O que são aldeídos em química. De acordo com a estrutura do radical hidrocarboneto. Quanto mais polar melhor

Aldeídos e suas propriedades químicas

Aldeídos são aquelas substâncias orgânicas cujas moléculas contêm um grupo carbonila ligado a pelo menos um átomo de hidrogênio e um radical hidrocarboneto.

As propriedades químicas dos aldeídos são determinadas pela presença de um grupo carbonila em sua molécula. A este respeito, reações de adição podem ser observadas na molécula do grupo carbonila.

Assim, por exemplo, se você pegar o vapor de formaldeído e passá-lo junto com o hidrogênio sobre um catalisador de níquel aquecido, o hidrogênio se juntará e o formaldeído será reduzido a álcool metílico. Além disso, a natureza polar desta ligação também dá origem a reações de aldeídos, como a adição de água.

Agora vamos examinar todas as características das reações de adição de água. Deve-se notar que um grupo hidroxila é adicionado ao átomo de carbono do grupo carbonila, que carrega uma carga parcial positiva devido ao par de elétrons do átomo de oxigênio.

As seguintes reações são típicas para esta adição:

Primeiro, ocorre a hidrogenação e formam-se álcoois primários RCH2OH.
Em segundo lugar, são adicionados álcoois e formados hemiacetais R-CH (OH) – OR. E na presença de cloreto de hidrogênio HCl, atuando como catalisador, e com excesso de álcool, observamos a formação de acetal RCH (OR)2;
Em terceiro lugar, adiciona-se hidrossulfito de sódio NaHSO3 e formam-se derivados de hidrossulfito aldeídos. Durante a oxidação dos aldeídos, podem-se observar reações especiais como a interação com uma solução de amônia de óxido de prata (I) e com hidróxido de cobre (II) e a formação de ácidos carboxílicos.

A polimerização de aldeídos é caracterizada por reações especiais como polimerização linear e cíclica.

Se falamos das propriedades químicas dos aldeídos, a reação de oxidação também deve ser mencionada. Tais reações incluem a reação do “espelho prateado” e a reação do semáforo.

Você pode observar a reação incomum do “espelho prateado” conduzindo um experimento interessante em sala de aula. Para fazer isso, você precisará de um tubo de ensaio bem lavado, no qual deverá colocar alguns mililitros de uma solução de amônia de óxido de prata e, em seguida, adicionar quatro ou cinco gotas de formaldeído. O próximo passo na realização deste experimento é colocar o tubo de ensaio em um copo de água quente e então você poderá ver como aparece uma camada brilhante nas paredes do tubo de ensaio. Este revestimento resultante é um depósito de prata metálica.

E aqui está a chamada reação do “semáforo”:

Propriedades físicas dos aldeídos

Agora vamos começar a considerar as propriedades físicas dos aldeídos. Quais propriedades essas substâncias possuem? Deve-se notar que vários aldeídos simples são gases incolores, os mais complexos apresentam-se na forma de líquido, mas os aldeídos superiores são sólidos. Quanto maior o peso molecular dos aldeídos, maior será o ponto de ebulição. Por exemplo, o propionaldeído atinge seu ponto de ebulição a 48,8 graus, mas o álcool propílico ferve a 97,8 0C.

Se falamos sobre a densidade dos aldeídos, então é menor que a unidade. Por exemplo, o acetaldeído e o aldeído fórmico tendem a se dissolver bem em água, enquanto os aldeídos mais complexos têm uma capacidade de dissolução mais fraca.

Os aldeídos, que pertencem à categoria mais baixa, apresentam odor pungente e desagradável, enquanto os sólidos e insolúveis em água, ao contrário, caracterizam-se por um agradável odor floral.

Encontrando aldeídos na natureza

Na natureza, representantes de vários grupos de aldeídos são encontrados em todos os lugares. Estão presentes nas partes verdes das plantas. Este é um dos grupos mais simples de aldeídos, que inclui o aldeído fórmico CH2O.

Também são encontrados aldeídos com composição mais complexa. Esses tipos incluem vanilina ou açúcar de uva.

Mas como os aldeídos têm a capacidade de entrar facilmente em todos os tipos de interações e têm tendência a oxidar e reduzir, podemos dizer com segurança que os aldeídos são muito capazes de várias reações e, portanto, são extremamente raros em sua forma pura. Mas seus derivados podem ser encontrados em todos os lugares, tanto em ambientes vegetais como animais.

Aplicação de aldeídos

O grupo aldeído está presente em diversas substâncias naturais. Sua característica distintiva, pelo menos muitos deles, é o cheiro. Por exemplo, representantes de aldeídos superiores possuem aromas diversos e fazem parte de óleos essenciais. Pois bem, como você já sabe, tais óleos estão presentes em plantas, frutas e vegetais florais, picantes e perfumados. Eles encontraram utilização em larga escala na produção de bens industriais e na produção de perfumes.

O aldeído alifático CH3(CH2)7C(H)=O pode ser encontrado em óleos essenciais cítricos. Esses aldeídos têm cheiro de laranja e são utilizados na indústria alimentícia como aromatizante, bem como em cosméticos, perfumes e produtos químicos domésticos como fragrância.

O aldeído fórmico é um gás incolor que possui um odor forte e específico e se dissolve facilmente em água. Esta solução aquosa de formaldeído também é chamada de formalina. O formaldeído é muito venenoso, mas na medicina é usado diluído como desinfetante. É usado para desinfetar instrumentos e sua solução fraca é usada para lavar a pele quando suar muito.

Além disso, o formaldeído é utilizado no curtimento do couro, pois tem a capacidade de se combinar com substâncias proteicas presentes no couro.

Na agricultura, o formaldeído tem se mostrado eficaz no processamento de grãos antes da semeadura. É utilizado para a produção de plásticos, tão necessários para equipamentos e necessidades domésticas.

O acetaldeído é um líquido incolor que tem cheiro de maçã podre e se dissolve facilmente em água. É usado para produzir ácido acético e outras substâncias. Mas, por ser uma substância tóxica, pode causar envenenamento do corpo ou inflamação das mucosas dos olhos e do trato respiratório.

Palestra nº 11

ALDEÍDOS E CETONAS

Plano

1. Métodos de recebimento.

2. Propriedades quimicas.

2.1. Reações nucleofílicas
adesão.

2.2. Reações de um -átomo de carbono.

2.3.

Palestra nº 11

ALDEÍDOS E CETONAS

Plano

1. Métodos de recebimento.

2. Propriedades quimicas.

2.1. Reações nucleofílicas
adesão.

2.2. Reações de um -átomo de carbono.

2.3. Reações de oxidação e redução.

Aldeídos e cetonas contêm um grupo carbonila
C=O. Fórmula geral:

1. Métodos de obtenção.

2. Químico
propriedades.

Aldeídos e cetonas são uma das classes mais reativas
compostos orgânicos. Suas propriedades químicas são determinadas pela presença
grupo carbonila. Devido à grande diferença na eletronegatividade
carbono e oxigênio e alta polarizabilidade p -ligações A ligação C = O tem polaridade significativa
( m C = O =2,5-2,8 D). Átomo de carbono carbonílico
grupo carrega uma carga positiva efetiva e é um objeto de ataque
nucleófilos. O principal tipo de reações de aldeídos e cetonas é reações
adição nucleofílica N. Além disso, o grupo carbonila afeta
reatividade da ligação CH a -posição, aumentando a sua acidez.

Assim, moléculas de aldeídos e cetonas
contêm dois centros de reação principais - a ligação C=O e a ligação C-H em uma posição:

2.1. Reações nucleofílicas
adesão.

Aldeídos e cetonas adicionam facilmente reagentes nucleofílicos à ligação C=O.
O processo começa com um ataque de um nucleófilo ao átomo de carbono da carbonila. Então
O intermediário tetraédrico formado no primeiro estágio adiciona um próton e
dá o produto de adição:

Atividade de compostos carbonílicos em
de Anúncios N –as reações dependem da magnitude
carga positiva efetiva no átomo de carbono da carbonila e no volume
substituintes no grupo carbonila. Doadores de elétrons e substituintes volumosos
complicar a reação, os substituintes que retiram elétrons aumentam a reação
capacidade de composto carbonílico. Portanto, aldeídos em
de Anúncios N -as reações são mais ativas do que
cetonas.

A atividade dos compostos carbonílicos aumenta em
presença de catalisadores ácidos, que aumentam a carga positiva em
átomo de carbono carbonil:

Aldeídos e cetonas adicionam água, álcoois,
tióis, ácido cianídrico, hidrossulfito de sódio, compostos como
N. H. 2 X. Todas as reações de adição
prosseguem rapidamente, sob condições amenas, mas os produtos resultantes, via de regra,
termodinamicamente instável. Portanto, as reações ocorrem de forma reversível, e o conteúdo
produtos de adição na mistura de equilíbrio pode ser baixa.

Conectando água.

Aldeídos e cetonas adicionam água
formação de hidratos. A reação é reversível. Formando hidratos
termodinamicamente instável. O equilíbrio é deslocado para produtos
adição apenas no caso de compostos carbonílicos activos.

Produto de hidratação com aldeído tricloroacético
O hidrato de cloral é um composto cristalino estável usado em
medicamento como sedativo e hipnótico.

Adição de álcoois e
tióis.

Os aldeídos combinam-se com os álcoois para formar hemiacetais. Em excesso de álcool e na presença de um catalisador ácido
a reação vai mais longe - até a formação acetais

A reação de formação do hemiacetal prossegue como
adição nucleofílica e é acelerada na presença de ácidos ou
motivos.

O processo de formação do acetal é assim:
substituição nucleofílica do grupo OH no hemiacetal e só é possível sob condições
catálise ácida, quando o grupo OH é convertido em um bom grupo de saída
(H 2O).

A formação de acetais é um processo reversível. EM
Em um ambiente ácido, os hemiacetais e acetais são facilmente hidrolisados. Em um ambiente alcalino
a hidrólise não ocorre. As reações de formação e hidrólise de acetais desempenham um papel importante na
química dos carboidratos.

As cetonas sob condições semelhantes não
dar.

Os tióis são nucleófilos mais fortes que os álcoois
formam produtos de adição com aldeídos e cetonas.

Juntando-se ao hidrociânico
ácidos

O ácido cianídrico é adicionado a um composto carbonílico sob condições
catálise básica para formar cianidrinas.

A reação tem valor preparativo e
usado em síntese a-hidroxi- e um -aminoácidos (ver aula nº 14). Frutos de algumas plantas
(por exemplo, amêndoas amargas) contêm cianidrinas. Destaca-se quando eles
Quando decomposto, o ácido cianídrico tem um efeito venenoso.

Adição de bissulfito
sódio

Aldeídos e metil cetonas adicionam bissulfito de sódio NaHSO 3 com a formação de derivados de bissulfito.

Derivados de bissulfito de compostos carbonílicos
– substâncias cristalinas que são insolúveis em excesso de solução de bissulfito de sódio.
A reação é usada para isolar compostos carbonílicos de misturas. Carbonila
o composto pode ser facilmente regenerado tratando o derivado bissulfito
ácido ou álcali.

Interação com conexões comuns
fórmulas NH 2x.

As reações prosseguem de acordo com o esquema geral como um processo
eliminação de apego. O aduto formado no primeiro estágio não é
estável e remove facilmente a água.

De acordo com o esquema dado com carbonil
compostos reagem com amônia, aminas primárias, hidrazina, hidrazinas substituídas,
hidroxilamina.

As derivadas resultantes são
substâncias cristalinas que são usadas para isolamento e identificação
compostos carbonílicos.

Iminas (bases de Schiff) são intermediárias
produtos em muitos processos enzimáticos (transaminação sob a influência
coenzima piridoxal fosfato; aminação redutiva de cetoácidos em
participação da coenzima NADN). A hidrogenação catalítica de iminas produz
aminas O processo é usado para sintetizar aminas a partir de aldeídos e cetonas e
chamada aminação redutiva.

A aminação redutiva ocorre in vivo
durante a síntese de aminoácidos (ver aula nº 16)

2.2. Reações por a -átomo de carbono.

Tautomerismo cetoenol.

Hidrogênio em um -posição para o grupo carbonila é ácida
propriedades, uma vez que o ânion formado durante sua eliminação é estabilizado por
conta de ressonância.

O resultado da mobilidade de prótons do átomo de hidrogênio
V a -posição
é a capacidade dos compostos carbonílicos de formar formas enol devido a
migração de prótons de a -posição ao átomo de oxigênio do grupo carbonila.

Cetona e enol são tautômeros.
Tautômeros são isômeros que podem converter-se um no outro de forma rápida e reversível.
devido à migração de um grupo (neste caso, um próton). Equilíbrio entre
cetona e enol são chamados tautomerismo ceto-enol.

O processo de enolização é catalisado por ácidos e
razões. A enolização sob a influência de uma base pode ser representada por
com o seguinte diagrama:

A maioria dos compostos carbonílicos existe
predominantemente na forma cetônica. O conteúdo da forma enol aumenta com
aumento da acidez do composto carbonílico, bem como no caso de
estabilização adicional da forma enol devido à ligação de hidrogênio ou devido a
emparelhamento.

Tabela 8. Conteúdo das formas enol e
acidez de compostos carbonílicos

Por exemplo, em compostos 1,3-dicarbonil
a mobilidade dos prótons do grupo metileno aumenta acentuadamente devido a
efeito de retirada de elétrons de dois grupos carbonila. Além disso, enol
a forma é estabilizada devido à presença nela de um sistema de conjugado p -ligações e intramoleculares
ligação de hidrogênio.

Se um composto na forma enol é
é um sistema conjugado com alta energia de estabilização, então a forma enol
prevalece. Por exemplo, o fenol existe apenas na forma enol.

Enolização e formação de ânions enolato são
os primeiros estágios das reações de compostos carbonílicos ocorrendo através a -átomo de carbono. O mais importante
dos quais são halogenação E aldólico-crotônico
condensação .

Halogenação.

Aldeídos e cetonas reagem facilmente com halogênios (Cl2,
Br 2, eu 2 ) com educação
exclusivamente a -derivados de halogênio.

A reação é catalisada por ácidos ou
razões. A taxa de reação não depende da concentração e natureza do halogênio.
O processo prossegue através da formação da forma enol (estágio lento), que
então reage com halogênio (etapa rápida). Assim, o halogênio não é
envolvido em velocidade—estágio de definição
processo.

Se um composto carbonílico contém vários a -hidrogênio
átomos, então a substituição de cada um subsequente ocorre mais rápido que o anterior,
devido a um aumento em sua acidez sob a influência da influência da retirada de elétrons
halogênio. Em um ambiente alcalino, o acetaldeído e as metil cetonas fornecem
derivados de trihalogênio, que são então decompostos pelo excesso de álcali com
formação de trihalometanos ( reação halofórmica) .

A quebra da triiodoacetona ocorre como uma reação
substituição nucleofílica. Grupos de CI 3 — ânion hidróxido, como S N -reações no grupo carboxila (ver aula nº 12).

O iodofórmio precipita da mistura de reação na forma
sedimento cristalino amarelo pálido com odor característico. Iodofórmio
a reação é usada para fins analíticos para detectar compostos do tipo
CH 3 -CO-R, incluindo
laboratórios clínicos para o diagnóstico de diabetes mellitus.

Reações de condensação.

Na presença de quantidades catalíticas de ácidos
ou compostos carbonílicos alcalinos contendo a -átomos de hidrogênio,
sofrer condensação para formar b -compostos hidroxicarbonílicos.

Carbonil está envolvido na formação da ligação CC.
átomo de carbono de uma molécula ( componente carbonila) E a -o átomo de carbono é diferente
moléculas ( componente metileno). Esta reação é chamada condensação aldólica(pelo nome do produto de condensação do acetaldeído -
aldol).

Quando a mistura de reação é aquecida, o produto facilmente
desidrata para formar um,b -carbonila insaturada
conexões.

Este tipo de condensação é chamado cróton(pelo nome do produto de condensação do acetaldeído - cróton
aldeído).

Vamos considerar o mecanismo de condensação aldólica em
ambiente alcalino. Na primeira etapa, o ânion hidróxido abstrai um próton de a -posição carbonila
compostos para formar um ânion enolato. Então o ânion enolato como um nucleófilo
ataca o átomo de carbono carbonílico de outra molécula de composto carbonílico.
O intermediário tetraédrico resultante (ânion alcóxido) é forte
base e ainda abstrai um próton da molécula de água.

Durante a condensação aldólica de dois diferentes
compostos carbonílicos (condensação aldólica cruzada) possíveis
formação de 4 produtos diferentes. No entanto, isto pode ser evitado se um dos
não contém compostos carbonílicos a -átomos de hidrogênio (por exemplo, aldeídos aromáticos
ou formaldeído) e não pode atuar como componente metileno.

Como componente metileno em reações
a condensação pode ser não apenas compostos carbonílicos, mas também outros
Ácidos C-H. As reações de condensação têm valor preparativo, pois permitem
estender a cadeia de átomos de carbono. De acordo com o tipo de condensação aldólica e
decomposição do retroaldol (processo reverso) ocorrem muitas reações bioquímicas
processos: glicólise, síntese de ácido cítrico no ciclo de Krebs, síntese de ácido neuramínico
ácidos.

2.3. Reações de oxidação e
recuperação

Recuperação

Os compostos carbonílicos são reduzidos a
álcoois como resultado de hidrogenação catalítica ou sob a influência
agentes redutores que são doadores de ânions hidreto.

[H]: H2 /gato Gato. – Ni, Pt,
PD;

LiAlH4; NaBH4.

Redução de compostos carbonílicos
hidretos metálicos complexos envolvem ataque nucleofílico do grupo carbonila
ânion hidreto. A hidrólise subsequente produz álcool.

A recuperação ocorre da mesma maneira
grupo carbonila in vivo sob a influência da coenzima NADN, que é
doador de íon hidreto (ver palestra nº 19).

Oxidação

Os aldeídos oxidam muito facilmente
quaisquer agentes oxidantes, mesmo os fracos como o oxigênio do ar e compostos
prata (I) e cobre(II).

As duas últimas reações são usadas como
qualitativa para o grupo aldeído.

Na presença de álcalis, aldeídos que não contêm a -átomos de hidrogênio
desproporcional para formar álcool e ácido (reação de Cannizzaro).

2HCHO + NaOH ® HCOONa + CH 3 OH

Esta é a razão pela qual a solução aquosa
formaldeído (formalina) durante o armazenamento a longo prazo torna-se ácido
reação.

As cetonas são resistentes a agentes oxidantes
ambiente neutro. Em ambientes ácidos e alcalinos sob a influência de fortes
agentes oxidantes(KMnO 4 ) Eles
oxidar quebrando a ligação C-C. O esqueleto de carbono é dividido por
ligação dupla carbono-carbono de formas enol de um composto carbonílico, semelhante a
oxidação de ligações duplas em alcenos. Isso produz uma mistura de produtos
contendo ácidos carboxílicos ou ácidos carboxílicos e cetonas.

O nome aldeído é aplicado a compostos contendo um grupo carbonila ligado a um átomo de hidrogênio (-COH).

Os aldeídos geralmente têm nomes triviais, geralmente iguais aos ácidos nos quais se transformam após a oxidação.

O nome de um aldeído acíclico puro é formado pela adição da terminação " –AL" ("–AL" na terminologia russa) ao nome de um hidrocarboneto contendo o mesmo número de átomos de carbono, por exemplo:

A presença de múltiplas ligações ou cadeias laterais na molécula de aldeído é designada de forma semelhante aos alcanos:

3-metilpentanal

Por racional Na nomenclatura, os aldeídos graxos são às vezes considerados derivados do acetaldeído, por exemplo: aldeído trimetilacético, aldeído metiletilacético, etc.

Não sistemático - nomes triviais são amplamente utilizados para aldeídos. Eles são formados a partir dos nomes triviais correspondentes de ácidos carboxílicos. Esses nomes são fornecidos na Tabela 7.

Tabela 7

Nomes de aldeídos

Exceção: o etanodialdeído é comumente chamado de glioxal.

O nome cetona é aplicado a compostos que contêm um grupo carbonila ligado a dois radicais hidrocarbonetos.

Os nomes das cetonas são formados pela adição da terminação " -ELE" ou " –DION" etc. ao nome do hidrocarboneto correspondente à cadeia principal.

2-butanona 2,4-hescandiona

Por radical-funcional Na nomenclatura, os nomes das cetonas são derivados dos nomes dos radicais hidrocarbonetos associados ao grupo carbonila, acrescentando a terminação " –CETONA"

Tabela 8

Nomes de cetonas

dietil cetona dimetil cetona

3-pentanona propanona

Algumas cetonas, assim como aldeídos, mantêm nomes triviais

acetona diacetil

4.3. "Ácidos carboxílicos"

PARA
Os ácidos arboxílicos são compostos que contêm um grupo carboxila (-COOH) em sua estrutura.

Os nomes dos ácidos carboxílicos monobásicos são baseados em três tipos de nomenclaturas.

Nomes triviais não expressam a estrutura de um composto e geralmente refletem a história, a origem das substâncias, seu isolamento dos produtos naturais, a rota de síntese, etc.

Por racional Na nomenclatura, os ácidos carboxílicos são considerados ácidos acéticos substituídos (ácido metiletilacético, ácido trimetilacético, etc.).

Nomenclatura IUPAC. Existem duas opções para formar o nome.

1ª opção: o átomo de carbono do grupo carboxila é considerado parte integrante do esqueleto de carbono, e o nome do ácido é formado a partir do nome do hidrocarboneto correspondente adicionando a terminação " –ÁCIDO DE OVA". Esta opção é mais preferível para ácidos alifáticos simples.

ácido hexanóico

2ª opção: o grupo carboxila é considerado um substituinte na cadeia hidrocarbonada. O nome do hidrocarboneto correspondente é anexado ao sufixo " -ÁCIDO CARBOXÍLICO"

ácido 1-pentanocarboxílico

ácidos carboxílicos monobásicos saturados são formados a partir de nomes de alcanos com o mesmo número de átomos de carbono com a adição de um sufixo.

ALDEÍDOS E CETONAS

Aldeídos e cetonas são derivados de hidrocarbonetos contendo o grupo carbonila C=O. Em uma molécula de aldeído, pelo menos uma valência do grupo carbonila é gasta na combinação com um átomo de hidrogênio, e a outra com um radical (da série limitante em aldeídos saturados e insaturada em aldeídos insaturados). Fórmula geral dos aldeídos:

e R pode ser igual a H.

No caso das cetonas, ambas as valências do grupo carbonila são gastas na combinação com os radicais. Fórmula geral das cetonas:

Isomerismo. Nomenclatura.

A fórmula geral para aldeídos e cetonas saturados é C n H 2 n O.

O isomerismo dos aldeídos está associado à estrutura dos radicais. Por exemplo, quatro aldeídos são conhecidos com a fórmula

(Veja abaixo).

Os aldeídos são nomeados pelos ácidos nos quais se transformam durante a oxidação (com o mesmo número de átomos de carbono), ou pelos hidrocarbonetos saturados com a adição do sufixo -al(nomenclatura sistemática).

	aldeído fórmico (formaldeído), metanal (Fig. 1 A)
	acetaldeído, etanal (Fig. 1 b)
	propionaldeído, propanal
CH 3 -CH 2 -CH 2 -CHO	butiraldeído, butanal
	isobutiraldeído, 2-metilpropanal
CH 3 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -CHO	valeraldeído, pentanal
	isovalernanaldeído, 3-metilbutanal
	aldeído metiletilacético, 2-metilbutanal
	aldeído trimetilacético, 2,2-dimetilpropanal

O isomerismo das cetonas está associado à estrutura dos radicais e à posição do grupo carbonila na cadeia carbônica. As cetonas recebem o nome dos radicais ligados ao grupo carbonila. De acordo com a nomenclatura sistemática, o sufixo -one é adicionado ao nome do hidrocarboneto saturado e o número do átomo de carbono associado ao oxigênio carbonílico é indicado:

Métodos de obtenção

Aldeídos e cetonas são preparados por vários métodos comuns.

1. Por oxidação ou desidrogenação catalítica de álcoois primários, são obtidos aldeídos e álcoois secundários - cetonas. Estas reações já foram dadas quando se consideram as propriedades químicas dos álcoois.

2. Também é conveniente obter aldeídos e cetonas por pirólise de ácidos e suas misturas na forma de vapores sobre óxidos de alguns metais (ThO 2, MnO 2, CaO, ZnO) a 400-450 °C:

R - COOH + H-COOH → R-CHO + CO 2 + H 2 0

2R-COOH→R -CO -R + C0 2 + H 2 0

R-COOH + R" - COOH → R - CO-R’+C0 2 + H 2 0

Muitos livros indicam que aldeídos e cetonas podem ser obtidos por pirólise de sais de Ca e Ba de ácidos carboxílicos. Na verdade, esta reação dá rendimentos muito baixos. No entanto, algumas metil cetonas ainda podem ser obtidas por pirólise de misturas de sais de bário ou ferro de ácido acético e algum outro ácido. Todas essas reações têm um mecanismo radical.

3. A hidrólise de derivados dihalogênios geminais leva a aldeídos se ambos os halogênios estiverem localizados em um dos átomos de carbono mais externos, e cetonas se os átomos de halogênio estiverem localizados em um dos átomos de carbono intermediários. Estas reações já foram mencionadas no estudo das propriedades químicas dos hidrocarbonetos dihalogenados.

4. A hidratação do acetileno e seus homólogos nas condições da reação de Kucherov leva à formação de acetaldeído ou cetonas, respectivamente:

HC≡CH + H 2 O → CH 3 -CHO

5. Compostos carbonílicos com alto rendimento (cerca de 80%) são formados durante a oxidação dos álcoois correspondentes com misturas de dpmetilsulfóxido com anidrido acético ou ácido fosfórico anidro.

RCH 2 OH + (CH 3) 2 SO → RCH = O + (CH 3) 2 S

6. A transformação de haloalquil em aldeídos com extensão de cadeia por um átomo de carbono é obtida tratando-os com tetracarbonil ferrato de sódio na presença de trifenilfosfina e depois com ácido acético:

R - Hlg + Na 2 Fe(CO) 4 RCOFe(CO 3)P(C 6 H 5) 3 R–CH = O

Existem várias modificações deste método.

7. As cetonas são obtidas com bons rendimentos pela reação de cloretos de ácido com cuprato de dialquil lítio e alquilas de cádmio:

R 2 CuLi + R"COCI→R - CO - R"+LiCI + R - Cu

8. Em tecnologia, os aldeídos são obtidos pela adição direta de CO e H 2 a olefinas (síntese oxo) a 100-200 ° C sob uma pressão de 10-20 MPa (100-200 atm) na presença de catalisadores de cobalto ou níquel (para exemplo, Co + ThO 2 + MgO, suportado para Kieselguhr):

A reação com etileno e propileno é realizada na fase gasosa, e com olefinas mais complexas (C 4 -C 20) - na fase líquida. Como pode ser visto no diagrama acima, a oxossíntese produz aldeídos contendo um átomo de carbono a mais do que as olefinas originais. Esta síntese é importante para a preparação de álcoois primários superiores (por redução catalítica de aldeídos). O mecanismo de oxossíntese pode ser representado da seguinte forma:

2Co + 8CO → Co 2 (CO) 8

Co 2 (CO)8 + H 2 → 2HCo(CO) 4

R -CH = CH 2 + HCo(CO) 4 → R - CH 2 -CH 2 - Co(CO) 4

R - CH 2 -CH 2 -Co(CO) 4 +CO→ R-CH 2 -CH 2 -CO - Co(CO) 4

R-CH 2 -CH 2 -CO-Co(CO) 4 + HCo(CO) 4 →R-CH 2 -CH 2 -CHO + Co(CO) ) 8

Propriedades físicas

O aldeído fórmico é um gás com odor muito pungente. Outros aldeídos e cetonas inferiores são líquidos facilmente solúveis em água; os aldeídos inferiores têm um odor sufocante, que quando fortemente diluído torna-se agradável (lembra o cheiro de frutas). As cetonas têm um cheiro muito bom.

Com a mesma composição e estrutura de cadeia de carbono, as cetonas fervem a temperaturas ligeiramente mais altas que os aldeídos. Os pontos de ebulição de aldeídos e cetonas com estrutura de cadeia normal são mais elevados do que aqueles de compostos com isoestrutura. Por exemplo, o valeraldeído ferve a 103,4 °C e o isovalérico a 92,5 °C. Aldeídos e cetonas fervem a uma temperatura muito mais baixa do que álcoois com o mesmo número de átomos de carbono, por exemplo, propionaldeído bp. 48,8 °C, para acetona 65,1 °C, para n-álcool propílico 97,8 °C. Isto mostra que aldeídos e cetonas, ao contrário dos álcoois, não são líquidos fortemente associados. Ao mesmo tempo, os pontos de ebulição dos compostos carbonílicos são significativamente superiores aos pontos de ebulição dos hidrocarbonetos com o mesmo peso molecular, o que se deve à sua alta polaridade. A densidade de aldeídos e cetonas está abaixo da unidade.

Nos espectros de IR, o grupo CO é caracterizado por intensa absorção em 1720 cm -1. No espectro de RMN, o sinal do hidrogênio do grupo aldeído está em um campo muito baixo.

Propriedades quimicas

Aldeídos e cetonas são altamente reativos. A maioria de suas reações se deve à presença de um grupo carbonila ativo. A ligação dupla do grupo carbonila é semelhante em natureza física à ligação dupla entre dois átomos de carbono (ligação σ + ligação π). No entanto, enquanto E c=c<2Е с-с, энергия связи С=О (749,4 кДж/моль) больше, чем энергия двух простых С-О-связей (2х358 кДж/моль). С другой стороны, кислород является более электро­отрицательным элементом, чем углерод, и потому электронная плотность вблизи атома кислорода больше, чем вблизи атома уг­лерода. Дипольный момент карбонильной груп­пы - около 9 10 -30 Кл/м (2,7 D). Благодаря такой поляризации углеродный атом карбонильной группы обладает электрофильными свойствами и способен реагировать с нуклеофильными реагентами. Соответ­ственно атом кислорода является нуклеофильным. В реакциях присоединения отрицательно поляризо­ванная часть присоединяющейся молекулы всегда на­правляется к углеродному атому карбонильной груп­пы, в то время как ее положительно поляризованная часть направляется к кислородному атому.

A reação de adição de reagentes nucleofílicos no local de uma ligação carbonila é um processo gradual. Esquematicamente, a reação de adição de, por exemplo, hidrossulfito de sódio ao acetaldeído pode ser representada como segue:

Radicais capazes de aumentar a carga positiva do átomo de carbono do grupo carbonila aumentam muito a reatividade de aldeídos e cetonas; radicais ou átomos que reduzem a carga positiva desse átomo de carbono têm o efeito oposto.

Além das reações de adição no grupo carbonila, aldeídos e cetonas também são caracterizados por reações envolvendo radicais de carbono adjacentes ao grupo carbonila, devido ao efeito de retirada de elétrons do grupo carbonila sobre eles. Isso inclui reações de oxidação, halogenação e condensação.

A. Hidrogenação. A adição de hidrogênio a aldeídos e cetonas ocorre na presença de catalisadores de hidrogenação (Ni, Co, Cu, Pt, Pd, etc.). Nesse caso, os aldeídos se transformam em álcoois primários e as cetonas em álcoois secundários. Um dos métodos de produção de álcoois se baseia nisso.

Recentemente, o hidreto de alumínio LiA1H 4 tem sido frequentemente usado como agente redutor. A reação envolve a transferência de um íon hidreto:

A vantagem da redução com LiAlH 4 é que este reagente não reduz as ligações duplas carbono-carbono.

Quando aldeídos ou cetonas são reduzidos com hidrogênio no momento da separação (com a ajuda de metais alcalinos ou magnésio amalgamado), os glicóis também são formados junto com os álcoois correspondentes:

Pinacon

A proporção entre o álcool resultante e o glicol depende da natureza do composto carbonílico e das condições de redução. Quando as cetonas são reduzidas em produtos de reação em solventes apróticos, predominam as pinaconas; No caso dos aldeídos saturados alifáticos, os glicóis são formados em pequenas quantidades.

A reação ocorre com a formação intermediária de radicais livres:

B. Reações de adição nucleofílica.

1. A adição de haloalquil de magnésio é discutida em detalhes ao descrever métodos para a preparação de álcoois.

2. A adição de ácido cianídrico leva à formação de α-hidroxinitrilas, cuja saponificação produz α-hidroxiácidos:

nitrila de ácido α-hidroxipropiônico

Esta reação começa com um ataque nucleofílico ao átomo de carbono por um íon CN -. O cianeto de hidrogênio é adicionado muito lentamente. A adição de uma gota de solução de cianeto de potássio acelera bastante a reação, enquanto a adição de ácido mineral reduz a taxa de reação a quase zero. Isso mostra que o reagente ativo na formação da cianidrina é o íon CN -:

3. A adição de hidrossulfito de sódio dá substâncias cristalinas, geralmente chamadas de derivados de hidrossulfito de aldeídos ou cetonas:

Quando aquecidos com uma solução de soda ou ácidos minerais, os derivados de hidrossulfito se decompõem para liberar aldeído ou cetona livre, por exemplo:

A reação com hidrossulfito de sódio é utilizada para a determinação qualitativa de aldeídos e cetonas, bem como para seu isolamento e purificação. Deve, no entanto, notar-se que apenas as metilcetonas com um grupo CH3-CO- reagem com o hidrossulfito de sódio na série gorda.

4. A interação com a amônia permite distinguir entre aldeídos e cetonas. Os aldeídos liberam água para formar aldiminas:

acetaldimina, etanimi n

que polimerizam facilmente (ciclizam em trímeros cristalinos - aldeído amônias:

aldeidâmia Para

Durante a ciclização, a ligação dupla C=N é quebrada e três moléculas de imina são combinadas em um anel de seis membros com átomos alternados de carbono e nitrogênio.

As cetonas não formam tais compostos com a amônia. Eles reagem muito lentamente e de forma mais complexa, por exemplo assim:

5. Com a hidroxilamina, aldeídos e cetonas, liberando água, formam oximas (aldoximas e cetoximas):

acetaldoxima

acetona oxima

Estas reações são utilizadas para a determinação quantitativa de compostos carbonílicos.

Mecanismo de reação (R=H ou Alk):

6. De particular interesse são as reações dos compostos carbonílicos com a hidrazina e seus substitutos. Dependendo das condições, a hidrazina reage com aldeídos e cetonas numa proporção de 1:1 ou 1:2. No primeiro caso, formam-se hidrazonas e, no segundo, azinas (aldazinas e cetazinas):

hidrazona

aldazina

cetazina

Hidrazonas de cetonas e aldeídos, quando aquecidas com KOH sólido, liberam nitrogênio e dão hidrocarbonetos saturados (reação de Kizhner):

Atualmente, esta reação é realizada aquecendo o composto carbonílico com hidrazina em solventes polares de alto ponto de ebulição (di- e trietilenoglicóis) na presença de álcali. A reação também pode ser realizada à temperatura ambiente sob a ação de terc-butilpotássio em dimetilsulfóxido.

Aldeídos e cetonas com hidrazinas substituídas - com fenilhidrazina C 6 H 5 -NH-NH 2 e semicarbazida formam fenilhidrazonas e semicarbazonas, respectivamente. Estas são substâncias cristalinas. Servem para a determinação qualitativa e quantitativa de compostos carbonílicos, bem como para o seu isolamento e purificação.

Formação de fenilhidrazonas:

As semicarbazonas são formadas de acordo com o seguinte esquema:

As reações de aldeídos e cetonas com derivados de hidrazina são semelhantes em mecanismo às suas reações com amônia e hidroxilamina. Por exemplo, para acetaldeído e fenilhidrazina:

Essas reações são caracterizadas por catálise ácida.

7. Aldeídos e cetonas são capazes de adicionar água ao grupo carbonila para formar hidratos - glicóis geminais. Em muitos casos, esses compostos existem apenas em soluções. A posição de equilíbrio depende da estrutura do composto contendo carbonila:

Assim, o formaldeído a 20 °C existe em solução aquosa 99,99% na forma de hidrato, acetaldeído - 58%; no caso da acetona, o teor de hidrato é insignificante, e o cloral e a tricloroacetona formam hidratos cristalinos estáveis.

Aldeídos com peso molecular mais alto formam hemi-hidratos sólidos com água que são estáveis ​​em baixas temperaturas:

8.

Na presença de vestígios de ácido mineral, formam-se acetais:

Acetais são líquidos com agradável odor etéreo. Quando aquecidos com ácidos minerais diluídos (mas não álcalis), sofrem hidrólise com formação de álcoois e liberação de aldeídos:

O acetal, derivado do butiraldeído e do álcool polivinílico, é utilizado como adesivo na fabricação de vidros de segurança.

Os acetais cetônicos são obtidos de forma mais complexa - pela ação de ésteres etílicos de HC ortofórmico(OC2H 5)3 ou ácido ortossilícico sobre cetonas:

9. Quando os aldeídos reagem com os álcoois, formam-se hemiacetais:

Aldeídos e cetonas, ao interagirem com PCI 5, trocam um átomo de oxigênio por dois átomos de cloro, que é utilizado para obter dicloroalcanos geminais:

Esta reação, na etapa que determina a natureza do produto final, é também uma reação de adição nucleofílica:

B. Reações de oxidação. A oxidação dos aldeídos é muito mais fácil do que a das cetonas. Além disso, a oxidação dos aldeídos produz ácidos sem alterar o esqueleto de carbono, enquanto as cetonas são oxidadas para formar dois ácidos mais simples, ou um ácido e uma cetona.

Os aldeídos são oxidados pelo oxigênio atmosférico em ácidos carboxílicos. Os produtos intermediários são hidroperóxidos:

Uma solução de amônia de hidróxido de prata OH, quando levemente aquecida com aldeídos (mas não cetonas), os oxida em ácidos para formar prata metálica livre. Se o tubo de ensaio em que ocorre a reação foi previamente desengordurado por dentro, então a prata fica em uma camada fina em sua superfície interna - forma-se um espelho de prata:

Esta reação, conhecida como reação do espelho de prata, é utilizada para a determinação qualitativa de aldeídos.

Os aldeídos também são caracterizados por uma reação com o chamado líquido felino. Este último é uma solução aquosa-alcalina de um sal complexo formado a partir de hidróxido de cobre e sal de sódio e potássio do ácido tartárico. Quando os aldeídos são aquecidos com líquido fehling, o cobre (II) é reduzido a cobre (I) e o aldeído é oxidado a ácido:

O óxido de cobre vermelho Cu 2 O precipita quase quantitativamente. Esta reação não funciona com cetonas.

Os aldeídos podem ser oxidados em ácidos carboxílicos usando muitos agentes oxidantes comuns, como dicromato de potássio, permanganato de potássio, por um mecanismo iônico, sendo a primeira etapa do processo geralmente a adição de um agente oxidante no grupo CO.

A oxidação das cetonas ocorre com a ruptura da cadeia carbônica em diferentes direções, dependendo da estrutura das cetonas.

Com base nos produtos de oxidação, pode-se avaliar a estrutura das cetonas, e como as cetonas são formadas durante a oxidação dos álcoois secundários, então, conseqüentemente, a estrutura desses álcoois.

D. Reações de polimerização. Essas reações são típicas apenas para aldeídos. Quando os aldeídos são expostos a ácidos, eles sofrem trimerização (parcialmente tetramerização):

O mecanismo de polimerização pode ser apresentado da seguinte forma:

D. Halogenação. Aldeídos e cetonas reagem com bromo e iodo na mesma taxa, independentemente da concentração de halogênio. As reações são aceleradas por ácidos e bases.

Um estudo detalhado dessas reações levou à conclusão de que elas prosseguem com a conversão preliminar do composto carbonílico em enol:

E. Reações de condensação.

1. Aldeídos em um ambiente fracamente básico (na presença de acetato, carbonato ou sulfito de potássio) sofrem condensação aldólica (A.P. Borodin) com a formação de siyrtes de aldeído (hidroxialdeídos), abreviados como aldóis. Aldóis são formados pela adição de um aldeído ao grupo carbonila de outra molécula de aldeído, quebrando a ligação CH na posição α da carbonila, conforme ilustrado pelo acetaldeído:

aldol

No caso da aldolizacina em outros aldeídos, como os aldeídos propiônicos, apenas o grupo localizado na posição a reage à carbonila, uma vez que apenas os átomos de hidrogênio deste grupo são suficientemente ativados pelo grupo carbonila:

3-hidroxi-2-metilpentanal

Se houver um átomo de carbono quaternário próximo à carbonila, a aldolização não é possível. Por exemplo, aldeído trimetilacético (CH3)3C-CHO não dá um aldol.

O mecanismo da reação de condensação aldólica catalisada por base é o seguinte. O aldeído exibe as propriedades de um ácido CH. O íon hidroxila (catalisador) abstrai reversivelmente um próton do átomo de carbono α:

Quando aquecido, o aldol (sem substâncias removedoras de água) separa a água para formar crotonaldeído insaturado:

Portanto, a transição de um aldeído saturado para um aldeído insaturado através de um aldol é chamada de condensação de cróton. A desidratação ocorre devido à mobilidade muito alta dos átomos de hidrogênio na posição α em relação ao grupo carbonila (superconjugação) e, como em muitos outros casos, a ligação p em relação ao grupo carbonila é quebrada.

Quando aldeídos capazes de condensação aldólica são expostos a bases fortes (álcalis), a formação de alcatrão ocorre como resultado de policondensação aldólica profunda (ou cróton). Aldeídos que não são capazes de condensação aldólica sofrem a reação de Cannizzaro sob estas condições:

2(CH 3) 3 C-CHO + KOH→(CH 3) 3 C-COOK +(CH 3) 3 C-CH 2 OH.

A condensação aldólica de cetonas ocorre em condições mais severas - na presença de bases, por exemplo Ba(OH) 2. Nesse caso, formam-se álcoois P-cetônicos, que perdem facilmente uma molécula de água:

Sob condições ainda mais severas, por exemplo, quando aquecidas com ácido sulfúrico concentrado, as cetonas sofrem desidratação intermolecular para formar cetonas insaturadas:

óxido de mesitil

O óxido de mesitil pode reagir com uma nova molécula de acetona:

para adiante

A condensação entre aldeídos e cetonas também é possível, por exemplo:

3-penten-2-um

Em todas essas reações, ocorre primeiro a condensação aldólica, seguida pela desidratação da hidroxicetona resultante.

2. A condensação de ésteres de aldeídos ocorre sob a ação de alcóxidos de alumínio em meio não aquoso (V.E. Tishchenko).

acetato de etila

E. Descarbonilação. Os aldeídos, quando aquecidos com cloreto de tris (trifenilfosfina) ródio, sofrem descarbonilação para formar hidrocarbonetos:

R-CHO + [(C 6 H 5) 3 P] 3 PhCl → RH + [(C 6 H 5) 3 P] 3 RhCOCl.

Ao estudar as transformações químicas de aldeídos e cetonas, é necessário atentar para as diferenças significativas entre eles. Os aldeídos são facilmente oxidados sem alterar a cadeia de carbono (reação do espelho de prata), as cetonas são difíceis de oxidar com a quebra da cadeia. Os aldeídos polimerizam sob a influência de ácidos, formam aldeídos amoníacos, formam acetais com álcoois na presença de ácidos, entram na condensação de ésteres e dão cor com ácido fucsulfúrico. As cetonas não são capazes de tais transformações.

Representantes individuais. Aplicativo

O aldeído fórmico (formaldeído) é um gás incolor com um odor forte e específico, bp. -21ºC. É venenoso e irrita as mucosas dos olhos e do trato respiratório. Altamente solúvel em água, uma solução aquosa de formaldeído a 40% é chamada de formalina. Na indústria, o formaldeído é produzido por dois métodos - oxidação incompleta do metano e alguns de seus homólogos e oxidação catalítica ou desidrogenação do metanol (a 650-700 °C sobre um catalisador de prata):

CH 3 OH → H 2 + H 2 CO.

Devido à ausência de um radical alquil, o formaldeído possui algumas propriedades especiais.

1. Em ambiente alcalino, sofre uma reação de oxidação-redução (reação de Cannizzaro):

2. Quando o formaldeído (formalina) é levemente aquecido com amônia, obtém-se a hexametilenotetramina (urotropina), sintetizada pela primeira vez por A. M. Butlerov:

6H 2 C=O + 4NH 3 → 6H 2 0 + (CH 2) 6 N 4

urotropina

Hexogen é utilizado em grandes quantidades na produção de resinas e explosivos de fenol-formaldeído (RDX obtido por nitração de hexógeno)

hexágeno

na medicina (como diurético, como componente do medicamento anti-influenza Kalceks, no tratamento de doenças renais, etc.).

3. Em ambiente alcalino, por exemplo na presença de leite de cal, como foi demonstrado pela primeira vez por A. M. Butlerov, o formaldeído sofre aldolização com formação de oxialdeídos até hexoses e açúcares ainda mais complexos, por exemplo:

hexose

Na presença de álcalis, o formaldeído pode condensar-se com outros aldeídos, formando álcoois poli-hídricos. Assim, pela condensação do formaldeído com acetaldeído, obtém-se o álcool tetraídrico - pentaeritritol C (CH 2 OH) 4

CH 3 CHO + 3H 2 CO → (HOCH 2) 3 CCHO

(HOCH 2) 3 CCNO + H 2 CO → (HOCH 2) 4 C + HCOO -

O pentaeritritol é usado para produzir resinas e um explosivo muito forte - tetranitropentaeritritol (PETN) C(CH 2 ONO 2) 4.

4. O formaldeído é capaz de polimerização para formar polímeros cíclicos e lineares.

5. O formaldeído é capaz de entrar em diversas reações de condensação para formar resinas sintéticas, amplamente utilizadas na indústria. Assim, pela policondensação do formaldeído com fenol, obtêm-se resinas de fenol-formaldeído, e com ureia ou melamina, obtêm-se resinas de ureia.

6. O produto de condensação do formaldeído com isobutileno (na presença de H 2 SO 4) é o 4,4-dimetil-1,3-dioxano, que se decompõe quando aquecido a 200-240 ° C na presença de catalisadores (SiO 2 + H 4 P 2 O 7) com formação de isopreno.

A formalina é amplamente utilizada como desinfetante para desinfecção de armazéns de grãos e vegetais, estufas, estufas, para tratamento de sementes, etc.

Acetaldeído, acetaldeído CH 3 CHO é um líquido com um odor desagradável e pungente. Kip. 21ºC. O vapor de acetaldeído causa irritação das membranas mucosas, asfixia e dores de cabeça. O acetaldeído é altamente solúvel em água e em muitos solventes orgânicos.

Métodos industriais de produção de acetaldeído já foram discutidos: hidratação do acetileno, desidrogenação do álcool etílico, isomerização do óxido de etileno, oxidação catalítica de hidrocarbonetos saturados com ar.

Recentemente, o acetaldeído foi produzido pela oxidação do etileno com o oxigênio atmosférico na presença de um catalisador de acordo com o seguinte esquema:

CH 2 =CH 2 +H 2 O +PdCl 2 →CH 3 -CHO + 2HCl + Pd

Pd + 2CuC1 2 → 2CuCl + PdCl 2

2CuCl + 2HCI + 1/2 O 2 → 2CuCl 2 + H 2 O

2CH 2 = CH 2 + O 2 →2CH 3 CHO

Outros 1-alcenos formam metil cetonas nesta reação.

A partir do acetaldeído, são produzidos em escala industrial ácido acético, anidrido acético, álcool etílico, aldol, álcool butílico, acetais, acetato de etila, pentaeritritol e uma série de outras substâncias.

Assim como o formaldeído, ele se condensa com fenol, aminas e outras substâncias para formar resinas sintéticas que são utilizadas na produção de diversos materiais poliméricos.

Sob a influência de uma pequena quantidade de ácido sulfúrico, o acetaldeído polimeriza em paraldeído (C 2 H 4 O 3) 3 e metaldeído (C 2 H 4 O 3) 4; as quantidades deste último aumentam com a diminuição da temperatura (até -10 °C):

O paraldeído é um líquido com ponto de ebulição. 124,5 °C, o metaldeído é uma substância cristalina. Quando aquecidas com vestígios de ácido, ambas as substâncias se despolimerizam, formando acetaldeído. A partir do paraldeído e da amônia obtém-se a 2-metil-5-vinilpiridina, que é utilizada na síntese de copolímeros - borrachas sintéticas.

O aldeído tricloroacético, cloral CCI 3 CHO, é obtido pela cloração do álcool etílico.

O cloral é um líquido incolor com odor pungente; com água forma um hidrato cristalino - hidrato de cloral. A estabilidade do hidrato de cloral é explicada pelo aumento das propriedades de retirada de elétrons do carbono carbonílico sob a influência do forte efeito indutivo do cloro:

Tem efeito hipnótico. Os inseticidas são produzidos em escala industrial pela condensação do cloral com clorobenzeno.

Quando o cloral é exposto a álcalis, o clorofórmio é formado:

Acetona CH 3 SOCH 3 é um líquido incolor com odor característico; P.e. = 56,1 °C, fusão = 0,798. É altamente solúvel em água e em muitos solventes orgânicos.

A acetona é obtida:

1) a partir de álcool isopropílico - por oxidação ou desidrogenação;

2) oxidação do isopropilbenzeno obtido pela alquilação do benzeno, juntamente com o fenol;

3) fermentação de carboidratos com acetona-butanol.

A acetona como solvente é utilizada em grandes quantidades na indústria de tintas e vernizes, na produção de acetato de seda, filme, pó sem fumaça (piroxilina), para dissolução de acetileno (em cilindros), etc. de vidro orgânico inquebrável, ceteno, etc. d.

Que se caracterizam por uma ligação dupla entre os átomos de carbono e oxigênio e duas ligações simples do mesmo átomo de carbono com um radical hidrocarboneto, designado pela letra R, e um átomo de hidrogênio. O grupo de átomos >C=O é chamado de grupo carbonila; é característico de todos os aldeídos. Muitos aldeídos têm um odor agradável. Podem ser obtidos a partir de álcoois por desidrogenação (remoção de hidrogênio), o que lhes dá o nome comum de aldeídos. As propriedades dos aldeídos são determinadas pela presença de um grupo carbonila, sua localização na molécula, bem como o comprimento e a ramificação espacial do radical hidrocarboneto. Ou seja, conhecendo o nome da substância que o reflete, pode-se esperar certas propriedades químicas e também físicas dos aldeídos.

Existem duas maneiras principais de nomear aldeídos. O primeiro método baseia-se no sistema utilizado pela União Internacional (IUPAC), frequentemente denominado nomenclatura sistemática. Baseia-se no fato de que a cadeia mais longa em que um grupo carbonila está ligado a um átomo de carbono serve de base para o nome do aldeído, ou seja, seu nome vem do nome de um alcano relacionado pela substituição do sufixo - an com o sufixo -al (metano - matanal, etano - etanal, propano - propanal, butano - butanal e assim por diante). Outro método para formar o nome dos aldeídos usa o nome do correspondente no qual ele se transformará como resultado da oxidação (metanal - aldeído fórmico, etanal - aldeído acético, propanal - aldeído propiônico, butanal - aldeído butírico e assim por diante) .

É a polaridade do grupo >C=O que afeta as propriedades físicas dos aldeídos: ponto de ebulição, solubilidade, momento dipolar. Compostos de hidrocarbonetos, constituídos apenas por átomos de hidrogênio e carbono, derretem e fervem em baixas temperaturas. Para substâncias com grupo carbonila, eles são muito mais elevados. Por exemplo, butano (CH3CH2CH2CH3), propanal (CH3CH2CHO) e acetona (CH3COCH3) têm o mesmo peso molecular de 58, e o ponto de ebulição do butano é 0 °C, enquanto para o propanal é 49 °C, e para a acetona é igual a 56°C. A razão para a grande diferença é que as moléculas polares têm uma maior capacidade de se atraírem umas às outras do que as moléculas não polares, pelo que é necessária mais energia para as separar e, portanto, é necessária uma temperatura mais elevada para estes compostos derreterem ou ferverem.

À medida que crescem, as propriedades físicas dos aldeídos mudam. O formaldeído (HCHO) é uma substância gasosa em condições normais, o acetaldeído (CH3CHO) ferve à temperatura ambiente. Outros aldeídos (com exceção de representantes com alto peso molecular) são líquidos em condições normais. As moléculas polares não se misturam facilmente com as apolares porque as moléculas polares são atraídas umas pelas outras e as moléculas apolares não são capazes de se espremer entre elas. Portanto, os hidrocarbonetos não se dissolvem na água, uma vez que as moléculas de água são polares. Os aldeídos, em cujas moléculas o número de átomos de carbono é inferior a 5, dissolvem-se em água, mas se o número de átomos de carbono for superior a 5, a dissolução não ocorre. A boa solubilidade dos aldeídos de baixo peso molecular se deve à formação de ligações de hidrogênio entre o átomo de hidrogênio da molécula de água e o átomo de oxigênio do grupo carbonila.

A polaridade das moléculas formadas por diferentes átomos pode ser quantificada por um número denominado momento de dipolo. Moléculas formadas por átomos idênticos não são polares e não possuem momento de dipolo. O vetor momento dipolar é direcionado para o elemento que está à direita na tabela periódica (por um período). Se uma molécula consistir em átomos de um subgrupo, a densidade eletrônica mudará para o elemento com número atômico menor. A maioria dos hidrocarbonetos não possui momento dipolar ou seu valor é extremamente pequeno, mas para os aldeídos é muito maior, o que também explica as propriedades físicas dos aldeídos.