Номер 8, страница 272 - гдз по химии 10 класс учебник Еремин, Кузьменко

8. Расположите перечисленные соединения в порядке увеличения содержания в них енольной формы: ацетальдегид, ацетон, дихлоруксусный альдегид.

Решение

Для решения этой задачи необходимо рассмотреть явление кето-енольной таутомерии для каждого из перечисленных соединений. Кето-енольная таутомерия — это процесс обратимого превращения карбонильного соединения (кето-форма) в его изомер, енол (ненасыщенный спирт). Положение равновесия в этой паре зависит от относительной стабильности кето- и енольной форм.

Стабильность енольной формы (и, соответственно, её содержание в равновесной смеси) увеличивается под влиянием следующих факторов:

• Наличие сильных электроноакцепторных групп у α-углеродного атома (атома, соседнего с карбонильной группой).
• Возможность образования сопряжённой системы двойных связей в енольной форме.
• Возможность образования внутримолекулярной водородной связи.

Рассмотрим каждое соединение в отдельности:

1. Ацетон (пропанон-2)

Равновесие для ацетона выглядит следующим образом:

$CH_3-C(=O)-CH_3 \rightleftharpoons CH_2=C(OH)-CH_3$

В молекуле ацетона две метильные группы являются электронодонорными заместителями (положительный индуктивный эффект, +I). Они стабилизируют кето-форму, делая её более выгодной. Поэтому равновесие сильно смещено влево, и содержание енольной формы очень низкое (около $1.7 \cdot 10^{-4}\%$).

2. Ацетальдегид (этаналь)

Равновесие для ацетальдегида:

$CH_3-C(=O)-H \rightleftharpoons CH_2=C(OH)-H$

В ацетальдегиде только одна метильная группа стабилизирует карбонильную группу. Кето-форма ацетальдегида менее стабильна по сравнению с кето-формой ацетона. Следовательно, содержание енольной формы у ацетальдегида будет выше, чем у ацетона (около $1.1 \cdot 10^{-3}\%$).

3. Дихлоруксусный альдегид (2,2-дихлорэтаналь)

Равновесие для дихлоруксусного альдегида:

$Cl_2CH-C(=O)-H \rightleftharpoons Cl_2C=C(OH)-H$

В этом соединении у α-углеродного атома находятся два атома хлора, которые являются сильными электроноакцепторными заместителями (сильный отрицательный индуктивный эффект, -I). Эти группы, во-первых, значительно повышают кислотность α-протона, облегчая его отщепление и образование енола. Во-вторых, они дестабилизируют кето-форму из-за электростатического отталкивания между электроотрицательным кислородом карбонильной группы и электроотрицательными атомами хлора. В-третьих, они стабилизируют образующуюся C=C двойную связь в енольной форме. Все эти факторы приводят к существенному смещению равновесия вправо и значительному увеличению содержания енольной формы по сравнению с ацетоном и ацетальдегидом.

Таким образом, сравнивая влияние заместителей на стабильность кето- и енольных форм, можно расположить соединения в порядке увеличения доли енола в равновесной смеси:

ацетон < ацетальдегид < дихлоруксусный альдегид

Ответ: ацетон, ацетальдегид, дихлоруксусный альдегид.