Кетоны, их строение, функциональная группа. Реакция окисления кетонов. Получение кетонов окислением вторичных спиртов. Ацетон – важнейший представитель кетонов, его практическое использование
Кетоны — это органические вещества, в молекулах которых карбонильная группа связана с двумя углеводородными радикалами.
Общая формула кетонов: R1–CO–R2.
Первый связан с нуклеофильной атакой по атому углерода карбонильной группы. Например, взаимодействие кетонов с цианид-анионом или металлорганическими соединениями. К этому же типу (нуклеофильного присоединения) относится взаимодействие карбонильной группы со спиртами, приводящее к ацеталям и полуацеталям.
Взаимодействие со спиртами:
CH3COCH3 + 2C2H5OH → C2H5—O—C(CH3)2—O—C2H5 + H2O
c реактивами Гриньяра:
C2H5—C(O)—C2H5 + C2H5MgI → (C2H5)3—COMgI → (C2H5)3—COH, третичный спирт. Реакции с альдегидами, и особенно с метаналем идут заметно активнее, при этом с альдегидами образуются вторичные спирты, а с метаналем — первичные
Ацето́н (диметилкето́н, систематическое наименование: пропан-2-о́н) — простейший представитель кетонов. Формула: CH3-C(O)-CH3
Сырьё для синтеза многих важных химических продуктов: уксусного ангидрида, кетена, диацетонового спирта, окиси мезитила, метилизобутилкетона, метилметакрилата, дифенилпропана, изофорона, бисфенола А и др.;
(CH3)2CO + 2 C6H5OH → (CH3)2C(C6H4OH)2 + H2O
Последний широко применяется при синтезе поликарбонатов, полиуретанов и эпоксидных смол.
растворитель, например:
в производстве лаков
в производстве взрывчатых веществ
в производстве лекарственных препаратов
в составе клея для киноплёнок как растворитель ацетата целлюлозы;[4]
Лабораторное применение
в органической химии в качестве полярного апротонного растворителя, в частности в реакции алкилирования
ArOH + RHal + K2CO3 → ArOR + KHal + KHCO3
для окисления спиртов в присутствии алкоголятов алюминия по Оппенауэру
RR`CHOH + CH3C(O)CH3 → RR`C=O + CH3CH(OH)CH3
Гомологический ряд предельных одноосновных кислот. Электронное строение карбоксильной группы. Взаимное влияние атомов в молекулах карбоновых кислот. Химические свойства на примере уксусной кислоты.
Карбоновые кислоты – это кислородсодержащие органически вещества, молекулы которых содержат одну или несколько карбоксильных групп
(-СOOH), соединённых с углеродным радикалом или водородным атомом.
Карбоксильная группа содержит две функциональные группы – карбонил >С=О и гидроксил -OH,непосредственно связанные друг с другом:
2.Классификация
А) По числу карбоксильных групп в молекуле
-
Название
Примеры
1) Одноосновные
Метановая, муравьиная кислота
Этановая, уксусная кислота
Строение карбоксильной группы
Карбоксильная группа сочетает в себе две функциональные группы – карбонил >C=O и гидроксил -OH,взаимно влияющие друг на друга:
Кислотные свойства карбоновых кислот обусловлены смещением электронной плотности к карбонильному кислороду и вызванной этим дополнительной (по сравнению со спиртами) поляризации связи О–Н. В водном растворе карбоновые кислоты диссоциируют на ионы:
Растворимость в воде и высокие температуры кипения кислот обусловлены образованием межмолекулярных водородных связей.
С увеличением молекулярной массы растворимость кислот в воде уменьшается.
Уксусная кислота обладает всеми свойствами карбоновых кислот. Связь между водородом и кислородом карбоксильной группы (−COOH) карбоновой кислоты является сильно полярной, вследствие чего эти соединения способны легко диссоциировать и проявляют кислотные свойства.
В результате диссоциации уксусной кислоты образуется ацетат-ион CH3COO− и протон H+. Уксусная кислота является слабой одноосновной кислотой со значением pKa в водном растворе равным 4,75. Раствор с концентрацией 1.0 M (приблизительная концентрация пищевого уксуса) имеет pH 2,4, что соответствует степени диссоциации 0,4 %.
Исследования показывают, что в кристаллическом состоянии молекулы образуют димеры, связанные водородными связями.[13]
Уксусная кислота способна взаимодействовать с активными металлами. При этом выделяется водород и образуются соли — ацетаты.
Mg(тв) + 2CH3COOH → (CH3COO)2Mg + H2
Уксусная кислота может хлорироваться действием газообразного хлора. При этом образуется хлоруксусная кислота.
CH3COOH + Cl2 → CH2ClCOOH + HCl
Этим путем могут быть получены также дихлоруксусная (CHCl2COOH) и трихлоруксусная (CCl3COOH) кислоты.
Уксусная кислота вступает во все реакции, характерные для карбоновых кислот. Она может быть восстановлена до этанола действием алюмогидрида лития. Уксусная кислота также может быть превращена в хлорангидрид действием тионилхлорида. Натриевая соль уксусный кислоты декарбоксилируется при нагревании со щелочью, что приводит к образованию метана.