Учебно-методическое пособие для студентов химико-технологических специальностей Павлодар Кереку 2011 (075. 8) Ббк 24. 23 я 73

СН₄ → С₂Н₆ → С₃Н₈ → С₃Н₆ → С₃Н₆Вr₂ → С₃Н₆(ОН)₂

10. Какой объем этилена требуется для получения 100 кг этилового спирта?

11. Какой объем водорода выделится при взаимодействии 0,42 моля метилового спирта с металлическим натрием?
12. Сколько граммов металлического натрия и этилового спирта потребуется для получения 600 мл водорода?

4. 
   Альдегиды и кетоны
   

4.1 Сведения об альдегидах и кетонах
Альдегиды можно рассматривать как производные углеводородов, в которых водород замещен на функциональную карбонильную группу -С=О. Атом углерода карбонильной группы обязательно связан хотя бы с одним атомом водорода. В альдегидах имеется кратная связь С=О, образованная одной σ- и одной π-связью. Таким образом, между двойной связью алкенов С=С и карбонильной группой >С=О есть общее, однако имеется и существенное различие, связанное с сильной поляризацией группы >С=О. В отличие от этилена в альдегидах двойной связью связан углерод и более электроотрицательный кислород. Поэтому электронная плотность смещена в сторону кислорода – поляризованная двойная связь. Поляризация связи >С=О значительно сильнее, чем в спиртах >С-С-, так как в образовании связи >С=О участвуют электроны π-связи, обладающие повышенной подвижностью.
Альдегиды получают при неполном окислении первичных спиртов. Простейшими представителями альдегидов являются муравьиный (формальдегид) и уксусный альдегиды.
Кетоны – производные углеводородов, содержащие карбонильную группу и два радикала (одинаковых или разных) жирного или циклического ряда. Электронное строение кетонов принципиально не отличается от строения альдегидов. Группа >С=О сильно поляризована и положительным концом диполя является карбонильный углерод, а отрицательным – кислород. Кетоны получают при неполном окислении вторичных спиртов. Простейший представитель класса кетонов – ацетон.
Наличие карбонильной группы определяет высокую реакционную способность альдегидов. Основными типами химических реакций альдегидов являются: 1) окисление, 2) присоединение по карбонильной группе, 3) замещение ( по карбонильной группе и по радикалу в предельных альдегидах), 4) конденсация и полимеризация.
Реакции окисления: окисление альдегидов протекает очень легко (даже под действием кислорода воздуха) с образованием кислот. Некоторые реакции окисления могут служить качественными реакциями на альдегиды – реакция серебряного зеркала, реакция с гидроксидом меди.
Реакции присоединения к альдегидам протекают легко. Присоединение водорода (реакция восстановления) с образованием первичных спиртов, присоединение синильной кислоты, взаимодействие со спиртами приводит к образованию полуацеталей и ацеталей.
Реакции замещения кислорода карбонильной группы, реакции замещения в углеводородных радикалах на галоген.
Реакции полимеризации и конденсации:
а) линейная полимеризация СН₂=О + СН₂=О + …→
…-СН₂-О-СН₂-О-СН₂-О-…
или nCH₂=O → (-CH₂-O-)n ;
б) циклическая полимеризация: при конденсации альдегидов образуются более сложные соединения в результате возникновения новых связей между атомами углерода.
Для кетонов, так же как для альдегидов, характерны реакции окисления, присоединения, замещения, полимеризации и конденсации.
Окисление: кетоны не окисляются слабыми окислителями, не образуют серебряного зеркала, не окисляются гидроксидом меди. При окислении их сильными окислителями, например КМnО₄ с Н₂SО₄, происходит разрыв углеродной цепи рядом с карбонильной группой. В зависимости от места разрыва получаются разные кислоты, каждая из которых имеет меньшее, чем у кетонов, число атомов в молекуле.
Реакции присоединения: при восстановлении кетоны в отличие от альдегидов образуют вторичные спирты. Присоединение синильной кислоты, как и у альдегидов, приводит к образованию оксинитрилов R-CH(CN)-OH.
Реакции замещения: для кетонов характерны те же реакции замещения, что и для альдегидов: замещение карбонильной группы и водорода радикала на галоген.
Реакции конденсации и полимеризации кетонов идут в более жестких условиях, чем у альдегидов.