- •Лекции №35-37 Карбонильные соединения. Альдегиды и кетоны
- •Изомерия и номенклатура предельных альдегидов и кетонов
- •Методы получения альдегидов и кетонов
- •Физические свойства
- •Химические свойства альдегидов и кетонов
- •Реакции нуклеофильного присоединения по карбонильной группе
- •Реакционная способность карбонильных соединений
- •Кето–енольная таутомерия, катализируемая основаниями и кислотами
- •1. Галогенирование.
- •2. Альдольная конденсация
- •Альдольная конденсация кетонов
- •3. Реакции изотопного обмена.
- •4. Рацемизация оптически активных кетонов
- •Реакции восстановления
- •Реакции окисления карбонильных соединений
- •Реакции окислительно-восстановительного диспропорционирования
- •Аминометилирование по Манниху
2. Альдольная конденсация
Р еакции альдольной конденсации могут быть представлены стехиометрическим уравнением
Р еакция катализируется основаниями и кислотами. Механизм основно-каталитической альдольной конденсации может быть представлен следующими стадиями
При нагревании образующийся продукт легко дегидрируется, образуя -ненасыщенные альдегиды
Стадия дегидратации протекает сравнительно легко благодаря двум причинам: 1) кислому характеру атома водорода при -углеродном атоме, 2) образованию стабильной системы сопряженных двойных связей.
М еханизм кислотно-каталитической альдольной конденсации может быть представлен стадиями:
Присутствие кислоты - катализатора является дополнительным фактором дегидратации альдоля. Поэтому кислотно-каталитическую реакцию практически невозможно остановить на стадии образования альдоля (-оксиальдегидами).
Альдольная конденсация двух различных альдегидов называется перекрестной альдольной конденсацией. Проводить перекрестную альдольную конденсацию двух альдегидов, содержащих водородные атомы при -углеродных атомах не имеет смысла, так как в результате такого синтеза получается смесь продуктов перекрестной конденсации и автоконденсации.
Альдольную конденсацию двух различных карбонильных соединений можно осуществить, если на одно из них, не содержащее водородные атомы при -углероде и взятой в избытке, воздействовать другим, в структуре которого имеются водородные атомы при -углероде. Примером может служить конденсация формальдегида с уксусным ангидридом
Получающийся многоатомный спирт, пентаэритрит, используется в качестве исходного вещества для получения полиэфирных смол.
Поскольку кетоны гораздо более инертны к нуклеофильной атаке, то их можно использовать в перекрестных реакциях конденсации с альдегидами, не содержащими подвижные атомы водорода при -углеродном атоме. При этом реакцию необходимо проводить в условиях, неблагоприятных для кетон-кетонной конденсации. В частности, концентрация кетона в реакционной смеси должна быть низкой.
Вариантом перекрестной альдольной конденсации можно считать реакцию Кнёвенагеля. В отличии от обычной альдольной конденсации здесь в качестве метиленовой компоненты используются соединения, содержащие при метиленовой группе две карбонильные группы или другие сильные электроакцепторные группы. Кислотность водородных атомов в этой метиленовой группе существенно выше чем у обычных соединений, что и обусловливает ее функцию метиленовой компоненты. Типичным примером этой реакции является взаимодействие альдегидов с малоновым эфиром:
М еханизм этой реакции реализуется через следующие стадии:
Смещение равновесия в этой реакции является отгонка воды из реакционной массы. Если в качестве метиленовой компоненты использовать малоновую кислоту, то открывается возможность синтеза -ненасыщенных кислот:
RCHO + CH2(COOH)2 [B];((( RCH=C(COOH)2 t;(( RCH=CHCOOH + CO2
Примеры других синтезов на основе реакций Кневенагеля:
RCHO + C6H5CH2CN [C2H5ONa];(((((((( RCH=C(CN)C6H5 + H2O
RCHO + C6H5CH2NO2 [C2H5ONa];(((((((( RCH=C(NO2)C6H5 + H2O