3.6. Характерные химические свойства альдегидов, предельных карбоновых кислот, сложных эфиров.Химические свойства альдегидов и кетонов Альдегидами называют соединения, молекулы которых содержат карбонильную группу, соединенную с атомом водорода, т.е. общая формула альдегидов может быть записана как где R – углеводородный радикал, который может быть разной степени насыщенности, например, предельный или ароматический. Группу –СНО называют альдегидной. Кетоны – органические соединения, в молекулах которых содержится карбонильная группа, соединенная с двумя углеводородными радикалами. Общую формулу кетонов можно записать как: где R и R’ – углеводородные радикалы, например, предельные (алкилы) или ароматические. Гидрирование альдегидов и кетонов Альдегиды и кетоны могут быть восстановлены водородом в присутствии катализаторов и нагревании до первичных и вторичных спиртов соответственно: Окисление альдегидов Альдегиды легко могут быть окислены даже такими мягкими окислителями, как гидроксид меди и аммиачный раствор оксида серебра. При нагревании гидроксида меди с альдегидом происходит исчезновение изначального голубого окрашивания реакционной смеси, при этом образуется кирпично-красный осадок оксида одновалентной меди: В реакции с аммиачным раствором оксида серебра вместо самой карбоновой кислоты образуется ее аммонийная соль, поскольку находящийся в растворе аммиак реагирует с кислотами: Кетоны в реакцию с гидроксидом меди (II) и аммиачным раствором оксида серебра не вступают. По этой причине эти реакции являются качественными на альдегиды. Так реакция с аммиачным раствором оксида серебра при правильной методике ее проведения приводит к образованию на внутренней поверхности реакционного сосуда характерного серебряного зеркала. Очевидно, что если мягкие окислители могут окислить альдегиды, то само собой это могут сделать и более сильные окислители, например, перманганат калия или дихромат калия. При использовании данных окислителей в присутствии кислот образуются карбоновые кислоты: Химические свойства карбоновых кислот Карбоновыми кислотами называют производные углеводородов, содержащие одну или несколько карбоксильных групп. Карбоксильная группа: Как можно видеть, карбоксильная группа состоит из карбонильной группы –С(О)- , соединенной с гидроксильной группой –ОН. В связи с тем, что к гидроксильной группе непосредственно прикреплена карбонильная, обладающая отрицательным индуктивным эффектом связь О-Н является более полярной, чем в спиртах и фенолах. По этой причине карбоновые кислоты обладают заметно более выраженными, чем спирты и фенолы, кислотными свойствами. В водных растворах они проявляют свойства слабых кислот, т.е. обратимо диссоциируют на катионы водорода (Н+) и анионы кислотных остатков: Реакции образования солей С образованием солей карбоновые кислоты реагируют с: 1) металлами до водорода в ряду активности: 2) аммиаком 3) основными и амфотерными оксидами: 4) основными и амфотерными гидроксидами металлов: 5) солями более слабых кислот – карбонатами и гидрокарбонатами, сульфидами и гидросульфидами, солями высших (с большим числом атомов углерода в молекуле) кислот: Систематические и тривиальные названия некоторых кислот и их солей представлены в следующей таблице: Формула кислоты Название кислоты тривиальное/систематическое Название соли тривиальное/систематическое HCOOH муравьиная/ метановая формиат/ метаноат CH3COOH уксусная/ этановая ацетат/ этаноат CH3 CH2COOH пропионовая/ пропановая пропионат/ пропаноат CH3 CH2 CH2COOH масляная/ бутановая бутират/ бутаноат Следует помнить и обратное: сильные минеральные кислоты вытесняют карбоновые кислоты из их солей как более слабые: Реакции с участием ОН группы Карбоновые кислоты вступают в реакцию этерификации с одноатомными и многоатомными спиртами в присутствии сильных неорганических кислот, при этом образуются сложные эфиры: Данного типа реакции относятся к обратимым, в связи с чем с целью смещения равновесия в сторону образования сложного эфира их следует осуществлять, отгоняя более летучий сложный эфир при нагревании. Обратный реакции этерификации процесс называют гидролизом сложного эфира: Необратимо данная реакция протекает в присутствии щелочей, поскольку образующаяся кислота реагирует с гидроксидом металла с образованием соли: Реакции замещения атомов водорода в углеводородном заместителе При проведении реакций карбоновых с хлором или бромом в присутствии красного фосфора при нагревании происходит замещение атомов водорода при α-атоме углерода на атомы галогена: В случае большей пропорции галоген/кислота может произойти и более глубокое хлорирование: Реакции разрушения карбоксильной группы (декарбоксилирование) Особые химические свойства муравьиной кислоты Молекула муравьиной кислоты, несмотря на свои малые размеры, содержит сразу две функциональные группы: В связи с этим она проявляет не только свойства кислот, но также и свойства альдегидов: При действии концентрированной серной кислоты муравьиная кислота разлагается на воду и угарный газ:
