İzopropil aldehit. Aldehitler ve ketonlar: yapı, izomerizm, isimlendirme. Aldehitlerin homolojik serileri ve isimlendirmeleri

Organik kimya çok karmaşık bir bilimdir, ancak ilginçtir. Sonuçta, aynı elementlerin farklı miktarlarda ve dizilerdeki bileşikleri, farklı olanların oluşumuna katkıda bulunur. "ketonlar" adı verilen karbonil grubunun bileşiklerini (kimyasal özellikler, fiziksel özellikler, sentez yöntemleri) ele alalım. Ayrıca onları aynı türden diğer maddelerle - aldehitlerle karşılaştırın.

ketonlar

Bu kelime, karbonil grubunun (C = O) iki karbon radikali ile bağlantılı olduğu moleküllerde, organik yapıdaki bütün bir madde sınıfı için genel bir isimdir.

Yapıları gereği ketonlar aldehitlere ve karboksilik asitlere yakındır. Bununla birlikte, aynı anda C = O'ya bağlı iki C atomu (karbon veya karbon) içerirler.

formül

Bu sınıftaki maddelerin genel formülü aşağıdaki gibidir: R 1 -CO-R 2.

Daha anlaşılır olması için kural olarak şu şekilde yazılmıştır.

İçinde, C = O bir karbonil grubudur. Ve Rı ve R2 karbon radikalleridir. Yerlerinde çeşitli bileşikler olabilir, ancak bileşimleri mutlaka karbon içermelidir.

Aldehitler ve ketonlar

Bu madde gruplarının fiziksel ve kimyasal özellikleri birbirine oldukça benzer. Bu nedenle sıklıkla birlikte görülürler.

Gerçek şu ki, aldehitler de moleküllerinde bir karbonil grubu içerir. Hatta ketonlarla çok benzer formülleri var. Bununla birlikte, söz konusu maddelerde C = O 2 radikale bağlanırsa, o zaman aldehitlerde ikincisi yerine sadece bir tanesidir - bir hidrojen atomu: R-CO-H.

Bir örnek, bu sınıfın bir maddesinin formülüdür - herkes tarafından formalin olarak daha iyi bilinen formaldehit.

CH20 formülüne dayanarak, karbonil grubunun aynı anda bir değil iki H atomuna bağlı olduğu görülebilir.

Fiziki ozellikleri

Aldehitlerin ve ketonların kimyasal özelliklerini anlamadan önce fiziksel özelliklerini göz önünde bulundurmaya değer.

• Ketonlar eriyebilir veya uçucu sıvılardır. Bu sınıfın en düşük temsilcileri H 2 O içinde iyi çözünür ve orijin ile iyi etkileşime girer.
  Bireysel temsilciler(örneğin, CH3 COCH 3) suda ve kesinlikle herhangi bir oranda önemli ölçüde çözünür.
  Alkoller ve karboksilik asitlerin aksine, ketonlar aynı moleküler ağırlığa sahip daha uçucudur. Bu, bu bileşiklerin H-CO-R'de olduğu gibi H ile bağ oluşturmasının imkansızlığı ile kolaylaştırılır.
• Farklı tipteki aldehitler, farklı kümelenme durumlarında olabilir. Yani daha yüksek R-CO-H çözünmez katılar... En düşükleri, bazıları H 2 O ile iyi karışan sıvılardır, ancak bazıları sadece suda çözünür, daha fazla değil.
  Bu türün en basit maddesi olan formik aldehit, keskin kokulu bir gazdır. Bu madde H 2 O'da mükemmel şekilde çözünür.

En ünlü ketonlar

Birçok R1 -CO-R2 maddesi vardır, ancak bunların çoğu bilinmemektedir. Öncelikle hepimizin aseton olarak bildiğimiz dimetil ketondur.

Ayrıca meslektaşı çözücüsü - bütanon veya doğru olarak adlandırıldığı gibi - metil etil keton.

Kimyasal özellikleri endüstride aktif olarak kullanılan diğer ketonlar arasında asetofenon (metil fenil keton) bulunmaktadır. Aseton ve bütanonun aksine kokusu oldukça hoştur, bu yüzden parfümeride kullanılır.

Örneğin, sikloheksanon tipik bir Rı-CO-R2'dir ve en yaygın olarak solventlerin imalatında kullanılır.

Diketonlardan bahsetmemek mümkün değil. Bu isim, bileşimlerinde bir değil iki karbonil grubu bulunan Rı-CO-R2 tarafından taşınır. Böylece formülleri şöyle görünür: R1 -CO-CO-R 2. En basitlerinden biri, ancak yaygın olarak kullanılan Gıda endüstrisi diketonların temsilcisi diasetildir (2,3-bütandion).

Listelenen maddeler, bilim adamları tarafından sentezlenen küçük bir keton listesidir (kimyasal özellikler aşağıda tartışılmaktadır). Aslında, bunlardan daha fazlası var, ancak hepsi kullanılmıyor. Ayrıca, birçoğunun toksik olduğu akılda tutulmalıdır.

Ketonların kimyasal özellikleri

• Ketonlar, H'yi kendilerine bağlayabilirler (hidrojenasyon reaksiyonu). Bununla birlikte, bu reaksiyonun üretimi için, nikel, kobalt, bakır, platin, paladyum ve diğerlerinin metal atomları şeklinde katalizörlerin varlığı gereklidir. Reaksiyonun bir sonucu olarak, R1-CO-R2 ikincil alkollere dönüşür.
  Ayrıca, alkali metaller veya Mg amalgam varlığında hidrojen ile etkileşime girdiğinde, ketonlardan glikoller elde edilir.
• En az bir alfa hidrojen atomuna sahip ketonlar genellikle keto-enol tautomerizasyonundan etkilenir. Sadece asitler tarafından değil, aynı zamanda bazlar tarafından da katalize edilir. Genellikle keto formu, enol formundan daha kararlı bir fenomendir. Bu denge, alkinlerin hidrasyonu ile ketonların sentezlenmesini mümkün kılar. Enol keto formunun konjugasyon yoluyla nispi stabilizasyonu, (alkanlarla karşılaştırıldığında) oldukça güçlü bir Rı-CO-R2 asiditesine yol açar.
• Bu maddeler amonyak ile reaksiyona girebilir. Ancak çok yavaş ilerlerler.
• Ketonlar ile etkileşime girer Sonuç olarak, sabunlaşması a-hidroksi asitlerin ortaya çıkmasına katkıda bulunan a-hidroksinitriller oluşur.
• Alkilmagnezyum halojenürlerle reaksiyona girerek ikincil alkollerin oluşumuna yol açar.
• NaHSO 3'e ilave, hidrosülfit (bisülfit) türevlerinin oluşumunu destekler. Sadece metil ketonların yağlı satırda reaksiyona girebildiğini hatırlamakta fayda var.
  Ketonlara ek olarak, aldehitler de benzer şekilde sodyum hidrosülfit ile etkileşime girebilir.
  NaHC03 çözeltisi (kabartma tozu) veya mineral asit ile ısıtıldığında, NaHSO 3 türevleri ayrışarak serbest keton açığa çıkarabilir.
• R1-CO-R2'nin NH2OH (hidroksilamin) ile reaksiyonu sırasında ketoksimler oluşur ve bir yan ürün olarak H2O.
• Hidrazin'in katıldığı reaksiyonlarda hidrazonlar (alınan maddelerin oranı 1: 1) veya azinler (1: 2) oluşur.
  Reaksiyondan elde edilen ürün (hidrazon), sıcaklığın etkisi altında kostik potasyum ile reaksiyona girerse, N ve doymuş hidrokarbonlar açığa çıkacaktır. Bu sürece Kizhner reaksiyonu denir.
• Yukarıda bahsedildiği gibi, aldehitler ve ketonlar benzer kimyasal özelliklere ve hazırlama işlemine sahiptir. Bu durumda, R1-CO-R2 asetalleri, R-CO-H asetallerinden daha karmaşık oluşturulur. Ortoraik ve ortosilisik asit esterlerinin ketonları üzerindeki etkisinin bir sonucu olarak ortaya çıkarlar.
• Daha yüksek alkali konsantrasyonuna sahip koşullar altında (örneğin, konsantre H₂SO₄ ile ısıtıldığında) R1-CO-R2, doymamış ketonların oluşumu ile moleküller arası dehidrasyona uğrar.
• Rı-CO-R2 ile reaksiyonda alkaliler mevcutsa, ketonlar aldol kondenzasyonuna uğrar. Sonuç olarak, H2O molekülünü kolayca kaybedebilen β-keto alkoller oluşur.
• Ketonların kimyasal özellikleri, mesitil oksit ile reaksiyona giren aseton örneği için oldukça belirleyicidir. Bu durumda phoron adı verilen yeni bir madde oluşur.
• Ayrıca, ketonların indirgenmesini destekleyen Leuckart-Wallach reaksiyonu, söz konusu organik maddenin kimyasal özelliklerine bağlanabilir.

R1-CO-R2 neyden elde edilir?

Söz konusu maddelerin özelliklerine aşina olduktan sonra, sentezlerinin en yaygın yöntemlerini bulmaya değer.

• Keton üretimi için en ünlü reaksiyonlardan biri, aromatik bileşiklerin asidik katalizörler (AlCl3, FeCl3, mineral asitler, oksitler, katyon değişim reçineleri, vb.) varlığında alkilasyonu ve asilasyonudur. Bu yöntem Friedel-Crafts reaksiyonu olarak bilinir.
• Ketonlar, ketiminlerin ve vic-diollerin hidrolizi ile sentezlenir. İkincisi durumunda, her iki katalizörün varlığı gereklidir.
• Asetilen homologlarının hidrasyonu veya kendi adıyla Kucherov reaksiyonu da keton elde etmek için kullanılır.
• Guben-Gesh reaksiyonları.
• Ruzicka siklizasyonu, sikloketonların sentezi için uygundur.
• Ayrıca, bu maddeler, Kriege yeniden düzenlemesi kullanılarak üçüncül peroksoesterlerden ekstrakte edilir.
• Sekonder alkol oksidasyon reaksiyonları sırasında ketonları sentezlemenin birkaç yolu vardır. Aktif bileşiğe bağlı olarak 4 reaksiyon ayırt edilir: Swerna, Kornblum, Kori-Kim ve Parik-Dering.

Uygulama kapsamı

Ketonların kimyasal özellikleri ve üretimi ile ilgilendikten sonra, bu maddelerin nerede kullanıldığını bulmaya değer.

Yukarıda bahsedildiği gibi, çoğu kimya endüstrisinde vernikler ve emayeler için çözücü olarak ve ayrıca polimer üretiminde kullanılmaktadır.

Ek olarak, bazı R1-CO-R2 aroma maddeleri olarak kendilerini oldukça iyi kanıtlamıştır. Bu nedenle ketonlar (benzofenon, asetofenon ve diğerleri) parfümeride ve yemek pişirmede kullanılır.

Ayrıca asetofenon, uyku haplarının imalatında bir bileşen olarak kullanılır.

Benzofenon, zararlı radyasyonu emme yeteneğinden dolayı, bronzlaşma önleyici kozmetiklerde sıkça kullanılan bir bileşen ve aynı zamanda bir koruyucudur.

R1-CO-R2'nin vücut üzerindeki etkileri

Ne tür bileşiklerin keton olarak adlandırıldığını (kimyasal özellikler, uygulama, sentez ve bunlarla ilgili diğer veriler) öğrendikten sonra, bu maddelerin biyolojik özelliklerini tanımaya değer. Başka bir deyişle, canlı organizmalar üzerinde nasıl hareket ettiklerini öğrenin.

R1-CO-R2'nin endüstride oldukça sık kullanılmasına rağmen, bu tür bileşiklerin çok toksik olduğu her zaman hatırlanmaya değerdir. Birçoğu kanserojen ve mutajeniktir.

Özel temsilciler, mukoza zarlarında yanıklara kadar tahrişe neden olabilir. Alisiklik R1 -CO-R2 vücutta ilaçlar gibi etki edebilir.

Ancak, bu türdeki tüm maddeler zararlı değildir. Gerçek şu ki, bazıları biyolojik organizmaların metabolizmasına aktif olarak katılıyor.

Ketonlar ayrıca karbon metabolizması bozukluklarının ve insülin eksikliğinin belirteçleridir. İdrar ve kan analizinde, R1-CO-R2'nin varlığı, hiperglisemi ve ketoasidoz dahil olmak üzere çeşitli metabolik bozuklukları gösterir.

Doymuş monohidrik ve polihidrik alkollerin karakteristik kimyasal özellikleri, fenol

Doymuş monohidrik ve polihidrik alkoller

Alkoller (veya alkanoller), molekülleri bir hidrokarbon radikaline bağlı bir veya daha fazla hidroksil grubu ($ —OH $ grubu) içeren organik maddelerdir.

Hidroksil gruplarının (atomiklik) sayısına göre, alkoller ayrılır:

- monoatomik, örneğin:

$ (CH_3-OH) ↙ (metanol (metil alkol)) $ $ (CH_3-CH_2-OH) ↙ (etanol (etil alkol)) $

— iki atomlu (glikoller), Örneğin:

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

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

— üç atomlu, Örneğin:

Hidrokarbon radikalinin doğası gereği, aşağıdaki alkoller ayırt edilir:

— sınır Molekülde sadece doymuş hidrokarbon radikalleri içeren, örneğin:

— doymamış Moleküldeki karbon atomları arasında çoklu (çift ve üçlü) bağlar içeren, örneğin:

$ (CH_2 = CH-CH_2-OH) ↙ (propen-2-ol-1 (alil alkol)) $

— aromatik, yani molekülde bir benzen halkası ve bir hidroksil grubu içeren, birbirine doğrudan değil, karbon atomları yoluyla bağlı alkoller, örneğin:

Molekülde doğrudan benzen halkasının karbon atomuna bağlı hidroksil grupları içeren organik maddeler, kimyasal özelliklerde alkollerden önemli ölçüde farklıdır ve bu nedenle bağımsız bir organik bileşik sınıfı - fenoller olarak öne çıkar. Örneğin:

Molekül başına üçten fazla hidroksil grubu içeren çok atomlu (polihidrik) alkoller de vardır. Örneğin, en basit hekzaol alkol (sorbitol):

İsimlendirme ve izomerizm

Alkollerin adlarını oluştururken, alkole karşılık gelen hidrokarbonun adına jenerik sonek eklenir. -ol. Son ekten sonraki sayılar, ana zincirdeki hidroksil grubunun konumunu ve önekleri gösterir. di-, tri-, tetra- vb. - sayıları:

Ana zincirdeki karbon atomlarının numaralandırılmasında, hidroksil grubunun konumu, çoklu bağların konumuna göre önceliklidir:

Homolog serinin üçüncü üyesinden başlayarak, alkoller, fonksiyonel grubun (propanol-1 ve propanol-2) pozisyonunun izomerizmini ve dördüncü, karbon iskeletinin izomerizmini (bütanol-1, 2-metilpropanol-1) sergiler. ). Ayrıca sınıflar arası izomerizm ile karakterize edilirler - alkoller eterlere izomeriktir:

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

alkoller

Fiziki ozellikleri.

Alkoller hem alkol molekülleri arasında hem de alkol ve su molekülleri arasında hidrojen bağları oluşturabilir.

Hidrojen bağları, bir alkol molekülünün kısmen pozitif yüklü hidrojen atomu ile başka bir molekülün kısmen negatif yüklü oksijen atomunun etkileşiminden ortaya çıkar. Alkollerin moleküler ağırlıklarına göre anormal derecede yüksek kaynama noktalarına sahip olmaları, moleküller arasındaki hidrojen bağları sayesindedir. Bu nedenle, normal koşullar altında nispi moleküler ağırlığı 44 $ olan propan bir gazdır ve alkollerin en basiti metanoldür, nispi moleküler ağırlığı 32 $'dır, normal şartlar altında bir sıvıdır.

1 $ ila 11 $ arasında karbon atomu içeren doymuş monohidrik alkoller serisinin alt ve orta terimleri sıvıdır. Oda sıcaklığında daha yüksek alkoller ($ C_ (12) H_ (25) OH $ ile başlayan) katıdır. Düşük alkoller, karakteristik bir alkol kokusuna ve keskin bir tada sahiptir; suda kolayca çözünürler. Hidrokarbon radikali arttıkça, alkollerin sudaki çözünürlüğü azalır ve oktanol artık suyla karışmaz.

Kimyasal özellikler.

Organik maddelerin özellikleri, bileşimleri ve yapıları ile belirlenir. Alkoller onaylıyor Genel kural... Molekülleri hidrokarbon ve hidroksil radikallerini içerir, bu nedenle alkollerin kimyasal özellikleri bu grupların birbirleri üzerindeki etkileşimi ve etkisi ile belirlenir. Bu bileşik sınıfının karakteristik özellikleri, bir hidroksil grubunun varlığından kaynaklanmaktadır.

1. Alkollerin alkali ve toprak alkali metallerle etkileşimi. Bir hidrokarbon radikalinin bir hidroksil grubu üzerindeki etkisini belirlemek için, bir yanda bir hidroksil grubu ve bir hidrokarbon radikali içeren bir maddenin ve bir hidroksil grubu içeren ve bir hidrokarbon radikali içermeyen bir maddenin özelliklerini karşılaştırmak gerekir. , Diğer yandan. Bu tür maddeler örneğin etanol (veya diğer alkol) ve su olabilir. Alkol moleküllerinin ve su moleküllerinin hidroksil grubunun hidrojeni, alkali ve alkali toprak metalleri tarafından azaltılabilir (bunlarla değiştirilir):

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

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

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

2. Alkollerin hidrojen halojenürlerle etkileşimi. Bir halojen yerine bir hidroksil grubunun ikame edilmesi haloalkanların oluşumuna yol açar. Örneğin:

$ C_2H_5OH + HBr⇄C_2H_5Br + H_2O $.

Bu reaksiyon geri dönüşümlüdür.

3. Alkollerin moleküller arası dehidrasyonu- dehidrasyon maddelerinin varlığında ısıtıldığında iki molekül alkolden bir su molekülünün ayrılması:

Alkollerin moleküller arası dehidrasyonu sonucunda, eterler. Bu nedenle, sülfürik asitli etil alkol 100 $ ila 140 ° C $ sıcaklığa ısıtıldığında, dietil (sülfürik) eter oluşur:

4. alkollerin etkileşimi esterler oluşturmak için organik ve inorganik asitlerle ( esterleşme reaksiyonu):

Esterleşme reaksiyonu, güçlü inorganik asitler tarafından katalize edilir.

Örneğin, etil alkol ve asetik asit formlarının etkileşimi Etil asetat — Etil asetat:

5. Alkollerin molekül içi dehidrasyonu Alkoller, dehidrasyon ajanlarının varlığında moleküller arası dehidrasyon sıcaklığından daha yüksek bir sıcaklığa ısıtıldığında meydana gelir. Sonuç olarak, alkenler oluşur. Bu reaksiyon, bitişik karbon atomları üzerinde bir hidrojen atomu ve bir hidroksil grubunun varlığından kaynaklanmaktadır. Bir örnek, konsantre sülfürik asit mevcudiyetinde etanol 140 °C $ üzerinde ısıtıldığında eten (etilen) üretme reaksiyonudur:

6. Alkollerin oksidasyonu genellikle, asidik bir ortamda potasyum dikromat veya potasyum permanganat gibi güçlü oksitleyici maddelerle gerçekleştirilir. Bu durumda oksitleyici ajanın etkisi, hidroksil grubuna zaten bağlı olan karbon atomuna yöneliktir. Alkolün doğasına ve reaksiyon koşullarına bağlı olarak çeşitli ürünler oluşturulabilir. Bu nedenle, birincil alkoller önce oksitlenir. aldehitler ve sonra karboksilik asitler:

İkincil alkoller oksitlendiğinde ketonlar oluşur:

Üçüncül alkoller oksidasyona karşı oldukça kararlıdır. Bununla birlikte, sert koşullar altında (güçlü oksitleyici ajan, yüksek sıcaklık), hidroksil grubuna en yakın karbon-karbon bağlarının kopmasıyla oluşan üçüncül alkollerin oksidasyonu mümkündür.

7. Alkollerin dehidrojenasyonu. Alkol buharları bakır, gümüş veya platin gibi bir metal katalizör üzerinden 200-300 °C $'da geçirildiğinde, birincil alkoller aldehitlere, ikincil alkoller ise ketonlara dönüştürülür:

Alkol molekülünde birkaç hidroksil grubunun varlığı, aynı anda spesifik özellikleri belirler. polihidrik alkoller Yeni elde edilmiş bir bakır (II) hidroksit çökeltisi ile etkileşime girdiğinde suda çözünür parlak mavi kompleks bileşikler oluşturabilen . Etilen glikol için şunları yazabilirsiniz:

Monohidrik alkoller bu reaksiyona giremezler. Bu nedenle, polihidrik alkollere kalitatif bir reaksiyondur.

Fenol

Fenollerin yapısı

Organik bileşiklerin moleküllerindeki hidroksil grubu, aromatik çekirdeğe doğrudan bağlanabilir veya ondan bir veya daha fazla karbon atomu ile ayrılabilir. Bu özelliğe bağlı olarak, atom gruplarının karşılıklı etkisi nedeniyle maddelerin birbirinden önemli ölçüde farklı olması beklenebilir. Gerçekten de, hidroksil grubuna doğrudan bağlı aromatik radikal fenil $ C_6H_5 $ - içeren organik bileşikler, alkollerinkinden farklı özel özellikler sergiler. Bu tür bileşiklere fenoller denir.

Fenoller, molekülleri bir veya daha fazla hidroksil grubuna bağlı bir fenil radikali içeren organik maddelerdir.

Tıpkı alkoller gibi, fenoller de atomikliğe göre sınıflandırılır, yani. hidroksil gruplarının sayısına göre.

monohidrik fenoller molekülde bir hidroksil grubu içerir:

polihidrik fenoller moleküllerde birden fazla hidroksil grubu içerir:

Benzen halkasında üç veya daha fazla hidroksil grubu içeren başka polihidrik fenoller de vardır.

Bu sınıfın en basit temsilcisi olan fenol $ С_6Н_5ОН $'ın yapısı ve özellikleri hakkında daha ayrıntılı bilgi sahibi olalım. Bu maddenin adı, tüm sınıfın adının temelini oluşturdu - fenoller.

Fiziksel ve kimyasal özellikler.

Fiziki ozellikleri.

Fenol, keskin bir karakteristik kokuya sahip, katı, renksiz, kristal bir maddedir, $ t ° _ (pl.) = 43 ° C, t ° _ (kaynama) = 181 ° C $. Zehirli. Oda sıcaklığında fenol suda az çözünür. Sulu bir fenol çözeltisine karbolik asit denir. Cilde temas ederse yanıklara neden olur, bu nedenle fenol dikkatli kullanılmalıdır!

Kimyasal özellikler.

Asidik özellikler. Daha önce belirtildiği gibi, hidroksil grubunun hidrojen atomu asidik bir karaktere sahiptir. Fenolün asidik özellikleri su ve alkollerden daha belirgindir. Alkoller ve sudan farklı olarak, fenol sadece alkali metaller, aynı zamanda oluşturmak için alkaliler ile fenolatlar:

Bununla birlikte, fenollerin asidik özellikleri, inorganik ve karboksilik asitlerinkinden daha az belirgindir. Örneğin, fenolün asidik özellikleri, fenolünkinden yaklaşık 3000 $ kat daha zayıftır. karbonik asit... Bu nedenle, karbon dioksitin sulu bir sodyum fenolat çözeltisinden geçirilmesiyle, serbest fenol izole edilebilir:

Sulu bir sodyum fenolat çözeltisine hidroklorik veya sülfürik asit ilavesi de fenol oluşumuna yol açar:

Fenole kalitatif reaksiyon.

Fenol, yoğun mor renkli kompleks bir bileşik oluşturmak için demir (III) klorür ile reaksiyona girer.

Bu reaksiyon, çok sınırlı miktarlarda bile tespit edilmesini mümkün kılar. Benzen halkasında bir veya daha fazla hidroksil grubu içeren diğer fenoller de demir (III) klorür ile reaksiyonda parlak mavi-mor bir renk verir.

Benzen halkasının reaksiyonları.

Bir hidroksil ikamesinin mevcudiyeti, benzen halkasında elektrofilik ikame reaksiyonlarının meydana gelmesini büyük ölçüde kolaylaştırır.

1. Fenolün brominasyonu. Benzenin aksine, fenol bromlama bir katalizör (demir (III) bromür) eklenmesini gerektirmez.

Ek olarak, fenol ile etkileşim seçici olarak (seçici olarak) ilerler: brom atomları, orto ve orada bulunan hidrojen atomlarının yerini alan para-pozisyonları. Yer değiştirmenin seçiciliği, yukarıda ele alınan fenol molekülünün elektronik yapısının özellikleri ile açıklanmaktadır.

Böylece, fenol bromlu su ile etkileşime girdiğinde beyaz bir çökelti oluşur. 2,4,6-tribromofenol:

Bu reaksiyon, demir (III) klorür ile reaksiyon gibi, fenolün kalitatif tespiti için hizmet eder.

2. fenol nitrasyonu benzenin nitrasyonundan daha kolaydır. Seyreltik nitrik asit ile reaksiyon, oda sıcaklığında gerçekleşir. Sonuç bir karışımdır. orto ve çift- nitrofenol izomerleri:

Konsantre kullanıldığında Nitrik asit oluşturulan patlayıcı — 2,4,6-trinitrofenol(pikrik asit):

3. Aromatik fenol çekirdeğinin hidrojenasyonu bir katalizörün varlığında kolayca gerçekleşir:

4.Fenolün aldehitlerle polikondensasyonuözellikle formaldehit ile, reaksiyon ürünlerinin oluşumu ile oluşur - fenol-formaldehit reçineleri ve katı polimerler.

Fenolün formaldehit ile etkileşimi aşağıdaki şema ile açıklanabilir:

Muhtemelen "hareketli" hidrojen atomlarının dimer molekülünde tutulduğunu fark etmişsinizdir, bu da yeterli miktarda reaktif ile reaksiyonun daha da sürdürülmesinin mümkün olduğu anlamına gelir:

Reaksiyon poliyoğunlaşma, onlar. düşük moleküler ağırlıklı bir yan ürünün (su) salınımı ile ilerleyen bir polimer elde etme reaksiyonu, büyük makromoleküllerin oluşumu ile (reaktiflerden biri tamamen tükenene kadar) daha da devam edebilir. Süreç, özet denklemle açıklanabilir:

Doğrusal moleküllerin oluşumu normal sıcaklıklarda gerçekleşir. Bu reaksiyonun ısıtıldığında gerçekleştirilmesi, ortaya çıkan ürünün dallı bir yapıya sahip olmasına, katı olmasına ve suda çözünmez olmasına yol açar. Lineer bir fenol-formaldehit reçinesinin fazla aldehit ile ısıtılmasının bir sonucu olarak, benzersiz özelliklere sahip katı plastikler elde edilir. Fenol-formaldehit reçinelerine dayalı polimerler, vernik ve boyaların, ısıtmaya, soğutmaya, suyun etkisine, alkalilere ve yüksek dielektrik özelliklere sahip asitlere dayanıklı plastik ürünlerin imalatında kullanılır. Fenol-formaldehit reçinelerine dayalı polimerlerden, elektrikli cihazların en kritik ve önemli parçaları, güç ünitelerinin ve makine parçalarının gövdeleri ve radyo cihazları için baskılı devre kartlarının polimer tabanı yapılır. Fenol-formaldehit reçinelerine dayalı yapıştırıcılar, çok geniş bir sıcaklık aralığında en yüksek bağ gücünü korurken, çok çeşitli nitelikteki parçaları güvenilir bir şekilde bağlayabilir. Bu yapıştırıcı, aydınlatma lambalarının metal tabanını bir cam ampule tutturmak için kullanılır. Artık fenol ve fenol bazlı ürünlerin neden yaygın olarak kullanıldığını anlıyorsunuz.

Aldehitlerin, doymuş karboksilik asitlerin, esterlerin karakteristik kimyasal özellikleri

Aldehitler ve ketonlar

Aldehitler - molekülleri bir karbonil grubu içeren organik maddeler bir hidrojen atomuna ve bir hidrokarbon radikaline bağlıdır.

Aldehitler için genel formül:

En basit aldehit olan formaldehitte, hidrokarbon radikalinin rolü ikinci hidrojen atomu tarafından oynanır:

Bir hidrojen atomu ile ilişkili karbonil grubuna denir. aldehit:

Karbonil grubunun iki hidrokarbon radikaline bağlı olduğu moleküllerdeki organik maddelere keton denir.

Açıkçası, ketonlar için genel formül:

Ketonların karbonil grubuna denir. keto grubu.

En basit keton - asetonda - karbonil grubu iki metil radikaliyle bağlantılıdır:

İsimlendirme ve izomerizm

Aldehit grubuyla ilişkili hidrokarbon radikalinin yapısına bağlı olarak sınırlayıcı, doymamış, aromatik, heterosiklik ve diğer aldehitler ayırt edilir:

IUPAC terminolojisine göre, doymuş aldehitlerin adları, bir molekülde aynı sayıda karbon atomuna sahip bir alkanın adından sonek kullanılarak türetilir. -al.Örneğin:

Ana zincirin karbon atomlarının numaralandırılması, aldehit grubunun karbon atomu ile başlar. Bu nedenle aldehit grubu her zaman ilk karbon atomunda bulunur ve konumunu belirtmeye gerek yoktur.

Sistematik isimlendirmenin yanı sıra, yaygın olarak kullanılan aldehitlerin önemsiz isimleri de kullanılmaktadır. Bu isimler genellikle aldehitlere karşılık gelen karboksilik asit isimlerinden türetilir.

Sistematik isimlendirmeye göre ketonların adı için, keto grubu sonek ile gösterilir. -o ve karbonil grubu karbon numarasını gösteren bir sayı (numaralandırma, keto grubuna en yakın zincirin sonundan başlamalıdır). Örneğin:

Aldehitler için, sadece bir tür yapısal izomerizm karakteristiktir - bütanal ile mümkün olan karbon iskeletinin izomerizmi ve ketonlar için - ayrıca karbonil grubunun pozisyonunun izomerizmi. Ek olarak, sınıflar arası izomerizm (propanal ve propanon) ile de karakterize edilirler.

Bazı aldehitlerin önemsiz isimleri ve kaynama noktaları.

Fiziksel ve kimyasal özellikler

Fiziki ozellikleri.

Bir aldehit veya keton molekülünde, oksijen atomunun karbon atomuna kıyasla daha yüksek elektronegatifliği nedeniyle $ C = O $ bağı, $ π $ bağının elektron yoğunluğunun oksijene doğru kayması nedeniyle güçlü bir şekilde polarize olur:

Aldehitler ve ketonlar, oksijen atomunda aşırı elektron yoğunluğuna sahip polar maddelerdir. Bir dizi aldehit ve ketonun (formaldehit, asetaldehit, aseton) alt üyeleri suda sınırsız olarak çözünür. Kaynama noktaları, karşılık gelen alkollerinkinden daha düşüktür. Bunun nedeni, alkollerden farklı olarak aldehit ve keton moleküllerinde hareketli hidrojen atomlarının bulunmaması ve bunların ortak oluşturmamalarıdır. hidrojen bağları... Alt aldehitler keskin bir kokuya sahiptir; zincirde dört ila altı karbon atomu içeren aldehitler hoş olmayan bir kokuya sahiptir; yüksek aldehitler ve ketonlar çiçek kokularına sahiptir ve parfümeride kullanılır.

Kimyasal özellikler

Bir molekülde bir aldehit grubunun varlığı, karakteristik özellikler aldehitler.

Kurtarma reaksiyonları.

hidrojen ilavesi aldehit moleküllerine karbonil grubundaki bir çift bağda oluşur:

Aldehitlerin hidrojenasyon ürünü birincil alkollerdir, ketonlar ikincil alkollerdir.

Bu nedenle, bir nikel katalizörü üzerinde asetaldehitin hidrojenasyonu sırasında, aseton - propanol-2'nin hidrojenasyonu sırasında etil alkol oluşur:

Aldehitlerin hidrojenasyonu - kurtarma reaksiyonu, karbonil grubunun karbon atomunun oksidasyon durumunun azaldığı.

Oksidasyon reaksiyonları.

Aldehitler sadece iyileşmekle kalmaz, aynı zamanda oksitlemek. Aldehitler oksitlendiğinde karboksilik asitler oluşturur. Bu süreç şematik olarak aşağıdaki gibi gösterilebilir:

Propionaldehitten (propanal), örneğin propiyonik asit oluşur:

Aldehitler, atmosferik oksijen ve gümüş oksitin amonyak çözeltisi gibi zayıf oksitleyiciler tarafından bile oksitlenir. Basitleştirilmiş bir biçimde, bu süreç reaksiyon denklemi ile ifade edilebilir:

Örneğin:

Daha doğrusu, bu süreç denklemlerle yansıtılır:

Reaksiyonun gerçekleştirildiği kabın yüzeyi önceden yağdan arındırılmışsa, reaksiyon sırasında oluşan gümüş, onu eşit ince bir filmle kaplar. Bu nedenle bu reaksiyona reaksiyon denir. "Gümüş ayna"... Aynalar, gümüş süsler ve Noel ağacı süsleri yapmak için yaygın olarak kullanılır.

Taze çökeltilmiş bakır (II) hidroksit, aldehitler için oksitleyici bir madde olarak da işlev görebilir. Aldehitin oksitlenmesiyle $ Cu ^ (2 +) $, $ Cu ^ + $'a indirgenir. Reaksiyon sırasında oluşan bakır (I) hidroksit $ CuOH $ hemen kırmızı bakır (I) oksit ve suya ayrışır:

Bu reaksiyon, gümüş ayna reaksiyonu gibi, aldehitleri tespit etmek için kullanılır.

Ketonlar, atmosferik oksijen veya gümüş oksitin amonyak çözeltisi gibi zayıf bir oksitleyici ajan tarafından oksitlenmez.

Aldehitlerin bireysel temsilcileri ve anlamları

Formaldehit(metanal, formik aldehit$ HCHO $ ) - keskin kokulu ve kaynama noktası -21C ° $ olan renksiz bir gaz, suda iyi çözünür. Formaldehit zehirlidir! Sudaki bir formaldehit çözeltisine (% 40 $) formalin denir ve dezenfeksiyon için kullanılır. V Tarım formalin, deri endüstrisinde tohumların işlenmesi için kullanılır - deri işlemek için. Ürotropin elde etmek için formaldehit kullanılır - tıbbi madde... Bazen briket şeklinde sıkıştırılmış ürotropin yakıt olarak kullanılır (kuru alkol). Fenol-formaldehit reçineleri ve diğer bazı maddelerin üretiminde çok miktarda formaldehit tüketilir.

asetaldehit(etanal, asetaldehit$ CH_3CHO $ ) - keskin, hoş olmayan bir kokuya ve kaynama noktası 21 ° C $ olan bir sıvı, suda iyi çözünür. Asetik asit ve bir dizi başka madde ticari olarak asetaldehitten elde edilir, çeşitli plastik ve asetat liflerinin üretiminde kullanılır. Asetik aldehit zehirlidir!

Karboksilik asitler

Bir molekülde bir veya daha fazla karboksil grubu içeren maddelere karboksilik asitler denir.

atom grubu aranan karboksil grubu, veya karboksil.

Bir molekülde bir karboksil grubu içeren organik asitler monobazik.

Bu asitlerin genel formülü $ RCOOH $'dır, örneğin:

İki karboksil grubu içeren karboksilik asitlere denir. dibazik. Bunlar, örneğin oksalik ve süksinik asitleri içerir:

Ayrıca orada polibazik ikiden fazla karboksil grubu içeren karboksilik asitler. Bunlara örneğin tribazik sitrik asit dahildir:

Hidrokarbon radikalinin doğasına bağlı olarak, karboksilik asitler bölünür. limitli, doymamış, aromatik.

Doymuş veya doymuş karboksilik asitler, örneğin propanoik (propiyonik) asittir:

veya zaten bilinen süksinik asit.

Doymuş karboksilik asitlerin hidrokarbon radikalinde $ π $ -bağları içermediği açıktır. Doymamış karboksilik asitlerin moleküllerinde, karboksil grubu, örneğin akrilik (propenoik) $ CH_2 = CH — COOH $ veya oleik $ CH_3— (CH_2) _7 — CH = moleküllerinde doymamış, doymamış bir hidrokarbon radikaline bağlıdır. CH— (CH_2) _7 — COOH $ ve diğer asitler.

Benzoik asidin formülünden de anlaşılacağı gibi aromatiktir, çünkü molekülünde aromatik (benzen) bir halka içerir:

İsimlendirme ve izomerizm

Diğer organik bileşikler gibi karboksilik asitlerin adlarının oluşumunun genel ilkeleri zaten dikkate alınmıştır. Mono ve dibazik karboksilik asitlerin isimlendirilmesi üzerinde daha ayrıntılı olarak duralım. Karboksilik asidin adı, karşılık gelen alkanın (molekülde aynı sayıda karbon atomuna sahip alkan) adından bir son ek eklenerek türetilmiştir. -ow-, sonlar -ve ben ve asit kelimeleri. Karbon atomlarının numaralandırılması karboksil grubuyla başlar. Örneğin:

Karboksil gruplarının sayısı, adında öneklerle belirtilir. di-, tri-, tetra-:

Birçok asit ayrıca tarihsel veya önemsiz isimlere sahiptir.

Karboksilik asit isimleri.

ÇALIŞMA KİTAPLARI Devam. başlangıcına bakın № 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 26, 28, 29, 30, 31, 32/2004 Ders 24. Aldehitlerin kimyasal özellikleri ve uygulaması Kimyasal özellikler. Aldehitlerin standart bir reaktif seti ile ilgili davranışını ele alalım: havadaki oksijen O 2, oksidanlar [O] ve ayrıca H 2, H 2 O, alkoller, Na, HCl. Aldehitler, atmosferik oksijen tarafından yavaş yavaş karboksilik asitlere oksitlenir: Aldehitlere kalitatif reaksiyon "gümüş ayna" reaksiyonudur. Reaksiyon, RCHO aldehitinin, çözünür bir OH kompleksi bileşiği olan gümüş (I) oksitin sulu bir amonyak çözeltisi ile etkileşiminden oluşur. Reaksiyon, suyun kaynama noktasına yakın bir sıcaklıkta (80–100 ° C) gerçekleştirilir. Sonuç olarak, bir cam kabın (test tüpleri, şişeler) duvarlarında bir metalik gümüş çökeltisi oluşur - bir "gümüş ayna": Bakır (II) hidroksitin bakır (I) okside indirgenmesi - diğer karakteristik reaksiyon aldehitler. Reaksiyon, karışımı kaynatırken gerçekleşir ve aldehitin oksidasyonundan oluşur. Daha doğrusu, Cu (OH) 2 oksitleyicinin [O] atomu, aldehit grubunun C – H bağına eklenir. Bu durumda, karbonil karbonunun (+1'den +3'e) ve bakır atomunun (+2'den +1'e) oksidasyon durumları değişir. Cu (OH) 2'nin mavi çökeltisi bir aldehit ile bir karışım içinde ısıtıldığında, mavi rengin kaybolması ve kırmızı bir Cu 2 O çökeltisinin oluşumu gözlenir: Aldehitler hidrojen ekler H2 çift ​​bağ C = O, bir katalizör (Ni, Pt, Pd) varlığında ısıtıldığında. Reaksiyona, karbonil grubu C = O'daki -bağının bölünmesi ve bölünme yerinde hidrojen molekülü H - H'nin iki H atomunun eklenmesi eşlik eder. Böylece, aldehitlerden alkoller elde edilir: Elektron çeken sübstitüentlere sahip aldehitler- aldehit grubuna pozisyon suyu eklenir aldehitlerin hidratlarının oluşumu ile (dioller-1,1): İki elektronegatif hidroksil grubunu tutmak için bir karbon atomunun yeterli pozitif yük taşıması gerekir. Karbonil karbonu üzerinde ek bir pozitif yükün yaratılması, bitişik kloral β-karbonda elektron çeken üç klor atomu tarafından kolaylaştırılır. Aldehitlerin alkollerle reaksiyonu. Hemiasetallerin ve asetallerin sentezi. Uygun koşullar altında (örneğin: a) asitle ısıtıldığında veya dehidrasyon ajanlarının varlığında; b) beş ve altı üyeli halkaların oluşumu ile molekül içi yoğunlaşma sırasında) aldehitler alkollerle reaksiyona girer. Bu durumda, bir aldehit molekülü, bir alkol molekülü (ürün - hemiasetal) veya iki molekül alkol (ürün - asetal) ile birleştirilebilir: Aldehitler bağlı değildir hcl çift ​​bağ C = O. Ayrıca aldehitler tepki verme Na ile, yani –CHO grubunun aldehit hidrojeni, belirgin asidik özelliklere sahip değildir. aldehitlerin uygulanması yüksek reaktivitelerine dayanmaktadır. Aldehitler, diğer sınıflardan faydalı özelliklere sahip maddelerin sentezinde başlangıç ​​ve ara bileşikler olarak kullanılır. Formaldehit НСНО - keskin kokulu renksiz bir gaz - üretimi için kullanılır. polimer malzemeler... Bir molekülde hareketli H atomlu maddeler (genellikle C – H veya N – H bağları olan, ancak O – H olmayan) formaldehit CH2O ile aşağıdaki tipte birleşir: Başlangıç ​​maddesinin molekülünde iki veya daha fazla hareketli proton varsa (fenol C6H5OH bu tür üç protona sahiptir), formaldehit ile reaksiyonda bir polimer elde edilir. Örneğin, fenol - fenol-formaldehit reçinesi ile: Benzer şekilde, formaldehitli üre, üre-formaldehit reçineleri verir: Formaldehit, üretimi için başlangıç ​​malzemesidir. boyalar, ilaçlar, sentetik kauçuk, patlayıcılar Ve bircok digerleri organik bileşikler. formalin (%40) su çözümü formaldehit) olarak kullanılır. antiseptik(dezenfektan). Formalinin proteini azaltma özelliği deri endüstrisinde ve biyolojik ürünlerin muhafazasında kullanılmaktadır. Asetaldehit CH 3 CHO renksiz bir sıvıdır ( T balya = 21 ° C) keskin kokulu, suda kolayca çözünür. Asetaldehitin ana kullanımı elde etmektir. asetik asit... Ayrıca alır sentetik reçineler, ilaçlar vesaire. EGZERSİZLER 1. Hangisiyle açıklayın kimyasal reaksiyonlar aşağıdaki madde çiftleri ayırt edilebilir: a) benzaldehit ve benzil alkol; b) propiyonik aldehit ve propil alkol. Her reaksiyon sırasında neyin gözlemleneceğini belirtin. 2. Getirmek reaksiyon denklemleri molekülde varlığını doğrulamak karşılık gelen fonksiyonel grupların p-hidroksibenzaldehiti. 3. Aşağıdaki reaktiflerle bütanal için reaksiyon denklemlerini yazın: a) H2, T, kedi. puan; B)КМnО 4, Н 3 О +, T; v) AH v NH3/H20; G) HOCN2CH20H, t, kedi. HCI. 4. Bir kimyasal dönüşüm zinciri için reaksiyon denklemlerini oluşturun: 5. Asetal hidrolizi sonucunda aldehit oluşur RCHO ve alkol R "OH molar oranda 1:2. Aşağıdaki asetallerin hidroliz reaksiyonları için denklemleri yazın: 6. Doymuş monohidrik alkolün bakır (II) oksit ile oksidasyonu, %50 verimle 11.6 g organik bileşik oluşturdu. Ortaya çıkan madde, fazla miktarda gümüş oksit amonyak çözeltisi ile etkileşime girdiğinde, 43.2 g çökelti izole edildi. Hangi alkol alındı ​​ve kütlesi nedir? 7. 5-Hidroksihekzanal asitleştirilmiş sulu bir solüsyonda ağırlıklı olarak altı üyeli siklik hemiasetal formundadır. Uygun reaksiyon için denklemi yazın: 2. konu için alıştırmaların cevapları 24. Ders 1. Bu maddelerden sadece birinin karakteristik reaksiyonlarını kullanarak iki maddeyi ayırt etmek mümkündür. Örneğin aldehitler, zayıf oksitleyicilere maruz kaldıklarında asitlere oksitlenirler. Benzaldehit ve amonyak gümüş oksit çözeltisi karışımının ısıtılması, şişenin duvarlarında bir "gümüş ayna" oluşumu ile devam eder: Benzaldehit, katalitik hidrojenasyon ile benzil alkole indirgenir: Benzil alkol sodyum ile reaksiyona girer, reaksiyonda hidrojen açığa çıkar: 2C 6 H 5 CH2OH + 2Na 2C 6 H 5 CH2ONa + H 2. Bir bakır katalizör varlığında ısıtıldığında, benzil alkol atmosferik oksijen tarafından acı bademlerin karakteristik kokusuyla tespit edilen benzaldehite oksitlenir: Aynı şekilde propionaldehit ve propil alkol arasında ayrım yapabilirsiniz. 2. V NS-hidroksibenzaldehit üç fonksiyonel grup: 1) aromatik halka; 2) fenolik hidroksil; 3) aldehit grubu. Özel koşullar altında - aldehit grubunu oksidasyondan korurken (tanım - [–CHO]) - klorlama yapılabilir NS-hidroksibenzaldehitten benzen halkasına: 6. Belirtilen reaksiyonların denklemleri: Sırayla madde miktarını bulalım - gümüş, aldehit RCHO ve alkol RCH 2 OH: (Ag) = 43.2 / 108 = 0.4 mol; (RCHO) = 1/2 (Ag) = 0.2 mol. Reaksiyon (1)'deki %50 verim dikkate alındığında: (RCH 2OH) = 2 (RCHO) = 0.4 mol. Molar kütle aldehit: m(RCHO) = m/ = 11,6 / 0,2 = 58 g / mol. Bu CH3CH2CHO propionaldehittir. Karşılık gelen alkol propanol-1 CH3CH2CH2OH'dir. alkol ağırlığı: m = m= 0,4 60 = 24 gr. Cevap. 24 g ağırlığında alkol propanol-1 alındı.

Kimyasal formül	Asitin sistematik adı	Bir asit için önemsiz isim
$ H - COOH $	Metan	Formik
$ CH_3 — COOH $	Etan	Asetik
$ CH_3 — CH_2 — COOH $	Propan	propiyonik
$ CH_3 — CH_2 — CH_2 — COOH $	Bütan	Sıvı yağ
$ CH_3 — CH_2 — CH_2 — CH_2 — COOH $	pentan	Kediotu
$ CH_3— (CH_2) _4 — COOH $	heksan	Naylon
$ CH_3— (CH_2) _5 — COOH $	heptan	enantik
$ NOOC-COOH $	Etandiova	Kuzukulağı
$ NOOC — CH_2 — COOH $	propandiyum	malonovaya
$ HOOS — CH_2 — CH_2 — COOH $	Butandiova	kehribar

Çeşitliliği tanıdıktan sonra ve ilginç dünya organik asitler, doymuş monobazik karboksilik asitleri daha ayrıntılı olarak ele almamıza izin verir.

Bu asitlerin bileşiminin, $ C_nH_ (2n) O_2 $ veya $ C_nH_ (2n + 1) COOH $ veya $ RCOOH $ genel formülü ile ifade edildiği açıktır.

Fiziksel ve kimyasal özellikler

Fiziki ozellikleri.

Düşük asitler, yani. Bir molekülde en fazla dört karbon atomu içeren nispeten düşük moleküler ağırlığa sahip asitler, karakteristik keskin bir kokuya sahip sıvılardır (asetik asit kokusunu hatırlayın). 4 $ ila 9 $ arasında karbon atomu içeren asitler, hoş olmayan bir kokuya sahip viskoz yağlı sıvılardır; bir molekülde 9 dolardan fazla karbon atomu içeren - suda çözünmeyen katılar. Doymuş monobazik karboksilik asitlerin kaynama noktaları, moleküldeki karbon atomlarının sayısındaki artışla ve dolayısıyla bağıl moleküler ağırlıktaki artışla artar. Örneğin, formik asidin kaynama noktası 100,8 °C $, asetik asit 118 °C $, propiyonik asit 141 °C $ dır.

En basit karboksilik asit - formik $ НСООН $, normal koşullar altında küçük bir nispi moleküler ağırlığa sahip $ (M_r (HCOOH) = 46) $, kaynama noktası 100,8 ° С $ olan bir sıvıdır. Aynı zamanda bütan $ (M_r (C_4H_ (10)) = 58) $ aynı koşullar altında gaz halindedir ve $ -0.5 °C $ kaynama noktasına sahiptir. Kaynama noktaları ve bağıl moleküler ağırlıklar arasındaki bu tutarsızlık, iki asit molekülünün iki hidrojen bağıyla bağlandığı karboksilik asit dimerlerinin oluşumu ile açıklanır:

Hidrojen bağlarının ortaya çıkışı, karboksilik asit moleküllerinin yapısı göz önüne alındığında netleşir.

Doymuş monobazik karboksilik asitlerin molekülleri, polar bir atom grubu içerir - karboksil ve neredeyse polar olmayan bir hidrokarbon radikali. Karboksil grubu, su molekülleri tarafından çekilir ve onlarla hidrojen bağları oluşturur:

Formik ve asetik asitler suda sınırsız çözünür. Açıktır ki, hidrokarbon radikalindeki atom sayısındaki artışla karboksilik asitlerin çözünürlüğü azalır.

Kimyasal özellikler.

Asit sınıfının (hem organik hem de inorganik) genel özellikleri, hidrojen ve oksijen atomları arasında güçlü bir polar bağ içeren bir hidroksil grubunun moleküllerinde bulunmasından kaynaklanmaktadır. Suda çözünür organik asitler örneğini kullanarak bu özellikleri ele alalım.

1. Ayrışma asit kalıntısının hidrojen katyonlarının ve anyonlarının oluşumu ile:

$ CH_3-COOH⇄CH_3-COO ^ (-) + H ^ + $

Daha doğrusu, bu süreç, içindeki su moleküllerinin katılımını hesaba katan bir denklemle tanımlanır:

$ CH_3-COOH + H_2O⇄CH_3COO ^ (-) + H_3O ^ + $

Karboksilik asitlerin ayrışma dengesi sola kaydırılır; bunların büyük çoğunluğu zayıf elektrolitlerdir. Bununla birlikte, örneğin asetik ve formik asitlerin ekşi tadı, asit kalıntılarının hidrojen katyonlarına ve anyonlarına ayrışmasından kaynaklanır.

Karboksilik asit moleküllerinde "asidik" hidrojenin varlığının, yani. karboksil grubunun hidrojeni, diğer karakteristik özelliklerinden de kaynaklanmaktadır.

2. metallerle etkileşim hidrojene kadar elektrokimyasal voltaj serilerinde duran: $ nR-COOH + M → (RCOO) _ (n) M + (n) / (2) H_2 $

Böylece demir, hidrojeni asetik asitten indirger:

$ 2CH_3-COOH + Fe → (CH_3COO) _ (2) Fe + H_2 $

3. Etkileşim bazik oksitler tuz ve su oluşumu ile:

$ 2R-COOH + CaO → (R-COO) _ (2) Ca + H_2O $

4. Metal hidroksitlerle etkileşim tuz ve su oluşumu ile (nötralizasyon reaksiyonu):

$ R — COOH + NaOH → R — COONa + H_2O $,

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

5. Zayıf asitlerin tuzları ile etkileşim ikincisinin oluşumu ile. Böylece asetik asit, stearik asidi sodyum stearattan ve karbonik asidi potasyum karbonattan uzaklaştırır:

$ 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. Karboksilik asitlerin alkollerle etkileşimi ester oluşumu ile - esterleşme reaksiyonu (karboksilik asitlerin en önemli reaksiyonlarından biri):

Karboksilik asitlerin alkollerle etkileşimi hidrojen katyonları tarafından katalize edilir.

Esterleşme reaksiyonu tersinirdir. Denge, dehidre edici ajanların varlığında ve eter reaksiyon karışımından çıkarıldığında bir ester oluşumuna doğru kayar.

Ester hidrolizi (bir esterin su ile reaksiyonu) olarak adlandırılan esterleşmenin ters reaksiyonunda bir asit ve alkol oluşur:

Açıkçası, karboksilik asitlerle reaksiyona girecektir, yani. gliserin gibi polihidrik alkoller de bir esterleşme reaksiyonuna girebilir:

Tüm karboksilik asitler (formik hariç), karboksil grubuyla birlikte moleküllerde bir hidrokarbon kalıntısı içerir. Tabii ki, bu, hidrokarbon tortusunun doğası tarafından belirlenen asitlerin özelliklerini etkileyemez.

7. Çoklu bağlanma reaksiyonları- doymamış karboksilik asitler bunlara girer. Örneğin, hidrojen ekleme reaksiyonu - hidrojenasyon... Kökünde bir $ π $ -bağ içeren bir asit için denklem genel biçimde yazılabilir:

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

Böylece, oleik asit hidrojenlendiğinde doymuş stearik asit oluşur:

$ (C_ (17) H_ (33) COOH + H_2) ↙ (\ metin "oleik asit") (→) ↖ (katalizör) (C_ (17) H_ (35) COOH) ↙ (\ metin "stearik asit") $

Doymamış karboksilik asitler, diğer doymamış bileşikler gibi, bir çift bağda halojenleri bağlar. Örneğin, akrilik asit bromlu suyun rengini açar:

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

8. Yer değiştirme reaksiyonları (halojenlerle)- doymuş karboksilik asitler bunlara girebilir. Örneğin, asetik asit klor ile etkileşime girdiğinde asidin çeşitli klor türevleri elde edilebilir:

$ CH_3COOH + Cl_2 (→) ↖ (P (kırmızı)) (CH_2Cl-COOH + HCl) ↙ (\ metin "kloroasetik asit") $,

$ CH_2Cl-COOH + Cl_2 (→) ↖ (P (kırmızı)) (CHCl_2-COOH + HCl) ↙ (\ metin "dikloroasetik asit") $,

$ CHCl_2-COOH + Cl_2 (→) ↖ (P (kırmızı)) (CCl_3-COOH + HCl) ↙ (\ metin "trikloroasetik asit") $

Karboksilik asitlerin belirli temsilcileri ve önemi

Formik(metan) asit HOŞGELDİNİZ- keskin kokulu ve kaynama noktası 100,8 °C $ olan, suda kolayca çözünen bir sıvı. Formik asit zehirlidir, Cilt yanıklarına neden olur! Karıncaların salgıladığı iğneleyici sıvı bu asidi içerir. Formik asit dezenfekte edici bir özelliğe sahiptir ve bu nedenle gıda, deri ve İlaç endüstrisi, ilaç. Kumaş ve kağıt boyamak için kullanılır.

Asetik (etan)asit $ CH_3COOH $, su ile her oranda karışabilen, karakteristik keskin kokulu, renksiz bir sıvıdır. Asetik asidin sulu çözeltileri sirke (%3-5'lik çözelti) ve sirke özü (%70-80'lik çözelti) adları altında pazarlanmakta ve gıda endüstrisinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Asetik asit birçok organik madde için iyi bir çözücüdür ve bu nedenle boyamada, deri endüstrisinde, boya ve vernik endüstrisinde kullanılır. Ek olarak, asetik asit, teknik olarak önemli birçok organik bileşiğin üretimi için bir hammaddedir: örneğin, temelinde yabani ot kontrolü için kullanılan maddeler elde edilir - herbisitler.

Asetik asit ana bileşendir şarap sirkesi karakteristik kokusu tam olarak ondan kaynaklanıyor. Etanol oksidasyonunun bir ürünüdür ve şarap havada depolandığında ondan oluşur.

En yüksek doymuş monobazik asitlerin en önemli temsilcileri şunlardır: palmitik$ C_ (15) H_ (31) COOH $ ve stearik$ C_ (17) H_ (35) COOH $ asit. Düşük asitlerin aksine, bu maddeler katıdır, suda az çözünür.

Bununla birlikte, tuzları - stearatlar ve palmitatlar - oldukça çözünürdür ve deterjan etkisine sahiptir, bu yüzden sabun olarak da adlandırılırlar. Bu maddelerin büyük ölçekte üretildiği açıktır. Doymamış yüksek karboksilik asitlerden en büyük değer sahip oleik asit$ C_ (17) H_ (33) COOH $ veya $ CH_3 - (CH_2) _7 - CH = CH - (CH_2) _7COOH $. Yağ benzeri bir sıvıdır, tatsız ve kokusuzdur. Geniş uygulama teknolojide tuzlarını bulurlar.

Dibazik karboksilik asitlerin en basit temsilcisi oksalik (etandioik) asit$ HOOC - COOH $, tuzları kuzukulağı ve ekşi gibi birçok bitkide bulunur. Oksalik asit, suda iyi çözünen renksiz kristal bir maddedir. Metallerin parlatılmasında, ağaç işleme ve deri sanayilerinde kullanılır.

esterler

Karboksilik asitler alkollerle reaksiyona girdiğinde (esterleşme reaksiyonu), esterler:

Bu reaksiyon geri dönüşümlüdür. Reaksiyon ürünleri, ilk maddeleri - alkol ve asit - oluşturmak için birbirleriyle etkileşime girebilir. Bu nedenle, esterlerin su ile reaksiyonu - esterin hidrolizi - esterleşme reaksiyonunun tersidir. Doğrudan (esterleşme) ve ters (hidroliz) reaksiyon hızları eşit olduğunda kurulan kimyasal denge, dehidrasyon ajanlarının varlığı ile eter oluşumuna doğru kaydırılabilir.

yağlar- gliserol ve daha yüksek karboksilik asitlerin esterleri olan bileşiklerin türevleri.

Diğer esterler gibi tüm yağlar hidrolize uğrar:

Yağın alkali bir ortamda hidrolizi $ (NaOH) $ ve soda külü $ Na_2CO_3 $ varlığında, geri dönüşü olmayan bir şekilde ilerler ve karboksilik asitlerin değil, bunların tuzlarının oluşumuna yol açar. sabunlar. Bu nedenle yağların alkali ortamda hidrolizine denir. sabunlaşma.

Aldehitler ve kimyasal özellikleri

Aldehitler, molekülleri en az bir hidrojen atomuna bağlı bir karbonil grubu ve bir hidrokarbon radikali içeren organik maddelerdir.

Aldehitlerin kimyasal özellikleri, moleküllerinde bir karbonil grubunun mevcudiyeti ile önceden belirlenir. Bu bakımdan karbonil grubu molekülünde katılma reaksiyonları gözlemlenebilir.

Örneğin, formaldehit buharlarını hidrojenle birlikte ısıtılmış bir nikel katalizörü üzerinden alıp geçirirseniz, hidrojen eklenecek ve formaldehit metil alkole indirgenecektir. Ek olarak, bu bağın polar yapısı, su ilavesi gibi aldehitlerin böyle bir reaksiyonuna yol açar.

Şimdi su ilavesinden gelen reaksiyonların tüm özelliklerine bakalım. Oksijen atomunun elektron çifti nedeniyle kısmi bir pozitif yük taşıyan karbonil grubunun karbonil atomuna bir hidroksil grubunun eklendiğine dikkat edilmelidir.

Bu ilave ile aşağıdaki reaksiyonlar karakteristiktir:

İlk olarak, hidrojenasyon meydana gelir ve birincil alkoller RCH2OH oluşur.
İkincisi, alkollerin eklenmesi ve hemiasetallerin R-CH (OH) - OR oluşumu vardır. Ve katalizör görevi gören hidrojen klorür HC1 varlığında ve aşırı alkolle birlikte, asetal RCH (OR) 2'nin oluşumunu gözlemliyoruz;
Üçüncü olarak, sodyum hidrosülfit NaHSO3 eklenir ve hidrosülfit aldehitlerin türevleri oluşturulur. Aldehitlerin oksidasyonu sırasında, bir gümüş (I) oksit amonyak çözeltisi ve bakır (II) hidroksit ile etkileşim ve karboksilik asitlerin oluşumu gibi özel reaksiyonlar gözlemlenebilir.

Aldehitlerin polimerizasyonu, lineer ve döngüsel polimerizasyon gibi özel reaksiyonlarla karakterize edilir.

hakkında konuşmak kimyasal özellikler aldehitler, oksidasyon reaksiyonu da belirtilmelidir. Bu reaksiyonlar, "gümüş ayna" tepkisini ve trafik ışıklarının tepkisini içerir.

Sınıfta ilginç bir deneyim yaşayarak "gümüş aynanın" alışılmadık tepkisini gözlemleyebilirsiniz. Bunu yapmak için, içine birkaç mililitre gümüş oksit amonyak çözeltisi dökmeniz ve ardından dört veya beş damla formalin eklemeniz gereken temiz bir şekilde yıkanmış bir test tüpüne ihtiyacınız vardır. Bu deneydeki bir sonraki adım, test tüpünü bir bardak sıcak suya yerleştirmektir ve ardından test tüpünün duvarlarında nasıl parlak bir tabakanın göründüğünü görebilirsiniz. Oluşan bu kaplama metalik gümüşten oluşan bir tortudur.

Ve işte sözde "trafik ışığı" reaksiyonu:

Aldehitlerin fiziksel özellikleri

Şimdi incelemeye geçelim fiziki ozellikleri aldehitler. Bu maddeler hangi özelliklere sahiptir? Bir dizi basit aldehitin renksiz bir gaz olduğu, daha karmaşık olanların bir sıvı şeklinde sunulduğu, ancak daha yüksek aldehitlerin katı olduğu belirtilmelidir. Aldehitlerin moleküler ağırlığı ne kadar yüksek olursa, kaynama noktası o kadar yüksek olur. Örneğin propiyonik aldehit kaynama noktasına 48.8 derecede ulaşırken propil alkol 97.8 °C'de kaynar.

Aldehitlerin yoğunluğu hakkında konuşursak, o zaman birden azdır. Bu nedenle, örneğin, asetik ve formik aldehit suda iyi çözünme eğilimindedir ve daha karmaşık aldehitlerin çözünme yeteneği daha zayıftır.

Alt kategoriye ait olan aldehitler keskin ve hoş olmayan bir kokuya sahipken, katı ve suda çözünmeyen, aksine hoş bir çiçek kokusu ile karakterize edilirler.

Doğada aldehit bulmak

Doğada, çeşitli aldehit gruplarının temsilcileri her yerde bulunur. Bitkilerin yeşil kısımlarında bulunurlar. Bu, formik aldehit СН2О'nin ait olduğu en basit aldehit gruplarından biridir.

Daha karmaşık bir bileşime sahip aldehitler de bulunur. Bunlara vanilin veya üzüm şekeri dahildir.

Ancak aldehitler her türlü etkileşime kolayca girebilme özelliğine sahip olduklarından, oksidasyon ve indirgeme eğilimlerine sahip olduklarından, aldehitlerin çeşitli reaksiyonlara çok yetenekli oldukları ve bu nedenle saf halde oldukça nadir oldukları güvenle söylenebilir. Ancak türevleri hem bitki hem de hayvan ortamlarında her yerde bulunabilir.

aldehitlerin uygulanması

Aldehit grubu bir dizi doğal maddede bulunur. Onların damga en azından birçoğu, koku. Bu nedenle, örneğin, yüksek aldehitlerin temsilcileri çeşitli aromalara sahiptir ve uçucu yağların bir parçasıdır. Bildiğiniz gibi, bu tür yağlar çiçek, baharatlı ve aromatik bitkilerde, meyvelerde ve meyvelerde bulunur. Endüstriyel ürünlerin imalatında ve parfümeri üretiminde yaygın kullanım buldular.

Alifatik aldehit CH3 (CH2) 7C (H) = O, turunçgil esansiyel yağlarında bulunabilir. Bu tür aldehitler portakal kokusuna sahiptir ve gıda endüstrisinde aroma maddesi olarak ve kozmetik, parfümeri ve ev kimyasallarında koku olarak kullanılır.

Formik aldehit, keskin bir özel kokusu olan ve suda kolayca çözünen renksiz bir gazdır. Böyle bir sulu formaldehit çözeltisine formalin de denir. Formaldehit çok zehirlidir, ancak tıpta dezenfektan olarak seyreltilmiş halde kullanılır. Aletleri dezenfekte etmek için kullanılır ve zayıf solüsyonu şiddetli terleme ile cildi yıkamak için kullanılır.

Ayrıca formaldehit, deride bulunan protein maddeleri ile birleşebilme özelliğine sahip olduğu için deri tabaklamada kullanılmaktadır.

Tarımda formaldehit, ekimden önce tahılın işlenmesinde kendini kanıtlamıştır. Teknoloji ve ev ihtiyaçları için çok gerekli olan plastiklerin üretimi için kullanılır.

Asetik aldehit, çürük elma gibi kokan ve suda kolayca çözünen renksiz bir sıvıdır. Asetik asit ve diğer maddeleri elde etmek için kullanılır. Ancak zehirli bir madde olduğu için vücudun zehirlenmesine veya gözlerin ve solunum yollarının mukoza zarının iltihaplanmasına neden olabilir.

Aldehit ve keton moleküllerinde hidrojen bağı oluşturabilen hidrojen atomu yoktur. Bu nedenle kaynama noktaları, karşılık gelen alkollerinkinden daha düşüktür. Metanal (formaldehit) - gaz, aldehitler İLE BİRLİKTE2 -C5 ve ketonlar İLE BİRLİKTE3 -İLE BİRLİKTE4 - sıvılar, daha yüksek - katılar.

Alt homologlar, su moleküllerinin hidrojen atomları ile karbonil oksijen atomları arasında hidrojen bağlarının oluşması nedeniyle suda çözünür. Hidrokarbon radikalindeki bir artışla, sudaki çözünürlük azalır.

Kimyasal özellikler

Çeşitli reaksiyon türleri, karbonil bileşiklerinin karakteristiğidir:

· Karbonil grubuna ekleme;

· Polimerizasyon;

· Yoğuşma;

· İndirgeme ve oksidasyon.

Aldehitlerin ve ketonların reaksiyonlarının çoğu, C = O bağında nükleofilik ekleme (AN) mekanizması ile ilerler.
Bu tür reaksiyonlardaki reaktivite aldehitlerden ketonlara düşer:

Bu esas olarak iki faktörden kaynaklanmaktadır:

· C = O grubundaki hidrokarbon radikalleri, karbonil karbon atomuna yeni atomların veya atomik grupların eklenmesinin önündeki uzamsal engelleri arttırır;

Hidrokarbon radikalleri + ben-etki, karbonil karbon atomu üzerindeki pozitif yükü azaltır, bu da nükleofilik reaktifin bağlanmasını zorlaştırır.

ben. ekleme reaksiyonları

1. Hidrojen ilavesi (indirgenme ):

R-CH = O + H2 t, Ni→ R-CH 2 -OH (birincil alkol)

2. Hidrosiyanik asit (hidrosiyanik asit) eklenmesi:

Bu reaksiyon, karbon zincirini uzatmak ve ayrıca şemaya göre a-hidroksi asitler R-CH (COOH) OH elde etmek için kullanılır:

R-CH (CN) OH + H20 -> R-CH (COOH) OH + NH3

CH3 -CH = O + H-CN → CH3 -CH (CN) -OH

CH 3 — CH(CN)- AH siyanohidrin zehirdir! kiraz çekirdeklerinde, eriklerde

3. Alkoller ile - hemiasetaller ve asetaller alın:

yarı asetaller- bir karbon atomunun hidroksil ve alkoksi (-OR) gruplarına bağlı olduğu bileşikler.
Bir hemiasetalin başka bir alkol molekülü ile (bir asit varlığında) etkileşimi aşağıdakilere yol açar: ikame alkoksi grubuna OR' hemiasetal hidroksil ve bir asetal oluşumu:

asetaller- bir karbon atomunun iki alkoksiye bağlı olduğu bileşikler

(-OR) gruplar halinde.

4. Su bağlantısı :

5. Katılım Grignard reaktifi (metanol hariç birincil alkolleri elde etmek için kullanılır):

R-X(r— r v dietil hava) + mgtalaş→ R-Mg-X( reaktif Grignard) + S

Burayar- bir alkil veya aril radikali; X halojendir.

HCH= Ö + CH 3 — Mg — Cl → CH 3 — CH 2 — Ö— Mg— Cl(katılım)

CH 3 — CH 2 — Ö— Mg— Cl + H 2 Ö → CH 3 — CH 2 — AH + Mg(AH) Cl(hidroliz)

6. Amonyak ile Etkileşim

II... oksidasyon reaksiyonları

1. Gümüş aynanın tepkisi - aldehit grubuna kalitatif reaksiyon:

Ketonlar gümüş ayna reaksiyonuna girmezler. Sadece daha güçlü oksitleyicilerin ve yüksek sıcaklıkların etkisi altında zorlukla oksitlenirler. Bu durumda, C – C bağları (karbonile bitişik) kırılır ve daha düşük moleküler ağırlıklı bir karboksilik asit karışımı oluşur.

2. Bakır hidroksit ile oksidasyon ( II ):

3. Aldehitler bromlu su ile asitlere oksitlenebilir

III... ikame reaksiyonları

 

---

Okumak:
Ulusal Teknoloji Girişimi Bilimsel araştırmaların sınıflandırılması Miti uzmanlık uluslararası ilişkiler mezunu Araştırma ve Geliştirme Tekne l 49 genişliğinde bir nehri geçmelidir.