Окисление альдегидов перманганатом калия в водной среде


этаналь + KMnO4 + h3O = ? уравнение реакции

Органические соединения, в молекуле которых имеется карбонильная группа , называются карбонильными соединениями, или оксосоединениями.
Альдегиды содержат в молекуле карбонильную группу, обязательно связанную с атомом водорода, т.е. альдегидную группу .
Низшие алифатические альдегиды, за исключение газообразного формальдегида представляют собой подвижные жидкости. Первые представители хорошо растворимы в воде за счет образования с ней водородных связей или гидратных форм. По мере удлинения углеродной цепи растворимость карбонильных соединений в воде снижается. Ароматические карбонильные соединения плохо растворимы в воде. Альдегиды имеют более низкие температуры кипения, чем спирты и карбоновые кислоты с тем же числом атомов углерода.
Альдегиды по степени окисления занимают промежуточное положение между углеводородами и спиртами, с одной стороны, и карбоновыми кислотами и их производными, с другой. Поэтому для их получения соответственно используют методы либо окисления, либо восстановления соединений указанных классов.
Альдегиды легко (значительно легче, чем спирты) окисляются в соответствующие карбоновые кислоты. Для их окисления можно использовать как жесткие (перманганат / дихромат калия, хромовая смесь), так и мягкие окислители, такие как оксид серебра и гидроксид меди (II).
В результате окисления ацетальдегида перманганатом калия в нейтральной среде (этаналь + KMnO4 + h3O = ?) происходит образование уксусной кислоты, диоксида марганца и гидроксида калия. Молекулярное уравнение реакции имеет вид:

   

окисление альдегидов и кетонов

ОКИСЛЕНИЕ АЛЬДЕГИДОВ И КЕТОНОВ

 

На этой странице рассматриваются способы различения альдегидов и кетонов с использованием окислителей, таких как подкисленный раствор дихромата калия (VI), реагент Толленса, раствор Фелинга и раствор Бенедикта.

 

Фон

Почему альдегиды и кетоны ведут себя по-разному?

Вы помните, что разница между альдегидом и кетоном заключается в наличии атома водорода, присоединенного к двойной связи углерод-кислород в альдегиде.Кетоны не содержат водорода.

 

 

Присутствие этого атома водорода делает альдегиды очень легко окисляющимися. Или, другими словами, они сильные восстановители.


Примечание: Если вы не уверены в окислении и восстановлении, было бы неплохо перейти по этой ссылке в другую часть сайта, прежде чем продолжить. Вы также можете вернуться по этой ссылке, если позже на этой странице вам понадобится помощь.

Используйте кнопку НАЗАД (или файл ИСТОРИИ или меню ПЕРЕЙТИ, если вас серьезно задержали) в вашем браузере, чтобы вернуться на эту страницу.



Поскольку кетоны не имеют этого конкретного атома водорода, они устойчивы к окислению. Только очень сильные окислители, такие как раствор манганата калия (VII) (раствор перманганата калия), окисляют кетоны - и они делают это разрушительным образом, разрывая углерод-углеродные связи.

Если вы не используете эти мощные окислители, вы легко сможете отличить альдегид от кетона.Альдегиды легко окисляются различными окислителями, а кетоны - нет.

Подробную информацию об этих реакциях вы найдете ниже на странице.

 

Что образуется при окислении альдегидов?

Это зависит от того, проводится реакция в кислой или щелочной среде. В кислых условиях альдегид окисляется до карбоновой кислоты. В щелочных условиях он не может образоваться, потому что он реагирует с щелочью.Вместо этого образуется соль.


Примечание: В случае метаналя, HCHO, окисление идет дальше. Образующиеся метановая кислота или ионы метаноата легко окисляются до диоксида углерода и воды.


 

Построение уравнений для реакций окисления

Если вам нужно разработать уравнения для этих реакций, единственный надежный способ их построения - использовать электронные полууравнения.

Очевидно, что полууравнение окисления альдегида варьируется в зависимости от того, проводите ли вы реакцию в кислых или щелочных условиях.

В кислых условиях это:

. . . и в щелочных условиях:


Примечание: Эти электронные полууравнения довольно легко решить с нуля. Нет никакой реальной необходимости помнить их. Перейдите по этой ссылке, если вы не знаете, как это сделать, или если вы не уверены в использовании этих уравнений.Эти конкретные примеры не рассматриваются, но методика остается неизменной независимо от уравнения.

Поскольку я собираюсь довольно часто использовать электронные полууравнения на оставшейся части этой страницы, определенно стоит перейти по этой ссылке, если они вам не нравятся.

Используйте кнопку НАЗАД в браузере, чтобы вернуться на эту страницу.



Эти полууравнения затем объединяются с полууравнениями для любого окислителя, который вы используете.Примеры подробно приведены ниже.

 

Конкретные примеры

В каждом из следующих примеров мы предполагаем, что вы знаете, что у вас есть альдегид или кетон. Есть много других вещей, которые также могут дать положительный результат.


Примечание: Перейдите по этой ссылке, чтобы узнать, как проверить двойную связь углерод-кислород в альдегидах и кетонах.

Используйте кнопку НАЗАД в браузере, чтобы вернуться на эту страницу.



Если вы знаете, что это должно быть одно или другое, в каждом случае кетон ничего не делает. Только альдегид дает положительный результат.

 

Использование подкисленного раствора дихромата калия (VI)

Небольшое количество раствора дихромата калия (VI) подкисляют разбавленной серной кислотой и добавляют несколько капель альдегида или кетона. Если на морозе ничего не происходит, смесь несколько минут аккуратно подогревают - например, в стакане с горячей водой.

кетон В оранжевом растворе изменений нет.
альдегид Оранжевый раствор становится зеленым.
 

Оранжевые ионы дихромата (VI) восстановлены альдегидом до зеленых ионов хрома (III). В свою очередь, альдегид окисляется до соответствующей карбоновой кислоты.

Электронное полууравнение восстановления ионов дихромата (VI):

Объединяя это с полууравнением окисления альдегида в кислых условиях:

.. . дает общее уравнение:


Примечание: Вы можете задаться вопросом, почему я так потрудился разработать полное уравнение для этой реакции (и последующих) вместо того, чтобы использовать символы вроде [O], которые часто используются в органической химии.

Проблема в том, что при использовании этих реакций в качестве тестов важно изменение цвета окислителя. В этой конкретной реакции вы должны объяснить, например, почему раствор становится зеленым.Любое уравнение, которое вы пишете, должно показывать образование ионов хрома (III).

Если вы не уверены, как именно объединить два полууравнения, чтобы получить окончательное уравнение, перейдите по последней ссылке (далее вверх по странице), чтобы узнать, как это сделать, а затем вернитесь и попробуйте сами проверить что вы можете получить правильный ответ.



 

С использованием реактива Толленса (тест серебряного зеркала)

Реагент Толленса содержит ион диамминесеребра (I), [Ag (NH 3 ) 2 ] + .

Изготовлен из раствора нитрата серебра (I). Вы добавляете каплю раствора гидроксида натрия, чтобы получить осадок оксида серебра (I), а затем добавляете ровно столько разбавленного раствора аммиака, чтобы снова растворить осадок.

Для проведения теста вы добавляете несколько капель альдегида или кетона к свежеприготовленному реагенту и осторожно нагреваетесь на горячей водяной бане в течение нескольких минут.

кетон Бесцветный раствор без изменений.
альдегид Бесцветный раствор дает серый осадок серебра или серебряное зеркало на пробирке.
 

Альдегиды восстанавливают ион диамминесеребра (I) до металлического серебра. Поскольку раствор является щелочным, сам альдегид окисляется до соли соответствующей карбоновой кислоты.


Примечание: Если вы действительно получаете серебряное зеркало, это очень хорошо, но серого осадка достаточно, чтобы показать, что тест прошел. Получите ли вы серебряное зеркало или нет, это вопрос удачи. Я наблюдал, как по-настоящему внимательные ученики тщательно все чистят и очень тщательно следят за количеством, но при этом получают лишь след от зеркала.С другой стороны, ученики, которые только что бросили все вместе в первую попавшуюся грязную пробирку, могут получить чудесное зеркало. Жизнь не всегда справедлива!


Электронное полууравнение восстановления ионов диамминсеребра (I) до серебра:

Объединяя это с полууравнением окисления альдегида в щелочных условиях:

. . . дает общее уравнение:

 

Использование решения Фелинга или решения Бенедикта

Решение

Фелинга и решение Бенедикта по сути являются вариантами одного и того же.Оба содержат комплексные ионы меди (II) в щелочном растворе.

Раствор Фелинга содержит ионы меди (II) в комплексе с тартрат-ионами в растворе гидроксида натрия. Комплексирование ионов меди (II) с ионами винной кислоты предотвращает осаждение гидроксида меди (II).

Раствор Бенедикта содержит ионы меди (II) в комплексе с ионами цитрата в растворе карбоната натрия. И снова комплексообразование с ионами меди (II) предотвращает образование осадка - на этот раз карбоната меди (II).

Оба решения используются одинаково. К реагенту добавляют несколько капель альдегида или кетона, и смесь осторожно нагревают на горячей водяной бане в течение нескольких минут.

кетон Нет изменений в синем растворе.
альдегид В синем растворе образуется темно-красный осадок оксида меди (I).
 

Альдегиды восстанавливают комплексный ион меди (II) до оксида меди (I).Поскольку раствор является щелочным, сам альдегид окисляется до соли соответствующей карбоновой кислоты.


Примечание: Я наблюдал, как студенты проводят эту реакцию с альдегидами и раствором Фелинга в течение многих лет. Получение темно-красного осадка, описанного во всех книгах, на самом деле было довольно редкостью! Потребовалось много воображения, чтобы выделить красный цвет среди всех других цветов, которые вы также можете получить. Это не было одним из моих любимых тестов.Я никогда не использовал решение Бенедикта - возможно, оно лучше!

Метаналь является настолько мощным восстановителем, что ионы меди (II) могут быть восстановлены до металлической меди, которую часто можно увидеть как очень красивое медное зеркало на трубке.



Уравнения этих реакций всегда упрощаются, чтобы избежать необходимости записывать в формулы для ионов тартрата или цитрата в комплексах меди. Электронные полууравнения как для решения Фелинга, так и для решения Бенедикта можно записать как:

Объединяя это с полууравнением окисления альдегида в щелочных условиях:

.. . дает общее уравнение:


Примечание: Если вы действительно внимательны, вы можете задаться вопросом, откуда берутся ионы гидроксида, если вы говорите о растворе Бенедикта, который подщелачивают с помощью карбоната натрия. Раствор карбоната натрия является щелочным, потому что ионы карбоната обратимо реагируют с водой с образованием ионов гидроксида (и ионов гидрокарбоната).


 
 

Куда бы вы сейчас хотели пойти?

В меню альдегидов и кетонов.. .

В меню других органических соединений. . .

В главное меню. . .

 

© Джим Кларк 2004 (изменено в ноябре 2015 г.)

.

алкенов и манганат калия (VII) (перманганат)

Если продукт имеет одну углеводородную группу и один водород

Например, предположим, что первая стадия реакции была:

В этом случае первая молекула продукта имеет метильную группу и водород, присоединенный к карбонильная группа. Это другой вид соединения, известный как альдегид.

Альдегиды легко окисляются с образованием карбоновых кислот, содержащих группу -COOH.Таким образом, на этот раз реакция пойдет на следующую стадию с получением этановой кислоты, CH 3 COOH.

Структура кислоты была немного изменена, чтобы она больше походила на то, как мы обычно извлекаем кислоты, но в итоге кислород оказался между углеродом и водородом.

Таким образом, общий эффект манганата калия (VII) на этот вид алкена составляет:

Очевидно, если бы к обоим атомам углерода на концах двойной углерод-углеродной связи был присоединен атом водорода, вы бы получили две молекулы карбоновой кислоты, которые могли бы быть одинаковыми или разными, в зависимости от того, были ли одинаковые алкильные группы. или другое.

Поиграйте с этим, пока не будете довольны. Нарисуйте несколько алкенов, каждый из которых имеет водород, присоединенный к обоим концам двойной углерод-углеродной связи. Меняйте алкильные группы - иногда одинаковые на каждом конце двойной связи, иногда разные. Окислите их, чтобы образовались кислоты, и посмотрите, что у вас получится.

Если продукт содержит два атома водорода, но не содержит углеводородной группы

Можно было ожидать, что при этом будет образована метановая кислота, как в уравнении:

Но это не так! Это потому, что метановая кислота также легко окисляется раствором манганата калия (VII).Фактически, он полностью окисляет его до двуокиси углерода и воды.

Таким образом, уравнение в таком случае могло бы быть, например:

Точная природа другого продукта (в данном примере пропанона) будет варьироваться в зависимости от того, что было присоединено к правому атому углерода в двойной связи углерод-углерод.

Если бы на обоих концах двойной связи было два атома водорода (другими словами, если бы у вас был этен), то все, что вы получили бы, - это диоксид углерода и вода.

 

Сводка

Подумайте о обоих концах двойной связи углерод-углерод по отдельности, а затем объедините результаты.

  • Если на одном конце связи есть две алкильные группы, эта часть молекулы даст кетон.

  • Если есть одна алкильная группа и один водород на одном конце связи, эта часть молекулы даст карбоновую кислоту.

  • Если на одном конце связи есть два атома водорода, эта часть молекулы даст диоксид углерода и воду.

 

В чем смысл всего этого?

Работа с результатами поможет вам определить структуру алкена. Например, алкен C 4 H 8 имеет три структурных изомера:

Определите, какие из них дали бы каждый из следующих результатов, если бы их обрабатывали горячим концентрированным раствором манганата (VII) калия. Вышеуказанные изомеры: , а не в порядке A, B и C.

Не читайте ответы в зеленой рамке, пока не попробуете это.

  • Изомер A дает кетон (пропанон) и диоксид углерода.

  • Изомер B дает карбоновую кислоту (пропановую кислоту) и диоксид углерода.

  • Изомер C дает карбоновую кислоту (этановую кислоту).

.

Реакции альдегидов и кетонов

Реакции альдегидов и кетонов

Альдегиды и кетоны подвергаются множеству реакций, в результате которых образуется множество различных продуктов. Наиболее распространенными реакциями являются реакции нуклеофильного присоединения, которые приводят к образованию спиртов, алкенов, диолов, циангидринов (RCH (OH) C & tbond; N) и иминов R 2 C & dbond; NR), чтобы упомянуть несколько репрезентативных примеров.

Реакции карбонильных групп

Основными реакциями карбонильной группы являются нуклеофильные присоединения к двойной связи углерод-кислород.Как показано ниже, это добавление состоит из добавления нуклеофила и водорода через двойную связь углерод-кислород.

Из-за разницы в электроотрицательности карбонильная группа поляризована. Атом углерода имеет частично положительный заряд, а атом кислорода - частично отрицательный.

Альдегиды обычно более реактивны к нуклеофильным заменам, чем кетоны, из-за как стерических, так и электронных эффектов. В альдегидах относительно небольшой атом водорода присоединен к одной стороне карбонильной группы, в то время как большая группа R присоединена к другой стороне.Однако в кетонах группы R присоединены по обе стороны от карбонильной группы. Таким образом, у альдегидов стерические затруднения меньше, чем у кетонов.

В электронном виде альдегиды имеют только одну группу R для доставки электронов к частично положительному карбонильному углероду, в то время как кетоны имеют две группы, поставляющие электроны, присоединенные к карбонильному углероду. Чем большее количество электронов подводится к карбонильному углероду, тем меньше частичный положительный заряд на этом атоме и тем слабее он становится как ядро.

Добавление воды

Добавление воды к альдегиду приводит к образованию гидрата.

Образование гидрата происходит по механизму нуклеофильного присоединения.

1. Вода, действуя как нуклеофил, притягивается к частично положительному углероду карбонильной группы, образуя ион оксония.

2. Ион оксония высвобождает ион водорода, который захватывается анионом кислорода в кислотно-щелочной реакции.

Эту реакцию катализируют небольшие количества кислот и оснований. Это происходит потому, что добавление кислоты вызывает протонирование кислорода карбонильной группы, что приводит к образованию полного положительного заряда на карбонильном углероде, что делает углерод хорошим ядром. Добавление гидроксильных ионов изменяет нуклеофил с воды (слабый нуклеофил) на гидроксид-ион (сильный нуклеофил). Кетоны обычно не образуют стабильных гидратов.

Добавление спирта

Реакции альдегидов со спиртами дают либо полуацеталей (функциональная группа, состоящая из одной группы -OH и одной группы -OR, связанных с одним и тем же углеродом), либо ацеталей (функциональная группа, состоящая из двух групп -OR, связанных с одним и тем же атомом углерода). углерода), в зависимости от условий.Смешивание двух реагентов вместе дает полуацеталь. Смешивание двух реагентов с соляной кислотой дает ацеталь. Например, реакция метанола с этаном дает следующие результаты:

При нуклеофильном замещении двойной связи карбонильной группы группой ОН образуется полуацеталь по следующему механизму:

1. Неподеленная электронная пара на атоме кислорода спирта атакует карбонильную группу.

2.Потеря иона водорода анионом кислорода стабилизирует ион оксония, образованный на этапе 1.

Добавление кислоты к полуацеталю приводит к образованию ацеталя по следующему механизму:

1. Протон, образующийся при диссоциации соляной кислоты, протонирует молекулу спирта в кислотно-основной реакции.

2. Неподеленная электронная пара из гидроксильного кислорода полуацеталя удаляет протон из протонированного спирта.

3. Ион оксония теряется из полуацеталя в виде молекулы воды.

4. Вторая молекула спирта атакует карбонильный углерод, образующий протонированный ацеталь.

5. Ион оксония отдает протон молекуле спирта, освобождая ацеталь.

Устойчивость ацеталей

Реакции образования ацеталей обратимы в кислых условиях, но не в щелочных.Эта характеристика делает ацеталь идеальной защитной группой для молекул альдегида, которые должны подвергаться дальнейшим реакциям. Защитная группа - это группа, которая вводится в молекулу для предотвращения реакции чувствительной группы, в то время как реакция проводится в каком-либо другом месте в молекуле. Защитная группа должна иметь способность легко реагировать обратно с исходной группой, из которой она была образована. Примером является защита альдегидной группы в молекуле, так что сложноэфирная группа может быть восстановлена ​​до спирта.

В предыдущей реакции альдегидная группа превращается в ацетальную группу, таким образом предотвращая реакцию на этом участке, когда дальнейшие реакции проходят с остальной частью молекулы.

Обратите внимание, что в предыдущей реакции карбонильная группа кетона была восстановлена ​​до спирта в результате реакции с LiAlH 4 . Защищенная альдегидная группа не восстановлена. Гидролиз продукта восстановления восстанавливает исходную альдегидную группу в конечном продукте.

Добавление цианистого водорода

Добавление цианистого водорода к карбонильной группе альдегида или большинства кетонов дает циангидрин. Однако стерически затрудненные кетоны не подвергаются этой реакции.

Механизм добавления цианистого водорода представляет собой прямое нуклеофильное присоединение через кислородную связь карбонила карбонила.

Добавление илидов (реакция Виттига)

Реакция альдегидов или кетонов с илидами фосфора дает алкены с однозначными двойными связями.Илиды фосфора получают реакцией фосфина с алкилгалогенидом с последующей обработкой основанием. Илиды имеют положительный и отрицательный заряды на соседних атомах.

На следующем рисунке показано получение 2-метилбутена по реакции Виттига.

Добавление металлоорганических реагентов

Реагенты Гриньяра, литийорганические соединения и алкиниды натрия реагируют с формальдегидом с образованием первичных спиртов, всех других альдегидов с образованием вторичных спиртов и кетонов с образованием третичных спиртов.

Добавление производных аммиака

Альдегиды и кетоны реагируют с первичными аминами с образованием класса соединений, называемых иминами.

Механизм образования имина проходит через следующие этапы:

1. Неподеленная пара электронов на азоте амина притягивается к частично положительному углероду карбонильной группы.

2. Протон переносится от азота к аниону кислорода.

3. Гидроксильная группа протонируется с образованием иона оксония, который легко освобождает молекулу воды.

4. Неподеленная пара электронов на азоте мигрирует к положительному кислороду, вызывая потерю молекулы воды.

5. Протон от положительно заряженного азота переносится в воду, что приводит к образованию имина.

Имины альдегидов относительно стабильны, тогда как имины кетонов нестабильны.Производные иминов, которые образуют стабильные соединения с альдегидами и кетонами, включают фенилгидразин, 2,4-динитрофенилгидразин, гидроксиламин и семикарбазид.

Оксимы, 2,4-динитрофенилгидразоны и семикарбазоны часто используются в качественной органической химии как производные альдегидов и кетонов.

Окисление альдегидов и кетонов

Альдегиды могут быть окислены до карбоновой кислоты с помощью как слабых, так и сильных окислителей.Однако кетоны можно окислить до различных типов соединений только с помощью очень сильных окислителей. Типичные окислители для альдегидов включают перманганат калия (KMnO 4 ) или дихромат калия (K 2 Cr 2 O 7 ) в растворе кислоты и реагент Толленса. Пероксикислоты, такие как пероксибензойная кислота:

Окисление Байера-Виллигера - это процесс окисления кетонов, для которого требуется чрезвычайно сильный окислитель пероксибензойная кислота.Например, пероксибензойная кислота окисляет фенилметилкетон до фенилацетата (сложного эфира).

Альдольные реакции

В дополнение к нуклеофильным добавкам альдегиды и кетоны демонстрируют необычную кислотность атомов водорода, присоединенных к альфа-углеродам (смежным) с карбонильной группой. Эти атомы водорода называются α-атомами водорода, а углерод, с которым они связаны, является α-углеродом. В этанале есть один α-углерод и три α-водорода, а в ацетоне - два α-углерода и шесть α-атомов водорода.

Хотя и слабокислый (K a 10 −19 до 10 −20 ), α-атомы водорода могут реагировать с сильными основаниями с образованием анионов. Необычная кислотность α-атомов водорода может быть объяснена как электроноакцепторной способностью карбоновой группы, так и резонансом в образующемся анионе. Электроноакцепторная способность карбонильной группы обусловлена ​​дипольной природой группы, которая возникает из-за различий в электроотрицательности углерода и кислорода.

Анион, образованный потерей α-водорода, может быть стабилизирован резонансом из-за подвижности π-электронов, находящихся на соседней карбонильной группе.

Резонанс, который стабилизирует анион, создает две резонансные структуры - енольную и кето-форму. В большинстве случаев кето-форма более устойчива.

Галогенирование кетонов

В присутствии основания кетоны с α-атомами водорода реагируют с образованием α-галогенкетонов.

Аналогичным образом, когда метилкетоны реагируют с йодом в присутствии основания, происходит полное галогенирование.

Образование гипойодата натрия в растворе в результате реакции йода с гидроксидом натрия приводит к образованию йодоформа и бензоата натрия, как показано здесь.

Поскольку йодоформ представляет собой бледно-желтое твердое вещество, эту реакцию часто проводят как тест на метилкетоны и называют тестом на йодоформ .

Альдольная конденсация

Альдегиды, содержащие α-атомы водорода, реагируют сами с собой при смешивании с разбавленной водной кислотой или основанием. Полученные соединения, β-гидроксиальдегиды, упоминаются как альдольные соединения , потому что они содержат как альдегидную, так и спиртовую функциональную группу.

Альдольная конденсация происходит через промежуточный карбанион. Механизм альдольной конденсации, катализируемой основанием, включает следующие этапы:

1.Основание удаляет α-водород.

2. Карбанион подвергается нуклеофильному присоединению с карбонильной группой второй молекулы этаналя, что приводит к образованию продукта конденсации.

3. Реакция с водой протонирует алкоксид-ион.

Если альдол нагреть в основном растворе, молекула может быть дегидратирована с образованием α β-ненасыщенного альдегида.

Кросс-альдольная конденсация

Альдольная конденсация между двумя разными альдегидами производит кросс-альдольную конденсацию.Если оба альдегида содержат α-атомы водорода, образуется ряд продуктов. Чтобы быть полезным, кросс-альдол должен проходить между альдегидом, имеющим α-водород, и вторым альдегидом, не имеющим α-атомов водорода.

Кетоново-альдольная конденсация

Кетоны менее реактивны по отношению к альдольной конденсации, чем альдегиды. Однако с кислотными катализаторами могут образовываться небольшие количества альдольного продукта. Но образующийся альдол будет быстро дегидратировать с образованием резонансно-стабилизированного продукта.Эта стадия дегидратации доводит реакцию до завершения.

Катализируемая кислотой альдольная конденсация включает два ключевых этапа: преобразование кетона в его енольную форму и атаку енолом на протонированную карбонильную группу. Механизм работает следующим образом:

1. Кислород карбонильной группы протонирован.

2. Молекула воды, действующая как основание, удаляет кислый α-водород, что приводит к енолу.

3.Енол атакует протонированную карбонильную группу второй молекулы кетона.

Циклизация альдольной конденсацией

Внутренняя альдольная конденсация (конденсация, при которой обе карбонильные группы находятся в одной цепи) приводит к образованию кольца.

Механизм циклизации через альдол осуществляется через атаку енолятом карбонила альдегида.

1. Гидрокси-ион отщепляет ион водорода α до карбонила кетона.

2. Енолят-ион атакует карбонил альдегида, замыкая кольцо.

3. Ион алкоксида отрывает протон от воды в кислотно-щелочной реакции.

4. Основание удаляет ион водорода с образованием резонансно-стабилизированной молекулы.

Бензоиновая конденсация

Ароматические альдегиды образуют продукт конденсации при нагревании с цианид-ионом, растворенным в водно-спиртовом растворе.Эта конденсация приводит к образованию α-гидроксикетонов.

Цианид-ион - единственный известный катализатор этой конденсации, потому что цианид-ион обладает уникальными свойствами. Например, ионы цианида являются относительно сильными нуклеофилами, а также хорошими уходящими группами. Аналогичным образом, когда цианид-ион связывается с карбонильной группой альдегида, образующийся промежуточный продукт стабилизируется за счет резонанса между молекулой и цианид-ионом. Следующий механизм иллюстрирует эти моменты.

Реакция конденсации бензоина протекает через нуклеофильное замещение с последующей реакцией перегруппировки.

1. Цианид-ион притягивается к атому углерода карбонильной группы.

2. Карбанион имеет резонансную стабилизацию.

3. Карбанион атакует вторую молекулу бензальдегида.

4. Ион алкоксида удаляет протон из гидроксидной группы.

.

Перманганат калия (Kmno4) | Применение, физические и химические свойства перманганата калия

Что такое перманганат калия?

  • Перманганат калия - это универсальное химическое соединение пурпурного цвета.

  • Это калиевая соль марганцевой кислоты.

  • Также известный как перманганат калия, он имеет много других названий, таких как минерал хамелеон, кристаллы Конди и гипермаган.

  • Перманганат калия был впервые произведен немецким химиком Иоганном Рудольфом Глаубером в 1659 году, но вскоре о нем забыли.Он был заново открыт британским химиком Генри Конди, который производил дезинфицирующие средства, известные как «кристаллы Конди». Перманганат калия имел большой успех.

  • Обладает окислительными свойствами, поэтому нашло разнообразное применение в медицинской и химической промышленности.

  • Его химическая формула - KMnO4.

Физические свойства перманганата калия - KMnO4

  • Это химическое соединение ярко-фиолетового или бронзового цвета.

  • Имеет плотность 2.7 г / мл, а его молярная масса составляет 158,034 г / моль.

  • Состав не имеет запаха, то есть не имеет запаха, но имеет сладкий вкус.

  • Он имеет высокую температуру плавления 2400 C.

  • Он в основном встречается в виде порошка, кристаллов или таблеток.

Химические свойства перманганата калия

  • Перманганат калия растворим в ацетоне, воде, пиридине, метаноле и уксусной кислоте.Он также легко растворяется в неорганических растворителях.

  • Имеет насыщенный фиолетовый цвет в концентрированном растворе и розовый цвет в разбавленном растворе.

Концентрированные и разбавленные растворы перманганата калия

  • Не горючий, но поддерживает горение других веществ.

  • В нормальных условиях это очень стабильное соединение, но при нагревании разлагается с образованием MnO2 и высвобождением кислорода.

2KMnO4 ∆ → K2MnO4 + MnO2 + O2

  • Это сильный окислитель (соединение, которое может легко передавать свой кислород другим веществам), образуя темно-коричневый диоксид марганца (MnO2), который окрашивает все, что есть органический.Он легко может принимать электроны от других веществ.

  • Он бурно реагирует с серной кислотой, приводя к взрыву.

  • Он немедленно вступает в реакцию с глицерином и простыми спиртами с образованием пламени и дыма.

Структура перманганата калия - KMnO4

  • Перманганат калия представляет собой ионное соединение, состоящее из катиона калия (K +) и перманганат-аниона (MnO4-).

  • В перманганат-анионе (MnO4-) атом марганца связан с четырьмя атомами кислорода тремя двойными связями и одной одинарной связью.Его структуру можно записать следующим образом.

  • Степень окисления марганца в этой соли +7.

  • Кристаллическая структура твердого KMnO4 орторомбическая. Каждая структура MnO4- присутствует в тетраэдрической геометрии.

Реакции перманганата калия (KMnO4)

Большинство реакций с перманганатом калия представляют собой окислительно-восстановительные реакции (химическая реакция, при которой одно вещество окисляется, а другое восстанавливается).

KMnO4 может окислять многие неорганические соединения.Среда раствора играет важную роль в определении продуктов реакции.

2KMnO4 + 5Na2SO3 + 3h3SO4🡪 2MnSO4 + 5Na2SO₄ + K2SO4 + 3h3O

2KMnO4 + 3K2SO3 + h3O 🡪 3K2SO4 + 2MnO2 + 2KOH

.

Смотрите также