Архитектура электронного правительства: Единая архитектура – это методологический подход при создании системы управления государства, который строится...
Адаптации растений и животных к жизни в горах: Большое значение для жизни организмов в горах имеют степень расчленения, крутизна и экспозиционные различия склонов...
Топ:
Оценка эффективности инструментов коммуникационной политики: Внешние коммуникации - обмен информацией между организацией и её внешней средой...
Эволюция кровеносной системы позвоночных животных: Биологическая эволюция – необратимый процесс исторического развития живой природы...
Интересное:
Распространение рака на другие отдаленные от желудка органы: Характерных симптомов рака желудка не существует. Выраженные симптомы появляются, когда опухоль...
Подходы к решению темы фильма: Существует три основных типа исторического фильма, имеющих между собой много общего...
Средства для ингаляционного наркоза: Наркоз наступает в результате вдыхания (ингаляции) средств, которое осуществляют или с помощью маски...
Дисциплины:
2018-01-14 | 1903 |
5.00
из
|
Заказать работу |
|
|
Цель: сформировать знания о строении и свойствах альдегидов и кетонов
Вопросы для обсуждения:
1. Карбонильные соединения, их реакционные центры и свойства.
2. Реакции нуклеофильного присоединения АN.
3. Реакции с участием СН-кислотного центра: конденсация альдольного и кротонового типа.
4. Реакции полимеризации.
5. Окисление и восстановление карбонильных соединений.
Материалы и примеры для самостоятельного изучения
Пример 1. Какой из двух альдегидов — 2-метил-2-этилбутаналь или бутаналь — может вступить в реакцию альдольной конденсации?
Решение. Реакция альдольной конденсации осуществляется по механизму нуклеофильного присоединения. Обязательным условием протекания этой реакции является наличие в одном из реагирующих карбонильных соединений подвижного атома водорода у -углеродного атома, т. е. СН-кислотного центра. Из двух предложенных альдегидов только бутаналь соответствует этому условию.
Под влиянием электроноакцепторной карбонильной группы в -положении возникает СН-кислотный центр. В сильнощелочной среде происходит отщепление протона с образованием карбаниона, стабилизированного за счет делокализации отрицательного заряда. Карбанион выступает в роли нуклеофила по отношению ко второй молекуле бутаналя.
Если полученный альдоль подвергнуть нагреванию в присутствии кислотного или основного катализатора, то образуется -ненасыщенное соединение, т. е. происходит реакция дегидратации.
Реакцию конденсации альдегидов и кетонов, приводящую к образованию -ненасыщенных карбонильных соединений, называют кротоновой конденсацией.
Пример 2.Какие из перечисленных соединений за счет превращений в водной кислой среде способны образовывать исходный альдегид?
|
Решение. Перечисленные в условии задачи соединения относятся к разным классам и группам: соединения А, Б и Д — простые эфиры (циклический и ациклические соответственно), соединения В и Г — соответственно ацеталь и циклический полуацеталь. Известно, что простые эфиры довольно устойчивые соединения и в разбавленных кислотах не подвергаются расщеплению. Ацетали и нециклические полуацетали в кислой среде вступают в реакцию гидролиза с образованием исходных альдегидов и спиртов.
Ацеталь 1,1-диметоксипропан (соединение В) гидролизуется сначала с образованием полуацеталя, который в свою очередь гидролизуется до пропаналя и метанола.
Циклический полуацеталь Г в кислой среде находится в состоянии равновесия со своей открытой формой, т. е. исходным альдегидом.
Задачи для самостоятельного решения
Номенклатура и изомерия
Задача 27.1. Напишите структурные формулы следующих веществ и, если возможно, назовите их согласно рациональной номенклатуре:
а) 3-метилпентаналь;
б) 2,3-диметилбутаналь;
в) 3,5-диметил-3-этилгексаналь;
г) пентен-2-аль;
д) 3,3,4-триметилпентанон-2;
е) 2,4-диметилгексанон-З;
ж) 3-гексанон;
з) 2-метил-2-гептен-4-он;
и) 2,4-гексадион.
Задача 27.2. Дайте названиям соединениям, формулы которых приведены:
Строение и свойства
Задача 27.1. Напишите схему реакции последовательного гидролиза 1,1 -диэтоксибутана. К какой группе соединений относится промежуточный продукт гидролиза?
Задача 27.2. Какое из соединений легче взаимодействует с нуклеофиль-ными реагентами:
а) пропаналь или пропанон;
б) ацетальдегид или ацетон;
в) 2-хлорбутаналь или 1-хлорбутанон
г) бензальдегид и фенилуксусный альдегид?
Задача 27.3. С точки зрения электронных представлений объясните увеличение реакционной способности в реакциях нуклеофильного присоединения (AN) в ряду следующих карбонильных соединений:
а) пропанон, этаналь, метаналь, 3-хлорпропаналь, 2-хлорпропаналь;
|
б) бензальдегид, ацетофенон, фенилуксусный альдегид, бензофенон.
Задача 27.4. Напишите уравнения реакций пара-бромбензальдегида со следующими реагентами: а) гидросульфит натрия; б) фенилмагнийбромид (в абсолютном эфире); в) циановодород (в щелочной среде).
Рассмотрите механизм (АN) этих реакций. Легче или труднее будет вступать во взаимодействие с этими веществами пара-этилбензальдегид? Приведите объяснения.
Задача 27.5. На примере реакций с ацетоном и пропионовым альдегидом рассмотрите механизм образования бисульфитных производных. Почему присоединение циановодорода к карбонильным соединениям происходит в присутствии катализатора, а присоединение гидросульфита натрия протекает легко и без катализатора?
Задача 27.6 Рассмотрите механизм реакции уксусного альдегида с аммиаком. Объясните, почему продукт присоединения аммиака к ацетальдегиду (ацетальдегидаммиак) выделить не удается, в то время как хлоральаммиак устойчив и может быть выделен и иденифицирован.
Задача 27.7. Реакция оксимирования, т.е. взаимодействия альдегидов или кетонов с гидроксиламином или его солями, составляет основу аналитического метода определения карбонильных соединений (метода оксимного титрования). Напишите схемы реакций оксимирования циклогексанона гидроксиламином и его гндрохлоридом. В каком случае прибегают к титрованию щелочью, а в каком — кислотой?
Задача 27.8. Какие из следующих кетонов дают галоформную реакцию: а) диэтилкетон; б) ацетон; в) диизопропилкетон; г) метилэтилкетон? Приведите объяснение.
Задача 27.9. Напишите уравнения реакций альдольной и кротоновой конденсаций: а) уксусного альдегида; б) пропионового альдегида; в) масляного альдегида; г) ацетона.
Задача 27.10. Какие продукты образуются в каждой из реакций аль-дольной и следующей за ней кротоновой конденсации:
а) формальдегид + метилэтилкетон (NaOH);
б) формальдегид + масляный альдегид (NaOH);
в) формальдегид + ацетон (NaOH)?
Напишите уравнения реакций; назовите продукты альдольной и кротоновой конденсации.
Задача 27.11. В результате взаимодействия (R)-глицеринового альдегида с циановодородной кислотой получены два соединения, которые были разделены с помощью хроматографии. Напишите схему реакции получения этих соединений. Будут ли они образовываться в равном количестве? Обладают ли эти соединения оптической активностью и к какому виду стереоизомеров они относятся?
|
Задача 27.12. Приведите уравнения реакций акролеина и кротонового альдегида с бромоводородом. Укажите перераспределение электронной плотности в молекулах непредельных альдегидов; напишите образующиеся промежуточные продукты. Объясните, почему присоединение бромоводорода к исходным веществам протекает вопреки правилу Марковникова.
Задача 27.13. Какие из следующих соединений будут вступать в реакцию «серебряного зеркала» и взаимодействовать с реактивом Фелинга при нагревании:
а) ацетон;
б) формальдегид;
в) пентанон-2;
г) 2-метилбутаналь;
д) 2,5-диметилгексанон-3;
е) ацетальдегид?
Напишите уравнения реакций; назовите продукты окисления.
Задача 27.14. Напишите уравнения реакций окисления следующих кетонов при нагревании с хромовой смесью:
а) пентанон-2;
б) 2,5-диметилгептанон-3;
в) диизопропилкетон;
г) 2,2,4,4-тетраметилпентанон-3;
д) 2,2,4-триметилгексанон-3.
Во всех ли случаях будет протекать реакция?
Задача 27.15. С помощью простых химических тестов - иодоформной пробы и реакции «серебряного зеркала» — отличите друг от друга соединения в следующих парах: 1) пентаналь и пентанон-2; 2) пентанон-2 и пентанон-3;
Литература для самостоятельной работы
Органическая химия: Учебник для вузов: В 2 кн./В.Л. Белобородов, С.Э. Зурабян, А.П. Тюкавкина; Под ред. Н.А. Тюкавкиной. - М.: Дрофа, 2002. – Кн. 1: Основной курс. – 620 с. (С. 420; 424- 450)
|
|
Механическое удерживание земляных масс: Механическое удерживание земляных масс на склоне обеспечивают контрфорсными сооружениями различных конструкций...
История развития пистолетов-пулеметов: Предпосылкой для возникновения пистолетов-пулеметов послужила давняя тенденция тяготения винтовок...
Археология об основании Рима: Новые раскопки проясняют и такой острый дискуссионный вопрос, как дата самого возникновения Рима...
История создания датчика движения: Первый прибор для обнаружения движения был изобретен немецким физиком Генрихом Герцем...
© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!