Реакции присоединения по карбонильной группе

Присоединение большинства реагентов по двойной связи С=О происходит как ионная реакция по механизму нуклеофильного присоединения A_N (от англ. nucleophile addition).

1. Присоединение циановодородной (синильной) кислоты HCN:

Эта реакция используется для удлинения углеродной цепи,
а также для получения a-гидроксикислот R-CH(COOH)OH
по реакции: R-CH(CN)OH + H₂O ® R-CH(COOH)OH + NH₃

1. Присоединение спиртов с образованием полуацеталей (в присутствии кислоты или основания как катализатора):

Полуацетали - соединения, в которых атом углерода связан с гидроксильной и алкоксильной (-OR) группами.

Взаимодействие полуацеталя с еще одной молекулой спирта (в присутствии кислоты) приводит к замещениюполуацетального гидроксила на алкоксильную группу OR' и образованию ацеталя:

Ацетали - соединения, в которых атом углерода связан с двумя алкоксильными (-OR) группами.
Образование ацеталей из полуацеталей подобно реакции получения простых эфиров при межмолекулярной дегидратации спиртов (раздел 2.5.2.2, п.2).
Реакции карбонильных соединений со спиртами играют важную роль в химии углеводов

Присоединение реактива Гриньяра к альдегидам и кетонам

Присоединение R-MgHal к формальдегиду приводит к образованию первичных спиртов:

Из альдегидов получаются вторичные спирты:

В реакции с кетонами образуются третичные спирты:

Взаимодействие альдегидов и кетонов с аммиаком и его производными

Аммиак и его производные NH₂X реагируют с альдегидами и кетонами в две стадии. Сначала образуются продукты нуклеофильного присоединения, которые затем вследствие неустойчивости отщепляют воду. Поэтому данный процесс в целом классифицируют как реакциюприсоединения-отщепления.

При взаимодействии с аммиаком образуются имины:

Реакция альдегидов и кетонов с аммиаком может сопровождаться циклизацией продуктов присоединения. Например, взаимодействие аммиака с формальдегидом, как показал А.М. Бутлеров, приводит к образованию гексаметилентетрамина, известного как медицинский препарат уротропин:

Нитрование гексаметилентетрамина приводит к образованию сильного взрывчатого вещества "гексоген":

Карбоновые кислоты

Карбоновые кислоты - органические соединения, содержащие одну или несколько карбоксильных групп –СООН, связанных с углеводородным радикалом.

Карбоксильная группа содержит две функциональные группы - карбонил >С=О и гидроксил -OH, непосредственно связанные друг с другом: