3.6 Характерные химические свойства альдегидов, предельных карбоновых кислот, сложных эфиров

База знаний ЕГЭ Химия Добавлено: 27-07-2017, 20:05

Видеоурок 1: Альдегиды и кетоны: Химические свойства

Видеоурок 2: Карбоновые кислоты и их соли: Химические свойства

Лекция: Характерные химические свойства альдегидов, предельных карбоновых кислот, сложных эфиров

Химические свойства альдегидов и кетонов

Альдегидами называют органические соединения, молекулы которых содержат карбонильную группу, соединенную с атомом водорода и углеводородным радикалом.

Карбонильная (альдегидная) функциональная группа:

Общая формула альдегидов:

Простейший альдегид метаналь имеет отличную от общей формулы структуру, в ней роль углеводородного радикала играет атом водорода:

Кетоны – органические соединения, в молекулах которых содержится карбонильная группа, соединенная с двумя углеводородными радикалами.

Общая формула кетонов:

Рассмотрим основные химические свойства данных органических соединений:

Гидрирование

При гидрировании альдегидов образуются первичные спирты. К примеру, гидрирование уксусного альдегида в присутствии катализатора никеля и при нагревании образует этиловый спирт:

Гидрирование простейшего кетона ацетона в тех же условиях приводит к образованию пропанола-2:

Таким образом, гидрирование кетонов приводит к образованию вторичных спиртов.

Нуклеофильное присоединение синильной кислоты (HCN) к альдегидам и кетонам образует a-оксинитрилы (циангидрины) - нитрилы оксикислот:

Реакция имеет важное значение в органической химии и решает две задачи: удлинение углеродной цепи и получение гидроксинитрилов для синтеза гидроксикарбоновых кислот.

Нуклеофильное присоединение гидросульфата натрия (NaHSO₃) к альдегидам и метилкетонам (кетонам, имеющим группировку CH₃) образует гидросульфитные производные альдегидов и кетонов:

Образовавшиеся в данной реакции соединения при нагревании с минеральными кислотами или содой разлагаются до первоначальных карбонильных соединений (кристаллических веществ).

Окисление

Окисление альдегидов происходит легко, даже при таких слабых окислителях, как гидроксид меди или аммиачный раствор оксида серебра и приводит к образованию карбоновой кислоты.

Нагревание гидроксида меди с альдегидом способствует исчезновению изначального голубого окрашивания реакционной смеси, при этом образуется кирпично-красный осадок оксида меди (I):

Н-СОН + 2Cu(OH)₂ → HCOOH + Cu₂O↓+ 2H₂O

В реакции с аммиачным раствором оксида серебра образуется аммонийная соль, а не карбоновая кислота. Это происходит потому что находящийся в растворе аммиак реагирует с кислотами. К примеру, реакция уксусного альдегида с аммиачным раствором оксида серебра:

CH₃-COH + 2[Ag(NH₃)₂]OH → CH₃-COONH₄+ 2Ag↓ + 3NH₃↑ + H₂O

Кетоны в данные реакции не вступают. Поэтому их называют качественными реакциями на альдегиды.

Галогенирование характерно и для альдегидов, и для кетонов. Галоген замещает водород в атоме углерода, находящегося по соседству с карбонильной группой, т.е. галогенирование осуществляется исключительно в α-положение:

Химические свойства карбоновых кислот

Карбоновыми кислотами называют производные углеводородов, содержащие одну или несколько карбоксильных групп (—COOH):

Как видно, карбоксильная группа состоит из карбонильной –С(О)- и гидроксильной групп –ОН. Последняя обладает отрицательным индуктивным эффектом. Поэтому связь О-Н в карбоновых кислотах более полярна, чем в спиртах и фенолах. Поэтому кислотные свойства карбоновых кислот больше.

В водных р-рах карбоновые кислоты проявляют слабые кислотные свойства и обратимо диссоциируют на катионы водорода (Н+) и анионы кислотных остатков:

Реагируют с металлами, располагающимися в электрохимическом ряду до Н, в результате чего образуются соли:

2R-COOH + 2Na → 2R-COONa + H₂↑

Реагируют с аммиаком, с образованием амидов и нитрилов:

Реагируют с оксидами, с образованием соли и воды. К примеру, реакция уксусной кислоты и оксида кальция:

2CH₃COOH + CaO → (CH3COO)₂Ca + H₂O

Реагируют с гидроксидами металлов - реакция нейтрализации. К примеру, реакция уксусной кислоты и гидроксида калия:

CH₃COOH+KOH → CH₃COOK+H₂O

Реагируют с солями более слабых кислот – карбонатами и гидрокарбонатами, сульфидами и гидросульфидами, солями высших (с большим числом атомов углерода в молекуле) кислот. К примеру, реакция уксусной кислоты и карбоната натрия:

2СН₃СООН + Na₂CO₃→ H₂O + CO₂ + 2CH₃COONa

Уксусная кислота вытеснила угольную кислоту из раствора ее соли. Угольная кислота является непрочным соединением, поэтому распалось на углекислый газ и воду.

Следует помнить, что сильные минеральные кислоты, вытесняют карбоновые кислоты из их солей.

Реакция этерификации с одноатомными и многоатомными спиртами в присутствии сильных неорганических кислот образует сложные эфиры. К примеру, реакция муравьиной кислоты с этанолом, в присутствии конц.серной кислоты и при нагревании, образует этиловый эфир муравьиной кислоты и воду:

Как видите, реакция эта обратимая и для того, чтобы сместить равновесие в сторону образования сложного эфира необходимо провести реакцию с избытком одного из реагирующих веществ, или связывают одно из веществ, образовавшихся в ходе реакции (эфир или воду). Обратная этерификация - гидролиз сложного эфира, приведет к образованию кислоты и спирта.

Реакции присоединения для предельных карбоновых кислот нехарактерны.

Химические свойства сложных эфиров

Сложные эфиры - это производные карбоновых кислот, у которых гидроксил в карбоксиле замещен спиртовым остатком:

Гидролиз - реакция обратная этерификации, является основной для сложных эфиров реакцией. Имеет общий вид:

Гидролиз сложных эфиров в щелочной среде называется омылением:

Предыдущий урок

Следующий урок

На правах рекламы

3.6 Характерные химические свойства альдегидов, предельных карбоновых кислот, сложных эфиров

Оставить комментарий