Альдегиды и кетоны

Альдегиды и кетоны содержат карбонильную группу С = 0. В альдегидах карбонил является концевой группой, поэтому он соединен также с водородом. Группу —СНО в целом рассматривают как функциональную группу альдегидов:

В единственном из альдегидов формальдегиде (метанале) функциональная группа связана не с углеводородным радикалом, а только с атомом водорода. В кетонах функциональная группа С=0 связана с двумя углеводородными радикалами, например:

Альдегиды и кетоны с предельными радикалами имеют общую формулу С_пН₂,_гО, однако первый член гомологического ряда альдегидов — метаналь (п = 1), а гомологического ряда кетонов — пропанон (п = 3). Наиболее широко известными оксосоединениями являются формальдегид и ацетон. Водный 37%-ный раствор формальдегида называют.

формалин; он имеет характерный раздражающий запах. Формалин применяют в качестве консерванта анатомических препаратов; в разбавленном виде используют для дезинфекции кожных покровов. Ацетон служит растворителем красок, лаков, жиров, полимерных смол; его мировое производство более 3 млн т в год.

Альдегиды и кетоны — более летучие соединения, чем спирты с тем же углеродным скелетом, так как не образуют водородных связей. Причина этого понятна — в соединениях этих классов нет атомов водорода, связанных с атомом кислорода. Метаналь при обычных условиях — газ, этаналь — вещество с температурой кипения 20 °C, его можно назвать как очень летучей жидкостью, так и легко сжижающимся газом. Низшие альдегиды и кетоны хорошо растворимы в воде. Физические и химические свойства веществ этих классов определяются наличием полярной группы:

Смещение электронной пары я-связи к кислороду позволяет атому углерода принимать электронную пару реагента. Поэтому для альдегидов и кетонов особенно характерны реакции присоединения. В результате этих реакций образуется очень много практически важных органических веществ разных классов.

Получение альдегидов и кетонов. Формальдегид получают в больших количествах каталитическим окислением метанола, а также метана:

Не менее практически важен этаналь, чаще называемый ацетальдегид. Его получают гидратацией ацетилена и каталитическим окислением этилена:

Альдегиды и кетоны образуются также при окислении первичных и вторичных спиртов (см. параграф 9.2).

Химические свойства альдегидов и кетонов. Оксосоединения проявляют обычное свойство органических веществ — способность гореть. Альдегиды являются к тому же восстановителями и окисляются до кислот:

Характерными изменениями сопровождаются реакции окисления альдегидов аммиачным комплексным соединением серебра или гидроксидом меди (II). В первом случае на хорошо отмытой от жиров стенке сосуда оседает зеркальный слой серебра:

В ходе следующей реакции выпадает оранжево-красный осадок оксида меди (1):

Альдегиды и кетоны присоединяют молекулы многих неорганических и органических веществ, имеющих свободные электронные пары, так как на атоме углерода карбонильной группы имеется положительный заряд. Почти весь формальдегид в водном растворе гидратирован и находится в виде гидроксопроизводного, подобного угольной кислоте:

При разделении воды и формальдегида продукт присоединения полностью распадается и в индивидуальном состоянии не существует. Другие альдегиды гидратируются в меньшей степени, чем формальдегид, а кетоны вообще не гидратируются.

В качестве еще одного примера реакции присоединения к молекуле альдегида можно вспомнить реакцию формальдегида с фенолом.

Вопросы и задания

• 1. Какие вещества называют альдегидами?
• 2. Какие вещества называют кетонами; чем их строение отличается от строения альдегидов?
• 3. Напишите формулы первых членов гомологических рядов альдегидов и кетонов.
• 4. Напишите структурные формулы и названия всех изомерных альдегидов и кетонов при п = 4.
• 5. Чем объясняется наличие сильных восстановительных свойств у альдегидов?
• 5. Напишите структурную формулу соединения С₃Н₆0, выделяющего черный осадок из аммиачного раствора оксида серебра.