendine özgü bir kokusu olan ve suda kolayca çözünen renksiz bir gazdır. Çok sulu çözelti formaldehit ayrıca formaldehit olarak da adlandırılır. Formaldehit çok zehirlidir, ancak tıpta seyreltilmiş halde dezenfektan olarak kullanılır. Aletleri dezenfekte etmek için kullanılır ve zayıf solüsyonu, aşırı terleme durumunda cildi yıkamak için kullanılır.

Ayrıca formaldehit, deride bulunan protein maddelerle birleşme özelliğine sahip olduğundan deri tabaklamada kullanılır.

İÇİNDE tarım formaldehitin ekimden önce tahılın işlenmesinde etkili olduğu kanıtlanmıştır. Ekipman ve ev ihtiyaçları için çok gerekli olan plastiklerin üretiminde kullanılır.

Asetaldehit, çürük elma kokusuna sahip, suda kolayca çözünen, renksiz bir sıvıdır. Asetik asit ve diğer maddelerin üretiminde kullanılır. Ama o olduğundan zehirli madde Vücudun zehirlenmesine veya gözlerin ve solunum yollarının mukoza zarının iltihaplanmasına neden olabilir.

Aldehitler, -SON karbonil grubunu içeren bir organik bileşik sınıfıdır. hidrokarbon radikalleri-al ekinin eklenmesiyle Genel formül doymuş aldehitler CnH2n+1COH. Adlandırma ve izomerizm

Bu iki bileşik grubunun isimlendirilmesi farklı şekilde yapılandırılmıştır.. Aldehitlerin önemsiz isimleri bunları oksidasyon sırasında dönüştükleri asitlerin önemsiz adlarıyla ilişkilendirin

İtibaren ketonlar sadece birkaçı var önemsiz isimler(örneğin aseton). Onlar için yaygın olarak kullanılır radikal fonksiyonel isimlendirme keton adlarının karbonil grubuyla ilişkili radikallerin adları kullanılarak verildiği. IUPAC isimlendirmesine göre aldehitlerin adları aynı sayıda karbon atomuna sahip bir hidrokarbonun adından son eklenerek türetilir –al.Ketonlar için bu terminolojinin sona ermesi gerekir -O. Sayı, fonksiyonel grubun keton zincirindeki konumunu gösterir.

Birleştirmek	Önemsiz ve radikal fonksiyonel isimlendirmelere göre isimler	IUPAC adları
	formaldehit;	formaldehit
	metanal asetaldehit	;
	asetaldehit	etanal
	propiyonaldehit	propiyonal
	bütiraldehit	bütanal
	izobutiraldehit	metilpropanal
	valeraldehit	beşli
	izovaleraldehit	3-metilbütanal
	aseton; dimetil keton	propanon
	metil etil keton	butanon
	metilpropil keton	pentanon-2

metil izopropil keton 3-metilbütanon-2 Aldehit ve ketonların izomerizmi isimlendirme tarafından tamamen yansıtılmıştır ve yorum gerektirmez. Aldehitler ve ketonlar aynı numara

karbon atomları izomerlerdir

– Biri tuz olan karboksilik asitlerin kalsiyum veya baryum tuzlarının pirolizi formik asit, aldehitler verir.

– Geminalin hidrolizi ( bir karbon üzerindeki ikame ediciler ) dihaloalkanlar

– Asetilen ve homologlarının hidrasyonu, cıva sülfatın varlığında (Kucherov reaksiyonu) veya heterojen bir katalizör üzerinde meydana gelir.

Fiziksel özellikler. Formik aldehit bir gazdır. Geriye kalan düşük aldehitler ve ketonlar suda çok az çözünen sıvılardır. Aldehitlerin boğucu bir kokusu vardır. Ketonlar genellikle güzel kokar. 1. R. Oksidasyon Aldehitler kolayca karboksilik asitlere oksitlenir. Oksitleyici maddeler bakır (II) hidroksit, gümüş oksit, hava oksijeni olabilir:

Aromatik aldehitlerin oksitlenmesi alifatik olanlara göre daha zordur. Yukarıda belirtildiği gibi ketonların oksitlenmesi aldehitlere göre daha zordur. Ketonların oksidasyonu, güçlü oksitleyici maddelerin varlığında zorlu koşullar altında gerçekleştirilir. Karboksilik asitlerin karışımı sonucu oluşur. Bu metalik gümüş üretir. Deneyden hemen önce bir gümüş oksit çözeltisi hazırlanır:

Aldehitler ayrıca taze hazırlanmış açık mavi amonyak bakır(II) hidroksit çözeltisini (Fehling reaktifi) sarı bakır(I) hidroksite indirger; bu, ısıtıldığında parlak kırmızı bir bakır(I) oksit çökeltisi açığa çıkarmak üzere ayrışır. CH3-CH=O + 2Cu(OH)2 - CH3COOH+2CuOH+H2O 2CuOH->Cu2O+H2O

2. R. Katılımlar. Hidrojenasyon, hidrojenin eklenmesidir. Karbonil bileşikleri, hidrojen, lityum alüminyum hidrit ve sodyum borohidrit ile alkollere indirgenir. Hidrojen C=O bağı yoluyla eklenir. Reaksiyon alkenlerin hidrojenlenmesinden daha zordur: ısı, yüksek basınç ve bir metal katalizör (Pt,Ni) gerektirir.