Avval o‘rganing: Spirtlar va fenollar
Aldegid va ketonlar — molekulasida karbonil guruh >C=O bo‘lgan organik birikmalar (karbonil birikmalar). Aldegidda karbonil uglerodi kamida bitta vodorod atomi bilan bog‘langan (–CHO guruh), shuning uchun aldegidlar oson oksidlanadi va "kumush ko‘zgu" reaksiyasini beradi. Ketonda esa karbonil guruh ikki uglevodorod radikali orasida joylashgan, shuning uchun ketonlar yumshoq oksidlovchilarga chidamli. Formaldegid (uning suvli eritmasi — formalin) dezinfeksiya va smolalar ishlab chiqarishda, sirka aldegid — sirka kislota sintezida, aseton — eng keng tarqalgan erituvchi sifatida ishlatiladi. Bu mavzu spirtlar va karbon kislotalar orasidagi ko‘prik: spirt oksidlansa aldegid, aldegid oksidlansa kislota hosil bo‘ladi.
To‘yingan aldegid va ketonlarning umumiy formulasi CₙH₂ₙO; karbonil uglerodi sp² holatda, burchak 120°
Karbonil guruhdagi qo‘sh bog‘ bitta σ- va bitta π-bog‘dan iborat. Kislorod ugleroddan elektromanfiyroq, shuning uchun bog‘ kuchli qutblangan: Cᵟ⁺=Oᵟ⁻. Musbat zaryadlangan uglerod nukleofil (elektron juftli) zarrachalar hujumiga ochiq — karbonil birikmalarga nukleofil birikish reaksiyalari xos (alkenlarda esa elektrofil birikish).
Nomlanishi: IUPAC bo‘yicha aldegidlar alkan nomiga -al qo‘shimchasi, ketonlar -on qo‘shimchasi qo‘shib nomlanadi.
Aldegidlarda karbonil uglerodi doim 1-raqamni oladi, shuning uchun uning o‘rni ko‘rsatilmaydi; ketonlarda esa raqam yoziladi: pentanon-2, pentanon-3.
Aldegid va ketonlar o‘zaro sinflararo izomer: propanal va aseton — ikkalasi ham C₃H₆O. Ular to‘yinmagan spirtlar (masalan, CH₂=CH–CH₂OH) va sikloalkanollarga ham izomer. Aldegidlarda zanjir izomeriyasi C₄ dan, ketonlarda karbonil holati izomeriyasi C₅ dan boshlanadi.
Fizik xossalari: formaldegid — o‘tkir hidli gaz, uning taxminan 40 % li suvli eritmasi formalin deyiladi; etanal — juda uchuvchan suyuqlik (qaynash harorati 21 °C); aseton — o‘ziga xos hidli suyuqlik, suv bilan har qanday nisbatda aralashadi. Karbonil birikmalar molekulalari orasida vodorod bog‘ yo‘q, shuning uchun ular shu massadagi spirtlarga qaraganda pastroq haroratda qaynaydi; lekin qutbli bo‘lgani uchun alkanlardan yuqoriroq. Quyi a’zolar suvda yaxshi eriydi, chunki suv molekulalari bilan vodorod bog‘ hosil qiladi.
C₄H₈O tarkibli nechta karbonil birikma bor?
Qaytarilish (gidrogenlash, Ni yoki Pt, qizdirish): aldegid birlamchi spirtga, keton ikkilamchi spirtga aylanadi.
CH₃CHO + H₂ → C₂H₅OH; CH₃COCH₃ + H₂ → CH₃CH(OH)CH₃ (propanol-2)
Oksidlanish — aldegidlar uchun juda oson, chunki karbonil uglerodidagi vodorod hisobiga –CHO guruh –COOH ga aylanadi. Bu reaksiyalar aldegidlarga sifat reaksiyalardir:
"Kumush ko‘zgu": CH₃CHO + 2[Ag(NH₃)₂]OH → CH₃COONH₄ + 2Ag↓ + 3NH₃ + H₂O (soddalashtirilgan: CH₃CHO + Ag₂O → CH₃COOH + 2Ag↓)
Mis(II) gidroksid bilan: CH₃CHO + 2Cu(OH)₂ → CH₃COOH + Cu₂O↓ + 2H₂O (qizdirilganda ko‘k cho‘kma qizil-g‘isht rangga o‘tadi)
Har ikkala reaksiyada 1 mol aldegid guruhiga 2 mol Ag yoki 1 mol Cu₂O to‘g‘ri keladi. Ketonlar bu reaksiyalarni bermaydi va faqat qattiq oksidlovchilar ta’sirida uglerod zanjiri uzilib, kislotalar aralashmasini hosil qiladi.
Nukleofil birikishga yana bir misol — sianid kislotaning birikishi: CH₃CHO + HCN → CH₃CH(OH)CN (oksinitril). Bunda nukleofil CN⁻ musbat zaryadlangan karbonil uglerodiga hujum qiladi, vodorod esa kislorodga birikadi. Shu sababli uglerod zanjiri bitta atomga uzayadi.
Yonish: CH₃CHO kabi to‘yingan karbonil birikmalar yonganda n(CO₂) = n(H₂O): 2CH₃CHO + 5O₂ → 4CO₂ + 4H₂O.
4,4 g to‘yingan aldegid kumush ko‘zgu reaksiyasida 21,6 g kumush ajratdi. Aldegidni aniqlang.
Metanal molekulasida karbonil uglerodiga ikkita vodorod bog‘langan. Birinchi oksidlanishda chumoli kislota hosil bo‘ladi, u ham aldegid guruhini saqlaydi va oxirigacha CO₂ ga oksidlanadi:
HCHO + 2Ag₂O → CO₂ + H₂O + 4Ag↓ — 1 mol metanaldan 4 mol Ag
Metanal fenol bilan polikondensatsiyaga kirishib, fenolformaldegid smolalari (karbolit, bakelit) hosil qiladi; bunda suv ajralib chiqadi. Formalin biologik preparatlarni saqlashda, teri oshlashda, dezinfeksiyada ishlatiladi, lekin formaldegid zaharli. Metanal va ammiakdan urotropin olinadi. Sirka aldegid sirka kislota olishning asosiy xomashyosi.
Birlamchi spirtni oksidlash: C₂H₅OH + CuO → CH₃CHO + Cu + H₂O (qizdirilgan mis simi qorayib, keyin yana qizaradi)
Kucherov reaksiyasi: C₂H₂ + H₂O → CH₃CHO (Hg²⁺, H⁺)
Metanolni katalitik oksidlash: 2CH₃OH + O₂ → 2HCHO + 2H₂O (Cu yoki Ag, qizdirish)
Etilenni katalitik oksidlash (Vaker jarayoni, PdCl₂/CuCl₂): 2CH₂=CH₂ + O₂ → 2CH₃CHO
Aseton — propanol-2 ni oksidlash, propinni gidratlash yoki kumol usuli (fenol bilan birga)
Birlamchi spirtdan aldegid, ikkilamchi spirtdan keton olinadi; uchlamchi spirtlar bunday sharoitda oksidlanmaydi. Laboratoriyada spirtdan aldegid olishda u hosil bo‘lishi bilan haydab olinadi, aks holda u kislotagacha oksidlanib ketadi.
O‘rtacha molyar massasi 12 g/mol bo‘lgan formaldegid va H₂ aralashmasi katalizator ustidan o‘tkazildi, metanol hosil bo‘ldi. Yangi aralashmaning vodorodga nisbatan zichligi 8,4. Undagi H₂ ning mol ulushini toping.