Карбонильные соединения, содержат карбонильную группу С=О. Один из наиб. распространенных типов неорг. и орг. веществ. К ним относятся, например, СО, СО2, карбонаты, мочевина. Однако под карбонильными соединениями в узком смысле понимают лишь альдегиды и кетоны. а также (в меньшей степени) карбоновые кислоты и их производные. В этих соед. наиб. полно проявляются характерные свойства карбонильной группы, которые связаны с ее полярностью (m 7,7.10-30 Кл.м) и обусловлены резонансом: С=О D С+ — О-. Длина связи С=О 0,123 нм, энергия 692-733 кДж/моль. Группа С=О -электроноакцепторный заместитель, обладает отрицат. индукционным и мезомерным эффектами. Карбонильный атом С имеет sр2-гибридизацию и связь С=О находится в одной плоскости с двумя s-связями углерода. углы между ними близки к 120°.
Карбонильные соединения высоко реакционноспособны. Группа С=О способна восстанавливаться до спиртовой или метиленовой группы. Из-за наличия частичного положит. заряда на атоме С карбонильного соединения присоединяют разл. нуклеофилы, например, амины. металлоорг. соед., вступают в реакции электроф. замещения в ароматич. кольце. Р-ции с нуклеофилами часто сопровождаются дальнейшим отщеплением воды с образованием производных карбонильных соединениий, например, гидразонов. шиффовых оснований. В случае производных карбоновых кислот RCOX реакция с нуклеофилом может привести к продукту замещения X на остаток нуклеофила.
Частичный отрицат заряд на карбонильном атоме О способствует реакциям с протонными и апротонными кислотами; образующиеся при этом карбоксоний-катионы реагируют с нуклеофилами легче, чем карбонильные соединения (кислотный катализ). Если группа С=О связана с гетероатомом, несущим неподеленную пару электронов. например, в карбоновых кислотах и их производных, то реакции по этой группе с нуклеофилами могут затрудняться, а с электрофилами (к-тами) облегчаться.
Благодаря подвижности атомов Н у соседнего с карбонильной группой атома С (a-С-атома) карбонильного соединениясравнительно легко, в особенности при катализе кислотами или основаниями, переходят в енольную форму Енолизация или образование енолят-аниона первая стадия мн. важных реакций карбонильных соединений, где они выступают в качестве С-нуклеофильных реагентов. К таким реакциям относятся галогенирование по a-С-атому, альдольная и кретоновая конденсации. присоединение к активир. кратным связям (см Михаэля реакция) и др.
К карбонильным соединениям принадлежат мн. прир. вещества, выполняющие важные ф-ции в живых организмах. Многие карбонильные соединения получают в промышленности главным образом оксосинтезом. окислением углеводородов, дегидрированием или окислит дегидрированием спиртов. Карбонильные соединения широко применяют как полупродукты основного и тонкого орг синтеза, растворители, полимеры, лек. препараты и
др. © М. Г. Виноградов.
|
|
