Buvimas gamtoje

Aldehido grupė randama daugelyje natūralių medžiagų, tokių kaip angliavandeniai (aldozės), kai kurie vitaminai (tinklainė, piridoksalis). Jų pėdsakų yra eteriniuose aliejuose ir dažnai prisideda prie malonaus kvapo, pavyzdžiui, cinamono maldehidas (kasijų aliejuje jo gali būti iki 75%, o Ceilono cinamono aliejuje net iki 90%) ir vanilinas.

Alifatinis aldehidas CH3(CH2)7C(H)=O (trivialus pavadinimas – pelargonaldehidas) randamas citrusinių augalų eteriniuose aliejuose, turi apelsino kvapą, naudojamas kaip maisto kvapioji medžiaga.

Citralio yra citrinžolių ir kalendrų aliejuose (iki 80%), citronelalio – citronelėje (apie 30%) ir eukalipto, benzaldehido – karčiųjų migdolų aliejuje. Kumikaldehido randama kmynų aliejuje, heliotropino – helitropo ir alyvmedžių aliejuose, anyžių aldehido ir jazminaldehido nedideliais kiekiais randama daugelyje eterinių aliejų.

Acetaldehido gavimo procesas, pagrįstas acetileno hidratavimu, pastaruoju metu prarado savo ankstesnę svarbą. Paskutinės Vakarų Europos gamyklos, kurios pagal šią schemą sintetino acetaldehidą, buvo uždarytos 1980 m. To priežastis buvo didesnis etileno, kaip žaliavos, prieinamumas, taip pat katalizatoriaus – gyvsidabrio sulfato – toksiškumas.

Metinė pasaulyje formaldehido gamyba (1996 m.) siekė 8,7 106 tonas, acetaldehido (2003 m.) - 1,3 106 tonas.

Pagrindinis benzaldehido gamybos būdas yra benzalchlorido hidrolizė rūgštinėje arba šarminėje terpėje. Kaip hidrolizatorius gali būti naudojamas kalcio hidroksidas, kalcio karbonatas, natrio bikarbonatas, natrio karbonatas, taip pat įvairios rūgštys, pridedant metalų druskų. Savo ruožtu žaliava gaunama chloruojant tolueną į šoninę grandinę. Mažiau paplitęs procesas pagrįstas daline tolueno oksidacija.

Aldehidų fizinės savybės

Formaldehidas yra dujinė medžiaga kambario temperatūroje. Aldehidai iki C12 yra skysčiai, o normalios struktūros aldehidai su ilgesniu nešakotu anglies skeletu yra kietosios medžiagos.

Tiesią anglies grandinę turinčių aldehidų virimo temperatūra yra aukštesnė nei jų izomerų. Pavyzdžiui, valeraldehidas verda 100,4 °C temperatūroje, o izovaleris – 92,5 °C. Jie verda žemesnėje temperatūroje nei alkoholiai, turintys tą patį anglies atomų skaičių, pavyzdžiui, propionaldehidas verda 48,8 °C, o 1-propanolis – 97,8 °C. Tai rodo, kad aldehidai, skirtingai nei alkoholiai, nėra stipriai susiję skysčiai. Ši savybė naudojama aldehidų sintezėje redukuojant alkoholius: kadangi aldehidų virimo temperatūra paprastai yra žemesnė, juos galima lengvai atskirti ir išvalyti nuo alkoholio distiliuojant. Tuo pačiu metu jų virimo temperatūra yra daug aukštesnė nei tos pačios molekulinės masės angliavandenilių, o tai yra dėl didelio poliškumo.

Klampumas, tankis ir lūžio rodiklis 20 °C temperatūroje didėja didėjant aldehidų molinei masei. Žemesni aldehidai yra judrūs skysčiai, o aldehidai nuo heptanalio iki undekanalo yra riebios konsistencijos.

Formaldehidas ir acetaldehidas beveik neribotai maišosi su vandeniu, tačiau didėjant anglies karkaso ilgiui, aldehidų tirpumas vandenyje labai mažėja, pavyzdžiui, heksanalio tirpumas 20 °C temperatūroje yra tik 0,6 % masės. Alifatiniai aldehidai tirpsta alkoholiuose, eteriuose ir kituose įprastuose organiniuose tirpikliuose.

Žemesni aldehidai turi aštrų kvapą, o aukštesni homologai nuo C8 iki C13 yra daugelio kvepalų komponentai.

Anglies atomas karbonilo grupėje yra sp2 hibridizacijos būsenoje. R-C-H, R-C-O ir H-C-O kampai yra maždaug 120° (kur R yra alkilas).

Karbonilo grupės dviguba jungtis savo fizine prigimtimi yra panaši į dvigubą ryšį tarp anglies atomų, tačiau tuo pačiu metu C=O jungties energija (749,4 kJ/mol) yra didesnė už dviejų paprastų jungčių energiją ( 2 × 358 kJ/mol) C-O. Kita vertus, deguonis yra labiau elektronegatyvus elementas nei anglis, todėl elektronų tankis šalia deguonies atomo yra didesnis nei šalia anglies atomo. Karbonilo grupės dipolio momentas ~9·10−30 C·mokalimas. C=O jungties ilgis yra 0,122 nm.

Anglies ir deguonies dvigubos jungties poliarizacija pagal mezomerinės konjugacijos principą leidžia parašyti tokias rezonansines struktūras:

Toks krūvio atskyrimas patvirtintas fizikiniais tyrimo metodais ir iš esmės lemia aldehidų, kaip ryškių elektrofilų, reaktyvumą ir leidžia jiems patekti į daugybę nukleofilinių prisijungimo reakcijų.

Panašiai vyksta ir alkoholių prisijungimo prie karbonilo grupės reakcija, kuri yra svarbi organinėje sintezėje karbonilo grupės apsaugai. Pirminis pridėjimo produktas vadinamas pusacetaliu, kuris veikiant rūgštimi paverčiamas acetalu. Stovėdami aldehidai taip pat sudaro ciklinius arba polimerinius acetalius (pvz., trioksanas arba paraformas formaldehidui ir paraldehidas acetaldehidui). Kai šie junginiai kaitinami nedideliais kiekiais rūgščių, vyksta depolimerizacija ir pirminių aldehidų regeneracija.

Panašios transformacijos taip pat vyksta dalyvaujant sieros turintiems alkoholių analogams - tioliams; atitinkamai jie veda į tioacetalius, kurie taip pat atlieka svarbų vaidmenį smulkiojoje organinėje sintezėje.

Aldehidai gali pridėti vandenilio cianido HCN, kad susidarytų cianohidrinai, kurie naudojami organinėje sintezėje gaminant α,β-nesočiuosius junginius, α-hidroksirūgštis, α-aminorūgštis. Ši reakcija taip pat yra grįžtama ir ją katalizuoja bazės. Laboratorijoje vandenilio cianidas (vir. 26 °C) dažniausiai ruošiamas lygiaverčiui mineralinės rūgšties kiekiui reaguojant su natrio arba kalio cianidu.

Santykinai mažos sterinės kliūtys pridedant nukleofilų į aldehidus leidžia juos paversti bisulfito dariniais, veikiant dideliam natrio hidrosulfito NaHSO3 pertekliui. Šie junginiai yra kristalinės medžiagos ir dažnai naudojami atitinkamų aldehidų išskyrimui, gryninimui arba saugojimui, nes pastarieji gali būti lengvai regeneruojami iš jų, veikiant rūgštimi arba baze.

Aldehidams reaguojant su organinio magnio ir organinio ličio junginiais susidaro antriniai alkoholiai (formaldehido atveju pirminiai). Procesą gali apsunkinti šalutinės enolizacijos ir karbonilo junginio redukcijos reakcijos, dėl kurių sumažėja išeiga. Naudojant organinius ličio junginius, šie trukdžiai gali būti pašalinti.

Aldehidams reaguojant su pirminiais ir antriniais aminais, susidaro atitinkamai iminai ir enaminai. Abi reakcijos yra pagrįstos nukleofilinių reagentų pridėjimu prie karbonilo grupės, po kurio pašalinamas vanduo iš gauto tetraedrinio tarpinio junginio. Iminams susidaryti reikalinga rūgštinė katalizė ir efektyviausiai vyksta pH intervale nuo 3 iki 5. Norint gauti patenkinamos išeigos enaminus, būtina naudoti azeotropinę vandens distiliaciją, kuri leidžia pusiausvyrai pasislinkti link produkto susidarymo. Paprastai cikliniai aminai (pirolidinas, piperidinas arba morfolinas) naudojami kaip antriniai aminai.

Aldehidai panašiai reaguoja su hidroksilaminu, hidrazinu, 2,4-dinitrofenilhidrazinu, semikarbazidu ir kitais panašiais junginiais. Dauguma tokiu būdu gautų junginių yra kristaliniai ir gali būti naudojami aldehidams identifikuoti pagal lydymosi temperatūrą ir kitas charakteristikas. Šie junginiai taip pat naudojami organinėje sintezėje, pavyzdžiui, hidrazonai gali būti redukuojami naudojant Kizhner-Wolf reakciją.

α,β-nesočiųjų aldehidų gali būti pridėta, kai susidaro 1,2 ir 1,4 produktai

Nukleofiliniai reagentai gali būti pridedami prie α, β-nesočiųjų aldehidų tiek karbonilo grupėje, tiek konjuguotos sistemos „ketvirtoje“ padėtyje. To priežastis yra ta, kad dviguba anglis-anglis jungtis yra poliarizuota polinės karbonilo grupės (mezomerinis efektas), o toliausiai nuo dvigubos jungties karbonilo grupės esantis anglies atomas įgyja dalinį teigiamą krūvį. Nukleofilo reakcija su tam tikru anglies atomu vadinama konjugato prisijungimu arba 1,4-addicija. Pagal analogiją prisijungimas prie karbonilo grupės vadinamas 1,2-addicija. Formalus 1,4-addikcijos rezultatas yra nukleofilo pridėjimas prie dvigubos anglies-anglies jungties. Daugeliu atvejų 1,2 ir 1,4 priedai yra konkuruojančios reakcijos, tačiau kartais gali būti atliekamos selektyvios reakcijos, kad būtų gauti 1,2 arba 1,4 adityviniai produktai.

Pirminiai ir antriniai aminai pridedami prie α,β-nesočiųjų aldehidų švelniomis sąlygomis ir dėl to susidaro 1,4-produktas. Priešingai, vandenilio cianido atveju stebimas abiejų produktų konkurencinis susidarymas, kai vyrauja 1,2 priedo produktas. Siekiant pašalinti 1,2-pridėjimo galimybę šioje reakcijoje, naudojamas specialus reagentas - dietilaliuminio cianidas (C2H5)2AlCN.

Organiniai ličio junginiai pridedami tik prie karbonilo grupės, sudarydami alilo alkoholius. Konjugato pridėjimas atliekamas veikiant organiniams vario reagentams - dialkilkupratams, kurie leidžia į karbonilo junginį įvesti ne tik pirminę, bet ir antrinę ar tretinę alkilo, alkenilo arba arilo grupę. Organiniai magnio reagentai (Grignardo reagentai), gaunami iš ypač didelio grynumo magnio, taip pat susijungia į 1,2 produktus, o įprasti Grignardo reagentai, tikriausiai dėl kitų metalų (pavyzdžiui, vario ir geležies) priemaišų, taip pat susijungia į 1. ,2-produktai 2- ir 1,4-pridėjimas, kurį reguliuoja erdviniai veiksniai. Šiuo metu organiniai magnio reagentai prarado savo reikšmę šioje srityje.

Dėl gebėjimo sudaryti enolato jonus, aldehidai patenka į daugybę cheminių reakcijų, kurių metu šios dalelės veikia kaip nukleofilai. Visų pirma, jiems būdingos kondensacijos reakcijos. Silpnai šarminėje aplinkoje (esant kalio acetatui, karbonatui ar sulfitui) jose vyksta aldolio kondensacija, kurios metu dalis aldehido molekulių veikia kaip karbonilo komponentas (reaguoja su karbonilo grupe), o dalis aldehido molekulių. bazės įtaka paverčiama enolato jonais ir veikia kaip metileno komponentas (reaguoja su α-metileno vienetu). Susidaręs aldolis, kaitinant, pašalina vandenį, kad susidarytų α,β-nesočiųjų aldehidų (perėjimas nuo sočiojo aldehido prie nesočiojo aldehido per aldolį vadinamas krotono kondensacija arba aldol-krotono kondensacija).

Kai reaguoja du skirtingi aldehidai, susidaro keturių skirtingų aldolių mišinys. Išimtis yra atvejai, kai reagentų atskyrimas į karbonilo ir metileno komponentus yra akivaizdus (pavyzdžiui, viename iš aldehidų nėra α-metileno vieneto ir jis gali veikti tik kaip karbonilo komponentas). Taip pat buvo sukurti metodai, skirti padidinti tokių reakcijų selektyvumą. Aromatinių aldehidų kryžminė kondensacija su ketonais vadinama Claisen-Schmidt reakcija. Taip pat žinomos panašios aldehidų reakcijos: Knoevenagelio reakcija, Tiščenko reakcija, Perkino reakcija, benzoino kondensacija ir kitoks pašalinimas.

Aromatiniai aldehidai taip pat oksiduojami į karboksirūgštis arba fenolio esterius (Bayer-Villiger reakcija), veikiant perrūgštims, o produktų santykis priklauso tiek nuo pakaitų aromatiniame žiede, tiek nuo terpės rūgštingumo.

Aldehidai gali būti redukuojami į pirminius alkoholius. Dažniausi redukcijos metodai apima reakcijas su kompleksiniais hidridais: natrio borohidridu NaBH4, ličio borohidridu LiBH4 ir ličio aliuminio hidridu LiAlH4. Natrio borohidridas yra selektyvesnis reagentas ir leidžia redukuoti aldehidų ir ketonų karbonilo grupę nepažeidžiant esterio, nitrilo, amido, laktono ir oksirano grupių. Tai taip pat nesumažina izoliuotos anglies-anglies dvigubos jungties. Ličio aliuminio hidridas yra mažiau selektyvus ir redukuoja minėtas funkcines grupes, todėl aldehidų redukcija jį naudojant galima tik nesant šių grupių.

Meerwein-Pondorff-Verley reakcija, kai aliuminio izopropilatas naudojamas kaip reduktorius, vaidina istorinį vaidmenį. Dabar šį metodą pakeitė efektyvesnė aldehidų ir ketonų redukcijos reakcija su izopropilo alkoholiu, dalyvaujant aliuminio oksidui.

Alifatiniai aldehidai paprastai nėra hidrinami virš paladžio katalizatorių, tačiau šiam tikslui gali būti naudojamas rutenis ant anglies, Raney nikelis arba platina.

Analitinėje praktikoje naudojamas aldehidų ir ketonų oksidavimas jodu šarminėje terpėje. Jodo perteklius pridedamas, o tada perteklius titruojamas natrio tiosulfatu.

Spektriniai aldehidų analizės metodai.

IR spektroskopiniai aldehidų šalinimo analizės metodai

Aldehidai lengvai atpažįstami pagal jų IR spektrą – jame yra specifinės sugerties juostos, susijusios su C-H jungties tempimo virpesiais aldehidų grupėje: dvi aštrios smailės, esančios toli už įprastoms CH jungtims būdingos absorbcijos srities. Be to, aldehidų IR spektruose dažniausiai yra sugerties juostų, kurias sukelia C=O ir C-H ryšių tempimo virpesiai: νС=O=1725-1685 cm−1, νС-H=2850; 2750 cm−1.

Masių spektrometriniai aldehidų šalinimo analizės metodai

Aldehidų masės spektrai turi gana ryškų molekulinį joną, nors jo kiekis gali būti gana mažas. Dėl alkilo radikalų praradimo susidaro acilo katijonai. Jiems ypač būdingas α ir β skilimas ir McLafferty persitvarkymas. Aldehidams, turintiems judrų γ-atomą H ir neturintiems pakaito prie α-anglies, būdinga smailė m/z = 44, o tiems, kurie turi pakaitą, atsiranda intensyvi pakeisto jono smailė, kai m/z = 44 + 12n pašalinimas.

BMR spektroskopiniai aldehidų šalinimo analizės metodai

Aldehido 1H BMR spektre būdingiausias signalas yra formilo protonas, paprastai esantis silpniausiame lauke regione δ 9,4-10,1 ppm (9,4-9,7 -alifatinis, 9,6-10,1 -aromatinis) eliminacija. Aldehido grupės signalas 13C BMR spektre yra 182-215 ppm srityje.

UV spektroskopiniai aldehidų šalinimo analizės metodai

Du sugerties maksimumai nuo p iki p* (<200 нм) и от n до р* (>200 nm).

Elektronų spektroskopiniai aldehidų šalinimo analizės metodai

Elektroniniuose spektruose yra juostos, kurių λmax 290 nm RCHO (R=CH3, C2H5, C3H7), 345 nm akroleinui ir 327 nm krotonaldehido pašalinimui.

Biologinis poveikis

Toksiška. Geba kauptis organizme. Be bendro toksiškumo, jie turi dirginantį ir neurotoksinį poveikį. Poveikis priklauso nuo molekulinės masės: kuo jis didesnis, tuo dirgiklis silpnesnis, tačiau narkotinis poveikis stipresnis, o nesotieji aldehidai yra toksiškesni nei sotieji. Kai kurie turi kancerogeninių savybių.

Aldehidai dirgina akių ir viršutinių kvėpavimo takų gleivinę bei žalingai veikia nervų sistemą. Didėjant anglies atomų skaičiui molekulėje, susilpnėja dirginantis poveikis. Nesotieji aldehidai labiau dirgina nei sotieji.

Acetaldehidas CH3CHO sukelia susijaudinimą, po kurio seka anestezija. Tai tarpinis etilo alkoholio metabolizmo organizme produktas. Šio aldehido trimero paraldehido (C2H40)3 poveikis yra stipresnis ir ilgalaikis, o tetrameras metaldehidas (C2H40)4 yra toksiškesnis. Aldehido molekulėje esantis alkilo radikalo pailgėjimas padidina fiziologinį aktyvumą, tačiau kartu didėja toksiškumas.

Halogeno įvedimas į aldehido molekulę padidina jo narkotinį (migdomąjį) poveikį. Taigi chloralio narkotinės savybės yra ryškesnės nei acetaldehido. Aldehido grupė padidina medžiagos toksiškumą, tačiau jį galima žymiai sumažinti susidarius hidratuotai aldehido formai. Hidratuotos formos yra šiek tiek toksiškos, medicinoje naudojamas chloro hidratas, kuris turi migdomąjį poveikį. Hidroksilo grupių įvedimas į aldehido molekulę arba jų kondensacija, kad susidarytų aldoliai, žymiai sumažina junginių reaktyvumą, taip pat ir fiziologinį aktyvumą. Taigi cukrus yra farmakologiškai inertiškos medžiagos. Dauguma aromatinių aldehidų yra mažai toksiški, nes jie lengvai oksiduojasi į atitinkamas rūgštis, kurios paprastai yra gana inertiškos.

Iš visų aldehidų daugiausiai pagaminama formaldehido (apie 6 mln. tonų per metus). Daugiausia naudojama dervų – bakelito, galalito (kartu su karbamidu, melaminu ir fenoliu) gamyboje, odos rauginimui, grūdų apdirbimui. Taip pat iš jo sintetinami vaistai (urotropinas) ir naudojami kaip biologinių preparatų konservantas (dėl gebėjimo koaguliuoti baltymus). Tai yra metileno difenilo diizocianato pirmtakas, naudojamas poliuretanų ir heksogeno (gana stipraus sprogstamojo) gamyboje.

Antras pagal dydį gaminamas aldehidas yra butiraldehidas (hidroformilinimo būdu pagaminama apie 2,5 mln. tonų per metus). Kai kurie aldehidai yra sintetinami tik nedideliu mastu (mažiau nei 1000 tonų per metus) ir naudojami kaip kvepalų ir kvapiųjų medžiagų (dažniausiai aldehidų, turinčių 8–12 anglies atomų) sudedamosios dalys. Pavyzdžiui, tai yra cinamaldehidas ir jo dariniai - citralas ir lelija.

Acetaldehidas naudojamas acto rūgšties, etilo alkoholio, butadieno sintezei, siekiant gauti piridino darinius, pentaeritritolį ir krotonaldehidą, taip pat polivinilacetato ir plastikų sintezei.

Aldehidai naudojami alkoholių (butilo, 2-etilheksanolio, pentaeritritolio), karboksirūgščių, polimerų, antioksidantų, piridino bazių sintezei.

Bibliografija:

1. http://intranet.tdmu.edu.ua/data/kafedra/internal/distance/lectures_stud/russian/1%20course/Medical%20chemistry/06.%20Carbonyl%20compounds.%20Aldehidai%20and%20Carboxylic%2 20 rūgščių.Lipidai..htm

Atgal į priekį

Dėmesio! Skaidrių peržiūros yra skirtos tik informaciniams tikslams ir gali neatspindėti visų pristatymo funkcijų. Jei jus domina šis darbas, atsisiųskite pilną versiją.

Pamokos tikslas: apibūdinti aldehidų sudėtį, struktūrą, klasifikaciją, fizines ir chemines savybes, paruošimą ir naudojimą. Nustatyti ryšį tarp tiriamų organinių junginių klasių. Žinoti kokybines reakcijas į aldehidus.

Visur gyvenime susiduriame su organine chemija: valgome chemijos pramonės gaminius, apsirengiame tiesiogiai jos rezultatais: acetatiniu šilku, dirbtine vilna, odos gaminiais ir daug daugiau, chemijos dėka galime atlikti sudėtingas operacijas (anesteziją), gydyti žaizdas. gerklės ir tiesiog daryti injekcijas, kur kaip antiseptiką pasirenkame etilo alkoholį.

Šiandien supažindinsime su organinių medžiagų klase – aldehidais. Šiandien mūsų pamokoje įrodysime, kad gyvenimas be aldehidų neįmanomas. Sužinokime, kaip su šia tema susijusios gerai žinomos medžiagos: vanilinas, plovikliai, formaldehidas, plastikas, veidrodis, acto rūgštis

Taigi aldehidai yra organiniai junginiai, kurių molekulėse yra polinė karbonilo grupė. Priklausomai nuo pakaitų, susijusių su okso grupe, šios medžiagos skirstomos į aldehidus ir ketonus. Aldehiduose karbonilo grupė yra susieta su angliavandenilio radikalu ir vandenilio atomu, o ketonuose karbonilo anglis yra susieta su dviem angliavandenilio radikalais.

Bendroji sočiųjų karbonilo junginių formulė C n H 2n O

Aldehidų pavadinimai pagal trivialią nomenklatūrą dažnai yra kilę iš atitinkamų monokarboksirūgščių pavadinimų. Pagal racionaliąją nomenklatūrą šakotosios angliavandenilių grandinės aldehidai laikomi acetaldehido dariniais. Pagal sisteminę nomenklatūrą aptariamų junginių pavadinimai yra kilę iš atitinkamų alkanų, pridedant priesagą - al.

Aldehidų gavimo būdai. Pagrindiniai aldehidų gamybos būdai yra katalizinis alkoholių dehidrinimas, alkinų hidratacija ir alkoholių oksidacija.

Fizinės savybės.

Pirmasis homologinės sočiųjų aldehidų serijos narys HCOH yra bespalvės dujos, o keli tolesni aldehidai yra skysčiai. Didesni aldehidai yra kietosios medžiagos. Karbonilo grupė sukelia didelį aldehidų reaktyvumą. Aldehidų virimo temperatūra didėja didėjant molekulinei masei. Jie verda žemesnėje temperatūroje nei atitinkami alkoholiai, pavyzdžiui, propionaldehidas – 48,8 0 C, o propilo alkoholis – 97,8 0 C temperatūroje.

Aldehidų tankis yra mažesnis už vienetą. Skruzdžių ir acetaldehidai gerai tirpsta vandenyje, o toliau esantys yra mažiau tirpūs. Žemesni aldehidai turi aštrų, nemalonų kvapą, o kai kurie aukštesni aldehidai – malonų kvapą.

Aldehidų reaktyvumą lemia aktyvios karbonilo grupės buvimas. Didelis deguonies atomo elektronegatyvumas skatina stiprią dvigubo ryšio poliarizaciją karbonilo grupėje ir judrių α-elektronų poslinkį deguonies atomo link.

Cheminės aldehidų savybės:

1. Papildymo reakcijos:

A) hidrinimo reakcija

B) NaHS03 pridėjimo reakcija

2. Oksidacijos reakcijos:

A) sidabrinio veidrodžio reakcija

B) šviesoforo reakcija

3. Polikondensacijos reakcija

4. Polimerizacijos reakcija

Kokybinė reakcija į karboksilo grupę – aldehidų oksidacijos reakcija su vario (II) hidroksidu – šviesoforas.

НСО + 2Cu(OH)2 = HCOOH +Cu2O +2H2O

„Sidabrinio veidrodžio reakcija“

Ar galite įsivaizduoti gyvenimą be veidrodžio? Atsikeli ryte ir nematai savo atspindžio? Atrodo, nesąmonė, smulkmena. Bet koks dvasinis diskomfortas! Ne veltui pasakų veikėjams kaip bausmė buvo atimtas atspindys. Kas yra veidrodis? Kokia jo stiprybė? Iš kur jis atsirado? Kaip jis pagamintas?

Kaip jau žinome, pirmieji tikri veidrodžiai buvo metalinės plokštės iš vario, aukso ir sidabro, nupoliruotos iki blizgesio. Tačiau tokie veidrodžiai turėjo didelį trūkumą – greitai patamsėjo ir pritemdavo ore. Kokią išeitį iš šios situacijos radote? Daugybė eksperimentų parodė, kad blizgantį metalinį sluoksnį galima uždėti ir ant stiklo. Taigi, I a. REKLAMA pradėjo gaminti stiklinius veidrodžius – stiklo plokštes, sujungtas su švino arba alavo plokštėmis. Darydavo taip: stiklą nuplaudavo spiritu, nuvalydavo talko milteliais, o paskui prie paviršiaus tvirtai prispauddavo skardos lakštą. Ant viršaus buvo užpiltas gyvsidabris, o po to, kai jis sėdi, perteklius nupilamas. Gautas amalgamos sluoksnis buvo sandarinamas arba nudažytas. Tokie veidrodžiai pasirodė daug patvaresni už metalinius, todėl amatų dirbtuvėse pereita prie stiklinių veidrodžių, kurių atspindintis paviršius buvo pagamintas iš alavo amalgamos (alavo Sn tirpalas gyvsidabrio Hg), gamybos. Tačiau, kadangi gyvsidabrio garai yra labai nuodingi, gyvsidabrio veidrodžių gamyba buvo labai kenksminga, o pačiuose veidrodžiuose buvo gyvsidabrio. Gyvenamosiose patalpose laikyti gyvsidabrio veidrodžius buvo pavojinga.

Todėl mokslininkai ir toliau ieškojo gyvsidabrio pakaitalo. Jį atrado prancūzų chemikas François Ptizhan ir didysis vokiečių mokslininkas Justas Liebigas. Liebigas pasiūlė pagaminti stiklinius veidrodžius su sidabro danga. Jo sukurtas metodas susideda iš šių operacijų. Pirmiausia į vandeninį sidabro nitrato AgNO 3 tirpalą buvo pridėtas kalio hidroksido KOH vandeninis tirpalas, dėl kurio nusėdo juodai rudos sidabro oksido Ag 2 O nuosėdos.

2AgNO3 + 2KOH = Ag2O + 2KNO3 + H2O.

Nuosėdos nufiltruotos ir sumaišytos su vandeniniu amoniako NH3 tirpalu.

Ag 2 O + 4NH 3 + H 2 O = 2 (OH).)

Sidabro oksidas buvo ištirpintas amoniako vandenyje, kad susidarytų sudėtingas junginys (amonio oksidas arba aminas) - diamino sidabro (I) hidroksidas. Tada stiklo lakštas, kurio vienas paviršius buvo kruopščiai nuriebalintas, buvo panardintas į gautą skaidrų tirpalą ir pridėtas formaldehidas HCHO.

2(OH) + HCHO = 2Ag + HCOONH4 + 3NH3 + H2O.)

Formaldehidas sumažino sidabrą, kuris nusėdo ant nuvalyto stiklo paviršiaus, padengdamas jį blizgia, veidrodį primenančia danga.

Aldehidų ir ketonų taikymas.

Formaldehidas. Pirmasis homologinės sočiųjų aldehidų serijos narys yra formaldehidas HCOH. Taip pat vadinu metanaliu ir formicaldehidu. Tai bespalvės dujos, turinčios būdingą aštrų kvapą. Plačiai naudojamas vandeninis tirpalas, kurio masės frakcijose yra 0,4 arba 40 % metanalio. Jis vadinamas formaldehidu. Formaldehidas (formalinas), skaidrus, bespalvis skystis, turintis savitą aštrų kvapą. Naudojama kaip dezinfekcinė ir dezodoruojanti priemonė plaunant rankas, prausiant odą per gausų prakaitavimą (0,5–1%), dezinfekuojant instrumentus (0,5%), prausiant (1:2000–1:3000). Lizoformo dalis.

Jo naudojimas taip pat pagrįstas gebėjimu sulankstyti baltymus. Pavyzdžiui, odos gamyboje formalino įdegio efektas paaiškinamas baltymų koaguliacija, dėl kurios oda kietėja ir nepūva. Formaldehido naudojimas biologiniams preparatams konservuoti pagrįstas ta pačia savybe. Formaldehidas kartais naudojamas sėkloms dezinfekuoti ir apdoroti. Metanalis naudojamas kai kurių vaistinių medžiagų ir dažiklių gamyboje. Fenolio-formaldehido dervos gamybai naudojamas didelis metanalio kiekis, kuris gaunamas metanaliui reaguojant su fenoliu. Ši derva reikalinga įvairių plastikų gamybai.

Plastikai, pagaminti iš fenolio-formaldehido dervos kartu su įvairiais užpildais, vadinami fenoliais. Fenol-formaldehido dervą ištirpinus acetone arba alkoholyje, gaunami įvairūs lakai.

Kai metanalis sąveikauja su karbamidu CO(NH) 2, gaunama karbamido derva ir iš jos gaminami aminoplastai. Iš šių plastikų gaminamos mikroporingos elektrotechnikos medžiagos (jungikliai, rozetės), medžiagos baldams ir vidaus apdailai, medžio drožlių plokštės, dirbtinis marmuras. Šilumą ir garsą izoliuojančios porėtos medžiagos.

Acetaldehidas CH 3 - SON yra bespalvis skystis, turintis aštrų kvapą. Naudojamas celiuliozės acetatų, acto ir peroksiacto rūgščių, acto rūgšties anhidrido, etilacetato, glioksalio, alkilaminų, butanolio, chloralo gamyboje. Kaip ir formaldehidas, jis patenka į polikondensacijos reakcijas su aminais, fenoliu ir kitomis medžiagomis, sudarydamas pramonėje plačiai naudojamas sintetines dervas.

Karčiųjų migdolų kvapo benzaldehidas C 6 H 5 C (H) = O yra migdolų aliejuje ir eukalipto eteriniame aliejuje. Sintetinis benzaldehidas naudojamas maisto skonio esencijose ir kvepalų kompozicijose.

Alifatinis aldehidas CH 3 (CH 2) 7 C (H) = O (trivialus pavadinimas – pelargonaldehidas) randamas citrusinių augalų eteriniuose aliejuose, turi apelsinų kvapą ir naudojamas kaip maisto kvapioji medžiaga.

Aromatinis aldehidas vanilinas randamas atogrąžų vanilės augalo vaisiuose, dabar dažniau naudojamas sintetinis vanilinas – plačiai žinomas kvapnusis priedas konditerijos gaminiuose.

Citrinos kvapo citrinas C 10 H 15 O (3,7-dimetilas – 2,6-oktadienalis) naudojamas buitinėje chemijoje.

Krotonaldehidas. Stiprus ašarojimas, naudojamas butanoliui, sorbo ir sviesto rūgštims gaminti. Sudėtyje yra sojų pupelių aliejuje. Aldehidų naudojimas medicinoje.

Cinamaldehidas randamas cinamono aliejuje ir gaunamas distiliuojant cinamono medžio žievę. Naudojamas kulinarijoje lazdelių arba miltelių pavidalu

Heksatropinas (CH 2) 6 N 4 (heksametilentetraminas), bespalviai, bekvapiai kristalai, lengvai tirpsta vandenyje. Vandeniniai tirpalai turi šarminę reakciją. Turi antiseptinį poveikį. Daugiausia naudojamas infekciniams šlapimo takų procesams (cistitui, pyelitui). Veiksmas pagrįstas vaisto gebėjimu suskaidyti rūgščioje aplinkoje, susidarant formaldehidui. Vaistas skiriamas tuščiu skrandžiu. Jo vartojimo indikacijos yra cholecistitas, cholangitas, alerginės odos ir akių ligos (keratitas, iridociklitas ir kt.). Vaistas gali sudirginti inkstų parenchimą, jei atsiranda šių požymių, vaisto vartojimą reikia nutraukti.

Akroleinas. Naudojamas labai kietiems plastikams gaminti. Akroleinas ir jo natrio druskos yra emulsikliai, struktūrizuojantys nešvarumus, jo laktono dariniai pagerina popieriaus ir tekstilės savybes.

Žinių apibendrinimas ir sisteminimas. Apibendrinant pamoką.

Taigi aldehidų ir ketonų gebėjimas dalyvauti įvairiose transformacijose lėmė pagrindinį jų, kaip pradinių junginių, panaudojimą įvairių organinių medžiagų: alkoholių, karboksirūgščių ir jų anhidridų, vaistų (urotropino), polimerinių produktų (fenolio-formaldehido dervų, poliformaldehido) sintezei. ), gaminant visų rūšių kvapiąsias medžiagas (benzaldehido pagrindu) ir dažus.

Namų darbai.

Organiniai vaistai

Tiriame vaistus, suskirstytus į grupes pagal cheminę klasifikaciją. Šios klasifikacijos pranašumas yra galimybė nustatyti ir ištirti bendruosius metodus, skirtus vaistų, sudarančių grupę, gavimo metodus, farmacinės analizės metodus, pagrįstus medžiagų fizinėmis ir cheminėmis savybėmis, ir nustatyti ryšį tarp cheminės struktūros ir cheminių medžiagų. farmakologinis poveikis.

Visi vaistai skirstomi į neorganinius ir organinius. Neorganiniai, savo ruožtu, klasifikuojami pagal elementų padėtį PS. O organiniai skirstomi į alifatinių, aliciklinių, aromatinių ir heterociklinių serijų darinius, kurių kiekviena skirstoma į klases: angliavandeniliai, angliavandenilių halogeniniai dariniai, alkoholiai, aldehidai, ketonai, rūgštys, eteriai ir esteriai ir kt.

ALIFATINIAI JUNGINIAI, KAIP VAISTAI.

Aldehidų ir jų darinių preparatai. Angliavandeniai

Aldehidai

Šiai junginių grupei priskiriamos organinės vaistinės medžiagos, turinčios aldehido grupę, arba jų funkciniai dariniai.

Bendra formulė:

Farmakologinės savybės

Aldehido grupės įvedimas į organinio junginio struktūrą suteikia jam narkotinį ir antiseptinį poveikį. Šiuo atžvilgiu aldehidų veikimas yra panašus į alkoholių veikimą. Tačiau skirtingai nei alkoholio grupė, aldehido grupė padidina junginio toksiškumą.

Veiksniai, įtakojantys struktūrą farmakologiniam poveikiui :

alkilo radikalo pailgėjimas padidina aktyvumą, bet tuo pačiu padidėja toksiškumas;

nesočiųjų jungčių ir halogenų įvedimas turi tą patį poveikį;

hidratuotos aldehido formos susidarymas sumažina toksiškumą. Tačiau gebėjimas sudaryti stabilią hidrato formą pasireiškia tik chlorintuose aldehiduose. Taigi formaldehidas yra protoplazminis nuodas, naudojamas dezinfekcijai, acetaldehidas ir chloralis dėl didelio toksiškumo medicinoje nenaudojami, o chloro hidratas yra vaistas, vartojamas kaip migdomieji ir raminamieji.

Narkotinio (farmakologinio) poveikio stiprumas ir toksiškumas padidėjo nuo formaldehido iki acetaldehido ir chloralo. Hidrato formos (chloro hidrato) susidarymas gali žymiai sumažinti toksiškumą, išlaikant farmakologinį poveikį.

Pagal fizinę būklę gali būti aldehidų dujinės (mažos molekulinės masės), skysčių ir kietų medžiagų. Mažos molekulinės masės turi aštrų nemalonų kvapą, didelės molekulinės masės turi malonų gėlių kvapą.

Cheminės savybės

Chemiškai tai yra labai reaktyvios medžiagos, nes jų molekulėje yra karbonilo grupė.

Didelis aldehidų reaktyvumas paaiškinamas:

a) poliarizuotos dvigubos jungties buvimas

b) karbonilo dipolio momentas

c) dalinio teigiamo krūvio buvimas karbonilo anglies atome

σ -

σ + H

Dvigubas ryšys tarp C ir O, skirtingai nei dvigubas ryšys tarp dviejų anglies atomų, yra labai poliarizuotas, nes deguonis turi daug didesnį elektronegatyvumą nei anglis, o π jungties elektronų tankis pasislenka link deguonies. Tokia didelė poliarizacija lemia karbonilo grupės anglies elektrofilines savybes ir gebėjimą reaguoti su nukleofiliniais junginiais (įsitraukti į nukleofilines prisijungimo reakcijas). Deguonies grupė turi nukleofilinių savybių.

Būdingos reakcijos yra oksidacija ir nukleofilinis prisijungimas

I. Oksidacijos reakcijos.

Aldehidailengvai oksiduoti. Aldehidų oksidacija į rūgštis atsiranda esant įtakai koks stiprusir silpni oksidatoriai .

Daugelis metalų – sidabras, gyvsidabris, bismutas, varis – redukuojasi iš jų druskų tirpalų, ypač esant šarmams. Tai išskiria aldehidus iš kitų organinių junginių, galinčių oksiduotis – alkoholių, nesočiųjų junginių, kurių oksidacijai reikia stipresnių oksidatorių. Vadinasi, aldehidų oksidacijos reakcijos su kompleksiškai sujungtais gyvsidabrio, vario ir sidabro katijonais šarminėje terpėje gali būti naudojamos aldehidų autentiškumui įrodyti.

aš. 1 .Reakcijasu amoniako sidabro nitrato tirpalu (sidabro veidrodžio reakcija) FS rekomenduojama patvirtinti medžiagų, turinčių aldehido grupę, autentiškumą. Jis pagrįstas aldehido oksidavimu į rūgštį ir Ag + redukavimu į Ag↓.

AgNO 3 + 2NH 4 OH → NO 3 + 2H 2 O

NSON+ 2NO 3 + H 2 O → HKOONAS 4 + 2Ag↓+ 2NH4NO3 + NH3

Formaldehidas, oksiduodamasis į skruzdžių rūgšties amonio druską, sumažina metalinį sidabrą, kuris nusėdaant mėgintuvėlio sienelių formoje blizgi danga „veidrodis“ arba pilkos nuosėdos.

aš. 2. Reakcijasu Fehlingo reagentu (sudėtinis vario (II) junginys su vyno rūgšties kalio-natrio druska). Aldehidai redukuoja vario (II) junginį iki vario (I) oksido, Susidaro plytų raudonumo nuosėdos. Paruoškite prieš naudojimą).

Kirtimo reagentas 1 – CuSO 4 tirpalas

Kirtimo reagentas 2 – šarminis vyno rūgšties kalio-natrio druskos tirpalas

Maišant 1:1 Fellingo reagentus 1 ir 2 susidaro mėlyno vario komplekso junginys (II) su kalio-natrio vyno rūgštimi:

mėlynas dažymas

Įpylus aldehido ir kaitinant, mėlyna reagento spalva išnyksta, susidaro tarpinis produktas - geltonos vario (I) hidroksido nuosėdos, kurios iš karto suyra į raudonas vario (I) oksido ir vandens nuosėdas.

2KNa+ R- COH+2NaOH+ 2KOH→ R- COONa+4KNaC 4 H 4 O 6 + 2 CuOH ↓ +H2O

2 CuOH ↓ →Cu 2 O ↓ +H2O

Geltonos nuosėdos plytų raudonos nuosėdos

Vadovėliuose yra kitokia bendroji reakcijos schema

aš. 3. Reakcijasu Nesslerio reagentu (šarminis kalio tetrajodomerkurato (II) tirpalas. Formaldehidas redukuoja gyvsidabrio joną iki metalinio gyvsidabrio – tamsiai pilkų nuosėdų.

R-COH + K 2 + 3KOH → R-COOK + 4KI + Hg↓ + 2H 2 O

1 klausimas. Aldehidai. Jų struktūra, savybės, paruošimas ir pritaikymas.

Atsakymas. Aldehidai yra organinės medžiagos, kurių molekulės

Bendroji aldehidų formulė ˸

Nomenklatūra

Aldehidų pavadinimas kilęs iš istorinių karboksirūgščių, turinčių tą patį anglies atomų skaičių, pavadinimų. Taigi CH3CHO yra acetaldehidas. Pagal sisteminę nomenklatūrą aldehidų pavadinimas kildinamas iš angliavandenilių pavadinimų, pridedant galūnę - al, CH 3 CHO – etanalis. Anglies grandinės numeracija prasideda nuo karbonilo grupės. Šakotųjų izomerų pakaitų pavadinimai rašomi prieš aldehido pavadinimą, nurodant anglies atomo, su kuriuo jie yra prijungti, skaičių ir skaičių.

CH 3 – CH (CH 3) – CH 2 – CHO.

3-metilbutanalis

Izomerizmas

Anglies skeletas ˸

CH 3 – CH 2 – CH 2 – CHO – butanalis,

CH 3 – CH(CH 3) – CHO – 2-metilpropanalis.

Ryšio klasės ˸

CH 3 – CH 2 – CHO – propanalas,

CH 3 – CO – CH 3 – propanonas (acetonas).

Fizinės savybės

Metanalis yra dujos, aldehidas nuo C 2 iki C 13 yra skystas, aukštesni aldehidai yra kietos medžiagos (tetradekanalo arba miristinio aldehido CH 3 (CH 2) 12 CHO lydymosi temperatūra yra 23,5). Žemesni aldehidai gerai tirpsta vandenyje; kuo daugiau anglies atomų molekulėje, tuo mažesnis tirpumas; Aldehidai neturi vandenilinių jungčių.

Cheminės savybės

1. Sudėjimo reakcijos ˸

a) hidrinimas ˸

CH2O + H2 = CH3OH;

b) acetalių susidarymas su alkoholiais ˸

CH 3 – CH 2 – CHO + 2C 2 H 5 OH = CH 3 – CH 2 – CH(OC 2 H 5) 2 + H 2 O.

2. Oksidacijos reakcija˸

a) „sidabrinio veidrodžio“ reakcija ˸

CH 3 CHO + Ag 2 O 2 Ag + CH 3 COOH;

b) sąveika su vario (II) hidroksidu ˸

CH 3 CHO + 2Cu(OH) 2 CH 3 COOH + Cu 2 O↓ + 2H 2 O

3. Pakeitimo reakcijos˸

CH 3 CH 2 CHO + Br 2 = CH 3 – CH (Br) – CHO+ HBr

4. Polimerizacija˸

CH3=O (CH2O)3.

trioksimetilenas

5. Polikondensacija˸

n C6H5OH+ n CH2O+ n C6H5OH + …=

=[ C 6 H 4 (OH) – CH 2 – C 6 H 4 (OH)] n + n H2O

Fenolio formaldehido derva

Kvitas

a) Alkanų oksidacija˸

CH 4 + O 2 CH 2 O + H 2 O.

metanalis

b) Alkoholių oksidacija˸

2CH 3 OH + O 2 2 CH 2 O + 2 H 2 O.

c) Kučerovo reakcija˸

C 2 H 2 + H 2 O CH 3 CHO.

d) alkenų oksidacija˸

C 2 H 4 + [O] CH 3 CHO.

Taikymas˸

1. Fenol-formaldehido dervų ir plastikų gamyba.

2. Vaistų, formaldehido (iš CH 2 =O) gamyba.

3. Dažų gamyba.

4. Acto rūgšties gamyba.

5. Dezinfekcija ir sėklų apdorojimas.

2 klausimas. Aplinkos apsaugos problema .

Atsakymas˸ Šiandien didžiausias mastas yra aplinkos tarša cheminėmis medžiagomis.

Atmosferos apsauga

Taršos šaltiniai: juodosios ir spalvotosios metalurgijos įmonės, šiluminės elektrinės, autotransportas.

Pramonės sieros ir azoto oksidų emisijos. Skrudinant spalvotųjų metalų sulfidines rūdas, išsiskiria sieros (IV) oksidas.

Šiluminės elektrinės išskiria SO 2 ir SO 3, kurie susijungia su oro drėgme (SO 3 + H 2 O = H 2 SO 4) ir iškrenta rūgštaus lietaus pavidalu.

1 klausimas. Aldehidai. Jų struktūra, savybės, paruošimas ir pritaikymas. - koncepcija ir rūšys. Kategorijos "1 klausimas. Aldehidai. Jų struktūra, savybės, paruošimas ir naudojimas" klasifikacija ir ypatumai. 2015, 2017-2018 m.

(paprasčiausiam aldehidui R=H)

Aldehidų klasifikacija

Pagal angliavandenilio radikalo struktūrą:

Limitas; Pavyzdžiui:

Neribotas; Pavyzdžiui:

Aromatinis; Pavyzdžiui:

aliciklis; Pavyzdžiui:

Bendroji sočiųjų aldehidų formulė

Homologinės serijos, izomerizmas, nomenklatūra

Aldehidai yra izomeriniai kitai junginių klasei, ketonams.

Pavyzdžiui:

Aldehidai ir ketonai turi karbonilo grupę ˃C=O, todėl jie vadinami karbonilo junginiais.

Aldehido molekulių elektroninė struktūra

Aldehido grupės anglies atomas yra sp 2 hibridizacijos būsenoje, todėl visi šios grupės σ ryšiai yra toje pačioje plokštumoje. P elektronų debesys, sudarantys π ryšį, yra statmeni šiai plokštumai ir lengvai pasislenka link labiau elektroneigiamo deguonies atomo. Todėl C=O dviguba jungtis (skirtingai nei C=C dviguba jungtis alkenuose) yra labai poliarizuota.

Fizinės savybės

Cheminės savybės

Aldehidai yra reaktyvūs junginiai, kurie patiria daugybę reakcijų. Labiausiai būdingi aldehidai:

a) karbonilo grupės prisijungimo reakcijos; HX tipo reagentai pridedami taip:

b) aldehido grupės CH jungties oksidacijos reakcijos, dėl kurių susidaro karboksirūgštys:

I. Papildomos reakcijos

1. Hidrinimas (susidaro pirminiai alkoholiai

2. Alkoholių pridėjimas (susidaro pusacetaliai ir acetaliai)

Esant alkoholio pertekliui, esant HCl, pusacetaliai paverčiami acetaliais:

II. Oksidacijos reakcijos

1. „Sidabrinio veidrodžio“ reakcija

Supaprastinta:

Ši reakcija yra kokybinė reakcija į aldehido grupę (reakcijos indo sienelėse susidaro veidrodinė metalinio sidabro danga).

2. Reakcija su vario(II) hidroksidu

Ši reakcija taip pat yra kokybinė reakcija į aldehido grupę y (raudonos Cu 2 O nuosėdos).

Formaldehidas oksiduojamas įvairiais O turinčiais oksidatoriais, pirmiausia į skruzdžių rūgštį, o paskui į H 2 CO 3 (CO 2 + H 2 O):

III. Di-, tri- ir polimerizacijos reakcijos

1. Aldolio kondensatas

2. Acetaldehido trimerinimas

3. Formaldehido polimerizacija

Ilgai laikant formaldehidą (40% formaldehido vandeninį tirpalą), jame vyksta polimerizacija, susidarant baltoms paraforminėms nuosėdoms:

IV. Formaldehido ir fenolio polikondensacijos reakcija