Қаныққан альдегидтер мен кетондар


Альдегидтерді жүйелік номенклатура бойынша атау үшін қаныққан көмірсутектердің атауына альдегидтер үшін «аль» деген жалғау, ол кетондар үшін «он» жалғауын қосу арқылы атайды.

құмырсқа альдегиді

формальдегид

метаналь

сірке альдегиді

ацетальдегид

этаналь

изовалериан альдегиді

3-метилбутаналь

Альдегидтердің изомериясы көміртегі атомдарының тізбегінің құрылысына байланысты, ал кетондардың изомериясы радикалдың құрылысына және карбонил тобының орнына байланысты аталады:

СН3СН2СОН метилэтаналь; СН3СН2СН(СН3)СОН 2-метилбутаналь; СН3(СН3)2ССОСН2СН3 2,2-диметилпентанон-3;

СН3 (СН3)2 ССН2СН2СОСН2СН3 6,6-диметилгептанон-3.

Химиялық қасиеттері

Альдегидтер мен кетондар көптеген химиялық реакцияға белсенді қатысады. Бұл карбонил тобындағы қос байланыстың біреуі σ-байланыс, ал екінші π-байланыс болғандықтан, электрон тығыздығы көміртек атомынан оттегі атомына қарай ығысып, поляризациялануынан болады. Сондықтан химиялық реакция кезінде карбонил тобы жоғарғы белсенділік көрсетеді. Олар қосып алу, алмасу, тотығу, полимерлену, конденсация реакцияларына қатысады.

1. Қосып алу реакциялары

а) Альдегидтер мен кетондар никель катализаторы қатысында сутегіні қосып алады. Бұл реакция бойынша альдегидтерден біріншілік спирт, ал кетондардан екіншілік спирт түзіледі.

Пропаналь пропанол

ә) Альдегидтер аммиакпен әрекеттеседі, кетондар әрекеттеспейді

Этанимин (ацетальдимин)

Ол тез полимеризациаланады (циклденеді) альдегидаммиактар түзіледі.

б) Көгерткіш қышқылды (НСN) қосып алу. Оксинитрилдер түзіледі.

a-оксипропион қышқылының нитрилы

a-оксиизомай қышқылының нитрилы

в) Альдегидтер спирттерді қосып алып, жартылай ацетальдар түзеді. Егер реакцияны хлорлы сутек қатысында қыздыру арқылы жүргізсе, толық ацеталь түзіледі.

жартылай ацеталь ацеталь

Ацетальдар жағымды эфир иісті, олар минералды қышқылдар қатысында қыздырғанда (сілтілермен емес) гидролизге ұшырап, қайтадан спирттер мен альдегидтерді бөледі. Кетондар спирттермен қиынырақ әрекеттеседі.

2. Тотығу реакциясы. Альдегидтер жеңіл тотығып, қышқылдар (көміртек скелеті өзгермейді) түзеді, ал кетондар қиын тотығады және екі қарапайым қышқылдар не қышқылдар мен кетон түзеді. Егер тотықтырғыш ретінде күміс оксидінің аммиактағы ерітіндісін алып, альдегидпен әрекеттестірсе, бос күйінде күміс бөлінеді. Бұл реакцияны «күміс айна» реакциясы деп атайды және альдегидтерге сапалық реакция болып табылады.

СН3СНО + Ag2O CH3COOH + 2Ag

сірке қышқылы

Кетондарды күшті тотықтырғыштармен әрекеттестіргенде, көміртегі тізбегі үзіліп, әр түрлі қышқылдар түзіледі, түзілген өнімдер бойынша кетондардың құрылысын анықтайды, кетондар екіншілік спирттер тотыққаннан түзілетіндіктен спирттердің де құрылысын анықтауға болады.

Альдегидтерге, сонымен бірге фелинг сұйықтығымен реакция да тән. Фелинг сұйықтығы – сулы-сілтілі комплекс тұз – шарап қышқылының мыс гидроксиді мен натрий-калий тұзы.

NaOOC−(CHOH)2−COOK + 2Cu(OH)2 + R−CHO → RCOOH + Cu2O +

NaOOC−(CHOH)2−COOK + 2H2O тире қойыла ма, дефис пе? Тире

3. Орын басу реакциялары. Орын басу реакциялары карбонил тобы арқылы жүреді.

а) альдегидтер гидроксиламинмен әрекеттесіп, оксимдер түзіледі. Бұл реакцияға кетондар да түседі.

альдоксим (ацетальдоксим)

ә) альдегидтер гидразинмен әрекеттесіп, гидразондар түзеді.

4. Конденсациялану реакциясы. Бұл реакция әлсіз сілтінің қатысында, альдегидтің немесе кетонның екі-үш молекуласының қосылуы арқылы жүреді. Реакция нәтижесінде альдоль түзіледі. Альдоль деп құрамында гидроксил және карбонил топтары бар қосылысты (альдегидоспирт) атайды. Сондықтан оларды альдольды конденсация дейді.

альдоль, 3-оксибутаналь

бутен-2-аль

5. Полимерлену реакциясы. Күкірт қышқылының аз мөлшерінің әсерінен тек альдегидтер полимерленеді. Кетондар полимерленбейді.

6. Канниццаро реакциясы. Концентрлі сілтілердің әсерінен α- сутегі атомы жоқ және альдольға димерленбейтін альдегидтер Канниццаро реакциясына түседі. Мұнда альдегидтердің жарты молекуласы қышқылға дейін тотығады, ал жарты молекуласы спиртке дейін тотықсызданады.

6Н5СНО + NaOH → C6H5COONa + C6H5CH2OH

бензальдегид натрий бензоаты бензил спирті

Альдегидтер мен кетондарды алу. Қолданылуы

Альдегидтер мен кетондарды алудың бірнеше ортақ әдістері бар.

1. Спирттерді тотықтырып не каталитикалық дегидрлеп: біріншілік спирттерден альдегидтерді, екіншілік спирттерден кетондарды алады. Бұл реакциялар спирттер тақырыбында қаралған.

2. Қышқылдардың не олардың қоспаларының буларын кей металдар оксидтері (ThO2, MnO2, CaO, ZnO) үстінен 400-450°С температурада жіберіп пиролиз арқылы алады:

RCOOH + HCOOH ® RCHO + CO2 +H2O

2RCOOH® RCOR + H2O + CO2

3. Геминальды дигалоген туындыларының гидролизі арқылы: (көмірсутектердің галоген туындылары тақырыбында қарастырылған) екі галоген де шеткі көмертек атомында орналасқан болса, альдегид түзіледі, ал ортадағы көміртек атомында болса – кетондар түзіледі:

2. Ацетилен және оның гомологтарын гидратациялағанда (сынап(ІІ) тұздары қатысында сірке альдегиді (Кучеров реакциясы) және кетондар түзіледі:

5. Техникада альдегидтерді СО және Н2 олефиндерге тура қосып алады (оксосинтез), қысым (100-200атм) кобальт не никель катализаторы қатысында

6. Карбон қышқылдары тұздарының термиялық айрылуы реакциясы. Құмырсқа және басқа карбон қышқылдары тұздарының қоспасын термиялық айырғанда альдегидтер алынса, ал басқа қоспалардан кетондар түзіледі:

кальций ацетоформиаты

этаналь

кальций ацетаты

пропанон

Құмырсқа альдегиді (формальдегид) НСОН түссіз, өзіне тән өткір иісті газ, улы, тыныс жолдарына, көзге өте әсер етеді. Суда жақсы ериді. 40 пайызды ерітіндісі формалин деп аталады. Өндірісте формальдегидті екі әдіспен алады: метанды толық емес тотықтырып және метанолды дегидрлеп (650-700°С температурада және күміс катализаторы қатысында). Формальдегидті аммиакпен қосып аздап қыздырса, алғаш рет А.М. Бутлеров синтездеген гексаметилтетраамин (уротропин) алынады.

6СНОН + 4NH3 ® 6H2O + (CH2)6N4

Уротропин көп жағдайда фенолформальдегидті шайыр алу үшін, қопарылғыш заттар алу үшін, формальдегид полимері – параформ құрғақ жанғыш зат алуға қолданылады. Сірке альдегиді өткір иісті сұйық зат, өндірісте сірке қышқылын алуға қолданылады.

Ацетальдегид полимерленіп паральдегид түзеді, ол синтетикалық каучук алуда қолданылады. Ацетон – түссіз, өзіне тән иісі бар сұйық зат. Суда және көптеген органикалық еріткіштерде жақсы ериді. Еріткіш ретінде бояу өндірісінде, ацетат жібегін алуға, қопарылғыш зат алуға қолданылады.

Өзін-өзі тексеру сұрақтары

1. Альдегидтер мен кетондардың изомериясы, номенклатурасы, мысалдар келтіру керек.

2. Алу, қолданылуы.

3. Физикалық және химиялық қасиеттері.

4. Мына заттардың структуралық формуласын құру керек: 2-хлорпентаналь; 2-метилпропаналь; бензальдегид; 2-пентанон; метилфенилкетон.

5. 2 атмосфералық қысымда, 27оС температурада 4,92л ацетиленге суды қосса, неше грамм ацетальдегид түзіледі? Жауабы: 17,6г.

6. Егер метил спирті 400мл 0,1М перманганат ерітіндісімен қышқыл ортада тотықса, неше грамм формальдегид түзіледі? Жауабы: 3г.