Carbonyl Compounds (Aldehydes & Ketones) Notes

कार्बोनिल यौगिक –

-       वे यौगिक, जिनमें >c=0 समूह होता है कार्बोनिल यौगिक कहलाते हैं।

        जैसे - 

  

कार्बोनिल यौगिकों का निर्माण –

-      एल्कॉहल के मंद ऑक्सीकरण

-       जॉनस अभिकर्मक (John's reagent) Þ (एसीटोन + CrO₃)

        1^o एल्कोहल ® एल्डिहाइड

        2^o एल्कोहल ® कीटोन

*     एल्कोहल का विहाइड्रोजनीकरण

एल्काईन के आंशिक जलयोजन

जैम डाइहैलाइड के क्षारीय जल अपघटन से –

अन्य उदाहरण –

कार्बोक्सिलिक अम्ल द्वारा (By Carboxylic Acid) –

-       दो काबोक्सिलिक अम्ल के यौगिक को MnO₂ की उपस्थिति में, 300°C ताप पर गर्म करने पर, उत्पाद के रूप में एल्डिहाइड प्राप्त होता है साथ ही CO₂ तथा H₂O भी प्राप्त होता है।

-       उपर्युक्त अभिक्रिया में फॉर्मिक अम्ल का उपयोग किया गया है।

        अन्य उदाहरण -

-       दो एसिटिक अम्ल के यौगिक को साथ में MnO₂ की उपस्थिति में गर्म करने पर, उत्पाद के रूप में एसीटोन (Acetone) प्राप्त होता है।

-      कार्बोक्सिलिक अम्ल के कैल्सियम लवण के शुष्क आसवन से

नोट-  

-      रोजोनमुण्ड अपचयन से केवल एल्डिहाइड का निर्माण होता है।

-      Pd अपचायक तथा BaSO₄, Pd की अपचायक सामर्थ्य को कम करता है।

-       यहाँ BaSO₄ उत्प्रेरक विष का कार्य करता है।

-       रोजेन मुण्ड अभिक्रिया द्वारा फार्मएल्डिहाइड नहीं बनाया जा सकता है क्योंकि HCOCl (फोर्मिल क्लोराइड) अस्थायी होता है।

स्टीफेन अपचयन -

-       कीटोन तथा 2° एल्कोहल की अभिक्रिया [(CH₃)­₃CO]₃ Al की उपस्थिति में कराने पर उत्पाद के रूप में कीटोन तथा एल्कोहल प्राप्त होगा।

ग्रीन्यार अभिकर्मक द्वारा –

कार्बोनिल यौगिकों के भौतिक गुणधर्म –

-       HCHO (फॉर्मेल्डिहाइड) को छोड़ कर अन्य सभी कार्बोनिल यौगिक द्रव अवस्था में उपस्थित होते हैं, जबकि HCHO कमरे के ताप पर गैस अवस्था में होते हैं।

-       HCHO के 40% विलयन को फार्मेलीन कहते हैं, जिसका उपयोग उत्तकों के परिरक्षण में किया जाता है।

-       निम्नतर सदस्य जल के साथ हाइड्रोजन बंध बनाने के कारण जल में विलेय होते है परन्तु अणुभार बढने के साथ जल में विलेयता कम होने लगती है।

कार्बोनिल यौगिकों के रासायनिक गुणधर्म

(A) नाभिक स्नेही योगात्मक अभिक्रिया

1.    कार्बोनिल यौगिकों की HCN के साथ अभिक्रिया –

-       सायनाइड के आंशिक जल अपघटन से अमाइड का निर्माण होता है।

-       NaHSO₃ का उपयोग कार्बोनिल यौगिकों के शुद्धिकरण में किया जाता है।

एल्कोहल के साथ अभिक्रिया –

कार्बोनिल यौगिक की NH₃ तथा NH₃ के व्युत्पन्न के साथ अभिक्रिया –

-       अभिक्रियाओं में योगात्मक विलोपन क्रियाविधि होती है।

कार्बोनिल यौगिकों की संघनन अभिक्रिया –

1     एल्डोल संघनन –

-       वे कार्बोनिल यौगिक, जिनमें a हाइड्रोजन होते हैं, वे एल्डोल संघनन देते हैं।

-       वे कार्बोनिल यौगिक, जिनमें a-Hydrogen होते हैं तनु क्षार की उपस्थिति में संघनित होकर β-hydroxy Carbonyl (β- हाइड्रॉक्सी कार्बोनिल यौगिक) बनाते हैं, जिसे एल्डोल कहते हैं।

-       एल्डोल अस्थायी होते हैं। अत: जल के अणु का विलोपन कर a, β असंतृप्त कार्बोनिल यौगिक बनाते हैं।

नोट -

-      यदि एल्डोल संघनन में समान कार्बोनिल यौगिक हो तो इसे साधारण एल्डोल संघनन कहते हैं, जिसमें एक उत्पाद प्राप्त होता है।

-      यदि दोनों कार्बोनिल यौगिक भिन्न हो तथा इनमें a-हाइड्रोजन हो तो चार उत्पाद प्राप्त होते हैं, जिसे मिश्रित एल्डोल संघनन (Cross aldol condensation) कहते हैं।

केनिजारो अभिक्रिया –

-       केनिजारो अभिक्रिया केवल एल्डिहाइड दर्शाते हैं।

-       वे एल्डिहाइड, जिनमें a-H नहीं होते हैं, केनिजारो अभिक्रिया देते हैं।

        उदाहरण -

-       a-H रहीत एल्डिहाइड, सान्द्र क्षार की उपस्थिति में कार्बोक्सिलिक अम्ल तथा एल्कोहल बनाते हैं।

-       यह एक असमानुपातन अभिक्रिया है, जिसमें एक अणु का ऑक्सीकरण, जबकि दूसरे अणु का अपचयन होता है।

नोट - यदि इस अभिक्रिया में दो भिन्न एल्डिहाइड लिए जाएं, तो वह एल्डिहाइड, जो अधिक क्रियाशील होता है, वह कार्बोक्सिलिक अम्ल में बदलता है, जबकि दूसरा एल्डिहाइड, एल्कोहल बनता है।

टिशेन्को अभिक्रिया (संशोधित केनिजारो अभिक्रिया) –

-       सभी एल्डिहाइड से अभिक्रिया दर्शाते हैं।

-       Aluminium ethoxide की उपस्थिति में दो aldehyde असमानुपातन द्वारा कार्बोक्सिलिक अम्ल तथा एल्कोहल बनाते हैं, जो आपस में अभिक्रिया करके एस्टर का निर्माण करते हैं।

ऑक्सीकरण –

-       अम्लीय KMnO4 ½K₂Cr₂O₇ की उपस्थिति में एल्डिहाइड ऑक्सीकरण द्वारा कार्बोक्सिलिक अम्ल बनाते हैं।

       

-       कीटोन का ऑक्सीकरण प्रबल ऑक्सीकारक जैसे Con.HNO₃ के द्वारा होता है।

 

-       असममित कीटोन का ऑक्सीकरण पोपार्फ नियम द्वारा होता है, जिसके अनुसार    समूह, उस alkyl (एल्कील) समूह के साथ जाता है, जिसमें कार्बन की संख्या कम होती है।

        उदाहरण -

-       एल्डिहाइड का ऑक्सीकरण सरलता से हो जाता है, इसलिए एल्डिहाइड अच्छे अपचायक होते हैं।

टॉलेन अभिकर्मक –

-       R–CHO + Ag₂O ® R–COOH+2Ag (रजत दर्पण)

-       एल्डिहाइड, टॉलेन अभिकर्मक के साथ अभिक्रिया कर रजत दर्पण बनाते हैं।

-      यह अभिक्रिया कीटोन नहीं देता है।

(ii) फेहलिंग अभिकर्मक –

-       नोट :- यदि यहाँ सोडियम पोटेशियम टार्टरेट के स्थान पर सोडियम पोटेशियम सायट्रेट का उपयोग किया जाता है, तो इसे बेनेडिक्ट विलयन कहते हैं।

(iii) शिफअभिकर्मक – रोजा एनिलीन हाइड्रोक्लोराइड में SO₂ प्रवाहित करने पर बैंगनी रंग विलुप्त हो जाता है, जो एल्डिहाइड की उपस्थिति में पुन: बैंगनी रंग देता है।

-      बेयर विलीगर ऑक्सीकरण – परअम्ल (Peracid) की उपस्थिति में एल्डिहाइड ऑक्सीकृत होकर कार्बोक्सिलिक अम्ल, जबकि कीटोन एस्टर (Ester) का निर्माण करते हैं, जिसे बेयर-विलिगर ऑक्सीकरण कहते हैं।

-       यह अभिक्रिया परअम्ल की उपस्थिति में होती है। जैसे - परबेंजॉइक अम्ल

अपचयन –

1.    LiAlH₄ ½NaBH₄ द्वारा अपचयन

-       एसीटोन का अपचयन होने पर, 2^o एल्कोहल प्राप्त होती है।

-       कीटोन का अपचयन करने से, 2^o एल्कोहल प्राप्त होती है।

-       एल्डिहाइड का अपचयन करने से 1^o एल्कोहल प्राप्त होती है।

        नोट - LiAlH₄ तथा NaBH₄ केवल  >C का अपचयन कर सकते हैं। C = C का अपचयन नहीं कर सकते हैं।

पिनेकॉल अपचयन (द्विअणुक अपचयन) –

-       जब एसीटोन को ड्राइ HCl (dry HCl) की उपस्थिति में गर्म किया जाता है, तो फॉरोन प्राप्त होगा।

-       जब एसीटोन को सान्द्र H₂SO₄ के साथ गर्म किया जाए तो मेसिटलीन (mesitylene) बनता है।