Klasa organskih jedinjenja sa op?tom formulom

gdje je R ugljikovodi?ni radikal (ostatak); u tijelu su me?uprodukti metabolizma.

Pojedini predstavnici aldehida obi?no su dobili ime po kiselini koja nastaje prilikom njihove oksidacije (na primjer, octena kiselina - acetaldehid). U zavisnosti od vrste radikala razlikuju se zasi?eni, nezasi?eni, aromati?ni, cikli?ni aldehidi i drugi. Ako je radikal ostatak alkohola, karboksilne kiseline, itd., formiraju se aldehidni alkoholi, aldehidne kiseline i druga jedinjenja s mje?ovitim funkcijama koja imaju hemijska svojstva svojstvena aldehidima i odgovaraju?im R-grupama. Kada se vodonik aldehidne grupe zamijeni ugljikovodi?ni radikalom, dobijaju se ketoni (vidi), daju?i mnoge reakcije sli?ne aldehidima. Jedan od najjednostavnijih aldehida - octeni, ili acetaldehid CH 3 - CHO, ponekad se dobija dehidrogenacijom etil alkohola preko zagrijanog bakra.

Uobi?ajena metoda za dobijanje aldehida iz ugljikovodika acetilenske serije dodavanjem vode u prisustvo katalizatora, koju je otkrio M. G. Kucherov:

Ova reakcija se koristi u sinteti?koj proizvodnji octene kiseline. Aromati?ni aldehidi se obi?no dobijaju oksidacijom aromati?nih ugljikovodika koji imaju bo?nu metil grupu:

ili djelovanjem na odgovaraju?e ugljovodonike sa uglji?nim monoksidom u prisustvu HCl i katalizatora.

Osobine i hemijska svojstva aldehida Uglavnom su povezana sa svojstvima i transformacijama aldehidne grupe. Dakle, najjednostavniji od aldehida je mravlja ili formaldehid.

aldehidna grupa koja je povezana sa vodonikom je gas; ni?i aldehidi (na primjer, acetaldehid) - teku?ine s o?trim mirisom; vi?i aldehidi su ?vrste materije nerastvorljive u vodi.

Zbog prisustva karbonilne grupe i mobilnog atoma vodika, aldehidi su me?u najreaktivnijim organskim spojevima. Ve?inu raznovrsnih reakcija aldehida karakterizira sudjelovanje karbonilne grupe u njima. To uklju?uje reakcije oksidacije, dodavanja i supstitucije kisika za druge atome i radikale.

Aldehidi se lako polimeriziraju i kondenzuju (vidi Aldol kondenzacija); kada se aldehidi tretiraju alkalijama ili kiselinama, dobijaju se aldoli, na primjer:

Kada se voda ukloni, aldol se pretvara u krotonaldehid.

sposoban za dalje vezivanje molekula (polimerizacijom). Dobiveni polimeri se zajedni?ki nazivaju aldol smole.

U prou?avanju biolo?kih supstrata (krv, urin i dr.) pozitivan u?inak reakcija na bazi oksidacije aldehidne grupe daje zbir redukcijskih supstanci. Stoga se ove reakcije, iako se koriste za kvantitativno odre?ivanje ?e?era (glukoze) po Hagedorn-Jensenu, kao i uzorci Nylandera, Gainesa, Benedicta i drugih, ne mogu smatrati specifi?nim.

Aldehidi igraju va?nu ulogu u biolo?kim procesima, a posebno se biogeni amini u prisustvu enzima aminoksidaze pretvaraju u aldehide, nakon ?ega slijedi njihova oksidacija u masne kiseline.

Aldehidni radikali vi?ih masnih kiselina dio su molekula plazmalogena (vidi). Biljni organizmi koriste mravlji aldehid u procesu fotosinteze za asimilaciju ugljika. Eteri?na ulja koja proizvode biljke sastoje se uglavnom od cikli?kih nezasi?enih aldehida. (anis, cimet, vanilin i dr.).

Tijekom alkoholne fermentacije, pod djelovanjem enzima karboksilaze kvasca, pirogro??ana kiselina se dekarboksilira u acetaldehid, koji se redukcijom pretvara u etil alkohol.

Aldehidi se ?iroko koriste u sintezi mnogih organskih spojeva. U medicinskoj praksi se direktno koriste oba aldehida (vidi Formalin, Paraldehid, Citral), i sinteti?ki derivati dobijeni od aldehida, na primjer, urotropin (vidi Heksametilentetramin), hloralhidrat (vidi) i drugi.

Aldehidi kao profesionalne opasnosti

Aldehidi se ?iroko koriste u industrijskoj proizvodnji sinteti?kih smola i plastike, u industriji vanilina i tekstila, u prehrambenoj industriji i u parfimeriji. Formaldehid se uglavnom koristi u proizvodnji plastike i umjetnih smola, u industriji ko?e i krzna i tako dalje; akrolein - u svim proizvodnim procesima u kojima se masti zagrijavaju na t° 170° (livnice - su?are sa uljnim vezivom, elektroindustrija, uljare i proizvodnja masno?e itd.). Za vi?e detalja pogledajte ?lanke o pojedina?nim aldehidima.

Svi aldehidi, posebno ni?i, imaju izra?eno toksi?no djelovanje.

Aldehidi iritiraju sluzoko?u o?iju i gornjih disajnih puteva. Po prirodi op?eg toksi?nog djelovanja, aldehidi su lijekovi, ali je njihov narkoti?ki u?inak mnogo inferiorniji od iritantnog. Ozbiljnost intoksikacije odre?ena je, zajedno sa veli?inom trenutne koncentracije, i prirodom radikala i, kao rezultat, promjenom fizi?ko-hemijskih svojstava aldehida: ni?i aldehidi (visoko topljive i vrlo hlapljive tvari) imaju o?tro nadra?uju?e djelovanje na gornje respiratorne organe i relativno manje izra?en narkoti?ki u?inak; s pove?anjem du?ine lanca ugljikovodika radikala, topljivost i hlapljivost aldehida opadaju, zbog ?ega se iritant smanjuje, narkoti?ki u?inak se ne pove?ava; nadra?uju?e dejstvo nezasi?enih aldehida je ja?e od onih ograni?avaju?ih.

Mehanizam toksi?nog djelovanja aldehida povezan je s visokom reaktivno??u karbonilne grupe aldehida, koja, stupaju?i u reakcije interakcije s proteinima tkiva, uzrokuje primarno nadra?uju?e djelovanje, refleksne reakcije centralnog nervnog sistema, degenerativne promjene u unutra?njim organima. , i tako dalje. Osim toga, ulaze?i u tijelo, aldehidi prolaze kroz razne biohemijske transformacije; u ovom slu?aju nisu sami aldehidi ti koji imaju toksi?ni u?inak na tijelo, ve? proizvodi njihove transformacije. Aldehidi se polako izlu?uju iz organizma, mogu se akumulirati, ?to obja?njava razvoj kroni?nog trovanja, ?ije se glavne manifestacije uo?avaju prvenstveno u obliku patolo?kih promjena u respiratornom sistemu.

Prva pomo? kod trovanja aldehidima. Izvesti ?rtvu na sve? vazduh. Isprati o?i sa 2% alkalnom otopinom. Alkalne i uljne inhalacije. Sa fenomenom asfiksije - udisanje kiseonika. Prema indikacijama, sredstva koja stimuli?u sr?anu aktivnost i disanje, sedativi (bromidi, valerijana). Uz bolni ka?alj - senf flasteri, limenke, preparati kodeina. U slu?aju trovanja kroz usta - ispiranje ?eluca, unutar 3% rastvora natrijum bikarbonata, sirova jaja, proteinska voda, mleko, slani laksativi. U slu?aju kontakta sa ko?om, isprati vodom ili 5% amonijakom.

Vidi tako?er ?lanke o pojedina?nim aldehidima.

Prevencija

Zaptivanje i automatizacija proizvodnih procesa. Ventilacija prostorija (pogledajte Ventilacija). Upotreba li?ne za?titne opreme, kao ?to je filter gas maska marke A (pogledajte Gas maske), kombinezon (pogledajte Odje?a) i tako dalje.

Maksimalno dozvoljene koncentracije u atmosferi industrijskih prostorija: za akrolein - 0,7 mg / m 3, za acetaldehid, butirne i proponske aldehide - 5 mg / m 3, za formaldehid i kroton A. - 0,5 mg / m 3.

Odre?ivanje aldehida. Svi aldehidi se odre?uju ukupno bisulfitnom metodom vezivanjem sa kiselim natrijum sulfatom ili kolorimetrijski sa fuksin sumpornom kiselinom. Razvijene su polarografska metoda (Petrova-Yakovtsevskaya) i spektrofotometrijska metoda (Veksler).

Bibliografija

Bauer K. G. Analiza organskih jedinjenja, trans. iz njema?kog, M., 1953; Nesmeyanov A. N. i Nesmeyanov N. A. Po?eci organske hemije, knj. 1-2, M., 1969-1970.

Profesionalne opasnosti- Amirkhanova G. F. i Latypova Z. V. Eksperimentalno utemeljenje maksimalno dozvoljene koncentracije acetaldehida u vodi rezervoara, u knjizi: Prom. zaga?eno rezervoari, ur. S. N. Cherkinsky, v. 9, str. 137, M., 1969, bibliogr.; Bykhovskaya M. S., Ginzburg S. L. i Khalizova O. D. Metode za odre?ivanje ?tetnih materija u vazduhu, str. 481, M., 1966; Wang Wen-yan, Materijali o toksikologiji masnih aldehida, u knjizi: Materijali o toksikolu. supstance koje se koriste u proizvodnji plastika masovne i sinteti?ke gume, ur. N. V. Lazarev i I. D. Gadaskina, str. 42, L., 1957, bibliogr.; ?tetne materije u industriji, ur. N. V. Lazareva, tom 1, str. 375, L., 1971, bibliografija; Gurvits S. S. i Sergeeva T. I. Odre?ivanje malih koli?ina aldehida u zraku industrijskih prostorija metodom derivatne polarografije, Gig. rada i prof. ilustr., br. 9, str. 44, 1960; Trofimov L.V. Uporedni toksi?ni u?inak krotonskih i butirnih aldehida, ibid., br. 9, str. 34, 1962, bibliogr.; Tsai L. M. Na pitanje transformacije acetaldehida u tijelu, ibid., br. 12, str. 33, 1962, bibliogr.; Ni?ta S. N. a. o. Studije o toksi?nosti glikoidnog aldehida, Arch, okolina. Hlth, v. 2, str. 23, 1961, bibliogr.; Jung F.u. Onnen K. Bindung und Wirkungen des Formaldehyds and Erythrocyten, Naunyn-Schmiedeberg's Arch. Exp. Path. Pharmak., Bd 224, S. 179, 1955; Nova H. a. Touraine R. G. Asthme au formol, Arh. E. Mai. Leksikolo?ko istra?ivanje ni?ih alifati?nih aldehida, Actapharmacol (Kbh.), v. 6, str.299, 1950, bibliogr.

B. V. Kulibakin; N. K. Kulagina (prof.).

Prva grupa svojstava su reakcije adicije. U karbonilnoj grupi, izme?u ugljika i kisika, postoji dvostruka veza, koja se, kao ?to se sje?ate, sastoji od sigma veze i pi veze. Uz dodatne reakcije, pi veza se raskida i formiraju se dvije sigma veze, jedna s ugljikom, a druga s kisikom. Ugljik ima djelomi?no pozitivan naboj, a kisik djelomi?no negativan. Stoga je negativno nabijena ?estica reagensa, anion, vezana za ugljik, a pozitivno nabijeni dio molekule je vezan za kisik.

Prvo svojstvo hidrogenacija, dodavanje vodonika.

Reakcija se odvija pri zagrevanju. Koristi se katalizator hidrogenacije koji vam je ve? poznat, nikl. Primarni alkoholi se dobijaju iz aldehida, a sekundarni iz ketona.

U sekundarnim alkoholima, hidrokso grupa je vezana za sekundarni atom ugljika.

Sekunda hidratacija svojstva, dodavanje vode. Ova reakcija je mogu?a samo za formaldehid i acetaldehid. Ketoni uop?te ne reaguju sa vodom.

Sve reakcije sabiranja se odvijaju na na?in da plus ide u minus, a minus na plus.

Kao ?to se sje?ate iz videa o alkoholima, prisutnost dvije hidrokso grupe na jednom atomu je gotovo nemogu?a situacija, takve tvari su izuzetno nestabilne. Dakle, konkretno, mogu?a su ova dva slu?aja formaldehid hidrat i acetaldehid, iako postoje samo u rastvoru.

Nije potrebno znati same reakcije. Najvjerovatnije, pitanje na ispitu mo?e zvu?ati kao konstatacija ?injenice, na primjer, reagiraju s vodom i tvari se navode. Na njihovoj listi mo?e biti metanal ili etanal.

Tre?e svojstvo dodavanja cijanovodoni?ne kiseline.

Opet, plus ide na minus, a minus na plus. Dobivaju se supstance koje se nazivaju hidroksinitrili. Opet, sama reakcija nije uobi?ajena, ali morate znati za ovo svojstvo.

?etvrto svojstva dodavanja alkohola.

Ovdje opet, ne morate znati jednad?bu reakcije napamet, samo trebate shvatiti da je takva interakcija mogu?a.

Kao i obi?no u reakcijama dodavanja na karbonilnu grupu, plus na minus i minus na plus.

Peto svojstvena reakcija sa natrijum hidrosulfitom.

I opet, reakcija je prili?no komplicirana, malo je vjerojatno da ?e se to nau?iti, ali ovo je jedna od kvalitativnih reakcija za aldehide, jer rezultiraju?a natrijeva sol precipitira. To jest, u stvari, trebali biste znati da aldehidi reagiraju s natrijum hidrosulfitom, to ?e biti dovoljno.

Ovim se zavr?ava prva grupa reakcija. Druga grupa su reakcije polimerizacije i polikondenzacije.

2. Polimerizacija i polikondenzacija aldehida

Upoznati ste sa polimerizacijom: polietilen, butadien i izopren gume, polivinil hlorid su produkti spajanja mnogih molekula (monomera) u jedan veliki, u jedan polimerni lanac. Odnosno, dobije se jedan proizvod. Prilikom polikondenzacije de?ava se isto, ali se osim polimera dobijaju i proizvodi male molekularne te?ine, poput vode. Odnosno, postoje dva proizvoda.

dakle, ?esto svojstva polimerizacije. Ketoni ne ulaze u ove reakcije, samo je polimerizacija formaldehida od industrijskog zna?aja.

Pi veza se raskida i formiraju se dvije sigma veze sa susjednim monomerima. Ispada poliformaldehid, koji se naziva i paraform. Najvjerovatnije bi pitanje na ispitu moglo zvu?ati ovako: tvari ulaze u reakciju polimerizacije. I dat je popis tvari, me?u kojima mo?e biti formaldehid.

Sedmo svojstvo je polikondenzacija. Jo? jednom: tokom polikondenzacije, osim polimera, dobija se i niskomolekularno jedinjenje, na primer voda. Formaldehid ulazi u takvu reakciju sa fenolom. Radi jasno?e, prvo napi?emo jedna?inu sa dva molekula fenola.

Kao rezultat, takav dimer se dobija i molekul vode se odvaja. Sada pi?emo jedna?inu reakcije u op?tem obliku.

Proizvod polikondenzacije je fenol-formaldehidna smola. Ima ?irok spektar primjena u rasponu od ljepila i lakova do plastike i komponenti iverice.

Sada je tre?a grupa svojstava reakcija oksidacije.

3. Oksidacija aldehida i ketona

Osmo reakcija u op?oj listi je kvalitativna reakcija na oksidaciju aldehidne grupe s amonija?nom otopinom srebrnog oksida. Reakcija srebrnog ogledala. Odmah ?u re?i da u ovu reakciju ne ulaze ketoni, ve? samo aldehidi.

Aldehidna grupa se oksidira u karboksilnu, kiselu grupu, ali u prisustvu amonijaka, koji je baza, odmah dolazi do reakcije neutralizacije i dobija se so, amonijum acetat. Srebro se talo?i, obla?u?i unutra?njost cijevi i stvaraju?i povr?inu nalik zrcalu. Ova reakcija se stalno javlja na ispitu.

Ina?e, ista reakcija je kvalitativna i za druge tvari koje imaju aldehidnu grupu, na primjer, mravlju kiselinu i njene soli, kao i glukozu.

deveto reakcija je tako?er kvalitativna za oksidaciju aldehidne grupe sa svje?e precipitiranim bakrenim hidroksidom dva. I ovdje napominjem da ketoni ne ulaze u ovu reakciju.

Vizualno ?e se prvo uo?iti stvaranje ?utog taloga, koji zatim postaje crven. U nekim ud?benicima se nalazi podatak da prvo nastaje sam bakrov hidroksid, koji ima ?utu boju, koji se zatim razla?e na samo crveni bakreni oksid i vodu. Dakle, to prema najnovijim podacima nije ta?no, u procesu padavina se menja veli?ina ?estica bakarnog oksida, koje na kraju dosti?u veli?ine koje su obojene ta?no crvenom bojom. Aldehid se oksidira u odgovaraju?u karboksilnu kiselinu. Reakcija se javlja na ispitu vrlo ?esto.

Deseta reakcija je oksidacija aldehida zakiseljenom otopinom kalijevog permanganata kada se zagrijava.

Dolazi do promjene boje otopine. Aldehidna grupa se oksidira u karboksilnu grupu, odnosno aldehid se oksidira u odgovaraju?u kiselinu. Za ketone ova reakcija nema prakti?no zna?enje, jer dolazi do uni?tenja molekula i rezultat je mje?avina proizvoda.

Va?no je napomenuti da mravlji aldehid, formaldehid, oksidira u uglji?ni dioksid, jer odgovaraju?a mravlja kiselina sama po sebi nije otporna na jaka oksidaciona sredstva.

Kao rezultat toga, ugljik prelazi iz oksidacijskog stanja 0 u oksidacijsko stanje +4. Da podsjetim da se metanol, po pravilu, u takvim uslovima maksimalno oksidira do CO 2, preska?u?i fazu i aldehida i kiseline. Ova karakteristika se mora zapamtiti.

Jedanaesti reakcija sagorevanja, potpuna oksidacija. I aldehidi i ketoni sagorevaju u uglji?ni dioksid i vodu.

Napi?imo jedna?inu reakcije u op?tem obliku.

Prema zakonu odr?anja mase, na lijevoj strani treba biti onoliko atoma koliko je atoma na desnoj strani. Jer, na kraju krajeva, u kemijskim reakcijama atomi ne idu nikuda, ve? se redoslijed veza izme?u njih jednostavno mijenja. Dakle, bi?e onoliko molekula uglji?nog dioksida koliko ima atoma ugljika u molekulu karbonilnog spoja, budu?i da molekul sadr?i jedan atom ugljika. To je n CO 2 molekula. Molekula vode ?e biti upola manje od atoma vodika, odnosno 2n/2, ?to zna?i samo n.

Isti je broj atoma kiseonika sa leve i desne strane. Na desnoj strani ih ima 2n od uglji?nog dioksida, jer svaka molekula ima dva atoma kisika, plus n vode, ukupno 3n. Na lijevoj strani nalazi se isti broj atoma kisika 3n, ali jedan od atoma je u molekuli aldehida, ?to zna?i da se mora oduzeti od ukupnog broja da bi se dobio broj atoma po molekulskom kisiku. Ispostavilo se da 3n-1 atoma sadr?i molekularni kisik, ?to zna?i da ima 2 puta manje molekula, jer jedan molekul sadr?i 2 atoma. To je (3n-1)/2 molekula kiseonika.

Dakle, sastavili smo jedna?inu za sagorevanje karbonilnih jedinjenja u op?tem obliku.

I na kraju dvanaesti svojstvo vezano za supstitucijske reakcije halogeniranja na alfa atomu ugljika. Vratimo se jo? jednom strukturi molekula aldehida. Kiseonik povla?i gustinu elektrona na sebe, stvaraju?i delimi?no pozitivan naboj na ugljeniku. Metilna grupa poku?ava da nadoknadi ovaj pozitivni naboj pomeranjem elektrona sa vodonika na njega du? lanca sigma veza. Veza ugljik-vodik postaje polarnija i vodonik se lak?e raskida kada se napadne reagensom. Ovaj efekat se prime?uje samo za alfa atom ugljenika, odnosno atom koji sledi aldehidnu grupu, bez obzira na du?inu ugljikovodi?nih radikala.

Tako je mogu?e dobiti, na primjer, 2-kloracetaldehid. Mogu?a je dalja supstitucija atoma vodika u trihloretan.

Aldehidi su organska jedinjenja u kojima je karbonilna grupa (C-O) vezana za vodik i radikal R (ostaci alifatskih, aromatskih i heterocikli?nih jedinjenja):

Polaritet karbonilne grupe osigurava polaritet molekule u cjelini, tako da aldehidi imaju vi?e to?ke klju?anja od nepolarnih spojeva uporedive molekulske te?ine.

Budu?i da su atomi vodika u aldehidima vezani samo za atom ugljika (bliske relativne elektronegativnosti), me?umolekularne vodikove veze se ne formiraju. Zbog toga su ta?ke klju?anja aldehida ni?e od onih odgovaraju?ih alkohola ili karboksilnih kiselina. Kao primjer, mo?emo uporediti ta?ke klju?anja metanola (T ^ 65 °C), mravlje kiseline (H klju?anje 101 °C) i formaldehida (7 ^, -21 °C).

Ni?i aldehidi su topljivi u vodi, vjerovatno zbog stvaranja vodikovih veza izme?u molekula otopljene tvari i rastvara?a. Vi?i aldehidi se dobro rastvaraju u ve?ini uobi?ajenih organskih rastvara?a (alkoholi, etri). Ni?i aldehidi imaju o?tar miris, aldehidi sa C3-C6 imaju vrlo neprijatan miris, dok vi?i aldehidi imaju cvjetni miris i koriste se u parfimeriji.

Hemijski, aldehidi su vrlo reaktivna jedinjenja. Reakcije nukleofilne adicije najkarakteristi?nije su za aldehide, ?to je posljedica prisustva elektrofilnog centra u molekuli - karbonilnog atoma ugljika C=0 grupe.

Mnoge od ovih reakcija, na primjer, stvaranje oksima, semikarbazona i drugih spojeva, koriste se u kvalitativnoj i kvantitativnoj analizi lijekova iz grupe aldehida jer se adicijski produkti aldehida karakteriziraju ta?kom tali?ta koja je specifi?na za svaki aldehid. Dakle, aldehidi, kada se mu?kaju sa zasi?enom otopinom natrijevog hidrosulfita, lako ulaze u reakciju adicije:

Dodatni proizvodi su soli koje imaju odre?enu ta?ku topljenja, lako su topljive u vodi, ali nerastvorljive u organskim rastvara?ima.

Kada se zagriju s razrije?enim kiselinama, derivati hidrosulfita hidroliziraju u mati?na jedinjenja.

Sposobnost aldehida da formiraju derivate hidrosulfita koristi se kako za odre?ivanje autenti?nosti lijeka s aldehidnom grupom u molekuli, tako i za pro?i??avanje aldehida i njihovo izolovanje iz smjesa s drugim supstancama koje ne reagiraju s natrij hidrosulfitom.

Aldehidi tako?er lako dodaju amonijak i druge nukleofile koji sadr?e du?ik. Dodatni proizvodi su obi?no nestabilni i lako se dehidriraju i polimeriziraju. Cikli?na jedinjenja nastala kao rezultat polimerizacije, kada se zagreju sa razbla?enim kiselinama, lako se raspadaju, ponovo osloba?aju?i aldehid:

r-ch-nh2	g h	-NH R-SS
	-zn2o "
on

Aldehidi se lako oksidiraju. Srebro(I) oksid i drugi oksidacijski agensi sa niskim oksidacijskim potencijalom sposobni su oksidirati aldehide. Na primjer, aldehide karakterizira reakcija formiranja srebrnog zrcala, koja se odvija s otopinom amonijaka AgNO3:

AgN03 + 3NH3 - OH + NH4N03

Tollens reagens

U ovom slu?aju, na zidovima epruvete formira se zrcalni premaz od metalnog srebra:

2OH + RCOH 2Agi + RCOOH + 4NH3T + H20

Sli?no, aldehidi mogu reducirati bakar(II) u bakar(1). Za izvo?enje reakcije, Fehlingov reagens (alkalna otopina kompleksa bakar(II) tartrata) se dodaje u otopinu aldehida i zagrijava. Prvo se formira ?uti talog bakar (1) hidroksida - CuOH, a zatim crveni precipitat bakar (1) oksida - Cu20:

2KNa + RCOH + 3NaOH + 2KOH -

2CuOHi + RCOONa + 4KNaC4H406 + 2H20 2CuOH - Cu20 + H20

Redox uklju?uje i reakciju interakcije aldehida sa Nesslerovim reagensom u alkalnoj sredini; u ovom slu?aju ispada tamni talog reducirane ?ive:

K2 + RCOH + ZKON - RCOOK + 4KI + Hgl + 2H20

Treba imati na umu da je reakcija s Nesslerovim reagensom osjetljivija, pa se koristi za otkrivanje aldehidnih ne?isto?a u lijekovima. Autenti?nost lijekova koji sadr?e aldehidnu grupu potvr?uju manje osjetljive reakcije: srebrno ogledalo ili Fehlingov reagens. Neka druga jedinjenja, kao ?to su polifenoli, tako?e se oksiduju jedinjenjima Ag(I) i Cu(II), tj. reakcija nije specifi?na.

Formaldehid i acetaldehid imaju tendenciju polimerizacije. Formaldehid se polimerizira u cikli?ne trimere, tetramere ili linearne polimere. Reakcija polimerizacije odvija se kao rezultat nukleofilnog napada kisika s jedne molekule karbonilnog atoma ugljika na drugu:

Dakle, iz 40% vodene otopine formaldehida (formalina) nastaje linearni polimer - paraform (u = 8 - 12), trimer i tetramer.

Aldehide karakteri?u narkoti?na i dezinfekciona svojstva. U pore?enju sa alkoholima, aldehidna grupa pove?ava toksi?nost supstance. Uvo?enje halogena u molekulu aldehida pove?ava njena narkoti?ka svojstva. Na primjer, narkoti?na svojstva klorala su izra?enija od onih acetaldehida:

s!3s-ss

Potvrda. Aldehidi se mogu dobiti oksidacijom primarnih alkohola hromnom kiselinom (Na2Cr04, H2SO4) pri klju?anju ili kalijum permanganatom u alkalnom mediju:

Dehidrogenacija primarnih alkohola se vr?i preko bakarnog katalizatora (Cu, Cr2O3) na 300-400°C.

Industrijska proizvodnja metanala temelji se na oksidaciji metanola u parnoj fazi katalizatorom ?eljezo-molibden:

2CH3OH + 02 500 ~600 2CH2=0 + H20

otopina formaldehida (formalin)

Potvrda. Formalin je vodeni rastvor formaldehida (40%) stabilizovan metanolom (6-10%). Evropska farmakopeja sadr?i FS "rastvor formaldehida (35%)" (vidi tabelu 9.1). U laboratorijskim uslovima, formaldehid se mo?e dobiti dehidrogenacijom metanola preko bakra ili depolimerizacijom paraforma.

Definicija autenti?nosti. Metoda farmakopeje - reakcija srebrnog ogledala.

Budu?i da formaldehid lako ulazi u kondenzacijske reakcije, na primjer, s aromati?nim spojevima koji sadr?e hidroksil uz stvaranje obojenih spojeva, Global Fund preporu?uje i kori?tenje reakcije sa salicilnom kiselinom za njegovu identifikaciju, zbog ?ega se pojavljuje crvena boja:

							H2S04
		ALI
	uskoro

Reakcija sa hromotropnom kiselinom se odvija sli?no sa stvaranjem plavo-ljubi?astih i crveno-ljubi?astih proizvoda (EP).

Da bi se utvrdila autenti?nost formaldehida, mogu se koristiti reakcije s nukleofilima koji sadr?e du?ik, kao ?to su primarni amini:

H-Ctf° + H2N-R - n-c^^K + H20

Nastali N-supstituirani imini (Schiffove baze) su slabo topljivi, neki od njih su obojeni, drugi daju obojena jedinjenja s ionima te?kih metala. EF predla?e reakciju s fenilhidrazinom. U prisustvu kalijevog fericijanida u kiseloj sredini nastaju intenzivni crveni produkti reakcije.

Testovi ?isto?e. Kontrola ne?isto?a mravlje kiseline vr?i se odre?ivanjem kiselosti. Prema Globalnom fondu, koncentracija mravlje kiseline u preparatu ne bi trebalo da prelazi 0,2%; utvrditi sadr?aj mravlje kiseline metodom neutralizacije (GF). Prema EP, metanol se odre?uje gasnom hromatografijom (9-15% vol.). Sulfatnog pepela - ne vi?e od 0,1% u uzorku od 1,0 g.

I2 + 2NaOH - Nal + NaOI + H20

Hipojodit oksidira formaldehid u mravlju kiselinu. Hipojodit koji nije izreagovao, kada se rastvor zakiseli vi?kom sumporne kiseline, pretvara se u jod, koji se titrira sa natrijum tiosulfatom:

HCOH + NaOI + NaOH - HCOONa + Nal + H20 NaOI + Nal + H2S04 -*? I2 + Na2S04 + H20 I2 + 2Na2S203 - Na2S406 + 2NaI

Mogu?e je koristiti i druga sredstva za titriranje u odre?ivanju formaldehida: vodonik peroksid u alkalnom rastvoru, cerijum (IV) sulfat, natrijum sulfit.

Lijek se mo?e smatrati prolijekom, jer fiziolo?ki u?inak nema sam heksametilentetramin, ve? formaldehid koji se osloba?a prilikom razgradnje lijeka u kiseloj sredini. Ovo obja?njava njegovo uklju?ivanje u ovaj odeljak (vidi tabelu 9.1).

Potvrda. Urotropin (tetraazaadamantan) se dobija kondenzacijom metanala i amonijaka iz vodenih rastvora. Me?uprodukt reakcije je heksahidro-1,3,5-triazin:

ll Heksahidro-Urotropin 1,3,5-tranazin

Definicija autenti?nosti. Kada se smjesa preparata s razrije?enom sumpornom kiselinom zagrije nastaje amonijeva sol iz koje se amonijak osloba?a dodavanjem vi?ka lu?ine:

(CH2)6N4 + 2H2S04 + 6N20 - 6NSO + 2(NH4)2S04 (NH4)2S04 + 2NaOH - 2NH3t + Na2S04 + 2H20

Heksametilentetramin se tako?er mo?e otkriti po crvenoj boji otopine kada se salicilna kiselina doda nakon prethodnog zagrijavanja sa sumpornom kiselinom (vidi identifikaciju formaldehida).

Testovi ?isto?e. U preparatu nije dozvoljeno prisustvo ne?isto?a organskih jedinjenja, paraforma, amonijumovih soli. GF ukazuje na dozvoljene granice za sadr?aj ne?isto?a hlorida, sulfata, te?kih metala.

Kvantitacija. Za kvantitativno odre?ivanje heksametilentetramina, GF predla?e kori?tenje metode neutralizacije. Da bi se to u?inilo, uzorak lijeka se zagrijava s vi?kom 0,1M otopine sumporne kiseline. Vi?ak kiseline se titrira sa 0,1 mol/l alkalnom otopinom (metil crveni indikator).

Sposobnost heksametilentetramina da daje tetrajodide sa jodom zasniva se na jodometrijskoj metodi kvantitativnog odre?ivanja.

Aldehidi- organske supstance ?ije molekule sadr?e karbonilnu grupu C=O, vezan za atom vodika i ugljikovodi?ni radikal.
Op?a formula za aldehide je:

U najjednostavnijem aldehidu, formaldehidu, ulogu ugljikovodi?nih radikala igra drugi atom vodika:

Karbonilna grupa vezana za atom vodika ?esto se naziva aldehid:

Ketoni- organske supstance u ?ijim molekulima je karbonilna grupa vezana za dva ugljikovodi?na radikala. O?igledno, op?ta formula za ketone je:

Karbonilna grupa ketona se naziva keto grupa.
U najjednostavnijem ketonu, acetonu, karbonilna grupa je vezana za dva metil radikala:

Nomenklatura i izomerizam aldehida i ketona

Ovisno o strukturi ugljikovodi?nih radikala povezanih s aldehidnom grupom, razlikuju se grani?ni, nezasi?eni, aromati?ni, heterocikli?ni i drugi aldehidi:

U skladu s IUPAC nomenklaturom, nazivi zasi?enih aldehida formiraju se od imena alkana s istim brojem atoma ugljika u molekuli pomo?u sufiksa -al. Na primjer:

Numeracija atoma ugljika glavnog lanca po?inje od atoma ugljika aldehidne grupe. Stoga se aldehidna grupa uvijek nalazi na prvom atomu ugljika i nije potrebno nazna?iti njen polo?aj.

Uz sistematsku nomenklaturu, koriste se i trivijalni nazivi ?iroko rasprostranjenih aldehida. Ova imena obi?no poti?u od imena karboksilnih kiselina koje odgovaraju aldehidima.

Za naziv ketona prema sistematskoj nomenklaturi, keto grupa se ozna?ava sufiksom -on i broj koji ozna?ava broj atoma ugljika u karbonilnoj grupi (numeracija treba po?eti od kraja lanca najbli?eg keto grupi). Na primjer:

Za aldehide je karakteristi?na samo jedna vrsta strukturne izomerije - izomerija ugljeni?nog skeleta, koja je mogu?a iz butanala, a za ketone i izomerija polo?aja karbonilne grupe. Pored toga, karakteri?e ih i me?uklasna izomerija (propanal i propanon).

Fizi?ka svojstva aldehida

U molekuli aldehida ili ketona, zbog ve?e elektronegativnosti atoma kisika u odnosu na atom ugljika, veza C=O jako polarizirana zbog pomaka elektronske gustine p - vezuje se za kiseonik:

Aldehidi i ketoni su polarne supstance sa vi?kom elektronske gustine na atomu kiseonika. Ni?i ?lanovi niza aldehida i ketona (formaldehid, acetaldehid, aceton) su beskona?no rastvorljivi u vodi. Njihove ta?ke klju?anja su ni?e od onih kod odgovaraju?ih alkohola. To je zbog ?injenice da u molekulima aldehida i ketona, za razliku od alkohola, nema mobilnih atoma vodika i ne formiraju asocijacije zbog vodikovih veza. Ni?i aldehidi imaju o?tar miris; aldehidi koji sadr?e od ?etiri do ?est atoma ugljika u lancu imaju neugodan miris; vi?i aldehidi i ketoni imaju cvjetni miris i koriste se u parfimeriji .

Hemijska svojstva aldehida i ketona

Prisustvo aldehidne grupe u molekulu odre?uje karakteristi?na svojstva aldehida.

1. Reakcije oporavka.

Dodavanje vodika molekulama aldehida odvija se preko dvostruke veze u karbonilnoj grupi. Produkt hidrogenacije aldehida su primarni alkoholi, ketoni su sekundarni alkoholi. Dakle, kada se acetaldehid hidrogeni?e na nikalnom katalizatoru, nastaje etil alkohol, a kada se hidrogeni?e aceton, nastaje propanol-2.

Hidrogenacija aldehida- reakcija redukcije, u kojoj se smanjuje stupanj oksidacije atoma ugljika uklju?enog u karbonilnu grupu.

2. Reakcije oksidacije. Aldehidi su sposobni ne samo da se oporave, ve? i oksidirati. Kada se oksidiraju, aldehidi stvaraju karboksilne kiseline.

Oksidacija kiseonika vazduha. Na primjer, propionska kiselina nastaje iz propionaldehida (propanal):

Oksidacija slabim oksidantima(rastvor amonijaka srebrnog oksida).

Ako je povr?ina posude u kojoj se odvija reakcija prethodno odma??ena, tada je srebro nastalo tijekom reakcije prekriva tankim, ravnomjernim filmom. Ispada divno srebrno ogledalo. Stoga se ova reakcija naziva reakcija "srebrnog ogledala". ?iroko se koristi za izradu ogledala, posrebrenih ukrasa i bo?i?nih ukrasa.

3. Reakcija polimerizacije:

n CH 2 \u003d O -> (-CH 2 -O-) n paraformi n \u003d 8-12

Dobivanje aldehida i ketona

Upotreba aldehida i ketona

Formaldehid(metanal, mravlji aldehid) H 2 C=O:
a) za dobijanje fenol-formaldehidnih smola;
b) dobijanje urea-formaldehidnih (urea) smola;
c) polioksimetilenski polimeri;
d) sinteza lijekova (urotropin);
e) dezinfekciono sredstvo;
f) konzervans biolo?kih preparata (zbog sposobnosti savijanja proteina).

Sir?etni aldehid(etanal, acetaldehid) CH 3 CH \u003d O:
a) proizvodnju sir?etne kiseline;
b) organska sinteza.

Aceton CH 3 -CO-CH 3:
a) rastvara? za lakove, boje, acetate celuloze;
b) sirovine za sintezu raznih organskih materija.

Nazad napred

Pa?nja! Pregled slajda je samo u informativne svrhe i mo?da ne?e predstavljati puni obim prezentacije. Ako ste zainteresovani za ovaj rad, preuzmite punu verziju.

Svrha lekcije: karakteri?u sastav, strukturu, klasifikaciju, fizi?ka i hemijska svojstva, proizvodnju i upotrebu aldehida. Uspostaviti odnos izme?u prou?avanih klasa organskih jedinjenja. Poznavati kvalitativne reakcije na aldehide.

Svugdje u ?ivotu susre?emo se s organskom hemijom: jedemo proizvode hemijske industrije, obla?imo se direktno u njene rezultate: acetatna svila, umjetna vuna, proizvodi od ko?e i jo? mnogo toga, zahvaljuju?i hemiji mo?emo izvoditi slo?ene operacije (anestezija) , lije?imo upalu krajnika i samo dajemo injekcije, gdje biramo etil alkohol kao antiseptik.

Danas ?emo vas upoznati sa klasom organskih supstanci - aldehidima. Danas ?emo u lekciji dokazati da je ?ivot bez aldehida nemogu?. Saznat ?emo koliko su poznate tvari vezane za ovu temu: vanilin, deterd?enti, formalin, plastika, ogledalo, octena kiselina

Dakle, aldehidi su organska jedinjenja koja sadr?e polarnu karbonilnu grupu u svojoj molekuli. Ovisno o supstituentima povezanim s okso grupom, ove tvari se dijele na aldehide i ketone. U aldehidima su ugljikovodi?ni radikal i atom vodika vezani za karbonilnu grupu, dok je u ketonima karbonil ugljik vezan za dva ugljikovodi?na radikala.

Op?ta formula zasi?enih karbonilnih jedinjenja C n H 2n O

Nazivi aldehida prema trivijalnoj nomenklaturi ?esto su izvedeni iz imena odgovaraju?ih monokarboksilnih kiselina. Racionalna nomenklatura tretira razgranate ugljikovodi?ne aldehide kao derivate acetaldehida. Prema sistematskoj nomenklaturi, nazivi spojeva koji se razmatraju izvedeni su iz odgovaraju?ih alkana uz dodatak sufiksa - al.

Metode za dobijanje aldehida. Glavne metode za dobijanje aldehida su kataliti?ka dehidrogenacija alkohola, hidratacija alkina i oksidacija alkohola.

fizi?ka svojstva.

Prvi ?lan homolognog niza aldehida HSON je bezbojni plin, nekoliko sljede?ih aldehida su teku?ine. Vi?i aldehidi su ?vrste materije. Karbonilna grupa je odgovorna za visoku reaktivnost aldehida. Ta?ka klju?anja aldehida raste s pove?anjem molekularne te?ine. Oni klju?aju na ni?oj temperaturi od odgovaraju?ih alkohola, na primjer, propionaldehid na 48,8 0 C i propil alkohol na 97,8 0 C.

Gustina aldehida je manja od jedinice. Mravlja i octeni aldehidi se dobro otapaju u vodi, kasniji su lo?iji. Ni?i aldehidi imaju o?tar, neprijatan miris, dok neki vi?i aldehidi imaju prijatan miris.

Reaktivnost aldehida je posljedica prisutnosti aktivne karbonilne grupe. Visoka elektronegativnost atoma kiseonika doprinosi jakoj polarizaciji dvostruke veze u karbonilnoj grupi i pomeranju mobilnih?-elektrona prema atomu kiseonika.

Hemijska svojstva aldehida:

1. Reakcije sabiranja:

A) reakcija hidrogenacije

B) reakcija dodavanja NaHSO 3

2. Reakcije oksidacije:

A) reakcija srebrnog ogledala

B) reakcija semafora

3. Reakcija polikondenzacije

4. Reakcija polimerizacije

Kvalitativna reakcija na karboksilnu grupu je reakcija oksidacije aldehida sa bakar (II) hidroksidom - semafor.

HCOH + 2Cu(OH) 2 \u003d HCOOH + Cu 2 O + 2H 2 O

"Reakcija srebrnog ogledala"

Mo?ete li zamisliti ?ivot bez ogledala? Probudite se ujutro i ne vidite svoj odraz? Izgleda kao glupost. Ali kakva psihi?ka nelagoda! Nije ni ?udo da su likovi iz bajki za kaznu li?eni razmi?ljanja. ?ta je ogledalo? Koja je njegova snaga? Odakle je do?lo? Kako se pravi?

Kao ?to ve? znamo, prva prava ogledala bile su metalne plo?e ugla?ane do sjaja od bakra, zlata i srebra. Me?utim, takva ogledala su imala veliki nedostatak - brzo su potamnila i potamnila u zraku. ?ta je bio izlaz iz ove situacije? Brojni eksperimenti su pokazali da se sjajni metalni sloj mo?e nanijeti i na staklo. Dakle, u I veku. AD po?eli izra?ivati staklena ogledala - staklene plo?e povezane olovnim ili limenim plo?ama. To se radilo na sljede?i na?in: staklo je oprano alkoholom, o?i??eno talkom, a zatim je limeni lim ?vrsto pritisnut na povr?inu. Odozgo je sipana ?iva i, nakon ?to je ostavljena da odstoji, vi?ak je oce?en. Nastali amalgamski sloj je zape?a?en ili prefarban. Pokazalo se da su takva ogledala mnogo izdr?ljivija od metalnih, pa su zanatske radionice pre?le na proizvodnju staklenih ogledala ?ija je reflektiraju?a povr?ina bila od kalajnog amalgama (rastvor kalaja Sn u ?ivi Hg). Ali, po?to je ?ivina para veoma otrovna, proizvodnja ?ivinih ogledala bila je veoma ?tetna, a sama ogledala su sadr?avala ?ivu. Bilo je opasno dr?ati ?ivina ogledala u stambenim prostorijama.

Stoga su nau?nici nastavili tra?iti zamjenu za ?ivu. Prona?li su ga francuski hemi?ar Francois Ptizhan i veliki njema?ki nau?nik Justus Liebig. Liebig je predlo?io izradu staklenih ogledala sa srebrnim premazom. Metoda koju je razvio sastojala se od sljede?ih operacija. Najprije je vodeni rastvor kalijevog hidroksida KOH dodan u vodeni rastvor srebrovog nitrata AgNO 3, ?to je dovelo do talo?enja crno-sme?eg taloga srebrnog oksida Ag 2 O.

2AgNO 3 + 2KOH \u003d Ag 2 O + 2KNO 3 + H 2 O.

Talog se odfiltrira i pomije?a sa vodenim rastvorom amonijaka NH 3 .

Ag 2 O + 4NH 3 + H 2 O \u003d 2 (OH).)

Srebrni oksid je otopljen u amonija?noj vodi sa formiranjem kompleksnog jedinjenja (amonat, ili amin) - diaminsrebro(I) hidroksid. Zatim je u dobivenu prozirnu otopinu uronjen stakleni list ?ija je jedna povr?ina bila temeljito odma??ena i dodan je formaldehid HCHO.

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

Formaldehid je smanjio srebro koje se talo?ilo na o?i??enoj povr?ini stakla, prekrivaju?i je briljantnim zrcalnim premazom.

Upotreba aldehida i ketona.

Formaldehid. Prvi ?lan homologne serije ograni?avaju?ih aldehida je formaldehid HSON. Naziva se i metanal i mravlji aldehid. To je bezbojni plin karakteristi?nog o?trog mirisa. ?iroko kori?ten vodeni rastvor koji sadr?i maseni udio od 0,4 ili 40% metanala. Zove se formalin. Formaldehid (formalin), bistra, bezbojna te?nost sa posebnim o?trim mirisom. Koristi se kao dezinfekciono sredstvo i dezodorans za pranje ruku, pranje ko?e kod prekomernog znojenja (0,5-1%), za dezinfekciju instrumenata (0,5%), za ispiranje (1:2000 - 1:3000). Uklju?eno u lizoform.

Njegova upotreba se tako?e zasniva na sposobnosti savijanja proteina. Tako se, na primjer, u industriji ko?e, u?inak ?tavljenja formalina obja?njava koagulacijom proteina, zbog ?ega se ko?a stvrdne i ne trune. Na istom svojstvu zasniva se i upotreba formalina za konzerviranje biolo?kih preparata. Ponekad se formalin koristi za dezinfekciju i dotjerivanje sjemena. Metanal se koristi za proizvodnju odre?enih medicinskih supstanci i boja. Velika koli?ina metanala koristi se za proizvodnju fenol-formaldehidne smole, koja se dobija reakcijom metanala sa fenolom. Ova smola je neophodna za proizvodnju raznih plasti?nih masa.

Plastike napravljene od fenol-formaldehidne smole u kombinaciji s raznim punilima nazivaju se fenoli. Otapanjem fenol-formaldehidne smole u acetonu ili alkoholu dobijaju se razli?iti lakovi.

Kada metanal stupi u interakciju sa karbamidom CO(NH) 2, dobija se urea smola, a iz nje se dobijaju amino plastike. Ove plastike se koriste za proizvodnju mikroporoznih materijala za potrebe elektrotehnike (prekida?i, uti?nice), materijala za namje?taj i unutra?nju dekoraciju, iverice, umjetnog mramora. Porozni materijali za toplotnu i zvu?nu izolaciju.

Acetaldehid CH 3 - SON je bezbojna te?nost o?trog zagu?ljivog mirisa. Koristi se u proizvodnji acetata celuloze, sir?etne i peroksisir?etne kiseline, anhidrida sir?etne kiseline, etil acetata, glioksala, alkilamina, butanola, klorala. Poput formaldehida, ulazi u polikondenzacijske reakcije s aminima, fenolom i drugim tvarima, stvaraju?i sinteti?ke smole koje se ?iroko koriste u industriji.

Benzaldehid C 6 H 5 C (H) \u003d O sa mirisom gorkog badema nalazi se u bademovom ulju i u eteri?nom ulju eukaliptusa. Sinteti?ki benzaldehid se koristi u mirisnim esencijama hrane i parfemskim kompozicijama.

Alifatski aldehid CH 3 (CH 2) 7 C (H) \u003d O (trivijalni naziv - pelargonski aldehid) nalazi se u eteri?nim uljima citrusa, ima miris narand?e, koristi se kao aroma za hranu.

aromati?ni aldehid vanilin koji se nalazi u plodovima tropske biljke vanilije, danas se ?e??e koristi sinteti?ki vanilin - dobro poznati aditiv za okus u slasti?arstvu.

Citral C 10 H 15 O (3,7-dimetil - 2,6-oktadienal) sa mirisom limuna koristi se u ku?noj hemiji.

Krotonaldehid. Sna?an suzavac, koji se koristi za dobijanje butanola, sorbinske i masla?ne kiseline. Sadr?i sojino ulje. Upotreba aldehida u medicini.

Cimetaldehid se nalazi u ulju cimeta i dobija se destilacijom kore cimetovog drveta. Koristi se u kulinarstvu u obliku ?tapi?a ili praha

Urotropin (CH 2) 6 N 4 (heksametilentetramin), bezbojni kristali bez mirisa, lako rastvorljivi u vodi. Vodeni rastvori su alkalni. Ima antisepti?ki efekat. Koristi se uglavnom za infektivne procese urinarnog trakta (cistitis, pijelitis). Djelovanje se temelji na sposobnosti lijeka da se razgradi u kiseloj sredini sa stvaranjem formaldehida. Prepi?ite lijek na prazan ?eludac. Indikacije za njegovu upotrebu su holecistitis, holangitis, alergijske bolesti ko?e, o?iju (keratitis, iridociklitis itd.). Lijek mo?e izazvati iritaciju bubre?nog parenhima, kod ovih znakova lijek se zaustavlja.

Akrolein. Koristi se za proizvodnju plastike visoke tvrdo?e. Akrolein i njegove natrijeve soli su emulgatori koji strukturiraju tlo; njegovi laktonski derivati pobolj?avaju svojstva papira i tekstila.

Generalizacija i sistematizacija znanja. Sumiranje lekcije.

Dakle, sposobnost aldehida i ketona da u?estvuju u razli?itim transformacijama odredila je njihovu glavnu upotrebu kao polaznih jedinjenja za sintezu razli?itih organskih supstanci: alkohola, karboksilnih kiselina i njihovih anhidrida, lekova (urotropin), polimernih proizvoda (fenol-formaldehidne smole, poliformaldehida). ), u proizvodnji svih vrsta mirisnih supstanci (na bazi benzaldehida) i boja.

Zada?a.