Aldehydy a ketony. Struktura, stavba aldehydů a ketonů. Vlastnosti aldehydů a ketonů. Fyzikální vlastnosti:

Transkript

1 Milí studenti, milé studentky, karbonylové sloučeniny, aldehydy a ketony, představují důležitou a zajímavou skupinu chemických organických sloučen. A právě jim se věnují následující stránky. Doufám, že cesta do hlubin této části organické chemie bude pro vás zajímavá. Aldehydy a ketony Struktura, stavba aldehydů a ketonů Aldehydy a ketony obsahují reaktivní karbonylovou funkční skupinu. 1 2 karbonylová aldehyd (-al) keton (-on), 1, 2..alkyl nebo aryl skupina Vlastnosti aldehydů a ketonů Fyzikální vlastnosti: Skupenství - formaldehyd plyn vyšší aldehydy a ketony kapaliny nejvyšší aldehydy a ketony pevné látky Bod varu vyšší než u odpovídajících nenasycených uhlovodíků nižší než u odpovídajících alkoholů (u aldehydů a ketonů nedochází k tvorbě vodíkových můstku mezi karbonylovými skupinami) ozpustnost aldehydy a ketony o nízké Mr jsou rozpustné ve vodě s rostoucí Mr rozpustnost rychle klesá Nižší aldehydy formaldehyd, acetaldehyd mají pronikavý zápach Vyšší aldehydy a ketony příjemně voní

2 Chemické vlastnosti: reaktivnost π elektrony jsou v karbonylové skupině posunuty směrem k elektronegativnějšímu atomu kyslíku, na uhlíku vzniká kladný parciální náboj 1 C δ δ 2 Chemické reakce 1) oxidačně-redukční reakce oxidace ALDEYDY - oxidují se na karboxylové kyseliny KETNY - s normálními oxidačními činidly neprobíhá redukce probíhá přes meziprodukt - alkohol - až na uhlovodíky Příklady redoxních reakcí 3 C o xid a c e 3 C re d u k c e 3 C C 3 (Správným řešením prvého příkladu je kyselina 4-methylhexanová, jelikož při oxidaci aldehydů vznikají karboxylové kyseliny. Správným řešením druhého příkladu je propan nebo lze uznat 2-propanol, který se však redukuje dále na propan)

3 2) nukleofilní adice charakteristická reakce - probíhá tím snadněji, čím menší alkyl je vázaný na karbonylovou skupinu nejsnáze probíhá u formaldehydu přes vyšší aldehydy až po ketony a aromáty 1. krok určuje rychlost reakce nukleofilní částice (Nu - ) atakuje uhlík karbonylové skupiny 2. krok rychlá reakce vytvořeného aniontu s elektrofilním činidlem - často proton Nu - - Nu X Nu X - Nu - A) reakce s alkoholem V první fázi reakce vzniká poloacetal. eaguje-li poloacetal s další molekulou alkoholu, vzniká acetal.

4 B) aldolová kondenzace Tato reakce probíhá pouze u aldehydů/ketonů, které obsahují volné na α-uhlíku, tzv. kyselé vodíky kondenzace dvou karbonylových sloučenin probíhá jen v zásaditém prostředí C) Adice Grignardových činidel 3) Polymerizace aldehydů probíhá v kyselém prostředí -[-C 2 - -] n -

5 4) Elektrofilní substituce probíhá u aromatických aldehydů probíhá do polohy meta Cl 2 Cl Příprava aldehydů a ketonů ALDEYDY vznikají oxidací (dehydrogenací) primárních alkoholů 2 Příprava - oxidace: vzdušným kyslíkem v přítomnosti katalyzátoru dojde k ní vždy na uhlíku, který nese skupinu získané aldehydy snadno oxidují dál na karboxylové kyseliny Příklady: ETANAL vyrábí se i nukleofilní adicí vody na ethyn ( acetylen ) v přítomnosti katalyzátoru gs4 a zřeď. C C 2 C 2 C C 3 ethyn(acetylen) vinylalkohol ethanal KETNY vznikají oxidací (dehydrogenací) sekundárních alkoholů 2 Příprava ketonů

6 adicí vody na alkyny s výjimkou acetylenu suchou destilací vápenatých a barnatých solí karboxylových kyselin průmyslová výroba acetonu pouze pro symetrické ketony Adice vody na alkyny - s výjimkou acetylenu pro výrobu nesymetrických ketonů adice probíhá v přítomnosti zřeď. 2 S 4 a katalyzátoru gs 4 C 2 3 C Suchá destilace vápenatých a barnatých solí karboxylových kyselin použití jen pro výrobu symetrických ketonů výroba acetonu (C) 2 Ca CaC 3 (C 3 C) 2 Ca octan vápenatý 3 C CaC 3 3 C dimethylketon (aceton) Aromatické aldehydy a ketony karbonylová skupina vázaná na aromatickém jádřezískávají se oxidací aromatických uhlovodíků, které mají na aromatickém jádře alkylovou skupinu xidace pomocí běžných oxidačních činidel Mn2 můžeme ji ovlivnit volbou reakčních podmínek

7 C 3 toluen benzaldehyd Zástupci Formaldehyd - bezbarvý štiplavý plyn 40% roztok - formalín (konzervace biologických preparátů) užití: dezinfekční a fungicidní činidlo Acetaldehyd - pronikavě páchnoucí kapalina užití: výroba kyseliny octové, palivo do vařičů - tuhý líh Aceton - páchnoucí kapalina užití: průmyslové i laboratorní rozpouštědlo, v organické syntéze zdroje: 1) Kotlík, B.; ůžičková, K.: Chemie v kostce II, Fragment, avlíčkův Brod, ) Mareček, A.; onza, J.: Chemie pro čtyřletá gymnázia - 3.díl, Nakladatelství lomouc, lomouc 2000 Všechny obrázky zvířat doprovázející prezentaci byly staženy z internetu.

8 tázky: 1. Příklady - reakce s alkoholem 3 C 3 C 3 C 3 C C 3 3 C Příklady-aldolová kondenzace 3 C C 3 C 3 3 C C 3 Příklady - Grignardova činidla C 3 3 C 3 C Mg Cl C 3 Příklady - SE 1. Příklady k procvičení aldehydy, ketony 3 C C 3 3 C C 3

9 2. C 3 3 C 3C - C C 3 C C 3 C 3 Mg Cl 4. oxidace 5. C 3 Cl 6. 3 C C 3 - C 3 C 3 3 C C 3 C 3 C 3

10