>

Sadrže aldehide. Aldehidi: hemijska svojstva, priprema, struktura

Među organskim spojevima koji sadrže kisik od velike su važnosti dvije klase tvari koje se uvijek zajedno proučavaju zbog sličnosti u strukturi i svojstvima. To su aldehidi i ketoni. Upravo su ovi molekuli u osnovi mnogih hemijskih sinteza, a njihova struktura je dovoljno zanimljiva da bude predmet proučavanja. Razmotrimo detaljnije koje su to klase spojeva.

Aldehidi i ketoni: opće karakteristike

Sa gledišta hemije, klasa aldehida treba da uključuje organske molekule koji sadrže kiseonik kao deo funkcionalne grupe -CH, nazvane karbonil. Opća formula u ovom slučaju će izgledati ovako: R-COH. Po svojoj prirodi, to mogu biti i ograničavajuća i nezasićena jedinjenja. Među njima su i aromatični predstavnici, uz alifatske. Broj atoma ugljika u lancu radikala varira u prilično širokom rasponu, od jednog (formaldehid ili metanal) do nekoliko desetina.

Ketoni također sadrže karbonilnu grupu -CO, međutim, ona nije povezana s katjonom vodika, već s drugim radikalom drugačijim ili identičnim onom koji je uključen u lanac. Opća formula izgleda ovako: R-CO-R,. Očigledno je da su aldehidi i ketoni slični u pogledu prisutnosti funkcionalne grupe takvog sastava.

Ketoni također mogu biti ograničavajući i nezasićeni, a iskazana svojstva su slična bliskoj klasi. Može se navesti nekoliko primjera koji ilustriraju sastav molekula i odražavaju prihvaćenu notaciju za formule tvari koje se razmatraju.

  1. Aldehidi: metanal - HSON, butanal - CH 3 -CH 2 -CH 2 -CH, fenilacetat - C 6 H 5 -CH 2 -CH.
  2. Ketoni: aceton ili dimetil keton - CH 3 -CO-CH 3, metil etil keton - CH 3 -CO-C 2 H 5 i drugi.

Očigledno je da se naziv ovih jedinjenja formira na dva načina:

  • prema racionalnoj nomenklaturi prema sastavnim radikalima i sufiksu klase -al (za aldehide) i -one (za ketone);
  • trivijalno, istorijsko.

Ako damo opću formulu za obje klase tvari, bit će jasno da su one međusobno izomeri: C n H 2n O. Za njih su karakteristične sljedeće vrste izomerizma:


Da bi se razlikovali predstavnici obje klase, koriste se kvalitativne reakcije, od kojih većina omogućuje identifikaciju aldehida. Pošto je hemijska aktivnost ovih supstanci nešto veća zbog prisustva vodikovog kationa.

Struktura molekula

Razmislite kako aldehidi i ketoni izgledaju u svemiru. Struktura njihovih molekula može se odraziti u nekoliko tačaka.

  1. Atom ugljika direktno uključen u funkcionalnu grupu ima sp 2 - hibridizaciju, što omogućava dijelu molekule da ima ravan prostorni oblik.
  2. U ovom slučaju, polaritet C=O veze je jak. Kao elektronegativniji, kisik preuzima glavni dio gustoće za sebe, koncentrišući djelomično negativan naboj na sebe.
  3. U aldehidima, O-H veza je također visoko polarizirana, čineći atom vodonika pokretnim.

Kao rezultat toga, ispada da takva molekularna struktura omogućava da se spojevi o kojima je riječ i oksidiraju i redukuju. Formula aldehida i ketona s redistribuiranom elektronskom gustoćom omogućava predviđanje proizvoda reakcija u kojima te tvari sudjeluju.

Istorija otkrića i proučavanja

Kao i mnoga organska jedinjenja, ljudi su uspeli da izoluju i proučavaju aldehide i ketone tek u 19. veku, kada su se vitalistički pogledi potpuno urušili i postalo jasno da se ta jedinjenja mogu formirati sintetički, veštački, bez učešća živih bića.

Međutim, još 1661. godine R. Boyle je uspio da dobije aceton (dimetil keton) kada je zagrijao kalcijum acetat. Ali nije mogao detaljno proučiti ovu supstancu i imenovati je, odrediti njen sistematski položaj među ostalima. Tek 1852. Williamson je uspio ovu stvar privesti kraju, a tada je započela povijest detaljnog razvoja i gomilanja znanja o karbonilnim spojevima.

Fizička svojstva

Razmotrite koja su fizička svojstva aldehida i ketona. Počnimo s prvim.

  1. Prvi predstavnik metanala u smislu agregatnog stanja je plin, sljedećih jedanaest su tekućine, više od 12 atoma ugljika dio je čvrstih aldehida normalne strukture.
  2. Tačka ključanja: zavisi od broja C atoma, što ih je više, to je veće. U ovom slučaju, što je lanac više razgranat, to je niža vrijednost temperature.
  3. Za tekuće aldehide, viskoznost, gustoća i indeksi loma također zavise od broja atoma. Što ih je više, to su oni viši.
  4. Plinoviti i tekući aldehidi se vrlo dobro otapaju u vodi, ali čvrsti to praktički ne mogu.
  5. Miris predstavnika je vrlo prijatan, često su to arome cvijeća, parfema, voća. Samo oni aldehidi u kojima je broj ugljikovih atoma 1-5 su jake tekućine neugodnog mirisa.

Ako označimo svojstva ketona, onda možemo istaknuti i glavna.

  1. Agregatna stanja: niži predstavnici - tečnosti, masivniji - čvrsta jedinjenja.
  2. Miris je oštar, neprijatan kod svih predstavnika.
  3. Rastvorljivost u vodi je dobra za niže, u organskim rastvaračima odlična je za sve.
  4. Isparljivim tvarima, ova brojka je veća od kiselina, alkohola.
  5. Tačka ključanja i topljenja zavise od strukture molekula, uvelike variraju od broja atoma ugljika u lancu.

Ovo su glavna svojstva jedinjenja koja se razmatraju, a koja spadaju u grupu fizičkih.

Hemijska svojstva

Najvažnije je sa čime reaguju aldehidi i ketoni, hemijska svojstva ovih jedinjenja. Stoga ćemo ih svakako razmotriti. Prvo se pozabavimo aldehidima.

  1. Oksidacija do odgovarajućih karboksilnih kiselina. Opšti pogled na jednadžbu reakcije: R-COH + [O] = R-COOH. Aromatični predstavnici još lakše ulaze u takve interakcije, a pri tome mogu formirati i estre koji su od velikog industrijskog značaja. Kao oksidanti koriste se: kiseonik, Tollensov reagens, bakar (II) hidroksid i drugi.
  2. Aldehidi se manifestuju kao jaki redukcioni agensi, dok se pretvaraju u zasićene monohidrične alkohole.
  3. Interakcija s alkoholima za stvaranje produkta acetala i hemiacetala.
  4. Posebne reakcije - polikondenzacija. Kao rezultat, nastaju fenol-formaldehidne smole koje su važne za hemijsku industriju.
  5. Nekoliko specifičnih reakcija sa sljedećim reagensima:
  • vodeno-alkohol alkali;
  • Grignardov reagens;
  • hidrosulfiti i drugi.

Kvalitativna reakcija na ovu klasu supstanci je reakcija "srebrnog ogledala". Kao rezultat, nastaje metalno redukovano srebro i odgovarajuća karboksilna kiselina. Zahtijeva otopinu amonijaka srebrnog oksida ili Tollinsovog reagensa.

Hemijska svojstva ketona

Alkoholi, aldehidi, ketoni su spojevi slični po svojim svojstvima, budući da svi sadrže kisik. Međutim, već u fazi oksidacije postaje jasno da su alkoholi najaktivniji spojevi na koje se lako može utjecati. Ketone je najteže oksidirati.

  1. oksidativna svojstva. Kao rezultat, nastaju sekundarni alkoholi.
  2. Hidrogenacija također rezultira gore navedenim proizvodima.
  3. Keto-enol tautomerizam je posebno specifično svojstvo ketona da uzimaju beta oblik.
  4. Reakcije aldolske kondenzacije sa stvaranjem beta-ketoalkohola.
  5. Takođe, ketoni mogu stupiti u interakciju sa:
  • amonijak;
  • cijanovodonična kiselina;
  • hidrosulfiti;
  • hidrazin;
  • ortosilicijumska kiselina.

Očigledno je da su reakcije takvih interakcija vrlo složene, posebno one koje su specifične. Ovo su sve glavne karakteristike koje pokazuju aldehidi i ketoni. Hemijska svojstva su u osnovi mnogih sinteza važnih jedinjenja. Stoga je izuzetno neophodno poznavati prirodu molekula i njihov karakter tokom interakcija u industrijskim procesima.

Reakcije adicije aldehida i ketona

Ove reakcije smo već razmatrali, ali im nismo dali takav naziv. Sve interakcije, zbog kojih je karbonilna grupa pokazala aktivnost, mogu se pripisati adiciji. Tačnije, mobilni atom vodika. Zbog toga u ovom pitanju prednost imaju aldehidi, zbog njihove bolje reaktivnosti.

S kojim su tvarima moguće reakcije aldehida i ketona nukleofilnom supstitucijom? Ovo:

  1. Nastaju cijanovodonična kiselina, cijanohidrini - sirovina u sintezi aminokiselina.
  2. Amonijak, amini.
  3. Alkoholi.
  4. Voda.
  5. natrijum hidrosulfat.
  6. Grignardov reagens.
  7. Tioli i drugi.

Ove reakcije su od velike industrijske važnosti, jer se proizvodi koriste u različitim područjima ljudskog života.

Kako doći

Postoji nekoliko glavnih metoda pomoću kojih se sintetiziraju aldehidi i ketoni. Dobivanje u laboratoriji i industriji može se izraziti na sljedeće načine.

  1. Najčešća metoda, uključujući i laboratorijske, je oksidacija odgovarajućih alkohola: primarne do aldehida, sekundarne do predstavnika ketona. Kao oksidant mogu djelovati: hromati, ioni bakra, kalijum permanganat. Opšti pogled na reakciju: R-OH + Cu (KMnO 4) = R-COH.
  2. U industriji se često koristi metoda zasnovana na oksidaciji alkena - oksosinteza. Glavni agens je sintetski gas, mešavina CO 2 + H 2 . Rezultat je aldehid s još jednim ugljikom u lancu. R \u003d R-R + CO 2 + H 2 \u003d R-R-R-COH.
  3. Oksidacija alkena ozonom - ozonoliza. Rezultat također sugerira aldehid, ali i keton u smjesi. Ako se proizvodi mentalno kombiniraju, uklanjajući kisik, postaje jasno koji je početni alken uzet.
  4. Reakcija Kučerova - hidratacija alkina. Obavezno sredstvo - živine soli. Jedna od industrijskih metoda za sintezu aldehida i ketona. R≡R-R + Hg 2+ + H 2 O = R-R-COH.
  5. Hidroliza dihalogenih derivata ugljovodonika.
  6. Obnavljanje: karboksilne kiseline, amidi, nitrili, kiseli hloridi, estri. Kao rezultat, nastaju i aldehid i keton.
  7. Piroliza mješavina karboksilnih kiselina preko katalizatora u obliku metalnih oksida. Smjesa bi trebala biti parna. Suština je rascjep između molekula ugljičnog dioksida i vode. Kao rezultat, nastaje aldehid ili keton.

Aromatični aldehidi i ketoni se dobijaju na druge načine, jer ovi spojevi imaju aromatični radikal (fenil, na primjer).

  1. Prema Friedel-Craftsu: u početnim reagensima, aromatični ugljovodonik i dihalogenirani keton. Katalizator - ALCL 3 . Kao rezultat, nastaje aromatični aldehid ili keton. Drugi naziv za proces je acilacija.
  2. Oksidacija toluena djelovanjem različitih agenasa.
  3. Obnavljanje aromatičnih karboksilnih kiselina.

Naravno, industrija pokušava da koristi one metode u kojima su sirovine što jeftinije, a katalizatori manje toksični. Za sintezu aldehida, ovo je oksidacija alkena kisikom.

Industrijska primjena i značaj

Upotreba aldehida i ketona provodi se u industrijama kao što su:

  • farmaceutski proizvodi;
  • hemijska sinteza;
  • lijek;
  • parfemsko područje;
  • prehrambena industrija;
  • proizvodnja boja i lakova;
  • sinteza plastike, tkanina itd.

Moguće je označiti više od jedne oblasti, jer se godišnje sintetiše samo oko 6 miliona tona formaldehida godišnje! Njegova 40% otopina naziva se formalin i koristi se za skladištenje anatomskih predmeta. Također ide i na proizvodnju lijekova, antiseptika i polimera.

Sirćetni aldehid, ili etanal, je takođe proizvod koji se masovno proizvodi. Količina godišnje potrošnje u svijetu iznosi oko 4 miliona tona, a osnova je mnogih hemijskih sinteza u kojima nastaju važni proizvodi. Na primjer:

  • octena kiselina i njen anhidrid;
  • acetat celuloze;
  • lijekovi;
  • butadien - osnova gume;
  • acetatno vlakno.

Aromatični aldehidi i ketoni sastavni su dio mnogih okusa, kako hrane tako i parfema. Većina njih ima veoma prijatne cvetne, citrusne, biljne arome. To vam omogućava da na njihovoj osnovi proizvodite:

  • Osvježivači zraka raznih vrsta;
  • toaletne i parfimerijske vode;
  • razna sredstva za čišćenje i deterdžente.

Neki od njih su aromatični aditivi za hranu odobreni za upotrebu. Njihov prirodni sadržaj u eteričnim uljima, voću i smolama dokazuje mogućnost takve upotrebe.

Pojedinačni predstavnici

Aldehid kao što je citral je visoko viskozna tečnost sa jakim ukusom limuna. U prirodi se nalazi samo u eteričnim uljima potonjeg. Takođe u sastavu eukaliptusa, sirka, ćevapa.

Poznata područja njegove primjene:

  • pedijatrija - snižavanje intrakranijalnog pritiska;
  • normalizacija krvnog tlaka kod odraslih;
  • komponenta lijeka za organe vida;
  • sastavni dio mnogih mirisnih tvari;
  • protuupalno sredstvo i antiseptik;
  • sirovina za sintezu retinola;
  • aroma za prehrambene svrhe.























Nazad napred

Pažnja! Pregled slajda je samo u informativne svrhe i možda neće predstavljati puni obim prezentacije. Ako ste zainteresovani za ovaj rad, preuzmite punu verziju.

Svrha lekcije: karakterišu sastav, strukturu, klasifikaciju, fizička i hemijska svojstva, proizvodnju i upotrebu aldehida. Uspostaviti odnos između proučavanih klasa organskih jedinjenja. Poznavati kvalitativne reakcije na aldehide.

Svugdje u životu susrećemo se s organskom hemijom: jedemo proizvode hemijske industrije, oblačimo se direktno u njene rezultate: acetatna svila, umjetna vuna, proizvodi od kože i još mnogo toga, zahvaljujući hemiji možemo izvoditi složene operacije (anestezija) , liječimo upalu krajnika i samo dajemo injekcije, gdje biramo etil alkohol kao antiseptik.

Danas ćemo vas upoznati sa klasom organskih supstanci - aldehidima. Danas ćemo u lekciji dokazati da je život bez aldehida nemoguć. Saznat ćemo koliko su poznate tvari vezane za ovu temu: vanilin, deterdženti, formalin, plastika, ogledalo, octena kiselina

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

Opšta formula zasićenih karbonilnih jedinjenja C n H 2n O

Nazivi aldehida prema trivijalnoj nomenklaturi često su izvedeni iz imena odgovarajućih monokarboksilnih kiselina. Racionalna nomenklatura tretira razgranate ugljikovodične aldehide kao derivate acetaldehida. Prema sistematskoj nomenklaturi, nazivi spojeva koji se razmatraju izvedeni su iz odgovarajućih alkana uz dodatak sufiksa - al.

Metode za dobijanje aldehida. Glavne metode za dobijanje aldehida su katalitička dehidrogenacija alkohola, hidratacija alkina i oksidacija alkohola.

fizička svojstva.

Prvi član homolognog niza aldehida HSON je bezbojni plin, nekoliko sljedećih aldehida su tekućine. Viši aldehidi su čvrste materije. Karbonilna grupa je odgovorna za visoku reaktivnost aldehida. Tačka ključanja aldehida raste s povećanjem molekularne težine. Oni ključaju na nižoj temperaturi od odgovarajućih 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 lošiji. Niži aldehidi imaju oštar, neprijatan miris, dok neki viši 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"

Možete li zamisliti život bez ogledala? Probudite se ujutro i ne vidite svoj odraz? Izgleda kao glupost. Ali kakva psihička nelagoda! Nije ni čudo da su likovi iz bajki za kaznu lišeni razmišljanja. Šta je ogledalo? Koja je njegova snaga? Odakle je došlo? Kako se pravi?

Kao što već znamo, prva prava ogledala bile su metalne ploče uglačane do sjaja od bakra, zlata i srebra. Međutim, takva ogledala su imala veliki nedostatak - brzo su potamnila i potamnila u zraku. Šta je bio izlaz iz ove situacije? Brojni eksperimenti su pokazali da se sjajni metalni sloj može nanijeti i na staklo. Dakle, u I veku. AD počeli izrađivati ​​staklena ogledala - staklene ploče povezane olovnim ili limenim pločama. To se radilo na sljedeći način: staklo je oprano alkoholom, očišćeno talkom, a zatim je limeni lim čvrsto pritisnut na površinu. Odozgo je sipana živa i, nakon što je ostavljena da odstoji, višak je oceđen. Nastali amalgamski sloj je zapečaćen ili prefarban. Pokazalo se da su takva ogledala mnogo izdržljivija od metalnih, pa su zanatske radionice prešle na proizvodnju staklenih ogledala čija je reflektirajuća površina bila od kalajnog amalgama (rastvor kalaja Sn u živi Hg). Ali, pošto je živina para veoma otrovna, proizvodnja živinih ogledala je bila veoma štetna, a sama ogledala su sadržavala živu. Bilo je opasno držati živina ogledala u stambenim prostorijama.

Stoga su naučnici nastavili tražiti zamjenu za živu. Pronašli su ga francuski hemičar Francois Ptizhan i veliki njemački naučnik Justus Liebig. Liebig je predložio izradu staklenih ogledala sa srebrnim premazom. Metoda koju je razvio sastojala se od sljedećih operacija. Najprije je vodeni rastvor kalijevog hidroksida KOH dodan u vodeni rastvor srebrovog nitrata AgNO 3, što je dovelo do taloženja crno-smeđeg taloga srebrnog oksida Ag 2 O.

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

Talog se odfiltrira i pomiješa sa vodenim rastvorom amonijaka NH 3 .

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

Srebrni oksid je otopljen u amonijačnoj vodi sa formiranjem kompleksnog jedinjenja (amonat, ili amin) - diaminsrebro(I) hidroksid. Zatim je u dobivenu prozirnu otopinu uronjen stakleni list čija je jedna površina bila temeljito odmašćena i dodan je formaldehid HCHO.

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

Formaldehid je smanjio srebro koje se taložilo na očišćenoj površini stakla, prekrivajući je briljantnim zrcalnim završetkom.

Upotreba aldehida i ketona.

Formaldehid. Prvi član homologne serije ograničavajućih aldehida je formaldehid HSON. Naziva se i metanal i mravlji aldehid. To je bezbojni plin karakterističnog oštrog mirisa. Široko korišten vodeni rastvor koji sadrži maseni udio od 0,4 ili 40% metanala. Zove se formalin. Formaldehid (formalin), bistra, bezbojna tečnost sa posebnim oštrim mirisom. Koristi se kao dezinfekciono sredstvo i dezodorans za pranje ruku, pranje kože kod prekomernog znojenja (0,5-1%), za dezinfekciju instrumenata (0,5%), za ispiranje (1:2000 - 1:3000). Uključeno u lizoform.

Njegova upotreba se takođe zasniva na sposobnosti savijanja proteina. Tako se, na primjer, u industriji kože, učinak štavljenja formalina objašnjava koagulacijom proteina, zbog čega se koža stvrdne i ne trune. Na istom svojstvu zasniva se i upotreba formalina za konzerviranje bioloških preparata. Ponekad se formalin koristi za dezinfekciju i dotjerivanje sjemena. Metanal se koristi za proizvodnju određenih medicinskih supstanci i boja. Velika količina metanala koristi se za proizvodnju fenol-formaldehidne smole, koja se dobija reakcijom metanala sa fenolom. Ova smola je neophodna za proizvodnju raznih plastičnih 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 različiti 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 (prekidači, utičnice), materijala za namještaj i unutrašnju dekoraciju, iverice, umjetnog mramora. Porozni materijali za toplotnu i zvučnu izolaciju.

Acetaldehid CH 3 - SON je bezbojna tečnost oštrog zagušljivog mirisa. Koristi se u proizvodnji acetata celuloze, sirćetne i peroksisirćetne kiseline, anhidrida sirćetne kiseline, etil acetata, glioksala, alkilamina, butanola, klorala. Poput formaldehida, ulazi u polikondenzacijske reakcije s aminima, fenolom i drugim tvarima, stvarajući sintetičke smole koje se široko koriste u industriji.

Benzaldehid C 6 H 5 C (H) \u003d O sa mirisom gorkog badema nalazi se u bademovom ulju i u eteričnom ulju eukaliptusa. Sintetički 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 eteričnim uljima citrusa, ima miris narandže, koristi se kao aroma za hranu.

aromatični aldehid vanilin koji se nalazi u plodovima tropske biljke vanilije, danas se sve češće koristi sintetički vanilin - dobro poznati aditiv za okus u slastičarstvu.

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

Krotonaldehid. Snažan suzavac, koji se koristi za dobijanje butanola, sorbinske i maslačne kiseline. Sadrži 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 štapića ili praha

Urotropin (CH 2) 6 N 4 (heksametilentetramin), bezbojni kristali bez mirisa, lako rastvorljivi u vodi. Vodeni rastvori su alkalni. Ima antiseptički 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. Prepišite lijek na prazan želudac. Indikacije za njegovu upotrebu su holecistitis, holangitis, alergijske bolesti kože, očiju (keratitis, iridociklitis itd.). Lijek može izazvati iritaciju bubrežnog parenhima, kod ovih znakova lijek se zaustavlja.

Akrolein. Koristi se za proizvodnju plastike visoke tvrdoće. Akrolein i njegove natrijeve soli su emulgatori koji strukturiraju tlo; njegovi laktonski derivati ​​poboljšavaju svojstva papira i tekstila.

Generalizacija i sistematizacija znanja. Sumiranje lekcije.

Dakle, sposobnost aldehida i ketona da učestvuju u različitim transformacijama odredila je njihovu glavnu upotrebu kao polaznih jedinjenja za sintezu različitih 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.

Zadaća.

Klasa organskih jedinjenja sa opštom formulom

gdje je R ugljikovodični radikal (ostatak); u tijelu su međuprodukti metabolizma.

Pojedini predstavnici aldehida obično su dobili ime po kiselini koja nastaje prilikom njihove oksidacije (na primjer, octena kiselina - acetaldehid). U zavisnosti od vrste radikala razlikuju se zasićeni, nezasićeni, aromatični, ciklični aldehidi i drugi. Ako je radikal ostatak alkohola, karboksilne kiseline, itd., formiraju se aldehidni alkoholi, aldehidne kiseline i druga jedinjenja s mješovitim funkcijama koja imaju hemijska svojstva svojstvena aldehidima i odgovarajućim R-grupama. Kada se vodonik aldehidne grupe zamijeni ugljikovodični radikalom, dobijaju se ketoni (vidi), dajući mnoge reakcije slične aldehidima. Jedan od najjednostavnijih aldehida - octeni, ili acetaldehid CH 3 - CHO, ponekad se dobija dehidrogenacijom etil alkohola preko zagrijanog bakra.

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

Ova reakcija se koristi u sintetičkoj proizvodnji octene kiseline. Aromatični aldehidi se obično dobijaju oksidacijom aromatičnih ugljikovodika koji imaju bočnu metil grupu:

ili djelovanjem na odgovarajuće ugljovodonike sa ugljičnim 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; niži aldehidi (na primjer, acetaldehid) - tekućine s oštrim mirisom; viši aldehidi su čvrste materije nerastvorljive u vodi.

Zbog prisustva karbonilne grupe i mobilnog atoma vodika, aldehidi su među najreaktivnijim organskim spojevima. Većinu raznovrsnih reakcija aldehida karakterizira sudjelovanje karbonilne grupe u njima. To uključuje 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 zajednički nazivaju aldol smole.

U proučavanju bioloških supstrata (krv, urin i dr.) pozitivan učinak reakcija na bazi oksidacije aldehidne grupe daje zbir redukcijskih supstanci. Stoga se ove reakcije, iako se koriste za kvantitativno određivanje šećera (glukoze) po Hagedorn-Jensenu, kao i uzorci Nylandera, Gainesa, Benedicta i drugih, ne mogu smatrati specifičnim.

Aldehidi igraju važnu ulogu u biološkim procesima, a posebno se biogeni amini u prisustvu enzima aminoksidaze pretvaraju u aldehide, nakon čega slijedi njihova oksidacija u masne kiseline.

Aldehidni radikali viših masnih kiselina dio su molekula plazmalogena (vidi). Biljni organizmi koriste mravlji aldehid u procesu fotosinteze za asimilaciju ugljika. Eterična ulja koja proizvode biljke sastoje se uglavnom od cikličkih nezasićenih aldehida. (anis, cimet, vanilin i dr.).

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

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

Aldehidi kao profesionalne opasnosti

Aldehidi se široko koriste u industrijskoj proizvodnji sintetičkih 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 kože i krzna i tako dalje; akrolein - u svim proizvodnim procesima u kojima se masti zagrijavaju na t° 170° (livnice - sušare sa uljnim vezivom, elektroindustrija, uljare i proizvodnja masnoće itd.). Za više detalja pogledajte članke o pojedinačnim aldehidima.

Svi aldehidi, posebno niži, imaju izraženo toksično djelovanje.

Aldehidi iritiraju sluzokožu očiju i gornjih disajnih puteva. Po prirodi općeg toksičnog djelovanja, aldehidi su lijekovi, ali je njihov narkotički učinak mnogo inferiorniji od iritantnog. Ozbiljnost intoksikacije određena je, zajedno sa veličinom trenutne koncentracije, i prirodom radikala i, kao rezultat, promjenom fizičko-hemijskih svojstava aldehida: niži aldehidi (visoko topljive i vrlo hlapljive tvari) imaju oštro nadražujuće djelovanje na gornje respiratorne organe i relativno manje izražen narkotički učinak; s povećanjem dužine lanca ugljikovodika radikala, topljivost i hlapljivost aldehida opadaju, zbog čega se iritant smanjuje, narkotički učinak se ne povećava; nadražujuće dejstvo nezasićenih aldehida je jače od onih ograničavajućih.

Mehanizam toksičnog djelovanja aldehida povezan je s visokom reaktivnošću karbonilne grupe aldehida, koja, stupajući u reakcije interakcije s proteinima tkiva, uzrokuje primarno nadražujuće djelovanje, refleksne reakcije centralnog nervnog sistema, degenerativne promjene u unutrašnjim organima. , i tako dalje. Osim toga, ulazeći u tijelo, aldehidi prolaze kroz razne biohemijske transformacije; u ovom slučaju nisu sami aldehidi ti koji imaju toksični učinak na tijelo, već proizvodi njihove transformacije. Aldehidi se polako izlučuju iz organizma, mogu se akumulirati, što objašnjava razvoj kroničnog trovanja, čije se glavne manifestacije uočavaju prvenstveno u obliku patoloških promjena u respiratornom sistemu.

Prva pomoć kod trovanja aldehidima. Izvesti žrtvu na svež vazduh. Isprati oči sa 2% alkalnom otopinom. Alkalne i uljne inhalacije. Sa fenomenom asfiksije - udisanje kiseonika. Prema indikacijama, sredstva koja stimulišu srčanu aktivnost i disanje, sedativi (bromidi, valerijana). Uz bolni kašalj - senf flasteri, limenke, preparati kodeina. U slučaju trovanja kroz usta - ispiranje želuca, unutar 3% rastvora natrijum bikarbonata, sirova jaja, proteinska voda, mleko, slani laksativi. U slučaju kontakta sa kožom, isprati vodom ili 5% amonijakom.

Vidi također članke o pojedinačnim aldehidima.

Prevencija

Zaptivanje i automatizacija proizvodnih procesa. Ventilacija prostorija (pogledajte Ventilacija). Upotreba lične zaštitne opreme, kao što je filter gas maska ​​marke A (pogledajte Gas maske), kombinezon (pogledajte Odjeća) 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.

Određivanje aldehida. Svi aldehidi se određuju 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 njemačkog, M., 1953; Nesmeyanov A. N. i Nesmeyanov N. A. Počeci 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. zagađeno rezervoari, ur. S. N. Cherkinsky, v. 9, str. 137, M., 1969, bibliogr.; Bykhovskaya M. S., Ginzburg S. L. i Khalizova O. D. Metode za određivanje štetnih 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 sintetičke gume, ur. N. V. Lazarev i I. D. Gadaskina, str. 42, L., 1957, bibliogr.; Štetne materije u industriji, ur. N. V. Lazareva, tom 1, str. 375, L., 1971, bibliografija; Gurvits S. S. i Sergeeva T. I. Određivanje malih količina aldehida u zraku industrijskih prostorija metodom derivatne polarografije, Gig. rada i prof. ilustr., br. 9, str. 44, 1960; Trofimov L.V. Uporedni toksični učinak 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.; Ništa S. N. a. O. Studije o toksičnosti 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. Leksikološko istraživanje nižih alifatičnih aldehida, Actapharmacol (Kbh.), v. 6, str.299, 1950, bibliogr.

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

Karakteristične hemijske osobine zasićenih monohidričnih i polihidričnih alkohola, fenola

Ograničite monohidrične i polihidrične alkohole

Alkoholi (ili alkanoli) su organske tvari čije molekule sadrže jednu ili više hidroksilnih grupa ($—OH$ grupa) povezanih s ugljikovodični radikal.

Prema broju hidroksilnih grupa (atomnost), alkoholi se dijele na:

- jednoatomni, na primjer:

$(CH_3-OH)↙(metanol(metil alkohol))$ $(CH_3-CH_2-OH)↙(etanol(etil alkohol))$

— dijatomski (glikoli), Na primjer:

$(OH-CH_2-CH_2-OH)↙(etandiol-1,2(etilen glikol))$

$(HO-CH_2-CH_2-CH_2-OH)↙(propandiol-1,3)$

— triatomski, Na primjer:

Prema prirodi ugljikovodičnih radikala razlikuju se sljedeći alkoholi:

— marginalni koji sadrže samo zasićene ugljikovodične radikale u molekuli, na primjer:

— neograničeno koji sadrže višestruke (dvostruke i trostruke) veze između atoma ugljika u molekuli, na primjer:

$(CH_2=CH-CH_2-OH)↙(propen-2-ol-1 (alilni alkohol))$

— aromatično, tj. alkoholi koji sadrže benzenski prsten i hidroksilnu grupu u molekuli, međusobno povezani ne direktno, već preko atoma ugljika, na primjer:

Organske supstance koje sadrže hidroksilne grupe u molekuli koje su direktno povezane sa atomom ugljenika benzenskog prstena značajno se razlikuju po hemijskim svojstvima od alkohola i stoga se izdvajaju u samostalnu klasu organskih jedinjenja – fenola. Na primjer:

Postoje i polihidrični (polihidrični) alkoholi koji sadrže više od tri hidroksilne grupe u molekulu. Na primjer, najjednostavniji šestohidrični alkohol heksaol (sorbitol):

Nomenklatura i izomerizam

Prilikom formiranja naziva alkohola, nazivu ugljikovodika koji odgovara alkoholu dodaje se generički sufiks. -ol. Brojevi iza sufiksa označavaju položaj hidroksilne grupe u glavnom lancu, a prefiksi di-, tri-, tetra- itd. - njihov broj:

U numeraciji atoma ugljika u glavnom lancu, položaj hidroksilne grupe ima prednost nad položajem višestrukih veza:

Počevši od trećeg člana homolognog niza, alkoholi imaju izomerizam položaja funkcionalne grupe (propanol-1 i propanol-2), a od četvrtog - izomerizam ugljeničnog skeleta (butanol-1,2-metilpropanol -1). Također ih karakterizira međuklasni izomerizam - alkoholi su izomerni prema eterima:

$(CH_3-CH_2-OH)↙(etanol)$ $(CH_3-O-CH_3)↙(dimetil etar)$

alkoholi

fizička svojstva.

Alkoholi mogu formirati vodikove veze između molekula alkohola i između molekula alkohola i vode.

Vodikove veze nastaju interakcijom djelomično pozitivno nabijenog atoma vodika jednog molekula alkohola i djelomično negativno nabijenog atoma kisika drugog molekula. Zbog vodoničnih veza između molekula alkoholi imaju abnormalno visoke tačke ključanja za svoju molekularnu težinu. Dakle, propan sa relativnom molekulskom težinom od $44$ je gas u normalnim uslovima, a najjednostavniji od alkohola je metanol, sa relativnom molekulskom težinom od $32$, u normalnim uslovima je tečnost.

Donji i srednji članovi serije zasićenih monohidričnih alkohola, koji sadrže od $1$ do $11$ atoma ugljika, su tekućine. Viši alkoholi (koji počinju sa $C_(12)H_(25)OH$) su čvrste materije na sobnoj temperaturi. Niži alkoholi imaju karakterističan alkoholni miris i pekoći ukus, dobro su rastvorljivi u vodi. Kako se ugljikovodični radikal povećava, topljivost alkohola u vodi se smanjuje, a oktanol se više ne miješa s vodom.

Hemijska svojstva.

Svojstva organskih supstanci određuju njihov sastav i struktura. Alkoholi potvrđuju opšte pravilo. Njihovi molekuli uključuju ugljovodonične i hidroksilne radikale, pa su hemijska svojstva alkohola određena interakcijom i uticajem ovih grupa jedna na drugu. Svojstva karakteristična za ovu klasu jedinjenja su zbog prisustva hidroksilne grupe.

1. Interakcija alkohola sa alkalnim i zemnoalkalnim metalima. Da bi se otkrio učinak ugljikovodičnih radikala na hidroksilnu grupu, potrebno je uporediti svojstva tvari koja sadrži hidroksilnu grupu i ugljikovodični radikal, s jedne strane, i tvari koja sadrži hidroksilnu grupu, a ne sadrži ugljikovodični radikal , na drugoj. Takve tvari mogu biti, na primjer, etanol (ili drugi alkohol) i voda. Vodik hidroksilne grupe molekula alkohola i molekula vode može se reducirati alkalnim i zemnoalkalnim metalima (zamijenjeni njima):

$2Na+2H_2O=2NaOH+H_2$,

$2Na+2C_2H_5OH=2C_2H_5ONa+H_2$,

$2Na+2ROH=2RONa+H_2$.

2. Interakcija alkohola sa vodonik-halogenidima. Zamjena hidroksilne grupe za halogen dovodi do stvaranja haloalkana. Na primjer:

$C_2H_5OH+HBr⇄C_2H_5Br+H_2O$.

Ova reakcija je reverzibilna.

3. Intermolekularna dehidracija alkohola- odvajanje molekula vode od dva molekula alkohola kada se zagrije u prisustvu sredstava za uklanjanje vode:

Kao rezultat intermolekularne dehidracije alkohola, eteri. Dakle, kada se etil alkohol zagrije sa sumpornom kiselinom na temperaturu od $100$ do $140°C$, nastaje dietil (sumporni) etar:

4. Interakcija alkohola sa organskim i anorganskim kiselinama za formiranje estera ( reakcija esterifikacije):

Reakciju esterifikacije kataliziraju jake anorganske kiseline.

Na primjer, kada etil alkohol i octena kiselina reaguju, nastaje etil ester octene kiseline - etil acetat:

5. Intramolekularna dehidracija alkohola nastaje kada se alkoholi zagriju u prisustvu dehidrirajućih agenasa na temperaturu veću od temperature intermolekularne dehidratacije. Kao rezultat, nastaju alkeni. Ova reakcija je posljedica prisustva atoma vodika i hidroksilne grupe kod susjednih atoma ugljika. Primjer je reakcija dobivanja etena (etilena) zagrijavanjem etanola iznad 140°C$ u prisustvu koncentrirane sumporne kiseline:

6. Oksidacija alkohola obično se provodi s jakim oksidantima, na primjer, kalij-dikromatom ili kalijevim permanganatom u kiseloj sredini. U ovom slučaju, djelovanje oksidacijskog sredstva usmjereno je na atom ugljika koji je već povezan s hidroksilnom grupom. U zavisnosti od prirode alkohola i reakcionih uslova, mogu se formirati različiti produkti. Dakle, primarni alkoholi se prvo oksidiraju u aldehidi a zatim unutra karboksilne kiseline:

Kada se sekundarni alkoholi oksidiraju, nastaju ketoni:

Tercijarni alkoholi su prilično otporni na oksidaciju. Međutim, u teškim uslovima (jako oksidaciono sredstvo, visoka temperatura) moguća je oksidacija tercijarnih alkohola, do koje dolazi kidanjem ugljik-ugljik veza najbližih hidroksilnoj grupi.

7. Dehidrogenacija alkohola. Kada se alkoholna para propušta na 200-300°C$ preko metalnog katalizatora, kao što je bakar, srebro ili platina, primarni alkoholi se pretvaraju u aldehide, a sekundarni alkoholi u ketone:

Prisustvo nekoliko hidroksilnih grupa u molekuli alkohola istovremeno određuje specifična svojstva polihidričnim alkoholima, koji su sposobni formirati vodotopiva svijetloplava kompleksna jedinjenja pri interakciji sa svježim precipitatom bakar (II) hidroksida. Za etilen glikol možete napisati:

Monohidrični alkoholi nisu u stanju da uđu u ovu reakciju. Dakle, to je kvalitativna reakcija na polihidrične alkohole.

fenol

Struktura fenola

Hidroksilna grupa u molekulima organskih jedinjenja može biti direktno povezana sa aromatičnom jezgrom, ili se može odvojiti od nje jednim ili više atoma ugljenika. Može se očekivati ​​da će se, ovisno o ovom svojstvu, tvari značajno razlikovati jedna od druge zbog međusobnog utjecaja grupa atoma. Zaista, organska jedinjenja koja sadrže aromatični fenilni radikal $C_6H_5$— direktno vezan za hidroksilnu grupu pokazuju posebna svojstva koja se razlikuju od onih kod alkohola. Takva jedinjenja nazivaju se fenoli.

Fenoli su organske tvari čije molekule sadrže fenilni radikal povezan s jednom ili više hidrokso grupa.

Kao i alkoholi, fenoli se klasifikuju po atomizmu, tj. po broju hidroksilnih grupa.

Monatomski fenoli sadrže jednu hidroksilnu grupu u molekulu:

Polihidrični fenoli sadrže više od jedne hidroksilne grupe u molekulima:

Postoje i drugi polihidrični fenoli koji sadrže tri ili više hidroksilnih grupa u benzenskom prstenu.

Hajde da se detaljnije upoznamo sa strukturom i svojstvima najjednostavnijeg predstavnika ove klase - fenola $C_6H_5OH$. Naziv ove supstance bio je osnova za naziv cijele klase - fenola.

Fizička i hemijska svojstva.

fizička svojstva.

Fenol je čvrsta, bezbojna, kristalna supstanca, $t°_(pl.)=43°S, t°_(ključanje)=181°S$, sa oštrim karakterističnim mirisom. Otrovno. Fenol je slabo rastvorljiv u vodi na sobnoj temperaturi. Vodena otopina fenola naziva se karbolna kiselina. U dodiru s kožom izaziva opekotine, pa se s fenolom treba pažljivo rukovati!

Hemijska svojstva.

kiselinska svojstva. Kao što je već spomenuto, atom vodika hidroksilne grupe ima kiseli karakter. Kisela svojstva fenola su izraženija od one vode i alkohola. Za razliku od alkohola i vode, fenol reaguje ne samo sa alkalnim metalima, već i sa alkalijama pri čemu nastaje fenolate:

Međutim, kisela svojstva fenola su manje izražena od onih neorganskih i karboksilnih kiselina. Na primjer, kisela svojstva fenola su oko 3000$ puta slabija od onih ugljične kiseline. Dakle, propuštanjem ugljičnog dioksida kroz vodenu otopinu natrijevog fenolata može se izolirati slobodni fenol:

Dodavanje hlorovodonične ili sumporne kiseline u vodenu otopinu natrijevog fenolata također dovodi do stvaranja fenola:

Kvalitativna reakcija na fenol.

Fenol reaguje sa gvožđe(III) hloridom i formira kompleksno jedinjenje intenzivno ljubičaste boje.

Ova reakcija omogućava otkrivanje čak iu vrlo ograničenim količinama. Drugi fenoli koji sadrže jednu ili više hidroksilnih grupa u benzenskom prstenu također daju svijetlu plavo-ljubičastu boju kada reagiraju sa željeznim (III) hloridom.

Reakcije benzenskog prstena.

Prisustvo hidroksilnog supstituenta uvelike olakšava tok reakcija elektrofilne supstitucije u benzenskom prstenu.

1. Bromiranje fenola. Za razliku od benzena, bromiranje fenola ne zahtijeva dodavanje katalizatora (gvožđe(III) bromid).

Osim toga, interakcija sa fenolom se odvija selektivno (selektivno): atomi broma se šalju u orto- i para pozicije, zamjenjujući atome vodonika koji se tamo nalaze. Selektivnost supstitucije se objašnjava karakteristikama elektronske strukture molekula fenola o kojima je bilo reči.

Dakle, kada fenol reaguje sa bromnom vodom, formira se bijeli talog 2,4,6-tribromofenol:

Ova reakcija, kao i reakcija sa gvožđe (III) hloridom, služi za kvalitativnu detekciju fenola.

2. Nitracija fenola takođe se dešava lakše od nitriranja benzena. Reakcija s razrijeđenom dušičnom kiselinom se odvija na sobnoj temperaturi. Rezultat je mješavina orto- I par- izomeri nitrofenola:

Kada se koristi koncentrirana dušična kiselina, stvara se eksploziv - 2,4,6-trinitrofenol(pikrinska kiselina):

3. Hidrogenacija aromatičnog prstena fenola u prisustvu katalizatora se lako dešava:

4.Polikondenzacija fenola sa aldehidima, posebno kod formaldehida, javlja se stvaranjem produkta reakcije - fenol-formaldehidnih smola i čvrstih polimera.

Interakcija fenola s formaldehidom može se opisati shemom:

Vjerovatno ste primijetili da su u molekuli dimera sačuvani “pokretni” atomi vodika, što znači da je daljnji nastavak reakcije moguć uz dovoljnu količinu reagensa:

Reakcija polikondenzacija, one. reakcija proizvodnje polimera, koja se nastavlja oslobađanjem niskomolekularnog nusproizvoda (vode), može se nastaviti dalje (sve dok se jedan od reagensa potpuno ne potroši) sa formiranjem ogromnih makromolekula. Proces se može opisati opštom jednačinom:

Formiranje linearnih molekula događa se na običnoj temperaturi. Provođenje ove reakcije pri zagrijavanju dovodi do činjenice da rezultirajući proizvod ima razgranatu strukturu, čvrst je i netopiv u vodi. Kao rezultat zagrijavanja linearne fenol-formaldehidne smole s viškom aldehida, dobivaju se čvrste plastične mase jedinstvenih svojstava. Polimeri na bazi fenol-formaldehidnih smola koriste se za proizvodnju lakova i boja, plastičnih proizvoda koji su otporni na zagrijavanje, hlađenje, vodu, lužine i kiseline, te imaju visoka dielektrična svojstva. Polimeri na bazi fenol-formaldehidnih smola koriste se za izradu najkritičnijih i najvažnijih delova električnih uređaja, kućišta agregata i delova mašina, polimerne osnove štampanih ploča za radio uređaje. Ljepila na bazi fenol-formaldehidnih smola mogu pouzdano povezati dijelove različite prirode, održavajući najveću čvrstoću veze u vrlo širokom temperaturnom rasponu. Takvo ljepilo se koristi za pričvršćivanje metalne baze rasvjetnih lampi na staklenu sijalicu. Sada razumijete zašto se fenol i proizvodi na bazi njega široko koriste.

Karakteristične hemijske osobine aldehida, zasićenih karboksilnih kiselina, estera

Aldehidi i ketoni

Aldehidi su organska jedinjenja čiji molekuli sadrže karbonilnu grupu. , vezan za atom vodika i ugljikovodični radikal.

Opća formula za aldehide je:

U najjednostavnijem aldehidu, formaldehidu, drugi atom vodika igra ulogu ugljikovodika:

Karbonilna grupa vezana za atom vodika naziva se aldehid:

Organske supstance u čijim molekulima je karbonilna grupa vezana za dva ugljikovodična radikala nazivaju se ketoni.

Očigledno, opšta 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

Ovisno o strukturi ugljikovodičnih radikala povezanih s aldehidnom grupom, razlikuju se granični, nezasićeni, aromatični, heterociklični i drugi aldehidi:

U skladu sa IUPAC nomenklaturom, nazivi zasićenih aldehida formiraju se od imena alkana s istim brojem atoma ugljika u molekuli pomoću sufiksa -al. Na primjer:

Numeracija atoma ugljika glavnog lanca počinje od atoma ugljika aldehidne grupe. Stoga se aldehidna grupa uvijek nalazi na prvom atomu ugljika i nije potrebno naznačiti njen položaj.

Uz sistematsku nomenklaturu, koriste se i trivijalni nazivi široko rasprostranjenih aldehida. Ova imena obično potiču od imena karboksilnih kiselina koje odgovaraju aldehidima.

Za naziv ketona prema sistematskoj nomenklaturi, keto grupa se označava sufiksom -On i broj koji označava broj atoma ugljika karbonilne grupe (numeracija treba da počne od kraja lanca najbližeg keto grupi). Na primjer:

Za aldehide je karakteristična samo jedna vrsta strukturne izomerije - izomerija ugljeničnog skeleta, koja je moguća iz butanala, a za ketone - i izomerija položaja karbonilne grupe. Pored toga, karakteriše ih i međuklasna izomerija (propanal i propanon).

Trivijalni nazivi i tačke ključanja nekih aldehida.

Fizička i hemijska svojstva

fizička svojstva.

U molekuli aldehida ili ketona, zbog veće elektronegativnosti atoma kisika u usporedbi s atomom ugljika, $C=O$ veza je jako polarizirana zbog pomaka elektronske gustine $π$ veze na kisik:

Aldehidi i ketoni su polarne supstance sa viškom elektronske gustine na atomu kiseonika. Niži članovi niza aldehida i ketona (formaldehid, acetaldehid, aceton) su beskonačno rastvorljivi u vodi. Njihove tačke ključanja su niže od onih kod odgovarajućih alkohola. To je zbog činjenice da u molekulama aldehida i ketona, za razliku od alkohola, nema mobilnih atoma vodika i ne formiraju asocijacije zbog vodikovih veza. Niži aldehidi imaju oštar miris; aldehidi koji sadrže od četiri do šest atoma ugljika u lancu imaju neugodan miris; viši aldehidi i ketoni imaju cvjetni miris i koriste se u parfimeriji.

Hemijska svojstva

Prisustvo aldehidne grupe u molekulu određuje karakteristična svojstva aldehida.

reakcije oporavka.

Dodatak vodonika na molekule aldehida nastaje na dvostrukoj vezi u karbonilnoj grupi:

Aldehidi se hidrogeniraju kao primarni alkoholi, dok su ketoni sekundarni alkoholi.

Dakle, kada se acetaldehid hidrogenira na nikalnom katalizatoru, nastaje etil alkohol, a kada se hidrogenira aceton, nastaje propanol-2:

Hidrogenacija aldehida reakcija oporavka, pri kojem se smanjuje oksidacijsko stanje atoma ugljika u karbonilnoj grupi.

Reakcije oksidacije.

Aldehidi su sposobni ne samo da se oporave, već i oksidirati. Kada se oksidiraju, aldehidi stvaraju karboksilne kiseline. Šematski se ovaj proces može predstaviti na sljedeći način:

Iz propionaldehida (propanal), na primjer, nastaje propionska kiselina:

Aldehidi se oksidiraju čak i atmosferskim kisikom i takvim slabim oksidantima kao što je amonijačna otopina srebrnog oksida. U pojednostavljenom obliku, ovaj proces se može izraziti jednadžbom reakcije:

Na primjer:

Tačnije, ovaj proces se ogleda u jednadžbama:

Ako je površina posude u kojoj se odvija reakcija prethodno odmašćena, tada je srebro nastalo tokom reakcije prekriva ravnomjernim tankim filmom. Stoga se ova reakcija naziva reakcija "srebrno ogledalo". Široko se koristi za izradu ogledala, posrebrenih ukrasa i božićnih ukrasa.

Svježe istaloženi bakar (II) hidroksid također može djelovati kao oksidacijski agens za aldehide. Oksidirajući aldehid, $Cu^(2+)$ se reducira na $Cu^+$. Bakar (I) hidroksid $CuOH$ koji nastaje tokom reakcije odmah se razlaže na crveni bakar (I) oksid i vodu:

Ova reakcija, kao i reakcija "srebrnog ogledala", koristi se za detekciju aldehida.

Ketoni se ne oksidiraju ni atmosferskim kisikom ni tako slabim oksidacijskim sredstvom kao što je amonijačna otopina srebrnog oksida.

Pojedinačni predstavnici aldehida i njihovo značenje

Formaldehid(metanal, mravlji aldehid$HCHO$ ) - bezbojni gas sa oštrim mirisom i tačkom ključanja od -21C°$, lako ćemo rastvoriti u vodi. Formaldehid je otrovan! Rastvor formaldehida u vodi (40%$) naziva se formalin i koristi se za dezinfekciju. U poljoprivredi se formalin koristi za doradu sjemena, u kožnoj industriji - za preradu kože. Formaldehid se koristi za dobijanje urotropina - lekovite supstance. Ponekad se komprimiran u obliku briketa, urotropin koristi kao gorivo (suhi alkohol). Velika količina formaldehida se troši u proizvodnji fenol-formaldehidnih smola i nekih drugih supstanci.

Sirćetni aldehid(etanal, acetaldehid$CH_3CHO$ ) - tečnost oštrog neprijatnog mirisa i tačke ključanja od 21 °C $, dobro ćemo rastvoriti u vodi. Sirćetna kiselina i niz drugih tvari dobivaju se iz acetaldehida u industrijskim razmjerima, koristi se za proizvodnju raznih plastičnih i acetatnih vlakana. Sirćetni aldehid je otrovan!

karboksilne kiseline

Tvari koje sadrže jednu ili više karboksilnih grupa u molekulu nazivaju se karboksilne kiseline.

grupa atoma pozvao karboksilnu grupu, ili karboksil.

Organske kiseline koje sadrže jednu karboksilnu grupu u molekulu su jednobazni.

Opća formula za ove kiseline je $RCOOH$, na primjer:

Karboksilne kiseline koje sadrže dvije karboksilne grupe nazivaju se dibasic. To uključuje, na primjer, oksalnu i jantarnu kiselinu:

Postoje također polybasic karboksilne kiseline koje sadrže više od dvije karboksilne grupe. To uključuje, na primjer, trobazičnu limunsku kiselinu:

U zavisnosti od prirode ugljikovodičnih radikala, karboksilne kiseline se dijele u ograničavajuće, nezasićene, aromatične.

Ograničavajuće ili zasićene karboksilne kiseline su, na primjer, propanoična (propionska) kiselina:

ili nam već poznata jantarna kiselina.

Očigledno, zasićene karboksilne kiseline ne sadrže $π$-veze u ugljovodoničnom radikalu. U molekulima nezasićenih karboksilnih kiselina, karboksilna grupa je vezana za nezasićeni, nezasićeni ugljikovodični radikal, na primjer, u akrilu (propenu) $CH_2=CH—COOH$ ili oleinskoj $CH_3—(CH_2)_7—CH=CH—( CH_2)_7—COOH molekuli $ i druge kiseline.

Kao što se može vidjeti iz formule benzojeve kiseline, ona je aromatična, jer sadrži aromatični (benzenski) prsten u molekuli:

Nomenklatura i izomerizam

Opći principi za formiranje naziva karboksilnih kiselina, kao i drugih organskih spojeva, već su razmotreni. Zaustavimo se detaljnije na nomenklaturi jedno- i dvobaznih karboksilnih kiselina. Naziv karboksilne kiseline nastaje od naziva odgovarajućeg alkana (alkana s istim brojem ugljikovih atoma u molekuli) uz dodatak sufiksa -ov-, kraj -i ja i riječi kiselina. Numerisanje ugljikovih atoma počinje karboksilnom grupom. Na primjer:

Broj karboksilnih grupa je u nazivu naznačen prefiksima di-, tri-, tetra-:

Mnoge kiseline također imaju povijesno razvijena, ili trivijalna, imena.

Nazivi karboksilnih kiselina.

Hemijska formula Sistematski naziv kiseline Trivijalan naziv za kiselinu
$H—COOH$ metan Formic
$CH_3—COOH$ Ethane Acetic
$CH_3—CH_2—COOH$ propan propionska
$CH_3—CH_2—CH_2—COOH$ Butan masno
$CH_3—CH_2—CH_2—CH_2—COOH$ Pentane Valerijana
$CH_3—(CH_2)_4—COOH$ Heksan Najlon
$CH_3—(CH_2)_5—COOH$ Heptanoic Enantic
$NEOS-UNSD$ Ethandium kiseljak
$HOOS—CH_2—COOH$ Propandioic Malonic
$HOOS—CH_2—CH_2—COOH$ Butan Amber

Nakon što smo se upoznali sa raznolikim i zanimljivim svijetom organskih kiselina, razmotrimo detaljnije ograničavajuće jednobazne karboksilne kiseline.

Jasno je da se sastav ovih kiselina izražava opštom formulom $C_nH_(2n)O_2$, ili $C_nH_(2n+1)COOH$, ili $RCOOH$.

Fizička i hemijska svojstva

fizička svojstva.

Niže kiseline, tj. kiseline s relativno malom molekulskom težinom, koje sadrže do četiri atoma ugljika u molekulu, su tekućine s karakterističnim oštrim mirisom (zapamtite miris octene kiseline). Kiseline koje sadrže od $4$ do $9$ atoma ugljika su viskozne uljne tekućine s neugodnim mirisom; koji sadrže više od 9$ atoma ugljika u molekuli - čvrste tvari koje se ne otapaju u vodi. Tačke ključanja graničnih jednobaznih karboksilnih kiselina povećavaju se s povećanjem broja ugljikovih atoma u molekuli i, posljedično, s povećanjem relativne molekulske težine. Na primjer, tačka ključanja mravlje kiseline je 100,8°C$, octene kiseline je 118°C$, a propionske kiseline 141°C$.

Najjednostavnija karboksilna kiselina, mravlja $HCOOH$, koja ima malu relativnu molekulsku težinu $(M_r(HCOOH)=46)$, u normalnim uslovima je tečnost sa tačkom ključanja od $100,8°S$. Istovremeno, butan $(M_r(C_4H_(10))=58)$ pod istim uslovima je gasovit i ima tačku ključanja od $-0,5°S$. Ovo neslaganje između tačaka ključanja i relativne molekulske mase objašnjava se formiranjem dimera karboksilne kiseline, u kojima su dva molekula kiseline povezana sa dve vodikove veze:

Pojava vodikovih veza postaje jasna kada se razmotri struktura molekula karboksilne kiseline.

Molekule zasićenih jednobaznih karboksilnih kiselina sadrže polarnu grupu atoma - karboksil i suštinski nepolarni ugljikovodični radikal. Karboksilnu grupu privlače molekule vode, formirajući s njima vodikove veze:

Mravlja i sirćetna kiselina su beskonačno rastvorljive u vodi. Očigledno, s povećanjem broja atoma u ugljikovodičnom radikalu, topljivost karboksilnih kiselina opada.

Hemijska svojstva.

Opća svojstva karakteristična za klasu kiselina (i organskih i neorganskih) su posljedica prisutnosti u molekulima hidroksilne grupe koja sadrži jaku polarnu vezu između atoma vodika i kisika. Razmotrimo ova svojstva na primjeru organskih kiselina rastvorljivih u vodi.

1. Disocijacija sa stvaranjem vodikovih kationa i anjona kiselinskog ostatka:

$CH_3-COOH⇄CH_3-COO^(-)+H^+$

Preciznije, ovaj proces je opisan jednadžbom koja uzima u obzir učešće molekula vode u njemu:

$CH_3-COOH+H_2O⇄CH_3COO^(-)+H_3O^+$

Ravnoteža disocijacije karboksilnih kiselina je pomjerena ulijevo; velika većina njih su slabi elektroliti. Međutim, kiseli okus, na primjer, octene i mravlje kiseline nastaje zbog disocijacije na vodikove katione i anjone kiselih ostataka.

Očigledno je prisustvo “kiselog” vodonika u molekulima karboksilnih kiselina, tj. vodikova karboksilna grupa, zbog drugih karakterističnih svojstava.

2. Interakcija sa metalima stoji u elektrohemijskom nizu napona do vodonika: $nR-COOH+M→(RCOO)_(n)M+(n)/(2)H_2$

Dakle, željezo reducira vodonik iz octene kiseline:

$2CH_3-COOH+Fe→(CH_3COO)_(2)Fe+H_2$

3. Interakcija sa bazičnim oksidima sa stvaranjem soli i vode:

$2R-COOH+CaO→(R-COO)_(2)Ca+H_2O$

4. Interakcija sa metalnim hidroksidima sa stvaranjem soli i vode (reakcija neutralizacije):

$R—COOH+NaOH→R—COONa+H_2O$,

$2R—COOH+Ca(OH)_2→(R—COO)_(2)Ca+2H_2O$.

5. Interakcija sa solima slabijih kiselina sa formiranjem potonjeg. Dakle, octena kiselina istiskuje stearinsku kiselinu iz natrijevog stearata i ugljičnu kiselinu iz kalijevog karbonata:

$CH_3COOH+C_(17)H_(35)COONa→CH_3COONa+C_(17)H_(35)COOH↓$,

$2CH_3COOH+K_2CO_3→2CH_3COOK+H_2O+CO_2$.

6. Interakcija karboksilnih kiselina sa alkoholima sa stvaranjem estera - reakcija esterifikacije (jedna od najvažnijih reakcija karakterističnih za karboksilne kiseline):

Interakciju karboksilnih kiselina sa alkoholima kataliziraju vodikovi katjoni.

Reakcija esterifikacije je reverzibilna. Ravnoteža se pomiče prema stvaranju estera u prisustvu sredstava za odvodnjavanje i kada se ester ukloni iz reakcione smjese.

U reakciji reverzne esterifikacije, koja se naziva hidroliza estera (reakcija estera s vodom), nastaju kiselina i alkohol:

Očigledno, da reaguje sa karboksilnim kiselinama, tj. polihidrični alkoholi, kao što je glicerol, također mogu ući u reakciju esterifikacije:

Sve karboksilne kiseline (osim mravlje), zajedno sa karboksilnom grupom, sadrže ugljovodonični ostatak u svojim molekulima. Naravno, to ne može a da ne utiče na svojstva kiselina, koja su određena prirodom ugljikovodičnih ostataka.

7. Reakcije adicije višestrukih veza- u njih ulaze nezasićene karboksilne kiseline. Na primjer, reakcija dodavanja vodika je hidrogenacija. Za kiselinu koja sadrži jednu $π$-vezu u radikalu, jednačina se može napisati u opštem obliku:

$C_(n)H_(2n-1)COOH+H_2(→)↖(katalizator)C_(n)H_(2n+1)COOH.$

Dakle, kada se oleinska kiselina hidrogenira, nastaje zasićena stearinska kiselina:

$(C_(17)H_(33)COOH+H_2)↙(\text"oleinska kiselina")(→)↖(katalizator)(C_(17)H_(35)COOH)↙(\text"stearinska kiselina") $

Nezasićene karboksilne kiseline, kao i druga nezasićena jedinjenja, dodaju halogene dvostrukoj vezi. Na primjer, akrilna kiselina obezbojava bromnu vodu:

$(CH_2=CH—COOH+Br_2)↙(\text"akrilna(propenska) kiselina")→(CH_2Br—CHBr—COOH)↙(\text"2,3-dibromopropenska kiselina").$

8. Reakcije supstitucije (sa halogenima)- zasićene karboksilne kiseline mogu ući u njih. Na primjer, reakcijom octene kiseline sa hlorom mogu se dobiti različiti hlorni derivati ​​kiselina:

$CH_3COOH+Cl_2(→)↖(R(crveno))(CH_2Cl-COOH+HCl)↙(\text"hloroctena kiselina")$,

$CH_2Cl-COOH+Cl_2(→)↖(R(crveno))(CHCl_2-COOH+HCl)↙(\text"dihloroctena kiselina")$,

$CHCl_2-COOH+Cl_2(→)↖(R(crveno))(CCl_3-COOH+HCl)↙(\text"trihloroctena kiselina")$

Pojedinačni predstavnici karboksilnih kiselina i njihov značaj

Formic(metan) kiselina HCOOH— tečnost oštrog mirisa i tačke ključanja od 100,8°C$, veoma rastvorljiva u vodi. Mravlja kiselina je otrovna U dodiru sa kožom izaziva opekotine! Ubodna tečnost koju luče mravi sadrži ovu kiselinu. Mravlja kiselina ima dezinfekcijsko svojstvo i stoga nalazi svoju primjenu u prehrambenoj, kožnoj i farmaceutskoj industriji, te medicini. Koristi se za bojenje tekstila i papira.

Acetic (etan)kiselina $CH_3COOH$ je bezbojna tečnost karakterističnog oštrog mirisa, koja se može mešati sa vodom u bilo kom odnosu. Vodeni rastvori sirćetne kiseline prodaju se pod nazivom sirće ($3-5%$ rastvor) i sirćetna esencija ($70-80%$ rastvor) i široko se koriste u prehrambenoj industriji. Sirćetna kiselina je dobar rastvarač za mnoge organske materije i stoga se koristi u bojanju, u industriji kože i industriji boja i lakova. Osim toga, octena kiselina je sirovina za proizvodnju mnogih tehnički važnih organskih spojeva: na primjer, koristi se za dobivanje tvari koje se koriste za suzbijanje korova - herbicida.

Sirćetna kiselina je glavni sastojak vinsko sirće, karakterističan miris koji je upravo zbog toga. To je proizvod oksidacije etanola i nastaje iz njega kada se vino čuva na zraku.

Najvažniji predstavnici monobaznih kiselina sa najvišim limitom su palmitinska$C_(15)H_(31)COOH$ i stearic$C_(17)H_(35)COOH$ kiseline. Za razliku od nižih kiselina, ove supstance su čvrste, slabo rastvorljive u vodi.

Međutim, njihove soli - stearati i palmitati - su vrlo topljive i imaju deterdžentni učinak, zbog čega se nazivaju i sapunima. Jasno je da se ove tvari proizvode u velikim razmjerima. Od nezasićenih viših karboksilnih kiselina najvažnija je oleinska kiselina$C_(17)H_(33)COOH$, ili $CH_3 - (CH_2)_7 - CH=CH -(CH_2)_7COOH$. To je tečnost nalik ulju bez ukusa i mirisa. Njegove soli se široko koriste u tehnologiji.

Najjednostavniji predstavnik dvobazičnih karboksilnih kiselina je oksalna (etandijeva) kiselina$HOOC—COOH$, čije se soli nalaze u mnogim biljkama, na primjer, u kiselici i oksalisu. Oksalna kiselina je bezbojna kristalna supstanca, dobro rastvorljiva u vodi. Koristi se u poliranju metala, u industriji obrade drveta i kože.

Esteri

Kada karboksilne kiseline stupaju u interakciju s alkoholima (reakcija esterifikacije), estri:

Ova reakcija je reverzibilna. Produkti reakcije mogu međusobno komunicirati i formirati početne supstance - alkohol i kiselinu. Dakle, reakcija estera sa vodom - hidroliza estera - je obrnuta reakciji esterifikacije. Hemijska ravnoteža, koja se uspostavlja kada su brzine direktne (esterifikacije) i reverzne (hidrolize) reakcije jednake, može se pomjeriti u pravcu stvaranja etra prisustvom agenasa za uklanjanje vode.

Masti- derivati ​​spojeva koji su estri glicerola i viših karboksilnih kiselina.

Sve masti, kao i drugi estri, prolaze kroz hidrolizu:

Kada se hidroliza masti vrši u alkalnom mediju $(NaOH)$ i u prisustvu sode $Na_2CO_3$, ona teče nepovratno i dovodi do stvaranja ne karboksilnih kiselina, već njihovih soli, koje se tzv. sapuni. Stoga se hidroliza masti u alkalnoj sredini naziva saponifikacija.

Aldehidi se nazivaju organske supstance koje se odnose na karbonilna jedinjenja koja sadrže funkcionalnu grupu -CH, koja se naziva karbonilna grupa.

Ovisno o prirodi ugljikovodika skeleta molekule, aldehidi su zasićeni, nezasićeni i aromatični. Njihovi molekuli također mogu uključivati ​​atome halogena ili dodatne funkcionalne grupe. Opća formula za zasićene aldehide je C n H 2 n O. U skladu s IUPAC nomenklaturom, njihova imena završavaju sufiksom -al.

Oksidacija aldehida je važna u industriji jer se vrlo lako pretvaraju u karboksilne kiseline. U ovom slučaju, bakreni hidroksid, srebrni oksid ili čak atmosferski kiseonik mogu poslužiti kao oksidanti.

Struktura karbonilne grupe

Elektronska struktura dvostruke veze u C=O grupi karakterizira stvaranje jedne σ-veze i još jedne π-veze. C atom je u stanju sp 2 hibridizacije, molekul je planarne strukture sa uglovima veze između veza od oko 120 0 . Razlika između dvostruke veze u ovoj funkcionalnoj grupi leži u činjenici da se nalazi između atoma ugljika i visoko elektronegativnog atoma kisika. Kao rezultat toga, elektroni su privučeni O atomu, što znači da je ova veza vrlo jako polarizirana.

Prisutnost takve polarizirane dvostruke veze u aldehidnoj grupi može se nazvati glavnim razlogom visoke reaktivnosti aldehida. Za aldehide su najkarakterističnije reakcije dodavanja atoma ili njihovih grupa na vezu C=O. A reakcije nukleofilne adicije najlakše se odvijaju. Za aldehide su tipične i reakcije koje uključuju H atome iz funkcionalne grupe aldehida. Zbog efekta povlačenja elektrona C=O grupe, polaritet veze se povećava. To je pak razlog za relativno laku oksidaciju aldehida.

Pojedinačni predstavnici aldehida

Formaldehid (formaldehid ili metanal) CH 2 O je gasovita tvar vrlo oštrog mirisa, koja se obično dobiva propuštanjem mješavine metanolne pare sa zrakom kroz vruću bakarnu ili srebrnu mrežu. Njegov 40% vodeni rastvor naziva se formalin. Formaldehid lako ulazi u reakcije, od kojih su mnoge u osnovi industrijske sinteze niza važnih supstanci. Koristi se i za dobijanje pentaeritritola, mnogih lekovitih supstanci, raznih boja, za štavljenje kože, kao dezinfekciono sredstvo i dezodorans. Formaldehid je prilično toksičan, njegova MPC u zraku je 0,001 mg/l.

Acetaldehid (octeni aldehid, etanal) CH 3 SON je bezbojna tečnost zagušljivog mirisa, koja, razblaženom vodom, dobija voćnu aromu. Acetaldehid ima sva osnovna svojstva aldehida. Oksidacijom acetaldehida nastaju ogromne količine octene kiseline i anhidrida sirćetne kiseline, raznih farmaceutskih proizvoda.

Akrolein (propenal) CH 2 \u003d CH-SON, najjednostavniji nezasićeni aldehid, je bezbojna, isparljiva tekućina. Njegove pare snažno iritiraju sluzokožu očiju i gornjih disajnih puteva. Veoma je otrovan, njegova MPC u vazduhu je 0,7 mg/m 3 . Propenal je međuproizvod u sintezi određenih polimera i neophodan je u proizvodnji određenih lijekova.

Benzaldehid (benzojev aldehid) S 6 N 5 SON je bezbojna tečnost sa aromom koja postaje žuta tokom skladištenja.Odlično brzo oksidira vazduhom u benzojevu kiselinu. Sadrži u esencijalnim uljima biljaka (neroli, pačuli), a u obliku glukozida - u jezgri sjemenki gorkog badema, trešanja, kajsije i breskve. Kao mirisna tvar koristi se u parfimeriji, kao komponenta prehrambenih esencija, kao sirovina za sintezu drugih mirisnih tvari (cinamaldehid, jasminaldehid).

Reakcija srebrnog ogledala

Oksidacija aldehida srebrnim oksidom je najznačajnija kvalitativna reakcija na odgovarajući oblik funkcionalne grupe. Ova reakcija je dobila ime po tankom srebrnom premazu na zidovima epruvete, koji se formira tokom ove reakcije.

Njegova suština leži u interakciji aldehida R-COH sa amonijačnom otopinom srebrovog (I) oksida, koji je rastvorljivo OH kompleksno jedinjenje i naziva se Tollensov reagens. Reakcija se odvija na temperaturama blizu tačke ključanja vode (80-100 °C). U ovom slučaju, aldehidi se oksidiraju do odgovarajućih karboksilnih kiselina, a oksidacijski agens se reducira u metalno srebro, koje se taloži.

Priprema reagensa

Za kvalitativno određivanje -OH grupe u aldehidima, prvo se priprema jedinjenje kompleksa srebra. Da biste to učinili, u epruvetu se sipa malo rastvora amonijaka (amonijum hidroksida) u vodi, a zatim i mala količina srebrovog nitrata. U tom slučaju, nastali talog srebrnog oksida odmah nestaje:

2AgNO 3 + 2NH 3 + H 2 O -> Ag 2 O↓ + 2NH 4 NO 3

Ag 2 O + 4NH 3 + H 2 O -> 2OH

Pouzdaniji rezultati se dobijaju Tollensovim reagensom pripremljenim uz dodatak lužine. Za to se 1 g AgNO 3 otopi u 10 g destilovane vode i doda se jednaka zapremina koncentriranog natrijum hidroksida. Rezultat je talog Ag 2 O, koji nestaje kada se doda koncentrovani rastvor amonijum hidroksida. Za reakciju treba koristiti samo svježe pripremljen reagens.

mehanizam reakcije

Reakcija srebrnog ogledala odgovara jednadžbi:

2OΗ + HCOΗ -> 2Ag↓ + ΗCOONΗ 4 + 3NΗ 3 + H 2 O

Treba napomenuti da za aldehide ova interakcija nije dovoljno proučavana. Mehanizam ove reakcije je nepoznat, ali se pretpostavlja varijanta radikalne ili ionske oksidacije. Najvjerovatnije je da se adicija događa na diaminsrebrovom hidroksidu sa stvaranjem srebrne soli diola, od koje se srebro zatim odcjepljuje i formira karboksilnu kiselinu.

Čistoća korišćenog pribora izuzetno je važna za uspeh eksperimenta. To je zbog činjenice da se koloidne čestice srebra nastale tokom eksperimenta moraju prilijepiti za površinu stakla, stvaranje zrcalne površine. U prisustvu najmanjih nečistoća, istaložiće se kao sivi flokulantni talog.

Za čišćenje posude treba koristiti alkalne otopine. Dakle, u ove svrhe možete uzeti otopinu NaOH, koja se mora isprati velikom količinom destilovane vode. Staklena površina mora biti očišćena od masnoća i mehaničkih čestica.

Oksidacija bakarnog hidroksida

Reakcija oksidacije aldehida sa bakar (II) hidroksidom je takođe prilično efikasna i efikasna u određivanju vrste funkcionalne grupe. Nastavlja se na temperaturi koja odgovara ključanju reakcione smjese. U ovom slučaju aldehidi redukuju dvovalentni bakar u sastavu Fehlingovog reagensa (svježe pripremljeni rastvor amonijaka Cu (OH) 2) u monovalentni. Sami se oksidiraju zbog uvođenja atoma kisika kroz C-H vezu (oksidacijsko stanje C mijenja se od +1 do +3).

Vizuelno se tok reakcije može pratiti promjenom boje mješavine otopina. Plavkasti precipitat bakar hidroksida postepeno postaje žut, što odgovara monovalentnom bakrenom hidroksidu i daljem pojavljivanju svetlocrvenog taloga Cu 2 O.

Ovaj proces odgovara jednadžbi reakcije:

R-SON + Cu 2+ + NaOH + H 2 O -> R-COONa + Cu 2 O + 4H +

Akcija Jonesovog reagensa

Treba napomenuti da takav reagens najbolje djeluje na aldehide. U ovom slučaju, oksidacija ne zahtijeva zagrijavanje i provodi se na temperaturi od 0-20 °C u prilično kratkom vremenskom periodu, a prinos proizvoda je veći od 80%. Glavni nedostatak Jonesovog reagensa je nedostatak visoke selektivnosti za druge funkcionalne grupe, a osim toga, kiselo okruženje ponekad dovodi do izomerizacije ili uništenja.

Jonesov reagens je otopina krom(VI) oksida u razrijeđenom acetonu. Može se dobiti i iz natrijum dihromata. Kada se aldehidi oksidiraju, pod djelovanjem ovog reagensa nastaju karboksilne kiseline.

Industrijska oksidacija kiseonika

Oksidacija acetaldehida u industriji se odvija djelovanjem kisika u prisustvu katalizatora - jona kobalta ili mangana. Prvo se formira peroctena kiselina:

CH 3 -SON + O 2 -> CH 3 -COOH

On, zauzvrat, stupa u interakciju s drugom molekulom acetaldehida i, putem peroksidnog spoja, daje dva molekula octene kiseline:

CH 3 -COOH + CH 3 -SON -> 2CH 3 -COOH

Oksidacija se vrši na temperaturi od 60-70 °C i pritisku od 2·10 5 Pa.

Interakcija sa rastvorom joda

Za oksidaciju aldehidnih grupa ponekad se koristi rastvor joda u prisustvu alkalija. Ovaj reagens je od posebnog značaja u procesu oksidacije ugljikohidrata, jer djeluje vrlo selektivno. Dakle, pod njegovim uticajem, D-glukoza se pretvara u D-glukonsku kiselinu.

Jod u prisustvu alkalija stvara hipojodid (veoma jak oksidant): I 2 + 2NaOΗ -> NaIO + NaI + H 2 O.

Pod dejstvom hipojodida, formaldehid se pretvara u metansku kiselinu: ΗSOΗ + NaIO + NaOΗ -> ΗCOONa + NaI + H 2 O.

Oksidacija aldehida jodom koristi se u analitičkoj hemiji za određivanje njihovog kvantitativnog sadržaja u rastvorima.

Oksidacija selen dioksidom

Za razliku od prethodnih reagensa, pod dejstvom selen-dioksida aldehidi se pretvaraju u dikarbonilna jedinjenja, a iz formaldehida nastaje glioksal. Ako se metilenske ili metilne grupe nalaze pored karbonila, tada se mogu pretvoriti u karbonil. Dioksan, etanol ili ksilen se obično koriste kao rastvarači za SeO2.

Prema jednoj metodi, reakcija se izvodi u tikvici s tri vrata koja je povezana s miješalicom, termometrom i refluks kondenzatorom. Polaznom materijalu, uzetom u količini od 0,25 mola, dodaje se u kapima rastvor od 0,25 mol selen-dioksida u 180 ml dioksana, kao i 12 ml H 2 O. Temperatura ne sme biti veća od 20 °C ( ako je potrebno, tikvica se ohladi). Nakon toga, uz stalno mešanje, rastvor se kuva 6 sati. Zatim se vruća otopina filtrira da se odvoji selen i talog se ispere dioksanom. Nakon vakuumske destilacije rastvarača, ostatak se frakcioniše. Glavna frakcija se uzima u širokom temperaturnom rasponu (20-30 °C) i ponovo se rektificira.

Autooksidacija aldehida

Pod djelovanjem atmosferskog kisika na sobnoj temperaturi, oksidacija aldehida se odvija vrlo sporo. Glavni produkti ovih reakcija su odgovarajuće karboksilne kiseline. Mehanizam autooksidacije povezan je s industrijskom oksidacijom etanala u octenu kiselinu. Jedan od intermedijera je perkiselina koja reaguje sa drugim molekulom aldehida.

S obzirom na to da ovu vrstu reakcije ubrzavaju svjetlost, peroksidi i tragovi teških metala, može se zaključiti da je riječ o radikalnom mehanizmu. Formaldehid u vodenim otopinama oksidira se zrakom mnogo lošije od svojih kolega, zbog činjenice da postoji u njima u obliku hidratiziranog metilen glikola.

Oksidacija aldehida kalijum permanganatom

Ova reakcija se najuspješnije odvija u vizualnoj procjeni njenog prolaska gubitkom intenziteta i potpunom promjenom ružičaste boje otopine kalijum permanganata. Reakcija se odvija na sobnoj temperaturi i normalnom pritisku, tako da nisu potrebni posebni uslovi. U epruvetu je dovoljno uliti 2 ml formaldehida i 1 ml formaldehida zakiseljenog sumpornom kiselinom.Epruvetu sa rastvorom lagano protresti da se reagensi pomešaju:

5CH 3 -SON + 2KMnO 4 + 3H 2 SO 4 \u003d 5CH 3 -COOH + 2MnSO 4 + K 2 SO 4 + 3H 2 O

Ako se ista reakcija provodi na povišenim temperaturama, tada se metanal lako oksidira u ugljični dioksid:

5CH 3 -SON + 4KMnO 4 + 6H 2 SO 4 \u003d 5CO 2 + 4MnSO 4 + 2K 2 SO 4 + 11H 2 O