Материал: Павлов, Борис Алексеевич. Курс органической химии учебник для химических техникумов

Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам

174 Гл. VI. Альдегиды и кетоны

4. Альдегиды и кетоны способны присоединять магнийорганические соединения. Так, при прибавлении уксусного альдегида к эфирному раствору магнийиодметила выделяется объемистый

осадок продукта

присоединения:

СН,, -СН -СН*

СН,

-СН

сн а

 

II

I

АMgJ

 

О

MgJ

Как видно из уравнения, радикал магнийорганического соеди­ нения присоединяется к атому углерода, а остальная часть мо­ лекулы — к атому кислорода. Реакция ведется в растворе тща­ тельно обезвоженного («абсолютного») эфира в приборе с обрат­ ным холодильником. Полученный продукт присоединения пред­

ставляет собой

алкоголят.

 

При разложении его водным раствором кислоты получается

изопропиловый спирт:

 

СН3ч

.........................

СН3ч

\ с н О—:MgJ + Н—о:—II -■>-

>СН—ОН + MgJ(OH)

С Н /

!......................... :

С Н /

Эта реакция позволяет, исходя из альдегида, получить вто­ ричный спирт с большим числом атомов углерода в молекуле.

Если взять муравьиный альдегид, то в результате реакции образуется первичный спирт:

СН3—СН2—Mg—Вг СНs— СН„—СН2—О—MgBr

Mg—Br - f Н—О

-* - СН3—СН2—СН2—ОН + MgBr(OH)

пропиловый спирт

В общем виде реакцию для альдегидов можно написать сле­ дующим образом (R — радикал или, для муравьиного альде­ гида, водород):

R4

R—C<f - f R'—Mg—j

>CH—O—MgJ

 

R '/

R\ > C H -0 —MgJ 4- H—О—H -*■ R\ >CH -OH 4- MgJ(OH)

R '/

R'Z

Совершенно аналогично идут реакции с кетонами:

R '-C -O M gJ

R " /

80. Реакции присоединения

1 7 5

При разложении продуктов присоединения водой получаются третичные спирты:

R'—с - о —;мёл Т

н —о |—II

R'—С—ОН + MgJ(OH)

R " /

:.........................

:

R " /

Таким образом, с помощью магнийорганических соединений можно получить первичные, вторичные и третичные спирты с большим числом атомов углерода в молекуле, чем у исходных

а л ь д е г и д о в и к е т о н о в :

муравьиный

другие

альдегид

альдегиды

н - с / *

R - C /

х н

\ н

j R M g J

! R 'M g J

1

1

R—СН,—ОН

R\ >СН-ОН

первичный

гм /

спирт

К '

 

вторичные

 

спирты

кетоцы

о II л 04 “

! R " M g J

Ч

R '— С— ОН

R " /

третичные

спирты

Реакция получения спиртов при помощи металлорганических соединений была открыта А. М. Зайцевым*. Он вместе с сотруд­ никами в 1874 г. и последующих годах синтезировал при помощи цинкорганических соединений значительное число различных спиртов.

* Александр Михайлович Зайцев (1841— 1910)—один из ближайших уче­ ников А. М. Бутлерова—родился, учился и работал в Казани. С 1871 г. до конца своей жизни Александр Михайлович руководил кафедрой органической химии Казанского университета.

Основным направлением работ А. М. Зайцева и его школы было развитие научных идей А. М. Бутлерова и экспериментальное подтверждение теории химического строения.

Зайцев открыл путь превращения хлорангидридов кислот в соответствую­ щие спирты и получил нормальный бутиловый спирт—четвертый и последний изомер бутанолов.

Большое значение имеют работы А. М. Зайцева по изучению отщепления галоидоводородов от галоидных алкилов с образованием олефинов.

Продолжая начатые А. М. Бутлеровым синтезы с применением цинкорга­ нических соединений, А. М. Зайцев нашел простой и доступный метод получе­ ния вторичных и третичных предельных и непредельных спиртов взаимодей­ ствием йодистых алкилов цинка и альдегидов или кетонов.

А. М. Зайцев создал большую школу талантливых учеников, многие из которых впоследствии руководили кафедрами химии русских универси­ тетов.

176 Гл. VI. Альдегиды и кетоны

В настоящее время спирты получают обычно с помощью магнийорганических соединений.

5. Альдегиды и кетоны присоединяют синильную кислоту с об­ разованием оксинитрилов:

R— СН CN R— СН— CN

Оксинитрилы могут быть легко превращены в оксикислоты (см. стр. 252 сл.) и аминокислоты (см. стр. 334 сл.).

6. Альдегиды весьма легко полимеризуются, т. е. молекулы одного и того же альдегида соединяются друг с другом с образо­ ванием более крупных молекул. В результате полимеризации мо­

гут получаться: 1)

вещества, молекулы которых можно .расщепить

на молекулы исходного альдегида,

и 2)

 

вещества,

не способные

к такому расщеплению

(см. стр. 181—183). Кетоны менее способ­

ны к полимеризации. Полимеризуются они только по второму типу.

81.

Реакции

замещения. Из

реакций замещения опишем те,

в результате которых происходит замещение атома кислорода

карбонильной группы.

 

 

 

 

 

 

1. С гидроксиламином МН2—ОН альдегиды и кетоны дают

оксимы:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

J O

Hk

>N—ОТ I

Cl I3 —CH=NOH + H20

 

X Hi

HK

 

 

 

ОКСИМ

 

 

 

 

 

 

уксусного альдегида

 

 

CH3 4

:

IT;,ч

СН

>C=N0H +

H„0

 

\ C = ; 0 +

j >N—OH

 

 

С Н /

;

Hi

/

ГН /

оксим

 

 

 

_,r ^

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ацетона

 

2.

При действии на альдегиды и кетоны гидразина NH2—NH2

получаются гидразоны:

 

 

 

 

 

 

 

Н:

 

 

 

 

 

 

 

 

+ н|

•N— NH ,

R— C H = N — NHj; +

Н.20

 

 

 

 

гидразон альдегида

 

 

 

 

 

N—NH

R

 

 

 

 

, / с“

 

 

\ , C = N — NTI, +

11,0

 

 

 

 

R'

 

гидразон

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i етона

 

Гидразоны под действием твердых едких щелочей или алкаголятов разлагаются с выделением свободного азота и образо­ ванием углеводородов (реакция Кижнера):

К

К

> C H 2 + N2

\ c = N — NH2 —

 

R ' /

R' /

 

81.

Реакции замещения

177

Таким образом из альдегидов или кетонов можно получить

углеводороды:

R4

R

 

R4

 

> ° -

: > N—NH,

:>CH,

 

R

 

 

 

альдегид

гидразон

углеводород

 

или кетон

 

 

 

Эта реакция была открыта в 1910 г Н. М. Кижнером, который производил разложение гидразонов, нагревая их в колбе с не­ большим количеством едкого кали (значительно лучше реакция протекает в присутствии кусочков платинированной глины). Пол­ тора года спустя после опубликования первых работ Кижнера об открытой им реакции немецкий ученый Вольф вновь описал эту же реакцию. Отличие в методике у Вольфа заключается лишь в том, что реакция разложения гидразонов ведется в запаян­ ных трубках.

3. Альдегиды, взаимодействуя с фенилгидразином*, обра­ зуют фенилгидразоны:

РНч

R -C < f +

>N—NH—Q]

R—CH=N—NH—CeH5+ H,0

 

 

фенилгидразон

CH,

H \

 

3 4 U

C=N —NH—C6H6 Н20

> C = : 0 +

:>>N—NH—CfiHr

CH*

HK

фенилгидразон

' /

 

 

ацетона

При действии на фенилгидразоны растворов кислот происхо­ дит обратная реакция, и они, присоединяя воду, расщепляются на фенилгидразин и альдегид или кетон:

R—C =N —NH—CGHS И20

R -C < f + CflH5—NH—NH,

I

'

XH

II

 

 

Аналогично гидролизуются и оксимы.

Оксимы и фенилгидразоны большей частью являются кристал­ лическими веществами с характерными температурами плавле­ ния. Реакцией их образования пользуются для обнаружения то­ го или другого альдегида или кетона, или для того, чтобы выде­ лить альдегиды и кетоны из смеси с веществами других классов.

4. При действии пятихлористого фосфора атом кислорода в молекуле альдегида или кетона замещается двумя атомами хлора:

СН„—O f + РС15 СН3-СНС15+ РОС13

ХН

*Фенилгидразин является производным гидразина NH2—NH2, один из

атомов водорода которого замещен на радикал фенил СбНб. Фенилгидразин плавится при 20°. Он почти нерастворим в воде, но с соляной кислотой обра­ зует растворимые соли.

12—1779

178

Гл. VI. Альдегиды и кетоны

Таким образом получаются галоидпроизводные углеводородов с двумя атомами галоида при одном атоме углерода. Дигалоидные производные углеводородов, реагируя с водой, способны опять давать исходные альдегиды или кетоны:

СН3СНС12+ Н ,0

5. Со спиртами альдегиды образуют ацетали по следующей схеме:

О

Н —0 - С 2Н5

/

0

- с 2н5

сн3—сн

 

н2о

сн3- с /

 

-О -С ,II,

 

Ч'Н'Г :п

ч 0

- с 2н,

 

 

 

диэтилацеталь уксусного альдегида

Для получения ацеталей нагревают смесь спирта и альдегида с безводной сернокислой медью или же кипятят альдегид со спир­ товым раствором хлористого водорода.

Ацетали можно рассматривать как простые эфиры гидратов альдегидов.

Ацетали — бесцветные жидкости с приятным запахом, вод­ ными растворами кислот они быстро расщепляются на альдегид и спирт. Известны аналогичные соединения кетонов, но они по­ лучаются другим путем.

82.

Окисление альдегидов и

кетонов. А л ь д е г и д ы легко

окисляются.

Они могут окисляться

даже кислородом воздуха

и такими слабыми окислителями, как аммиачный раствор окиси серебра.

Реакцию альдегидов с аммиачным раствором окиси серебра называют «реакцией на серебряное зеркало». Ее используют для обнаружения альдегидов.

Реакцию выполняют обычно так. В тщательно вымытую про­ бирку вливают 1—2 мл 5%-ного раствора азотнокислого серебра* осторожно прикапывают слабый раствор аммиака до растворе­ ния первоначально образующегося осадка и вносят каплю аль­ дегида. Перемешав содержимое, опускают пробирку в горячую (60—70°) воду и оставляют на несколько минут. Восстановлен­ ное металлическое серебро выделяется частично в виде черного осадка, а частично осаждается на стенках пробирки в виде бле­ стящего зеркала.

Происходящие при этом реакции можно выразить следующи­ ми уравнениями:

n h 4o h n h 3

AgN0 3 ----------- ► AgOII------->- [Ag(NH3)2]OH

yO

[Ag(NH3)2]OH + R -C <f -*- R—COONH4 + NH4OH 4- Ag

Источник: https://tut-files.ru/previewfile/124701