Οι αλδεΰδες είναι μια κατηγορία οργανικών ενώσεων που περιέχουν μια ομάδα καρβονυλίου -ΣΝΗ ονομασία των αλδεΰδων προέρχεται από το όνομα των ριζών υδρογονανθράκων με την προσθήκη του επιθέματος -al.Ο γενικός τύπος των κορεσμένων αλδεϋδών είναι CnH2n + 1COH. Ονοματολογία και ισομέρεια

Η ονοματολογία αυτών των δύο ομάδων ενώσεων κατασκευάζεται διαφορετικά. Ασήμαντα ονόματα αλδεΰδωνσυσχετίστε τα με τα ασήμαντα ονόματα των οξέων στα οποία μετατρέπονται κατά την οξείδωση

Από κετόνεςμόνο μερικά έχουν ασήμαντα ονόματα (π.χ. ασετόν). Χρησιμοποιείται ευρέως για αυτούς ριζική λειτουργική ονοματολογία, στο οποίο δίνονται τα ονόματα των κετονών χρησιμοποιώντας τα ονόματα των ριζών που σχετίζονται με την καρβονυλ ομάδα. Σύμφωνα με την ονοματολογία IUPAC, ονόματα αλδεΰδωνπροέρχονται από το όνομα ενός υδρογονάνθρακα με τον ίδιο αριθμό ατόμων άνθρακα προσθέτοντας την κατάληξη –αλ.Για τις κετόνες, αυτή η ονοματολογία απαιτεί τέλος -Αυτός. Ο αριθμός υποδεικνύει τη θέση της λειτουργικής ομάδας στην κετονική αλυσίδα.

Χημική ένωση	Ονόματα σύμφωνα με ασήμαντες και ριζοσπαστικές λειτουργικές ονοματολογίες	Ονόματα IUPAC
	φορμαλδεΰδη; φορμαλδευγή	μεθανάλη
	οξική αλδείνη; οξική αλδείνη	αιθανάλη
	προπιοναλδεΰδη	αναλογικό
	βουτυραλδεΰδη	βουτανάλη
	ισοβουτυραλδεΰδη	μεθυλοπροπανάλη
	βαλεραλδεΰδη	πεντάλ
	ισοβαλεραλδεΰδη	3-μεθυλοβουτανάλη
	ακετόνη; διμεθυλοκετόνη	προπανόνη
	μεθυλαιθυλοκετόνη	βουτανόνη
	μεθυλοπροπυλοκετόνη	πεντανόνη-2
	μεθυλ ισοπροπυλ κετόνη	3-μεθυλοβουτανόνη-2

Ισομέρεια αλδεΰδων και κετονώναντικατοπτρίζεται πλήρως στην ονοματολογία και δεν χρειάζεται σχολιασμό. Οι αλδεΰδες και οι κετόνες με τον ίδιο αριθμό ατόμων άνθρακα είναι ισομερή. Για παράδειγμα:

Μέθοδοι παρασκευής – Οξείδωση ή καταλυτική αφυδρογόνωση πρωτοταγών αλκοολών σε αλδεΰδες, δευτεροταγών αλκοολών σε κετόνες. Αυτές οι αντιδράσεις έχουν ήδη αναφερθεί κατά την εξέταση των χημικών ιδιοτήτων των αλκοολών.

– Η πυρόλυση αλάτων ασβεστίου ή βαρίου των καρβοξυλικών οξέων, ένα από τα οποία είναι το άλας του μυρμηκικού οξέος, παράγει αλδεΰδες.

– Υδρόλυση geminal (υποκαταστάτες σε έναν άνθρακα ) διαλογονοαλκάνια

– Η ενυδάτωση του ακετυλενίου και των ομολόγων του συμβαίνει παρουσία θειικού υδραργύρου (αντίδραση Kucherov) ή πάνω από έναν ετερογενή καταλύτη

Φυσικές ιδιότητες.Η μυρμηκική αλδεΰδη είναι αέριο. Οι υπόλοιπες κατώτερες αλδεΰδες και κετόνες είναι υγρά που είναι ελάχιστα διαλυτά στο νερό. Οι αλδεΰδες έχουν μια αποπνικτική μυρωδιά. Οι κετόνες συνήθως μυρίζουν ωραία. 1. R. Οξείδωση Οι αλδεΰδες οξειδώνονται εύκολα σε καρβοξυλικά οξέα. Οι οξειδωτικοί παράγοντες μπορεί να είναι το υδροξείδιο του χαλκού (II), το οξείδιο του αργύρου, το οξυγόνο του αέρα:

Οι αρωματικές αλδεΰδες οξειδώνονται πιο δύσκολα από τις αλειφατικές. Οι κετόνες, όπως προαναφέρθηκε, είναι πιο δύσκολο να οξειδωθούν από τις αλδεΰδες. Η οξείδωση των κετονών πραγματοποιείται υπό σκληρές συνθήκες, παρουσία ισχυρών οξειδωτικών παραγόντων. Σχηματίζεται ως αποτέλεσμα ενός μείγματος καρβοξυλικών οξέων. Αυτό παράγει μεταλλικό ασήμι. Ένα διάλυμα οξειδίου του αργύρου παρασκευάζεται αμέσως πριν από το πείραμα:

Οι αλδεΰδες ανάγουν επίσης πρόσφατα παρασκευασμένο ανοιχτό μπλε διάλυμα αμμωνίας υδροξειδίου του χαλκού (ΙΙ) (αντιδραστήριο Fehling) σε κίτρινο υδροξείδιο του χαλκού (Ι), το οποίο αποσυντίθεται όταν θερμαίνεται για να απελευθερώσει ένα έντονο κόκκινο ίζημα οξειδίου του χαλκού (Ι). CH3-CH=O + 2Cu(OH)2 - CH3COOH+2CuOH+H2O 2CuOH->Cu2O+H2O

2. R. Προσχωρήσεις.Η υδρογόνωση είναι η προσθήκη υδρογόνου Οι καρβονυλικές ενώσεις ανάγεται σε αλκοόλες με υδρογόνο, υδρίδιο λιθίου αργιλίου και βοριοϋδρίδιο του νατρίου. Προστίθεται υδρογόνο μέσω του δεσμού C=O. Η αντίδραση είναι πιο δύσκολη από την υδρογόνωση των αλκενίων: απαιτεί θερμότητα, υψηλή πίεση και μεταλλικό καταλύτη (Pt,Ni

Τοποθέτηση προφοράς: ALDEHI`DY

ΑΛΔΕΥΔΕΣ - μια κατηγορία οργανικών ενώσεων με τον γενικό τύπο

όπου R είναι μια ρίζα υδρογονάνθρακα (υπόλειμμα). στον οργανισμό είναι ενδιάμεσα μεταβολικά προϊόντα.

Οι μεμονωμένοι εκπρόσωποι των αλδεΰδων λαμβάνουν συνήθως τα ονόματά τους από το οξύ που σχηματίζεται κατά την οξείδωσή τους (για παράδειγμα, οξικό οξύ - οξικό οξύ). Ανάλογα με τον τύπο της ρίζας, υπάρχουν κορεσμένα, ακόρεστα, αρωματικά, κυκλικά Α., κ.λπ. Εάν η ρίζα είναι υπόλειμμα αλκοόλης, καρβοξυλικό οξύ κ.λπ., σχηματίζονται αλκοόλες αλδεΰδης, οξέα αλδεΰδης και άλλες ενώσεις με μικτές λειτουργίες που έχουν χημικές ιδιότητες. ιδιότητες που είναι εγγενείς στην Α. και στις αντίστοιχες ομάδες R. Όταν αντικαθιστούμε το υδρογόνο της ομάδας αλδεΰδης με μια ρίζα υδρογονάνθρακα, παίρνουμε κετόνες(βλ.), δίνοντας πολλές αντιδράσεις παρόμοιες με τον Α.. Ένα από τα απλούστερα Α. είναι η οξική, ή ακεταλδεΰδη CH 3 - CHO, που μερικές φορές λαμβάνεται με αφυδρογόνωση αιθυλικής αλκοόλης σε θερμαινόμενο χαλκό.

Μια κοινή μέθοδος για τη λήψη αλουμινίου από υδρογονάνθρακες της σειράς ακετυλενίου είναι η προσθήκη νερού σε αυτούς παρουσία ενός καταλύτη, που ανακαλύφθηκε από τον M. G. Kucherov:

Αυτή η αντίδραση χρησιμοποιείται στη συνθετική παραγωγή οξικού οξέος. Οι αρωματικοί υδρογονάνθρακες λαμβάνονται συνήθως με την οξείδωση αρωματικών υδρογονανθράκων που έχουν μια πλευρική ομάδα μεθυλίου:

ή με τη δράση του μονοξειδίου του άνθρακα στους αντίστοιχους υδρογονάνθρακες παρουσία HCl και ενός καταλύτη.

Χαρακτηριστικά και χημεία ιδιότητες Α. Συνδέεται κυρίως με τις ιδιότητες και τους μετασχηματισμούς της ομάδας των αλδεΰδων. Έτσι, το απλούστερο του Α. είναι η μυρμηκική, ή φορμαλδεΰδη

η ομάδα αλδεΰδης συνδέεται με το υδρογόνο και είναι αέριο. κατώτερο Α. (π.χ. ακεταλδεΰδη) - υγρά με έντονη οσμή. Ανώτερο Α. είναι αδιάλυτα στο νερό στερεά.

Λόγω της παρουσίας μιας καρβονυλικής ομάδας και ενός κινητού ατόμου υδρογόνου, η Α. είναι από τις πιο δραστικές οργανικές ενώσεις. Οι περισσότερες από τις πολύπλευρες αντιδράσεις του Α. χαρακτηρίζονται από τη συμμετοχή μιας καρβονυλομάδας σε αυτές. Αυτές περιλαμβάνουν αντιδράσεις οξείδωσης, προσθήκη και αντικατάσταση οξυγόνου με άλλα άτομα και ρίζες.

Α. πολυμερίζονται και συμπυκνώνονται εύκολα (βλ. Αλδοσυμπύκνωση) κατά την επεξεργασία του Α. με αλκάλια ή οξέα, λαμβάνονται αλδόλες, για παράδειγμα:

Όταν το νερό αποβάλλεται, η αλδόλη μετατρέπεται σε κροτοναλδεΰδη

ικανό για περαιτέρω προσθήκη μορίων (με πολυμερισμό). Τα πολυμερή που λαμβάνονται ως αποτέλεσμα της συμπύκνωσης ονομάζονται συλλογικά ρητίνες αλδόλης.

Όταν μελετάτε βιολ. υποστρώματα (αίμα, ούρα κ.λπ.), η θετική επίδραση των αντιδράσεων που βασίζονται στην οξείδωση της ομάδας των αλδεΰδων δίνεται από το άθροισμα των αναγωγικών ουσιών. Επομένως, αυτές οι αντιδράσεις, αν και χρησιμοποιούνται για τον ποσοτικό προσδιορισμό του σακχάρου (γλυκόζης) σύμφωνα με τον Hagedorn-Jensen, καθώς και τα τεστ Nylander, Gaines, Benedict κ.λπ., δεν μπορούν να θεωρηθούν συγκεκριμένες.

Α. παίζουν σημαντικό ρόλο στη βιολ. διεργασίες, ειδικότερα, οι βιογενείς αμίνες παρουσία ενζύμων αμινοοξειδάσης μετατρέπονται σε αμινοξέα, ακολουθούμενη από την οξείδωσή τους σε λιπαρά οξέα.

Α. Οι ρίζες των ανώτερων λιπαρών οξέων αποτελούν μέρος των μορίων πλασμαγόνα(εκ.). Οι φυτικοί οργανισμοί στις διαδικασίες της φωτοσύνθεσης χρησιμοποιούν μυρμηκικό Α για να αφομοιώσουν τον άνθρακα Τα αιθέρια έλαια που παράγονται από τα φυτά αποτελούνται κυρίως από κυκλικό ακόρεστο Α. (γλυκάνισο, κανέλα, βανιλίνη κ.λπ.).

Κατά τη διάρκεια της αλκοολικής ζύμωσης, υπό τη δράση του ενζύμου καρβοξυλάση ζυμομύκητα, λαμβάνει χώρα αποκαρβοξυλίωση του πυροσταφυλικού οξέος με το σχηματισμό οξικού οξέος, το οποίο μετατρέπεται με αναγωγή σε αιθυλική αλκοόλη.

Α. χρησιμοποιούνται ευρέως στη σύνθεση πολλών οργανικών ενώσεων. Στο μέλι στην πράξη χρησιμοποιούνται απευθείας από τον Α. (βλ Φορμαλίνη, Παραλδεΰδη, Κιτράλη), και συνθετικά παράγωγα που λαμβάνονται από το Α., για παράδειγμα, μεθεναμίνη (βλ. Εξαμεθυλενοτετραμίνη), ένυδρη χλωράλη (βλ.) κ.λπ.

δείτε επίσης Μυρμηκική αλδεΰδη. Οξική αλδείνη.

Οι αλδεΰδες ως επαγγελματικός κίνδυνος. Α. χρησιμοποιούνται ευρέως στη βιομηχανική παραγωγή συνθετικών ρητινών και πλαστικών, στις βιομηχανίες βαφής και κλωστοϋφαντουργίας βανίλιας, στη βιομηχανία τροφίμων και στην αρωματοποιία. Χρησιμοποιείται φορμαλδεΰδη κεφ. αρ. στην παραγωγή πλαστικών και τεχνητών ρητινών, στη βιομηχανία δέρματος και γούνας κ.λπ. ακρολεΐνη - σε όλες τις διαδικασίες παραγωγής όπου θερμαίνονται τα λίπη t° 170° (χυτήρια - ξήρανση ράβδων σταθεροποιημένων λαδιών, ηλεκτροβιομηχανία, ελαιουργεία και παραγωγή λαρδιού κ.λπ.). Για περισσότερες λεπτομέρειες, ανατρέξτε στα άρθρα αφιερωμένα στο άτομο Α.

Όλα τα Α., ειδικά τα κατώτερα, έχουν έντονο τοξικό αποτέλεσμα.

Α. ερεθίζουν τους βλεννογόνους των ματιών και την ανώτερη αναπνευστική οδό. Από τη φύση της γενικής τοξικής τους δράσης, τα Α. είναι φάρμακα, αλλά η ναρκωτική τους δράση είναι σημαντικά κατώτερη από την ερεθιστική. Ο βαθμός σοβαρότητας της δηλητηρίασης καθορίζεται, μαζί με το μέγεθος της αποτελεσματικής συγκέντρωσης, επίσης από τη φύση της ρίζας και, κατά συνέπεια, από μια αλλαγή στη φυσικοχημική. ιδιότητες του Α.: το κατώτερο Α. (υψηλά διαλυτές και πολύ πτητικές ουσίες) έχουν έντονη ερεθιστική επίδραση στα ανώτερα μέρη των αναπνευστικών οργάνων και σχετικά λιγότερο έντονη ναρκωτική δράση. καθώς αυξάνεται το μήκος της αλυσίδας υδρογονάνθρακα της ρίζας, η διαλυτότητα και η πτητικότητα της ρίζας μειώνονται, με αποτέλεσμα να μειώνεται το ερεθιστικό και να μην αυξάνεται η ναρκωτική δράση. η ερεθιστική δράση των ακόρεστων Α. είναι ισχυρότερη από αυτή των περιοριστικών.

Ο μηχανισμός τοξικής δράσης του Α. σχετίζεται με την υψηλή αντιδραστικότητα της καρβονυλικής ομάδας του Α., άκρες, αλληλεπιδρώντας με πρωτεΐνες ιστού, προκαλεί πρωτογενές ερεθιστικό αποτέλεσμα, αντανακλαστικές αντιδράσεις γ. n. σελ., δυστροφικές αλλαγές στα εσωτερικά όργανα, κ.λπ. Επιπλέον, όταν εισέρχεται στο σώμα, ο Α. υφίσταται διάφορους βιοχημικούς μετασχηματισμούς. Στην περίπτωση αυτή, η τοξική επίδραση στον οργανισμό δεν ασκείται πλέον από τα ίδια τα αμινοξέα, αλλά από τα προϊόντα των μετασχηματισμών τους. Οι Α. εκκρίνονται αργά από το σώμα και είναι σε θέση να συσσωρεύονται, γεγονός που εξηγεί την ανάπτυξη του χρόνιου. δηλητηριάσεις, οι κύριες εκδηλώσεις των οποίων παρατηρούνται κυρίως με τη μορφή παθολογικών αλλαγών στο αναπνευστικό σύστημα.

Πρώτες βοήθειες για δηλητηρίαση από αλδεΰδη. Μεταφέρετε το θύμα στον καθαρό αέρα. Ξεπλύνετε τα μάτια με αλκαλικό διάλυμα 2%. Εισπνοές αλκαλικών και λαδιών. Σε περίπτωση ασφυξίας εισπνεύστε οξυγόνο. Σύμφωνα με ενδείξεις, φάρμακα που διεγείρουν την καρδιακή δραστηριότητα και την αναπνοή, ηρεμιστικά (βρωμίδια, βαλεριάνα). Για επώδυνο βήχα - μουστάρδα, κύπελλα, σκευάσματα κωδεΐνης. Σε περίπτωση δηλητηρίασης από το στόμα - πλύση στομάχου, από του στόματος διάλυμα διττανθρακικού νατρίου 3%, ωμά αυγά, πρωτεϊνικό νερό, γάλα, αλατούχο καθαρτικό. Σε περίπτωση επαφής με το δέρμα, πλύνετε με νερό ή 5% αμμωνία.

Δείτε επίσης άρθρα για μεμονωμένες αλδεΰδες.

Πρόληψη. Σφράγιση και αυτοματοποίηση παραγωγικών διαδικασιών. Εξαερισμός χώρων (βλ. Εξαερισμός). Χρήση ατομικού προστατευτικού εξοπλισμού, π.χ. μάσκα αερίου φίλτρου μάρκας "A" (βλ. Μάσκες αερίων), ρούχα εργασίας (βλ. Πανί) και τα λοιπά.

Μέγιστες επιτρεπόμενες συγκεντρώσειςστην ατμόσφαιρα των βιομηχανικών χώρων: για ακρολεΐνη - 0,7 mg/m 3, για ακεταλδεΰδη, βουτυραλδεΰδη και προπονεαλδεΰδη - 5 mg/m 3, για φορμαλδεΰδη και κρότονα Α. - 0,5 mg/m 3 .

Προσδιορισμός αλδεΰδων. Όλα τα Α. προσδιορίζονται συνολικά με τη μέθοδο διθειώδους με δέσμευση με όξινο θειικό νάτριο ή χρωματομετρικά με διοξείδιο του φουξ θείου. Αναπτύχθηκε μια πολογραφική μέθοδος (Petrova-Yakovtsevskaya) και μια φασματοφωτομετρική μέθοδος (Weksler).

δείτε επίσης Δηλητηρίαση, Βιομηχανικά δηλητήρια.

Βιβλιογραφία: Bauer K. G. Ανάλυση οργανικών ενώσεων, trans. from German, Μ., 1953; Nesmeyanov A.N. Και Nesmeyanov N. A. Οι απαρχές της οργανικής χημείας, βιβλίο. 1-2, Μ., 1969-1970.

Εργασιακοί κινδύνοι - Amirkhanova G. F.. Και Latypova Z. V. Πειραματική αιτιολόγηση της μέγιστης επιτρεπόμενης συγκέντρωσης ακεταλδεΰδης στο νερό των ταμιευτήρων, στο βιβλίο: Prom. μολυσμένος ταμιευτήρες, εκδ. S. N. Cherkinsky, V. 9, σελ. 137, Μ., 1969, βιβλιογρ.; Bykhovskaya M. S.., Ginzburg S. L. Και Khalizova O. D. Μέθοδοι προσδιορισμού επιβλαβών ουσιών στον αέρα, σελ. 481, Μ., 1966; Wang Wen-yan, Materials on the toxicology of fatty aldehydes, στο βιβλίο: Materials on toxicol. ουσίες που χρησιμοποιούνται στην παραγωγή. πλαστική ύλη μαζική και συνθετική λάστιχα, εκδ. N.V. Lazarev and I.D. Gadaskina, σελ. 42, L., 1957, βιβλιογρ.; Επιβλαβείς ουσίες στη βιομηχανία, εκδ. N.V. Lazareva, τ. 1, σελ. 375, L., 1971, βιβλιογρ.; Γκούρβιτς Σ. Σ. Και Σεργκέεβα Τ.Ι. Προσδιορισμός μικρών ποσοτήτων αλδεΰδων στον αέρα των βιομηχανικών χώρων με τη μέθοδο της παραγώγου πολαρογραφίας, Gig. εργατικός και καθ. zabolev., No. 9, p. 44, 1960; Trofimov L. V. Συγκριτικά τοξικά αποτελέσματα κρότωνα και βουτυραλδεΰδων, ό.π., Αρ. 9, σελ. 34, 1962, βιβλιογρ.; Τσάι Λ. Μ. Για το ζήτημα των μετασχηματισμών της ακεταλδεΰδης στο σώμα, ό.π., Αρ. 12, σελ. 33, 1962, βιβλιογρ.; Εννέα Σ. Ν. ΕΝΑ. Ο. Μελέτες για την τοξικότητα της γλυκιδικής αλδεΰδης, Arch, περιβάλλον. Hlth, v. 2, σελ. 23, 1961, βιβλιογρ.; Γιουνγκ Φ. u. Όνεν Κ. Bindung und Wirkungen des Formaldehyds an Erythrocyten, Naunyn-Schmiedeberg's Arch. exp. Path. Pharmak., Bd 224, S. 179, 1955; Nova H. ένα. Touraine R. G. Asthme au formol, Αρχ. Mai. καθ., τ. 18, σελ. 293, 1957; Skоg E. Μια λεξικολογική έρευνα κατώτερων αλειφατικών αλδεϋδών, Actapharmacol. (Kbh.), v. 6, σελ. 299, 1950, βιβλιογρ.

B.V. Kulibakin; N.K. Kulagina (καθ.).

Πηγές:

1. Μεγάλη ιατρική εγκυκλοπαίδεια. Τόμος 1/Αρχισυντάκτης Academician B.V. Petrovsky; εκδοτικός οίκος "Σοβιετική Εγκυκλοπαίδεια" Μόσχα, 1974.- 576 σελ.

ΕΝΩΣΕΙΣ ΠΟΥ ΠΕΡΙΕΧΟΥΝ ΟΞΥΓΟΝΟ

ΕΝΩΣΕΙΣ ΚΑΡΒΟΝΥΛΙΟΥ
ΑΛΔΕΪΔΕΣ ΚΑΙ

Οργανικές ενώσεις των οποίων τα μόρια περιέχουν μια ομάδα καρβονυλίου, ονομάζονται καρβονυλικές ενώσεις. Ανάλογα με τη φύση των υποκαταστατών που σχετίζονται με την καρβονυλ ομάδα, οι καρβονυλικές ενώσεις χωρίζονται σε αλδεΰδες, κετόνες, καρβοξυλικά οξέα και τα λειτουργικά τους παράγωγα.

ΑΛΔΕΪΔΕΣ

Οι αλδεΰδες είναι οργανικές ενώσεις που περιέχουν μια ομάδα καρβονυλίου στην οποία ένα άτομο άνθρακα είναι συνδεδεμένο με μια ρίζα και ένα άτομο υδρογόνου, δηλαδή τον γενικό τύπο των αλδεΰδων. Η εξαίρεση είναι η μυρμηκική αλδεΰδη, στην οποία, όπως φαίνεται,R= H.

Ισομέρεια

Οι αλδεΰδες χαρακτηρίζονται από ισομέρεια της ρίζας υδρογονάνθρακα, η οποία μπορεί να έχει είτε κανονική (μη διακλαδισμένη) αλυσίδα ή διακλαδισμένη, καθώς και διακλαδική ισομέρεια με κετόνες.Για παράδειγμα ,

Παραλαβή

1. Οι πιο συχνά χρησιμοποιούμενες μέθοδοι για την παραγωγή αλδεϋδών είναι η οξείδωση και η καταλυτική αφυδρογόνωση των πρωτοταγών αλκοολών.

ένα) Οξείδωση πρωτοταγών αλκοολών.
Όπως φαίνεται, η περαιτέρω οξείδωση παράγει οξέα. Αυτές οι αντιδράσεις είχαν ήδη δοθεί κατά την εξέταση των χημικών ιδιοτήτων των αλκοολών.

σι) Αφυδρογόνωση πρωτοταγών αλκοολών. Η αντίδραση πραγματοποιείται με διοχέτευση ατμού αλκοόλης που θερμαίνεται στους 200-300°C° Με καταλύτη, που χρησιμοποιεί χαλκό, νικέλιο, κοβάλτιο κ.λπ.

2. Έχει αναπτυχθεί μια μέθοδος για την παραγωγή ακεταλδεΰδης με οξείδωση αιθυλενίου με ατμοσφαιρικό οξυγόνο παρουσία αλάτων χαλκού και παλλαδίου.

3. Η ακεταλδεΰδη λαμβάνεται με ενυδάτωση ακετυλενίου χρησιμοποιώντας την αντίδραση Kucherov.

Η αντίδραση του Kucherov έχει ήδη εξεταστεί λεπτομερώς κατά τη μελέτη των χημικών ιδιοτήτων των υδρογονανθράκων ακετυλενίου.

4. Οι αλδεΰδες λαμβάνονται με υδρόλυση των παραγώγων διαλογόνων των υδρογονανθράκων, αλλά μόνο εκείνων στα οποία και τα δύο άτομα αλογόνου βρίσκονται σε ένα από τα τερματικά άτομα άνθρακα.

Όταν το νερό δρα σε ένα διαλογονοαλκύλιο σε αλκαλικό ή όξινο περιβάλλον, η αντίδραση υδρόλυσης του περνά από το στάδιο σχηματισμού μιας διυδρικής αλκοόλης που περιέχει δύο υδροξυλομάδες σε ένα άτομο άνθρακα.
Λόγω της αστάθειάς τους, τέτοιες αλκοόλες χάνουν νερό τη στιγμή του σχηματισμού και σχηματίζουν αλδεΰδες.

Φυσικές ιδιότητες

Η απλούστερη αλδεΰδη είναιμυρμηκικός - ένα αέριο με πολύ έντονη οσμή. Άλλες κατώτερες αλδεΰδες είναι υγρά που είναι πολύ διαλυτά στο νερό. Οι αλδεΰδες έχουν μια αποπνικτική μυρωδιά, η οποία, όταν αραιώνεται επανειλημμένα, γίνεται ευχάριστη, θυμίζοντας τη μυρωδιά του φρούτου. Οι αλδεΰδες βράζουν σε χαμηλότερη θερμοκρασία από τις αλκοόλες με τον ίδιο αριθμό ατόμων άνθρακα. Αυτόντο λόγω της έλλειψης δεσμών υδρογόνου στις αλδεΰδες. Ταυτόχρονα, το σημείο βρασμού των αλδεΰδων είναι υψηλότερο από αυτό των υδρογονανθράκων που αντιστοιχεί σε μοριακό βάρος, γεγονός που οφείλεται στην υψηλή πολικότητα των αλδεΰδων.
Οι φυσικές ιδιότητες ορισμένων αλδεΰδων παρουσιάζονται στον πίνακα.

Τραπέζι . Φυσικές ιδιότητες ορισμένων αλδεΰδων

Χημικές ιδιότητες

Οι αλδεΰδες χαρακτηρίζονται από υψηλή αντιδραστικότητα. Οι περισσότερες από τις αντιδράσεις τους οφείλονται στην παρουσία μιας καρβονυλικής ομάδας. Το άτομο άνθρακα στην ομάδα καρβονυλίου βρίσκεται στην κατάσταση sp 2 - υβριδισμός και σχηματίζει τρίαμικρό - συνδέσεις (μία από αυτές είναι η επικοινωνία C–O ), τα οποία βρίσκονται στο ίδιο επίπεδο υπό γωνία 120° μεταξύ τους.

Σχήμα δομής της καρβονυλομάδας

Ο διπλός δεσμός της ομάδας καρβονυλίου είναι παρόμοιος στη φυσική φύση με τον διπλό δεσμό μεταξύ ατόμων άνθρακα, δηλαδή αυτός ο συνδυασμός s- και p - δεσμούς, ο τελευταίος από τους οποίους σχηματίζεται από p-ηλεκτρόνια ατόμων άνθρακα και οξυγόνου. Λόγω της μεγαλύτερης ηλεκτραρνητικότητας του ατόμου οξυγόνου σε σύγκριση με το άτομο άνθρακα, ο δεσμός C=O εξαιρετικά πολωμένο λόγω της μετατόπισης της πυκνότητας ηλεκτρονίωνΠ - δεσμούς με το άτομο οξυγόνου, ως αποτέλεσμα των οποίων ένα μερικό αρνητικό (δ - ) και στο άτομο άνθρακα – μερικώς θετικό (δ + ) χρεώσεις: .

Λόγω της πόλωσης, το άτομο άνθρακα της ομάδας καρβονυλίου έχει ηλεκτροφιλικές ιδιότητες και είναι σε θέση να αντιδρά με πυρηνόφιλα αντιδραστήρια. Οι πιο σημαντικές αντιδράσεις των αλδεΰδων είναι οι πυρηνόφιλες αντιδράσεις προσθήκης στον διπλό δεσμό της καρβονυλικής ομάδας.

1. Μία από τις τυπικές αντιδράσεις πυρηνόφιλης προσθήκης αλδεΰδωνείναι προσθήκη υδροκυανικού οξέος, που οδηγεί στο σχηματισμόα - οξυνιτρίλια.

Αυτή η αντίδραση χρησιμοποιείται για την επιμήκυνση της ανθρακικής αλυσίδας και την παραγωγήα - υδροξυοξέα.

2. Προσθήκη υδροθειώδους νατρίουδίνει κρυσταλλικές ουσίες, που συνήθως ονομάζονται υδροθειώδη παράγωγα αλδεΰδων.

Τα αναφερόμενα παράγωγα υδρολύονται εύκολα σε οποιοδήποτε περιβάλλον, οδηγώντας στην αρχική καρβονυλική ένωση. Έτσι, όταν ένα υδροθειώδες παράγωγο της ακεταλδεΰδης θερμαίνεται με διάλυμα σόδας, σχηματίζεται η ίδια η ακεταλδεΰδη.

Αυτή η ιδιότητα χρησιμοποιείται για τον καθαρισμό των αλδεΰδων και την απομόνωσή τους από μείγματα.

3. Προσθήκη αλκοολώνσε αλδεΰδες οδηγεί στο σχηματισμό ημιακεταλών - ενώσεωνστην οποία το άτομο άνθρακα είναι συνδεδεμένο και με το υδροξύλιο (–ΟΗ) και το αλκοξυ (–Ο R ) σε ΟΜΑΔΕΣ.

Όταν οι ημιακετάλες υποβάλλονται σε επεξεργασία με περίσσεια αλκοόλης σε όξινο περιβάλλον, σχηματίζονται ακετάλες - ενώσεις στις οποίες το άτομο άνθρακα συνδέεται με δύο αλκοξυ ομάδες (η αντίδραση θυμίζει τη σύνθεση αιθέρων από αλκοόλες).

Σε αντίθεση με τους αιθέρες, οι ακετάλες υδρολύονται από οξέα για να σχηματίσουν αλκοόλη και αλδεΰδη.

4. Προσθήκη υδρογόνουστις αλδεΰδες πραγματοποιείται παρουσία καταλυτών ( Ni, Co, Pd κ.λπ.) και οδηγεί στον σχηματισμό πρωτογενών αλκοολών.

Το υδρίδιο λιθίου αργιλίου χρησιμοποιείται όλο και περισσότερο ως αναγωγικός παράγοντας. LiAlH4 και βοροϋδρίδιο του νατρίου NaBH4.
Εκτός από τις αντιδράσεις προσθήκης στην ομάδα καρβονυλίου, οι αλδεΰδες χαρακτηρίζονται επίσης από αντιδράσεις οξείδωσης.

5. Οξείδωση . Οι αλδεΰδες οξειδώνονται εύκολα για να σχηματίσουν τα αντίστοιχα καρβοξυλικά οξέα.

ένα) διάλυμα αμμωνίας οξειδίου του αργύρου[Ag(NH3)2]ΟΗ όταν θερμαίνεται με αλδεΰδες, οξειδώνει την αλδεΰδη σε οξύ (με τη μορφή του άλατος αμμωνίου της) για να σχηματίσει ελεύθερο μεταλλικό άργυρο. Ο ανηγμένος άργυρος τοποθετείται σε ένα λεπτό στρώμα στα τοιχώματα του χημικού δοχείου στο οποίο διεξάγεται η αντίδραση και λαμβάνεται ένας ασημένιος καθρέφτης. Αυτή η αντίδραση, που ονομάζεται επομένως «ασημένιος καθρέφτης», χρησιμεύει ως ποιοτική αντίδραση στις αλδεΰδες.

σι) Μια άλλη χαρακτηριστική αντίδραση είναι η οξείδωση των αλδεΰδων με υδροξείδιο του χαλκού ( II).

Όταν το μπλε υδροξείδιο του χαλκού θερμαίνεται ( II ) με διάλυμα ακεταλδεΰδης, κόκκινο ίζημα οξειδίου του χαλκού (Εγώ ). Σε αυτή την περίπτωση, η ακεταλδεΰδη οξειδώνεται σε οξικό οξύ και ο χαλκός με κατάσταση οξείδωσης +2 ανάγεται σε χαλκό με κατάσταση οξείδωσης +1. Η φορμική αλδεΰδη (φορμαλδεΰδη) κατέχει ιδιαίτερη θέση μεταξύ των αλδεΰδων. Λόγω της απουσίας μιας ρίζας στη μυρμηκική αλδεΰδη, έχει ορισμένες συγκεκριμένες ιδιότητες. Η φορμαλδεΰδη οξειδώνεται, για παράδειγμα, σε διοξείδιο του άνθρακα CO 2 .
Η φορμαλδεΰδη πολυμερίζεται εύκολα για να σχηματίσει κυκλικά και γραμμικά πολυμερή. Έτσι, σε όξινο περιβάλλον σχηματίζει ένα κυκλικό τριμερές - τριοξυμεθυλένιο.

Η ξηρή αέρια φορμαλδεΰδη παρουσία καταλυτών σχηματίζει πολυφορμαλδεΰδη υψηλού μοριακού βάρους. Ο πολυμερισμός της φορμαλδεΰδης μοιάζει με τον πολυμερισμό των αλκενίων.

Σε υδατικά διαλύματα, η φορμαλδεΰδη σχηματίζει ένα πολυμερές που ονομάζεται παραμορφικό.

n CH 2 = O + H 2 O ® HOCH 2 ( OCH 2 ) n-2 OCH 2 OH
(παράμορφο)

Ιδιαίτερη πρακτική σημασία έχει η αντίδραση πολυσυμπύκνωσης φορμαλδεΰδης με φαινόλη για να σχηματιστούν ρητίνες φαινόλης-φορμαλδεΰδης. Όταν αλκαλικοί ή όξινοι καταλύτες δρουν σε ένα μείγμα φαινόλης και φορμαλδεΰδης, εμφανίζεται συμπύκνωση στις θέσεις ορθο και παρά.

Η ανάπτυξη του μορίου λόγω της συμπύκνωσης της φαινόλης με τη φορμαλδεΰδη συμβαίνει σε κανονική θερμοκρασία στη γραμμική κατεύθυνση.

και τα λοιπά.
Συνολικά, η αντίδραση πολυσυμπύκνωσης της φαινόλης με τη φορμαλδεΰδη μπορεί να απεικονιστεί ως εξής:

Οι ρητίνες φαινόλης-φορμαλδεΰδης είναι οι πρωτόγονες βιομηχανικές συνθετικές ρητίνες· η παραγωγή τους με το όνομα «Βακελίτης» ξεκίνησε για πρώτη φορά το 1909. Οι ρητίνες φαινόλης-φορμαλδεΰδης χρησιμοποιούνται για την παραγωγή διαφόρων πλαστικών. Όταν συνδυάζονται με διάφορα πληρωτικά, τέτοια πλαστικά ονομάζονται φαινολικά. Επιπλέον, οι ρητίνες φαινόλης-φορμαλδεΰδης χρησιμοποιούνται για την κατασκευή διαφόρων συγκολλητικών και βερνικιών, θερμομονωτικών υλικών, ξυλοπλαστικών, καλουπιών χύτευσης κ.λπ.

Εφαρμογή

Πολλά έχουν ήδη αναφερθεί για τη χρήση της φορμαλδεΰδης. Επιπλέον, χρησιμοποιείται για την παραγωγή ρητινών ουρίας με αντίδραση με ουρία, με βάση την οποία παράγονται πλαστικά απαραίτητα για τις ανάγκες της ηλεκτροτεχνίας. Διαλύματα φορμαλδεΰδης (φορμαλίνη) χρησιμοποιούνται στη βιομηχανία βυρσοδεψίας για τη βυρσοδεψία δέρματος, για την απολύμανση αποθηκών δημητριακών και λαχανικών, θερμοκηπίων, εστιών, για την επεξεργασία σπόρων πριν από τη σπορά, για την αποθήκευση ανατομικών σκευασμάτων, καθώς και για την παραγωγή ορισμένων φαρμάκων.
Η ακεταλδεΰδη είναι η πρώτη ύλη για τη βιομηχανική παραγωγή οξικού οξέος, οξικού ανυδρίτη, αιθυλικής αλκοόλης, οξικού αιθυλεστέρα και άλλων πολύτιμων προϊόντων, και όταν συμπυκνώνεται με αμίνες και φαινόλες, διάφορες συνθετικές ρητίνες.

ΚΕΤΟΝΕΣ

Οι κετόνες είναι ενώσεις στις οποίες μια ομάδα καρβονυλίου συνδέεται με δύο ρίζες υδρογονάνθρακα. Γενικός τύπος κετονών, όπου ο Ρ μπορεί να συμπίπτει με R".

Ισομέρεια

Οι κετόνες χαρακτηρίζονται από ισομέρεια των ριζών υδρογονάνθρακα, ισομέρεια της θέσης της καρβονυλικής ομάδας και διακλαδική ισομέρεια με αλδεΰδες.

Παραλαβή

Σχεδόν όλες οι μέθοδοι παρασκευής που δόθηκαν προηγουμένως για τις αλδεΰδες (βλέπε " ") ισχύουν επίσης για τις κετόνες.

1. Οξείδωση δευτεροταγών αλκοολών.

2. Αφυδρογόνωση δευτεροταγών αλκοολών.

3. Ενυδάτωση ομολόγων ακετυλενίου (αντίδραση Kucherov).

4. Υδρόλυση διαλογονωμένων υδρογονανθράκωνπου περιέχει και τα δύο άτομα αλογόνου σε ένα από τα μεσαία άτομα άνθρακα στην αλυσίδα.

5. Οι κετόνες λαμβάνονται επίσης με πυρόλυση αλάτων ασβεστίου των καρβοξυλικών οξέων όταν θερμαίνονται.Ο
II
CH3–C
Εγώ
Ο

Φυσικές ιδιότητες

Οι κατώτερες κετόνες είναι υγρά που είναι εύκολα διαλυτά στο νερό. Βασικά, οι κετόνες έχουν μια ευχάριστη μυρωδιά, που θυμίζει λουλούδια. Όπως οι αλδεΰδες, οι κετόνες βράζουν σε χαμηλότερη θερμοκρασία από τις αντίστοιχες αλκοόλες, αλλά υψηλότερη από τους υδρογονάνθρακες. Οι φυσικές ιδιότητες ορισμένων κετονών παρουσιάζονται στον πίνακα.

Τραπέζι. Φυσικές ιδιότητες ορισμένων κετονών

Χημικές ιδιότητες

Όπως και οι αλδεΰδες, οι κετόνες χαρακτηρίζονται από υψηλή αντιδραστικότητα. Όσο μεγαλύτερο είναι το θετικό φορτίο στο άτομο άνθρακα της καρβονυλικής ομάδας, τόσο μεγαλύτερη είναι η χημική δραστηριότητα των αλδεΰδων και των κετονών. Οι ρίζες που αυξάνουν αυτό το θετικό φορτίο αυξάνουν απότομα την αντιδραστικότητα των αλδεΰδων και των κετονών, ενώ οι ρίζες που μειώνουν το θετικό φορτίο έχουν το αντίθετο αποτέλεσμα. Στις κετόνες, δύο ομάδες αλκυλίου είναι δότριες ηλεκτρονίων, γεγονός που καθιστά σαφές γιατί οι κετόνες είναι λιγότερο ενεργές στις αντιδράσεις πυρηνόφιλης προσθήκης σε σύγκριση με τις αλδεΰδες.
Παραδείγματα αντιδράσεων αυτού του τύπου για αλδεΰδες συζητήθηκαν λεπτομερώς νωρίτερα (βλέπε " "), επομένως, δίνοντας μερικά παραδείγματα αντιδράσεων πυρηνόφιλης προσθήκης στην καρβονυλική ομάδα κετονών, θα δώσουμε προσοχή μόνο στις διαφορές στις χημικές τους ιδιότητες από τις αλδεΰδες.

1. Προσθήκη υδροκυανικού οξέος.

Θα πρέπει να σημειωθεί ότι μόνο οι μεθυλοκετόνες αντιδρούν με το υδροθειώδες νάτριο, δηλαδή οι κετόνες που έχουν την ομάδα CH3.

3. Σε σύγκριση με τις αλδεΰδες, οι κετόνες δεν αντιδρούν με τις αλκοόλες.

4. Προσθήκη υδρογόνου. Η προσθήκη υδρογόνου στις κετόνες έχει ως αποτέλεσμα τον σχηματισμό δευτεροταγών αλκοολών.

5. Οι κετόνες είναι πολύ πιο δύσκολο να οξειδωθούν από τις αλδεΰδες. Το οξυγόνο του αέρα και οι ασθενείς οξειδωτικοί παράγοντες δεν οξειδώνουν τις κετόνες. Οι κετόνες δεν δίνουν αντίδραση «ασημένιου καθρέφτη» και δεν αντιδρούν με υδροξείδιο του χαλκού ( II ). Όταν εκτίθεται σε ισχυρούς οξειδωτικούς παράγοντες υπό σκληρές συνθήκες, η ανθρακική αλυσίδα του μορίου της κετόνης καταστρέφεται κοντά στην καρβονυλική ομάδα και σχηματίζονται οξέα (μερικές φορές κετόνες, ανάλογα με τη δομή της αρχικής κετόνης) με μικρότερο αριθμό ατόμων άνθρακα.

Εφαρμογή

Ο απλούστερος εκπρόσωπος των κετονών, η ακετόνη, έχει την ευρύτερη βιομηχανική χρήση. Η ακετόνη είναι ένας πολύτιμος διαλύτης που χρησιμοποιείται στη βιομηχανία χρωμάτων και βερνικιών, στην παραγωγή τεχνητού μεταξιού, φιλμ και σκόνης χωρίς καπνό. Χρησιμεύει επίσης ως πρώτη ύλη για την παραγωγή μεθακρυλικού οξέος, μεθακρυλικού μεθυλεστέρα (παραγωγή άθραυστου οργανικού γυαλιού), μεθυλ ισοβουτυλ κετόνης κ.λπ.

ΤΕΛΟΣ ΕΝΟΤΗΤΑΣ

Αλδεΰδες και οι χημικές τους ιδιότητες

Οι αλδεΰδες είναι εκείνες οι οργανικές ουσίες των οποίων τα μόρια περιέχουν μια ομάδα καρβονυλίου συνδεδεμένη με τουλάχιστον ένα άτομο υδρογόνου και μια ρίζα υδρογονάνθρακα.

Οι χημικές ιδιότητες των αλδεΰδων καθορίζονται από την παρουσία μιας καρβονυλικής ομάδας στο μόριό τους. Από αυτή την άποψη, αντιδράσεις προσθήκης μπορούν να παρατηρηθούν στο μόριο της καρβονυλομάδας.

Έτσι, για παράδειγμα, αν πάρετε ατμό φορμαλδεΰδης και τον περάσετε μαζί με υδρογόνο πάνω από έναν θερμαινόμενο καταλύτη νικελίου, τότε το υδρογόνο θα ενωθεί και η φορμαλδεΰδη θα αναχθεί σε μεθυλική αλκοόλη. Επιπλέον, η πολική φύση αυτού του δεσμού προκαλεί επίσης αντιδράσεις αλδεΰδων όπως η προσθήκη νερού.

Ας δούμε τώρα όλα τα χαρακτηριστικά των αντιδράσεων από την προσθήκη νερού. Πρέπει να σημειωθεί ότι στο άτομο άνθρακα της καρβονυλικής ομάδας προστίθεται μια ομάδα υδροξυλίου, η οποία φέρει ένα μερικό θετικό φορτίο λόγω του ζεύγους ηλεκτρονίων του ατόμου οξυγόνου.

Οι ακόλουθες αντιδράσεις είναι χαρακτηριστικές για αυτήν την προσθήκη:

Πρώτον, λαμβάνει χώρα υδρογόνωση και σχηματίζονται πρωτοταγείς αλκοόλες RCH2OH.
Δεύτερον, προστίθενται αλκοόλες και σχηματίζονται ημιακετάλες R-CH (OH) – OR. Και παρουσία υδροχλωρίου HCl, που δρα ως καταλύτης, και με περίσσεια αλκοόλης, παρατηρούμε το σχηματισμό ακετάλης RCH (OR)2.
Τρίτον, προστίθεται υδροθειώδες νάτριο NaHSO3 και σχηματίζονται παράγωγα υδροθειωδών αλδεΰδων. Κατά την οξείδωση των αλδεΰδων, μπορεί κανείς να παρατηρήσει ειδικές αντιδράσεις όπως η αλληλεπίδραση με ένα διάλυμα αμμωνίας οξειδίου του αργύρου (I) και με το υδροξείδιο του χαλκού (II) και ο σχηματισμός καρβοξυλικών οξέων.

Ο πολυμερισμός των αλδεΰδων χαρακτηρίζεται από ειδικές αντιδράσεις όπως ο γραμμικός και ο κυκλικός πολυμερισμός.

Αν μιλάμε για τις χημικές ιδιότητες των αλδεΰδων, θα πρέπει να αναφερθεί και η αντίδραση οξείδωσης. Τέτοιες αντιδράσεις περιλαμβάνουν την αντίδραση «ασημένιου καθρέφτη» και την αντίδραση του φαναριού.

Μπορείτε να παρατηρήσετε την ασυνήθιστη αντίδραση του «ασημένιου καθρέφτη» διεξάγοντας ένα ενδιαφέρον πείραμα στην τάξη. Για να γίνει αυτό, θα χρειαστείτε έναν καθαρά πλυμένο δοκιμαστικό σωλήνα, στον οποίο θα πρέπει να ρίξετε μερικά χιλιοστόλιτρα διαλύματος αμμωνίας οξειδίου του αργύρου και στη συνέχεια να προσθέσετε τέσσερις ή πέντε σταγόνες φορμαλδεΰδης σε αυτό. Το επόμενο βήμα για τη διεξαγωγή αυτού του πειράματος είναι να τοποθετήσετε τον δοκιμαστικό σωλήνα σε ένα ποτήρι ζεστό νερό και στη συνέχεια θα μπορείτε να δείτε πώς εμφανίζεται ένα γυαλιστερό στρώμα στα τοιχώματα του δοκιμαστικού σωλήνα. Αυτή η επίστρωση που προκύπτει είναι μια απόθεση μεταλλικού ασημιού.

Και εδώ είναι η λεγόμενη αντίδραση του «φαναριού»:

Φυσικές ιδιότητες των αλδεΰδων

Τώρα ας αρχίσουμε να εξετάζουμε τις φυσικές ιδιότητες των αλδεΰδων. Τι ιδιότητες έχουν αυτές οι ουσίες; Θα πρέπει να σημειωθεί ότι ένας αριθμός απλών αλδεΰδων είναι άχρωμα αέρια, πιο σύνθετες παρουσιάζονται με τη μορφή υγρού, αλλά οι υψηλότερες αλδεΰδες είναι στερεές. Όσο μεγαλύτερο είναι το μοριακό βάρος των αλδεΰδων, τόσο υψηλότερο είναι το σημείο βρασμού. Για παράδειγμα, η προπιοναλδεΰδη φτάνει στο σημείο βρασμού της στους 48,8 βαθμούς, αλλά η προπυλική αλκοόλη βράζει στους 97,8 0 C.

Αν μιλάμε για την πυκνότητα των αλδεΰδων, τότε είναι μικρότερη από τη μονάδα. Για παράδειγμα, η ακεταλδεΰδη και η μυρμηκική αλδεΰδη τείνουν να διαλύονται καλά στο νερό, ενώ οι πιο σύνθετες αλδεΰδες έχουν ασθενέστερη ικανότητα διάλυσης.

Οι αλδεΰδες, που ανήκουν στη χαμηλότερη κατηγορία, έχουν έντονη και δυσάρεστη οσμή, ενώ στερεές και αδιάλυτες στο νερό, αντιθέτως, χαρακτηρίζονται από ευχάριστη ανθική μυρωδιά.

Εύρεση αλδεΰδων στη φύση

Στη φύση, εκπρόσωποι διαφόρων ομάδων αλδεΰδων βρίσκονται παντού. Υπάρχουν στα πράσινα μέρη των φυτών. Αυτή είναι μια από τις απλούστερες ομάδες αλδεΰδων, η οποία περιλαμβάνει μυρμηκική αλδεΰδη CH2O.

Βρίσκονται επίσης αλδεΰδες με πιο σύνθετη σύσταση. Αυτοί οι τύποι περιλαμβάνουν τη βανιλίνη ή τη ζάχαρη σταφυλιού.

Αλλά επειδή οι αλδεΰδες έχουν την ικανότητα να εισέρχονται εύκολα σε κάθε είδους αλληλεπιδράσεις και έχουν την τάση να οξειδώνονται και να μειώνονται, μπορούμε να πούμε με βεβαιότητα ότι οι αλδεΰδες είναι πολύ ικανές για διάφορες αντιδράσεις και επομένως είναι εξαιρετικά σπάνιες στην καθαρή τους μορφή. Όμως τα παράγωγά τους μπορούν να βρεθούν παντού, τόσο σε φυτικά όσο και σε ζωικά περιβάλλοντα.

Εφαρμογή αλδεΰδων

Η ομάδα αλδεΰδης υπάρχει σε μια σειρά από φυσικές ουσίες. Το χαρακτηριστικό τους χαρακτηριστικό, τουλάχιστον πολλά από αυτά, είναι η μυρωδιά τους. Για παράδειγμα, οι εκπρόσωποι των ανώτερων αλδεΰδων έχουν διάφορα αρώματα και αποτελούν μέρος των αιθέριων ελαίων. Λοιπόν, όπως ήδη γνωρίζετε, τέτοια έλαια υπάρχουν σε λουλουδάτα, πικάντικα και αρωματικά φυτά, φρούτα και λαχανικά. Έχουν βρει μεγάλη χρήση στην παραγωγή βιομηχανικών προϊόντων και στην παραγωγή αρωμάτων.

Η αλειφατική αλδεΰδη CH3(CH2)7C(H)=O μπορεί να βρεθεί στα αιθέρια έλαια εσπεριδοειδών. Τέτοιες αλδεΰδες έχουν μυρωδιά πορτοκαλιού και χρησιμοποιούνται στη βιομηχανία τροφίμων ως αρωματικός παράγοντας, καθώς και σε καλλυντικά, αρώματα και οικιακές χημικές ουσίες ως άρωμα.

Η μυρμηκική αλδεΰδη είναι ένα άχρωμο αέριο που έχει έντονη, ειδική οσμή και διαλύεται εύκολα στο νερό. Αυτό το υδατικό διάλυμα φορμαλδεΰδης ονομάζεται επίσης φορμαλίνη. Η φορμαλδεΰδη είναι πολύ δηλητηριώδης, αλλά στην ιατρική χρησιμοποιείται σε αραιωμένη μορφή ως απολυμαντικό. Χρησιμοποιείται για την απολύμανση εργαλείων και το ασθενές διάλυμα του χρησιμοποιείται για το πλύσιμο του δέρματος όταν ιδρώνει πολύ.

Επιπλέον, η φορμαλδεΰδη χρησιμοποιείται στη βυρσοδεψία του δέρματος, καθώς έχει την ικανότητα να συνδυάζεται με πρωτεϊνικές ουσίες που υπάρχουν στο δέρμα.

Στη γεωργία, η φορμαλδεΰδη έχει αποδειχθεί στην επεξεργασία των σιτηρών πριν από τη σπορά. Χρησιμοποιείται για την παραγωγή πλαστικών, που είναι τόσο απαραίτητα για εξοπλισμό και οικιακές ανάγκες.

Η ακεταλδεΰδη είναι ένα άχρωμο υγρό που έχει τη μυρωδιά σάπιων μήλων και διαλύεται εύκολα στο νερό. Χρησιμοποιείται για την παραγωγή οξικού οξέος και άλλων ουσιών. Επειδή όμως είναι τοξική ουσία, μπορεί να προκαλέσει δηλητηρίαση του σώματος ή φλεγμονή των βλεννογόνων των ματιών και της αναπνευστικής οδού.

Όντας στη φύση

Η ομάδα των αλδεΰδων βρίσκεται σε πολλές φυσικές ουσίες, όπως οι υδατάνθρακες (αλδόζες), ορισμένες βιταμίνες (αμφιβληστροειδούς, πυριδοξάλη). Ίχνη τους περιέχονται στα αιθέρια έλαια και συχνά συμβάλλουν στην ευχάριστη μυρωδιά τους, για παράδειγμα, η κινναμαλδεΰδη (στο έλαιο κασσίας μπορεί να είναι έως και 75%, και στο έλαιο κανέλας Κεϋλάνης ακόμη και έως και 90%) και η βανιλίνη.

Η αλειφατική αλδεΰδη CH3(CH2)7C(H)=O (τετριμμένη ονομασία - pelargonaldehyde) βρίσκεται στα αιθέρια έλαια των φυτών εσπεριδοειδών, έχει οσμή πορτοκαλιού, χρησιμοποιείται ως αρωματικό τροφίμων.

Η κιτράλη βρίσκεται στα έλαια λεμονόχορτου και κορίανδρου (έως 80%), η κιτρονελλάλη - στη σιτρονέλλα (περίπου 30%) και ο ευκάλυπτος, η βενζαλδεΰδη - στο πικραμύγδαλο. Η κουμκαλδεΰδη βρίσκεται στο λάδι του κύμινο, η ηλιοτροπίνη βρίσκεται στο ελιτρόπιο και τα λιλά έλαια, η γλυκανισαλδεΰδη και η γιασεμιναλδεΰδη βρίσκονται σε μικρές ποσότητες σε πολλά αιθέρια έλαια.

Η διαδικασία λήψης ακεταλδεΰδης, που βασίζεται στην ενυδάτωση του ακετυλενίου, έχει χάσει πρόσφατα την προηγούμενη σημασία της. Τα τελευταία εργοστάσια στη Δυτική Ευρώπη που συνέθεσαν ακεταλδεΰδη χρησιμοποιώντας αυτό το σχήμα έκλεισαν το 1980. Ο λόγος για αυτό ήταν η μεγαλύτερη διαθεσιμότητα αιθυλενίου ως πρώτης ύλης, καθώς και η τοξικότητα του καταλύτη - θειικού υδραργύρου.

Η ετήσια παγκόσμια παραγωγή φορμαλδεΰδης (από το 1996) ανήλθε σε 8,7 106 τόνους, ακεταλδεΰδη (από το 2003) - 1,3 106 τόνους.

Η κύρια μέθοδος για την παραγωγή βενζαλδεΰδης είναι η υδρόλυση του βενζαλχλωριδίου σε όξινα ή αλκαλικά μέσα. Ως μέσα υδρόλυσης μπορούν να χρησιμοποιηθούν υδροξείδιο ασβεστίου, ανθρακικό ασβέστιο, διττανθρακικό νάτριο, ανθρακικό νάτριο, καθώς και διάφορα οξέα με την προσθήκη μεταλλικών αλάτων. Η πρώτη ύλη, με τη σειρά της, λαμβάνεται με χλωρίωση τολουολίου στην πλευρική αλυσίδα. Μια λιγότερο κοινή διαδικασία βασίζεται στη μερική οξείδωση του τολουολίου.

Φυσικές ιδιότητες των αλδεΰδων

Η φορμαλδεΰδη είναι μια αέρια ουσία σε θερμοκρασία δωματίου. Οι αλδεΰδες μέχρι C12 είναι υγρές, ενώ οι αλδεΰδες κανονικής δομής με μακρύτερο μη διακλαδισμένο σκελετό άνθρακα είναι στερεές.

Τα σημεία βρασμού των αλδεΰδων με δομή ευθείας ανθρακικής αλυσίδας είναι υψηλότερα από εκείνα των ισομερών τους. Για παράδειγμα, η βαλεραλδεΰδη βράζει στους 100,4 °C και η ισοβαλερική στους 92,5 °C. Βράζουν σε χαμηλότερες θερμοκρασίες από τις αλκοόλες με τον ίδιο αριθμό ατόμων άνθρακα, για παράδειγμα, η προπιοναλδεΰδη βράζει στους 48,8 °C και η 1-προπανόλη στους 97,8 °C. Αυτό δείχνει ότι οι αλδεΰδες, σε αντίθεση με τις αλκοόλες, δεν είναι ισχυρά συνδεδεμένα υγρά. Αυτή η ιδιότητα χρησιμοποιείται στη σύνθεση αλδεϋδών με αναγωγικές αλκοόλες: δεδομένου ότι το σημείο βρασμού των αλδεΰδων είναι γενικά χαμηλότερο, μπορούν εύκολα να διαχωριστούν και να καθαριστούν από την αλκοόλη με απόσταξη. Ταυτόχρονα, τα σημεία βρασμού τους είναι πολύ υψηλότερα από αυτά των υδρογονανθράκων με το ίδιο μοριακό βάρος, γεγονός που οφείλεται στην υψηλή πολικότητα τους.

Το ιξώδες, η πυκνότητα και ο δείκτης διάθλασης στους 20 °C αυξάνονται με την αύξηση της μοριακής μάζας των αλδεΰδων. Οι κατώτερες αλδεΰδες είναι κινητά υγρά και οι αλδεΰδες από επτανάλη έως ενδεκανάλη έχουν ελαιώδη σύσταση.

Η φορμαλδεΰδη και η ακεταλδεΰδη αναμιγνύονται σχεδόν απεριόριστα με το νερό, ωστόσο, καθώς αυξάνεται το μήκος του ανθρακικού σκελετού, η διαλυτότητα των αλδεΰδων στο νερό μειώνεται πολύ· για παράδειγμα, η διαλυτότητα της εξανάλης στους 20 °C είναι μόνο 0,6% κατά βάρος. Οι αλειφατικές αλδεΰδες είναι διαλυτές σε αλκοόλες, αιθέρες και άλλους κοινούς οργανικούς διαλύτες.

Οι κατώτερες αλδεΰδες έχουν μια πικάντικη οσμή και τα υψηλότερα ομόλογα από το C8 έως το C13 είναι συστατικά πολλών αρωμάτων.

Το άτομο άνθρακα στην ομάδα καρβονυλίου βρίσκεται σε κατάσταση υβριδισμού sp2. Οι γωνίες R-C-H, R-C-O και H-C-O είναι περίπου 120° (όπου R είναι αλκύλιο).

Ο διπλός δεσμός της ομάδας καρβονυλίου είναι παρόμοιος στη φυσική φύση με τον διπλό δεσμό μεταξύ ατόμων άνθρακα, αλλά ταυτόχρονα, η ενέργεια του δεσμού C=O (749,4 kJ/mol) είναι μεγαλύτερη από την ενέργεια δύο απλών δεσμών ( 2 × 358 kJ/mol) C-O. Από την άλλη πλευρά, το οξυγόνο είναι ένα πιο ηλεκτραρνητικό στοιχείο από τον άνθρακα, και επομένως η πυκνότητα ηλεκτρονίων κοντά στο άτομο οξυγόνου είναι μεγαλύτερη από αυτή κοντά στο άτομο άνθρακα. Η διπολική ροπή της καρβονυλομάδας είναι ~9·10−30 C·μοδιάσπαση. Το μήκος του δεσμού C=O είναι 0,122 nm.

Η πόλωση του διπλού δεσμού άνθρακα-οξυγόνου σύμφωνα με την αρχή της μεσομερικής σύζευξης μας επιτρέπει να γράψουμε τις ακόλουθες δομές συντονισμού:

Αυτός ο διαχωρισμός φορτίου επιβεβαιώνεται με μεθόδους φυσικής έρευνας και καθορίζει σε μεγάλο βαθμό την αντιδραστικότητα των αλδεΰδων ως έντονες ηλεκτρόφιλες και τους επιτρέπει να εισέλθουν σε πολυάριθμες πυρηνόφιλες αντιδράσεις προσθήκης.

Με παρόμοιο τρόπο προχωρά και η αντίδραση προσθήκης αλκοολών στην καρβονυλ ομάδα, η οποία είναι σημαντική στην οργανική σύνθεση για την προστασία της καρβονυλικής ομάδας. Το πρωτογενές προϊόν της προσθήκης ονομάζεται ημιακετάλη, η οποία στη συνέχεια μετατρέπεται σε ακετάλη με τη δράση ενός οξέος. Όταν στέκονται, οι αλδεΰδες σχηματίζουν επίσης κυκλικές ή πολυμερείς ακετάλες (π.χ. τριοξάνιο ή παραμορφικό για φορμαλδεΰδη και παραλδεΰδη για ακεταλδεΰδη). Όταν αυτές οι ενώσεις θερμαίνονται με ίχνη οξέων, συμβαίνει αποπολυμερισμός και αναγέννηση των αρχικών αλδεϋδών.

Παρόμοιοι μετασχηματισμοί συμβαίνουν επίσης με τη συμμετοχή αναλόγων αλκοολών που περιέχουν θείο - θειόλες. οδηγούν, κατά συνέπεια, σε θειοακετάλες, οι οποίες παίζουν επίσης σημαντικό ρόλο στη λεπτή οργανική σύνθεση.

Οι αλδεΰδες μπορούν να προσθέσουν υδροκυάνιο HCN για να σχηματίσουν κυανυδρίνες, οι οποίες χρησιμοποιούνται στην οργανική σύνθεση για την παραγωγή α,β-ακόρεστων ενώσεων, α-υδροξυοξέων, α-αμινοξέων. Αυτή η αντίδραση είναι επίσης αναστρέψιμη και καταλύεται από βάσεις. Στο εργαστήριο, το υδροκυάνιο (bp 26 °C) συνήθως παρασκευάζεται με αντίδραση ισοδύναμης ποσότητας ανόργανου οξέος με κυανιούχο νάτριο ή κάλιο.

Σχετικά μικρά στερικά εμπόδια στην προσθήκη πυρηνόφιλων σε αλδεΰδες καθιστούν δυνατή τη μετατροπή τους σε παράγωγα διθειώδους υπό την επίδραση μεγάλης περίσσειας υδροθειώδους νατρίου NaHSO3. Αυτές οι ενώσεις είναι κρυσταλλικές ουσίες και χρησιμοποιούνται συχνά για την απομόνωση, τον καθαρισμό ή την αποθήκευση των αντίστοιχων αλδεΰδων, αφού οι τελευταίες μπορούν εύκολα να αναγεννηθούν από αυτές υπό τη δράση ενός οξέος ή μιας βάσης.

Η αντίδραση των αλδεΰδων με ενώσεις οργανομαγνησίου και οργανολιθίου οδηγεί στον σχηματισμό δευτεροταγών αλκοολών (στην περίπτωση της φορμαλδεΰδης, πρωτογενείς). Η διαδικασία μπορεί να περιπλέκεται από παράπλευρες αντιδράσεις ενολίωσης και αναγωγής της ένωσης καρβονυλίου, οι οποίες οδηγούν σε μείωση της απόδοσης. Όταν χρησιμοποιείτε ενώσεις οργανολιθίου, αυτές οι παρεμβολές μπορούν να εξαλειφθούν.

Όταν οι αλδεΰδες αντιδρούν με πρωτοταγείς και δευτεροταγείς αμίνες, σχηματίζονται ιμίνες και εναμίνες, αντίστοιχα. Και οι δύο αντιδράσεις βασίζονται στην προσθήκη πυρηνόφιλων αντιδραστηρίων στην καρβονυλική ομάδα, ακολουθούμενη από την απομάκρυνση του νερού από το προκύπτον τετραεδρικό ενδιάμεσο. Ο σχηματισμός ιμινών απαιτεί όξινη κατάλυση και λαμβάνει χώρα πιο αποτελεσματικά στην περιοχή pH από 3 έως 5. Για να ληφθούν εναμίνες σε ικανοποιητική απόδοση, είναι απαραίτητο να χρησιμοποιηθεί αζεοτροπική απόσταξη νερού, η οποία επιτρέπει τη μετατόπιση της ισορροπίας προς το σχηματισμό του προϊόντος. Τυπικά, κυκλικές αμίνες (πυρρολιδίνη, πιπεριδίνη ή μορφολίνη) χρησιμοποιούνται ως δευτεροταγείς αμίνες.

Οι αλδεΰδες αντιδρούν με παρόμοιο τρόπο με την υδροξυλαμίνη, την υδραζίνη, την 2,4-δινιτροφαινυλυδραζίνη, το ημικαρβαζίδιο και άλλες παρόμοιες ενώσεις. Οι περισσότερες από τις ενώσεις που λαμβάνονται με αυτόν τον τρόπο είναι κρυσταλλικές και μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την αναγνώριση αλδεΰδων από το σημείο τήξης και άλλα χαρακτηριστικά. Αυτές οι ενώσεις βρίσκουν επίσης χρήση στην οργανική σύνθεση· για παράδειγμα, οι υδραζόνες μπορούν να αναχθούν με την αντίδραση Kizhner-Wolff.

Η προσθήκη σε α,β-ακόρεστες αλδεΰδες μπορεί να συμβεί με το σχηματισμό 1,2- και 1,4-προϊόντων

Η προσθήκη πυρηνόφιλων αντιδραστηρίων σε α,β-ακόρεστες αλδεΰδες μπορεί να συμβεί τόσο στην καρβονυλική ομάδα όσο και στην «τέταρτη» θέση του συζευγμένου συστήματος. Ο λόγος για αυτό είναι ότι ο διπλός δεσμός άνθρακα-άνθρακα πολώνεται από την πολική καρβονυλική ομάδα (μεσομερική επίδραση) και το άτομο άνθρακα που βρίσκεται πιο μακριά από την ομάδα καρβονυλίου του διπλού δεσμού αποκτά μερικό θετικό φορτίο. Η αντίδραση ενός πυρηνόφιλου με ένα δεδομένο άτομο άνθρακα ονομάζεται συζευγμένη προσθήκη ή 1,4-προσθήκη. Κατ' αναλογία, η προσθήκη σε μια καρβονυλ ομάδα ονομάζεται 1,2-προσθήκη. Το επίσημο αποτέλεσμα μιας προσθήκης 1,4 είναι η προσθήκη ενός πυρηνόφιλου σε έναν διπλό δεσμό άνθρακα-άνθρακα. Σε πολλές περιπτώσεις, οι προσθήκες 1,2 και 1,4 είναι ανταγωνιστικές αντιδράσεις, αλλά μερικές φορές μπορούν να πραγματοποιηθούν επιλεκτικές αντιδράσεις για την παραγωγή προϊόντων 1,2 ή 1,4 προσθήκης.

Η προσθήκη πρωτοταγών και δευτεροταγών αμινών σε α,β-ακόρεστες αλδεΰδες συμβαίνει κάτω από ήπιες συνθήκες και οδηγεί στον σχηματισμό του 1,4-προϊόντος. Αντίθετα, στην περίπτωση του υδροκυανίου, παρατηρείται ανταγωνιστικός σχηματισμός και των δύο προϊόντων με υπεροχή του προϊόντος προσθήκης 1,2. Για να αποκλειστεί η πιθανότητα προσθήκης 1,2 σε αυτήν την αντίδραση, χρησιμοποιείται ένα ειδικό αντιδραστήριο - κυανιούχο διαιθυλαργίλιο (C2H5)2AlCN.

Οι ενώσεις οργανολιθίου προστίθενται αποκλειστικά στην καρβονυλική ομάδα, δίνοντας αλλυλικές αλκοόλες. Η προσθήκη συζυγούς πραγματοποιείται υπό την επίδραση οργανικών αντιδραστηρίων χαλκού - διαλκυλοκυπρικών, που καθιστούν δυνατή την εισαγωγή στην καρβονυλική ένωση όχι μόνο μιας πρωτοταγούς, αλλά και μιας δευτεροταγούς ή τριτοταγούς ομάδας αλκυλίου, αλκενυλίου ή αρυλίου. Τα αντιδραστήρια οργανομαγνήσιου (αντιδραστήρια Grignard), που λαμβάνονται από μαγνήσιο εξαιρετικά υψηλής καθαρότητας, συνδυάζονται επίσης για να σχηματίσουν προϊόντα 1,2, ενώ τα συνηθισμένα αντιδραστήρια Grignard, πιθανώς λόγω ακαθαρσιών άλλων μετάλλων (για παράδειγμα, χαλκού και σιδήρου), συνδυάζονται επίσης σε 1 ,2-προϊόντα 2- και 1,4-προσθήκη, η οποία ρυθμίζεται από χωρικούς παράγοντες. Επί του παρόντος, τα αντιδραστήρια οργανομαγνησίου έχουν χάσει τη σημασία τους σε αυτόν τον τομέα.

Λόγω της ικανότητας σχηματισμού ενολικών ιόντων, οι αλδεΰδες εισέρχονται σε μια σειρά χημικών αντιδράσεων όπου αυτά τα σωματίδια δρουν ως πυρηνόφιλα. Συγκεκριμένα, χαρακτηρίζονται από αντιδράσεις συμπύκνωσης. Σε ένα ασθενώς βασικό περιβάλλον (παρουσία οξικού, ανθρακικού ή θειώδους καλίου), υφίστανται συμπύκνωση αλδόλης, κατά την οποία μέρος των μορίων αλδεΰδης δρα ως καρβονυλικό συστατικό (αντιδρά με μια ομάδα καρβονυλίου) και μέρος των μορίων αλδεΰδης υπό η επίδραση μιας βάσης μετατρέπεται σε ενολικά ιόντα και δρα ως συστατικό μεθυλενίου (αντιδρά με μια μονάδα α-μεθυλενίου). Η προκύπτουσα αλδόλη, όταν θερμαίνεται, αποβάλλει το νερό για να σχηματίσει α,β-ακόρεστη αλδεΰδη (η μετάβαση από κορεσμένη αλδεΰδη σε ακόρεστη αλδεΰδη μέσω της αλδόλης ονομάζεται συμπύκνωση κρότων ή συμπύκνωση αλδόλης-κρότον).

Όταν δύο διαφορετικές αλδεΰδες αντιδρούν, σχηματίζεται ένα μείγμα τεσσάρων διαφορετικών αλδολών. Η εξαίρεση είναι περιπτώσεις όπου ο διαχωρισμός των αντιδραστηρίων σε συστατικά καρβονυλίου και μεθυλενίου είναι προφανής (για παράδειγμα, μία από τις αλδεΰδες δεν περιέχει μονάδα α-μεθυλενίου και μπορεί να δράσει μόνο ως καρβονυλικό συστατικό). Έχουν επίσης αναπτυχθεί μέθοδοι για την αύξηση της επιλεκτικότητας τέτοιων αντιδράσεων. Η διασταυρούμενη συμπύκνωση αρωματικών αλδεΰδων με κετόνες ονομάζεται αντίδραση Claisen-Schmidt. Παρόμοιες αντιδράσεις αλδεΰδων είναι επίσης γνωστές: η αντίδραση Knoevenagel, η αντίδραση Tishchenko, η αντίδραση Perkin, η συμπύκνωση βενζοΐνης και άλλη αποβολή.

Οι αρωματικές αλδεΰδες οξειδώνονται επίσης σε καρβοξυλικά οξέα ή φαινολεστέρες (αντίδραση Bayer-Villiger) υπό τη δράση υπεροξέων και η αναλογία των προϊόντων εξαρτάται τόσο από τους υποκαταστάτες στον αρωματικό δακτύλιο όσο και από την οξύτητα του μέσου.

Οι αλδεΰδες μπορούν να αναχθούν σε πρωτοταγείς αλκοόλες. Οι πιο συνηθισμένες μέθοδοι αναγωγής περιλαμβάνουν αντιδράσεις με σύμπλοκα υδρίδια: βοριοϋδρίδιο του νατρίου NaBH4, βοροϋδρίδιο λιθίου LiBH4 και υδρίδιο λιθίου αργιλίου LiAlH4. Το βοροϋδρίδιο του νατρίου είναι ένα πιο εκλεκτικό αντιδραστήριο και επιτρέπει την αναγωγή της καρβονυλικής ομάδας των αλδεΰδων και των κετονών χωρίς να επηρεάζει τις ομάδες εστέρα, νιτριλίου, αμιδίου, λακτόνης και οξιράνης. Επίσης, δεν μειώνει έναν απομονωμένο διπλό δεσμό άνθρακα-άνθρακα. Το υδρίδιο του αργιλίου λιθίου είναι λιγότερο επιλεκτικό και μειώνει τις παραπάνω λειτουργικές ομάδες, επομένως η αναγωγή των αλδεϋδων με τη χρήση του είναι δυνατή μόνο απουσία αυτών των ομάδων.

Η αντίδραση Meerwein-Pondorff-Verley, στην οποία το ισοπροπυλικό αλουμίνιο χρησιμοποιείται ως αναγωγικός παράγοντας, παίζει ιστορικό ρόλο. Αυτή η μέθοδος έχει πλέον αντικατασταθεί από την αποτελεσματικότερη αντίδραση αναγωγής αλδεΰδων και κετονών με ισοπροπυλική αλκοόλη παρουσία αλουμίνας.

Οι αλειφατικές αλδεΰδες συνήθως δεν υδρογονώνονται πάνω από καταλύτες παλλαδίου, αλλά για το σκοπό αυτό μπορούν να χρησιμοποιηθούν ρουθήνιο σε άνθρακα, νικέλιο Raney ή πλατίνα.

Στην αναλυτική πρακτική χρησιμοποιείται η οξείδωση αλδεΰδων και κετονών με ιώδιο σε αλκαλικό μέσο. Προστίθεται ιώδιο σε περίσσεια και στη συνέχεια η περίσσεια τιτλοδοτείται με θειοθειικό νάτριο.

Φασματικές μέθοδοι για την ανάλυση των αλδεΰδων.

Φασματοσκοπικές μέθοδοι IR για την ανάλυση της απομάκρυνσης αλδεΰδης

Οι αλδεΰδες αναγνωρίζονται εύκολα από το φάσμα υπερύθρων τους - περιέχει συγκεκριμένες ζώνες απορρόφησης που σχετίζονται με τις δονήσεις τάνυσης του δεσμού C-H στην ομάδα αλδεΰδων: δύο αιχμηρές κορυφές που βρίσκονται πολύ πέρα ​​από την περιοχή απορρόφησης που είναι χαρακτηριστική των συμβατικών δεσμών C-H. Επιπλέον, τα φάσματα υπερύθρων των αλδεΰδων περιέχουν συνήθως ζώνες απορρόφησης που προκαλούνται από τεντωμένες δονήσεις των δεσμών C=O και C-H: νС=O=1725-1685 cm−1, νС-H=2850; 2750 cm−1.

Μέθοδοι φασματομετρίας μάζας για την ανάλυση της απομάκρυνσης αλδεΰδης

Τα φάσματα μάζας των αλδεΰδων έχουν ένα αρκετά έντονο μοριακό ιόν, αν και η περιεκτικότητά του μπορεί να είναι αρκετά χαμηλή. Η απώλεια ριζών αλκυλίου οδηγεί στο σχηματισμό κατιόντων ακυλίου. Χαρακτηρίζονται ιδιαίτερα από α- και β-διάσπαση και αναδιάταξη McLafferty. Για τις αλδεΰδες με κινητό γ-άτομο Η και που δεν περιέχουν υποκαταστάτη στον α-άνθρακα, είναι χαρακτηριστική η κορυφή m/z = 44, και για εκείνες που περιέχουν έναν υποκαταστάτη, εμφανίζεται μια έντονη κορυφή του υποκατεστημένου ιόντος με m/z = 44 + 12n αποβολή.

Φασματοσκοπικές μέθοδοι NMR για την ανάλυση της απομάκρυνσης αλδεΰδης

Στο φάσμα 1Η NMR μιας αλδεΰδης, το πιο χαρακτηριστικό σήμα είναι το πρωτόνιο φορμυλίου, που συνήθως βρίσκεται στο ασθενέστερο πεδίο στην περιοχή δ 9,4-10,1 ppm (9,4-9,7 -αλειφατική, 9,6-10,1 -αρωματική) αποβολή. Το σήμα της ομάδας αλδεΰδης στο φάσμα 13C NMR βρίσκεται στην περιοχή των 182-215 ppm.

Φασματοσκοπικές μέθοδοι UV για την ανάλυση της αποβολής αλδεΰδης

Δύο μέγιστα απορρόφησης από p έως p* (<200 нм) и от n до р* (>200 nm).

Φασματοσκοπικές μέθοδοι ηλεκτρονίων για την ανάλυση της απομάκρυνσης αλδεΰδης

Τα ηλεκτρονικά φάσματα περιέχουν ζώνες με λmax 290 nm για το RCHO (R=CH3, C2H5, C3H7), 345 nm για την ακρολεΐνη και 327 για την αποβολή κροτοναλδεΰδης.

Βιολογική δράση

Τοξικός. Ικανό να συσσωρεύεται στο σώμα. Εκτός από τη γενική τοξικότητα, έχουν ερεθιστική και νευροτοξική δράση. Το αποτέλεσμα εξαρτάται από το μοριακό βάρος: όσο μεγαλύτερο είναι, τόσο πιο αδύναμο είναι το ερεθιστικό, αλλά τόσο ισχυρότερο είναι το ναρκωτικό αποτέλεσμα και οι ακόρεστες αλδεΰδες είναι πιο τοξικές από τις κορεσμένες. Μερικά έχουν καρκινογόνες ιδιότητες.

Οι αλδεΰδες ερεθίζουν τους βλεννογόνους των ματιών και την ανώτερη αναπνευστική οδό και έχουν επιβλαβή επίδραση στο νευρικό σύστημα. Με την αύξηση του αριθμού των ατόμων άνθρακα στο μόριο, το ερεθιστικό αποτέλεσμα εξασθενεί. Οι ακόρεστες αλδεΰδες είναι πιο ερεθιστικές από τις κορεσμένες.

Η ακεταλδεΰδη CH3CHO προκαλεί διέγερση ακολουθούμενη από αναισθησία. Είναι ένα ενδιάμεσο προϊόν του μεταβολισμού της αιθυλικής αλκοόλης στον οργανισμό. Η επίδραση του τριμερούς αυτής της αλδεΰδης, της παραλδεΰδης (C2H40)3, είναι ισχυρότερη και μεγαλύτερης διάρκειας, ενώ το τετραμερές, η μεταλλδεΰδη (C2H40)4, είναι πιο τοξικό. Η επιμήκυνση της ρίζας αλκυλίου στο μόριο της αλδεΰδης οδηγεί σε αυξημένη φυσιολογική δραστηριότητα, αλλά ταυτόχρονα αυξάνεται η τοξικότητα.

Η εισαγωγή ενός αλογόνου στο μόριο της αλδεΰδης αυξάνει τη ναρκωτική (υπνωτική) δράση του. Έτσι, οι ναρκωτικές ιδιότητες της χλωράλης είναι πιο έντονες από αυτές της ακεταλδεΰδης. Η ομάδα αλδεΰδης αυξάνει την τοξικότητα της ουσίας, αλλά αυτή μπορεί να μειωθεί σημαντικά με το σχηματισμό της ένυδρης μορφής της αλδεΰδης. Οι ένυδρες μορφές είναι ελαφρώς τοξικές· σε αυτή τη μορφή, το chloral χρησιμοποιείται στην ιατρική με το όνομα chloral hydrate, το οποίο εμφανίζει υπνωτικό αποτέλεσμα. Η εισαγωγή υδροξυλομάδων στο μόριο αλδεΰδης ή η συμπύκνωση τους για να σχηματιστούν αλδόλες μειώνει σημαντικά την αντιδραστικότητα, καθώς και τη φυσιολογική δραστηριότητα των ενώσεων. Έτσι, τα σάκχαρα είναι φαρμακολογικά αδρανείς ουσίες. Οι περισσότερες αρωματικές αλδεΰδες έχουν χαμηλή τοξικότητα αφού οξειδώνονται εύκολα στα αντίστοιχα οξέα, τα οποία συνήθως είναι αρκετά αδρανή στην αποβολή

Από όλες τις αλδεΰδες, η φορμαλδεΰδη παράγεται περισσότερο (περίπου 6 εκατομμύρια τόνοι/έτος). Χρησιμοποιείται κυρίως στην παραγωγή ρητινών - βακελίτη, γαλαλίτη (σε συνδυασμό με ουρία, μελαμίνη και φαινόλη), για τη βυρσοδεψία δέρματος, την επίστρωση σιτηρών. Από αυτό συντίθενται και φάρμακα (ουροτροπίνη) και χρησιμοποιούνται ως συντηρητικό βιολογικών παρασκευασμάτων (λόγω της ικανότητας πήξης των πρωτεϊνών). Είναι πρόδρομος του διισοκυανικού μεθυλενοδιφαινυλεστέρα, που χρησιμοποιείται στην παραγωγή πολυουρεθανών και εξογόνου (ένα αρκετά ισχυρό εκρηκτικό).

Η δεύτερη μεγαλύτερη αλδεΰδη στην παραγωγή είναι η βουτυραλδεΰδη (που παράγεται περίπου 2,5 εκατομμύρια τόνους/έτος με υδροφορμυλίωση). Ορισμένες αλδεΰδες συντίθενται μόνο σε μικρή κλίμακα (λιγότερο από 1000 τόνους/έτος) και χρησιμοποιούνται ως συστατικά σε αρώματα και αρώματα (κυρίως αλδεΰδες με 8 έως 12 άτομα άνθρακα) με αποβολή. Για παράδειγμα, αυτή είναι η κινναμαλδεΰδη και τα παράγωγά της - κιτράλη και λιλίαλ.

Η ακεταλδεΰδη χρησιμοποιείται για τη σύνθεση οξικού οξέος, αιθυλικής αλκοόλης, βουταδιενίου για τη λήψη παραγώγων πυριδίνης, πενταερυθριτόλης και κροτοναλδεΰδης, καθώς και για τη σύνθεση οξικού πολυβινυλεστέρα και πλαστικών.

Οι αλδεΰδες χρησιμοποιούνται για τη σύνθεση αλκοολών (βουτυλ, 2-αιθυλεξανόλη, πενταερυθριτόλη), καρβοξυλικών οξέων, πολυμερών, αντιοξειδωτικών, βάσεων πυριδίνης.

Βιβλιογραφία:

1. http://intranet.tdmu.edu.ua/data/kafedra/internal/distance/lectures_stud/russian/1%20course/Medical%20chemistry/06.%20Carbonyl%20compounds.%20Aldehydes%20and%20Carones 20οξέα.Λιπίδια..htm