Альдегіди. Окислення альдегідів: процес, кінцевий продукт

Характерні хімічні властивості граничних одноатомних та багатоатомних спиртів, фенолу

Граничні одноатомні та багатоатомні спирти

Спиртами (або алканолами) називають органічні речовини, молекули яких містять одну або кілька гідроксильних груп (груп $-ОН$), з'єднаних з вуглеводневим радикалом.

За кількістю гідроксильних груп (атомності) спирти поділяються на:

- одноатомні, наприклад:

$(CH_3-OH)↙(метанол(метиловий спирт))$ $(CH_3-CH_2-OH)↙(етанол(етиловий спирт))$

— двоатомні (гліколі), наприклад:

$(OH-CH_2-CH_2-OH)↙(етандіол-1,2(етиленгліколь))$

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

— триатомні, наприклад:

За характером вуглеводневого радикалу виділяють такі спирти:

— граничні, що містять в молекулі лише граничні вуглеводневі радикали, наприклад:

— ненасичені, що містять в молекулі кратні (подвійні та потрійні) зв'язки між атомами вуглецю, наприклад:

$(CH_2=CH-CH_2-OH)↙(пропен-2-ол-1 (аліловий спирт))$

— ароматичні, тобто. спирти, що містять у молекулі бензольне кільце та гідроксильну групу, пов'язані один з одним не безпосередньо, а через атоми вуглецю, наприклад:

Органічні речовини, що містять у молекулі гідроксильні групи, пов'язані безпосередньо з атомом вуглецю бензольного кільця, суттєво відрізняються за хімічними властивостями від спиртів і тому виділяються у самостійний клас органічних сполук – феноли. Наприклад:

Існують і поліатомні (багатоатомні) спирти, що містять більше трьох гідроксильних груп у молекулі. Наприклад, найпростіший шестиатомний спирт гексаол (сорбіт):

Номенклатура та ізомерія

При утворенні назв спиртів до назви вуглеводню, що відповідає спирту, додають родовий суфікс -ол.Цифрами після суфікса вказують положення гідроксильної групи в головному ланцюзі, а префіксами ді-, три-, тетра-і т. д. - їх число:

У нумерації атомів вуглецю в головному ланцюгу положення гідроксильної групи пріоритетне перед положенням кратних зв'язків:

Починаючи з третього члена гомологічного ряду, у спиртів з'являється ізомерія становища функціональної групи (пропанол-1 і пропанол-2), а з четвертого - ізомерія вуглецевого скелета (бутанол-1, 2-метилпропанол-1). Для них характерна і міжкласова ізомерія - спирти ізомерні простим ефірам:

$(CH_3-CH_2-OH)↙(етанол)$ $(CH_3-O-CH_3)↙(диметиловий ефір)$

спиртів

Фізичні властивості.

Спирти можуть утворювати водневі зв'язки між молекулами спирту, так і між молекулами спирту і води.

Водневі зв'язки виникають при взаємодії частково позитивно зарядженого атома водню однієї молекули спирту та частково негативно зарядженого атома кисню іншої молекули. Саме завдяки водневим зв'язкам між молекулами спирти мають аномально високі для своєї молекулярної маси температури кипіння. Так, пропан із відносною молекулярною масою $44$ за звичайних умов є газом, а найпростіший із спиртів — метанол, маючи відносну молекулярну масу $32$, за звичайних умов — рідину.

Нижчі та середні члени низки граничних одноатомних спиртів, що містять від $1$ до $11$ атомів вуглецю, — рідини. Вищі спирти (починаючи з $С_(12)Н_(25)ОН$) за кімнатної температури — тверді речовини. Нижчі спирти мають характерний алкогольний запах та пекучий смак, вони добре розчиняються у воді. У міру збільшення вуглеводневого радикалу розчинність спиртів у воді знижується, а октанол вже не поєднується з водою.

Хімічні властивості.

Властивості органічних речовин визначаються їх складом та будовою. Спирти підтверджують загальне правило. Їх молекули включають в себе вуглеводневі і гідроксильні радикали, тому хімічні властивості спиртів визначаються взаємодією і впливом один на одного цих груп. Характерні для цього класу сполук властивості обумовлені наявністю гідроксильної групи.

1. Взаємодія спиртів із лужними та лужноземельними металами.Для виявлення впливу вуглеводневого радикалу на гідроксильну групу необхідно порівняти властивості речовини, що містить гідроксильну групу і вуглеводневий радикал, з одного боку, і речовини, що містить гідроксильну групу і не містить вуглеводневий радикал, - з іншого. Такими речовинами можуть бути, наприклад, етанол (або інший спирт) та вода. Водень гідроксильної групи молекул спиртів і молекул води здатний відновлюватися лужними та лужноземельними металами (заміщатися на них):

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

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

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

2. Взаємодія спиртів із галогеноводородами.Заміщення гідроксильної групи на галоген призводить до утворення галогеналканів. Наприклад:

$C_2H_5OH+HBr⇄C_2H_5Br+H_2O$.

Ця реакція оборотна.

3. Міжмолекулярна дегідратація спиртів- Відщеплення молекули води від двох молекул спирту при нагріванні в присутності водовіднімних засобів:

Внаслідок міжмолекулярної дегідратації спиртів утворюються прості ефіри.Так, при нагріванні етилового спирту із сірчаною кислотою до температури від $100$ до $140°С$ утворюється діетиловий (сірчаний) ефір:

4. Взаємодія спиртівз органічними та неорганічними кислотами з утворенням складних ефірів ( реакція етерифікації):

Реакція етерифікації каталізується сильними неорганічними кислотами.

Наприклад, при взаємодії етилового спирту та оцтової кислоти утворюється оцтовоетиловий ефір. етилацетат:

5. Внутрішньомолекулярна дегідратація спиртіввідбувається при нагріванні спиртів у присутності водовіднімних засобів до вищої температури, ніж температура міжмолекулярної дегідратації. В результаті утворюються алкени. Ця реакція обумовлена ​​наявністю атома водню та гідроксильної групи при сусідніх атомах вуглецю. Як приклад можна навести реакцію отримання етену (етилену) при нагріванні етанолу вище $140°С$ у присутності концентрованої сірчаної кислоти:

6. Окислення спиртівзазвичай проводять сильними окислювачами, наприклад дихроматом калію або перманганатом калію в кислому середовищі. При цьому дія окислювача спрямовується на атом вуглецю, який вже пов'язаний з гідроксильною групою. Залежно від природи спирту та умов проведення реакції можуть утворюватись різні продукти. Так, первинні спирти окислюються спочатку в альдегіди, а потім у карбонові кислоти:

При окисненні вторинних спиртів утворюються кетони:

Третичні спирти досить стійкі до окиснення. Однак у жорстких умовах (сильний окислювач, висока температура) можливе окислення третинних спиртів, що відбувається з розривом вуглець-вуглецевих зв'язків, найближчих до гідроксильної групи.

7. Дегідрування спиртів.При пропущенні пар спирту при $200-300°С$ над металевим каталізатором, наприклад міддю, сріблом або платиною, первинні спирти перетворюються на альдегіди, а вторинні - на кетони:

Присутністю в молекулі спирту одночасно кількох гідроксильних груп зумовлені специфічні властивості багатоатомних спиртів, які здатні утворювати розчинні у воді яскраво-сині комплексні сполуки при взаємодії зі свіжоотриманим осадом міді гідроксиду (II). Для етиленгліколю можна записати:

Одноатомні спирти не здатні вступати до цієї реакції. Тому вона є якісною реакцією на багатоатомні спирти.

Фенол

Будова фенолів

Гідроксильна група в молекулах органічних сполук може бути пов'язана з ароматичним ядром безпосередньо, а може бути відокремлена від нього одним або декількома атомами вуглецю. Очікується, що залежно від цієї властивості, речовини істотно відрізнятимуться один від одного через взаємний вплив груп атомів. Органічні сполуки, що містять ароматичний радикал феніл $С_6Н_5$—, безпосередньо пов'язаний з гідроксильною групою, виявляють особливі властивості, відмінні від властивостей спиртів. Такі сполуки називають фенолами.

Феноли - органічні речовини, молекули яких містять радикал феніл, пов'язаний з однією або декількома гідроксогруп.

Як і спирти, феноли класифікують по атомності, тобто. за кількістю гідроксильних груп.

Одноатомні фенолимістять у молекулі одну гідроксильну групу:

Багатоатомні фенолимістять у молекулах більше однієї гідроксильної групи:

Існують інші багатоатомні феноли, що містять три і більше гідроксильні групи в бензольному кільці.

Познайомимося докладніше з будовою та властивостями найпростішого представника цього класу – фенолом $С_6Н_5ОН$. Назва цієї речовини лягла в основу назви всього класу - феноли.

Фізичні та хімічні властивості.

Фізичні властивості.

Фенол - тверда, безбарвна, кристалічна речовина, $t°_(пл.)=43°С, t°_(кип.)=181°С$, з різким характерним запахом. Отруйний. Фенол за кімнатної температури незначно розчиняється у воді. Водний розчин фенолу називають карболової кислоти. При попаданні на шкіру він спричиняє опіки, тому з фенолом необхідно поводитися обережно!

Хімічні властивості.

Кислотні властивості.Як було зазначено, атом водню гідроксильної групи має кислотним характером. Кислотні властивості у фенолу виражені сильніше, ніж у води та спиртів. На відміну від спиртів та води, фенол реагує не тільки з лужними металами, а й з лугами з утворенням фенолятів:

Однак кислотні властивості у фенолів виражені слабше, ніж у неорганічних та карбонових кислот. Так, наприклад, кислотні властивості фенолу приблизно в $3000 разів слабше, ніж у вугільної кислоти. Тому, пропускаючи через водний розчин натрію феноляту вуглекислий газ, можна виділити вільний фенол:

Додавання до водного розчину феноляту натрію соляної або сірчаної кислоти також призводить до утворення фенолу:

Якісна реакція на фенол.

Фенол реагує з хлоридом заліза (III) з утворенням інтенсивно забарвленого у фіолетовий колір комплексної сполуки.

Ця реакція дозволяє виявляти його навіть у дуже обмежених кількостях. Інші феноли, що містять одну або кілька гідроксильних груп у бензольному кільці, також дають яскраве фарбування синьо-фіолетових відтінків реакції з хлоридом заліза (III).

Реакція бензольного кільця.

Наявність гідроксильного заступника значно полегшує перебіг реакцій електрофільного заміщення у бензольному кільці.

1. Бромування фенолу.На відміну від бензолу для бромування фенолу не потрібно додавання каталізатора (броміду заліза (III)).

Крім того, взаємодія з фенолом протікає селективно (виборчо): атоми брому спрямовуються в орто-і параположения, заміщаючи атоми водню, що знаходяться там. Селективність заміщення пояснюється розглянутими особливостями електронної будови молекули фенолу.

Так, при взаємодії фенолу з бромною водою утворюється білий осад 2,4,6-трибромфенолу:

Ця реакція, як і, як і з хлоридом заліза (III), служить якісного виявлення фенолу.

2. Нітрування фенолутакож відбувається легше, ніж нітрування бензолу. Реакція з розведеною азотною кислотою йде за кімнатної температури. В результаті утворюється суміш орто-і пара-ізомерів нітрофенолу:

При використанні концентрованої азотної кислоти утворюється вибухова речовина. 2,4,6-тринітрофенол(пікринова кислота):

3. Гідрування ароматичного ядра фенолуу присутності каталізатора відбувається легко:

4.Поліконденсація фенолу з альдегідами, зокрема з формальдегідом, відбувається з утворенням продуктів реакції - фенолформальдегідних смол та твердих полімерів.

Взаємодія фенолу з формальдегідом можна описати схемою:

Ви, напевно, помітили, що в молекулі димера зберігаються «рухливі» атоми водню, а значить, можливе подальше продовження реакції при достатній кількості реагентів:

Реакція поліконденсації,тобто. реакція отримання полімеру, що протікає з виділенням побічного низькомолекулярного продукту (води), може продовжуватися і далі (до витрачання одного з реагентів) з утворенням величезних макромолекул. Процес можна описати сумарним рівнянням:

Утворення лінійних молекул відбувається за нормальної температури. Проведення цієї реакції при нагріванні призводить до того, що утворюється продукт має розгалужену будову, він твердий і нерозчинний у воді. Внаслідок нагрівання фенолформальдегідної смоли лінійної будови з надлишком альдегіду виходять тверді пластичні маси з унікальними властивостями. Полімери на основі фенолформальдегідних смол застосовують для виготовлення лаків і фарб, пластмасових виробів, стійких до нагрівання, охолодження, дії води, лугів та кислот, що мають високі діелектричні властивості. З полімерів на основі фенолформальдегідних смол виготовляють найбільш відповідальні та важливі деталі електроприладів, корпуси силових агрегатів та деталі машин, полімерну основу друкованих плат для радіоприладів. Клеї на основі фенолформальдегідних смол здатні надійно з'єднувати деталі різної природи, зберігаючи найвищу міцність з'єднання в дуже широкому діапазоні температур. Такий клей використовується для кріплення металевого цоколя ламп освітлення до скляної колби. Тепер вам зрозуміло, чому фенол та продукти на його основі знаходять широке застосування.

Характерні хімічні властивості альдегідів, граничних карбонових кислот, складних ефірів

Альдегіди та кетони

Альдегіди – органічні речовини, молекули яких містять карбонільну групу. , сполучену з атомом водню та вуглеводневим радикалом

Загальна формула альдегідів має вигляд:

У найпростішому альдегіді - формальдегіді - роль вуглеводневого радикалу відіграє другий атом водню:

Карбонільну групу, пов'язану з атомом водню, називають альдегідної:

Органічні речовини, у молекулах яких карбонільна група пов'язана з двома вуглеводневими радикалами, називають кетонами.

Очевидно, загальна формула кетонів має вигляд:

Карбонільну групу кетонів називають кетогрупою.

У найпростішому кетоні - ацетоні - карбонільна група пов'язана з двома метильними радикалами:

Номенклатура та ізомерія

Залежно від будови вуглеводневого радикалу, пов'язаного з альдегідною групою, розрізняють граничні, ненасичені, ароматичні, гетероциклічні та інші альдегіди:

Відповідно до номенклатури ІЮПАК назви граничних альдегідів утворюються від назви алкану з тим самим числом атомів вуглецю в молекулі за допомогою суфікса -аль.Наприклад:

Нумерацію атомів вуглецю головного ланцюга починають із атома вуглецю альдегідної групи. Тому альдегідна група завжди розташовується при першому атомі вуглецю, і вказувати її положення немає необхідності.

Поряд із систематичною номенклатурою використовують і тривіальні назви альдегідів, що широко застосовуються. Ці назви, як правило, утворені від назв карбонових кислот, що відповідають альдегідам.

Для назви кетонів за систематичною номенклатурою кетогрупу позначають суфіксом -вінта цифрою, яка вказує номер атома вуглецю карбонільної групи (нумерацію слід починати від найближчого до кетогрупи кінця ланцюга). Наприклад:

Для альдегідів характерний лише один вид структурної ізомерії - ізомерія вуглецевого скелета, яка можлива з бутаналю, а для кетонів - також ізомерія положення карбонільної групи. Крім цього, для них характерна і міжкласова ізомерія (пропаналь та пропанон).

Тривіальні назви та температури кипіння деяких альдегідів.

Фізичні та хімічні властивості

Фізичні властивості.

У молекулі альдегіду або кетону внаслідок більшої електронегативності атома кисню порівняно з вуглецевим атомом зв'язок $С=О$ сильно поляризований за рахунок усунення електронної щільності $π$-зв'язку до кисню:

Альдегіди та кетони - полярні речовини з надмірною електронною щільністю на атомі кисню. Нижчі члени ряду альдегідів та кетонів (формальдегід, оцтовий альдегід, ацетон) розчиняються у воді необмежено. Їхні температури кипіння нижче, ніж у відповідних спиртів. Це з тим, що у молекулах альдегідів і кетонів, на відміну спиртів, немає рухливих атомів водню і де вони утворюють асоціатів з допомогою водневих зв'язків. Нижчі альдегіди мають різкий запах; у альдегідів, що містять від чотирьох до шести атомів вуглецю в ланцюзі, неприємний запах; вищі альдегіди і кетони мають квіткові запахи і застосовуються в парфумерії.

Хімічні властивості

Наявність альдегідної групи у молекулі визначає характерні властивості альдегідів.

Реакція відновлення.

Приєднання воднюдо молекул альдегідів відбувається по подвійному зв'язку в карбонільній групі:

Продуктом гідрування альдегідів є первинні спирти, кетонів – вторинні спирти.

Так, при гідруванні оцтового альдегіду на нікелевому каталізаторі утворюється етиловий спирт, при гідруванні ацетону - пропанол-2:

Гідрування альдегідів реакція відновлення,при якій знижується ступінь окислення атома вуглецю, що входить до карбонільної групи.

Реакція окислення.

Альдегіди здатні не тільки відновлюватися, а й окислюватися.При окисненні альдегіди утворюють карбонові кислоти. Схематично цей процес можна так:

З пропіонового альдегіду (пропаналю), наприклад, утворюється пропіонова кислота:

Альдегіди окислюються навіть киснем повітря та такими слабкими окислювачами, як аміачний розчин оксиду срібла. У спрощеному вигляді цей процес можна виразити рівнянням реакції:

Наприклад:

Більше точно цей процес відображають рівняння:

Якщо поверхня судини, в якій проводиться реакція, була попередньо знежирена, то срібло, що утворюється в ході реакції, покриває її рівною тонкою плівкою. Тому цю реакцію називають реакцією «срібного дзеркала». Її широко використовують для виготовлення дзеркал, сріблення прикрас та ялинкових іграшок.

Окислювачем альдегідів може виступати і свіжоосаджений гідроксид міді (II). Окислюючи альдегід, $Cu^(2+)$ відновлюється до $Cu^+$. гідроксид міді (I) $CuOH$, що утворюється в ході реакції, відразу розкладається на оксид міді (I) червоного кольору і воду:

Ця реакція, як і реакція «срібного дзеркала», використовується виявлення альдегідів.

Кетони не окислюються ні киснем повітря, ні таким слабким окислювачем, як розчин аміаку оксиду срібла.

Окремі представники альдегідів та їх значення

Формальдегід(метаналь, мурашиний альдегід$HCHO$ ) - Безбарвний газ з різким запахом і температурою кипіння $-21С, добре розчинний у воді. Формальдегід отруйний! Розчин формальдегіду у воді ($40%) називають формаліном і застосовують для дезінфекції. У сільському господарстві формалін використовують для протруювання насіння, у шкіряній промисловості - для обробки шкір. Формальдегід використовують для отримання уротропіну – лікарської речовини. Іноді спресований у вигляді брикетів уротропін застосовують як паливо (сухий спирт). Велика кількість формальдегіду витрачається при отриманні фенолформальдегідних смол та деяких інших речовин.

Оцтовий альдегід(Етаналь, ацетальдегід$CH_3CHO$ ) - Рідина з різким неприємним запахом і температурою кипіння $ 21 ° С $, добре розчинний у воді. З оцтового альдегіду в промислових масштабах одержують оцтову кислоту та ряд інших речовин, він використовується для виробництва різних пластмас та ацетатного волокна. Оцтовий альдегід отруйний!

Карбонові кислоти

Речовини, що містять у молекулі одну або декілька карбоксильних груп, називаються карбоновими кислотами.

Група атомів називається карбоксильною групою, або карбоксилом.

Органічні кислоти, що містять у молекулі одну карбоксильну групу, є одноосновними.

Загальна формула цих кислот $RCOOH$, наприклад:

Карбонові кислоти, що містять дві карбоксильні групи, називаються двоосновними.До них відносяться, наприклад, щавлева та янтарна кислоти:

Існують і багатоосновнікарбонові кислоти, що містять більше двох карбоксильних груп. До них відноситься, наприклад, триосновна лимонна кислота:

Залежно від природи вуглеводневого радикалу карбонові кислоти діляться на граничні, ненасичені, ароматичні.

Граничними або насиченими карбоновими кислотами є, наприклад, пропанова (пропіонова) кислота:

або вже знайома нам янтарна кислота.

Очевидно, що граничні карбонові кислоти не містять $π$-зв'язків у вуглеводневому радикалі. У молекулах ненасичених карбонових кислот карбоксильна група пов'язана з ненасиченим, ненасиченим вуглеводневим радикалом, наприклад, в молекулах акрилової (пропенової) $СН_2=СН-СООН$ або олеїнової $СН_3-(СН_2)_7-СН=СН-(СН_2) $ та інших кислот.

Як видно з формули бензойної кислоти, вона є ароматичною, оскільки містить в молекулі ароматичну (бензольну) кільце:

Номенклатура та ізомерія

Загальні засади освіти назв карбонових кислот, як та інших органічних сполук, вже розглядалися. Зупинимося докладніше на номенклатурі одно- та двоосновних карбонових кислот. Назва карбонової кислоти утворюється від назви відповідного алкану (алкану з тим самим числом атомів вуглецю в молекулі) з додаванням суфікса -ів-, закінчення -а ята слова кислота. Нумерація атомів вуглецю починається з карбоксильної групи. Наприклад:

Кількість карбоксильних груп вказується у назві префіксами ді-, три-, тетра-:

Багато кислот мають і історично сформовані, чи тривіальні, назви.

Назви карбонових кислот.

Після знайомства з різноманітним і цікавим світом органічних кислот розглянемо докладніше граничні одноосновні карбонові кислоти.

Зрозуміло, що склад цих кислот виражається загальною формулою $С_nН_(2n)О_2$, або $С_nН_(2n+1)СООН$, або $RCOOH$.

Фізичні та хімічні властивості

Фізичні властивості.

Нижчі кислоти, тобто. кислоти з відносно невеликою молекулярною масою, що містять у молекулі до чотирьох атомів вуглецю, — рідини з характерним різким запахом (згадайте запах оцтової кислоти). Кислоти, що містять від $4$ до $9$ атомів вуглецю, - в'язкі маслянисті рідини з неприємним запахом; що містять більше $9$ атомів вуглецю в молекулі - тверді речовини, що не розчиняються у воді. Температури кипіння граничних одноосновних карбонових кислот збільшуються із зростанням числа атомів вуглецю в молекулі і, отже, із зростанням відносної молекулярної маси. Приміром, температура кипіння мурашиної кислоти дорівнює $100.8°С$, оцтової — $118°С$, пропіонової — $141°С$.

Найпростіша карбонова кислота - мурашина $НСООН$, маючи невелику відносну молекулярну масу $(M_r(HCOOH)=46)$, за звичайних умов є рідиною з температурою кипіння $100.8°С$. У той самий час бутан $(M_r(C_4H_(10))=58)$ у тих самих умовах газоподібний і має температуру кипіння $-0,5°С$. Ця невідповідність температур кипіння та відносних молекулярних мас пояснюється утворенням димерів карбонових кислот, у яких дві молекули кислоти пов'язані двома водневими зв'язками:

Виникнення водневих зв'язків стає зрозумілим під час розгляду будови молекул карбонових кислот.

Молекули граничних одноосновних карбонових кислот містять полярну групу атомів - карбоксил та практично неполярний вуглеводневий радикал. Карбоксильна група притягується молекулами води, утворюючи з ними водневі зв'язки:

Мурашина та оцтова кислоти розчиняються у воді необмежено. Очевидно, що зі збільшенням числа атомів у вуглеводневому радикалі розчинність карбонових кислот знижується.

Хімічні властивості.

Загальні властивості, характерні для класу кислот (як органічних, так і неорганічних), обумовлені наявністю в молекулах гідроксильної групи, що містить сильний полярний зв'язок між атомами водню та кисню. Розглянемо ці властивості з прикладу розчинних у питній воді органічних кислот.

1. Дисоціаціяз утворенням катіонів водню та аніонів кислотного залишку:

$CH_3-COOH⇄CH_3-COO^(-)+H^+$

Більш точно цей процес описує рівняння, що враховує участь у ньому молекул води:

$CH_3-COOH+H_2O⇄CH_3COO^(-)+H_3O^+$

Рівновагу дисоціації карбонових кислот зміщено вліво; переважна більшість їх – слабкі електроліти. Тим не менш, кислий смак, наприклад, оцтової та мурашиної кислот пояснюється дисоціацією на катіони водню та аніони кислотних залишків.

Вочевидь, що у молекулах карбонових кислот «кислого» водню, тобто. водню карбоксильної групи, обумовлені та інші характерні властивості.

2. Взаємодія з металами, що стоять в електрохімічному ряду напруги до водню: $nR-COOH+M→(RCOO)_(n)M+(n)/(2)H_2$

Так, залізо відновлює водень з оцтової кислоти:

$2CH_3-COOH+Fe→(CH_3COO)_(2)Fe+H_2$

3. Взаємодія з основними оксидамиз утворенням солі та води:

$2R-COOH+CaO→(R-COO)_(2)Ca+H_2O$

4. Взаємодія з гідроксидами металівз утворенням солі та води (реакція нейтралізації):

$R-COOH+NaOH→R-COONa+H_2O$,

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

5. Взаємодія з солями слабших кислотз освітою останніх. Так, оцтова кислота витісняє стеаринову з натрію стеарату і вугільну з карбонату калію:

$CH_3COOH+C_(17)H_(35)COONa→CH_3COONa+C_(17)H_(35)COOH↓$,

$2CH_3COOH+K_2CO_3→2CH_3COOK+H_2O+CO_2$.

6. Взаємодія карбонових кислот із спиртамиз утворенням складних ефірів - реакція етерифікації (одна з найважливіших реакцій, характерних для карбонових кислот):

Взаємодія карбонових кислот із спиртами каталізується катіонами водню.

Реакція етерифікації оборотна. Рівнавага зміщується у бік утворення складного ефіру в присутності водовіднімних засобів та при видаленні ефіру з реакційної суміші.

У реакції, зворотній етерифікації, яка називається гідролізом складного ефіру (взаємодія складного ефіру з водою), утворюються кислота та спирт:

Вочевидь, що реагувати з карбоновими кислотами, тобто. вступати в реакцію етерифікації можуть і багатоатомні спирти, наприклад гліцерин:

Усі карбонові кислоти (крім мурашиної) поряд з карбоксильною групою містять у молекулах вуглеводневий залишок. Безумовно, це може не позначитися на властивостях кислот, які визначаються характером вуглеводневого залишку.

7. Реакції приєднання щодо кратного зв'язку- У них вступають ненасичені карбонові кислоти. Наприклад, реакція приєднання водню. гідрування. Для кислоти, що містить у радикалі один $π$-зв'язок, можна записати рівняння у загальному вигляді:

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

Так, при гідруванні олеїнової кислоти утворюється гранична стеаринова кислота:

$(C_(17)H_(33)COOH+H_2)↙(\text"олеїнова кислота")(→)↖(каталізатор)(C_(17)H_(35)COOH)↙(\text"стеаринова кислота") $

Ненасичені карбонові кислоти, як і інші ненасичені сполуки, приєднують галогени по подвійному зв'язку. Так, наприклад, акрилова кислота знебарвлює бромну воду:

$(CH_2=CH-COOH+Br_2)↙(\text"акрилова(пропінова)кислота")→(CH_2Br-CHBr-COOH)↙(\text"2,3-дибромпропанова кислота").$

8. Реакції заміщення (з галогенами)- У них здатні вступати граничні карбонові кислоти. Наприклад, при взаємодії оцтової кислоти з хлором можуть бути отримані різні хлорпохідні кислоти:

$CH_3COOH+Cl_2(→)↖(Р(червоний))(CH_2Cl-COOH+HCl)↙(\text"хлороцтова кислота")$,

$CH_2Cl-COOH+Cl_2(→)↖(Р(червоний))(CHCl_2-COOH+HCl)↙(\text"дихлороцтова кислота")$,

$CHCl_2-COOH+Cl_2(→)↖(Р(червоний))(CCl_3-COOH+HCl)↙(\text"трихлороцтова кислота")$

Окремі представники карбонових кислот та їх значення

Мурашина(Метанова) кислотаХЦОГО- Рідина з різким запахом і температурою кипіння $ 100.8 ° С $, добре розчинна у воді. Мурашина кислота отруйна, при попаданні на шкіру викликає опіки!Жалюча рідина, що виділяється мурахами, містить цю кислоту. Мурашина кислота має дезінфікуючу властивість і тому знаходить своє застосування в харчовій, шкіряній та фармацевтичній промисловості, медицині. Вона використовується при фарбуванні тканин та паперу.

Оцтова (Етанова)кислота $CH_3COOH$ - безбарвна рідина з характерним різким запахом, змішується з водою в будь-яких співвідношеннях. Водні розчини оцтової кислоти надходять у продаж під назвою оцту ($3-5%$-ний розчин) та оцтової есенції ($70-80%$-ний розчин) і широко використовуються в харчовій промисловості. Оцтова кислота - добрий розчинник багатьох органічних речовин і тому використовується при фарбуванні, у шкіряному виробництві, в лакофарбовій промисловості. Крім цього, оцтова кислота є сировиною для отримання багатьох важливих у технічному відношенні органічних сполук: наприклад, на її основі одержують речовини, що використовуються для боротьби з бур'янами, – гербіциди.

Оцтова кислота є основним компонентом винного оцту,характерний запах якого обумовлений саме нею. Вона продукт окислення етанолу і утворюється з нього при зберіганні вина на повітрі.

Найважливішими представниками вищих граничних одноосновних кислот є пальмітинова$C_(15)H_(31)COOH$ та стеаринова$C_(17)H_(35)COOH$ кислоти. На відміну від нижчих кислот ці речовини тверді, погано розчинні у воді.

Однак їх солі - стеарати і пальмітати - добре розчинні і мають миючу дію, тому їх ще називають милами. Зрозуміло, що ці речовини виробляють у великих масштабах. З ненасичених вищих карбонових кислот найбільше значення має олеїнова кислота$C_(17)H_(33)COOH$, або $CH_3 - (CH_2)_7 - CH=CH -(CH_2)_7COOH$. Це маслоподібна рідина без смаку та запаху. Широке застосування у техніці знаходять її солі.

Найпростішим представником двоосновних карбонових кислот є щавлева (етандіова) кислота$HOOC—COOH$, солі якої зустрічаються в багатьох рослинах, наприклад, у щавлі та кислиці. Щавлева кислота - це безбарвна кристалічна речовина, що добре розчиняється у воді. Вона застосовується при поліруванні металів, в деревообробній та шкіряній промисловості.

Складні ефіри

При взаємодії карбонових кислот із спиртами (реакція етерифікації) утворюються складні ефіри:

Ця реакція оборотна. Продукти реакції можуть взаємодіяти один з одним з утворенням вихідних речовин – спирту та кислоти. Таким чином, реакція складних ефірів з водою - гідроліз складного ефіру - обернена реакції етерифікації. Хімічна рівновага, що встановлюється при рівності швидкостей прямої (етерифікація) та зворотної (гідроліз) реакцій, може бути зміщена у бік утворення ефіру присутністю водовіднімних засобів.

Жири— похідні сполуки, які є складними ефірами гліцерину та вищих карбонових кислот.

Всі жири, як і інші складні ефіри, піддаються гідролізу:

При проведенні гідролізу жиру в лужному середовищі $(NaOH)$ та у присутності кальцинованої соди $Na_2CO_3$ він протікає незворотно і призводить до утворення не карбонових кислот, а їх солей, які називаються милами.Тому гідроліз жирів у лужному середовищі називаються омиленням.

Серед кисневмісних органічних сполук величезне значення мають цілих два класи речовин, які завжди вивчають разом за схожість у будові та властивостях, що виявляються. Це альдегіди та кетони. Саме ці молекули лежать в основі багатьох хімічних синтезів, а їхня будова досить цікава, щоб стати предметом вивчення. Розглянемо докладніше, що ж є ці класи сполук.

Альдегіди та кетони: загальна характеристика

З точки зору хімії, до класу альдегідів слід відносити органічні молекули, що містять кисень у складі функціональної групи СОН, званої карбонільної. Загальна формула в цьому випадку виглядатиме так: R-COH. За своєю природою це може бути як граничні, і неграничні сполуки. Також серед них трапляються і ароматичні представники, нарівні з аліфатичними. Кількість атомів вуглецю в радикальному ланцюзі варіюється в досить широких межах, від одного (формальдегід або метаналь) до кількох десятків.

Кетони також містять карбонільну групу -СО, проте з'єднана вона не з катіоном водню, а з іншим радикалом, відмінним або ідентичним тому, що входить у ланцюг. Загальна формула має такий вигляд: R-CO-R , . Очевидно, що альдегіди та кетони схожі за наявністю функціональної групи такого складу.

Кетони також можуть бути граничними і ненасиченими, та й властивості, що проявляються, подібні з близькоспорідненим класом. Можна навести кілька прикладів, що ілюструють склад молекул і відображають прийняті позначення формул речовин, що розглядаються.

1. Альдегіди: метаналь - НСОН, бутаналь - СН 3 -СН 2 -СН 2 -СОН, фенілоцтовий - С 6 Н 5 -СН 2 -СОН.
2. Кетони: ацетон або диметилкетон - СН 3 -СО-СН 3 метилетилкетон - СН 3 -СО-С 2 Н 5 та інші.

Очевидно, що назва цих сполук утворюється двома шляхами:

• за раціональною номенклатурою відповідно до радикалів, що входять до складу, і класового суфікса -аль (для альдегідів) і -він (для кетонів);
• тривіально, що історично склалося.

Якщо навести загальну формулу для обох класів речовин, то стане видно, що вони є ізомерами один одному: C n H 2n O. Для них самих характерні такі види ізомерії:

Щоб розрізняти між собою представників обох класів використовують якісні реакції, більшість з яких дозволяють виявити саме альдегід. Оскільки хімічна активність цих речовин дещо вища, завдяки наявності катіону водню.

Будова молекули

Розглянемо, як у просторі виглядають альдегіди і кетони. Будова їх молекул можна відобразити кількома пунктами.

1. Атом вуглецю, що безпосередньо входить у функціональну групу, має sp 2 - гібридизацію, що дозволяє частини молекули мати плоску просторову форму.
2. У цьому полярність зв'язку С=О сильна. Як електронегативний, кисень забирає собі основну частину щільності, концентруючи на собі частково негативний заряд.
3. В альдегідах зв'язок О-Н є також сильно поляризованим, що робить атом водню рухливим.

В результаті виходить, що подібна будова молекул дозволяє з'єднанням, що розглядаються, і окислюватися, і відновлюватися. Формула альдегіду та кетону з перерозподіленою електронною щільністю дозволяє передбачити продукти реакцій, у яких беруть участь дані речовини.

Історія відкриття та вивчення

Як і багато органічних сполук, виділити і вивчити альдегіди і кетони людям вдалося лише в XIX столітті, коли віталістичні погляди повністю впали і стало зрозуміло, що ці сполуки можуть утворюватися синтетичним, штучним шляхом без участі живих істот.

Проте ще 1661 року Р. Бойль зумів отримати ацетон (диметилкетон), коли нагрівав ацетат кальцію. Але докладно вивчити цю речовину та назвати її, визначити систематичне становище серед інших, він не зміг. Лише у 1852 році Вільямсон зумів довести цю справу до кінця, тоді й почалася історія докладного розвитку та накопичення знань про карбонільні сполуки.

Фізичні властивості

Розглянемо, які фізичні властивості альдегідів та кетонів. Почнемо із перших.

1. Перший представник метаналь за агрегатним станом - газ, наступні одинадцять - рідини, понад 12 атомів вуглецю входять до складу твердих альдегідів нормальної будови.
2. Температура кипіння: залежить від числа атомів С, чим більше, тим вона вище. При цьому чим більш розгалужений ланцюжок, тим нижче значення температури опускається.
3. Для рідких альдегідів показники в'язкості, щільності, заломлення також залежать від числа атомів. Чим їх більше, тим вони вищі.
4. Газоподібні та рідкі альдегіди розчиняються у воді дуже добре, проте тверді практично не можуть цього робити.
5. Запах представників дуже приємний, часто це аромати квітів, парфумів, фруктів. Лише ті альдегіди, в яких кількість атомів вуглецю дорівнює 1-5, є сильно і неприємно пахнуть рідинами.

Якщо позначати якості кетонів, можна виділити основні.

1. Агрегатні стани: нижчі представники – рідини, масивніші – тверді сполуки.
2. Запах різкий, неприємний у всіх представників.
3. Розчинність у воді хороша у нижчих, в органічних розчинниках відмінна у всіх.
4. Летючі речовини, цей показник перевищує такий у кислот, спиртів.
5. Температура кипіння і плавлення залежить від будови молекули, що сильно варіюється від кількості атомів вуглецю в ланцюгу.

Це основні властивості цих сполук, які відносяться до групи фізичних.

Хімічні властивості

Найважливіше це з чим реагують альдегіди і кетони, хімічні властивості даних сполук. Тому ми їх розглянемо обов'язково. Спочатку розберемося із альдегідами.

1. Окислення до карбонових кислот. Загальний вид рівняння реакції: R-COH + [O] = R-COOH. Ароматичні представники ще легше вступають у подібні взаємодії, також вони здатні формувати в результаті складні ефіри, що мають важливе промислове значення. Як окислювач використовують: кисень, реактив Толленса, гідроксид міді (II) та інші.
2. Альдегіди проявляють себе як сильні відновники, при цьому перетворюючись на граничні одноатомні спирти.
3. Взаємодія зі спиртами з утворенням продуктів ацеталів та напівацеталей.
4. Особливі реакції – поліконденсації. В результаті утворюються фенолформальдегідні смоли, що мають значення для хімічної промисловості.
5. Декілька специфічних реакцій з наступними реактивами:

• водно-спиртовий луг;
• реактив Гриньяра;
• гідросульфіти та інші.

Якісною реакцією на цей клас речовин є реакція "срібного дзеркала". В результаті її утворюється металеве відновлене срібло та відповідна карбонова кислота. Для неї потрібний аміачний розчин оксиду срібла або реактив Толлінса.

Хімічні властивості кетонів

Спирти, альдегіди, кетони є схожими за властивостями сполуками, тому що всі вони містять кисень. Проте вже на стадії окислення стає ясно, що спирти - найактивніші сполуки, що легко піддаються впливу. Кетони ж окислити найважче.

1. Окисні властивості. Через війну утворюються вторинні спирти.
2. Гідрування також призводить до згаданих вище продуктів.
3. Кето-єнольна таутомерія - особлива специфічна властивість кетонів приймати бета-форму.
4. Реакції альдольної конденсації з утворенням бета-кетоспиртів.
5. Також кетони здатні взаємодіяти з:

• аміаком;
• синильною кислотою;
• гідросульфіту;
• гідразином;
• ортокремнієвою кислотою.

Очевидно, що реакції таких взаємодій дуже складні, особливо ті, що є специфічними. Це все основні особливості, які виявляють альдегіди та кетони. Хімічні властивості лежать основу багатьох синтезів важливих сполук. Тому знати природу молекул та його характер при взаємодіях конче необхідно у промислових процесах.

Реакції приєднання альдегідів та кетонів

Ми вже розглянули ці реакції, проте не давали їм такої назви. До приєднання можна віднести всі взаємодії, внаслідок яких активність виявила карбонільна група. А точніше рухливий атом водню. Саме тому в даному питанні перевага надається саме альдегідам, внаслідок їхньої кращої реакційноздатності.

З якими речовинами можливі реакції альдегідів та кетонів щодо нуклеофільного заміщення? Це:

1. Синільна кислота, що утворюються ціангідрини - вихідна сировина при синтезі амінокислот.
2. Аміак, аміни.
3. Спирти.
4. води.
5. Гідросульфат натрію.
6. Реактив Гриньяра.
7. Тіоли та інші.

Ці реакції мають важливе промислове значення, оскільки продукти використовують у різних галузях життєдіяльності людей.

Способи отримання

Існує кілька основних методів, якими синтезують альдегіди та кетони. Отримання в лабораторії та промисловості можна виразити у таких способах.

1. Найпоширенішим методом, зокрема й у лабораторіях, є окислення відповідних спиртів: первинних до альдегідів, вторинних до представників кетонів. Як окислювальний агент можуть виступати: хромати, іони міді, перманганат калію. Загальний вид реакції: R-OH + Cu (KMnO4) = R-COH.
2. У промисловості часто використовують спосіб, заснований на окисленні алкенів – оксосинтез. Основний агент синтез-газ, суміш 2 + Н 2 . Результатом стає альдегід з великим на один вуглець числом атомів у ланцюзі. R=R-R + 2 + Н 2 = R-R-R-COH.
3. Окислення алкенів озоном – озоноліз. Результат також передбачає альдегід, але ще й кетон в суміші. Якщо продукти подумки з'єднати, прибравши кисень, стане зрозуміло, який вихідний алкен узяли.
4. Реакція Кучерова – гідратація алкінів. Обов'язковий агент – солі ртуті. Один із промислових способів синтезу альдегідів та кетонів. R≡R-R + Hg 2+ + H 2 O = R-R-COH.
5. Гідроліз дигалогенпохідних вуглеводнів.
6. Відновлення: карбонових кислот, амідів, нітрилів, хлорангідридів, складних ефірів. У результаті утворюється як альдегід, і кетон.
7. Піроліз сумішей карбонових кислот над каталізаторами як оксидів металів. Суміш має бути пароподібною. Суть полягає у відщепленні між молекулами діоксиду вуглецю та води. В результаті утворюється альдегід чи кетон.

Ароматичні альдегіди та кетони отримують іншими способами, оскільки ці сполуки мають ароматичний радикал (феніл, наприклад).

1. За Фріделем-Крафтсом: у вихідних реагентах ароматичний вуглеводень і дигалогензаміщений кетон. Каталізатор - ALCL 3 . В результаті утворюється ароматичний альдегід або кетон. Інша назва процесу – ацилювання.
2. Окислення толуолу дією різних агентів.
3. Відновлення ароматичних карбонових кислот.

Природно, що в промисловості намагаються використовувати ті методи, в яких вихідна сировина якомога дешевша, а каталізатори менш токсичні. Для синтезу альдегідів – це окислення алкенів киснем.

Застосування в промисловості та значення

Застосування альдегідів та кетонів здійснюється в таких галузях промисловості, як:

• фармацевтика;
• хімічний синтез;
• медицина;
• парфумерна область;
• харчова промисловість;
• лакофарбове виробництво;
• синтез пластмас, тканин та інше.

Можна позначити ще не одну область, адже щороку лише формальдегіду синтезується приблизно 6 млн. т на рік! Його 40% розчин називається формаліном і використовується для зберігання анатомічних об'єктів. Він же йде на виготовлення лікарських препаратів, антисептиків та полімерів.

Оцтовий альдегід, або етаналь, також продукт, що масово виробляється. Кількість щорічного споживання у світі становить близько 4 млн т. Він - основа багатьох хімічних синтезів, у яких утворюються важливі продукти. Наприклад:

• оцтова кислота та її ангідрид;
• ацетат целюлози;
• ліки;
• бутадієн - основа каучуку;
• ацетатне волокно.

Ароматичні альдегіди та кетони – це складова частина багатьох ароматизаторів, як харчових, так і парфумерних. Більшість із них мають дуже приємні квіткові, цитрусові, трав'яні аромати. Це дозволяє виготовляти на їх основі:

• освіжувачі повітря різного роду;
• туалетні та парфумерні води;
• різні миючі засоби.

Деякі є ароматичними добавками до їжі, дозволеними до вживання. Їхній природний вміст в ефірних оліях, фруктах і смолах доводять можливість подібного використання.

Окремі представники

Такий альдегід, як цитраль, є рідиною з великою в'язкістю і сильним ароматом лимона. У природі міститься саме в ефірних оліях останнього. Також у складі евкаліпту, сорго, кебабу.

Добре відомі галузі його застосування:

• педіатрія – зниження внутрішньочерепного тиску;
• нормалізація артеріального тиску у дорослих;
• компонент ліків для органів зору;
• складова частина багатьох запашних речовин;
• протизапальний засіб та антисептик;
• сировину для синтезу ретинолу;
• ароматизатор у харчових цілях.

АЛЬДЕГІДИ І КЕТОНИ

Альдегідами та кетонами називають похідні вуглеводнів, що містять карбонільну групу С=О. У молекулі альдегідів принаймні одна валентність карбонільної групи витрачається на з'єднання з атомом водню, а інша - з радикалом (граничного ряду в граничних альдегідах і ненасиченого в ненасичених альдегідах). Загальна формула альдегідів:

причому R може дорівнювати Н.

У разі кетонів обидві валентності карбонільної групи витрачаються на з'єднання з радикалами. Загальна формула кетонів:

Ізомерія. Номенклатура.

Загальна формула граничних альдегідів та кетонів З n Н 2 n O.

Ізомерія альдегідів пов'язана із будовою радикалів. Так, наприклад, відомо чотири альдегіди з формулою

(див. нижче).

Альдегіди називають або кислотами, в які вони переходять при окисленні (з тим же числом вуглецевих атомів), або по граничним вуглеводням з додаванням суфікса -аль(Систематична номенклатура).

	мурашиний альдегід (формальдегід), метаналь (рис. 1 а)
	оцтовий альдегід, етаналь (рис. 1 б)
	пропіоновий альдегід, пропаналь
СН 3 -СН 2 -СН 2 -СНТ	масляний альдегід, бутаналь
	ізомасляний альдегід, 2-метилпропаналь
СН 3 -СН 2 -СН 2 -СН 2 -СНТ	валеріановий альдегід, пентаналь
	ізовалернановий альдегід, 3-метилбутаналь
	метилетилоцтовий альдегід, 2-метилбутаналь
	триметилоцтовий альдегід, 2,2-диметлпропаналь

Ізомерія кетонів пов'язана з будовою радикалів і з положенням карбонільної групи у вуглецевому ланцюзі. Кетони називають за найменуванням радикалів, пов'язаних з карбонільною групою. За систематичною номенклатурою до назви граничного вуглеводню додається суфікс -він і вказується номер атома вуглецю, пов'язаного з карбонільним киснем:

Способи отримання

Альдегіди і кетони отримують низку загальних методів.

1. Окисленням чи каталітичним дегідруванням первинних спиртів отримують альдегіди, вторинних – кетони. Ці реакції вже наводилися під час розгляду хімічних властивостей спиртів.

2. Альдегіди та кетони зручно також отримувати піролізом кислот та їх сумішей у вигляді пар над оксидами деяких металів (ThО 2 , МnО 2 , CaO, ZnO) при 400-450 °С:

R - СООН + Н-СООН → R-СНО + СО 2 + Н 2 0

2R-СООН→R-ЗІ-R + C0 2 + Н 2 0

R-СООН + R" - СООН → R - СО-R'+С0 2 + Н 2 0

У багатьох підручниках вказується, що альдегіди та кетони можуть бути отримані піролізом Са-і Ва-солей карбонових кислот. Насправді, ця реакція дає дуже низькі виходи. Однак деякі метилкетони все ж можуть бути отримані піролізом сумішей барієвих або залізних солей оцтової та будь-якої іншої кислоти. Усі ці реакції мають радикальний механізм.

3. Гідроліз гемінальних дигалогенопохідних призводить до альдегідів, якщо обидва галогени знаходяться в одного з крайніх атомів вуглецю, і кетонів, якщо атоми галогену знаходяться в одного із середніх атомів вуглецю. Ці реакції вже згадувалися щодо хімічних властивостей дигалогенопроизводных вуглеводнів.

4. Гідратація ацетилену та його гомологів в умовах реакції Кучерова призводить відповідно до оцтового альдегіду або кетонів:

НС≡СН + Н 2 O→ СН 3 -СНТ

5. Карбонільні сполуки з високими виходами (близько 80%) утворюються при окисленні відповідних спиртів сумішами дпметилсульфоксиду з оцтовим ангідридом або безводною фосфорною кислотою.

RCH 2 OH + (CH 3) 2 SO→ RCH = О + (CH 3) 2 S

6. Перетворення галогеналкілів на альдегіди з подовженням ланцюга на один атом вуглецю досягається обробкою їх натрійтетракарбонілферратом у присутності трифенілфосфіну, а потім оцтовою кислотою:

R - Hlg + Na 2 Fe(CO) 4 RCOFe(CO 3 )P(C 6 H 5) 3 R-CH = О

Є кілька модифікацій цього.

7. Кетони з хорошими виходами виходять при взаємодії хлорангідридів кислот з літійдіалкілкупратамн і кадмійалкілами:

R 2 CuLi + R"COCI→R - ЗІ - R"+LiCI + R - Сu

8. У техніці альдегіди отримують прямим приєднанням СО і H 2 до олефінів (оксосинтез) при 100-200 °С під тиском 10-20 МПа (100-200 атм) у присутності кобальтового або нікелевого каталізаторів (наприклад, + ThO 2 + MgO на кізельгур):

Реакцію з етиленом і пропіленом проводять у газовій фазі, а з більш складними олефінамн (З 4 -З 20) - в рідкій фазі. Як видно з наведеної схеми, при оксосинтезі виходять альдегіди, що містять один атом вуглецю більше, ніж вихідні олефіни. Цей синтез має важливе значення для отримання найвищих первинних спиртів (каталітичним відновленням альдегідів). Механізм оксосинтезу можна представити так:

2С + 8СО → З 2 (З) 8

C 2 (CO)8 + H 2 → 2НСо(СО) 4

R -СН=СН 2 + НСо(З) 4 → R - СН 2 -СН 2 - З(З) 4

R - СН 2 -СН 2 -З(СО) 4 +СО→ R-СН 2 -СН 2 -З - З(З) 4

R-СН 2 -СН 2 -СО-Со(СО) 4 + НСо(СО) 4 →R-СН 2 -СН 2 -СНТ + Со(СО) ) 8

Фізичні властивості

Мурашиний альдегід - газ із дуже різким запахом. Інші нижчі альдегіди та кетони – рідини, легко розчинні у воді; нижчі альдегіди мають задушливий запах, який при сильному розведенні стає приємним (нагадує запах плодів). Кетони пахнуть досить приємно.

При тому самому складі, і будові вуглецевого ланцюга кетони киплять при дещо вищих температурах, ніж альдегіди. Температури кипіння альдегідів та кетонів з нормальною будовою ланцюга вище, ніж у сполук ізобудування. Наприклад, валеріановий альдегід кипить при 103,4 °С, а ізовалеріановий - при 92,5 °С. Альдегіди і кетони киплять при температурі, значно нижчій, ніж спирти з тим самим числом вуглецевих атомів, наприклад у пропіонового альдегіду т. кіп. 48,8 °С, у ацетону 65,1 °С, у н-пропілового спирту 97,8 °С Це показує, що альдегіди та кетони на відміну від спиртів не є сильно асоційованими рідинами. У той же час температури кипіння карбонільних сполук значно вищі за температури кипіння вуглеводнів з тією ж молекулярною масою, що пов'язано з їх високою полярністю. Щільність альдегідів та кетонів нижче одиниці.

В ІЧ-спектрах для СО-групи характерне інтенсивне поглинання при 1720 см -1. У спектрі ЯМР сигнал водню альдегідної групи знаходиться у дуже слабкому полі.

Хімічні властивості

Альдегіди та кетони відрізняються великою реакційною здатністю. Більшість їх реакцій зумовлено присутністю активної карбонільної групи. Подвійний зв'язок карбонільної групи подібний за фізичною природою до подвійного зв'язку між двома вуглецевими атомами (σ-зв'язок + π-зв'язок). Однак у той час як Е с = с<2Е с-с, энергия связи С=О (749,4 кДж/моль) больше, чем энергия двух простых С-О-связей (2х358 кДж/моль). С другой стороны, кислород является более электро­отрицательным элементом, чем углерод, и потому электронная плотность вблизи атома кислорода больше, чем вблизи атома уг­лерода. Дипольный момент карбонильной груп­пы - около 9 10 -30 Кл/м (2,7 D). Благодаря такой поляризации углеродный атом карбонильной группы обладает электрофильными свойствами и способен реагировать с нуклеофильными реагентами. Соответ­ственно атом кислорода является нуклеофильным. В реакциях присоединения отрицательно поляризо­ванная часть присоединяющейся молекулы всегда на­правляется к углеродному атому карбонильной груп­пы, в то время как ее положительно поляризованная часть направляется к кислородному атому.

Реакція приєднання нуклеофільних реагентів за місцем карбонільного зв'язку – ступінчастий процес. Схематично реакцію приєднання, наприклад гідросульфіту натрію до оцтового альдегіду, можна зобразити так:

Радикали, здатні збільшувати позитивний заряд на атомі вуглецю карбонільної групи, сильно підвищують реакційну здатність альдегідів та кетонів; радикали або атоми, що зменшують позитивний заряд на цьому вуглецевому атомі, мають протилежну дію.

Крім реакцій приєднання карбонільної групи для альдегідів і кетонів характерні також реакції за участю сусідніх з карбонільною групою вуглецевих радикалів, обумовлені електроноакцепторним впливом на них карбонільної групи. До них відносяться реакції окиснення, галогенування, конденсації.

А. Гідрування. Приєднання водню до альдегідів та кетонів відбувається у присутності каталізаторів гідрування (Ni, С, Сі, Pt, Pd та ін.). При цьому альдегіди переходять у первинні, а кетони – у вторинні спирти. На цьому заснований один із методів отримання спиртів.

Останнім часом як відновлюючий агент часто застосовують лнтийалюминийгидрид LiА1Н 4 . Реакція йде з перенесенням гідридного іона:

Перевагою відновлення за допомогою LiAlН 4 і те, що цей реагент не відновлює подвійні вуглець-вуглецеві зв'язки.

При відновленні альдегідів або кетонів воднем у момент виділення (за допомогою лужних металів або амальгамованого магнію) утворюються поряд з відповідними спиртами також гліколі:

пінакон

Співвідношення між спиртом, що утворюються, і гліколем залежить від природи карбонільного з'єднання і умов відновлення. При відновленні кетонів у продуктах реакції в апротонних розчинниках переважають пінакони; у разі аліфатичних насичених альдегідів гліколі утворюються у малих кількостях.

Реакція протікає із проміжним утворенням вільних радикалів:

Б. Реакції нуклеофільного приєднання.

1. Приєднання магнійгалогеналкилов докладно розібрано при описі методів одержання спиртів.

2. Приєднання синильної кислоти призводить до утворення α-оксинітрилів, омилення яких отримують α-гідроксикислоти:

нітрил α-гідроксипропіонової кислоти

Ця реакція починається нуклеофільною атакою вуглецевого атома іоном CN-. Ціаністий водень приєднується дуже повільно. Додавання краплі розчину ціаністого калію значно прискорює реакцію, тоді як додавання мінеральної кислоти зменшує швидкість реакції практично до нуля. Це показує, що активним реагентом при утворенні ціангідрину є іон CN - :

3. Приєднання гідросульфіту натрію дає кристалічні речовини, які зазвичай називають гідросульфітними похідними альдегідів або кетонів:

При нагріванні з розчином соди або мінеральних кислот гідросульфітні похідні розкладаються з виділенням вільного альдегіду або кетону, наприклад:

Реакція з гідросульфітом натрію використовується для якісного визначення альдегідів та кетонів, а також для їх виділення та очищення. Слід, проте, помітити, що реакцію з гідросульфітом натрію в жирному ряду вступають тільки метилкетони, що мають угруповання СН 3 -СО- .

4. Взаємодія з аміаком дозволяє розрізняти альдегіди та кетони. Альдегіди виділяють воду, утворюючи альдиміни:

ацетальдимін, етанімин

які легко полімеризуються (циклізуються в кристалічні тримери - альдегідаміаки:

альдегідаміадо

При циклізації розривається подвійний зв'язок C = N і три молекули іміну з'єднуються в шестичленний цикл з атомами вуглецю і азоту, що чергуються.

Кетони з аміаком таких сполук не утворюють. Вони реагують дуже повільно і складніше, наприклад, так:

5. З гідроксиламіном альдегіди та кетони, виділяючи воду, утворюють оксими (альдоксими та кетоксими):

ацетальдоксим

ацетоноксим

Ці реакції застосовують для кількісного визначення карбонільних сполук.

Механізм реакції (R=H або Alk):

6. Особливий інтерес становлять реакції карбонільних сполук з гідразином та його заміщеними. В залежності від умов гідразин вступає в реакцію з альдегідами та кетонами у співвідношенні 1:1 або 1:2. У першому випадку утворюються гідразони, а в другому - азини (альдазини та кетазини):

гідразон

альдазін

кетазин

Гідразони кетонів та альдегідів при нагріванні з твердим КОН виділяють азот і дають граничні вуглеводні (реакція Кіжнера):

В даний час цю реакцію проводять нагріванням карбонільного з'єднання з гідразином у висококиплячих полярних розчинниках (ді-і триетиленгліколі) у присутності лугу. Реакція може бути проведена і за кімнатної температури при дії трет-бутилкалію в диметлісульфоксиді.

Альдегіди та кетони із заміщеними гідразинами - з фенілгідразином C 6 H 5 -NH-NH 2 та семікарбазидом утворюють відповідно фенілгідразони та семікарбазони. Це кристалічні речовини. Вони служать для якісного та кількісного визначення карбонільних сполук, а також для їх виділення та очищення.

Утворення фенілгідразонів:

Семикарбазони утворюються за схемою:

Реакції альдегідів і кетонів з похідними гідразину за механізмом аналогічні їх реакцій з аміаком та гідроксиламіном. Наприклад, для ацетальдегіду та фенілгідразину:

Для цих реакцій характерний кислотний каталіз.

7. Альдегіди та кетони здатні приєднувати по карбонільній групі воду з утворенням гідратів - гемінальних гліколів. Ці сполуки у часто існують лише у розчинах. Положення рівноваги залежить від будови карбонілвмісної сполуки:

Так, формальдегід при 20 °С існує у водному розчині на 99,99% у формі гідрату, ацетальдегід-на 58%; у разі ацетону вміст гідрату незначний, а хлораль і трихлорацетон утворюють стійкі кристалічні гідрати.

Альдегіди з більш високою молекулярною масою утворюють з водою стійкі за низьких температур тверді напівгідрати:

8.

У присутності слідів мінеральної кислоти утворюються ацеталі:

Ацеталі – рідини з приємним ефірним запахом. При нагріванні з розведеними мінеральними кислотами (але не лугами) вони піддаються гідролізу з утворенням спиртів та виділенням альдегідів:

Ацеталь, отриманий з масляного альдегіду та полівінілового спирту, використовується як клею при виготовленні безосколочного скла.

Ацеталі кетонів виходять складніше - дією на кетони етилових ефірів ортомуравьиної НС(ОС2Н 5)з або ортокремнієвої кислоти:

9. При дії на альдегіди спиртів утворюються напівацеталі:

Альдегіди та кетони при взаємодії з PCI 5 обмінюють атом кисню на два атоми хлору, що використовується для отримання гемінальних дихлоралканів:

Ця реакція на стадії, що визначає характер кінцевого продукту, також є реакцією нуклеофільного приєднання:

В. Реакції окиснення. Окислення альдегідів значно легше, ніж кетонів. Крім того, окиснення альдегідів призводить до утворення кислот без зміни вуглецевого скелета, в той час як кетони окислюються з утворенням двох більш простих кислот або кислоти та кетону.

Альдегіди окислюються киснем повітря до карбонових кислот. Проміжними продуктами є гідропероксиди:

Аміачний розчин гідроксиду срібла OH при легкому нагріванні з альдегідами (але не з кетонами) окислює їх кислоти з утворенням вільного металевого срібла. Якщо пробірка, в якій йде реакція, була попередньо знежирена зсередини, срібло лягає тонким шаром на її внутрішній поверхні - утворюється срібне дзеркало:

Ця реакція, відома під назвою реакції срібного дзеркала, служить якісного визначення альдегідів.

Для альдегідів характерна також реакція з так званою фелінговою рідиною. Остання є водно-лужний розчин комплексної солі, що утворилася з гідроксиду міді та натрійкалієвої солі винної кислоти. При нагріванні альдегідів з рідиною фелінгу мідь (II) відновлюється до міді (I), а альдегід окислюється до кислоти:

Червоний окис міді Cu 2 Про майже кількісно випадає осад. Реакція ця з кетонами не йде.

Альдегіди можуть бути окислені в карбонові кислоти за допомогою багатьох звичайних окислювачів, таких, як дихромат калію, перманганат калію, за іонним механізмом, причому першою стадією процесу є приєднання окислювача по СО-групі.

Окислення кетонів протікає з розривом вуглецевого ланцюжка у різних напрямах залежно від будови кетонів.

По продуктам окислення можна будувати висновки про будову кетонів, оскільки кетони утворюються при окисленні вторинних спиртів, отже, і будову цих спиртів.

Р. Реакції полімеризації. Ці реакції характерні лише альдегідів. При дії на альдегіди кислот відбувається їхня тримеризація (частково і тетрамеризація):

Механізм полімеризації може бути представлений у наступному вигляді:

Д. Галогенування. Альдегіди та кетони реагують з бромом та йодом з однаковою швидкістю незалежно від концентрації галогену. Реакції прискорюються як кислотами, і основами.

Детальне вивчення цих реакцій привело до висновку, що вони йдуть з попереднім перетворенням карбонильного з'єднання на енол:

Е. Реакції конденсації.

1. Альдегіди в слабоосновному середовищі (у присутності ацетату, карбонату або сульфіту калію) піддаються альдольної конденсації (А.П. Бородін) з утворенням альдегідосііртів (гідроксиальдегідів), скорочено званих альдолями. Альдолі утворюються в результаті приєднання альдегіду до карбонільної групи іншої молекули альдегіду з розривом зв'язку С-Н в α-положенні до карбонілу, як це показано на прикладі оцтового альдегіду:

альдоль

У разі альдолізацин інших альдегідів, наприклад пропіонового, в реакцію вступає тільки група, що знаходиться в a-положенні до карбонілу, оскільки тільки водневі атоми цієї групи достатньо активуються карбонільною групою:

3-гідрокси-2-метилпентаналь

Якщо поруч із карбонілом знаходиться четвертинний атом вуглецю, альдолізація неможлива. Наприклад, триметилоцтовий альдегід (СНз)ЗС-СНО не дає альдолю.

Механізм реакції альдольної конденсації, що каталізується основами, наступний. Альдегід виявляє властивості СН-кислоти. Гідроксильний іон (каталізатор) оборотно відриває протон від а-вуглецевого атома:

Альдоль при нагріванні (без водовіднімних речовин) відщеплює воду з утворенням ненасиченого кротонового альдегіду:

Тому перехід від граничного альдегіду до ненасиченого через альдоль називається кротонової конденсацією. Дегідратація відбувається завдяки дуже великій рухливості водневих атомів в α-положенні по відношенню до карбонільної групи (надсполучення), причому розривається, як і в багатьох інших випадках, p-зв'язок по відношенню до карбонільної групи.

При дії на альдегіди, здатні до альдольної конденсації, сильних основ (лугів) у результаті глибокої альдольної (або кротонової) поліконденсації відбувається осмолення. Альдегіди, не здатні до альдольної конденсації, в цих умовах вступають у реакцію Канніццаро:

2(СН 3) 3 С-СНТ +КОН→(СН 3) 3 С-COOK +(СН 3) 3 С-СН 2 ВІН.

Альдольна конденсація кетонів відбувається у більш жорстких умовах - у присутності підстав, наприклад Ва(ОН) 2 . При цьому утворюються Р-кетоноспирти, що легко втрачають молекулу води:

У ще більш жорстких умовах, наприклад, при нагріванні з концентрованою сірчаною кислотою, кетони піддаються міжмолекулярній дегідратації з утворенням ненасичених кетонів:

окис мезитилу

Окис мезитилу може реагувати з новою молекулою ацетону:

форон

Можлива і конденсація між альдегідами та кетонами, наприклад:

3-пентен-2-він

У всіх цих реакціях спочатку йде альдольна конденсація, а потім дегідратація гідроксикетону, що утворився.

2. Складноефірна конденсація альдегідів проходить при дії на них алкгоголятів алюмінію у неводному середовищі (В.Є. Тищенко).

оцтовоетиловий ефір

Ж.Декарбонілювання. Альдегіди при нагріванні з трис(трифенілфосфін)родійхлоридом зазнають декарбонілування з утворенням вуглеводнів:

R-СНТ + [(C 6 H 5) 3 P] 3 PhCl→ R-Н + [(C 6 H 5) 3 P] 3 RhCOCl.

При вивченні хімічних перетворень альдегідів та кетонів необхідно звернути увагу на суттєві відмінності між ними. Альдегіди легко окислюються без зміни вуглецевого ланцюга (реакція срібного дзеркала), кетони окислюються важко з розривом ланцюга. Альдегіди полімеризуються під впливом кислот, утворюють альдегідоаміаки, зі спиртами в присутності кислот дають ацеталі, вступають у складноефірну конденсацію, дають фарбування з фуксинсернистою кислотою. Кетони не здатні до подібних перетворень.

Окремі представники. Застосування

Мурашиний альдегід (формальдегід) - безбарвний газ із різким специфічним запахом, т. кіп. -21 °С. Він отруйний, діє дратівливо на слизові оболонки очей та дихальних шляхів. Добре розчинний у воді, 40%-ний водний розчин формальдегіду називається формаліном. У промисловості формальдегід одержують двома методами - неповним окисленням метану та його деяких гомологів та каталітичним окисленням або дегідруванням метанолу (при 650-700 °С над срібним каталізатором):

СН 3 ОН→ Н 2 +Н 2 СО.

Завдяки відсутності алкільного радикала формальдегіду притаманні деякі особливі властивості.

1. У лужному середовищі він зазнає реакції окислення - відновлення (реакція Канніццаро):

2. При легкому нагріванні формальдегіду (формаліну) з аміаком виходить гексаметилентетрамін (уротропін), синтезований вперше А. М. Бутлеровим:

6Н 2 С=О + 4NH 3 → 6H 2 0 + (CH 2) 6 N 4

уротропін

Уротропін у великих кількостях застосовують у виробництві фенолформальдегідних смол, вибухових речовин (гексогену, одержуваного нітруванням уротропіну)

гексаген

у медицині (як сечогінний засіб, як складова частина антигрипозного препарату кальцексу, при лікуванні ниркових захворювань та ін.).

3. У лужному середовищі, наприклад, у присутності вапняного молока, як це вперше було показано А. М. Бутлеровим, формальдегід піддається альдолізації з утворенням оксиальдегідів аж до гексоз і ще більш складних цукрів, наприклад:

гексоза

У присутності лугів формальдегід може конденсуватися з іншими альдегідами, утворюючи багатоатомні спирти. Так, конденсацією формальдегіду з оцтовим альдегідом отримують чотирихатомний спирт - пентаеритрит С(СН 2 ОН) 4

СН 3 СНТ + 3Н 2 СО → (НОСН 2) 3 ССНО

(НОСН 2) 3 ССНО + Н 2 СО → (НОСН 2) 4 С + НСОО -

Пентаеритрит використовується для отримання смол і дуже сильної вибухової речовини - тетранітропентаеритриту (ТЕН) C(CH 2 ОNО 2) 4 .

4. Формальдегід здатний до полімеризації з утворенням циклічних та лінійних полімерів.

5. Формальдегід здатний вступати в різні реакції конденсації з утворенням синтетичних смол, які широко застосовуються в промисловості. Так, поліконденсацією формальдегіду з фенолом одержують фенолформальдегідні смоли, із сечовиною або меламіном - карбамідні смоли.

6. Продуктом конденсації формальдегіду з ізобутиленом (у присутності H 2 SO 4) є 4,4-диметил-1,3-діоксан, який при нагріванні до 200-240 °С у присутності каталізаторів (SiO 2 +Н 4 Р 2 Про 7) розкладається з утворенням ізопрену.

Формалін широко застосовується як дезінфікуюча речовина для дезінфекції зерно- та овочесховищ, парників, теплиць, для протруювання насіння і т.д.

Оцтовий альдегід, ацетальдегід СН 3 СНТ – рідина з різким неприємним запахом. Т.Кіп. 21 °С. Пари ацетальдегіду викликають подразнення слизових оболонок, ядуху, головний біль. Ацетальдегід добре розчинний у воді та в багатьох органічних розчинниках.

Промислові методи одержання ацетальдегіду вже були розглянуті: гідратація ацетилену, дегідрування етилового спирту, ізомеризація окису етилену, каталітичне окиснення повітрям граничних вуглеводнів.

Останнім часом ацетальдегід отримують окисленням етилену киснем повітря у присутності каталізатора за схемою:

CH 2 =CH 2 +H 2 O +PdCl 2 →CH 3 -СНО + 2HCl + Pd

Pd + 2CuC1 2 → 2CuCl + PdCl 2

2CuCl + 2HCI + 1 / 2 O 2 → 2CuCI 2 + H 2 O

2CH 2 = CH 2 + O 2 →2CH 3 CHO

Інші 1-алкени утворюють у цій реакції метилкетони.

З ацетальдегіду в промислових масштабах одержують оцтову кислоту, оцтовий ангідрид, етиловий спирт, альдоль, бутиловий спирт, ацеталі, етилацетат, пентаеритрит та ряд інших речовин.

Подібно до формальдегіду, він конденсується з фенолом, амінами та іншими речовинами, утворюючи синтетичні смоли, які використовуються у виробництві різних полімерних матеріалів.

Під дією невеликої кількості сірчаної кислоти ацетальдегід полімеризується паральдегід (З 2 Н 4 Про 3) 3 і метальдегід (З 2 Н 4 Про 3) 4 ; кількості останнього зростають із зниженням температури (до -10 °С):

Паральдегід - рідина з т. кіп. 124,5 ° С, метальдегід - кристалічна речовина. При нагріванні зі слідами кислоти обидві ці речовини деполімеризуються, утворюючи ацетальдегід. З паральдегіду та аміаку отримують 2-метил-5-вінілпіридин, що використовується при синтезі кополімерів – синтетичних каучуків.

Трихлороцтовий альдегід, хлораль CCI 3 CHO, одержують хлоруванням етилового спирту.

Хлораль – безбарвна рідина з різким запахом; з водою утворює кристалічний гідрат – хлоральгідрат. Стійкість хлоральгідрату пояснюється посиленням електроноакцепторних властивостей карбонільного вуглецю під впливом сильного індукційного ефекту хлору:

Має снодійну дію. Конденсацією хлоралю з хлорбензолом одержують у промислових масштабах інсектициди.

При дії на хлораль лугів утворюється хлороформ:

Ацетон СН 3 СОСН 3 – безбарвна рідина з характерним запахом; Т. кип. = 56,1 ° С, Т. пл. = 0,798. Добре розчинний у воді та в багатьох органічних розчинниках.

Ацетон отримують:

1) із ізопропілового спирту - окисленням або дегідруванням;

2) окисленням ізопропілбензолу, одержуваного алкілуванням бензолу, поряд з фенолом;

3) ацетон-бутанольним бродінням вуглеводів.

Ацетон в якості розчинника застосовується у великих кількостях у лакофарбовій промисловості, у виробництвах ацетатного шовку, кіноплівки, бездимного пороху (піроксиліну), для розчинення ацетилену (у балонах) і т. д. Він служить вихідним продуктом при виробництві органічного скла, що не б'ється, і т.д. д.

Альдегіди- клас органічних сполук, що містять карбонільну групу -СОН Назва альдегідів походить від назви вуглеводневих радикалів з додаванням суфікса -аль Загальна формула граничних альдегідів СnH2n+1COH. Номенклатура та ізомерія

Номенклатура цих двох груп з'єднань будується по-різному. Тривіальні назви альдегідівпов'язують їх з тривіальними назвами кислот, які вони переходять при окисленні

З кетонівлише мало хто має тривіальні назви (наприклад, ацетон). Для них широко використовується радикально-функціональна номенклатура, в якій назви кетонів даються з використанням назв радикалів, пов'язаних з карбонільною групою. За номенклатурою ІЮПАК назви альдегідіввиробляються від назви вуглеводню з тим самим числом атомів вуглецю шляхом додавання закінчення -аль.Длякетонів ця номенклатура вимагає закінчення -Він. Цифрою позначається положення функціональної групи ланцюга кетону.

З'єднання	Назви з триві-альної та радикально-функціональної номенклатур	Назви за номенклатурою ІЮПАК
	мурашиний альдегід; формальдегід	метаналь
	оцтовий альдегід; ацетальдегід	етаналь
	пропіоновий альдегід	пропіональ
	олійний альдегід	бутаналь
	ізомасляний альдегід	метилпропаналь
	валеріановий альдегід	пентаналь
	ізовалеріановий альдегід	3-метилбутаналь
	ацетон; диметилкетон	пропанон
	метилетилкетон	бутанон
	метилпропілкетон	пентанон-2
	метилізопропілкетон	3-метилбутанон-2

Ізомерія альдегідів та кетонівповністю відображається номенклатурою та коментар не вимагає. Альдегіди та кетони з однаковим числом атомів вуглецю є ізомерами. Наприклад:

Окислення або каталітичне дегідрування первинних спиртів до альдегідів, вторинних - до кетонів. Ці реакції вже згадувалися при розгляді хімічних властивостей спиртів.

- Піроліз кальцієвих або барієвих солей карбонових кислот, одна з яких - сіль мурашиної кислоти, дає альдегіди.

- Гідроліз гемінальних (заступники одного вуглецю ) дигалогеналканів

– Гідратація ацетилену та його гомологів протікає у присутності сульфату ртуті (реакція Кучерова) або над гетерогенним каталізатором

Фізичні властивості.Мурашиний альдегід – газ. Інші нижчі альдегіди та кетони – рідини, погано розчинні у воді. Альдегіди мають задушливий запах. Кетони пахнуть, зазвичай, приємно. 1. Р. Окислення. Альдегіди легко окислюються до карбонових кислот. Окислювачами можуть бути гідроксид міді (II), оксид срібла, кисень повітря:

Ароматичні альдегіди окислюються важче за аліфатичні. Кетони, як було сказано вище, окислюються складніше альдегідів. Окислення кетонів проводиться у твердих умовах, у присутності сильних окислювачів. Утворюються внаслідок суміші карбонових кислот. У цьому утворюється металеве срібло. Розчин оксиду срібла готують безпосередньо перед досвідом:

Альдегіди також відновлюють свіжоприготовлений аміачний розчин гідроксиду міді (II), що має світло-блакитне забарвлення (реактив Фелінга), до жовтого гідроксиду міді (I), який при нагріванні розкладається з виділенням яскраво-червоного осаду оксиду міді (I). СН3-СН=О + 2Cu(ОН)2 - СН3СООН+2CuОН+Н2О 2CuOH->Cu2O+H2O

2. Р. Приєднання.Гідрування - приєднання водню. Карбонільні сполуки відновлюються до спиртів воднем, алюмогідридом літію, боргідридом натрію. Водень приєднується по зв'язку C=O. Реакція йде важче, ніж гідрування алкенів: потрібне нагрівання, високий тиск та металевий каталізатор (Pt,Ni