1. Реакция окисления. Она осуществляется за счет водорода альдегидной группы и протекает очень легко. Кетоны при действии этих окислителей инертны. Их окисление осуществляется только сильными окислителями и сопровождается разрывом углерод-углеродных связей. Если в качестве окислителей используют мягкие окислители – оксид серебра и гидроксид меди (II) - имеют место качественные реакции на альдегидную
группу. Реакция с оксидом серебра называется реакцией «серебряного зеркала»:
NH3 t°
+ Ag2O +2Ag¯
Оксид серебра готовят перед опытом и используют в виде аммиачного раствора, представляющего собой комплексное соединение [Ag (NH3)2]OH (реактив Толленса).
t°
+ 2Cu(OH)2 + 2СuOH + Н2О
желтый
гидроксид
меди (I)
t°
2 CuOH Cu2O¯ + H2O
красный
оксид
меди (I)
2. Полимеризация. При длительном хранении формалина, представляющего собой 40 % водный раствор формальдегида, образуется осадок – параформ, представляющий собой линейный полимер формальдегида:
|
|
nH2C=O ® (-CH2–O-)n.
Формалин свертывает белки и поэтому используется для дезинфекции, а также применяется для хранения анатомических препаратов.
Для уксусного альдегида характерна реакция тримеризации:
3
3. Реакция Канниццаро-Тищенко, или реакция диспропорционирования (дисмутации). Эта реакция характерна для альдегидов, у которых отсутствует водород в a-положении. Из двух молекул альдегида в присутствии концентрированного раствора щелочи одна окисляется в кислоту, а другая восстанавливается в спирт. Таким образом, реакция дисмутации является окислительно-восстановительной:
60 % КОН
2 C6H5-CH2OH +
бензиловый
спирт
бензаль- бензоат
дегид калия
Из алифатических альдегидов в реакцию дисмутации вступают альдегиды с четвертичным атомом углерода при карбонильной группе:
Исключение составляет формальдегид (в силу своей активности). Он вступает в эту реакцию в нейтральной среде:
H2O
2СН2О СH3OH + HCOOH
Поэтому водные растворы формальдегида имеют кислую реакцию. Реакция дисмутации протекает в животных и растительных организмах.
Глоссарий
Полуацетали – продукты взаимодействия альдегида с одной молекулой спирта.
Ацетали – с двумя молекулами спирта.
Альдольная конденсация – взаимодействие нескольких молекул альдегидов (или катионов, за счет подвижного атома водорода в a - положении.
Реакция Канниццаро-Тищенко (дисмутации, диспропорционирования, окислительно-восстановительная) – взаимодействие двух молекул альдегидов, не имеющих
a - водородного атома.
Окислители – нейтральные молекулы или ионы (O2, Fe3+), принимающие электроны или атомы водорода от органического вещества.
|
|
Восстановители – нейтральные молекулы или ионы (H2, Fe2+, H-), отдающие электроны или атомы водорода органическому веществу.
Тема 4. Карбоновые кислоты и их функциональные производные
Цель занятия: сформировать знания закономерностей, особенностей химического поведения карбоновых кислот и их функциональных производных, лежащих в основе важнейших биологических процессов.
Конкретные задачи
1. Студент должен знать: классификацию, номенклатуру и изомерию карбоновых кислот; формулы и тривиальные названия наиболее распространенных кислот; физические свойства кислот; электронное строение карбоксильной группы и карбоксилат–аниона; химические свойства карбоновых кислот; особенности поведения непредельных и двухосновных карбоновых кислот.
2. Студент должен уметь: писать уравнения реакций, отражающих химические свойства карбоновых кислот; понимать специфичность проявления химических свойств различных кислот – предельных, непредельных, двух- и многоосновных, ароматических; проводить специфические реакции на карбоновые кислоты; владеть практическими навыками по идентификации карбоновых кислот.
Мотивация. Карбоновые кислоты – обширный класс органических соединений, играющих исключительно важную роль в биохимических процессах и входящих в состав биологически важных соединений. Так, в состав жиров и липидов мембран входят высшие жирные карбоновые кислоты. В процессы метаболизма в клетках вовлекаются многие кислоты – пировиноградная, лимонная, янтарная, фумаровая и т.д. Уксусная кислота – ключевой метаболит всех видов обмена в организме. Органические кислоты находят применение в пищевой, лакокрасочной, фармацевтической промышленности и медицине.
Вопросы для самоподготовки
1. Строение, изомерия, номенклатура карбоновых кислот.
2. Общие свойства карбоновых кислот, обусловленные функциональной группой, т.е. реакции образования функциональных производных: солей, сложных эфиров, галогенангидридов, ангидридов, амидов.
3. Способность к диссоциации и сравнение силы кислот на примере муравьиной, пропионовой, a-хлорпропионовой кислот.
4. Реакции с участием радикалов кислот: монокарбоновых предельных, непредельных, ароматических.
5. Специфические свойства многоосновных карбоновых кислот, проявляющиеся при нагревании.
6. С–Н кислотность малоновой кислоты и ее эфиров.