Контрольные вопросы

1. Приведите структурные формулы изомерных спиртов с молекулярной формулой С₄Н₁₀О. Назовите их по номенклатуре ИЮПАК.

2. Какой спирт можно получить при взаимодействии метилэтилкетона с метилмагнийиодидом?

3. Приведите уравнения реакций внутримолекулярной и межмолекулярной дегидратации бутанола-2.

4. Каким образом из трет-бутилового спирта можно получить: а) галоидный алкил; б) алкоголят; в) сложный эфир?

5. Что образуется при окислении : а) пропанола-1; б)пропанола-2; 2-метилбутанола-2?

6. Приведите схему реакции поликонденсации этиленгликоля. Где используется продукт поликонденсации?

Лабораторная работа № 5 Карбонильные соединения алифатического ряда

Цель работы: проведение химических реакций, подчеркивающих сходство и различие свойств альдегидов и кетонов.

Приборы и оборудование: пробирки; лед; 1%-ный водный раствор формальдегида; 40%-ный водный раствор формальдегида; фуксинсернистая кислота; ацетон; солянокислый гидроксиламин; безводный карбонат натрия; насыщенный раствор гидросульфита натрия; 10%-ный водный раствор едкого натра; 1%-ный водный раствор нитрата серебра; 5%-ный водный раствор гидроксида аммония; растворы Фелинг-1 (раствор сернокислой меди) и Фелинг-2 (щелочной раствор сегнетовой соли); разбавленный раствор йода в иодиде калия.

Пояснения к работе

Альдегиды и кетоны являются производными углеводородов, содержащие в своем составе карбонильную группу. В отличие от кетонов, в альдегидах карбонильный углерод связан с одним атомом водорода, за исключением метаналя. Это предопределяет их более высокую реакционную способность. Большинство реакций присоединения протекает за счет двойной связи карбонильной группы, которая поляризована.

Альдегиды и кетоны по разному относятся к действию окислителей. Первые окисляются очень легко, кетоны окисляются значительно труднее с разрывом углеродной цепи непосредственно у карбонильной группы.

Карбонильная группа, являясь заместителем электрофильным, по индукционному механизму или механизму сопряжения вызывает смещение электронных плотностей соседних с ней простых и двойных связей. Это обусловливает подвижность атомов водорода в α-положении к карбонильной группе.

Для них характерны и реакции замещения кислорода карбонильной группы с галогенидом фосфора (V), гидразином, гидроксиламином и др.

Порядок выполнения работы

Опыт 1. Реакция «серебряного зеркала»

В чистую пробирку, вымытую при нагревании 10%-ным раствором щелочи и ополоснутую дистиллированной водой, наливают 2-3 мл 1%-ного раствора нитрата серебра и прибавляют по каплям 5%-ный раствор аммиака в таком количестве, чтобы образовавшийся вначале осадок растворился. К полученному раствору прибавляют 1 мл 40%-ного раствора формальдегида и смесь осторожно нагревают на водяной бане при температуре 60-70 °С. Стенки пробирки покрываются слоем металлического серебра.

Напишите уравнение наблюдаемой реакции.

Опыт 2. Окисление формальдегида реактивом Фелинга

В пробирке смешивают по 2 мл растворов Фелинг-1 (раствор сернокислой меди) и Фелинг-2 (щелочной раствор сегнетовой соли). К образовавшемуся синему раствору комплекса (реактив Фелинга) добавляют 1 мл 1%-ного раствора формальдегида и кипятят. Сначала раствор окрашивается в синий цвет, затем в желтый и, наконец, выпадает оксид меди(I) красного цвета. Напишите уравнения наблюдаемых реакций.

Опыт 3. Цветная реакция на альдегиды с фуксинсернистой кислотой

При присоединении альдегидов к бесцветной фуксинсернистой кислоте в молекуле последней происходит перегруппировка и возникает хиноидная структура, обусловливающая фиолетово-красную окраску.

В пробирку наливают 2-3 мл фуксинсернистой кислоты и добавляют 1 мл 1%-ного раствора формальдегида. Появляется красное окрашивание. Напишите уравнение наблюдаемой реакции.

Опыт 4. Получение оксима ацетона

В пробирке растворяют 1 г солянокислого гидроксиламина и нейтрализуют кислый раствор безводным карбонатом натрия, добавляя его небольшими порциями при встряхивании. При этом выделяется оксид углерода (4). Пробирку с полученным раствором охлаждают в стакане с ледяной водой и прибавляют в нее 1 мл ацетона. Выделяются бесцветные кристаллы оксима ацетона.

Напишите уравнения наблюдаемых реакций.

Опыт 5. Присоединение гидросульфита натрия

В реакцию с гидросульфитом натрия вступают альдегиды и кетоны, имеющие рядом с карбонильной группой СН₃-группу.

В пробирку наливают 3 мл насыщенного раствора гидросульфита натрия и при энергичном встряхивании добавляют 1 мл ацетона. При охлаждении смеси в ледяной воде выпадает кристаллический осадок. Если осадок не появляется сразу, то вызывают кристаллизацию потиранием стеклянной палочки о стенки пробирки.

Напишите уравнение наблюдаемой реакции.

Опыт 6. Йодоформная реакция на ацетон

К 3 мл ацетона приливают 2 мл раствора йода в иодиде калия, затем по каплям прибавляют 10%-ный раствор гидроксида натрия до исчезновения окраски. Выпадает желтый осадок йодоформа СНI₃ с характерным запахом.

Напишите уравнение наблюдаемой реакции.