Особую группу карбонильных соединений составляют дикарбонильные соединения, которые могут проявлять особые свойства.
Структура и реакционная способность
Для органических соединений длина связи CO не варьируется в широких пределах и составляет 120 пикометров . Неорганические карбонилы имеют более короткие расстояния CO: CO 113; СО 2 , 116; и COCl 2 , 116 ч. [2]
Карбонильный углерод обычно электрофильен . Качественный порядок электрофильности: RCHO (альдегиды) > R 2 CO (кетоны) > RCO 2 R' (эфиры) > RCONH 2 (амиды). Различные нуклеофилы атакуют, разрывая двойную связь углерод-кислород .
Взаимодействия между карбонильными группами и другими заместителями были обнаружены при исследовании коллагена . [3] Заместители могут влиять на карбонильные группы путем присоединения или вычитания электронной плотности посредством сигма-связи . [4] Значения Δ H σ намного выше, когда заместители в карбонильной группе более электроотрицательны, чем углерод. [4]
Полярность связи C=O также увеличивает кислотность любых соседних связей CH. Из-за положительного заряда углерода и отрицательного заряда кислорода карбонильные группы подвержены присоединению и/или нуклеофильной атаке. Различные нуклеофилы атакуют, разрывая двойную связь углерод-кислород и приводя к реакциям присоединения-отщепления . Нуклеофильная реакционная способность часто пропорциональна основности нуклеофила, и по мере увеличения нуклеофильности стабильность карбонильного соединения снижается. [5] Значения pK a ацетальдегида и ацетона составляют 16,7 и 19 соответственно, [ 6]
Спектроскопия
Инфракрасная спектроскопия : двойная связь C=O поглощает инфракрасный свет с волновыми числами примерно 1600–1900 см -1 (от 5263 до 6250 нм). Точное место поглощения хорошо известно с точки зрения геометрии молекулы. Это поглощение известно как «карбонильное растяжение», если оно отображается в спектре инфракрасного поглощения. [7] Кроме того, ультрафиолетовые и видимые спектры пропанона в воде дают поглощение карбонила при 257 нм. [8]
Ядерный магнитный резонанс : двойная связь C=O демонстрирует различные резонансы в зависимости от окружающих атомов, обычно сдвиг в слабое поле. ЯМР 13 С карбонильного углерода находится в диапазоне 160–220 м.д. [9]
^ Сол Патай, изд. (1966). Карбонильная группа . Химия функциональных групп ПАТАИ. Том. 1. Джон Уайли и сыновья. дои : 10.1002/9780470771051. ISBN 9780470771051.Джейкоб Забицкий, изд. (1970). Карбонильная группа . Химия функциональных групп ПАТАИ. Том. 2. Джон Уайли и сыновья. дои : 10.1002/9780470771228. ISBN 9780470771228.
^ Г. Бертье, Ж. Серр (1966). «Общие и теоретические аспекты карбонильной группы». У Саула Патая (ред.). Карбонильная группа . Химия функциональных групп ПАТАИ. Том. 1. Джон Уайли и сыновья. стр. 1–77. дои : 10.1002/9780470771051.ch1. ISBN9780470771051.
^ Ньюберри, Роберт В.; Рейнс, Рональд Т. (15 августа 2017 г.). «Взаимодействие n→π*». Отчеты о химических исследованиях . 50 (8): 1838–1846. doi : 10.1021/acs.accounts.7b00121. ISSN 0001-4842. ПМЦ 5559721 . ПМИД 28735540.
^ аб Виберг, Кеннет Б. (1 ноября 1999 г.). «Взаимодействие карбонильных групп с заместителями». Отчеты о химических исследованиях . 32 (11): 922–929. дои : 10.1021/ar990008h. ISSN 0001-4842.
^ Линхард, Густав Э.; Дженкс, Уильям П. (сентябрь 1966 г.). «Присоединение тиола к карбонильной группе. Равновесия и кинетика1». Журнал Американского химического общества . 88 (17): 3982–3995. дои : 10.1021/ja00969a017. ISSN 0002-7863. ПМИД 5915153.
^ Уэллетт, Р.Дж. и Раун, Дж.Д. «Органическая химия», 1-е изд. Prentice-Hall, Inc., 1996: Нью-Джерси. ISBN 0-02-390171-3
^ Мэйо Д.В., Миллер Ф.А. и Ханна Р.В. «Курсовые заметки по интерпретации инфракрасных и рамановских спектров», 1-е изд. John Wiley & Sons Inc., 2004 г.: Нью-Джерси. ISBN 0-471-24823-1 .
^ «Архивная копия» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 24 августа 2015 г. Проверено 11 июля 2015 г.{{cite web}}: CS1 maint: архивная копия в заголовке ( ссылка )
^ "ЯМР-спектроскопия. ЯМР 13C" . Organicchemistrydata.org . 20 октября 2021 года. Архивировано из оригинала 6 января 2024 года . Проверено 6 января 2024 г.
дальнейшее чтение
Викискладе есть медиафайлы, связанные с карбонильной группой .
В Wikiquote есть цитаты, связанные с карбонильной группой .