карбонильные соединения

КАРБОНИЛЬНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ

содержат карбонильную группу C=O. Один из наиболее распространенных типов неорг. и орг. веществ. К ним относятся, напр., CO, CO2, карбонаты, мочевина. Однако под К. с. 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 (μ 7,7∙10−30 Кл∙м) и обусловлены резонансом: C=O ⇄ С+ — О. Длина связи C=O 0,123 нм, энергия 692–733 кДж/моль. Группа C=O -электроноакцепторный заместитель, обладает отрицат. индукционным и мезомерным эффектами. Карбонильный атом С имеет sр2-гибридизацию и связь C=O находится в одной плоскости с двумя σ-связями углерода, углы между ними близки к 120°. К. с. высоко реакционноспособны. Группа C=O способна восстанавливаться до спиртовой или метиленовой группы. Из-за наличия частичного положит. заряда на атоме С К. с. присоединяют разл. нуклеофилы, напр., амины, металлоорг. соед., вступают в реакции электроф. замещения в ароматич. кольце. Реакции с нуклеофилами часто сопровождаются дальнейшим отщеплением воды с образованием производных К. с., напр., 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 К. с. (кислотный катализ). Если группа C=O связана с гетероатомом, несущим неподеленную пару электронов, напр., в карбоновых кислотах и их производных, то реакции по этой группе с нуклеофилами могут затрудняться, а с электрофилами (кислотами) облегчаться. Благодаря подвижности атомов Н у соседнего с карбонильной группой атома С (α-С-атома) К. с. сравнительно легко, в особенности при катализе кислотами или основаниями, переходят в енольную форму Енолизация или образование енолят-аниона первая стадия мн. важных реакций К. с., где они выступают в качестве С-нуклеофильных реагентов. К таким реакциям относятся галогенирование по α-С-атому, альдольная и кретоновая конденсации, присоединение к активир. кратным связям (см Михаэля реакция) и др. К К. с. принадлежат мн. прир. вещества, выполняющие важные функции в живых организмах. Многие К. с. получают в промышленности гл. обр. оксосинтезом, окислением углеводородов, дегидрированием или окислит дегидрированием спиртов. К. с. широко применяют как полупродукты основного и тонкого орг синтеза, растворители, полимеры, лек. препараты и др.

М. Г. Виноградов

Источник: Химическая энциклопедия на Gufo.me