Лекция по органической химии 11 класс: Альдегиды и кетоны
план-конспект урока по химии (11 класс) по теме

1.Окисление спиртов:

а) при окислении первичных  спиртов – образуются альдегиды,

б) при окислении вторичных спиртов – получаются кетоны.

Первичные спирты при окислении образуют альдегиды, которые затем легко окисляются до карбоновых кислот.

Окислить первичный спирт до альдегида можно:

а) нагреванием над оксидом меди (II):

СН3-СН2-СН2-ОН + CuO–tCH3-CH2-C=O + Cu + H2O

                                                      \

                                                      H

б) пропусканием смеси паров спирта с кислородом над медной сеткой:

2СН3-СН2-СН2-ОН + O2 –Cu,t2CH3-CH2-C=O  + 2H2O

                                                           \

                                                           H

При окислении вторичных спиртов образуются кетоны.

2. Дегидрирование спиртов: нагревание над медной сеткой.

СН3-СН2-СН2-ОН –Cu,t CH3- CH2 - C=O  + H2

                                                   \

                                                    H

3. Реакция Кучерова – гидратация алкинов.

а) при гидратации ацетилена получается ацетальдегид,

б) при гидратации других алкинов – кетоны.

Присоединение воды к ацетилену в присутствии солей ртути (II) приводит к образованию ацетальдегида:

Кетоны получают при гидратации других гомологов ряда алкинов:

4. Гидролиз дигалогенпроизводных алканов. Под действием щелочи образуется неустойчивый диол с двумя ОН-группами при одном атоме С, он теряет воду, превращаясь в альдегид или кетон

СН3–CH2- CHCl2 + 2 KOH [CH3-CH2-CH-OH]+2KCl 

                                                       \

 H2O + CH3- CH2 - C=O                    OH

                               \

                               H

5. Пиролиз кальциевых солей карбоновых кислот – получаются кетоны.

(СН3-СОО)2Са –t CaCO3 + CH3-C-CH3

  ацетат кальция                       \\

                                                 О

6.Окисление алкенов (катализаторы - хлориды Pd и Cu)

7.Кумольный способ получения ацетона (наряду с фенолом).

8. Окисление метана (получение формальдегида)

СН4 + О2 –(Аg, 5000) НСНО + Н2О

1. Гидрирование

  Альдегиды при взаимодействии с водородом в присутствии Ni-катализатора образуют первичные спирты, кетоны - вторичные:

2. Присоединение циановодорода, гидросульфита натрия и спиртов.

1.Присоединение циановодородной (синильной) кислоты HCN:

2.Присоединение спиртов с образованием полуацеталей (в присутствии кислоты или основания как катализатора):

Полуацетали - соединения, в которых атом углерода связан с гидроксильной и алкоксильной (-OR) группами.
    Взаимодействие полуацеталя с еще одной молекулой спирта (в присутствии кислоты) приводит к замещению полуацетального гидроксила на алкоксильную группу OR' и образованию ацеталя:

3.Присоединение гидросульфита натрия дает кристаллические вещества, обычно называемые гидросульфитными производными альдегидов. Это качественная реакция на альдегиды

                                             OH

                                            /
CH3–C=О  + HSO3Na  CH3–С–SO3Na

        \                                   \    

         H                                  H  

В реакциях с кислотами эти вещества разрушаются:

         OH

         /
CH3–С–SO3Na + НС1  CH3–СН=О + NaС1 + SO2 + Н2О

         \    

         Н            

3. Окисление альдегидов. Альдегиды очень легко окисляются в соответствующие карбоновые кислоты под действием мягких окислителей: оксид серебра (аммиачный раствор) и гидроксид меди (II). Данные реакции являются качественными на альдегидную группу.

Реакция "серебряного зеркала" – окисление аммиачным раствором оксида серебра:

      R–CH=O + 2[Ag(NH3)2]OH RCOONH4 + 2Ag + 3NH3 + H2O

                                        соль аммония

                                      карбоновой кислоты

  В случае муравьиного альдегида – продуктом является карбонат аммония.

  НCH=O + 4[Ag(NH3)2]OH (NH4)2СО3+ 4Ag + 6NH3 + 2H2O

      При подкислении реакционной смеси выделяется карбоновая кислота, а в случае муравьиного альдегида – углекислый газ.

  Иногда пишут упрощенный вариант реакции:  

        RCH=O + Ag2O   -(NH3)   RCOОH + 2Ag

Окисление гидроксидом меди (II) в составе комплекса с винной кислотой или с аммиаком (синий цвет) с образованием красно-кирпичного осадка Cu2O: RCH=O +2Cu(OH)2  RCOOH+Cu2O+2H2O

                                                                               красный осадок

Окисление КМnО4 (подкисл.раствор) – до карбоновых кислот

  5R–CH=O + 2КМnО4 + 3Н2SO4   5R–COОН + 2МnSО4 + К2SO4 + 3Н2О

Формальдегид окисляется до СО2

КЕТОНЫ окисляются с трудом при действии сильных окислителей и нагревании с разрывом С–С-связей (соседних с карбонилом) и образование смеси карбоновых кислот меньшей молекулярной массы.

4. Конденсация с фенолами.

Практическое значение имеет реакция формальдегида с фенолом (катализаторы - кислоты или основания):

Дальнейшее взаимодействие с другими молекулами формальдегида и фенола приводит к образованию фенолоформальдегидных смол.

5. С галогенами

CH3–CH2–C=О + С12 –(4000) CH3– CH–С=O

                 \                                     \     \

                 H                                    С1   Н

                                                2-хлорпропаналь

6. Йодоформная реакция 

В реакцию вступают уксусный альдегид и метилкетоны

Ацетон + 3I2 + NaOH  CH3COONa + CHI3 + H2O

                                                      (желт.осадок)

7. Полимеризация

nСН2=О + H2O  НОСН2-[-ОСН2-]n-ОСН2ОН

                            параформ

При циклической полимеризации ацетальдегида получается «сухой спирт» (метальдегид)

Метаналь (муравьиный альдегид, формальдегид) CH2=O

1. получение фенолформальдегидных смол;
2. синтез лекарственных средств (уротропин);
3. дезинфицирующее средство.
4. Фиксация биологических объектов
5. Протравливание семян

Этаналь (уксусный альдегид, ацетальдегид) СН3-СН=О

1. производство уксусной кислоты;
2. органический синтез.

Ацетон СН3-СО-СН3 

1. растворитель лаков, красок, ацетатов целлюлозы;
2. сырье для синтеза различных органических веществ.