Aldehüüdide ja ketoonide põhiomadused. Aldehüüdide ja ketoonide reaktsioonid

Sissejuhatus

Need on ühendid, mis sisaldavad karbonüülrühma = C = O. Aldehüüdides on karbonüülrühm seotud radikaali ja vesinikuga. Aldehüüdide üldvalem:

Ketoonides on karbonüülrühm seotud kahe radikaaliga. Üldine ketooni valem:

Aldehüüdid on aktiivsemad kui ketoonid (ketoonides blokeerivad karbonüülrühma mõlemalt poolt radikaalid).

Classtuvastamine

1. süsivesinikradikaali poolt (piirav, küllastumata, aromaatne, tsükliline).

2. karbonüülrühmade arvu järgi (üks, kaks jne)

Isomerism ja nomenklatuur

Aldehüüdide isomeeria on tingitud süsiniku skeleti isomeeriast. Ketoonides täheldatakse lisaks süsinikskeleti isomeeriale ka karbonüülrühma asukoha isomeeria. Triviaalse nomenklatuuri järgi nimetatakse aldehüüde vastavalt karboksüülhapeteks, millesse nad oksüdatsiooni käigus lähevad. Teadusliku nomenklatuuri järgi moodustatakse aldehüüdide nimetused vastavate süsivesinike nimedest, lisades al-lõpu. Aldehüüdrühma süsinikuaatom määrab numeratsiooni alguse. Empiirilise nomenklatuuri järgi nimetatakse ketooniks karboksüüliga seotud radikaalid, millele on lisatud sõna ketoon. Teadusliku nomenklatuuri järgi koostatakse ketoonide nimetused vastavate süsivesinike nimedest, millele on lisatud OH-lõpp, lõppu pannakse süsinikuaatomi number, mille juures karbonüülrühm seisab. Nummerdamine algab ketoonirühmale lähimast ahela lõpust.

Piiravate aldehüüdide esindajad. CnH2n + 1C = O

Ketoonide piiramise esindajad

Teedsaamine

1) Alkoholide oksüdeerimisega. Aldehüüdid saadakse primaarsetest alkoholidest ja ketoonid saadakse sekundaarsetest alkoholidest. Alkoholide oksüdatsioon toimub tugevate oksüdeerijate (kroomisegu) toimel vähese kuumutamisega. Tööstuses kasutatakse õhuhapnikku oksüdeerimiseks katalüsaatori - vase (Cu) juuresolekul temperatuuril t0 = 300-5000C

CH3 - CH2 - CH2 - OH + O K2Cr2O7 CH3 - CH2 - C = O + HOH

propanool -1 H

propanaal

CH3 - CH - CH3 + O K2Cr2O7 CH3 - C - CH3

propanool -2 propanoon

2) Karboksüülhapete kaltsiumisoolade termiline lagunemine ja kui võtta sipelghappe sool, tekivad aldehüüdid ja kui muud happed, siis ketoonid.

Atsetaldehüüdi kohta

O - Ca kaltsineerimine CaCO3 + CH3 - C = O

CH3-C-O CH3

Need on laboratoorsed saamise meetodid.

3) Kucherovi reaktsiooni järgi (alküünidest ja veest on katalüsaatoriks elavhõbedasoolad happelises keskkonnas). Aldehüüdid moodustuvad atsetüleenist, ketoonid moodustuvad muudest alküünidest.

CH = CH + NOH CH2 = CH - OH CH3 - C = O

vinüülatsetüleen CH3

alkohol atseetaldehüüd

CH3 - C = CH + HOH CH3 - C = CH2 CH3 - C = O

propüün OH CH3

propenool - 2 atsetoon

4) Oksosüntees. See on alkeenide otsene interaktsioon vesigaasiga (CO + H2) koobalti või nikli katalüsaatorite juuresolekul rõhul 100-200 atmosfääri temperatuuril t0 = 100-2000C. Selle meetodi abil saadakse aldehüüdid

CH3 - CH2 - CH2 - C = O

butanaal N

CH3 - CH = CH2 + CO + H2

CH3 - CH - C = O

2-metüülpropanaal

5) Dihalogeenitud derivaatide hüdrolüüs. Kui mõlemad halogeenid on primaarse süsinikuaatomi juures, siis moodustub aldehüüd, kui sekundaarses, siis ketoon.

CH3 - CH2 - C - CL2 + HOH 2HCL + CH3 - CH2 - C = O

1,1-dikloropropeenpropenaal

CH3 - C - CH3 + HOH 2HCL + CH3 - C = O

2,2-dikloropropaanpropanoon

Sipelgaldehüüd on gaas, teised madalamad aldehüüdid ja ketoonid on vees kergesti lahustuvad vedelikud; aldehüüdidel on lämmatav lõhn, mis tugeval lahjendamisel muutub meeldivaks (õieliseks või puuviljaseks). Ketoonid lõhnavad päris hästi. Seetõttu on karbonüül = C = O lõhna kandja, seetõttu kasutatakse parfümeeriatööstuses aldehüüde ja ketoone. aldehüüdide ja ketoonide keemistemperatuur tõuseb koos molekulmassi suurenemisega.

Karbonüülrühma olemus

Enamik aldehüüdide ja ketoonide reaktsioone on tingitud karbonüülrühma olemasolust. kaaluge karbonüüli olemust = C = O. Näiteks,

1.süsinik hapnikuga karbonüülis on seotud kaksiksidemega: üks sigma on side, teine ​​pi on side. Aldehüüdides ja ketoonides oleva P-sideme purunemise tõttu toimuvad liitumisreaktsioonid (nukleofiilset tüüpi):

R - C = O R - C - O:

Hapnik on elektronegatiivsem kui süsinik ja seetõttu on hapnikuaatomi elektrontihedus suurem kui süsinikuaatomil. Süsiniku lisamise reaktsioonides lisatakse reagendi nukleofiilne osa ja hapnikule elektrofiilne osa.

(2) Karbonüülrühma hapnikku saab asendusreaktsioonides välja tõrjuda. Sel juhul toimub C ja O vahelise kaksikside lagunemine

3.karbonüül mõjutab C - H sidemeid radikaalis, nõrgendades neid, eriti alfa-asendis, see tähendab karbonüülrühma kõrval.

H -? C -? C - C - C = O

Vabade halogeenide toimel asendatakse vesinik süsiniku radikaalis alfa-süsiniku aatomi juures.

CH3 - CH2 - CH2 - C = O + CL2 CH3 - CH2 - CH - C = O + HCL

Klorobutüüraldehüüd

Keemilised omadused

Kõigist orgaaniliste ühendite klassidest on aldehüüdid ja ketoonid kõige reageerivamad. Pealegi on aldehüüdid keemiliselt aktiivsemad kui ketoonid. Neid iseloomustavad järgmised reaktsioonid: oksüdatsioon, lisamine, asendamine, polümerisatsioon, kondenseerumine. Polümerisatsioonireaktsioonid ei ole ketoonidele tüüpilised.

Oksüdatsioonireaktsioonid

Aldehüüdid oksüdeeruvad kergesti, isegi nõrkade oksüdeerijate HBrO, OH, Fehlingi lahusega. Aldehüüdide oksüdeerumisel tekivad karboksüülhapped.

CH3 - C = O + O CH3 - C = O - äädikhape

Kui oksüdeerija on OH, siis eraldub vaba hõbe ("hõbepeegli" reaktsioon on kvalitatiivne reaktsioon aldehüüdidele).

CH3 - C = O + 2OH CH3 - C = O + 2 Ag + 4 NH3 + H2O

Ketoonide oksüdeerimine on palju raskem ja ainult tugevate oksüdeerijatega. Oksüdatsiooniproduktid on karboksüülhapped. Ketooni oksüdeerumisel tekib alkoholketoon, seejärel diketoon, mis lagunedes moodustab happed.

CH3 - CH2 - C - CH2 - CH3 + O CH3 - CH - C - CH2 - CH - H2O + O CH3 - C - C - CH2 - CH3 + O + H2O

OH OH OH OH

dietüülketoon alkohol ketoondiketoon

CH3 - C = O + O = C - CH2 - CH3

äädikhape propioonhape

Segatud ketooni puhul toimub oksüdatsioon Popovi - Wagneri reegli järgi, see tähendab, et reaktsiooni põhisuund on karbonüülrühmaga külgneva vähima hüdrogeenitud süsinikuaatomi oksüdeerimine. Kuid lisaks põhisuunale on reaktsioonil ka külgsuund, see tähendab, et karbonüülrühma teisel poolel olev süsinikuaatom oksüdeerub. See moodustab erinevate karboksüülhapete segu.

CH3 - C - CH - CH3 - alkoholketoon + O - H2O

CH3 - C - CH2 - CH3 OH O

O CH2 - C - CH2 - CH3 + O - H2O

Butanoon-2 alkoholketoon

CH3 - C - C - CH3 + O + H2O 2 CH3 - C = O

diketoon-äädikhape

CH-C - CH2 - CH3 + O + H2O HC = O + CH3 - CH2 - C = O

diketoon sipelghape - propioon - see

Reaktsioonidliitumine

Need tekivad karbonüülis oleva pi-sideme purunemise tõttu. Need reaktsioonid on nukleofiilsed liitmised, st esiteks seotakse reagendi nukleofiilne osa vaba elektronpaariga positiivselt laetud karbonüülsüsiniku külge (edeneb aeglaselt):

C + = O - +: X - = C - O -

Teine etapp on prootoni või muu katiooni lisamine moodustunud anioonile (see toimub kiiresti):

C - O - + H + = C - OH

1. Vesiniku lisamine.

Sel juhul saadakse primaarsed alkoholid aldehüüdidest ja sekundaarsed alkoholid ketoonidest. Reaktsioon toimub katalüsaatorite Ni, Pt jne juuresolekul.

CH3 - C = O + H+: H - CH3 - C - H

atseetaldehüüd etanool

CH3 - C - CH3 + H+: H - CH3 - CH - CH3

propanoon propanool -2

2. Naatriumvesiniksulfaadi (vesiniksulfaadi) lisamine:

R - C = O + HSO3Na R - C - SO3Na

See tekitab bisulfiidi derivaate. Seda reaktsiooni kasutatakse aldehüüdide ja ketoonide puhastamiseks ning nende eraldamiseks lisanditest.

3. Vesiniktsüaniidhappe lisamine. Sel juhul moodustuvad β-oksünitriilid, mis on hüdroksühapete, aminohapete sünteesi vaheproduktid:

R - C = O + HCN R - C - C = N

Oksünitriil

4. Ammoniaagi NH3 lisamine. Sel juhul moodustuvad hüdroksüamiinid.

R - C = O + H - NH2 CH3 - CH - NH2

Oksamiin

5. Magneesiumorgaaniliste halogeenühendite kinnitamine (Grignardi reaktiiv). Reaktsiooni kasutatakse alkoholide tootmiseks.

6. Alkoholide (veevaba) lisamine. Sel juhul tekivad algselt poolatsetaalid (nagu tavalisel lisamisreaktsioonil). Seejärel tekivad liigse alkoholiga kuumutamisel atsetaalid (eetritena).

R - C = O + CH3 - OH R - CH - O - CH3 + CH3OH R - CH - O - CH3

H OH O - CH3

poolatsetaal atsetaal

Looduses on palju poolatsetaalseid ja atsetaalseid ühendeid, eriti süsivesikute (suhkrute) hulgas.

Asendusreaktsioonid

Karbonüülrühmade hapnikku saab asendada halogeenide ja mõnede lämmastikku sisaldavate ühenditega.

1. Asendamine halogeenidega. Tekib siis, kui halogeenid PCL3 ja PCL5 mõjutavad fosforiühendite aldehüüde ja ketooni. Vabade halogeenidega kokkupuutel asendub vesinik süsivesiniku radikaalis α-süsiniku aatomi juures.

PCL5 CH3 - CH2 - CH -CL2 + POCL3

CH3 - CH2 - C = O 1,1-dikloropopiin (fosforoksükloriid)

H + CL2 CH3 - CH - CH = O + HCL

propanaal CL

Monokloropropioonaldehüüd

2.Reaktsioon hüdroksüamiiniga NH2OH. Sel juhul moodustuvad aldehüüdide (aldoksüülide) ja ketoonide (ketoksiinid) oksiidid.

CH3 - CH = O + H2N - OH CH3 - CH - N - OH + H2O

atseetaldehüüd oksüetanaal

Seda reaktsiooni kasutatakse karboksüülühendite kvantitatiivseks määramiseks.

3. Reaktsioon hüdrasiiniga NH2 - NH2. Reaktsioonisaadused on hüdrasiinid (kui reageerib üks aldehüüdi või ketooni molekul) ja asiinid (kui reageerivad kaks molekuli).

CH3 - CH = O + NH2 - NH2 CH3 - CH = N - NH2

etanaal hüdrasiin hüdrasiin etanaal

CH3 - CH = N - NH2 + O = CH - CH3 CH3 - CH = N - N = HC - CH3

asiinetanaal (aldasiin)

4. Reaktsioonid fenüülhüdrasiiniga. С6Н5 - NH - NH2. Reaktsiooniproduktid on fenüülhüdrasiinid.

CH3 - CH = O + H2N - NH - C6H5 CH3 - CH = N - NH - C6H5

Fenüülhüdrasoonetaanaal

Oksiidid, hüdrasiinid, asiinid, fenüülhüdrasiinid on tahked kristalsed ained, millel on iseloomulikud sulamistemperatuurid, mis määravad karbonüülühendi olemuse (struktuuri).

Polümerisatsioonireaktsioonid

Need on iseloomulikud ainult aldehüüdidele. Kuid isegi siis läbivad polümerisatsiooni ainult gaasilised ja lenduvad aldehüüdid (sipelghape, äädikhape). See on nende aldehüüdide hoidmiseks väga mugav. Sipelgaldehüüd polümeriseerub väävelhappe või vesinikkloriidhappe juuresolekul normaaltemperatuuril. Polümerisatsioonikoefitsient n = 10-50. Polümerisatsiooniprodukt on tahke aine, mida nimetatakse polüoksümetüleeniks (formaliiniks).

H - C = O - C - O - C - O - ... - C - ... - C - O -

N N N N N n

Polüoksümetüleen

See on tahke aine, kuid seda saab veega lahjendades ja veidi soojendades muundada sipelghappe aldehüüdiks.

Äädikhappe aldehüüd moodustab hapete mõjul vedela tsüklilise trimmeri - paraldoosi ja tahke tetrameeri - metaldoosi ("kuiv alkohol").

3 CH3 - CH = O O

CH3 - HC CH - CH3

paraldehüüd

4 CH3 - CH = O CH3 - HC O

Metaldehüüd

Kondensatsioonireaktsioonid

1. Aldehüüdid nõrgalt aluselises keskkonnas (kaaliumatsetooni, kaaliumkloriidi, kaaliumsulfaadi juuresolekul) läbivad aldoolkondensatsiooni, mille käigus moodustuvad aldehüüdalkoholid, lühendatult aldoolid. Selle reaktsiooni töötas välja keemik A.P. Borodin (teise nimega helilooja). Üks molekul osaleb reaktsioonis oma karbonüülrühmaga ja teine ​​molekul vesinikuga β-süsiniku aatomi juures.

CH3 - CH = O + HCH2 - CH = O CH3 - CH - CH2 - CH = O

OH aldol

(3 - oksübutanaal või? -oksübutüüraldehüüd)

CH3 - CH - CH2 - CH = O + HCH2 - CH = O CH3 - CH - CH2 - CH - CH2 -CH = O

heksensentsool-3,5-al

Iga kord, kui OH-rühmade arv suureneb. Aldehüüdvaik saadakse suure hulga molekulide tihendamisel.

2. Krotoni kondenseerumine. aldehüüdide puhul on see aldooli kondensatsiooni jätk, st kuumutamisel eraldub aldool veest, moodustades küllastumata aldehüüdi.

CH3 - CH - CH2 - CH = O CH3 - CH = CH - C = O

krotonaldehüüd

Kaaluge neid reaktsioone ketoonide puhul.

CH3 - C = O + HCH2 - C = O CH3 - C - CH2 - C = O CH3 - C = CH - C = O

CH3 CH3 OH CH3 CH3 CH3 CH3

4-hüdroksü-4-metüülpentanoon-2 4-metüülpentaan-3-oon-2

3. Kompleksne eetri kondensatsioon. See on iseloomulik ainult aldehüüdidele. Välja töötanud V.E. Tištšenko. toimub katalüsaatorite juuresolekul alumiiniumalkoholaadid (CH3 - CH2 - O) 3 AL.

CH3 - CH = O + O = HC - CH3 CH3 - CH2 - O - C = O

etüülatsetaat

1.CH2 = CH - CH = O - propeen-2-al - akrüülaldehüüd või akroleiin

2. CH3 - CH = CH - CH = O - buteen - 2 - al - krotonaldehüüd

Akroleiini nimetatakse ka tšaadiks, seda saadakse rasvade põletamise kuumutamisel. Keemiliselt on küllastumata aldehüüdidel kõik piirava karbonüülrühma omadused ja tänu radikaalis olevale kaksiksidemele võivad nad astuda liitumisreaktsioonidesse.

Nendel aldehüüdidel on konjugeeritud kaksiksidemete süsteem, seetõttu erinevad nad keemiliselt liitumisreaktsioonide poolest. Vesiniku, halogeenide ja vesinikhalogeniidide lisamine toimub konjugeeritud süsteemi otstes.

Elektroni tihedus nihutatakse hapnikule ja sellele suunatakse reaktiivi positiivselt laetud osa ning reaktiivi negatiivne osa positiivselt polariseeritud süsinikule.

CH2 + = CH- - CH + = O- + H +: Br- CH2 - CH = CH - OH CH2 - CH2 - CH = O

3-bromopropanaal

Saadud aldehüüdi enoolvorm muundatakse kohe stabiilsemaks karbonüülvormiks. Seega läheb vesinikhalogeniidide lisamine radikaalile vastuollu Markovnikovi reegliga.

Aromaatsed aldehüüdid

С6Н5 -СН = О - bensoealdehüüdi esindajad. See on mõru mandli lõhnaga vedelik, mida leidub ploomide, kirsside, metsaprikooside ja muude puuviljade kaevudes.

KOOSkasutatud kirjanduse loetelu

1) Granberg I.I. Orgaaniline keemia. - M., 2002

2) Kim A.M. Orgaaniline keemia. - Novosibirsk, 2007

TÖÖRAAMATUD

Jätkamine. Vaata algust sisse № 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 26, 28, 29, 30, 31, 32/2004

Tund 24. Aldehüüdide keemilised omadused ja kasutamine

Keemilised omadused. Vaatleme aldehüüdide käitumist standardse reaktiivide komplekti suhtes: õhus olev hapnik O 2, oksüdeerijad [O], samuti H 2, H 2 O, alkoholid, Na, HCl.

Aldehüüdid oksüdeeritakse õhuhapniku toimel aeglaselt karboksüülhapeteks:

Kvalitatiivne reaktsioon aldehüüdidele on "hõbepeegli" reaktsioon. Reaktsioon seisneb RCHO aldehüüdi interaktsioonis hõbe(I)oksiidi ammoniaagi vesilahusega, mis on lahustuv OH kompleksühend. Reaktsioon viiakse läbi temperatuuril, mis on lähedal vee keemistemperatuurile (80–100 ° C). Selle tulemusena moodustub klaasanuma (katseklaasid, kolvid) seintele metallilise hõbeda sade - "hõbedane peegel":

Veel üks aldehüüdidele iseloomulik reaktsioon on vask(II)hüdroksiidi redutseerimine vask(I)oksiidiks. Reaktsioon toimub segu keetmise ajal ja seisneb aldehüüdi oksüdeerimises. Täpsemalt on Cu (OH) 2 oksüdeerija [O] aatom sisestatud aldehüüdrühma C – H sidemesse. Sel juhul muutuvad karbonüülsüsiniku (+1 kuni +3) ja vase aatomi (+2 kuni +1) oksüdatsiooniastmed. Kui Cu (OH) 2 sinist sadet kuumutatakse segus aldehüüdiga, täheldatakse sinise värvuse kadumist ja Cu 2 O punase sademe moodustumist:

Aldehüüdid lisavad vesinikku H 2 kaksikside C = O kuumutamisel katalüsaatori (Ni, Pt, Pd) juuresolekul. Reaktsiooniga kaasneb -sideme lõhustumine karbonüülrühmas C = O ja vesiniku molekuli H – H kahe H-aatomi lisandumine selle lõhustamiskohas. Seega saadakse aldehüüdidest alkoholid:

Aldehüüdid, milles on elektrone eemaldavaid asendajaid-asendis vesi lisatakse aldehüüdrühmale aldehüüdide hüdraatide (dioolid-1,1) moodustumisega:

Kahe elektronegatiivse hüdroksüülrühma hoidmiseks peab süsinikuaatom kandma piisavat positiivset laengut. Täiendava positiivse laengu loomist karbonüülsüsinikule soodustavad kolm elektrone eemaldavat klooriaatomit külgneva kloraal-β-süsiniku juures.

Aldehüüdide reaktsioon alkoholidega. Poolatsetaalide ja atsetaalide süntees. Soodsates tingimustes (näiteks: a) kuumutamisel happega või dehüdreerivate ainete juuresolekul; b) molekulisisese kondensatsiooni käigus viie- ja kuueliikmeliste tsüklite moodustumisega) reageerivad aldehüüdid alkoholidega. Sel juhul saab ühe aldehüüdi molekuli ühendada kas ühe alkoholimolekuli (produkt - hemiatsetaal) või kahe alkoholimolekuliga (produkt - atsetaal):

Aldehüüdid ei ole kinnitatud Hcl kaksikside C = O. Samuti aldehüüdid ära reageeri Na-ga, st. -CHO rühma aldehüüdvesinikul ei ole märgatavaid happelisi omadusi.

Aldehüüdide kasutamine põhineb nende kõrgel reaktsioonivõimel. Aldehüüde kasutatakse lähte- ja vaheühenditena teiste klasside kasulike omadustega ainete sünteesil.
Formaldehüüd НСНО - terava lõhnaga värvitu gaas - kasutatakse tootmiseks. polümeermaterjalid... Ained, mille molekulis on liikuvad H-aatomid (tavaliselt C-H või N-H sidemetega, kuid mitte O-H sidemetega), ühinevad formaldehüüdiga CH 2 O järgmist tüüpi:

Kui lähteaine molekulis on kaks või enam liikuvat prootonit (fenool C 6 H 5 OH on selliseid prootoneid kolm), siis saadakse reaktsioonis formaldehüüdiga polümeer. Näiteks fenool-fenoolformaldehüüdvaiguga:

Samamoodi annab uurea formaldehüüdiga uurea-formaldehüüdvaigud:

Tootmise lähteaineks on formaldehüüd värvained, ravimid, sünteetiline kautšuk, lõhkeained ja paljud teised orgaanilised ühendid.

Formaliini (40% formaldehüüdi vesilahust) kasutatakse kui antiseptiline(desinfektsioonivahend). Formaliini omadust vähendada valku kasutatakse nahatööstuses ja bioloogiliste toodete säilitamiseks.

Atsetaldehüüd CH 3 CHO on värvitu vedelik ( t pall = 21 °C) terava lõhnaga, vees kergesti lahustuv. Atsetaldehüüdi peamine kasutusala on saada äädikhape... Samuti saab sünteetilised vaigud, ravimid jne.

HARJUTUSED

1. Kirjeldage keemilisi reaktsioone, mida kasutatakse järgmiste ainepaaride eristamiseks:
a) bensaldehüüd ja bensüülalkohol; b) propioonaldehüüd ja propüülalkohol. Märkige, mida iga reaktsiooni ajal jälgitakse.

2. Esitage reaktsioonivõrrandid, mis kinnitavad molekulis esinemist
vastavate funktsionaalrühmade p-hüdroksübensaldehüüd.

3. Kirjutage butanaali reaktsioonivõrrandid järgmiste reagentidega:
a) H 2, t, kass. Pt; b)КМnО 4, Н 3 О +, t; v) Oh v NH3/H20; G) HOCN 2 CH 2 OH, t, kass. HCl.

4. Koostage reaktsioonivõrrandid keemiliste teisenduste ahela jaoks:

5. Atsetaali hüdrolüüsi tulemusena moodustub aldehüüd RCHO ja alkohol R "OH molaarsuhtes 1:2. Kirjutage üles järgmiste atsetaalide hüdrolüüsireaktsioonide võrrandid:

6. Küllastunud ühehüdroksüülse alkoholi oksüdeerimine vask(II)oksiidiga andis 11,6 g orgaanilist ühendit saagisega 50%. Kui saadud aine interakteerub hõbeoksiidi ammoniaagilahuse liiaga, eraldati 43,2 g sadet. Millist alkoholi võeti ja kui suur on selle mass?

7. 5-hüdroksüheksanaal hapendatud vesilahuses on valdavalt kuueliikmelise tsüklilise poolatsetaali kujul. Kirjutage sobiva reaktsiooni võrrand:

2. teema harjutuste vastused

24. õppetund

1. Kahte ainet on võimalik eristada ainult ühele ainele iseloomulike reaktsioonide abil. Näiteks aldehüüdid oksüdeeritakse nõrkade oksüdeerijatega kokkupuutel hapeteks. Bensaldehüüdi ja hõbeoksiidi ammoniaagilahuse segu kuumutamine kulgeb kolvi seintele "hõbedapeegli" moodustumisega:

Bensaldehüüd redutseeritakse katalüütilise hüdrogeenimise teel bensüülalkoholiks:

Bensüülalkohol reageerib naatriumiga, reaktsiooni käigus eraldub vesinik:

2C 6 H 5 CH 2 OH + 2 Na 2C 6 H 5 CH 2 ONa + H 2.

Kuumutamisel vaskatalüsaatori juuresolekul oksüdeeritakse bensüülalkohol õhuhapniku toimel bensaldehüüdiks, mille tuvastab mõru mandlitele iseloomulik lõhn:

Samuti saate eristada propioonaldehüüdi ja propüülalkoholi.

2. V P-hüdroksübensaldehüüd kolm funktsionaalset rühma: 1) aromaatne tsükkel; 2) fenoolhüdroksüül; 3) aldehüüdrühm. Eritingimustel - aldehüüdrühma kaitsmisel oksüdatsiooni eest (tähis - [–CHO]) võib läbi viia kloorimise P-hüdroksübensaldehüüd benseenitsüklile:

6. Näidatud reaktsioonide võrrandid:

Leiame järjestikku aine - hõbeda, aldehüüdi RCHO ja alkoholi RCH 2 OH koguse:

(Ag) = 43,2/108 = 0,4 mol;

(RCHO) = 1/2 (Ag) = 0,2 mol.

Võttes arvesse reaktsiooni (1) saagist 50%.

(RCH2OH) = 2 (RCHO) = 0,4 mol.

Aldehüüdi molaarmass:

M(RCHO) = m/ = 11,6 / 0,2 = 58 g / mol.

See on CH 3 CH 2 CHO propioonaldehüüd.

Vastav alkohol on propanool-1 CH 3 CH 2 CH 2 OH.

Alkoholi kaal: m = M= 0,4 60 = 24 g.

Vastus. Võeti alkoholi propanool-1 kaaluga 24 g.

Nende ühendite molekulid sisaldavad kahevalentset karbonüülrühma. Aldehüüdides on see seotud ühe H-aatomiga ja süsivesinikradikaaliga, ketoonides kahe süsivesiniku radikaaliga:

Nii aldehüüdide kui ka karbonüülrühma ketoonide olemasolu määrab nende omaduste teatud sarnasuse. Erinevused on aga seotud ka sellega, et aldehüüdide molekulides kulub üks karbonüülrühma side vesinikuga ühendamiseks; seetõttu sisaldavad nad omamoodi aldehüüdi funktsionaalrühma (või). Selle rühma vesiniku tõttu oksüdeeruvad aldehüüdid väga kergesti, muutudes karboksüülhapeteks (vt § 172). Niisiis moodustub atseetaldehüüdi oksüdeerimisel äädikhape, mida kasutatakse laialdaselt tööstuses ja igapäevaelus:

Oma kerge oksüdeeritavuse tõttu on aldehüüdid tugevad redutseerijad; selle poolest erinevad nad oluliselt ketoonidest, mida on palju raskem oksüdeeruda. Näiteks taandavad aldehüüdid hõbe(I)oksiidi metalliliseks hõbedaks (hõbepeegli reaktsioon – hõbe ladestub anuma seintele, moodustades peegelkatte) ja vask(II)oksiidi oksiidiks:

Ketoonid nendes tingimustes ei oksüdeeru, seetõttu kasutatakse mõlemat reaktsiooni kvalitatiivsena, mis võimaldab eristada aldehüüde ketoonidest.

Aldehüüde ja ketoone saab saada vastavate alkoholide oksüdeerimisel, st neil on sama süsiniku karkass ja hüdroksüülrühm sama süsinikuaatomi juures, mis moodustab saadud aldehüüdis või ketoonis karbonüülrühma.

Näiteks:

Sipelgaldehüüd ehk formaldehüüd on ebameeldiva lõhnaga gaas, mis lahustub vees hästi. Sellel on antiseptilised ja pruunistavad omadused. Formaldehüüdi vesilahust nimetatakse (tavaliselt) formaliiniks; seda kasutatakse laialdaselt desinfitseerimiseks, anatoomiliste preparaatide konserveerimiseks, seemnete külvieelseks puistamiseks jne. Fenoolformaldehüüdvaikude saamiseks kasutatakse märkimisväärses koguses formaldehüüdi (vt § 177). Formaldehüüd saadakse metüülalkoholist õhuhapnikuga katalüütilise oksüdeerimise või dehüdrogeenimise (vesiniku elimineerimise) teel;

Need reaktsioonid kulgevad metüülalkoholi aurude (esimesel juhul õhuga segus) juhtimisel üle kuumutatud katalüsaatorite.

Atseetaldehüüd ehk atseetaldehüüd,. Kergelt keev värvitu vedelik (temp. Keemistemperatuur 21), iseloomuliku mädaõunte lõhnaga, vees hästi lahustuv. Tööstuses saadakse see atsetüleenile vee lisamisel katalüsaatorina soolade juuresolekul;

Aldehüüdid ja ketoonid on süsivesinike derivaadid, mis sisaldavad ühte või mitut karbonüülrühma $ C = O $ (oksorühmad). Aldehüüdid on ühendid, milles karbonüülrühm on ühendatud süsivesiniku jäägi ja vesinikuga, ketoonid - kui see on ühendatud kahe süsivesiniku jäägiga (samas kui $ C = O $ rühma nimetatakse ka ketorühmaks):

Aldehüüdid ja ketoonid kuuluvad karbonüülühendite rühma.

Sõltuvalt süsivesinikradikaali struktuurist jagatakse aldehüüdid ja ketoonid alifaatseteks, alitsüklilisteks ja aromaatseteks. Alifaatsete aldehüüdide ja ketoonide hulgas eristatakse küllastunud ja küllastumata aldehüüde.

Aldehüüdide isomeeria on seotud süsivesinike jäägi struktuuriga ja ketoonide isomeeria - lisaks rühma $ C = O $ positsiooniga.

Füüsikalised omadused

Definitsioon 1

Küllastunud aldehüüdid ja ketoonid on värvitud vedelikud peale formaldehüüdi, mis on tavatingimustes gaas. Neid iseloomustab terav lõhn. Nende keemistemperatuur on madalam kui alkoholidel, kuna vesiniksidemete ilmnemine ei ole aldehüüdidele ja ketoonidele tüüpiline ning ketoonid keevad kõrgemal temperatuuril kui sama süsinikuaatomite arvuga aldehüüdid.

Sipelg- ja äädikhappe aldehüüdid, samuti madala molekulmassiga vees lahustuvad ketoonid. Molekulmassi suurenemisega väheneb nende ainete lahustuvus vees. Kõik aldehüüdid ja ketoonid lahustuvad kergesti orgaanilistes lahustites (alkohol, eeter jne).

Karbonüülrühma peetakse osmofooriks, see tähendab lõhna kandjaks. Sipelghappe aldehüüdil on üsna terav lõhn. Teistel madalamatel aldehüüdidel on lämmatav lõhn, mis tugeval lahjendamisel muutub meeldivaks ja meenutab köögiviljade ja puuviljade lõhna. Ketoonid lõhnavad päris hästi.

Karbonüülrühma elektrooniline struktuur

Süsiniku- ja hapnikuaatomite erineva elektronegatiivsuse tõttu on karbonüülrühmal kõrge polaarsus (μ $ \ sim $ 2,5 D $ aldehüüdide ja $ 2,7 D $ ketoonide puhul) ja märkimisväärne polariseeritavus. Näiteks oksorühma $ MR $ molekulaarse murdumise väärtus on umbes 3,4, samas kui üksiksideme $ C-O $ puhul on see ainult 1,5.

Karbonüülrühma kaksikside, nagu alkeenide puhul, koosneb σ- ja π-sidemetest:

Joonis 2. Karbonüülrühma kaksikside. Autor24 - üliõpilastööde veebivahetus

Karbonüülrühma eripära seisneb seda moodustavate aatomite elektronegatiivsuse märgatavas erinevuses. Hapnikuaatomi välisstruktuur on $ 1s ^ 22s ^ 22p ^ 4 $ jaotusega 4x $ p $ -elektronid üle eraldi $ x, y, z $ alamtasandite, kuid selle hübridisatsiooni probleemi pole lõplikult lahendatud.

Eeldatakse, et on olemas mitteekvivalentsed hübriidorbitaalid, millel on märkimisväärne $ p $ tüüpi $ s ^ np ^ m $, kus $ n $ kipub 1, $ m $ kipub 2, st $ CO $ σ-side moodustub tõenäoliselt kattumisel $ sp ^ (2 _-) $ - süsiniku hübriidorbitaal ja $ 2p_x - AO $ hapnikuga. Side $ n $ moodustub hübridiseerimata $ 2p_x - AO $ süsiniku ja $ 2p_x - AO $ hapniku vastasmõjul.

Hapnikuaatomi kaks $ n $ -elektronide $ 2s ^ 2 $ ja $ (2p ^ 2) _y $ jääkpaari ei mõjuta oluliselt karbonüülrühma keemilisi omadusi.

Allpool on toodud kõige lihtsama aldehüüdi - formaldehüüdi struktuur koos sidenurkade ja sideme pikkuste andmetega.

Joonis 3. Kõige lihtsama aldehüüdi struktuur. Autor24 - üliõpilastööde veebivahetus

võlakirja pikkus, $ C = O $ 1,203 $ C-H $ 1,101

sidenurk, $ () ^ \ ring $ $ H-C = O $ 121,8 $ H-C-H $ 116,5

Sidemete $ C = O $ polaarsuse tõttu omandab süsinikuaatom positiivse efektiivse laengu ja seda nimetatakse elektrofiilseks tsentriks ja hapnikku negatiivseks laenguks ja seda nimetatakse nukleofiilseks tsentriks. Seetõttu interakteerub süsinikuaatom nukleofiilidega, mis on aldehüüdide ja ketoonide rühma $ C = O $ peamine interaktsioon keemilistes reaktsioonides ning hapnik - elektrofiilidega. Aktseptorasendajad, mis suurendavad karbonüülrühma süsinikuaatomi positiivset laengut, suurendavad oluliselt selle reaktsioonivõimet. Asendajate doonortegevuse puhul täheldatakse vastupidist efekti:

Joonis 4. Asendajate doonortegevus. Autor24 - üliõpilastööde veebivahetus

Seega on aldehüüdidel ja ketoonidel ühelt poolt olulised elektrofiilsed omadused ja teiselt poolt nõrgad nukleofiilsed omadused, nagu alkoholid ja eetrid.

Aldehüüdid on kahe peamise teguri tõttu reaktiivsemad kui ketoonid. Esiteks tekivad teise süsivesiniku jäägi $ R $ juuresolekul steerilised takistused, kui nukleofiil ründab elektrofiilset tsentrit. Teiseks vähendab $ + I $ -efektiga asendaja $ R $ karbonüülrühma elektrofiilse süsinikuaatomi positiivset laengut ja suurendab hapnikuaatomi negatiivset laengut. Selle tulemusena nõrgeneb karbonüülrühma võime reageerida nukleofiilsete reagentidega.

Sideme energia $ C = O $ on 680-760 kJ / mol (võrdluseks, kaksiksideme $ E_ (C = C) $ energia on 590-640 kJ / mol), kuid selle kõrge polaarsuse ja polariseeritavuse tõttu , on karbonüülrühm reaktiivsem kui süsinik-süsinik mitmikside.

Aldehüüdide ja ketoonide spektraalsed omadused

UV-spektrites on karbonüülühendite intensiivne neeldumisriba π-π tõttu -185 nm -üleminek ja madala intensiivsusega 270-300 nm n-π tõttu- üleminek:

Joonis 5. UV-spektrid: bensaldehüüd (I), aniliin (II) ja fluorobenseen (III). Autor24 - üliõpilastööde veebivahetus

Spektri IR-piirkonnas täheldatakse karbonüülrühma $ v_ (C = O) $ intensiivseid venitusvibratsioone vahemikus 1850-1650 cm $ ^ (- 1) $; seetõttu on IR-spektroskoopia selle jaoks usaldusväärne meetod. sihikindlus.

Aldehüüdrühma PMR-spektroskoopia korral on iseloomulik prootoni signaal 8,5-11,0 ppm juures, mis on ka usaldusväärne kriteerium selle esinemisele karbonüülrühmas.

Aldehüüdide ja ketoonide struktuur

Aldehüüdid- orgaanilised ained, mille molekulid sisaldavad karbonüülrühm:

ühendatud vesinikuaatomi ja süsivesiniku radikaaliga. Aldehüüdide üldvalem on:

Lihtsaimas aldehüüdis mängib süsivesiniku radikaali rolli teine ​​vesinikuaatom:

Formaldehüüd

Sageli nimetatakse vesinikuaatomiga seotud karbonüülrühma aldehüüd:

Ketoonid on orgaanilised ained, mille molekulides on karbonüülrühm seotud kahe süsivesinikradikaaliga. Ilmselt on ketoonide üldvalem järgmine:

Ketoonide karbonüülrühma nimetatakse keto rühm.

Lihtsaimas ketoonis - atsetoonis - on karbonüülrühm seotud kahe metüülradikaaliga:

Aldehüüdide ja ketoonide nomenklatuur ja isomeeria

Sõltuvalt aldehüüdrühmaga seotud süsivesinikradikaali struktuurist eristatakse piiravad, küllastumata, aromaatsed, heterotsüklilised ja muud aldehüüdid:

Vastavalt IUPAC-i nomenklatuurile moodustatakse küllastunud aldehüüdide nimed sama süsinikuaatomite arvuga alkaani nimest koos molekuliga, kasutades järelliidet -al... Näiteks:

Nummerdamine peaahela süsinikuaatomid algavad aldehüüdrühma süsinikuaatomist. Seetõttu asub aldehüüdrühm alati esimese süsinikuaatomi juures ja selle asukohta pole vaja näidata.

Koos süstemaatilise nomenklatuuriga kasutatakse ka laialdaselt kasutatavate aldehüüdide triviaalseid nimetusi. Need nimetused on tavaliselt tuletatud aldehüüdidele vastavatest karboksüülhapete nimetustest.

Pealkirja pärast ketoonid süstemaatilise nomenklatuuri järgi tähistatakse ketorühma sufiksiga - tema ja number, mis näitab karbonüülrühma süsinikuaatomi arvu (numeratsioon peaks algama ketorühmale lähimast ahela lõpust).

Näiteks:

Sest aldehüüdid iseloomulik on ainult üht tüüpi struktuurne isomeeria - süsiniku skeleti isomeeria, mis on võimalik butanaalist ja jaoks ketoonid- ka karbonüülrühma positsiooni isomeeria... Lisaks iseloomustab neid ka klassidevaheline isomeeria(propanaal ja propanoon).

Aldehüüdide ja ketoonide füüsikalised omadused

Aldehüüdi või ketooni molekulis tekib side hapnikuaatomi suurema elektronegatiivsuse tõttu võrreldes süsinikuaatomiga. C = O tugevalt polariseeritudπ-sideme elektrontiheduse nihke tõttu hapniku suhtes:

Aldehüüdid ja ketoonid - polaarsed ained, mille hapnikuaatomil on liigne elektrontihedus... Paljude aldehüüdide ja ketoonide (formaldehüüd, atseetaldehüüd, atsetoon) alumised liikmed lahustuvad vees piiramatult. Nende keemistemperatuurid on madalamad kui vastavatel alkoholidel. See on tingitud asjaolust, et aldehüüdide ja ketoonide molekulides ei ole erinevalt alkoholidest liikuvaid vesinikuaatomeid ja need ei moodusta vesiniksidemete tõttu assotsiatsioone.

Madalamad aldehüüdid on terava lõhnaga; aldehüüdidel, mis sisaldavad ahelas nelja kuni kuut süsinikuaatomit, on ebameeldiv lõhn; kõrgematel aldehüüdidel ja ketoonidel on lillelõhn ja neid kasutatakse parfümeerias.

Aldehüüdrühma olemasolu molekulis määrab aldehüüdidele iseloomulikud omadused.

Taastumisreaktsioonid.

1. Vesiniku lisamine aldehüüdmolekulideks toimub karbonüülrühma kaksiksideme juures:

Aldehüüdide hüdrogeenimise saadus on primaarsed alkoholid, ketoonid on sekundaarsed alkoholid.

Seega tekib atseetaldehüüdi hüdrogeenimisel nikkelkatalüsaatoril etüülalkohol ja atsetooni hüdrogeenimisel propanool-2.

2. Aldehüüdide hüdrogeenimine- redutseerimisreaktsioon, mille käigus karbonüülrühma süsinikuaatomi oksüdatsiooniaste väheneb.

Oksüdatsioonireaktsioonid.

Aldehüüdid on võimelised mitte ainult redutseerima, vaid ka oksüdeerima. Oksüdeerumisel moodustavad aldehüüdid karboksüülhappeid. Seda protsessi saab skemaatiliselt kujutada järgmiselt:

1. Oksüdeerumine õhus oleva hapnikuga. Näiteks propioonhape moodustub propioonaldehüüdist (propaan):

2. Oksüdeerimine nõrkade oksüdeerijatega(hõbeoksiidi ammoniaagilahus). Lihtsustatud kujul saab seda protsessi väljendada reaktsioonivõrrandiga:

Näiteks:

Täpsemalt peegeldavad seda protsessi võrrandid:

Kui anuma pind, milles reaktsioon läbi viiakse, oli eelnevalt rasvatustatud, siis reaktsiooni käigus tekkinud hõbe katab selle ühtlase õhukese kilega. Seetõttu nimetatakse seda reaktsiooni "hõbepeegli" reaktsiooniks. Seda kasutatakse laialdaselt peeglite, hõbeehete ja jõulupuu kaunistuste valmistamiseks.

3. Oksüdeerimine värskelt sadestatud vask(II)hüdroksiidiga. Aldehüüdi oksüdeerimisel redutseeritakse Cu 2+ Cu +-ks. Reaktsiooni käigus tekkinud vask(I)hüdroksiid CuOH laguneb koheselt punaseks vask(I)oksiidiks ja veeks.

See reaktsioon, nagu ka reaktsioon " hõbedane peegel"Kasutatakse aldehüüdide tuvastamiseks.

Ketoone ei oksüdeeri õhuhapnik ega selline nõrk oksüdeeriv aine nagu hõbeoksiidi ammoniaagilahus.

Aldehüüdide ja hapete keemilised omadused – kompendium

Aldehüüdide üksikud esindajad ja nende tähendus

Formaldehüüd(metaan, sipelghappe aldehüüd HCHO) on terava lõhnaga värvitu gaas, mille keemistemperatuur on -21 ° C, lahustub vees kergesti. Formaldehüüd on mürgine! Formaldehüüdi lahust vees (40%) nimetatakse formaliiniks ja seda kasutatakse formaldehüüdi ja äädikhappe desinfitseerimiseks. Põllumajanduses kasutatakse formaliini seemnete puistamiseks, nahatööstuses - naha töötlemiseks. Selle saamiseks kasutatakse formaldehüüdi urotropiin- ravimaine. Mõnikord kasutatakse kütusena (kuiv alkohol) brikettide kujul kokkupressitud urotropiini. Fenoolformaldehüüdvaikude ja mõnede muude ainete tootmisel kulub suur hulk formaldehüüdi.

Atseetaldehüüd(etanaal, atseetaldehüüd CH 3 CHO) on terava, ebameeldiva lõhnaga vedelik, mille keemistemperatuur on 21 ° C, lahustub vees kergesti. Atseetaldehüüdist saadakse kaubanduslikult äädikhapet ja mitmeid teisi aineid, seda kasutatakse erinevate plastide ja atsetaatkiudude tootmiseks. Äädikhappe aldehüüd on mürgine!

Aatomite rühm -

Helistas karboksüülrühm või karboksüül.

Orgaanilised happed, mis sisaldavad molekulis ühte karboksüülrühma, on ühealuseline.

Nende hapete üldvalem on RCOOH, näiteks:

Karboksüülhappeid, mis sisaldavad kahte karboksüülrühma, nimetatakse kahealuseline... Nende hulka kuuluvad näiteks oksaal- ja merevaikhape:

Samuti on olemas mitmealuseline karboksüülhapped, mis sisaldavad rohkem kui kahte karboksüülrühma. Nende hulka kuuluvad näiteks kolmealuseline sidrunhape:

Sõltuvalt süsivesinikradikaali olemusest jagatakse karboksüülhapped piirav, küllastumata, aromaatne.

Piirang või küllastunud karboksüülhapped on näiteks propaanhape (propioonhape):

või juba tuttav merevaikhape.

On ilmne, et küllastunud karboksüülhapped ei sisalda süsivesinikradikaalis π-sidemeid.

Küllastumata karboksüülhapete molekulides on karboksüülrühm seotud küllastumata, küllastumata süsivesinikradikaaliga, näiteks akrüül- (propeenhappe) molekulides.

CH2 = CH-COOH

või oleiinhape

CH3-(CH2)7-CH = CH-(CH2)7-COOH

ja muud happed.

Nagu bensoehappe valemist näha, on see nii aromaatne, kuna see sisaldab molekulis aromaatset (benseeni) ringi:

Karboksüülhappe nimi on tuletatud vastava alkaani (molekulis sama arvu süsinikuaatomite arvuga alkaani) nimest, millele on lisatud järelliide. - oh— , lõpud -ja mina ja sõnad hape... Süsinikuaatomite numeratsioon algab karboksüülrühmaga... Näiteks:

Karboksüülrühmade arv on nimes märgitud eesliidetega di-, tri-, tetra-:

Paljudel hapetel on ka ajaloolised või triviaalsed nimed.

Küllastunud ühealuseliste karboksüülhapete koostist väljendatakse üldvalemiga C n H 2n O 2, või С n Н 2n + 1 СOOН, või JOOKSE.

Karboksüülhapete füüsikalised omadused

Madalamad happed ehk suhteliselt väikese molekulmassiga happed, mis sisaldavad molekulis kuni nelja süsinikuaatomit, on iseloomuliku terava lõhnaga vedelikud (näiteks äädikhappe lõhn). 4 kuni 9 süsinikuaatomit sisaldavad happed on viskoossed õlised vedelikud, millel on ebameeldiv lõhn; mis sisaldavad rohkem kui 9 süsinikuaatomit molekuli kohta – tahked ained, mis ei lahustu vees. Küllastunud ühealuseliste karboksüülhapete keemistemperatuurid tõusevad koos süsinikuaatomite arvu suurenemisega molekulis ja sellest tulenevalt suhtelise molekulmassi suurenemisega. Niisiis on sipelghappe keemistemperatuur 100,8 ° C, äädikhape on 118 ° C, propioonhape on 141 ° C.

Lihtsaim karboksüülhape - sipelghape HCOOH, millel on väike suhteline molekulmass (Mr (HCOOH) = 46), on normaalsetes tingimustes vedelik, mille keemistemperatuur on 100,8 ° C. Samal ajal on butaan (M r (C 4 H 10) = 58) samades tingimustes gaasiline ja selle keemistemperatuur on -0,5 ° C. See lahknevus keemispunktide ja suhteliste molekulmasside vahel on seletatav karboksüülhappe dimeeride moodustumine milles kaks happemolekuli on omavahel seotud vesiniksidemed:

Vesiniksidemete tekkimine saab selgeks karboksüülhappemolekulide struktuuri arvestades.

Küllastunud ühealuseliste karboksüülhapete molekulid sisaldavad polaarset aatomirühma - karboksüül

Ja praktiliselt mittepolaarne süsivesinikradikaal... Karboksüülrühma tõmbavad ligi veemolekulid, moodustades nendega vesiniksidemeid:

Sipelg- ja äädikhape lahustuvad vees piiramatult. Ilmselt väheneb süsivesinikradikaali aatomite arvu suurenemisega karboksüülhapete lahustuvus.

Karboksüülhapete keemilised omadused

Hapete klassile (nii orgaanilistele kui anorgaanilistele) iseloomulikud üldised omadused tulenevad hüdroksüülrühma olemasolust molekulides, mis sisaldavad tugevat polaarset sidet vesiniku ja hapniku aatomite vahel. Vaatleme neid omadusi vees lahustuvate orgaaniliste hapete näitel.

1. Dissotsiatsioon happejäägi vesinikkatioonide ja anioonide moodustumisega:

Täpsemalt kirjeldab seda protsessi võrrand, mis võtab arvesse veemolekulide osalemist selles:

Karboksüülhapete dissotsiatsioonitasakaalu nihutatakse vasakule; valdav enamus neist on nõrgad elektrolüüdid. Näiteks äädik- ja sipelghapete hapu maitse on aga tingitud happejääkide dissotsieerumisest vesinikkatioonideks ja anioonideks.

On ilmne, et "happelise" vesiniku, st karboksüülrühma vesiniku olemasolu karboksüülhapete molekulides on tingitud muudest iseloomulikest omadustest.

2. Koostoime metallidega seistes elektrokeemilises pingereas kuni vesinikuni:

Niisiis, raud redutseerib vesinikku äädikhappest:

3. Koostoime aluseliste oksiididega soola ja vee moodustumisega:

4. Koostoime metallhüdroksiididega soola ja vee moodustumisega (neutraliseerimisreaktsioon):

5. Koostoime nõrgemate hapete sooladega viimase tekkega. Niisiis tõrjub äädikhape välja steariinhappe naatriumstearaadist ja süsihappe kaaliumkarbonaadist:

6. Karboksüülhapete koostoime alkoholidega estrite moodustumisega - esterdamisreaktsioon (üks olulisemaid karboksüülhapetele iseloomulikke reaktsioone):

Karboksüülhapete interaktsiooni alkoholidega katalüüsivad vesiniku katioonid.

Esterdamisreaktsioon on pöörduv. Tasakaal nihkub estri moodustumise suunas dehüdreerivate ainete juuresolekul ja kui eeter eemaldatakse reaktsioonisegust.

Esterdamise pöördreaktsioonis, mida nimetatakse estri hüdrolüüsiks (estri reaktsioon veega), moodustuvad hape ja alkohol:

On ilmne, et mitmehüdroksüülsed alkoholid, näiteks glütserool, võivad reageerida ka karboksüülhapetega, st esterdada:

Kõik karboksüülhapped (välja arvatud sipelghape) koos karboksüülrühmaga sisaldavad molekulides süsivesinike jääke. Loomulikult ei saa see muud kui mõjutada hapete omadusi, mille määrab süsivesinike jäägi olemus.

7. Mitmed kiindumisreaktsioonid- neisse sisenevad küllastumata karboksüülhapped. Näiteks vesiniku lisamise reaktsioon on hüdrogeenimine. Happe jaoks, mis sisaldab radikaalis ühte n-sidet, saab võrrandi kirjutada üldkujul:

Niisiis, oleiinhappe hüdrogeenimisel moodustub küllastunud steariinhape:

Küllastumata karboksüülhapped, nagu ka teised küllastumata ühendid, seovad halogeene kaksiksidemega. Näiteks akrüülhape värvib broomvett:

8. Asendusreaktsioonid (halogeenidega)- küllastunud karboksüülhapped on võimelised neisse sisenema. Näiteks kui äädikhape interakteerub klooriga, võib saada erinevaid happe kloori derivaate:

Karboksüülhapete keemilised omadused – kompendium

Karboksüülhapete teatud esindajad ja nende tähendus

Sipelghape (metaan) HCOOH- terava lõhnaga vedelik, mille keemistemperatuur on 100,8 °C, vees hästi lahustuv.

Sipelghape on mürgine ja põhjustab nahale sattudes põletusi! Sipelgate eritatav kõrvetav vedelik sisaldab seda hapet.

Sipelghappel on desinfitseerivad omadused ja seepärast leiab seda rakendust toiduaine-, naha- ja farmaatsiatööstuses ning meditsiinis. Seda kasutatakse kangaste ja paberi värvimiseks.

Äädik (etaan)hape CH 3 COOH- värvitu iseloomuliku terava lõhnaga vedelik, mis seguneb mis tahes viisil veega. Äädikhappe vesilahuseid turustatakse äädika (3-5% lahus) ja äädikaessentsi (70-80% lahus) nimetuste all ning neid kasutatakse laialdaselt toiduainetööstuses. Äädikhape on hea lahusti paljudele orgaanilistele ainetele ja seetõttu kasutatakse seda värvimisel, nahatööstuses, värvi- ja lakitööstuses. Lisaks on äädikhape tooraine paljude tehniliselt oluliste orgaaniliste ühendite tootmiseks: näiteks saadakse selle baasil umbrohutõrjeks kasutatavaid aineid - herbitsiidid. Äädikhape on veiniäädika põhikomponent, mille iseloomulik lõhn tuleneb sellest. See on etanooli oksüdatsiooni produkt ja tekib sellest veini õhu käes hoidmisel.

Kõrgeima küllastunud ühealuseliste hapete olulisemad esindajad on palmitiinhapped C15H31COOH ja steariinhapped C17H35COOH... Erinevalt madalamatest hapetest on need ained tahked, vees halvasti lahustuvad.

Nende soolad – stearaadid ja palmitaadid – on aga hästi lahustuvad ja peseva toimega, mistõttu neid nimetatakse ka seepideks. On selge, et neid aineid toodetakse suures mahus.

Küllastumata kõrgematest karboksüülhapetest on suurim väärtus oleiinhape C17H33COOH või CH3- (CH2)7-CH = CH-(CH2)7COOH. See on õlitaoline vedelik, maitsetu ja lõhnatu. Selle sooli kasutatakse tehnoloogias laialdaselt.

Kahealuseliste karboksüülhapete lihtsaim esindaja on oksaalhape (etaandihape). HOOC-COOH, mille sooli leidub paljudes taimedes, nagu hapuoblikas ja hapukas. Oksaalhape on värvitu kristalne aine, mis lahustub vees hästi. Seda kasutatakse metallide poleerimiseks, puidu- ja nahatööstuses.

Võrdlusmaterjal testi sooritamiseks:

Mendelejevi tabel

Lahustuvuse tabel