KOMPONIMET QË PËRMBAJNË OXIGJEN

PËRBËRJET E KARBONILIT
ALDEHID DHE

Përbërjet organike, molekulat e të cilave përmbajnë një grup karbonilquhen komponime karbonile. Në varësi të natyrës së zëvendësuesve të lidhur me grupin karbonil, përbërjet karbonil ndahen në aldehide, ketone, acide karboksilike dhe derivatet e tyre funksionale.

ALDEHIDET

Aldehidet janë komponime organike që përmbajnë një grup karbonil në të cilin një atom karboni është i lidhur me një radikal dhe një atom hidrogjeni, domethënë formula e përgjithshme e aldehideve.. Një përjashtim është aldehidi formik., në të cilën, siç shihet,R= H.

izomerizmi

Aldehidet karakterizohen nga izomeria e radikalit hidrokarbur, i cili mund të ketë një zinxhir normal (të padegëzuar) dhe një të degëzuar, si dhe izomerinë ndërklasore me ketonet. Për shembull ,

O II CH 3 -CH 2 -CH 2 -C Unë H	O II CH 3 -CH-C Unë unë H CH 3	O II CH 3 -CH 2 -C	– CH 3
aldehid butirik ose butanal	izobutirike aldehid ose 2-metil-propanal	metil etil keton ose butanone -2

Faturë

1. Metodat më të përdorura për marrjen e aldehideve janë oksidimi dhe dehidrogjenimi katalitik i alkooleve primare.

a) Oksidimi i alkooleve primare.
Siç mund të shihet, acidet formohen pas oksidimit të mëtejshëm. Këto reagime janë dhënë tashmë kur merren parasysh vetitë kimike të alkooleve.

b) Dehidrogjenimi i alkooleve primare. Reaksioni kryhet duke kaluar avujt e alkoolit të ngrohur në 200-300° Me një katalizator, i cili përdor bakër, nikel, kobalt, etj.

2. Është zhvilluar një metodë për prodhimin e acetaldehidit nga oksidimi i etilenit me oksigjen atmosferik në prani të kripërave të bakrit dhe paladiumit.

3. Aldehidi acetik fitohet nga hidratimi i acetilenit sipas reaksionit Kucherov.

		O II
HC º CH + H 2 O –– HgSO 4 ® –– ® CH 3 –C
	fajëso- peshkimi alkoolit	Unë H acetik aldehide

Reaksioni Kucherov tashmë është konsideruar në detaje kur studiohen vetitë kimike të hidrokarbureve acetileni.

4. Aldehidet përftohen nga hidroliza e derivateve dihalogjene të hidrokarbureve, por vetëm ato në të cilat të dy atomet halogjene ndodhen në një nga atomet terminale të karbonit.

CH 3 -CH 2 -		2H 2 O ® + 2 HCl
1,1-dikloropropan		1,1-propanediol | | ¯

Nën veprimin e ujit në një dihaloalkil në një mjedis alkalik ose acid, reagimi i hidrolizës së tij kalon në fazën e formimit të një alkooli dihidrik që përmban dy grupe hidroksil në një atom karboni.
Alkoolet e tilla, për shkak të paqëndrueshmërisë së tyre në momentin e formimit, humbasin ujë dhe formojnë aldehide.

Vetitë fizike

Aldehidi më i thjeshtë formike - një gaz me erë shumë të athët. Aldehidet e tjera më të ulëta janë lëngje që janë lehtësisht të tretshme në ujë. Aldehidet kanë një erë mbytëse, e cila, me hollimin e përsëritur, bëhet e këndshme, duke kujtuar erën e frutave. Aldehidet vlojnë në një temperaturë më të ulët se alkoolet me të njëjtin numër atomesh karboni. Kjo c për shkak të mungesës së lidhjeve hidrogjenore në aldehide. Në të njëjtën kohë, pika e vlimit të aldehideve është më e lartë se ajo e hidrokarbureve që korrespondojnë me peshën molekulare, e cila shoqërohet me polaritetin e lartë të aldehideve.
Vetitë fizike të disa aldehideve janë paraqitur në tabelë.

tabela . Vetitë fizike të disa aldehideve

Emri	Formula	t ° zierje, °C	t ° katror, °C	d4 20
Formike aldehide	O II H–C Unë H	92,0	21,0	0,815 (në 20°C)
Ocetike aldehide	O II CH 3 -C Unë H	123,5	21,0	0,780
propionike aldehide	O II CH 3 - CH 2 - C Unë H	102,0	48,8	0,807
Vaj aldehide	O II CH 3 -CH 2 -CH 2 -C Unë H	99,0	75,7	0,817
izobutirike aldehide	O II CH 3 -CH-C Unë unë CH 3 H	65,9	64,0	0,794

Vetitë kimike

Aldehidet karakterizohen nga reaktivitet i lartë. Shumica e reagimeve të tyre janë për shkak të pranisë së një grupi karbonil. Atomi i karbonit në grupin karbonil është në gjendje sp2- hibridizimi dhe formon tre s - lidhjet (njëra prej tyre është lidhja C–O ), të cilat ndodhen në të njëjtin rrafsh në një kënd prej 120° me njëri-tjetrin.

Skema e strukturës së grupit karbonil

Lidhja e dyfishtë e grupit karbonil është e ngjashme në natyrën fizike me lidhjen e dyfishtë midis atomeve të karbonit, d.m.th. s- dhe p - lidhjet, e fundit prej të cilave formohet nga p-elektrone të atomeve të karbonit dhe oksigjenit. Për shkak të elektronegativitetit më të madh të atomit të oksigjenit në krahasim me atomin e karbonit, lidhja C=O polarizuar fort për shkak të zhvendosjes së densitetit të elektroneve fq - lidhjet me atomin e oksigjenit, si rezultat i të cilave një negativ i pjesshëm ( d-) , dhe në atomin e karbonit - i pjesshëm pozitiv ( d + ) tarifat: .

Për shkak të polarizimit, atomi i karbonit i grupit karbonil ka veti elektrofilike dhe është në gjendje të reagojë me reagentët nukleofilik. Reaksionet më të rëndësishme të aldehideve janë reaksionet e shtimit nukleofilik në lidhjen e dyfishtë të grupit karbonil.

1. Një nga reaksionet tipike të shtimit nukleofilik të aldehideveeshte nje shtimi i acidit hidrocianik (hidrocianik). duke çuar në formimin a - oksinitrile.

Ky reagim përdoret për të zgjatur zinxhirin e karbonit dhe për të prodhuar a - acide hidroksi.

2. Shtimi i hidrosulfitit të natriumitjep substanca kristalore që zakonisht quhen derivate hidrosulfite të aldehideve.

Derivatet e përmendura hidrolizohen lehtësisht në çdo mjedis, duke çuar në përbërjen origjinale të karbonilit. Pra, kur nxehet me një zgjidhje sode, një derivat hidrosulfit i acetaldehidit, formohet vetë acetaldehidi.

Kjo veti përdoret për të pastruar aldehidet dhe për t'i izoluar ato nga përzierjet.

3. Shtimi i alkoolevete aldehidet çon në formimin e hemiacetaleve - komponimeve,në të cilin atomi i karbonit është i lidhur me hidroksil (–OH) dhe alkoksi (–O R ) grupe.

Kur hemiacetalet trajtohen me një tepricë të alkoolit në një mjedis acid, formohen acetalet - komponime në të cilat atomi i karbonit është i lidhur me dy grupe alkoksi (reaksioni i ngjan sintezës së etereve nga alkoolet).

Ndryshe nga eteret, acetalet hidrolizohen nga acidet për të formuar një alkool dhe një aldehid.

4. Shtimi i hidrogjenitte aldehidet kryhet në prani të katalizatorëve ( Ni, Co, Pd etj) dhe çon në formimin e alkooleve primare.

Hidridi i aluminit të litiumit po përdoret gjithnjë e më shumë si një agjent reduktues. LiAlH 4 dhe borohidridi i natriumit NaBH4.
Përveç reaksioneve të shtimit në grupin karbonil, aldehidet karakterizohen edhe nga reaksione oksidimi.

5. Oksidimi . Aldehidet oksidohen lehtësisht për të formuar acidet karboksilike përkatëse.

a) tretësirë ​​amoniaku e oksidit të argjendit[ Ag (NH 3 ) 2 ] OH kur nxehet me aldehide, ai oksidon aldehidin në një acid (në formën e kripës së tij të amonit) me formimin e argjendit të lirë metalik. Argjendi i reduktuar depozitohet në një shtresë të hollë në muret e enës kimike në të cilën zhvillohet reaksioni dhe fitohet një pasqyrë argjendi. Ky reagim, i cili për këtë arsye quhet "pasqyra e argjendit", shërben si një reagim cilësor ndaj aldehideve.

b) një reaksion tjetër karakteristik është oksidimi i aldehideve me hidroksid bakri ( II).

Kur nxehet hidroksidi blu i bakrit ( II ) me një tretësirë ​​të acetaldehidit, një precipitat i kuq i oksidit të bakrit ( Unë ). Në këtë rast, acetaldehidi oksidohet në acid acetik, dhe bakri me gjendje oksidimi +2 reduktohet në bakër me gjendje oksidimi +1. Aldehidi formik (formaldehidi) zë një vend të veçantë midis aldehideve. Për shkak të mungesës së radikalit formik aldehid, ai ka disa veti specifike. Oksidimi i formaldehidit, për shembull, kryhet në dioksid karboni CO 2 .
Formaldehidi polimerizohet lehtësisht për të formuar polimere ciklike dhe lineare. Pra, në një mjedis acid, ai formon një trimer ciklik - trioksimetileni.

Formaldehidi i gaztë i thatë në prani të katalizatorëve formon poliformaldehid me peshë të lartë molekulare. Polimerizimi i formaldehidit i ngjan polimerizimit të alkeneve.

O –– kat®

H Unë …–C Unë H

H Unë -O-C-O-... Unë H

––––– ®

…–H 2 C–O (H 2 C–O) n H 2 C–O–…

Në tretësirat ujore, formaldehidi formon një polimer të quajtur paraform.

n CH 2 \u003d O + H 2 O ® HOCH 2 ( OCH 2 ) n-2 OCH 2 OH
(paraformë)

Me rëndësi të veçantë praktike është reaksioni i polikondensimit të formaldehidit me fenol për të formuar rrëshira fenol-formaldehide. Nën veprimin e katalizatorëve alkaline ose acidikë në një përzierje fenoli dhe formaldehidi, kondensimi ndodh në pozicionet ortho dhe para.

Rritja e molekulës për shkak të kondensimit të fenolit me formaldehid kryhet në temperaturë normale në një drejtim linear.

					CH2OH /

etj.
Në total, reagimi i polikondensimit të fenolit me formaldehid mund të përfaqësohet si më poshtë:

		O+(n+1)		katalizator			NH2O
				–––––––– ®

Rrëshirat fenol-formaldehid janë rrëshirat e para sintetike industriale, prodhimi i tyre me emrin "Bakelite" filloi për herë të parë në vitin 1909. Rrëshirat fenol-formaldehid përdoren në prodhimin e plastikës së ndryshme. Në kombinim me mbushës të ndryshëm, plastika të tilla quhen fenolike. Përveç kësaj, rrëshirat fenol-formaldehid përdoren në prodhimin e ngjitësve dhe llaqeve të ndryshme, materialeve termoizoluese, plastikës së drurit, kallëpeve etj.

Aplikacion

Tashmë është thënë shumë për përdorimin e formaldehidit. Përveç kësaj, përdoret për të marrë rrëshira karbamide nga ndërveprimi me ure, në bazë të së cilës prodhohet plastika, e cila është e nevojshme për nevojat e inxhinierisë elektrike. Tretësirat e formaldehidit (formalin) përdoren në industrinë e lëkurës për rrezitje të lëkurës, për dezinfektimin e drithërave dhe dyqaneve të perimeve, serave, serave, për veshjen e farave para mbjelljes, për ruajtjen e preparateve anatomike, si dhe në prodhimin e barnave të caktuara.
Aldehidi acetik është lëndë ushqyese për prodhimin e acidit acetik, anhidrit acetik, alkoolit etilik, acetatit etilik dhe produkteve të tjera të vlefshme në shkallë industriale, dhe rrëshirave të ndryshme sintetike kur kondensohen me amina dhe fenole.

KETONET

Ketonet janë komponime në të cilat grupi karbonil është i lidhur me dy radikale hidrokarbure. Formula e përgjithshme e ketoneve, ku R mund të përputhet me R".

izomerizmi

Ketonet karakterizohen nga izomeria e radikaleve hidrokarbure, izomeria e pozicionit te grupit karbonil dhe izomeria nderklase me aldehidet.

Faturë

Pothuajse të gjitha metodat e përgatitjes të dhëna më parë për aldehidet (shih "") janë gjithashtu të zbatueshme për ketonet.

1. Oksidimi i alkooleve dytësore.

2. Dehidrogjenimi i alkooleve dytësore.

3. Hidratimi i homologëve të acetilenit (reaksioni Kucherov).

4. Hidroliza e hidrokarbureve të dihalogjenizuaraqë përmban të dy atomet halogjene në një nga atomet e mesme të karbonit në zinxhir.

CH 3 -	Cl Unë C–CH 3(2,2-dikloropropan)+ 2H2O® (2,2-propanediol) + 2 HCl
		CH 3 -	O II C - CH 3 + H 2 O (dimetil keton (aceton))

5. Ketonet fitohen gjithashtu nga piroliza e kripërave të kalciumit të acideve karboksilike kur ato nxehen.O
II
CH 3 -C
Unë
O

Vetitë fizike

Ketonet e poshtme janë lëngje që treten lehtësisht në ujë. Në përgjithësi, ketonet kanë një erë të këndshme, që të kujton erën e luleve. Ashtu si aldehidet, ketonet ziejnë në një temperaturë më të ulët se alkoolet përkatëse, por më të larta se hidrokarburet. Vetitë fizike të disa ketoneve janë paraqitur në tabelë.

Tabela. Vetitë fizike të disa ketoneve

Emri	Formula	t ° katror, °C	t ° zierje, °C	d4 20
Aceton (dimetil keton) 42,0	102,7	0,816

Vetitë kimike

Ashtu si aldehidet, ketonet janë shumë reaktive. Aktiviteti kimik i aldehideve dhe ketoneve është sa më i lartë, aq më i madh është ngarkesa pozitive në atomin e karbonit të grupit karbonil. Radikalët që rrisin këtë ngarkesë pozitive rrisin ndjeshëm reaktivitetin e aldehideve dhe ketoneve, ndërsa radikalët që reduktojnë ngarkesën pozitive kanë efekt të kundërt. Në ketone, dy grupe alkile dhurojnë elektron, gjë që e bën të qartë pse ketonet janë më pak aktivë në reaksionet e shtimit nukleofilik në krahasim me aldehidet.
Shembuj të reaksioneve të këtij lloji për aldehidet u konsideruan në detaje më herët (shih ""), prandaj, duke dhënë disa shembuj të reaksioneve të shtimit nukleofilik në grupin karbonil të ketoneve, do t'i kushtojmë vëmendje vetëm ndryshimeve në vetitë e tyre kimike nga aldehidet.

1. Aderimi i acidit hidrocianik.

R \ C=O(keton) + H– CN – KCN ® CH 3 – / R'(keton) + H SO 3 Na ® R - / R'

Oh Unë C - SO 3 Na (hidrosulfit derivati ​​i ketonit) Unë R'

Duhet të theksohet se vetëm ketonet metil reagojnë me hidrosulfit natriumi, d.m.th. ketonet që kanë grupimin CH3.

3. Krahasuar me aldehidet, ketonet nuk reagojnë me alkoolet.

4. Shtimi i hidrogjenit. Shtimi i hidrogjenit në ketone çon në formimin e alkooleve dytësore.

5. Ketonet janë shumë më të vështira për t'u oksiduar sesa aldehidet. Oksigjeni i ajrit dhe agjentët oksidues të dobët nuk oksidojnë ketonet. Ketonet nuk japin një reaksion "pasqyrë argjendi" dhe nuk reagojnë me hidroksid bakri ( II ). Nën veprimin e agjentëve të fortë oksidues në kushte të vështira, zinxhiri i karbonit i molekulës së ketonit shkatërrohet pranë grupit karbonil dhe acidet (nganjëherë ketonet, në varësi të strukturës së ketonit origjinal) formohen me një numër më të vogël atomesh karboni.

Aplikacion

Acetoni, përfaqësuesi më i thjeshtë i ketoneve, ka aplikimin më të gjerë industrial. Acetoni është një tretës i vlefshëm që përdoret në industrinë e bojës dhe llakut, në prodhimin e pëlhurës prej fije artificiale, filmit dhe pluhurit pa tym. Gjithashtu shërben si lëndë e parë në prodhimin e acidit metakrilik, metil metakrilatit (prodhimi i qelqit organik të pathyeshëm), metilizobutil ketonit etj.

FUNDI I SEKSIONIT

Aldehidet dhe ketonet karakterizohen nga prania e një grupi karbonil në molekulë. Në aldehidet, grupi karbonil është i lidhur me një atom hidrogjeni dhe një radikal hidrokarbur. Të gjitha aldehidet përmbajnë një grup

i quajtur grupi aldehid.

Formula e përgjithshme e aldehideve:

Një molekulë aldehide përmban dy atome më pak hidrogjen se molekula përkatëse e alkoolit.

d.m.th., një aldehid është një alkool i dehidrogjenuar (i oksiduar). Prandaj emri "aldehid" - nga kombinimi i dy fjalëve latine të shkurtuara alkool dehydrogenatus (alkool i dehidrogjenuar).

Aldehidet kufitare dhe ketonet kanë të njëjtën formulë totale

Nomenklatura dhe izomeria. Emrat e aldehideve vijnë nga emrat e acideve të ngopura në të cilat ato shndërrohen gjatë oksidimit. Kjo për faktin se shumë acide u zbuluan dhe u emëruan më herët se aldehidet e tyre përkatëse.

Emrat dhe formulat e disa prej aldehideve më të thjeshta janë dhënë më poshtë:

Për të përpiluar emrat e aldehideve sipas nomenklaturës së Gjenevës, emrit të një hidrokarburi me të njëjtin numër atomesh karboni i shtohet mbaresa al. Në raste komplekse, pozicioni i grupit aldehid tregohet nga një numër që vendoset pas këtij përfundimi:

Izomerizmi i aldehideve është për shkak të izomerizmit të zinxhirit të atomeve të karbonit të radikalit hidrokarbur:

Emrat e ketoneve sipas nomenklaturës racionale rrjedhin nga emrat e radikalëve të përfshirë në molekulën e tyre, me shtimin e ketonit fundor, për shembull:

Disa ketone kanë emra historikë, për shembull, keton dimetil quhet aceton.

Sipas nomenklaturës së Gjenevës, emrat e ketoneve prodhohen duke shtuar mbaresën he në emrin e hidrokarburit përkatës. Në rastin e një zinxhiri keton të degëzuar, numërimi i atomeve të karbonit fillon nga fundi më afër degës (sipas rregullave për numërimin e hidrokarbureve). Nje vend

i zënë nga një grup karbonil tregohet në emër me një difra pas fundit, për shembull:

vetitë fizike. Anëtari i parë i serisë homologe të aldehideve është aldehidi formik - gazi; përfaqësues të mesëm të lëngut; aldehidet më të larta janë të ngurta. Aldehidet e poshtme kanë një erë të athët dhe përzihen mirë me ujë. Aldehidet mesatare janë pak të tretshëm në ujë; aldehidet e larta janë të patretshme. Të gjitha aldehidet janë lehtësisht të tretshme në alkool dhe eter.

Ketonet e poshtme janë lëngje me erë karakteristike që përzihen lehtësisht me ujë. Ketonet më të larta janë të ngurta. Të gjitha ketonet janë shumë të tretshme në alkool dhe eter.

Reaksionet kimike të aldehideve dhe ketoneve. Aldehidet dhe ketonet janë komponime organike jashtëzakonisht reaktive. Shumë nga reagimet e tyre vazhdojnë pa ngrohje dhe presion. Veçanërisht karakteristike për aldehidet dhe ketonet janë reaksionet që ndodhin me pjesëmarrjen e një grupi karbonil. Sidoqoftë, ka disa ndryshime në reagimet e aldehideve dhe ketoneve. Në përgjithësi, aldehidet janë më reaktive se ketonet.

Reaksionet e shtimit: Një sërë substancash të ndryshme mund t'i shtohen grupit karbonil të aldehideve dhe ketoneve. Në këtë rast, një nga lidhjet që lidh atomet e oksigjenit dhe karbonit në grupin karbonil prishet dhe pjesë të reaktantit i shtohen valencave të lira të formuara. Nëse substanca e bashkimit përmban hidrogjen, atëherë ky i fundit drejtohet gjithmonë drejt oksigjenit karbonil; grupi karbonil shndërrohet në një grup hidroksil:

Nga pikëpamja elektronike, kjo "veçori reaktive e oksigjenit karbonil në aldehide dhe ketone shpjegohet me faktin se retë elektronike që formojnë një lidhje midis atomeve të karbonit dhe oksigjenit në grupin karbonil zhvendosen në atomin e oksigjenit, pasi ky i fundit tërheq elektronet më fort se atomi i karbonit. Si rezultat, lidhja e dyfishtë është shumë e polarizuar:

Substanca të ndryshme shtohen në një lidhje të dyfishtë të polarizuar në një drejtim të caktuar. Konsideroni disa reaksione shtesë karakteristike për aldehidet dhe ketonet.

Shtimi i acidit hidrocianik Lidhja në molekulën e acidit hidrocianik është gjithashtu e polarizuar, dhe për këtë arsye hidrogjeni, i cili ka një ngarkesë pozitive, është i lidhur me atomin e oksigjenit, dhe grupi me atomin e karbonit:

Mjetet që rezultojnë në këtë rast quhen cianogiorins (ose oksinitrile) dhe janë "komponime me funksione të përziera (që përmbajnë grup hidroksil dhe ciano). Oksinitrilet shërbejnë si lëndë fillestare për sintezën e përbërjeve të ndryshme organike.

Shtimi i bisulfitit të natriumit (sulfit natriumi acid

Përbërjet që rezultojnë (përbërjet bisulfite) janë substanca kristalore. Ato përdoren në praktikën laboratorike për të izoluar aldehidet dhe ketonet në gjendje të pastër nga përzierjet e tyre me substanca të tjera, pasi ato dekompozohen lehtësisht kur

duke zier me sodë ose me acide të holluara për të formuar aldehidet dhe ketonet fillestare.

Shtimi i përbërjeve organometalike në grupin karbonil të aldehideve dhe ketoneve diskutohet në faqen 165.

Reduktimi i aldehideve dhe ketoneve mund të shihet si shtimi i një molekule hidrogjeni në një grup karbonil. Kur reduktohen aldehidet, formohen alkoolet primare, dhe kur reduktohen ketonet, formohen ato sekondare:

Reaksionet e zëvendësimit në serinë e aldehideve dhe ketoneve çojnë në zëvendësimin e oksigjenit të grupit karbonil me atome ose radikale të tjera.

Veprimi i fosforit pentahalid. Nën veprimin e, për shembull, pentaklorurit të fosforit, oksigjeni karbonil zëvendësohet nga dy atome klori dhe formohet një hidrokarbur dihaloid:

Këto dihalide, duke reaguar me ujin, janë në gjendje të japin përsëri aldehidet dhe ketonet origjinale.

Veprimi i hidroksilaminës. Nën veprimin e hidroksilaminës në aldehidet dhe ketonet, përkatësisht, formohen aldoksimat dhe ketoksimat (hidroksilamina mund të konsiderohet si amoniak, në të cilin një atom hidrogjeni zëvendësohet nga hidroksil):

Oksimet që rezultojnë nga ky reaksion janë në shumicën e rasteve substanca kristalore dhe shërbejnë për zbulimin dhe izolimin e aldehideve dhe ketoneve të pastra.

Reaksionet e oksidimit. Aldehidet oksidohen lehtësisht nga agjentë të ndryshëm oksidues, duke u shndërruar në acide karboksilike:

Për shembull, aldehidet heqin lehtësisht oksigjenin nga oksidet e disa metaleve. I ashtuquajturi reaksion i pasqyrës së argjendit bazohet në këtë veti. Ai qëndron në faktin se duke ngrohur aldehidin me një tretësirë ​​amoniaku të oksidit të argjendit, aldehidi oksidohet në acid dhe oksidi i argjendit reduktohet në argjend metalik:

Argjendi metalik vendoset në muret e enës dhe formon një sipërfaqe pasqyre me shkëlqim.

Ketonet janë shumë më të vështira për t'u oksiduar. Vetëm me oksidim shumë të fuqishëm zinxhiri i tyre i karbonit prishet, formohen dy acide, për shembull:

Reaksionet që përfshijnë një atom hidrogjeni në pozicionin - në raport me grupin karbonil.

veprimi i halogjeneve. Grupi karbonil i aldehideve dhe ketoneve ndikon fuqishëm në lëvizshmërinë e atomeve të hidrogjenit të vendosura në karbonin pranë pozicionit të grupit karbonil. Kështu, për shembull, kur bromi ose klori vepron mbi aldehidet ose ketonet, ato zëvendësojnë lehtësisht atomet e hidrogjenit në pozicionin -:

Atomet halogjene që kanë hyrë në pozicionin - në grupin karbonil të aldehideve ose ketoneve kanë gjithashtu një reaktivitet shumë të lartë.

Reaksionet e kondensimit. Reaksionet e kondensimit quhen reaksione të ngjeshjes në të cilat krijohen lidhje të reja karbon-karbon. Reaksionet e kondensimit mund të vazhdojnë pa lëshimin e molekulave të thjeshta (ujë, amoniak, klorur hidrogjeni etj.) ose me çlirimin e tyre.

Aldehidet hyjnë lehtësisht në reaksionet e kondensimit. Kështu, për shembull, një molekulë acetaldehidi nën veprimin e sasive të vogla të alkalit të holluar në të ftohtë kondensohet me një molekulë tjetër të të njëjtit aldehid:

Përbërja që rezultoi që përmbante grupe aldehide dhe alkooli u quajt aldol (shkurtim i alkoolit aldehid), dhe reagimi i mësipërm u quajt kondensimi aldol. Siç mund të shihet nga ekuacioni i reaksionit, kondensimi i aldolit ndodh për shkak të atomit të lëvizshëm të hidrogjenit në pozicionin - ndaj grupit karbonil.

Në kushte disi të ndryshme, kondensimi mund të vazhdojë me formimin e një lidhjeje të re të dyfishtë karbon-karbon:

Përbërja që rezulton quhet aldehid krotonik, dhe reaksioni quhet kondensim krotonik.

Ketongët janë gjithashtu të aftë për reaksione kondensimi, të cilat janë disi më të komplikuara se sa për aldehidet.

Reaksionet tipike të aldehideve. Për aldehidet, si komponime më reaktive se ketonet, reaksionet e mëposhtme janë gjithashtu karakteristike:

Formimi i estereve. Nëse aldehidit i shtohet një sasi e vogël e alkoolatit të aluminit, atëherë ndodh një reaksion energjik, në të cilin, si të thuash, ndodh oksidimi i një molekule aldehidi për shkak të reduktimit të një molekule tjetër aldehide dhe formohet një ester:

Ky reagim quhet reaksioni Tishchenko, sipas emrit të shkencëtarit rus që e zbuloi.

formimi i acetaleve. Kur aldehidet nxehen me alkool në prani të sasive të vogla të acideve minerale, ndodh reagimi i mëposhtëm:

Përbërja që rezulton quhet acetal dhe është, si të thuash, një eter i thjeshtë i një alkooli dihidrik të paqëndrueshëm:

Reagimi i formimit të acetalit është i kthyeshëm. Pas hidrolizës në prani të acideve, acetalet dekompozohen lehtësisht për të formuar aldehidet dhe alkoolet fillestare. 4

Polimerizimi. Aldehidet mund të formojnë polimere lineare ose ciklike, dhe në të dyja rastet, mbetjet e molekulave të aldehidit janë të lidhura së bashku përmes një atomi

Acidet minerale përdoren si substanca që përshpejtojnë polimerizimin e aldehideve. Polimeret ciklike, kur nxehen, ndahen në molekula të aldehideve fillestare.

Mënyrat për të marrë. Oksidimi i alkoolit. Siç e dimë tashmë, aldehidet formohen gjatë oksidimit të alkooleve parësore, dhe ketonet formohen gjatë oksidimit të atyre sekondare. Oksidimi mund të kryhet duke përdorur agjentë të ndryshëm oksidues, për shembull, bikromat kaliumi në një mjedis acid ose oksigjen ajri në prani të katalizatorëve - platin, bakër, etj. Në të dyja rastet, reaksionet vazhdojnë sipas skemës:

Marrja nga hidrokarburet e dihalogjenizuara. Nëse të dy atomet halogjene janë në të njëjtin atom karboni, atëherë kur derivatet e tillë halogjen nxehen me ujë ose më mirë me alkali, formohen aldehide ose ketone:

Veprimi i ujit mbi hidrokarburet acetilenike (reaksioni i Kucherov). Kur uji vepron mbi acetilenin në prani të kripërave dyvalente të merkurit, fitohet acetaldehidi:

Homologët e acetilenit në këto kushte formojnë ketone:

Oksosinteza. Oksosinteza është një metodë për marrjen e përbërjeve organike që përmbajnë oksigjen duke reaguar hidrokarburet e pangopura me monoksid karboni dhe hidrogjen në temperaturë të ngritur, në prani të një katalizatori kobalti dhe në presion. Si rezultat i këtij procesi, formohen aldehidet që përmbajnë një atom karboni më shumë se olefina origjinale:

Aldehidi formik (formaldehidi) Gaz pa ngjyrë me erë të athët, specifike; i tretshëm mirë në ujë. Një tretësirë ​​ujore e formaldehidit që përmban formaldehid në tretësirë ​​quhet formalinë. Kur tretësira avullohet, formaldehidi polimerizohet me formimin e një përzierjeje të ngurtë të polioksimetilenieve me peshë të ulët molekulare (paraformaldehid), e cila përsëri jep formaldehid nën veprimin e acideve.

Formaldehidi është anëtari i parë i serisë homologe të aldehideve. Në formulën e përgjithshme

formaldehidi ka një atom hidrogjeni në vend të një radikali alkil. Prandaj, disa veti kimike të formaldehidit ndryshojnë ndjeshëm nga vetitë e aldehideve të tjera të kësaj serie. Pra, nayrimeri, nën veprimin e alkaleve, formaldehidi, në ndryshim nga aldehidet e tjera yndyrore që janë rrëshirë me alkalet, formon alkool metil dhe një kripë të acidit formik;

Në këtë reagim, një molekulë e formaldehidit reduktohet në alkool, ndërsa tjetra oksidohet në acid.

Formaldehidi përdoret në sasi të mëdha për prodhimin e fenol-formaldehidit, ure dhe polimereve të tjera sintetike. Karakteristikat jashtëzakonisht të vlefshme zotërohen nga një polimer me molekular të lartë të formaldehidit - poliformaldehidi (f. 327).

Një sasi e konsiderueshme e formaldehidit shkon në përgatitjen e izoprenit (2-metilbutadien-1,3) - materiali fillestar për gomën sintetike.

Procesi i marrjes së izoprenit nga formaldehidi dhe izobutileni vazhdon në dy faza sipas skemës:

Faza e dytë e procesit zhvillohet në 200-220°C në prani të derivateve të acidit fosforik si katalizator.

Formaldehidi përdoret si lëndë fillestare për prodhimin e ngjyrave, produkteve farmaceutike, gomës sintetike, eksplozivëve dhe shumë përbërjeve të tjera organike. Formaldehidi është helmues dhe madje në përqendrime të vogla irriton mukozën.

Formalina (një tretësirë ​​ujore e formaldehidit) përdoret gjerësisht si një antiseptik (dezinfektues). Është interesante se efekti ruajtës i tymit gjatë pirjes së duhanit (peshk, mish) shpjegohet me efektin e fortë antiseptik të formaldehidit, i cili formohet si rezultat i djegies jo të plotë të karburantit dhe përmbahet në tym në sasi të vogla.

Një metodë industriale për marrjen e formaldehidit është oksidimi katalitik i metanolit. Metanoli oksidohet në fazën e gazit me oksigjen atmosferik në 500-600 °C:

Bakri metalik ose argjendi i depozituar në një bartës poroz inert ose në formën e një rrjete metalike përdoret si katalizator. (Kohët e fundit, ata filluan të përdorin një oksid hekuri-molibden më efikas

katalizator.) Për të ulur temperaturën e procesit, gjë që favorizon reaksionin e oksidimit dhe rritjen e rendimentit të formaldehidit, metanolit i shtohet 10-12% ujë.

Në fig. 15 tregon një diagram skematik të prodhimit të formaldehidit nga oksidimi i metanolit.

Avulluesi 2 merr metanolin nga rezervuari matës 1 dhe ajrin e pastruar përmes ventilatorit 4. Në avullues, metanoli i lëngshëm avullon dhe përzihet me ajrin, duke rezultuar në formimin e një përzierjeje avull-ajër me përmbajtje metanoli në përzierje. Përzierja avull-ajër e ngrohur në 100 °C hyn në aparatin e kontaktit 6, në të cilin metanoli oksidohet në

Oriz. 15. Skema e prodhimit të formaldehidit nga oksidimi i metanolit: 1 - dipstick; 2 - avullues; 3 - filtër; 4 - ventilator; 5 - ngrohës; 6 - aparat kontakti; 7 - frigorifer; 8, 10 - absorbues; 9 - ftohës i ndërmjetëm.

Produktet e reagimit dërgohen në frigoriferin 7, ku ftohen në 100-130 °C. Më pas futen në absorbuesit 8 dhe 10, në të cilët absorbohet formaldehidi i formuar. Absorberi 8 ujitet me një tretësirë ​​të holluar formaldehidi që vjen nga absorbuesi 10, i vaditur me ujë. Kështu, formaldehidi që rezulton del nga absorbuesi si një tretësirë ​​ujore që përmban 37.6% formaldehid dhe rreth 10% metanol. Prodhimi i formaldehidit është rreth 80%. Gazrat e shkarkimit nga absorbuesi 10 përmbajnë azot (rreth 70%), hidrogjen (rreth 20%) dhe sasi të vogla metan, oksigjen, monoksid karboni dhe dioksid karboni.

Kohët e fundit, një metodë për sintezën e formaldehidit ka marrë aplikim industrial me oksidim jo të plotë të metanit të koncentruar me oksigjen atmosferik:

Oksidet e azotit shërbejnë si katalizator. (Oksidimi kryhet., në një temperaturë prej rreth 600 ° C.

Aldehid acetik (acetaldehid) CH3-CHO. Lëng pa ngjyrë me erë të fortë, shumë i tretshëm në ujë; ritmin. balon +21°С. Nën veprimin e acideve, polimerizohet lehtësisht në polimere ciklike - paraldehid (i lëngshëm) dhe metaldehid (i ngurtë).

Aldehidi acetik është përbërësi fillestar më i rëndësishëm për prodhimin e acidit acetik, polimereve sintetikë, komponimeve medicinale dhe shumë substancave të tjera.

Në industri, metodat e mëposhtme për prodhimin e acetaldehidit përdoren më gjerësisht:

1. Hidratimi i drejtpërdrejtë i acetilenit me avujt e ujit në prani të katalizatorëve të merkurit të lëngshëm (sipas reaksionit Kucherov).

3. Oksidimi i drejtpërdrejtë i etilenit me oksigjen atmosferik në prani të katalizatorëve të lëngshëm të paladiumit.

Hidratimi i acetilenit në prani të katalizatorëve të merkurit kryhet duke kaluar acetilenin, të përzier me avujt e ujit në 90-100 ° C, në një hidratues të mbushur me një katalizator, të ashtuquajturin acid "kontakt" (një tretësirë ​​e sulfatit të merkurit në acid sulfurik). Hidratori gjithashtu merr vazhdimisht ose periodikisht) merkur metalik, i cili formon sulfat merkur me acidin sulfurik. Një përzierje e acetilenit dhe flluskave të avullit nëpër shtresën e acidit; në këtë rast ndodh hidratimi i acetilenit dhe formimi i acetaldehidit. Përzierja e avullit të gazit që del nga hidratori kondensohet dhe acetaldehidi i ndarë ndahet nga papastërtitë. Rendimenti i acetaldehidit (i llogaritur si acetilen) arrin në 95%.

Kur acetilen hidratohet në prani të katalizatorëve jo merkuri, acetilen hollohet me azot, përzihet me avull dhe përzierja e avullit të gazit që rezulton kalohet në temperaturë të lartë mbi një katalizator jo merkuri, siç janë oksidet e zinkut, kobaltit, kromi ose metale të tjera. Kohëzgjatja e kontaktit të përzierjes së avullit të gazit me katalizatorin është një pjesë e sekondës; si rezultat, nuk ka reaksione anësore, gjë që çon në një rritje të rendimentit të acetaldehidit dhe një produkti më të pastër.

Një metodë industriale shumë premtuese për prodhimin e acetaldehidit është oksidimi i drejtpërdrejtë i etilenit me oksigjen atmosferik në prani të katalizatorëve të lëngshëm të palladiumit:

Reagimi vazhdon sipas një skeme shumë më komplekse sesa tregohet më sipër, dhe formohen një numër nënproduktesh. Procesi kryhet në reaktorë tubarë në një temperaturë prej rreth 120 ° C dhe presion.

Aceton (dimetil keton) Lëng pa ngjyrë me erë karakteristike, i tretshëm në ujë, temp. balon 56,1 °C.

Acetoni është një tretës i shkëlqyeshëm për shumë substanca organike, dhe për këtë arsye përdoret gjerësisht në industri të ndryshme (prodhimi i fibrave artificiale, ilaçet, etj.). Acetoni përdoret gjithashtu për sintezën e përbërjeve të ndryshme organike.

A. E. Favorsky mori izopren nga acetoni dhe acetilen. Reagimi zhvillohet në tre faza:

Metoda kryesore industriale për prodhimin e acetonit është marrja e tij nga izopropilbenzeni njëkohësisht me fenolin (f. 234).

Një pjesë e acetonit përftohet nga dehidrogjenimi oksidativ ose dehidrogjenimi i alkoolit izopropil.

Dehidrogjenimi oksidativ i alkoolit izopropil mund të kryhet mbi një katalizator argjendi në 450-500 °C:

Dioksidi i karbonit, propyleni dhe acidi acetik formohen si nënprodukte. Ky proces mund të kryhet edhe në fazën e lëngshme në presion atmosferik dhe një temperaturë prej rreth 150 °C:

Peroksidi i hidrogjenit që rezulton përdoret për sinteza të ndryshme, për shembull, për të marrë glicerinë nga akroleina (f. 96).

Dehidrogjenimi i alkoolit izopropil kryhet në fazën e avullit në 350-400 °C në prani të një katalizatori bakri:

Vetitë kimike karakteristike të alkooleve të ngopura monohidrike dhe polihidrike, fenoli

Kufizoni alkoolet monohidrike dhe polihidrike

Alkoolet (ose alkanolet) janë substanca organike, molekulat e të cilave përmbajnë një ose më shumë grupe hidroksil (grupe $—OH$) të lidhur me një radikal hidrokarbur.

Sipas numrit të grupeve hidroksil (atomiciteti), alkoolet ndahen në:

- monoatomike, për shembull:

$(CH_3-OH)↙(metanol (alkool metil))$ $(CH_3-CH_2-OH)↙(etanol (alkool etilik))$

— diatomike (glikolet), për shembull:

$(OH-CH_2-CH_2-OH)↙(etanediol-1,2(etilen glikol))$

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

— triatomike, për shembull:

Sipas natyrës së radikalit hidrokarbur, dallohen alkoolet e mëposhtme:

— margjinale që përmban vetëm radikale hidrokarbure të ngopura në molekulë, për shembull:

— e pakufizuar që përmban lidhje të shumta (të dyfishta dhe të trefishta) midis atomeve të karbonit në molekulë, për shembull:

$(CH_2=CH-CH_2-OH)↙(propen-2-ol-1 (alkool alilik))$

— aromatike, d.m.th. alkoolet që përmbajnë një unazë benzeni dhe një grup hidroksil në molekulë, të lidhur me njëri-tjetrin jo drejtpërdrejt, por përmes atomeve të karbonit, për shembull:

Substancat organike që përmbajnë grupe hidroksil në molekulë, të lidhura drejtpërdrejt me atomin e karbonit të unazës së benzenit, ndryshojnë ndjeshëm në vetitë kimike nga alkoolet dhe për këtë arsye dallohen në një klasë të pavarur të përbërjeve organike - fenolet. Për shembull:

Ekzistojnë gjithashtu alkoole polihidrike (polihidrike) që përmbajnë më shumë se tre grupe hidroksil në molekulë. Për shembull, heksaoli më i thjeshtë i alkoolit gjashtë-hidrik (sorbitol):

Nomenklatura dhe izomeria

Kur formohen emrat e alkooleve, emrit të hidrokarburit që korrespondon me alkoolin i shtohet një prapashtesë gjenerike. -ol. Numrat pas prapashtesës tregojnë pozicionin e grupit hidroksil në zinxhirin kryesor, dhe parashtesat di-, tri-, tetra- etj - numri i tyre:

Në numërimin e atomeve të karbonit në zinxhirin kryesor, pozicioni i grupit hidroksil ka përparësi mbi pozicionin e lidhjeve të shumta:

Duke filluar nga anëtari i tretë i serisë homologe, alkoolet kanë një izomerizëm të pozicionit të grupit funksional (propanol-1 dhe propanol-2), dhe nga i katërti - izomerinë e skeletit të karbonit (butanol-1, 2-metilpropanol. -1). Ato karakterizohen gjithashtu nga izomeria ndërklasore - alkoolet janë izomere ndaj etereve:

$(CH_3-CH_2-OH)↙(etanol)$ $(CH_3-O-CH_3)↙(dimetil eter)$

alkoolet

vetitë fizike.

Alkoolet mund të krijojnë lidhje hidrogjeni si midis molekulave të alkoolit ashtu edhe ndërmjet molekulave të alkoolit dhe ujit.

Lidhjet e hidrogjenit lindin nga bashkëveprimi i një atomi hidrogjeni të ngarkuar pjesërisht pozitivisht të një molekule alkooli dhe një atomi oksigjeni të ngarkuar pjesërisht negativisht të një molekule tjetër. Është për shkak të lidhjeve hidrogjenore midis molekulave që alkoolet kanë pika vlimi anormalisht të larta për peshën e tyre molekulare. Kështu, propani me një peshë molekulare relative prej $44 $ është një gaz në kushte normale, dhe alkooli më i thjeshtë është metanoli, me një peshë molekulare relative prej $32 $, në kushte normale është një lëng.

Anëtarët e poshtëm dhe të mesëm të serisë së alkooleve monohidrike të ngopura, që përmbajnë atome karboni nga $1 deri në $11 $, janë lëngje. Alkoolet më të larta (duke filluar me $C_(12)H_(25)OH$) janë të ngurta në temperaturën e dhomës. Alkoolet e ulëta kanë një erë karakteristike alkoolike dhe një shije djegëse, ato janë shumë të tretshme në ujë. Me rritjen e radikaleve të hidrokarbureve, tretshmëria e alkooleve në ujë zvogëlohet dhe oktanoli nuk përzihet më me ujë.

Vetitë kimike.

Vetitë e substancave organike përcaktohen nga përbërja dhe struktura e tyre. Alkoolet konfirmojnë rregullin e përgjithshëm. Molekulat e tyre përfshijnë radikale hidrokarbure dhe hidroksil, kështu që vetitë kimike të alkooleve përcaktohen nga ndërveprimi dhe ndikimi i këtyre grupeve mbi njëri-tjetrin. Vetitë karakteristike të kësaj klase përbërjesh janë për shkak të pranisë së një grupi hidroksil.

1. Ndërveprimi i alkooleve me metalet alkaline dhe alkaline tokësore. Për të zbuluar efektin e një radikali hidrokarbur në një grup hidroksil, është e nevojshme të krahasohen vetitë e një substance që përmban një grup hidroksil dhe një radikal hidrokarbur, nga njëra anë, dhe një substancë që përmban një grup hidroksil dhe nuk përmban një radikal hidrokarbur. , ne tjetren. Substanca të tilla mund të jenë, për shembull, etanoli (ose alkooli tjetër) dhe uji. Hidrogjeni i grupit hidroksil të molekulave të alkoolit dhe molekulave të ujit mund të reduktohet nga metalet alkali dhe alkaline tokësore (zëvendësuar prej tyre):

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

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

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

2. Ndërveprimi i alkooleve me halogjenët e hidrogjenit. Zëvendësimi i një grupi hidroksil për një halogjen çon në formimin e haloalkaneve. Për shembull:

$C_2H_5OH+HBr⇄C_2H_5Br+H_2O$.

Ky reagim është i kthyeshëm.

3. Dehidratimi ndërmolekular i alkooleve- ndarja e një molekule uji nga dy molekula alkooli kur nxehet në prani të agjentëve që largojnë ujin:

Si rezultat i dehidrimit ndërmolekular të alkooleve, eteret. Pra, kur alkooli etilik nxehet me acid sulfurik në një temperaturë prej $100$ deri në $140°C$, formohet eteri dietil (sulfurik):

4. Ndërveprimi i alkooleve me acide organike dhe inorganike për të formuar estere ( reaksioni i esterifikimit):

Reaksioni i esterifikimit katalizohet nga acide të forta inorganike.

Për shembull, kur alkooli etilik dhe acidi acetik reagojnë, formohet ester etilik - acetat etil:

5. Dehidratimi intramolekular i alkooleve ndodh kur alkoolet nxehen në prani të agjentëve dehidratues në një temperaturë më të lartë se temperatura e dehidrimit ndërmolekular. Si rezultat, formohen alkenet. Ky reagim është për shkak të pranisë së një atomi hidrogjeni dhe një grupi hidroksil në atomet fqinje të karbonit. Një shembull është reagimi i marrjes së etenit (etilenit) duke ngrohur etanolin mbi $140°C$ në prani të acidit sulfurik të koncentruar:

6. Oksidimi i alkoolit zakonisht kryhet me agjentë të fortë oksidues, për shembull, dikromat kaliumi ose permanganat kaliumi në një mjedis acid. Në këtë rast, veprimi i agjentit oksidues drejtohet në atomin e karbonit që tashmë është i lidhur me grupin hidroksil. Në varësi të natyrës së alkoolit dhe kushteve të reagimit, mund të formohen produkte të ndryshme. Kështu, alkoolet primare fillimisht oksidohen në aldehidet dhe më pas në acidet karboksilike:

Kur oksidohen alkoolet dytësore, formohen ketonet:

Alkoolet terciare janë mjaft rezistente ndaj oksidimit. Megjithatë, në kushte të rënda (agjent oksidues i fortë, temperaturë e lartë), është i mundur oksidimi i alkooleve terciare, i cili ndodh me thyerjen e lidhjeve karbon-karbon më afër grupit hidroksil.

7. Dehidrogjenimi i alkooleve. Kur avulli i alkoolit kalohet në $200-300°C$ mbi një katalizator metalik, si bakri, argjendi ose platini, alkoolet parësore shndërrohen në aldehide dhe alkoolet dytësore në ketone:

Prania e disa grupeve hidroksil në një molekulë alkooli në të njëjtën kohë përcakton vetitë specifike alkoolet polihidrike, të cilat janë të afta të formojnë komponime komplekse blu të ndritshme të tretshme në ujë kur ndërveprojnë me një precipitat të freskët të hidroksidit të bakrit (II). Për etilen glikolin, mund të shkruani:

Alkoolet monohidrike nuk janë në gjendje të hyjnë në këtë reagim. Prandaj, është një reagim cilësor ndaj alkooleve polihidrike.

Fenolit

Struktura e fenoleve

Grupi hidroksil në molekulat e përbërjeve organike mund të lidhet drejtpërdrejt me bërthamën aromatike, ose mund të ndahet prej saj me një ose më shumë atome karboni. Mund të pritet që, në varësi të kësaj vetie, substancat do të ndryshojnë ndjeshëm nga njëra-tjetra për shkak të ndikimit të ndërsjellë të grupeve të atomeve. Në të vërtetë, përbërjet organike që përmbajnë radikalin aromatik fenil $C_6H_5$— të lidhur drejtpërdrejt me grupin hidroksil shfaqin veti të veçanta që ndryshojnë nga ato të alkooleve. Komponime të tilla quhen fenole.

Fenolet janë substanca organike, molekulat e të cilave përmbajnë një radikal fenil të lidhur me një ose më shumë grupe hidrokso.

Ashtu si alkoolet, fenolet klasifikohen sipas atomicitetit, d.m.th. nga numri i grupeve hidroksil.

Fenolet monotomike përmbajnë një grup hidroksil në molekulë:

Fenolet polihidrike përmbajnë më shumë se një grup hidroksil në molekulat:

Ekzistojnë fenole të tjera polihidrike që përmbajnë tre ose më shumë grupe hidroksil në unazën e benzenit.

Le të njihemi më në detaje me strukturën dhe vetitë e përfaqësuesit më të thjeshtë të kësaj klase - fenolit $C_6H_5OH$. Emri i kësaj substance formoi bazën për emrin e të gjithë klasës - fenolet.

Vetite fizike dhe kimike.

vetitë fizike.

Fenoli është një substancë e ngurtë, e pangjyrë, kristalore, $t°_(pl.)=43°С, t°_(vale)=181°С$, me erë të mprehtë karakteristike. helmuese. Fenoli është pak i tretshëm në ujë në temperaturën e dhomës. Një tretësirë ​​ujore e fenolit quhet acid karbolik. Shkakton djegie në kontakt me lëkurën, kështu që fenoli duhet trajtuar me kujdes!

Vetitë kimike.

vetitë e acidit. Siç është përmendur tashmë, atomi i hidrogjenit i grupit hidroksil ka një karakter acid. Vetitë acidike të fenolit janë më të theksuara se ato të ujit dhe alkooleve. Ndryshe nga alkoolet dhe uji, fenoli reagon jo vetëm me metalet alkaline, por edhe me alkalet për të formuar fenolatet:

Megjithatë, vetitë acidike të fenoleve janë më pak të theksuara se ato të acideve inorganike dhe karboksilike. Për shembull, vetitë acidike të fenolit janë rreth $3000 $ herë më të dobëta se ato të acidit karbonik. Prandaj, duke kaluar dioksidin e karbonit përmes një tretësire ujore të fenolatit të natriumit, fenoli i lirë mund të izolohet:

Shtimi i acidit klorhidrik ose sulfurik në një zgjidhje ujore të fenolatit të natriumit gjithashtu çon në formimin e fenolit:

Reagimi cilësor ndaj fenolit.

Fenoli reagon me klorurin e hekurit (III) për të formuar një përbërje komplekse intensive të purpurt.

Ky reagim bën të mundur zbulimin e tij edhe në sasi shumë të kufizuara. Fenolet e tjera që përmbajnë një ose më shumë grupe hidroksil në unazën e benzenit japin gjithashtu një ngjyrë blu-vjollce të ndritshme kur reagojnë me klorurin e hekurit (III).

Reaksionet e unazës së benzenit.

Prania e një zëvendësuesi hidroksili lehtëson shumë rrjedhën e reaksioneve të zëvendësimit elektrofilik në unazën e benzenit.

1. Brominimi i fenolit. Ndryshe nga benzeni, brominimi i fenolit nuk kërkon shtimin e një katalizatori (bromi i hekurit (III)).

Përveç kësaj, ndërveprimi me fenolin vazhdon në mënyrë selektive (në mënyrë selektive): atomet e bromit dërgohen në orto- dhe pozicionet para, duke zëvendësuar atomet e hidrogjenit të vendosura atje. Selektiviteti i zëvendësimit shpjegohet nga veçoritë e strukturës elektronike të molekulës së fenolit të diskutuara më sipër.

Pra, kur fenoli reagon me ujin e bromit, formohet një precipitat i bardhë 2,4,6-tribromofenol:

Ky reaksion, si dhe reaksioni me klorurin e hekurit (III), shërben për zbulimin cilësor të fenolit.

2. Nitrimi i fenolit gjithashtu ndodh më lehtë se nitrimi i benzenit. Reagimi me acid nitrik të holluar vazhdon në temperaturën e dhomës. Rezultati është një përzierje orto- Dhe çift ​​- izomerët e nitrofenolit:

Kur përdoret acid nitrik i përqendruar, formohet një eksploziv - 2,4,6-trinitrofenol(acidi pikrik):

3. Hidrogjenizimi i unazës aromatike të fenolit në prani të një katalizatori ndodh lehtësisht:

4.Polikondensimi i fenolit me aldehide, në veçanti me formaldehidin, ndodh me formimin e produkteve të reaksionit - rrëshirat fenol-formaldehid dhe polimeret e ngurta.

Ndërveprimi i fenolit me formaldehidin mund të përshkruhet nga skema:

Ju ndoshta keni vënë re se atomet e hidrogjenit "të lëvizshëm" ruhen në molekulën e dimerit, që do të thotë se reagimi mund të vazhdojë më tej me një sasi të mjaftueshme reagentësh:

Reagimi polikondensimi, ato. reaksioni i prodhimit të polimerit, duke vazhduar me lëshimin e një nënprodukti me peshë të vogël molekulare (uji), mund të vazhdojë më tej (derisa njëri prej reagentëve të konsumohet plotësisht) me formimin e makromolekulave të mëdha. Procesi mund të përshkruhet nga ekuacioni i përgjithshëm:

Formimi i molekulave lineare ndodh në temperaturë të zakonshme. Kryerja e këtij reagimi kur nxehet çon në faktin se produkti që rezulton ka një strukturë të degëzuar, është i ngurtë dhe i patretshëm në ujë. Si rezultat i ngrohjes së një rrëshire lineare fenol-formaldehid me një tepricë të aldehidit, përftohen masa të ngurta plastike me veti unike. Polimerët e bazuar në rrëshirat fenol-formaldehid përdoren për prodhimin e llaqeve dhe bojrave, produkteve plastike që janë rezistente ndaj ngrohjes, ftohjes, ujit, alkaleve dhe acideve dhe kanë veti të larta dielektrike. Polimerët e bazuar në rrëshirat fenol-formaldehid përdoren për të bërë pjesët më kritike dhe më të rëndësishme të pajisjeve elektrike, kutitë e njësive të fuqisë dhe pjesët e makinerive, bazën polimer të pllakave të qarkut të printuar për pajisjet radio. Ngjitësit e bazuar në rrëshirat fenol-formaldehid janë në gjendje të lidhin në mënyrë të besueshme pjesë të natyrave të ndryshme, duke ruajtur forcën më të lartë të lidhjes në një gamë shumë të gjerë temperaturash. Një zam i tillë përdoret për të fiksuar bazën metalike të llambave të ndriçimit në një llambë qelqi. Tani e kuptoni pse fenoli dhe produktet e bazuara në të përdoren gjerësisht.

Vetitë kimike karakteristike të aldehideve, acideve karboksilike të ngopura, estereve

Aldehidet dhe ketonet

Aldehidet janë komponime organike, molekulat e të cilave përmbajnë një grup karbonil. , i lidhur me një atom hidrogjeni dhe një radikal hidrokarbur.

Formula e përgjithshme për aldehidet është:

Në aldehidin më të thjeshtë, formaldehidin, atomi i dytë i hidrogjenit luan rolin e një radikal hidrokarburi:

Një grup karbonil i lidhur me një atom hidrogjeni quhet aldehid:

Substancat organike në molekulat e të cilave grupi karbonil është i lidhur me dy radikale hidrokarbure quhen ketone.

Natyrisht, formula e përgjithshme për ketonet është:

Grupi karbonil i ketoneve quhet grupi keto.

Në ketonin më të thjeshtë, acetonin, grupi karbonil është i lidhur me dy radikale metil:

Nomenklatura dhe izomeria

Në varësi të strukturës së radikalit hidrokarbur të lidhur me grupin aldehid, dallohen aldehidet kufizuese, të pangopura, aromatike, heterociklike dhe aldehide të tjera:

Në përputhje me nomenklaturën IUPAC, emrat e aldehideve të ngopura formohen nga emri i një alkani me të njëjtin numër atomesh karboni në molekulë duke përdorur prapashtesën -al. Për shembull:

Numërimi i atomeve të karbonit të vargut kryesor fillon nga atomi i karbonit të grupit aldehid. Prandaj, grupi aldehid ndodhet gjithmonë në atomin e parë të karbonit dhe nuk është e nevojshme të tregohet pozicioni i tij.

Së bashku me nomenklaturën sistematike, përdoren edhe emra të parëndësishëm të aldehideve të përdorura gjerësisht. Këta emra zakonisht rrjedhin nga emrat e acideve karboksilike që korrespondojnë me aldehidet.

Për emrin e ketoneve sipas nomenklaturës sistematike, grupi keto shënohet me prapashtesën -eshte ai dhe një numër që tregon numrin e atomit të karbonit të grupit karbonil (numërimi duhet të fillojë nga fundi i zinxhirit më afër grupit keto). Për shembull:

Për aldehidet, është karakteristik vetëm një lloj izomerizmi strukturor - izomeria e skeletit të karbonit, e cila është e mundur nga butanali, dhe për ketonet - gjithashtu izomeria e pozicionit të grupit karbonil. Përveç kësaj, ato karakterizohen edhe nga izomeria ndërklasore (propanal dhe propanon).

Emrat e parëndësishëm dhe pikat e vlimit të disa aldehideve.

Vetite fizike dhe kimike

vetitë fizike.

Në një molekulë aldehidi ose ketoni, për shkak të elektronegativitetit më të madh të atomit të oksigjenit në krahasim me atomin e karbonit, lidhja $C=O$ është e polarizuar fuqishëm për shkak të zhvendosjes në densitetin e elektronit të lidhjes $π$ me oksigjenin:

Aldehidet dhe ketonet janë substanca polare me densitet elektronik të tepërt në atomin e oksigjenit. Anëtarët e poshtëm të serisë së aldehideve dhe ketoneve (formaldehid, acetaldehid, aceton) janë pafundësisht të tretshëm në ujë. Pikat e tyre të vlimit janë më të ulëta se ato të alkooleve përkatëse. Kjo për faktin se në molekulat e aldehideve dhe ketoneve, ndryshe nga alkoolet, nuk ka atome të lëvizshme të hidrogjenit dhe ato nuk formojnë lidhje për shkak të lidhjeve hidrogjenore. Aldehidet e poshtme kanë një erë të fortë; aldehidet që përmbajnë nga katër deri në gjashtë atome karboni në zinxhir kanë një erë të pakëndshme; aldehidet dhe ketonet më të larta kanë erë lulesh dhe përdoren në parfumeri.

Vetitë kimike

Prania e një grupi aldehidi në një molekulë përcakton vetitë karakteristike të aldehideve.

reagimet e rikuperimit.

Shtimi i hidrogjenit te molekulat e aldehidit ndodh në lidhjen e dyfishtë në grupin karbonil:

Aldehidet hidrogjenizohen si alkoole primare, ndërsa ketonet janë alkoole dytësore.

Pra, kur acetaldehidi hidrogjenizohet në një katalizator nikeli, formohet alkool etilik, dhe kur acetoni hidrogjenizohet, formohet propanol-2:

Hidrogjenizimi i aldehideve reagimi i rimëkëmbjes, në të cilën zvogëlohet gjendja e oksidimit të atomit të karbonit në grupin karbonil.

Reaksionet e oksidimit.

Aldehidet janë në gjendje jo vetëm të rikuperohen, por edhe oksidohen. Kur oksidohen, aldehidet formojnë acide karboksilike. Skematikisht, ky proces mund të përfaqësohet si më poshtë:

Nga propionaldehidi (propanal), për shembull, formohet acidi propionik:

Aldehidet oksidohen edhe nga oksigjeni atmosferik dhe agjentë të tillë oksidues të dobët si një zgjidhje amoniaku e oksidit të argjendit. Në një formë të thjeshtuar, ky proces mund të shprehet me ekuacionin e reagimit:

Për shembull:

Më saktësisht, ky proces pasqyrohet nga ekuacionet:

Nëse sipërfaqja e enës në të cilën kryhet reaksioni ka qenë e degdisur më parë, atëherë argjendi i formuar gjatë reaksionit e mbulon atë me një film madje të hollë. Prandaj, ky reagim quhet reaksion "pasqyrë e argjendtë". Përdoret gjerësisht për të bërë pasqyra, dekorime argjendi dhe dekorime për Krishtlindje.

Hidroksidi i bakrit (II) i sapoprecipituar mund të veprojë gjithashtu si një agjent oksidues për aldehidet. Duke oksiduar aldehidin, $Cu^(2+)$ reduktohet në $Cu^+$. Hidroksidi i bakrit (I) $CuOH$ i formuar gjatë reaksionit zbërthehet menjëherë në oksid bakri të kuq (I) dhe ujë:

Ky reagim, si reagimi i "pasqyrës së argjendit", përdoret për të zbuluar aldehidet.

Ketonet nuk oksidohen as nga oksigjeni atmosferik, as nga një agjent oksidues kaq i dobët si një zgjidhje amoniaku e oksidit të argjendit.

Përfaqësuesit individualë të aldehideve dhe kuptimi i tyre

Formaldehidi(metanal, aldehid formik$HCHO$ ) - një gaz i pangjyrë me erë të athët dhe një pikë vlimi prej -21C ° $, ne do ta shpërndajmë lehtësisht në ujë. Formaldehidi është helmues! Një tretësirë ​​e formaldehidit në ujë ($40%$) quhet formalinë dhe përdoret për dezinfektim. Në bujqësi, formalina përdoret për veshjen e farave, në industrinë e lëkurës - për përpunimin e lëkurës. Formaldehidi përdoret për të marrë urotropin - një substancë medicinale. Ndonjëherë e ngjeshur në formën e briketave, urotropina përdoret si lëndë djegëse (alkool i thatë). Një sasi e madhe formaldehidi konsumohet në prodhimin e rrëshirave fenol-formaldehid dhe disa substancave të tjera.

Aldehid acetik(etanal, acetaldehid$CH_3CHO$ ) - një lëng me një erë të mprehtë të pakëndshme dhe një pikë vlimi prej $ 21 ° C $, ne do të shpërndajmë mirë në ujë. Acidi acetik dhe një sërë substancash të tjera merren nga acetaldehidi në shkallë industriale, përdoret për prodhimin e fibrave të ndryshme plastike dhe acetate. Aldehidi acetik është helmues!

acidet karboksilike

Substancat që përmbajnë një ose më shumë grupe karboksilike në një molekulë quhen acide karboksilike.

grup atomesh thirrur grupi karboksil, ose karboksil.

Acidet organike që përmbajnë një grup karboksil në molekulë janë monobazike.

Formula e përgjithshme për këto acide është $RCOOH$, për shembull:

Acidet karboksilike që përmbajnë dy grupe karboksilike quhen dybazike. Këto përfshijnë, për shembull, acidet oksalike dhe succinic:

Ka gjithashtu polibazike acidet karboksilike që përmbajnë më shumë se dy grupe karboksilike. Këto përfshijnë, për shembull, acidin citrik tribazik:

Në varësi të natyrës së radikalit hidrokarbur, ndahen acidet karboksilike në limituese, të pangopura, aromatike.

Acidet karboksilike kufizuese ose të ngopura janë, për shembull, acidi propanoik (propionik):

ose tashmë të njohur për ne acid succinic.

Natyrisht, acidet karboksilike të ngopura nuk përmbajnë lidhje $π$ në radikalin hidrokarbur. Në molekulat e acideve karboksilike të pangopura, grupi karboksilik është i lidhur me një radikal hidrokarbur të pangopur, të pangopur, për shembull, në akrilik (propen) $CH_2=CH—COOH$ ose oleik $CH_3—(CH_2)_7—CH=CH—( CH_2)_7—Molekulat COOH $ dhe acide të tjera.

Siç shihet nga formula e acidit benzoik, ai është aromatik, pasi përmban një unazë aromatike (benzene) në molekulë:

Nomenklatura dhe izomeria

Parimet e përgjithshme për formimin e emrave të acideve karboksilike, si dhe komponimeve të tjera organike, tashmë janë marrë në konsideratë. Le të ndalemi më në detaje në nomenklaturën e acideve karboksilike mono- dhe dybazike. Emri i një acidi karboksilik është formuar nga emri i alkanit përkatës (një alkan me të njëjtin numër atomesh karboni në molekulë) me shtimin e prapashtesës -ov-, duke përfunduar -edhe une dhe fjalët acid. Numërimi i atomeve të karbonit fillon me grupin karboksil. Për shembull:

Numri i grupeve karboksil tregohet në emër me parashtesa di-, tri-, tetra-:

Shumë acide kanë gjithashtu emra të zhvilluar historikisht, ose të parëndësishëm.

Emrat e acideve karboksilike.

Formula kimike	Emri sistematik i acidit	Emër i parëndësishëm për një acid
$H—COOH$	metani	Formike
$CH_3—COOH$	Etani	Ocetike
$CH_3—CH_2—COOH$	propan	propionike
$CH_3—CH_2—CH_2—COOH$	Butani	me vaj
$CH_3—CH_2—CH_2—CH_2—COOH$	Pentani	Valeriana
$CH_3—(CH_2)_4—COOH$	Heksani	Najloni
$CH_3—(CH_2)_5—COOH$	Heptanike	Enanthic
$NEOS-UNSD$	Etandiumi	lëpjetë
$HOOS—CH_2—COOH$	Propandioike	Malonik
$HOOS—CH_2—CH_2—COOH$	Butani	Qelibar

Pasi të njihemi me botën e larmishme dhe interesante të acideve organike, le të shqyrtojmë më në detaje acidet karboksilike monobazike kufizuese.

Është e qartë se përbërja e këtyre acideve shprehet me formulën e përgjithshme $C_nH_(2n)O_2$, ose $C_nH_(2n+1)COOH$, ose $RCOOH$.

Vetite fizike dhe kimike

vetitë fizike.

Acidet më të ulëta, d.m.th. acidet me një peshë molekulare relativisht të vogël, që përmbajnë deri në katër atome karboni në një molekulë, janë lëngje me një erë karakteristike të athët (kujtoni erën e acidit acetik). Acidet që përmbajnë nga 4$ deri në 9$ të atomeve të karbonit janë lëngje vajore viskoze me erë të pakëndshme; që përmban më shumë se 9 $ atome karboni në një molekulë - substanca të ngurta që nuk treten në ujë. Pikat e vlimit të acideve karboksilike monobazike kufizuese rriten me rritjen e numrit të atomeve të karbonit në molekulë dhe, rrjedhimisht, me rritjen e peshës molekulare relative. Për shembull, pika e vlimit të acidit formik është $100,8°C$, acidi acetik është $118°C$ dhe acidi propionik është $141°C$.

Acidi karboksilik më i thjeshtë, formik $HCOOH$, që ka një peshë të vogël molekulare relative $(M_r(HCOOH)=46)$, në kushte normale është një lëng me një pikë vlimi prej $100,8°С$. Në të njëjtën kohë, butani $(M_r(C_4H_(10))=58)$ në të njëjtat kushte është i gaztë dhe ka një pikë vlimi prej -0,5°С$. Kjo mospërputhje midis pikave të vlimit dhe peshave molekulare relative shpjegohet me formimin e dimerëve të acidit karboksilik, në të cilin dy molekula acidi janë të lidhura nga dy lidhje hidrogjeni:

Shfaqja e lidhjeve hidrogjenore bëhet e qartë kur merret parasysh struktura e molekulave të acidit karboksilik.

Molekulat e acideve karboksilike monobazike të ngopura përmbajnë një grup polar atomesh - karboksil dhe një radikal hidrokarbure thelbësisht jopolar. Grupi karboksil tërhiqet nga molekulat e ujit, duke formuar lidhje hidrogjeni me to:

Acidet formike dhe acetike janë pafundësisht të tretshëm në ujë. Natyrisht, me një rritje të numrit të atomeve në radikalin hidrokarbur, tretshmëria e acideve karboksilike zvogëlohet.

Vetitë kimike.

Vetitë e përgjithshme karakteristike të klasës së acideve (organike dhe inorganike) janë për shkak të pranisë në molekulat e një grupi hidroksil që përmban një lidhje të fortë polare midis atomeve të hidrogjenit dhe oksigjenit. Le t'i shqyrtojmë këto veti duke përdorur shembullin e acideve organike të tretshme në ujë.

1. Shkëputja me formimin e kationeve të hidrogjenit dhe anioneve të mbetjes së acidit:

$CH_3-COOH⇄CH_3-COO^(-)+H^+$

Më saktësisht, ky proces përshkruhet nga një ekuacion që merr parasysh pjesëmarrjen e molekulave të ujit në të:

$CH_3-COOH+H_2O⇄CH_3COO^(-)+H_3O^+$

Ekuilibri i shpërbërjes së acideve karboksilike zhvendoset në të majtë; pjesa dërrmuese e tyre janë elektrolite të dobëta. Megjithatë, shija e thartë e, për shembull, acideve acetike dhe formike është për shkak të shpërbërjes në katione hidrogjeni dhe anione të mbetjeve acidike.

Natyrisht, prania e hidrogjenit "acid" në molekulat e acideve karboksilike, d.m.th. grup hidrogjen karboksil, për shkak të vetive të tjera karakteristike.

2. Ndërveprimi me metalet duke qëndruar në serinë elektrokimike të tensioneve deri në hidrogjen: $nR-COOH+M→(RCOO)_(n)M+(n)/(2)H_2$

Pra, hekuri redukton hidrogjenin nga acidi acetik:

$2CH_3-COOH+Fe→(CH_3COO)_(2)Fe+H_2$

3. Ndërveprimi me oksidet bazë me formimin e kripës dhe ujit:

$2R-COOH+CaO→(R-COO)_(2)Ca+H_2O$

4. Ndërveprimi me hidroksidet e metaleve me formimin e kripës dhe ujit (reaksioni i neutralizimit):

$R—COOH+NaOH→R—COONa+H_2O$,

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

5. Ndërveprimi me kripërat e acideve më të dobëta me formimin e kësaj të fundit. Kështu, acidi acetik zëvendëson acidin stearik nga stearat natriumi dhe acidin karbonik nga karbonati i kaliumit:

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

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

6. Ndërveprimi i acideve karboksilike me alkoolet me formimin e estereve - reagimi i esterifikimit (një nga reagimet më të rëndësishme karakteristike të acideve karboksilike):

Ndërveprimi i acideve karboksilike me alkoolet katalizohet nga kationet e hidrogjenit.

Reagimi i esterifikimit është i kthyeshëm. Ekuilibri zhvendoset drejt formimit të esterit në prani të agjentëve dewaterues dhe kur esteri hiqet nga përzierja e reaksionit.

Në reaksionin e kundërt të esterifikimit, i cili quhet hidroliza e esterit (reagimi i një esteri me ujin), formohen një acid dhe një alkool:

Natyrisht, për të reaguar me acidet karboksilike, d.m.th. alkoolet polihidrike, të tilla si glicerina, gjithashtu mund të hyjnë në një reaksion esterifikimi:

Të gjithë acidet karboksilike (përveç formikes), së bashku me një grup karboksilik, përmbajnë një mbetje hidrokarbure në molekulat e tyre. Natyrisht, kjo nuk mund të ndikojë në vetitë e acideve, të cilat përcaktohen nga natyra e mbetjeve të hidrokarbureve.

7. Reaksionet e shumëfishta të shtimit të lidhjeve- acidet karboksilike të pangopura hyjnë në to. Për shembull, reaksioni i shtimit të hidrogjenit është hidrogjenizimi. Për një acid që përmban një lidhje $π$ në radikal, ekuacioni mund të shkruhet në formë të përgjithshme:

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

Pra, kur acidi oleik hidrogjenizohet, formohet acidi stearik i ngopur:

$(C_(17)H_(33)COOH+H_2)↙(\tekst"acid oleik")(→)↖(katalizator)(C_(17)H_(35)COOH)↙(\tekst"acid stearik") $

Acidet karboksilike të pangopura, si përbërës të tjerë të pangopur, shtojnë halogjene në lidhjen e dyfishtë. Për shembull, acidi akrilik çngjyros ujin me brom:

$(CH_2=CH—COOH+Br_2)↙(\tekst"acid akrilik(propenoik)")→(CH_2Br—CHBr—COOH)↙(\tekst"acid 2,3-dibromopropanoik").$

8. Reaksionet e zëvendësimit (me halogjene)- acidet karboksilike të ngopura janë në gjendje të hyjnë në to. Për shembull, duke reaguar acidin acetik me klorin, mund të përftohen derivate të ndryshëm të klorit të acideve:

$CH_3COOH+Cl_2(→)↖(Р(e kuqe))(CH_2Cl-COOH+HCl)↙(\tekst"acid kloroacetik")$,

$CH_2Cl-COOH+Cl_2(→)↖(Р(e kuqe))(CHCl_2-COOH+HCl)↙(\tekst"acid dikloroacetik")$,

$CHCl_2-COOH+Cl_2(→)↖(Р(e kuqe))(CCl_3-COOH+HCl)↙(\tekst"acid trikloroacetik")$

Përfaqësuesit individualë të acideve karboksilike dhe rëndësia e tyre

Formike(metan) acid HCOOH- një lëng me erë të athët dhe një pikë vlimi prej 100,8 $ C $, shumë i tretshëm në ujë. Acidi formik është helmues Shkakton djegie në kontakt me lëkurën! Lëngu thumbues i sekretuar nga milingonat përmban këtë acid. Acidi formik ka një veti dezinfektuese dhe për këtë arsye gjen aplikim në industrinë ushqimore, lëkurë dhe farmaceutike dhe mjekësi. Përdoret në ngjyrosjen e tekstileve dhe letrës.

Ocetike (etan)acid $CH_3COOH$ është një lëng pa ngjyrë me një erë karakteristike të mprehtë, i përzier me ujë në çdo raport. Tretësirat ujore të acidit acetik tregtohen nën emrin e uthullës (tretësirë ​​$3-5%$) dhe esencës së uthullës (tretësirë ​​prej $70-80%$) dhe përdoren gjerësisht në industrinë ushqimore. Acidi acetik është një tretës i mirë për shumë substanca organike dhe për këtë arsye përdoret në ngjyrosje, në industrinë e lëkurës dhe në industrinë e bojës dhe llakut. Përveç kësaj, acidi acetik është një lëndë e parë për prodhimin e shumë përbërjeve organike teknikisht të rëndësishme: për shembull, përdoret për të marrë substanca që përdoren për të kontrolluar barërat e këqija - herbicide.

Acidi acetik është përbërësi kryesor uthull vere, era karakteristike e së cilës i detyrohet pikërisht asaj. Është produkt i oksidimit të etanolit dhe formohet prej tij kur vera ruhet në ajër.

Përfaqësuesit më të rëndësishëm të acideve monobazike kufizuese më të larta janë palmitik$C_(15)H_(31)COOH$ dhe stearik$C_(17)H_(35)COOH$ acide. Ndryshe nga acidet më të ulëta, këto substanca janë të ngurta, të dobëta të tretshme në ujë.

Megjithatë, kripërat e tyre - stearatet dhe palmitatet - janë shumë të tretshme dhe kanë një efekt detergjent, prandaj quhen edhe sapunë. Është e qartë se këto substanca prodhohen në një shkallë të madhe. Nga acidet karboksilike më të larta të pangopura, më i rëndësishmi është acid oleik$C_(17)H_(33)COOH$, ose $CH_3 - (CH_2)_7 - CH=CH -(CH_2)_7COOH$. Është një lëng i ngjashëm me vajin, pa shije apo erë. Kripërat e tij përdoren gjerësisht në teknologji.

Përfaqësuesi më i thjeshtë i acideve karboksilike dybazike është acid oksalik (etanedioik).$HOOC—COOH$, kripërat e të cilave gjenden në shumë bimë, për shembull, në lëpjetë dhe oksalis. Acidi oksalik është një substancë kristalore e pangjyrë, shumë e tretshme në ujë. Përdoret në lustrimin e metaleve, në industrinë e përpunimit të drurit dhe lëkurës.

Esteret

Kur acidet karboksilike ndërveprojnë me alkoolet (reaksioni i esterifikimit), esteret:

Ky reagim është i kthyeshëm. Produktet e reagimit mund të ndërveprojnë me njëri-tjetrin për të formuar substancat fillestare - alkoolin dhe acidin. Kështu, reagimi i estereve me ujë - hidroliza e esterit - është e kundërta e reaksionit të esterifikimit. Ekuilibri kimik, i cili vendoset kur ritmet e reaksioneve të drejtpërdrejta (esterifikimi) dhe të kundërt (hidrolizë) janë të barabarta, mund të zhvendoset drejt formimit të eterit nga prania e agjentëve që largojnë ujin.

Yndyrnat- derivatet e komponimeve që janë estere të glicerinës dhe acideve më të larta karboksilike.

Të gjitha yndyrnat, si esteret e tjerë, i nënshtrohen hidrolizës:

Kur hidroliza e yndyrës kryhet në një mjedis alkalik $(NaOH)$ dhe në prani të sodës $Na_2CO_3$, ajo vazhdon në mënyrë të pakthyeshme dhe çon në formimin e jo acideve karboksilike, por kripërave të tyre, të cilat quhen sapunët. Prandaj, hidroliza e yndyrave në një mjedis alkalik quhet saponifikimin.

Aldehidet janë një klasë e përbërjeve organike që përmbajnë një grup karbonil -СОН.Emri i aldehideve vjen nga emri i radikaleve hidrokarbure me shtimin e prapashtesës -al.Formula e përgjithshme e aldehideve të ngopura është CnH2n + 1COH. Nomenklatura dhe izomeria

Nomenklatura e këtyre dy grupeve të përbërjeve është ndërtuar ndryshe.. Emra të parëndësishëm për aldehidet i lidhin me emrat e parëndësishëm të acideve në të cilat kalojnë gjatë oksidimit

Nga ketonet vetëm disa kanë emra të parëndësishëm (për shembull, aceton). Ato përdoren gjerësisht nomenklatura radikale-funksionale, në të cilën emrat e ketoneve janë dhënë duke përdorur emrat e radikalëve të lidhur me grupin karbonil. Sipas nomenklaturës IUPAC, emrat e aldehideve rrjedh nga emri i një hidrokarburi me të njëjtin numër atomesh karboni duke shtuar një mbaresë –al.Për ketonet kjo nomenklaturë kërkon një fund -eshte ai. Numri tregon pozicionin e grupit funksional në zinxhirin e ketonit.

Kompleksi	Emrat sipas nomenklaturës triviale dhe radikale-funksionale	Emrat sipas nomenklaturës IUPAC
	aldehid formik; formaldehid	metanal
	acetaldehid; acetaldehidi	etanali
	propionaldehid	proporcionale
	aldehid butirik	butanal
	aldehidi izobutirik	metilpropanal
	valeraldehidi	pentanal
	izovaleraldehidi	3-metilbutanal
	aceton; dimetil keton	propanon
	metil etil keton	butanone
	metilpropilketon	pentanon-2
	metilizopropilketon	3-metilbutanon-2

Izomerizmi i aldehideve dhe ketoneve pasqyrohet plotësisht në nomenklaturë dhe nuk kërkon koment. Aldehidet dhe ketonet me të njëjtin numër atomesh karboni janë izomerë. Për shembull:

Metodat e përgatitjes - Oksidimi ose dehidrogjenimi katalitik i alkooleve primare në aldehide, atyre dytësore në ketone. Këto reaksione tashmë janë përmendur kur merren parasysh vetitë kimike të alkooleve.

- Piroliza e kripërave të kalciumit ose bariumit të acideve karboksilike, njëra prej të cilave është një kripë e acidit formik, jep aldehide.

– Hidroliza e geminalit ( zëvendësuesit në një karbon ) dihaloalkanet

– Hidratimi i acetilenit dhe homologëve të tij ndodh në prani të sulfatit të merkurit (reaksioni Kucherov) ose mbi një katalizator heterogjen

vetitë fizike. Aldehidi formik është një gaz. Aldehidet dhe ketonet e poshtme të mbetura janë lëngje që janë pak të tretshëm në ujë. Aldehidet kanë një erë të mprehtë. Ketonet zakonisht kanë erë të mirë. 1. R. Oksidimi Aldehidet oksidohen lehtësisht në acide karboksilike. Hidroksidi i bakrit (II), oksidi i argjendit, oksigjeni atmosferik mund të shërbejnë si agjentë oksidues:

Aldehidet aromatike janë më të vështira për t'u oksiduar sesa ato alifatike. Ketonet, siç u përmend më lart, janë më të vështira për t'u oksiduar sesa aldehidet. Oksidimi i ketoneve kryhet në kushte të vështira, në prani të agjentëve të fortë oksidues. Formohet si rezultat i një përzierjeje të acideve karboksilike. Në këtë rast, formohet argjendi metalik. Zgjidhja e oksidit të argjendit përgatitet menjëherë para eksperimentit:

Aldehidet gjithashtu zvogëlojnë një tretësirë ​​të amoniakut të sapopërgatitur të hidroksidit të bakrit (II), i cili ka një ngjyrë blu të çelët (reagenti Fehling), në hidroksid bakri (I) të verdhë, i cili dekompozohet kur nxehet, duke lëshuar një precipitat të kuq të ndezur të oksidit të bakrit (I). . CH3-CH=O + 2Cu(OH)2 - CH3COOH+2CuOH+H2O 2CuOH->Cu2O+H2O

2. R. Aderimet. Hidrogjenizimi është shtimi i hidrogjenit Përbërjet karbonil reduktohen në alkoole me hidrogjen, hidrid litium alumini dhe borohidrid natriumi. Hidrogjeni shtohet në lidhjen C=O. Reagimi është më i vështirë se hidrogjenizimi i alkeneve: ngrohja, presioni i lartë dhe një katalizator metalik (Pt, Ni

Leksioni nr 11

ALDEHIDET DHE KETONET

Planifikoni

1. Metodat e marrjes.

2. Vetitë kimike.

2.1. Reaksionet nukleofile
aderimet.

2.2. Reagimet për një - atomi i karbonit.

2.3.

Leksioni nr 11

ALDEHIDET DHE KETONET

Planifikoni

1. Metodat e marrjes.

2. Vetitë kimike.

2.1. Reaksionet nukleofile
aderimet.

2.2. Reagimet për një - atomi i karbonit.

2.3. Reaksionet e oksidimit dhe reduktimit.

Aldehidet dhe ketonet përmbajnë një grup karbonil
C=O. Formula e përgjithshme:

1. Metodat e marrjes.

2. Kimike
Vetitë.

Aldehidet dhe ketonet janë një nga klasat më reaktive
komponimet organike. Vetitë e tyre kimike përcaktohen nga prania
grupi karbonil. Për shkak të ndryshimit të madh në elektronegativitet
karboni dhe oksigjeni dhe polarizueshmëria e lartë p -lidhjet Lidhja C=O ka polaritet domethënës
( m C=O =2,5-2,8 D). Atomi i karbonit karbonil
grupi mbart një ngarkesë pozitive efektive dhe është objekt sulmi
nukleofile. Lloji kryesor i reaksioneve të aldehideve dhe ketoneve është reagimet
shtimi nukleofilik Ad N. Përveç kësaj, grupi karbonil ka një efekt në
Reaktiviteti i lidhjes C-H në a pozicioni, duke rritur aciditetin e tij.

Kështu, molekulat e aldehideve dhe ketoneve
përmbajnë dy qendra kryesore të reagimit - lidhjen C=O dhe lidhjen C-H në a-pozicioni:

2.1. Reaksionet nukleofile
aderimet.

Aldehidet dhe ketonet shtojnë lehtësisht reagentë nukleofile në lidhjen C=O.
Procesi fillon me sulmin e nukleofilit në atomin e karbonit karbonil. Pastaj
ndërmjetësi tetraedral i formuar në fazën e parë shton një proton dhe
jep produktin e shtimit:

Aktiviteti i komponimeve karbonil në
Ad N -reaksionet varen nga madhësia
ngarkesa pozitive efektive në atomin dhe vëllimin e karbonit karbonil
zëvendësuesit në grupin karbonil. Elektroni dhurues dhe zëvendësues të rëndë
pengojnë reaksionin, zëvendësuesit elektron-tërheqës e rrisin reaksionin
aftësia e një komponimi karbonil. Prandaj, aldehidet
Ad N -reaksionet janë më aktive se
ketonet.

Aktiviteti i komponimeve karbonil rritet në
prania e katalizatorëve acidë, të cilët rrisin ngarkesën pozitive me
atomi i karbonit karbonil:

Aldehidet dhe ketonet shtojnë ujë, alkoole,
tiolet, acidi hidrocianik, hidrosulfiti i natriumit, komponimet e tipit
NH 2 X. Të gjitha reaksionet e shtimit
shkojnë shpejt, në kushte të buta, megjithatë, produktet që rezultojnë, si rregull,
termodinamikisht i paqëndrueshëm. Prandaj, reagimet vazhdojnë në mënyrë të kthyeshme, dhe përmbajtja
produktet shtesë në një përzierje ekuilibri mund të jenë të ulëta.

Lidhja e ujit.

Aldehidet dhe ketonet i shtojnë ujë
formimin e hidrateve. Reagimi është i kthyeshëm. Hidratet e formuara
termodinamikisht i paqëndrueshëm. Ekuilibri është i anuar drejt produkteve
shtimi vetëm në rastin e komponimeve karbonil aktive.

Produkt hidratimi i aldehidit trikloroacetik
Hidrati i kloralit është një përbërës kristalor i qëndrueshëm që përdoret në
ilaç si qetësues dhe hipnotik.

Shtimi i alkooleve dhe
tiolet.

Aldehidet shtojnë alkoole për të formuar hemiacetalet. Me një tepricë të alkoolit dhe në prani të një katalizatori acid
reagimi shkon më tej - në formim acetalet

Reaksioni i formimit të hemiacetalit vazhdon si
shtimi nukleofilik dhe përshpejtohet në prani të acideve ose
bazat.

Procesi i formimit të acetalit vazhdon si
zëvendësimi nukleofilik i grupit OH në hemiacetal dhe është i mundur vetëm në kushte
kataliza acide, kur grupi OH shndërrohet në një grup largues të mirë
(H 2 O).

Formimi i acetaleve është një proces i kthyeshëm. NË
në një mjedis acid, hemiacetalet dhe acetalet hidrolizohen lehtësisht. Në një mjedis alkalik
hidroliza nuk ndodh. Reaksionet e formimit dhe hidrolizës së acetaleve luajnë një rol të rëndësishëm në
kimia e karbohidrateve.

Ketonet në kushte të ngjashme jo
jap.

Tiolet janë nukleofile më të forta se alkoolet.
formojnë produkte shtesë si me aldehidet ashtu edhe me ketonet.

Aderimi i hidrocianik
acidet

Acidi hidrocianik i shtohet një përbërjeje karbonil në kushte
kataliza bazë për të formuar cianohidrinat.

Reaksioni ka një vlerë përgatitore dhe
përdoret në sintezë a-hidroksi- dhe a -aminoacide (shih lek. Nr. 14). Frytet e disa bimëve
(p.sh. bajamet e hidhura) përmbajnë cianohidrinë. Duke u dalluar kur ata
Acidi hidrocianik i ndarjes ka një efekt toksik.

Shtimi i bisulfitit
natriumi.

Aldehidet dhe ketonet metil shtojnë bisulfit natriumi NaHSO 3 me formimin e derivateve bisulfite.

Derivatet bisulfite të përbërjeve karbonil
- substanca kristalore që janë të patretshme në një tepricë të tretësirës së bisulfitit të natriumit.
Reaksioni përdoret për të izoluar komponimet karbonil nga përzierjet. karbonil
komponimi mund të rigjenerohet lehtësisht nga trajtimi i derivatit bisulfit
acid ose lye.

Ndërveprimi me lidhjet e përbashkëta
formulat NH 2x.

Reagimet vijojnë sipas skemës së përgjithshme si proces
bashkëngjitje-shkëputje. Produkti shtesë i formuar në fazën e parë jo
e qëndrueshme dhe shkëputet lehtësisht nga uji.

Sipas skemës së mësipërme me karbonil
komponimet reagojnë me amoniak, aminat primare, hidrazinë, hidrazinat e zëvendësuara,
hidroksilaminë.

Derivatet që rezultojnë janë
substancat kristalore që përdoren për izolim dhe identifikim
komponimet karbonil.

Iminet (bazat Schiff) janë të ndërmjetme
produkte në shumë procese enzimatike (transaminimi nën veprimin e
koenzima piridoksal fosfat; aminimi reduktiv i keto acideve në
pjesëmarrja e koenzimës NADN). Gjatë hidrogjenizimit katalitik të imineve,
aminet. Procesi përdoret për sintetizimin e amineve nga aldehidet dhe ketonet dhe
i quajtur aminim reduktiv.

Aminimi reduktues ndodh in vivo
gjatë sintezës së aminoacideve (shih lek. nr. 16)

2.2. Reagimet nga a - atomi i karbonit.

Tautomerizmi i keto-enolit.

Hidrogjeni në a -pozicioni ndaj grupit karbonil ka acid
vetitë, meqë anioni i formuar gjatë eliminimit të tij stabilizohet për
llogari rezonance.

Rezultati i lëvizshmërisë së protonit të atomit të hidrogjenit
në a - pozicioni
është aftësia e përbërjeve karbonil për të formuar forma enol për shkak të
migrimi i protoneve nga a -pozicionet ndaj atomit të oksigjenit të grupit karbonil.

Keton dhe enol janë tautomerë.
Tautomerët janë izomerë të aftë për t'u shndërruar shpejt dhe në mënyrë të kthyeshme në njëri-tjetrin.
për shkak të migrimit të një grupi (në këtë rast, një proton). Bilanci ndërmjet
të quajtura keton dhe enol tautomerizmi keto-enol.

Procesi i enolizimit katalizohet nga acidet dhe
bazat. Mund të përfaqësohet enolizimi nën veprimin e një baze
me skemën e mëposhtme:

Shumica e komponimeve karbonil ekzistojnë
kryesisht në formën e ketonit. Përmbajtja e formës së enolit rritet me
një rritje në aciditetin e përbërjes karbonil, si dhe në rastin e
stabilizim shtesë i formës së enolit për shkak të lidhjes hidrogjenore ose për shkak të
konjugim.

Tabela 8. Përmbajtja e formave të enolit dhe
aciditeti i komponimeve karbonil

Për shembull, në komponimet 1,3-dikarbonil
lëvizshmëria e protoneve të grupit të metilenit rritet ndjeshëm për shkak të
Efekti i tërheqjes së elektroneve të dy grupeve karbonil. Përveç kësaj, enol
forma stabilizohet për shkak të pranisë në të të një sistemi të konjuguar fq -lidhjet dhe intramolekulare
lidhje hidrogjenore.

Nëse përbërja në formë enoli është
një sistem i konjuguar me një energji të lartë stabilizimi, pastaj forma enol
mbizotëron. Për shembull, fenoli ekziston vetëm në formën e enolit.

Enolizimi dhe formimi i anioneve enolate janë
fazat e para të reaksioneve të përbërjeve karbonil që vazhdojnë a - atomi i karbonit. Më e rëndësishmja
prej të cilave janë halogjenimi Dhe aldol-krotonike
kondensimi .

Halogjenimi.

Aldehidet dhe ketonet reagojnë lehtësisht me halogjenet (Cl 2,
Br2, I2 ) me arsim
ekskluzivisht a -derivatet halogjene.

Reaksioni katalizohet nga acidet ose
bazat. Shpejtësia e reagimit nuk varet nga përqendrimi dhe natyra e halogjenit.
Procesi vazhdon nëpërmjet formimit të formës enol (fazë e ngadaltë), e cila
pastaj reagon me halogjen (hap i shpejtë). Pra halogjeni
të përfshirë në shpejtësi—faza përcaktuese
procesi.

Nëse përbërja karbonil përmban disa a -hidrogjen
atomet, atëherë zëvendësimi i secilit pasues ndodh më shpejt se ai i mëparshmi,
për shkak të rritjes së aciditetit të tyre nën veprimin e një ndikimi elektron-tërheqës
halogjen. Në një mjedis alkalik, acetaldehidi dhe ketonet metil japin
derivatet trihalogjene, të cilat më pas çahen nën veprimin e një teprice të alkalit me
formimi i trihalometaneve ( reaksioni haloform) .

Ndarja e triiodoacetonit ndodh si një reagim
zëvendësimi nukleofilik. Grupet CI 3 — anion hidroksid, si S N -reaksionet në grupin karboksil (shih Lec. Nr. 12).

Jodoformi precipiton nga përzierja e reaksionit në formë
precipitat kristalor me ngjyrë të verdhë të zbehtë me erë karakteristike. jodoformë
reaksioni përdoret për qëllime analitike për të zbuluar komponimet e tipit
CH 3 -CO-R, duke përfshirë në
laboratorët klinikë për diagnostikimin e diabetit mellitus.

Reaksionet e kondensimit.

Në prani të sasive katalitike të acideve
ose komponimet alkali karbonil që përmbajnë a - atomet e hidrogjenit,
pësojnë kondensim për t'u formuar b -përbërjet hidroksikarbonil.

Karbonili është i përfshirë në formimin e lidhjes C-C
atomi i karbonit i një molekule ( komponenti karbonil) Dhe a - një atom tjetër karboni
molekulat ( komponenti i metilenit). Ky reagim quhet kondensimi aldol(me emrin e produktit të kondensimit të acetaldehidit -
aldol).

Kur përzierja e reaksionit nxehet, produkti është lehtësisht
dehidratuar për të formuar a,b - karbonil i pangopur
lidhjet.

Ky lloj kondensimi quhet krotonike(me emrin e produktit të kondensimit të acetaldehidit - krotonik
aldehide).

Konsideroni mekanizmin e kondensimit të aldolit në
mjedis alkalik. Në hapin e parë, anioni hidroksid abstrakton një proton nga a - pozicionet karbonil
komponimet për të formuar anionin enolate. Pastaj anionin enolate si nukleofile
sulmon atomin e karbonit karbonil të një molekule tjetër të përbërjes karbonil.
Ndërmjetësimi tetraedral që rezulton (anion alkoksid) është i fortë
bazë dhe më tej shkëput një proton nga një molekulë uji.

Në aldol kondensimi i dy të ndryshme
komponimet karbonil (kondensimi ndër-aldol) të mundshëm
formimi i 4 produkteve të ndryshme. Megjithatë, kjo mund të shmanget nëse një nga
nuk përmban komponime karbonil a - atomet e hidrogjenit (për shembull, aldehidet aromatike
ose formaldehid) dhe nuk mund të veprojë si përbërës metilen.

Si përbërës metilen në reaksione
kondensimi mund të jetë jo vetëm komponimet karbonil, por edhe të tjera
CH-acidet. Reaksionet e kondensimit kanë vlerë përgatitore, ashtu siç e lejojnë
ndërtoni një zinxhir atomesh karboni. Sipas llojit të kondensimit të aldolit dhe
kalbja e retroaldolit (procesi i kundërt), ndodhin shumë procese biokimike
proceset: glikoliza, sinteza e acidit citrik në ciklin e Krebsit, sinteza e neuraminit
acidet.

2.3. Reaksionet e oksidimit dhe
rikuperimi

Rimëkëmbja

Komponimet karbonil reduktohen në
alkoolet si rezultat i hidrogjenizimit katalitik ose nën veprimin e
agjentë reduktues që janë dhurues të anioneve hidride.

[H]: H2 / mace., mace. – Ni, Pt,
Pd;

LiAlH 4; NaBH4.

Rikuperimi i komponimeve karbonil
Hidridet komplekse të metaleve përfshijnë sulmin nukleofilik të grupit karbonil
anion hidrid. Hidroliza e mëvonshme jep alkool.

Rimëkëmbja është e ngjashme
grupi karbonil in vivo nën veprimin e koenzimës NADH, që është
dhurues i joneve hidride (shih Lec. Nr. 19).

Oksidimi

Aldehidet oksidohen shumë lehtë
çdo agjent oksidues, madje edhe ata të dobët si oksigjeni atmosferik dhe komponimet
argjendi (I) dhe bakri(II).

Dy reaksionet e fundit përdoren si
cilësore për grupin aldehid.

Në prani të alkaleve, aldehideve që nuk përmbajnë a -atomet e hidrogjenit
disproporcionale për të formuar alkool dhe acid (reaksioni Cannicaro).

2HCHO + NaOH ® HCOONa + CH 3 OH

Kjo është arsyeja pse tretësira ujore
formaldehidi (formalina) gjatë ruajtjes afatgjatë bëhet acid
reagimi.

Ketonet janë rezistente ndaj veprimit të agjentëve oksidues në
mjedis neutral. Në mjedise acidike dhe alkaline nën veprimin e fortë
oksidues(KMnO 4 ) ata
oksidohet me shkëputjen e lidhjes C-C. Ndarja e skeletit të karbonit ndodh përgjatë
lidhja e dyfishtë karbon-karbon e formës enol të përbërjes karbonil, e ngjashme me
oksidimi i lidhjeve dyfishe në alkenet. Kjo rezulton në një përzierje të produkteve
që përmbajnë acide karboksilike ose acide karboksilike dhe ketone.