КАРБОНИЛЬНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ

карбонильная группа

sp2-гибридном состоянии, он соединен с тремя другими атомами (С, Н,

прежде всего различием электроотрицательностей углерода и кислорода, приводящим к значительному

Плоская доступная для атаки карбонильная группа, содержащая двойную связь с электронодефицитным атомом углерода, более всего склонна к реакции нуклеофильного присоединения (АN)

легко доступен для атаки нуклеофила сверху или снизу от этой

начинает образовывать с ним σ-связь, а кислород - приобретает электроны.

и электронными факторами. Поскольку в переходном состоянии углерод карбонила начинает

В том же направлении действуют и электронные факторы. Алкильные группы проявляют электронодонорный индукционный эффект, дестабилизируют переходное состояние, увеличивая отрицательный заряд на атоме углерода, который подвергается атаке нуклеофила

растворе обратимой гидратации

Продуктами гидратации альдегидов и кетонов являются
геминальные

общего кислотного, так и основного катализа, т.е. скорость лимитирующая стадия

подвергается быстрому
протонированию

2 стадия - образовавшийся карбкатион быстро реагирует
с

более нуклеофилен, чем молекула воды. Поэтому на первой стадии он

как электроноакцепторные заместители активируют его образование. Так, при гидратации трихлорэтаналя

Для превращения гидрата в исходное карбонильное соединение он должен потерять –ОН или Н2О, что затруднительно из-за наличия электроноакцепторных групп. Хлоральгидрат также стабилизирован за счет образования водородных связей

кислоты, обычно, хлористого водорода, превращается в ацеталь. Присоединение одной молекулы

2. Реакции со спиртами

карбонильными соединениями с образованием ацеталей следующий

и простой эфир одновременно, в присутствии кислот полуацеталь как спирт

и как простые эфиры устойчивы по отношению к основаниям, но

быть получены с удовлетворительным выходом при взаимодействии спиртов и кетонов

тиолами RSH с образованием полутиоацеталей и тиоацеталей гораздо легче, чем

образованием ацеталей. Образуются как линейные, так и циклические полимеры

парафрмальдегид

Это вещество при нагревании регенерирует формальдегид, поэтому служит удобным источником газообразного формальдегида

пароформ образует твердый тример – триоксиметилен (т.пл 61 °С)

Полимеры

в циклический тример (паральдегид) и тетрамер (метальдегид)

Паральдегид используется в качестве

альдегидам и кетонам, образуя циангидриды
Это первая органическая реакция, для

смещается в сторону исходных веществ. В присутствии донора протонов равновесие

Реакцию проводят, добавляя минеральную кислоту к смеси карбонильного соединения и цианистого натрия для образования цианистого водорода, количество добавляемой кислоты должно быть недостаточно для связывания всех цианид-ионов

1. Присоединение цианид-иона

цианалкенов и непредельных кислот
1. Присоединение цианид-иона

с альдегидами и кетонами с образованием алкоксидов, гидролизом которых получают

Реакция Фаворского

(Реакция Принса)

кристаллический продукт отделяют от некарбонильных примесей и добавлением кислоты или

к группе С = О , в которых присоединяющийся нуклеофил

различные реакции аммиака, первичных и вторичных аминов, гидразина и его

не имеющая заряда, его присоединение катализируется кислотой. Предварительное протонирование карбонильного

карбонильному углероду – образование продукта присоединения по двойной связи. Пространственные

G-NH2 (также как и спирты
R-OH) являются основаниями и взаимодействуют

раствор должен быть настолько слабокислым, чтобы значительное количество реагента оставалось не протонированным, и настолько сильнокислым, чтобы сделать достаточно реакционноспособным карбонильное соединение

кислого катализатора. Эти реакции приводят к иминам






Присоединение аммиака



Азометины

растворах. Он легко превращается в уротропин
Впервые получен русским химиком

Антисептический препарат (кальцекс), добавка-консервант (код E239), часто применяется в сыроделии, а также для консервации икры, «Сухое горючее», в аналитической химии, в производстве взрывчатых веществ (гексоген), в качестве ингибитора коррозии

получению N-замещенных иминов, которые являются более стабильными соединениями, нежели производные

Присоединение первичных аминов

Кетоны реагируют медленнее, чем альдегиды, для смещения равновесия отгоняют воду

с образованием оснований Шиффа
Эти реакции не требуют катализатора.
Шиффовы

– итальянский химик. В 1857 г. окончил Гёттингенский университет, где учился

замещенные амиды кислот (перегруппировка Бекмана)

Сначала происходит протонирование оксима (I)

для получения высокомолекулярного поликапроамида – капрона (найлон-6)

Перегруппировка Бекмана

Бекман родился в Золингене. С 1875 по 1878 гг. изучал химию

таутомерия

Под влиянием карбонильной группы атомы водороды, находящиеся в α-положении к

таутомерия


Участие атома кислорода в делокализации отрицательного заряда в этом анионе

таутомерия



Для подавляющего числа альдегидов и кетонов равновесие между кетонной и

таутомерия




Кетонная и енольная форма являются изомерами. Они различаются положением атома

в енольную называется енолизацией.

В присутствии оснований

- это реакция, в которой карбонильное соединение является одновременно и

в ненасыщенный альдегид

что альдоль содержит α-Н-атомы, которые могут легко отщепляться основанием с

Легкость протекания и направление реакции дегидратации также обусловлены устойчивостью образующегося алкена: двойная углерод–углеродная связь сопряжена с двойной углерод-кислородной связью карбонила. В тех случаях, когда в образующихся алкенах в систему сопряжения включено ароматическое кольцо, альдоль выделить не удается

стадия – нуклеофильное присоединение

отрыва
протона от воды

то простой альдольной конденсации не происходит

соединений, одно из которых не содержит α-водородного атома

Королевском химическом колледже в Лондоне. В 1884—1885 гг. президент британского

Перкин
Уильям Генри
1838 - 1907

в реакцию окисления-восстановления в присутствии сильного основания

реакция Канниццаро представляет собой ряд последовательных стадий нуклеофильного присоединения
Нуклеофильное

образованием промежуточного соединения (I);

2 стадия – превращение иона (I) в

атома

от ацетона, образуя карбанион (I)

2 стадия – быстрая: анион

основания, но не зависит от концентрации брома; скорость галогенирования не

кетоны при взаимодействии с РCl5 обменивают атом кислорода на два

как ион серебра
Окисление

Реакция «серебряного зеркала».

лишь в довольно жестких условиях (исключение составляет галоформная реакция)



Окисление

дикарбоновым кислотам

Окисление

газ с резким запахом, очень ядовит. Хорошо растворим в воде

При нитровании получают пентаэритриттетранитрат – ВВ

дегидрированием этилового спирта, изомеризацией окиси этилена. Используется для получения уксусной

Ацетон

Ацетон получаю кислотным разложением гипериза, окислением или дегидрированием изопропилбензола, ацетон-бутанольным брожением углеводов, из надсмольной воды при сухой перегонке древесины. Ацетон широко используется в качестве растворителя, для получения метилметакрилата

спиртов


В качестве окислителей чаще всего используют K2Cr2O7. Окисление вторичных спиртов

Фриделю-Крафтсу

альдегидов и кетонов используют пиролиз кислот в виде паров над

Реакция эфиров муравьиной кислоты с алкил- или арилмагнийгалогенидами дает альдегиды

Из эфиров других кислот получаются кетоны

Синильная кислота или нитрилы при взаимодействии с реактивом Гриньяра также

→ две кислоты
Тризамещенный алкен → альдегид и кетон → кислота

ацетальдегида.
Основной промышленный способ получения ацетальдегида.

алкен – альдегид и кетон
Тетразамещенный алкен – два кетона