ОСОБЕННОСТИ СТРОЕНИЯ, РЕАКЦИОННОЙ СПОСОБНОСТИ И МЕТОДЫ СИНТЕЗА КАРБОНИЛСОДЕРЖАЩИХ СОЕДИНЕНИЙ
Карбонилсодержащие соединения
Карбонилсодержащие соединения. Классификация
Карбонилсодержащие соединения. Номенклатура и изомерия
Карбонилсодержащие соединения. Номенклатура и изомерия
Карбонилсодержащие соединения. Номенклатура и изомерия
Карбонилсодержащие соединения. Номенклатура и изомерия
Карбонилсодержащие соединения. Способы получения
Карбонилсодержащие соединения. Способы получения
Карбонилсодержащие соединения. Способы получения
Карбонилсодержащие соединения. Способы получения
Карбонилсодержащие соединения. Способы получения
Карбонилсодержащие соединения. Способы получения
Карбонилсодержащие соединения. Способы получения
Карбонилсодержащие соединения. Способы получения
Карбонилсодержащие соединения. Способы получения
Карбонилсодержащие соединения. Способы получения
Карбонилсодержащие соединения. Физические свойства
Карбонилсодержащие соединения. Химические свойства
Карбонилсодержащие соединения. Химические свойства
Карбонилсодержащие соединения. Химические свойства
Карбонилсодержащие соединения. Химические свойства
Карбонилсодержащие соединения. Химические свойства
Карбонилсодержащие соединения. Химические свойства
Карбонилсодержащие соединения. Химические свойства
Карбонилсодержащие соединения. Химические свойства
Карбонилсодержащие соединения. Химические свойства
Карбонилсодержащие соединения. Химические свойства
Карбонилсодержащие соединения. Химические свойства
Карбонилсодержащие соединения. Химические свойства
Карбонилсодержащие соединения. Химические свойства
Карбонилсодержащие соединения. Химические свойства
Карбонилсодержащие соединения. Химические свойства
Карбонилсодержащие соединения. Химические свойства
Карбонилсодержащие соединения. Химические свойства
Карбонилсодержащие соединения. Химические свойства
Карбонилсодержащие соединения. Химические свойства
Карбонилсодержащие соединения. Химические свойства
Карбонилсодержащие соединения. Химические свойства
Карбонилсодержащие соединения. Химические свойства
Карбонилсодержащие соединения. Химические свойства
Карбонилсодержащие соединения. Химические свойства
Карбонилсодержащие соединения. Химические свойства
Карбонилсодержащие соединения. Химические свойства
Карбонилсодержащие соединения. Химические свойства
Карбонилсодержащие соединения. Химические свойства
Карбонилсодержащие соединения. Химические свойства
Карбонилсодержащие соединения. Химические свойства
Карбонилсодержащие соединения. Химические свойства
Карбонилсодержащие соединения. Химические свойства
Карбонилсодержащие соединения. Химические свойства
Карбонилсодержащие соединения. Химические свойства
Карбонилсодержащие соединения. Химические свойства
Карбонилсодержащие соединения. Химические свойства
Карбонилсодержащие соединения. Химические свойства
Карбонилсодержащие соединения. Химические свойства
Карбонилсодержащие соединения. Химические свойства
Карбонилсодержащие соединения. Химические свойства
Карбонилсодержащие соединения. Химические свойства
Карбонилсодержащие соединения. Химические свойства
1.72M
Категория: ХимияХимия
Похожие презентации:

Особенности строения, реакционной способности и методы синтеза карбонилсодержащих соединений

1. ОСОБЕННОСТИ СТРОЕНИЯ, РЕАКЦИОННОЙ СПОСОБНОСТИ И МЕТОДЫ СИНТЕЗА КАРБОНИЛСОДЕРЖАЩИХ СОЕДИНЕНИЙ

1

2. Карбонилсодержащие соединения

Органические соединения, в молекуле
которых имеется карбонильная группа С=O,
называются карбонильными соединениями,
или оксосоединениями.
Альдегиды содержат в молекуле
карбонильную группу, обязательно
связанную с атомом водорода, т. е.
альдегидную группу –СН=O.
Кетоны содержат карбонильную группу,
связанную с двумя углеводородными
радикалами, т. е. кетонную группу.
2

3. Карбонилсодержащие соединения. Классификация

3

4. Карбонилсодержащие соединения. Номенклатура и изомерия

H C
O
H
метаналь
(формальдегид)
CH3 C
O
H
этаналь
(ацетальдегид)
CH3CH2 C
O
H
пропаналь
(пропионовый альдегид)
4

5. Карбонилсодержащие соединения. Номенклатура и изомерия

O
C
O
H
C
O
H
Br
C
H
Cl
2-хлорциклогексан
карбальдегид
бензальдегид
3-бромбензальдегид
Может ли атом углерода кетонной группы получить
номер 1 при составлении названия алифатического
5
кетона?

6. Карбонилсодержащие соединения. Номенклатура и изомерия

O
O
CH3 C CH3
CH3CH2 C CH3
пропанон,
диметилкетон
(ацетон)
бутанон
метилэтилкетон
6

7. Карбонилсодержащие соединения. Номенклатура и изомерия

O
C6H5 C C6H5
дифенилкетон
(бензофенон)
O
CH3CH2CH2 C C6H5
пропилфенилкетон
7

8. Карбонилсодержащие соединения. Способы получения

Получение из углеводородов
Окисление алкенов
Вакер-процесс
O
CH2 CH2 + PdCl2 + H2O
CH3 C
+ Pd + 2HCl
H
ацетальдегид, 98%
Pd + CuCl2
PdCl2 + Cu2Cl2
Cu2Cl2 + 2HCl + 0,5O2
CuCl2 + H2O
8

9. Карбонилсодержащие соединения. Способы получения

Wacker Chemie AG
http://www.wacker.com/
9

10. Карбонилсодержащие соединения. Способы получения

Ацилирование ароматических углеводородов
O
+ CH3 C
бензол
AlCl3
C
Cl
O
хлорангидрид
уксусной кислоты
метилфенилкетон
CH3 + HCl
10

11. Карбонилсодержащие соединения. Способы получения

Ацилирование ароматических углеводородов
CH3
CH3
AlCl3 + CuCl
+ CO + HCl
-HCl
O
C
толуол
H
4-метилбензальдегид
Реакция Гаттермана-Коха
11

12. Карбонилсодержащие соединения. Способы получения

Получение из дигалогенпроизводных
O
CH3CHCl + KOH -2KCl CH3CHOH
-H2O
1,1-дихлорэтан
этаналь
OH
I
I
2,2-дииодбутан
H
OH
Cl
CH3CCH2CH3 + 2KOH
CH3 C
-2KI
CH3CCH2CH3
OH
-H2O
CH3CCH2CH3
O
бутанон
12

13. Карбонилсодержащие соединения. Способы получения

Получение из спиртов. Окисление спиртов
CH3CH2OH
[O]
этанол
CH3CHCH3
O
CH3 C
H
этаналь
[O]
[O]
O
CH3 C
OH
этановая кислота
уксусная кислота
CH3CCH3
OH
O
пропанол-2
пропанон
ацетон
13

14. Карбонилсодержащие соединения. Способы получения

Дегидрирование спиртов
O
R
CH2OH
-2H
первичный
спирт
R
CH
OH
вторичный
спирт
R
C
H
альдегид
R'
-2H
R
C
R'
O
кетон
14

15. Карбонилсодержащие соединения. Способы получения

Окисление алкенов
R3
1
R
C
2
R
C
H
1
3
R
[O]
R
C
R2
O + O
C
H
15

16. Карбонилсодержащие соединения. Способы получения

Термическое разложение солей карбоновых кислот
O
(RCOO)2Ca
t
R
C
R + CaCO3
COO(CH2)n
Ca
+2
t
(CH2)n C
O + CaCO3
COOРеакция Ружечки, 1926
16

17. Карбонилсодержащие соединения. Способы получения

Реакция Удриса-Сергеева-Кружалова
+
CH2 CH
CH3 AlCl3, HCl, 100°C
CH3
CH
CH3
кумол
O2, 95-130°C
H2SO4, 50-90°C
+
CH3 C
CH3
O
CH3
C
CH3
O
OH
гидропероксид кумола
OH
17
фенол
ацетон

18. Карбонилсодержащие соединения. Физические свойства

формальдегид
уксусный
альдегид
бензальдегид
18

19. Карбонилсодержащие соединения. Химические свойства

p-орбитали
поляризованная
-связь
-связь
R
R
120°
C
C
O
O
R
R
+
C
-
O
19

20. Карбонилсодержащие соединения. Химические свойства

Характеристики двойных связей С=С и С=О
Длина, нм
С=С
Энергия,
кДж/моль
620
С=О
710
0.121
Связь
0.134
20

21. Карбонилсодержащие соединения. Химические свойства

Реакции нуклеофильного присоединения
АN (от англ. addition nucleophilic)
R
O +
C
O
R'
+
-
Nu
медленно
R
C
R'
OH
Nu
алкоксид-ион
оксосоединение
H+
быстро
R
C
Nu
R'
продукт
присоединения
21

22. Карбонилсодержащие соединения. Химические свойства

Реакции нуклеофильного присоединения
АЛЬДЕГИДЫ
Cl
Cl
C
Cl
+
O
C
+
> H
H
трихлорэтаналь
C
КЕТОНЫ
O
+
> CH3
H
метаналь
C
этаналь
CH3
O
H
+
C
>
CH3CH2
C
O >
CH3
пропанон
+
O
CH3
бутанон
Уменьшение реакционной способности оксосоединений
22

23. Карбонилсодержащие соединения. Химические свойства

Реакции нуклеофильного присоединения
O
O
O
C +
C +
C +
H
бензальдегид
CH3 >
>
ацетофенон
бензофенон
Уменьшение реакционной способности оксосоединений
23

24. Карбонилсодержащие соединения. Химические свойства

Взаимодействие с цианидами металлов
Гидроксинитрилами называются соединения, содержащие в
молекуле гидроксильную группу и цианогруппу
нуклеофил
CN
O
-
+ CN
CH3 C
H
ацетальдегид
CH3 C
H
цианидион
-
O
H2O
-OH-
CH3CHCN
OH
2-гидроксипропанонитрил
24

25. Карбонилсодержащие соединения. Химические свойства

Взаимодействие с водой
OH
O
+ H2O
CH3 C
H
ацетальдегид
CH3 C
OH
H
гидрат
ацетальдегида
25

26. Карбонилсодержащие соединения. Химические свойства

Взаимодействие со спиртами
OC2H5
O
+ C2H5OH
CH3 C
H
ацетальдегид
CH3 C
OH
H
1-этоксиэтанол
(полуацеталь)
26

27. Карбонилсодержащие соединения. Химические свойства

Взаимодействие со спиртами
OC2H5
OC2H5
CH3 C
H
OH + C2H5OH
H+
CH3 C
OC2H5 + H2O
H
1,1-диэтоксиэтан
(ацеталь)
27

28. Карбонилсодержащие соединения. Химические свойства

Присоединение бисульфита
O
RCHO + NaHSO3
RCH
S
бисульфит
натрия
OH
O
-
O Na
+
28

29. Карбонилсодержащие соединения. Химические свойства

Присоединение бисульфита
O
RCHO + NaHSO3
RCH
S
бисульфит
натрия
OH
O
-
O Na
+
29

30. Карбонилсодержащие соединения. Химические свойства

Присоединение бисульфита
O
OH O
C
C
S
H
O
H + NaHSO3
O-Na+
30

31. Карбонилсодержащие соединения. Химические свойства

Присоединение бисульфита
O
HCl / H2O
C
H + NaCl + H2O + SO2
OH O
C
S
O-Na+
O
H
O
Na2CO3 / H2O
C
H + Na2SO3 + NaHCO3
31

32. Карбонилсодержащие соединения. Химические свойства

Реакции с магнийорганическими соединениями
R
Hal + Mg
C2H5OC2H5
-
R
MgHal
реактив Гриньяра
Реакция Гриньяра
Гриньяр Франсуа Огюст Виктор
(6.V.1871–13.XII.1935)
(Франция)
Нобелевская премия по химии, 1912 г.
32

33. Карбонилсодержащие соединения. Химические свойства

Реакции с магнийорганическими соединениями
первичный спирт
O
O
C
H
+ CH3CH2MgBr
H
формальдегид
C
H
MgBr
CH2CH3
H
этилмагнийбромид
H2O
CH2CH2CH3 + Mg(OH)Br
OH
пропанол-1
33

34. Карбонилсодержащие соединения. Химические свойства

Реакции с магнийорганическими соединениями
вторичный
спирт
альдегид
O
CH3 C
уксусный
альдегид
O
H + C4H9MgBr
н-бутилмагнийбромид
CH3 C
MgBr
H
C4H9
OH
H2O
CH3 CH C4H9 + Mg(OH)Br
гексанол-2
34

35. Карбонилсодержащие соединения. Химические свойства

Реакции с магнийорганическими соединениями
третичный
спирт
кетон
O
C2H5 C
бутанон
CH3 + C3H7MgBr
н-пропилмагнийбромид
O
MgBr
C2H5 C
CH3
C3H7
H2O
OH
C2H5 C C3H7 + Mg(OH)Br
CH3
3-метилгексанол-3
35

36. Карбонилсодержащие соединения. Химические свойства

Взаимодействие с аминами
Стабилизация (внутримолекулярный
перенос протона)
нуклеофил
+
O
CH3 C
..
+ H2N
C2H5
H
альдегид
амин
O-
H
CH3C
N
H
H
OH
C2H5
биполярный ион
CH3C
NHC2H5
H
аминоспирт
НУКЛЕОФИЛЬНОЕ ПРИСОЕДИНЕНИЕ AN
36

37. Карбонилсодержащие соединения. Химические свойства

Взаимодействие с аминами
H
O
H
CH3C
N
H
C2H5
аминоспирт
CH3 CH
N
C2H5 + H2O
замещенный имин
(основание Ш иффа)
ОТЩЕПЛЕНИЕ Е
37

38. Карбонилсодержащие соединения. Химические свойства

Взаимодействие с аминами
R
R
C
R'
O + NH2OH
-H2O
гидроксиламин
Альдегид
R'=H
Кетон
R' H
C
R
N
OH
оксим
38

39. Карбонилсодержащие соединения. Химические свойства

Взаимодействие с аминами
R
R
C
O + NH2NH2
R'
гидразин
Альдегид
R'=H
Кетон
R' H
C
-H2O
R
N
NH2
гидразон
39

40. Карбонилсодержащие соединения. Химические свойства

Взаимодействие с аминами
R
R
C
R'
O + NH2NHC6H5
фенилгидразин
Альдегид
R'=H
Кетон
R' H
C
-H2O
R
N
NH
C6H5
фенилгидразон
40

41. Карбонилсодержащие соединения. Химические свойства

Восстановление оксосоединений
из воды
из LiAlH 4
+
CH3 C
альдегид
H
O
-
+ H
H
гидридион
CH3 C
-
O
H
H+
CH3CH2OH
спирт
алкоксид-ион
41

42. Карбонилсодержащие соединения. Химические свойства

Реакции окисления
Ag2O + NH3
O
CH3 C
H
[Ag(NH3)2]+OHO
+ 2[Ag(NH3)2]+OH-
CH3 C
OH
+ Ag + 4NH3 + 2H2O
42

43. Карбонилсодержащие соединения. Химические свойства

Реакции окисления
CuSO4 + 2NaOH
Cu(OH)2 + Na2SO4
гидроксид меди (II)
(голубой осадок)
O
O
CH3 C
2CuOH
H
+ 2Cu(OH)2
CH3 C
OH
+ 2H2O + 2CuOH
гидроксид
меди (I)
(желтый осадок)
Cu2O + H2O
оксид
меди (I)
(красный
осадок)
43

44. Карбонилсодержащие соединения. Химические свойства

Кето-енольная таутомерия
H
O
OH
C C
C
C
кетоформа
енольная форма
равновесие
между кетои енольной
формами
Процесс в котором осуществляется переход кетоформы в
енольную, называется енолизацией.
44

45. Карбонилсодержащие соединения. Химические свойства

Кето-енольная таутомерия
O
O
C
C
C
C
енолят-ион
O
C
H
C
H
медленно
OH
C
C
енол
45

46. Карбонилсодержащие соединения. Химические свойства

Кето-енольная таутомерия
Относительные скорости образования карбанионов
Соединение
Относительная скорость
O
CH3CCH3
O
CH3CCH2Cl
O
CH3CCHCl2
O
O
CH3CCH2CCH3
O
O
CH3CCH2COCH2CH3
1
1.2 102
1.6 103
3.6 107
2.6 106
46

47. Карбонилсодержащие соединения. Химические свойства

Кето-енольная таутомерия
O
O
H
O
CH3 C
C
C
H
-
CH3
CH3
-H2O
O
CH3 C CH C
CH3
анион 2,4-пентандиона
OH
O
O
O
O
O
O
C
C
C
C
C
C
C
H
CH3
CH3
C
H
CH3
CH3
C
CH3
H
47

48. Карбонилсодержащие соединения. Химические свойства

Соотношение между енольными и кето-формами
Соединение
Ацетон
Структура
O
Енольная
форма, %
CH3 C CH3
O O
0,00025
Диацетил
CH3 C
Циклогексанон
O
Ацетилацетон
C
O
0,0056
0,020
O
CH3 C CH2 C
1,2-циклогексанандион
CH3
CH3
O
O
80
100
48

49. Карбонилсодержащие соединения. Химические свойства

Соотношение между енольными и кето-формами
O
O
H
O
O
1,2-циклогександион
49

50. Карбонилсодержащие соединения. Химические свойства

Соотношение между енольными и кето-формами
CH3
CH3
CH3
O
O
C
C
C
C
O
O
CH3
диацетил
50

51. Карбонилсодержащие соединения. Химические свойства

Соотношение между енольными и кето-формами
H
CH3
O
O
C
C
C
внутримолекулярная
водородная связь в
еноле ацетилацетона
(2,4-пентандионе)
CH3
H
51

52. Карбонилсодержащие соединения. Химические свойства

Альдольная конденсация
H
2R
C
O
C
H
разб. H + или OH -
R
H
C
H
R
CH
OH
R
CH
C
R
OH H
C
C
H
альдоль
O
C
H
OH-/H2O
O
C
H
R
H
H
C
C
O
C
C
H
, -ненасыщенный
альдегид
H
52

53. Карбонилсодержащие соединения. Химические свойства

Альдольная конденсация
OH
+
2CH3CHO
разб. H или OH
OH H
CH3 C
H
C
O
C
H
2-оксибутаналь
альдоль
H
O
-
OH-/H2O
CH3 CH
CH2 C
H
O
CH3 HC CH C
H
бутеналь
(кротоновый альдегид)
53

54. Карбонилсодержащие соединения. Химические свойства

Перекрестная альдольная конденсация
Альдольная конденсация двух различных
альдегидов называется перекрестной альдольной
конденсацией
54

55. Карбонилсодержащие соединения. Химические свойства

O
CH3 C
H
ацетальдегид
O
+ CH3CH2C
пропаналь
H
OH-
OH
O
OH
CH3 CH CH2 C
H + CH3CH2 CH
CH3 CH
CH
CH3
CH
C
H +
2-метил-3-оксипентаналь
3-оксибутаналь
OH
CH3 O
O
OH
O
C
H + CH3CH2 CH
CH2 C
2-метил-3-оксибутаналь
3-оксипентаналь
H
55

56. Карбонилсодержащие соединения. Химические свойства

Перекрестная альдольная конденсация
CH3
CH3
C
O
C
O
+ CH3 C
H
CH3
2,2-диметилпропаналь
-H2O
OH-
H
CH3 C
CH3
этаналь
CH3
CH3 C
CH3 OH
CH
O
CH2 C
H
4,4-диметил-3-оксипентаналь
O
CH
CH C
CH3
H
4,4-диметилпентен-2-аль
56

57. Карбонилсодержащие соединения. Химические свойства

Перекрестная альдольная конденсация
O
O
C6H5C
+ CH3 C
OH
CH3
OH-
C6H5CH
O
CH2 C
CH3
H
бензальдегид
O
C6H5CH
CH C
CH3 + H2O
бензальацетон
(4-фенил-3-бутен-2-он)
57

58. Карбонилсодержащие соединения. Химические свойства

Реакция Канниццаро
O
O
H
2
бензальдегид
CH2OH
C
C
KOH (конц.)
O-K+ +
бензоат калия
бензиловый спирт
58

59. Карбонилсодержащие соединения. Химические свойства

Реакции с участием углеводородного радикала
I
O
CH3 C
+ I2
KOH
I
C
H
ацетальдегид
I
O
C
H
иодаль
59

60. Карбонилсодержащие соединения. Химические свойства

Реакции с участием углеводородного радикала
O
O
C
O2N
H + HNO3 H2SO4
C
H + H2O
60
English     Русский Правила