Статья: Оксосоединения (альдегиды и кетоны)
Благодаря наличию в молекулах альдегидов и кетонов карбонильной группы эти вещества очень активны в химических реакциях. При этом альдегиды гораздо более реакционноспособны, чем кетоны.
В карбонильной группе кислород более электроотрицателен, чем углерод, поэтому p-электроны двойной связи смещены к кислороду. Эта связь значительно поляризована, чем объясняется активность карбонильной группы (I): R
¯
>Сd+=Оd- R®CH=O R®C =O
(I) (II) (III)
Алкильные остатки обладают электродонорными свойствами (способностью подавать электроны). В альдегидах смещение электронов от алкила к карбонильному углероду (II) уменьшает его частичный положительный заряд (d+). Поэтому реакционная способность карбонильной группы в уксусном альдегиде СН3—СН=О уже несколько меньше, чем в муравьином СН2=О, в котором карбонильный углерод не связан с алкилом. В ряду альдегидов реакционная способность уменьшается по мере усложнения алкильных радикалов. В кетонах под влиянием двух алкилов (III) положительный заряд карбонильного углерода и, следовательно, активность карбонильной группы еще более уменьшены.
Реакции окисления
Альдегиды и кетоны различно относятся к действию окислителей. Альдегиды окисляются очень легко; это обусловлено тем, что в их молекулах при уже окисленном углеродном атоме карбонильной группы имеется водород, который под действием различных окислителей (и даже кислорода воздуха) окисляется, образуя группу – ОН. Таким образом, альдегидная группа превращается в карбоксильную, и альдегиды, следовательно, окисляются в карбоновые кислоты с таким же, как в исходном альдегиде, числом углеродных атомов: [O]
R—C—H ¾® R—C—OH
II II
альдегид О О кислота
Например: [О] [О]
Н—С—Н ¾® Н—С—ОН ; СН3—С—Н ¾® СН3—С—ОН
II II II II
О О О О
муравьиный муравьиная уксусный уксусная
альдегид кислота альдегид кислота
Кетоны окисляются значительно труднее, в их молекулах при уже окисленном углероде карбонильной группы нет водорода, и в этом отношении они напоминают третичные спирты. Поэтому они не окисляются слабыми окислителями. Под действием сильных окислителей они распадаются: разрывается углеродная цепь около карбонильной группы с одной или другой стороны, в результате образуются кислоты (иногда и кетоны) с меньшим числом углеродных атомов. Например:
СН3
2[О] 5 4 О О ½
O CH3 ¾® СН3—С + С—СН—СН3
5 4 3II 2½ 1 а кислота ОН НО кислота
СН3—СН2—С—СН—СН3 — СН3
а б 2[О] 5 4 3 О ½
этилизопропилкетон ¾®СН3—СН2—С + О=С—СН3
(2-метил-3-пентанон) б кислота ОН кетон
Различное отношение к действию слабых окислителей используют для качественного открытия альдегидов в отличие от кетонов.
Качественная реакция на альдегиды с аммиачным раствором оксида серебра
Альдегиды окисляются оксидом серебра: