Альдегиды. Классификация, номенклатура и особенности строения

Формальдегид — газ, ацетальдегид — летучая жидкость, последующие члены гомологического ряда — жидкости, высшие гомологи — твердые вещества. Первые члены гомологического ряда хорошо растворимы в воде, поскольку они способны образовывать водородные связи с молекулами воды. Между молекулами альдегидов практически не образуются водородные связи, но имеют место диполь-дипольные взаимодействия и, как следствие, альдегиды имеют более низкие температуры кипения, чем соответствующие им спирты. Многие из альдегидов имеют резкий запах, некоторые — приятный запах. Каково происхождение названия «альдегид»? Сравним состав молекул альдегида и спирта с одинаковым числом атомов углерода, например уксусного альдегида С₂Н₄O и этилового спирта С₂Н₆O. Можно увидеть, что у альдегида на два атома водорода меньше. На этом основании можно сделать вывод: альдегид — это продукт дегидрирования спирта. Действительно, при каталитическом окислении спиртов от их молекул отщепляются два атома водорода и образуются альдегиды (см. § 23). Слово «альдегид» происходит от лат. alcohol и dehydro- genatus, что переводится как «дегидрированный спирт». Исторические названия альдегидов обычно связаны с названиями кислот, в которые они переходят при окислении.

Особенности электронного строения альдегидов

Они обусловлены наличием в их молекулах альдегидной группы.

В альдегидной группе между атомами углерода и кислорода имеются две связи, одна из них σ-, другая — π-связь, подобная той, которая образуется между атомами углерода в этенах (рис. 41).

Схема образования π-связи в карбонильной группе альдегидов

Атом кислорода как более электроотрицательный вызывает смещение электронной плотности к себе, на нем накапливается частичный отрицательный заряд, а на атоме углерода альдегидной группы, от которого оттянуты электроны, образуется частичный положительный заряд. Следовательно, двойная связь в группе полярна и способна по месту ее разрыва присоединять другие полярные молекулы.

Атом углерода в альдегидной группе находится в состоянии sр²-гибридизации. Три орбитали атома углерода альдегидной группы, например в молекуле уксусного альдегида, затрачиваются на образование σ-связей с атомом углерода радикала и атомом водорода функциональной группы, которые, как и в молекуле этилена, находятся в одной плоскости под углом примерно I 20°. Оставшаяся орбиталь негибри- дизированного р-электрона атома углерода расположена перпендикулярно плоскости σ-связи. Атом кислорода одной р-орбиталью связан с атомом углерода альдегидной группы, а другой р-орбиталью, расположенной перпендикулярно первой, образует с негибридизированной р-орбиталью углерода вторую π-связь.

Альдегидам присуща изомерия. Она обусловлена строением углеводородных радикалов, различным положением заместителей в углеродной цепи и относительно друг друга.

Например:

<<< К началу Окончание >>>