Получение альдегидов и кетонов: обзор — Органическая химия для олимпиад

Получение альдегидов и кетонов: обзор

8 заданий

Из спиртов, алкенов и алкинов

linkОпора

Карбонильные соединения получают реакциями, которые мы уже изучили: окислением спиртов (урок 208), озонолизом алкенов (урок 125) и гидратацией алкинов (урок 137). Соберём эти способы вместе и добавим к ним промышленные процессы. Выбор способа определяется тем, какое вещество доступно и где должна оказаться карбонильная группа.

Как получить карбонильное соединение из спирта, алкена или алкина

  1. Первичные спирты окисляют до альдегидов (PCC, по Сверну, периодинаном Десса — Мартина), вторичные — до кетонов (реактивом Джонса, PCC); это материал темы 17.
  2. Озонолиз алкенов с восстановительной обработкой (цинком или диметилсульфидом) даёт альдегиды и кетоны (тема 11).
  3. Концевой алкин по Кучерову гидратируется в метилкетон, а гидроборирование объёмным бораном с последующим окислением даёт альдегид.
  4. В промышленности этилен окисляют в ацетальдегид, а пропен — в ацетон кислородом в присутствии \(\ce{PdCl2}\) и \(\ce{CuCl2}\) (процесс Вакера); гидроформилирование превращает алкен, оксид углерода и водород в альдегид.
Реакция Кучерова: из пропина получается ацетон, из ацетилена — ацетальдегид
Реакция Кучерова: из пропина получается ацетон, из ацетилена — ацетальдегид

Примеры

1. Озонолиз циклоалкена. 1-Метилциклогексен при озонолизе с последующей обработкой цинком даёт 6-оксогептаналь: кольцо раскрывается, и на концах цепи оказываются альдегидная и кетонная группы.

Кольцо раскрывается в цепь с двумя карбонильными группами
Кольцо раскрывается в цепь с двумя карбонильными группами

2. Гекс-1-ин двумя способами. Гидратация по Кучерову даёт гексан-2-он, а гидроборирование дисиамилбораном с последующим окислением — гексаналь.

Ртуть направляет по правилу Марковникова, бор — против
Ртуть направляет по правилу Марковникова, бор — против

3. Гидроформилирование. Пропен с оксидом углерода и водородом на кобальтовом или родиевом катализаторе даёт бутаналь с примесью 2-метилпропаналя: \(\ce{CH3CH=CH2 + CO + H2 -> CH3CH2CH2CHO}\).

errorКонцевой алкин: по Кучерову — кетон, через бор — альдегид

Региохимия этих реакций противоположна: ртуть направляет присоединение по правилу Марковникова, а бор — против.

edit_noteПопробуйте сами

Что даст бут-1-ен в процессе Вакера?

expand_moreПоказать решение

Бутанон: атом кислорода присоединяется к более замещённому атому двойной связи.

Из кислот и их производных

Производные карбоновых кислот находятся на ступень окисления выше альдегидов (урок 199). Их можно восстановить, остановившись на альдегиде, или присоединить к ним углеродный нуклеофил и получить кетон. Главная трудность — не проскочить нужную ступень: альдегид восстанавливается легче, чем производное кислоты, а кетон активнее сложного эфира.

Как получить карбонильное соединение из производного кислоты

  1. Ацилхлорид восстанавливают до альдегида водородом на отравленном палладии (Pd на \(\ce{BaSO4}\), реакция Розенмунда) или три-трет-бутоксиалюмогидридом лития \(\ce{LiAlH(O-t-Bu)3}\).
  2. Сложный эфир восстанавливают до альдегида диизобутилалюминийгидридом (DIBAL-H) при −78 °C.
  3. Ацилхлорид с купратом \(\ce{R2CuLi}\) (или \(\ce{R2Cd}\)) даёт кетон; нитрил с реактивом Гриньяра после гидролиза тоже даёт кетон.
  4. При прокаливании кальциевых солей карбоновых кислот образуются кетоны: \(\ce{(RCOO)2Ca -> R2CO + CaCO3}\). Дикарбоновые кислоты при нагревании с \(\ce{ThO2}\) или \(\ce{Ba(OH)2}\) дают циклические кетоны.
  5. Ацилированием по Фриделю — Крафтсу получают арилкетоны (тема 16).
\[\ce{RCOCl ->[\ce{LiAlH(O-t-Bu)3}] RCHO}\]

Примеры

1. Альдегид из ацилхлорида. Гексаноилхлорид с три-трет-бутоксиалюмогидридом лития даёт гексаналь: этот мягкий гидрид не восстанавливает альдегид дальше.

Мягкий гидрид останавливается на альдегиде
Мягкий гидрид останавливается на альдегиде

2. Альдегид из сложного эфира. Этилбутаноат с DIBAL-H при −78 °C даёт бутаналь: \(\ce{C3H7COOC2H5 -> C3H7CHO}\).

3. Кетон из нитрила. Бензонитрил с метилмагнийбромидом после гидролиза даёт ацетофенон.

Нитрил и реактив Гриньяра дают кетон
Нитрил и реактив Гриньяра дают кетон

errorАльдегид из производного кислоты получают только мягким восстановителем

Алюмогидрид лития восстанавливает альдегид дальше, до спирта; нужны отравленный катализатор, \(\ce{LiAlH(O-t-Bu)3}\) или DIBAL-H на холоду.

edit_noteПопробуйте сами

Какой кетон получится при прокаливании ацетата кальция?

expand_moreПоказать решение

Ацетон: \(\ce{(CH3COO)2Ca -> (CH3)2CO + CaCO3}\).

push_pinГлавное

Альдегиды и кетоны получают окислением спиртов (первичный → альдегид мягкими реагентами, вторичный → кетон), озонолизом алкенов, гидратацией алкинов (Кучеров — кетон, гидроборирование концевого алкина — альдегид), промышленно — по Вакеру и гидроформилированием. Из производных кислот: ацилхлорид + \(\ce{H2}\) (Pd/\(\ce{BaSO4}\), Розенмунд) или \(\ce{LiAlH(O-t-Bu)3}\) → альдегид; сложный эфир + DIBAL-H (−78 °C) → альдегид; ацилхлорид + \(\ce{R2CuLi}\), нитрил + RMgX → кетон; пиролиз солей кислот → кетоны.

Закрепите теорию: 8 заданий с проверкой и подсказками, урок зачитывается от 70 %.

Органическая химия для олимпиад · репетитор-кузьмин.рф
© 2026. Курс органической химии для подготовки к региональному и заключительному этапам Всероссийской олимпиады школьников и к перечневым олимпиадам первого уровня.