13-10-2023
Альдегиды (от лат. alcohol dehydrogenatum — спирт, лишённый водорода) — класс органических соединений, содержащих карбонильную группу (С=О) с одним алкильным или арильным заместителем.
Альдегиды и кетоны весьма схожи, различие заключается в том, что последние имеют при карбонильной группе два заместителя. Поляризация двойной связи «углерод-кислород» по принципу мезомерного сопряжения позволяет записать следующие резонансные структуры:
С=О ↔ С+—О−
Подобное разделение зарядов подтверждается физическими методами исследования и во многом определяет реакционную способность альдегидов, как выраженных электрофилов. В общем случае химические свойства альдегидов аналогичны кетонам, однако альдегиды проявляют бо́льшую активность, что связано с большей поляризацией связи. Кроме того, для альдегидов характерны реакции, не характерные для кетонов, например гидратация в водном растворе: у метаналя в связи с ещё большей поляризацией связи — полная, а у других альдегидов — частичная:
RC(O)H → RC(OH)2H, где R—Н, любой алкильный или арильный радикал.
Простейшие альдегиды имеют резкий характерный запах (например, бензальдегид — запах миндаля).
Под действием гидроксиламина превращаются в оксимы: СН3СНО + NH2OH = CH3C(=NOH)H + H2O
Содержание |
Название | Формула | Температура плавления | Температура кипения |
---|---|---|---|
Формальдегид | HCHO | −92 °C | −19 °C |
Ацетальдегид | CH3CHO | −123 °C | 20,8 °C |
Пропаналь | CH3CH2CHO | −81 °C | 48,8 °C |
Бутаналь | CH3CH2CH2CHO | −97 °C | 75 °C |
Акролеин | CH2=CH-CHO | −88 °C | 52,5 °C |
Кротоновый альдегид | CH3-CH=CH-CHO | −76,5 °C | 104 °C |
Бензальдегид | C6H5-CHO | −56 °C | 179 °C |
Салициловый альдегид | 1,6 °C | 197 °C | |
Фурфурол | −36,5 °C | 161,7 °C |
Высокая реакционноспособность связана с наличием высокополярной связи С=О. Проявляют свойства органических оснований.
1 Реакции присоединения
Восстановление. Альдегиды способны к восстановлению, основной продукт восстановления — первичные спирты.
НСНО + НН → СН3ОН
Присоединение синильной кислоты. Используется для удлинения углеродной цепи.
R—CHO + HCN → R-CH(OH)-CN
Присоединение гидросульфита натрия. Используется для выделения альдегидов из растворов.
R—CHO + NaHSO3 → R-CH(OH)-SO3Na
Присоединение спиртов с образованием полуацеталей (при избытке спирта и хлороводороде образуются ацетали)
2 Окисление. Альдегиды легко (значительно легче, чем спирты) окисляются в соответствующие карбоновые кислоты.
Реакция «серебряного зеркала». Альдегид + Ag2O (в аммиачном растворе) = Кислота + 2Ag. Тонкий слой осадка металлического серебра образует зеркальную поверхность (таким способом раньше получали зеркала)
СН3СНО + Ag2O--NH4OH,t--> CH3COOH + 2Ag↓
Реакция «медного зеркала». Окислителем здесь выступает свежеприготовленный (СuSO4+2NaOH→...) Cu(OH)2, гидроксид меди(II). Образуется кирпично-красный осадок оксида Cu(I)
R—CHO + 2Cu(OH)2 → R—COOH + Cu2O↓ + 2H2O
3 Реакция полимеризации
Линейная полимеризация образование параформальдегида (n=8-100) происходит при длительном стоянии или испарении формальдегида
nHCHO → [CH2O]n
образование полиформальдегида
nHCHO --Fe(CO)5--> [CH2O]n
Циклическая полимеризация Перегонка подкисленного альдегида c образованием триоксана (правильно записать в виде шестиугольника)
3HCHO ---t,H+-->-СН2-О-СН2-О-СН2-О-
4 Реакция поликонденсации При нагревании (с Н+ или ОН-) альдегида с фенолом образуются фенолформальдегидные смолы
Токсичны. Способны накапливаться в организме. Кроме общетоксического, обладают раздражающим и нейротоксическим действием. Эффект зависит от молекулярной массы: чем она больше, тем слабее раздражающее, но сильнее наркотическое действие, причём ненасыщенные альдегиды токсичнее насыщенных. Некоторые обладают канцерогенными свойствами[1].
С другой стороны — альдегиды входят в состав пищевых продуктов и эссенций (например, ананасовой[2]). Любое вещество, даже самое необходимое, может вызывать токсические эффекты. Действие вещества определяется дозой. В силу сходства химического строения все альдегиды обладают указанными у Лойта[1] свойствами, только чтобы они проявились, нужно принять дозу вещества много бо́льшую, чем содержится в пачке миндального печенья. Среднесмертельная доза ароматизатора бензальдегида (для крыс при пероральном введении) составляет 1300 мг на килограмм массы тела (для сравнения: у хлорида натрия среднесмертельная доза — 3000 мг/кг). У «настоящего яда» формальдегида LD50=100 мг/кг.
Альдегиды | |
---|---|
Предельные | Формальдегид · Ацетальдегид · Хлораль · Пропаналь · Бутаналь · Нонаналь · Деканаль · Додеканаль · Глиоксаль · Малондиальдегид |
Непредельные | Акролеин · Кротоновый альдегид · Мирценаль · Цитраль · Цитронеллаль |
Ароматические | Бензальдегид · Салициловый альдегид · Коричный альдегид · Анисовый альдегид · Ванилин · Этилванилин · Гелиотропин |
Гетероциклические | Фурфурол · Пиридоксаль |
Альдегиды.