Резюме Oksocompounds (алдехиди и кетони) - Банка от резюмета, есета, доклади, курсови работи и
Методи за получаване на алдехиди и кетони
Окисляване и дехидрогениране на алкохоли
Както вече беше споменато, съединения с карбонилна група могат да бъдат получени чрез окисление и дехидрогениране на алкохоли. В този случай алдехидите се образуват от първичните, кетоните от вторичните алкохоли. (Вижте стр. 96-97.)
Хидролиза на дихалогенопроизводни
Алдехиди и кетони могат да бъдат получени чрез действието на вода върху дихалогенни производни, в които двата халогенни атома са на един и същ въглероден атом. Предполага се, че в този случай първо се образуват двувалентни алкохоли с два хидроксила при един въглерод; но, както знаете, те са нестабилни и по време на образуването си отделят вода и се превръщат в съединение с карбонилна група:
Cl2KOHOH
>C ¾¾® >C ¾® >C=O +H2O
Реакцията се ускорява в присъствието на алкали. От дихалогенни производни с халоген при първичен въглерод се образуват алдехиди:
2HOHOH-2H2O
CH3—CHCl2 ¾¾® CH3—CH ¾® CH3—CH=O
1,1-дихлороетан ацеталдехид
Ако и двата халогенни атома са при вторичен въглерод, тогава се образува кетон:
CH3 2HOH CH3 OH -2H2O CH3
CCl2 ¾¾® C ¾¾® C=O
CH3 NaOH CH3 OH CH3
Хидратация на ацетиленови въглеводороди
Както беше посочено, добавянето на вода към въглеводороди с тройна връзка (реакцията на Кучеров) води до образуването на карбонилни съединения. В този случай от ацетилен се образува алдехид (оцетна киселина), а от неговите хомолози се получават кетони (виж стр. 66.).
Суха дестилация на калциеви соли на карбоксилни киселини
При нагряване без достъп на въздух калциевите соли на карбоксилните киселини се разлагат, образувайки кетони. И така, ацетонът се получава от калциев ацетат:
ОТНОСНО
CH3—C—O t CH3
Ca¾®C=O + CaCO3
CH3-C-O CH3
Относно ацетона
Смесените кетони са направени от смеси от калциеви соли на две различни киселини. Такава смес може да бъде представена като смесена сол.
Например, за да получите метил етил кетон, трябва да вземете калциева сол на оцетна и пропионова киселина:
калциева сол на оцетна и пропионова киселина
CH3 CH3 CH3—CH2
+ C=O + C=O + C=O
CH3—CH2 CH3 CH3—CH2
метил етил кетон диметил кетон диетил кетон
Както може да се види от уравнението, заедно със смесения кетон се образуват два симетрични кетона като странични продукти. Ако изхождаме от смес, в която една от калциевите соли е сол на мравчена киселина, тогава могат да се получат съответните алдехиди. Например:
CH3-C-O-Ca-O-C-H ¾® CH3-C-H + CaCO3
мравчена калциева сол и ацеталдехид
Не е трудно да се разбере, че като странични продукти се образуват мравчен алдехид H2C=O и симетричен кетон (в този случай диметил кетон). Бариеви соли на киселини също могат да се използват в описаните реакции.
Оксосинтеза
В промишлеността значително количество алдехиди се получава чрез добавяне на въглероден окис и водород към въглеводороди от етиленовата серия. Например, смес от маслени и изомаслени алдехиди може да се получи от пропилен: ® CH3-CH2-CH2-CH=O
CH3—CH=CH2 + CO + H2 ® маслен алдехид
Първоначалната смес от газове под високо налягане преминава през нагрят катализатор, съдържащ Co. Като суровини се използват етиленови въглеводороди от нефтени рафиниращи газове, както и вода или синтезен газ. Получените алдехиди могат да бъдат редуцирани до съответните първични алкохоли или окислени до киселини. Метод за получаване на кислородсъдържащи съединения от етиленови въглеводороди, въглероден оксид иводород се нарича оксосинтеза.
Отделни представители на алдехидите и кетоните
Формалдехид CH2=O (формалдехид, метанал).
Това е безцветно запалимо вещество с остър дразнещ мирис. Tbp. = –19,2 °C, Tm. \u003d -92 ° C, температура на самозапалване 430 ° C, площ на запалване 7,73% по обем. (Гасете с водна мъгла, въздушно-механична пяна на база PO-11.) Разтворим във вода, обикновено се използва под формата на 33-40% воден разтвор, който се нарича формалин. Газообразният формалдехид полимеризира спонтанно, образувайки тример със състав (CH2O)3, Tm = 62 °C, с циклична структура, подобна на тримера на ацеталдехида, но несъдържащ странични метилови групи. При продължително престояване на водни разтвори на формалдехид, особено при ниски температури, както и по време на изпаряване, в тях се отлага бяла утайка - формалдехиден полимер със състав (CH2O) n, който се нарича параформалдехид (или параформ). Това е смес от полиформалдехиди с ниско молекулно тегло с n стойност от 10 до 50. При нагряване до 140-160 ° C параформалдехидът деполимеризира и се превръща в газообразен формалдехид; процесът се ускорява в присъствието на киселини.
В промишлеността формалдехидът обикновено се получава от метилов алкохол; пари от алкохол, смесени с въздух, преминават през контактен апарат с нажежена медна спирала:
2CH3-OH ¾® 2CH2=O + 2H2O
метанол Cu формалдехид
Образуваният формалдехид се улавя във водата. Друг важен начин за получаване на формалдехид е непълното окисление на метана, който е част от природните газове, с атмосферен кислород. Процесът се провежда в присъствието на катализатори (Mn и Cu съединения) при температура около 400 °C:
CH4 + O2 ¾® CH2=O + H2O
Формалдехидът се произвежда в комбинация сдруги кислородни съединения. Отделя се чрез ректификация.
Те произвеждат големи количества формалдехид. Използва се в производството на пластмаси. Полиформалдехидът с високо молекулно тегло е ценен синтетичен материал, използван като заместител на металите. В кожарската промишленост формалдехидът се използва за дъбене на кожа, а в медицината и санитарията за дезинфекция. В селското стопанство формалдехидът се използва за третиране на семена преди сеитба (унищожаване на паразитни спори). Тъй като формалдехидът се образува по време на непълното изгаряне на различни органични вещества, той се съдържа в дима от въглища, дърва; Това е в основата на консервиращия ефект на дима при производството на месни и рибни пушени меса.
Ацеталдехид CH3-CH=O (оцетен алдехид, етанал).
Това е безцветна, летлива, запалима течност със силен характерен мирис на гнили ябълки. Тbр.= +20.8 оС, Ттоп.= -122.6 оС. (Температура на запалване -38 °C, температура на самозапалване 185 °C; диапазон на запалване 4-55% обемни. Гасете с вода.)
Да се разтвори добре във вода. В присъствието на капка сярна киселина тя полимеризира, образувайки течен тример със състав (С2Н4О)3, така нареченият паралдехид. При ниски температури се получава кристален тетрамер със състав (C2H4O)4, т. нар. металдехид. И двата полимера се деполимеризират при нагряване със сярна киселина.
В промишлеността ацеталдехидът се получава главно от ацетилен (според реакцията на Кучеров), както и чрез каталитично дехидрогениране на етилов алкохол. Съгласно нов промишлен метод, той се синтезира (с добив до 95%) чрез окисляване на етилен с атмосферен кислород с помощта на катализатор, съдържащ медни и паладиеви хлориди:
Ацеталдехидът се използва за много индустриални синтези. Особено важнонеговото окисляване до оцетна киселина, превръщане в етилацетат (според реакцията на Тишченко); може да се редуцира до етилов алкохол.
Ацетон CH3-CO-CH3 (диметил кетон).
Безцветна, запалима течност с доста приятна миризма. \u003d 56,1 ° C, Tm \u003d -94,3 ° C. Смесва се с вода. Преди това ацетонът се получаваше заедно с метилов алкохол и оцетна киселина по време на суха дестилация на дървесина. Понастоящем основният промишлен метод за производство на ацетон е каталитичното дехидрогениране на вторичен пропилов алкохол; последният от своя страна се получава чрез хидратиране на пропилен, извлечен от крекинг газове. Ацетонът е ценен разтворител (при производството на лакове, изкуствена коприна, експлозиви) и изходен материал при синтеза на различни органични съединения.
Напоследък използването на ацетон за получаване на така наречения кетен придоби голямо значение в технологиите. За тази цел ацетонът се подлага на пиролиза чрез преминаване на неговите пари върху алуминиев оксид, загрят до 500-600 ° C:
CH3—C=O ¾¾® CH2=C=O + CH4
Кетенът е газообразно вещество, много реактивоспособно. Използва се за получаване на оцетен анхидрид и редица други ценни продукти, по-специално много добър хранителен консервант - сорбинова киселина. (Т-възпламеняване = -18 °C; минимална температура на самозапалване 465 °C; зона на запалване 2,2-13,0% об.; температурни граници на запалване: долна -20 °C; горна 6 °C. Гасете - с фино разпръсната вода, осапунена химическа пяна, въздушно-механична пяна на база PO-11.)
Метил етил кетон CH3SOS2H5 (етил метил кетон, бутанон-2).
Циклохексанон C6H10O (анон).
Запалима безцветна маслена течност с мирис на мента. Tm. = -31,2 °C; Т кип.= 155.7 оС; Той е умерено разтворим във вода. Темпо. запалване 40 °C; Темпо.самозапалване 495 °C; площ на запалване 0,92-3,5% обемни; температурни граници на възпламеняване: долна - 31 °C, горна - 57 °C. Гасете с водна мъгла, пяна.
° С
CH2 CH2
Библиография
Писаренко А.П., Хавин З.Я. Курс по органична химия. М., Висше училище, 1975. 510 с.
Нечаев А.П. Органична химия. М., Висше училище, 1976. 288 с.
Артеменко А.И. Органична химия. М., Висше училище, 2000. 536 с.
Березин Б.Д., Березин Д.Б. Курс по съвременна органична химия. М., Висше училище, 1999. 768 с.
Ким А.М. Органична химия. Новосибирск, Издателство на Сибирския университет, 2002. 972 с.