Fecha de publicación 27/01/2013 17:10
El acetaldehído (otros nombres: acetaldehído, metil formaldehído, etanal) es un compuesto orgánico que pertenece a la clase de los aldehídos. Esta sustancia es importante para los humanos y se encuentra en el café, el pan, las frutas y verduras maduras. Sintetizado por plantas. Ocurre de forma natural y es producido en grandes cantidades por los humanos. Fórmula del acetaldehído: CH3-CHO.
Propiedades físicas del acetaldehído.
1. El acetaldehído es un líquido incoloro con un olor fuerte y desagradable.
2. Soluble en éter, alcohol y agua.
3. La masa molar es 44,05 gramos/mol.
4. La densidad es de 0,7 gramos/centímetro³.
Propiedades térmicas del acetaldehído.
1. El punto de fusión es -123 grados.
2. El punto de ebullición es de 20 grados.
3. La temperatura de ignición es de -39 grados.
4. La temperatura de autoignición es de 185 grados.
Preparación de acetaldehído
1. El principal método para obtener esta sustancia es la oxidación del etileno (el llamado proceso de Wacker). Así es como se ve la reacción:
2CH2 = C2H4 (etileno) + O2 (oxígeno) = 2CH3CHO (metilformaldehído)
2. Además, el acetaldehído se puede obtener hidratando acetileno en presencia de sales de mercurio (la llamada reacción de Kucherov). Esto produce fenol, que luego se isomeriza a un aldehído.
3. El siguiente método era popular antes de que se introdujera el proceso anterior. Se llevó a cabo mediante oxidación o deshidrogenación de alcohol etílico sobre un catalizador de plata o cobre.
Aplicaciones del acetaldehído
¿Para obtener qué sustancias se necesita acetaldehído? Ácido acético, butadieno, polímeros de aldehído y algunas otras sustancias orgánicas.
Se utiliza como precursor (una sustancia que participa en una reacción que conduce a la creación de la sustancia objetivo) del ácido acético. Sin embargo, pronto dejaron de usar la sustancia que estamos considerando de esta manera. Esto se debía a que el ácido acético era más fácil y económico de producir a partir de metalón mediante los procesos de Kativa y Monsanto.
El metil formaldehído es un precursor importante del pentaeritrol, los derivados de piridina y el crotonaldehído.
Obtención de resinas debido a que la urea y el acetaldehído tienen la capacidad de condensarse.
Obtención de diacetato de etilideno, a partir del cual posteriormente se produce el monómero acetato de polivinilo (acetato de vinilo).
Adicción al tabaco y acetaldehído
Esta sustancia es una parte importante del humo del tabaco. Una demostración reciente demostró que la relación sinérgica del ácido acético con la nicotina aumenta la adicción (especialmente en personas menores de treinta años).
La enfermedad de Alzheimer y el acetaldehído
Aquellas personas que no tienen el factor genético para la conversión de metil formaldehído en ácido acético tienen un alto riesgo de predisposición a padecer una enfermedad como la demencia senil (o enfermedad de Alzheimer), que suele aparecer en la vejez.
Alcohol y metil formaldehído.
Presumiblemente, la sustancia que estamos considerando es cancerígena para los humanos, ya que hoy en día existen pruebas de la carcinogenicidad del acetaldehído en varios experimentos con animales. Además, el metilformaldehído daña el ADN, provocando así un desarrollo del sistema muscular desproporcionado con respecto al peso corporal, lo que se asocia con un metabolismo alterado de las proteínas en el cuerpo. Se realizó un estudio con 800 alcohólicos, como resultado de lo cual los científicos llegaron a la conclusión de que las personas expuestas al acetaldehído tienen un defecto en el gen de una enzima: la alcohol deshidrogenasa. Por esta razón, estos pacientes tienen un mayor riesgo de desarrollar cáncer de riñón y de la parte superior del hígado.
Propiedades químicas del acetaldehído.
1. Hidrogenación. La adición de hidrógeno se produce en presencia de catalizadores de hidrogenación (Ni, Co, Cu, Pt, Pd, etc.). Al mismo tiempo se convierte en alcohol etílico:
CH3CHO + H2C2H5OH
Cuando los aldehídos o cetonas se reducen con hidrógeno en el momento de la separación (con ayuda de metales alcalinos o magnesio amalgamado), junto con los correspondientes alcoholes, también se forman glicoles en pequeñas cantidades:
2CH3CHO + 2HCH3 - CH - CH - CH3
2. Reacciones de adición nucleofílica
2.1 Adición de haloalquilos de magnesio
CH3 - CH2 - MgBr + CH3CHO BrMg - O - CH - C2H5
2.2 La adición de ácido cianhídrico conduce a la formación de nitrilo del ácido b-hidroxipropiónico:
CH3CHO + HCN CH3 - CH - CN
2.3 La adición de hidrosulfito de sodio da una sustancia cristalina, un derivado del acetaldehído:
CH3CHO + HSO3NaCH3 - C - SO3Na
2.4 La interacción con el amoníaco conduce a la formación de acetaldimina:
CH3CHO + NH3CH3-CH=NH
2.5 Con hidroxilamina, el acetaldehído libera agua para formar acetaldoxima:
CH3CHO + H2NOH H2O + CH3-CH =NOH
2.6 De particular interés son las reacciones del acetaldehído con hidracina y sus sustitutos:
CH3CHO + H2N - NH2 + OCHCH3 CH3-CH=N-N=CH-CH3 + 2H2O
aldazine
2.7 El acetaldehído es capaz de agregar agua al grupo carbonilo para formar un hidrato: glicol geminal. A 20°C, el 58% del acetaldehído en solución acuosa existe en forma de hidrato -C- + HOH HO-C-OH
2.8 Cuando el acetaldehído reacciona con alcoholes, se forman hemiacetales:
CH3CHO + HORCH3-CH
En presencia de trazas de ácido mineral, se forman acetales.
CH3 - CH + ROH CH3 - CH + H2O
2.9 El acetaldehído, al interactuar con el PC15, intercambia un átomo de oxígeno por dos átomos de cloro, que se utiliza para obtener dicloroetano geminal:
CH3CHO + PC15 CH3CHСl2 + POCl3
3. Reacciones de oxidación
El acetaldehído se oxida con el oxígeno del aire a ácido acético. El producto intermedio es ácido peracético:
CH3CHO + O2 CH3CO-OOH
CH3CO-OOH + CH3CHOCH3-C-O-O-CH-CH3
Una solución amoniacal de hidróxido de plata, cuando se calienta ligeramente con aldehídos, los oxida en ácidos para formar plata metálica libre. Si el tubo de ensayo en el que tiene lugar la reacción se desengrasó previamente desde el interior, entonces la plata se encuentra en una capa delgada en su superficie interior: se forma un espejo plateado:
CH3 CHO + 2OHCH3COONH4 + 3NH3 + H2O + 2Ag
4. Reacciones de polimerización
Cuando el acetaldehído se expone a ácidos, se trimeriza y se forma paraldehído:
3CH3CHO CH3 - CH CH - CH3
5. Halogenación
El acetaldehído reacciona con bromo y yodo a la misma velocidad independientemente de la concentración de halógeno. Las reacciones son aceleradas tanto por ácidos como por bases.
CH3CHO + Br2 CH2BrCHO + HBr
Cuando se calientan con cloruro de tris (trifenilfosfina) rodio, se descarbonilan para formar metano:
CH3CHO + [(C6H5)P]3RhClCH4 + [(C6H5)3P]3RhCOCl
7. Condensación
7.1 Condensación aldólica
En un ambiente débilmente básico (en presencia de acetato, carbonato o sulfito de potasio), el acetaldehído sufre una condensación aldólica según A.P. Borodin para formar un alcohol aldehído (3-hidroxibutanal), abreviado como aldol. Un aldol se forma como resultado de la adición de un aldehído al grupo carbonilo de otra molécula de aldehído con la escisión del enlace C-H en la posición b del carbonilo:
CH3CHO + CH3CHO CH3-CHOH-CH2-CHO
Cuando se calienta, el aldol (sin sustancias que eliminen el agua) se separa del agua para formar crotonaldehído insaturado (2-butenal):
CH3-CHOH-CH2-CHO CH3-CH=CH-CHO + H2O
Por lo tanto, la transición de un aldehído saturado a un aldehído insaturado a través de un aldol se llama condensación de crotón. La deshidratación se produce debido a la muy alta movilidad de los átomos de hidrógeno en la posición b con respecto al grupo carbonilo (superconjugación) y, como en muchos otros casos, se rompe el enlace p con respecto al grupo carbonilo.
7.2 Condensación de éster
Se produce la formación de éter etílico acético mediante la acción de alcoholatos de aluminio sobre acetaldehído en un medio no acuoso (según V. E. Tishchenko):
2CH3CHOCH3-CH2-O-C-CH3
7.3 Condensación de Claisen-Schmidt.
Esta valiosa reacción sintética consiste en la condensación catalizada por bases de un aldehído aromático u otro aldehído que carece de átomos de hidrógeno con un aldehído o cetona alifático. Por ejemplo, se puede preparar cinamaldehído agitando una mezcla de benzaldehído y acetaldehído con aproximadamente 10 partes de álcali diluido y dejando la mezcla durante 8 a 10 días. En estas condiciones, las reacciones reversibles conducen a dos aldoles, pero uno de ellos, en el que el 3-hidroxilo es activado por un grupo fenilo, pierde agua de forma irreversible y se convierte en cinamaldehído:
C6H5--CHO + CH3CHO C6H5-CHOH-CH2-CHO C6H5-CH=CH-CHO
Propiedades químicas del oxígeno.
El oxígeno es muy reactivo, especialmente cuando se calienta y en presencia de un catalizador. Interactúa directamente con la mayoría de las sustancias simples, formando óxidos. Sólo en relación con el flúor el oxígeno presenta propiedades reductoras.
Al igual que el flúor, el oxígeno forma compuestos con casi todos los elementos (excepto helio, neón y argón). No reacciona directamente con halógenos, criptón, xenón, metales oro y platino, y sus compuestos se obtienen indirectamente. El oxígeno se combina directamente con todos los demás elementos. Estos procesos suelen ir acompañados de la liberación de calor.
Dado que el oxígeno ocupa el segundo lugar después del flúor en electronegatividad, se considera que el estado de oxidación del oxígeno en la gran mayoría de los compuestos es -2. Además, al oxígeno se le asignan los estados de oxidación +2 y + 4, así como +1(F2O2) y -1(H2O2).
Los metales alcalinos y alcalinotérreos se oxidan más activamente y, según las condiciones, se forman óxidos y peróxidos:
O2 + 2Ca = 2CaO
O2 + Ba = BaO2
Algunos metales en condiciones normales solo se oxidan en la superficie (por ejemplo, cromo o aluminio). La película de óxido resultante evita una mayor interacción. Un aumento de temperatura y una disminución del tamaño de las partículas metálicas siempre acelera la oxidación. Así, el hierro en condiciones normales se oxida lentamente. A una temperatura al rojo vivo (400 °C), el alambre de hierro arde en oxígeno:
3Fe + 2O2 = Fe3O4
El polvo fino de hierro (hierro pirofórico) se enciende espontáneamente en el aire incluso a temperaturas normales.
Con el hidrógeno, el oxígeno forma agua:
Cuando se calientan, el azufre, el carbono y el fósforo se queman en oxígeno. La interacción del oxígeno con el nitrógeno comienza sólo a 1200 °C o en una descarga eléctrica:
Los compuestos de hidrógeno se queman en oxígeno, por ejemplo:
2H2S + 3О2 = 2SO2 + 2Н2О (con exceso de O2)
2H2S + O2 = 2S + 2H2O (con falta de O2)
etanal (aldehído acético)- el segundo miembro de la serie homóloga de aldehídos alifáticos. Líquido incoloro de fuerte olor asfixiante, al diluirlo con agua adquiere un olor afrutado. Producto intermedio del metabolismo en un organismo vivo. Utilizado para la producción de acetatos de celulosa, ácido acético, butanol, etc.
Estructura
En el etanal, como en cualquier otro aldehído, tres átomos están conectados a un átomo trigonal central (es decir, un átomo de oxígeno, un átomo de hidrógeno y un átomo de carbono). Todos se encuentran en el mismo plano que este átomo trigonal. Todos los ángulos de enlace del átomo trigonal con estos átomos están cerca de 120°.
En un grupo carbonilo, existe una diferencia muy grande de electronegatividad entre los átomos de carbono y oxígeno. Esto se refleja en el gran momento dipolar del acetaldehído. Los electrones del enlace se distribuyen de manera desigual, por lo que la molécula de etanal es muy polar. Para describir cualitativamente la naturaleza del enlace en un grupo carbonilo, se suele utilizar el concepto de doble enlace que contiene componentes σ y π con dos pares de electrones (n) no unidos en el átomo de oxígeno. Se acepta que el átomo de carbono trigonal se encuentra en estado de hibridación sp 2 y forma un enlace σ con hidrógeno y otro átomo de carbono.
Propiedades físicas
El etanal, como todos los aldehídos, no es capaz de formar enlaces de hidrógeno, por lo que su punto de ebullición es de sólo 20,16 ° C. En condiciones normales, es un líquido incoloro con un fuerte olor asfixiante, cuando se diluye con agua adquiere un olor afrutado; Se disuelve bien en agua, alcohol y éter.
Recibo
proceso wacker
El principal método industrial para producir acetaldehído es el proceso Wacker. Consiste en la oxidación del etileno, que se obtiene mediante el craqueo de hidrocarburos. Este método es de mucha mayor importancia que la oxidación, la deshidrogenación catalítica del etanol o la hidratación del acetileno. En el proceso Wacker se oxidan etileno en solución acuosa, cloruro de cobre (II) y cloruro de paladio (II). En la versión de una etapa, el catalizador se regenera con oxígeno en condiciones de síntesis continua; en la versión de dos etapas, el catalizador se regenera con aire en un reactor separado. La reacción está catalizada por paladio.
De base dihalógena
Como resultado de la hidrólisis de compuestos dihalógenos con dos átomos de halógeno en un átomo de carbono, se forman alcoholes dihídricos que contienen dos grupos hidroxilo también en un átomo de carbono. Estos dioles son extremadamente inestables y se desprenden fácilmente de una molécula de agua. Así, se puede obtener etanal a partir de 1,1-dicloroetano.
De etanol
Cuando el etanol se oxida con oxígeno atmosférico a una temperatura de 300-500 ° C en presencia de catalizadores, así como con agentes oxidantes como una mezcla de cromo, óxido de cromo (VI), óxido de manganeso (IV), etc., se forma acetaldehído. formado.
Este proceso es bastante difícil de detener en la etapa de formación de aldehído y puede durar hasta que se obtenga ácido acético.
El etanol se puede obtener a partir del etanol mediante deshidrogenación. Para esta evaporación del alcohol es necesario pasar por catalizadores (zinc, cobre) a altas temperaturas.
De acetileno
El etanal se puede obtener mediante hidratación de acetileno. Las sales de mercurio se utilizan como catalizadores en el proceso.
Propiedades químicas
Adición nucleofílica
Interacción con cianuros metálicos.
Cuando el etanal reacciona con sales de cianuro, se forman hidroxinitrilos. El propio ácido cianhídrico está ligeramente disociado. Por tanto, la reacción se lleva a cabo en un ambiente alcalino, donde se forma el ion cianuro, que es la parte nucleofílica activa.
La reacción es muy importante en química orgánica. En primer lugar, le permite extender la cadena de carbono del compuesto original en un átomo de carbono. En segundo lugar, el producto de reacción, 2-hidroxipropanonitrilo, sirve como producto de partida para la síntesis del correspondiente ácido hidroxicarboxílico.
Interacción con el agua
El acetaldehído sufre una reacción de hidratación reversible, formando el hidrato correspondiente.
El etanal en solución acuosa se hidrata en un 51%.
Interacción con alcoholes
Los alcoholes, como el agua, se combinan reversiblemente con el etanal para formar pivacetales. En soluciones alcohólicas, los pivacetales están en equilibrio con el acetaldehído. Por tanto, una solución etanal de etanal contiene aproximadamente un 30% de pivacetal (1-etoxietanol) (calculado como aldehído).
Al interactuar con una segunda molécula de alcohol bajo catálisis ácida, los pivaacetales se convierten en acetales.
Interacción con aminas
En la primera etapa de la reacción, se produce la adición nucleofílica de la amina en el doble enlace del grupo carbonilo. El producto principal de la adición es un ion bipolar, que se estabiliza como resultado de la transferencia intramolecular de protones desde un átomo de nitrógeno a un átomo de oxígeno, convirtiéndose en un aminoalcohol. Sin embargo, la reacción no se detiene en esta etapa, porque los compuestos que contienen dos grupos aceptores de electrones en un átomo de carbono son inestables y tienden a estabilizarse eliminando uno de los grupos en forma de una molécula neutra termodinámicamente estable. En este caso se separa una molécula de agua de una molécula de aminoalcohol y se forma una imina (base de Schiff).
De manera similar a las interacciones con aminas primarias, el etanal reacciona con derivados de amoníaco como hidroxilamina, hidrazina, fenilhidrazina C 6 H 5 NHNH 2, etc. Los derivados resultantes del acetaldehído (oximas, hidrazonas, fenilhidrazonas) suelen ser sustancias cristalinas estables con puntos de fusión claros. .
Recuperación
El etanal se reduce a etanol. Uno de los agentes reductores eficaces es el hidruro de litio y aluminio LiAlH 4. Desempeña el papel de proveedor de iones H - hidruro, que son partículas nucleofílicas y se añaden mediante un doble enlace. Para convertir el ion alcóxido formado inicialmente en alcohol, se añade agua al medio de reacción una vez completada la reducción.
En la industria, el etanal se convierte en etanol mediante hidrogenación catalítica. La reacción se lleva a cabo haciendo pasar vapor de aldehído mezclado con hidrógeno sobre un catalizador de níquel o paladio.
Condensación aldol-crotónica
Como resultado de la interacción de dos moléculas de etanal en un ambiente alcalino, se forma 3-hidroxibutanal.
Dado que el producto de reacción contiene grupos hidroxilo y aldehído en la molécula, se llamó aldol (de las palabras aldehído y alcohol), y la reacción de condensación de compuestos oxo en un medio alcalino se llamó condensación aldólica. Esta reacción es de gran importancia en la síntesis orgánica, ya que permite la síntesis de diversos compuestos hidroxicarbonílicos. La condensación aldólica se puede llevar a cabo en una versión mixta, utilizando varios compuestos carbonílicos.
A menudo, la condensación aldólica va acompañada de la eliminación de agua y la formación de un compuesto carbonílico α, β-insaturado. En este caso, la reacción se llama condensación de Croton. Esto sucede a menudo cuando la reacción se lleva a cabo a temperaturas elevadas.
Reacciones de oxidación
La reacción del “espejo de plata”
Una de las reacciones cualitativas para determinar el grupo aldehído es la reacción del "espejo de plata": la oxidación del óxido de aldehído argentum (I). El óxido de plata siempre se prepara inmediatamente antes del experimento añadiendo una solución de hidróxido de metal alcalino a una solución de nitrato de argentum (I). En solución de amoníaco, el óxido de argentum(I) forma un compuesto complejo llamado hidróxido de diaminaribble o reactivo de Tollens. Cuando este compuesto actúa sobre el etanal, se produce una reacción redox. El acetaldehído se oxida a ácido acético y el catión Argentum se reduce a plata metálica, lo que da una capa brillante en las paredes del tubo de ensayo: un "espejo plateado".
Oxidación con hidróxido de cobre.
Otra reacción cualitativa de los aldehídos es la oxidación del hidróxido de cobre (II). Cuando se oxida el aldehído de cobre (II), el hidróxido, que es de color azul claro, se reduce a hidróxido de cobre (I), que es de color amarillo. Este proceso tiene lugar a temperatura ambiente. Si se calienta la solución de investigación, el hidróxido de cobre (I) amarillo se convierte en óxido de cobre (I) rojo.
Halogenación
La presencia de un grupo oxo aceptor de electrones en la molécula de etanal es la causa de la mayor reactividad de los átomos de hidrógeno situados junto a los átomos de carbono en la posición α. Son capaces de ser reemplazados por átomos de halógeno.
Polimerización
El acetaldehído, al igual que el formaldehído, puede polimerizarse en presencia de trazas de ácido. La polimerización de tres moléculas de etanal produce paraldehído, un líquido con un punto de ebullición de 124,5 °C. Cuando se calienta en presencia de ácidos, se despolimeriza para formar el acetaldehído original.
Interacción con amoníaco
El acetaldehído reacciona con amoníaco anhidro en éter para dar trihidrato de hexahidrotriazina, que al deshidratarse sobre ácido sulfúrico forma 2,4,6-trimetilhexahidro-1,3,5-triazina, el análogo nitrogenado del "paraldehído".
En la industria, el etanal se oxida a ácido acético y ácido perócico con aire. Para obtener ácido acético, la oxidación se suele realizar en vapores y a temperaturas elevadas. Para obtener ácido peroctico, la reacción se lleva a cabo a 0 °C o una temperatura inferior en un disolvente. Se forma peracetato de 1-hidroxietilo como producto intermedio, que se descompone para formar ácido peroctico y acetaldehído. Este último se devuelve al bucle.
Solicitud
El etanal se utiliza industrialmente para la producción de acetatos de celulosa, ácidos acético y perocíco, anhídrido acético, acetato de etilo, glioxal, 2-etilhexanol, alquilaminas, butanol, pentaeritritol, alquilpiridinio, 1,3-butilenglicol y cloral. También se utiliza como agente reductor en la producción de espejos.
La producción mundial en 1982 fue de 2 millones de toneladas/año (excluida la URSS).
Acción fisiológica
animales
Para ratones blancos, con una exposición de 2 horas, LC 50 = 21,8 mg/l, cuando se administra en el estómago, LD 50 = 1232 mg/kg. Los principales síntomas de intoxicación son dificultad respiratoria e irritación de las mucosas. La inhalación de etanal a una concentración de 0,5 mg/l durante siete horas provoca una irritación notable de las membranas mucosas en los gatos. A 2 mg/l provoca irritación grave y a 20 mg/l provoca la muerte después de 1-2 horas. Una autopsia muestra hinchazón e inflamación de los pulmones. Las ratas y los cobayos toleraron una dosis de 100 mg/kg durante 6 meses. En este caso, hubo una violación de la actividad refleja condicionada y un aumento de la presión arterial. Los mismos cambios fueron causados por una dosis de 10 mg/kg después de 2-3 meses.
Humano
El umbral de olor es de 0,0001 mg/l y ya a 0,004 mg/l se siente un olor acre. Aparte de una ligera irritación de las mucosas de 0,1 a 0,4 mg/l en caso de exposición crónica al etanal, no se observaron otros cambios patológicos. En concentraciones elevadas, se observa aumento de la frecuencia cardíaca y sudores nocturnos. Con los muy grandes: asfixia, tos aguda, dolores de cabeza, bronquitis, neumonía. Es posible acostumbrarse a pequeñas concentraciones.
Entrada al cuerpo y transformaciones.
Se retiene en el tracto respiratorio de un conejo en una media del 60% y aproximadamente el 25% se absorbe en el tracto respiratorio superior. En el cuerpo se oxida a ácido acético, que entra en el metabolismo normal y se quema en i. La tasa metabólica es alta y en conejos es de 7 a 10 mg/min. El producto de oxidación intermedio es la acetona.
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— Propanal
— Butanal
Los alcoholes, como resultado de la adición a aldehídos y cetonas, forman hemiacetales y hemicetales inestables con una molécula de alcohol, y acetales y cetales estables con dos moléculas de alcohol. Las reacciones para formar hemiacetales son catalizadas por ácidos y bases. Esta reacción es reversible: los acetales son hidrolizados por ácidos.
El mecanismo de reacción es el inverso al mecanismo de hidrólisis de los acetales.
Los acetales se forman por la acción del exceso de alcohol sólo en un ambiente ácido. La reacción inversa de hidrólisis de acetales también es catalizada por ácidos.
En la hidrólisis alcalina, el grupo saliente (RO –) es muy pobre y la reacción no es posible. Esta propiedad, la estabilidad de los acetales en un ambiente alcalino, se utiliza cuando es necesario proteger el grupo carbonilo.
5. Escribe esquemas de reacción de reacción:
- benzaldehído con metilamina
- butanal con metanotiol en una proporción molar de 1:2
- butanal con etilamina
- propanal con hidroxilamina
Describe el mecanismo de reacción. ¿Los compuestos resultantes son capaces de hidrolizarse? Escribe los esquemas para las reacciones de hidrólisis.
Solución
Las iminas y oximas pueden sufrir hidrólisis con ácidos acuosos mediante reacciones inversas a su formación. Se puede considerar la hidrólisis como la adición de agua catalizada por ácido a un heteroanálogo de un compuesto carbonílico.
Los tioacetales también pueden hidrolizarse.
El grupo carbonilo contiene un doble enlace carbono-oxígeno; Dado que los electrones π móviles son fuertemente atraídos por el oxígeno, el carbono del grupo carbonilo es un centro deficiente en electrones y el oxígeno del grupo carbonilo es rico en electrones.
Dado que la etapa más importante en estas reacciones es la formación de un enlace con un carbono carbonilo deficiente en electrones (ácido), el grupo carbonilo es más propenso a interactuar con reactivos nucleofílicos ricos en electrones, es decir, con bases. Las reacciones típicas de aldehídos y cetonas serían adición nucleófila.
En el estado de transición el oxígeno comienza a ganar electrones y la carga negativa que tendrá en el producto final. Es la tendencia del oxígeno a adquirir electrones, o más precisamente su capacidad de llevar una carga negativa, la verdadera razón de la reactividad del grupo carbonilo hacia los nucleófilos.
Mediante este mecanismo se forman oximas y tioacetales.
6. Escribe los esquemas de reacción para la condensación aldólica.
- etanal
— 2-metilpropanal
-butanal
- pentanal
Describe los mecanismos de reacción, explica el motivo de la aparición del centro ácido CH.
Solución
Una reacción importante, la condensación aldólica, se basa en la adición de un carbanión conjugado generado a partir de un aldehído o cetona a un grupo carbonilo (sería más correcto llamar a esta reacción adición aldólica):
En algunos casos, la adición de aldol ocurre en presencia de un catalizador ácido. En este caso, un nucleófilo C neutro y débil, el enol, se une al grupo carbonilo activado.
Para realizar las reacciones se utiliza un medio ligeramente alcalino.
Ionización del átomo de α-hidrógeno.
conduce al carbanión I, que es un híbrido resonante de dos estructuras (II y III), cuya resonancia sólo es posible con la participación de un grupo carbonilo
Una resonancia de este tipo es imposible para los carbaniones formados durante la ionización de átomos de hidrógeno β y γ, etc., en compuestos carbonílicos saturados.
Así, el grupo carbonilo afecta la acidez de los átomos de α-hidrógeno de la misma manera que afecta la acidez de los ácidos carboxílicos: el grupo C=O participa en la deslocalización de la carga negativa del anión.
El grupo aldehído también tiene un efecto inductivo negativo ( – I), que también afecta la mejora de las propiedades ácidas de los átomos de α-hidrógeno.
Los átomos de α-hidrógeno de los compuestos carbonílicos todavía son débilmente ácidos, aunque son lo suficientemente ácidos como para desprenderse mediante la acción de reactivos básicos. Por tanto, los carbaniones resultantes serán bases fuertes y especies extremadamente reactivas. En las reacciones se comportan, como era de esperar, como nucleófilos.
7. Escribe diagramas de transformaciones intramoleculares que ocurren en un ambiente ácido:
- 4-hidroxi - 3-metilpentanal
— 5-hidroxihexanal
Describe el mecanismo de reacción. ¿A qué se debe esta interacción intramolecular? ¿Los compuestos resultantes son capaces de hidrolizarse?
Solución
Los compuestos γ- y δ-hidroxicarbonilo forman fácilmente productos de interacción intramolecular del grupo hidroxilo con el grupo carbonilo: hemiacetales cíclicos. Estos compuestos pueden existir en formas de hemiacetal cíclico y de cadena abierta. Este fenómeno se llama cadena de anillos isomería. En algunos casos, existe un equilibrio entre formas cíclicas y abiertas.
Los compuestos de γ-hidroxicarbonilo forman derivados de tetrahidrofurano.
Los compuestos de δ-hidroxicarbonilo forman el ciclo del tetrahidropirano, más precisamente los derivados del 2-hidroxitetrahidropirano, en los que aparece un átomo de carbono asimétrico.
Se trata de reacciones de adición nucleofílica intramolecular con catálisis ácida.
La hidrólisis de estos compuestos no puede ocurrir, ya que durante la reacción no se formó agua (el agua no se separó).
8. Escriba los esquemas de reacción para la preparación:
- éster etílico completo del ácido butanodioico del ácido butanodioico
- amida completa del ácido butanodioico a partir del éster metílico completo del mismo ácido
- acetato de metilo del correspondiente ácido carboxílico y anhídrido
- acetamida de los correspondientes derivados funcionales: éster y anhídrido
- acetato de metilo por reacción de esterificación
- un éster de ácido butanoico y alcohol etílico
- propanamida de diversos agentes acilantes: ácido, anhídrido, éster
- anhídridos de ácidos butanoico y butanodioico de los ácidos correspondientes
Describe los mecanismos de reacción. Explique la necesidad de un catalizador en la reacción de esterificación.
Solución
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Introducción 
Hoy en día se conocen millones de compuestos químicos. Y la mayoría de ellos son orgánicos. Estas sustancias se dividen en varios grupos grandes, el nombre de uno de ellos es aldehídos. Hoy veremos a un representante de esta clase: el acetaldehído.
Definición
El acetaldehído es un compuesto orgánico de la clase de los aldehídos. También se le puede llamar de otra manera: acetaldehído, etanal o metil formaldehído. La fórmula del acetaldehído es CH 3 -CHO.
Propiedades
La sustancia en cuestión tiene el aspecto de un líquido incoloro con un fuerte olor asfixiante, muy soluble en agua, éter y alcohol. Dado que el punto de ebullición del compuesto en cuestión es bajo (alrededor de 20 o C), sólo se puede almacenar y transportar su trímero, el paraldehído. El acetaldehído se obtiene calentando la sustancia mencionada con un ácido inorgánico. Se trata de un adehído alifático típico y puede participar en todas las reacciones características de este grupo de compuestos. La sustancia tiende a tautomerizarse. Este proceso finaliza con la formación de enol - alcohol vinílico. Debido a que el acetaldehído está disponible como monómero anhidro, se utiliza como electrófilo. Tanto él como sus sales pueden reaccionar. Estos últimos, por ejemplo, cuando interactúan con el reactivo de Grignard y los compuestos organolitios, forman derivados de hidroxietilo. El acetaldehído al condensarse se distingue por su quiralidad. Así, durante la reacción de Strecker puede condensarse con amoníaco y cianuros, y el producto de la hidrólisis será el aminoácido alanina. El acetaldehído también entra en el mismo tipo de reacción con otros compuestos: aminas, luego el producto de la reacción se convierte en iminas. En la síntesis de compuestos heterocíclicos, el acetaldehído es un componente muy importante, la base de todos los experimentos realizados. El paraldehído, un trímero cíclico de esta sustancia, se obtiene por condensación de tres moléculas de etanal. Además, el acetaldehído puede formar acetales estables. Esto ocurre durante la interacción de la sustancia química en cuestión con el alcohol etílico, que tiene lugar en condiciones anhidras. 
Recibo
El acetaldehído se produce principalmente por oxidación del etileno (proceso Wacker). El cloruro de paladio actúa como agente oxidante. Esta sustancia también se puede obtener hidratando acetileno, que contiene sales de mercurio. El producto de la reacción es un enol, que se isomeriza formando la sustancia deseada. Otro método para producir acetaldehído, que era más popular mucho antes de que se conociera el proceso de Wacker, es la oxidación o deshidratación de etanol en presencia de catalizadores de cobre o plata. Durante la deshidratación, además de la sustancia deseada, se forma hidrógeno y durante la oxidación, agua.
Solicitud
Con el compuesto en cuestión se obtienen butadieno, polímeros de aldehído y algunas sustancias orgánicas, incluido el ácido del mismo nombre. Se forma durante su oxidación. La reacción se ve así: "oxígeno + acetaldehído = ácido acético". El etanal es un precursor importante de muchos derivados y esta propiedad se utiliza ampliamente en síntesis.
muchas sustancias. En los organismos humanos, animales y vegetales, el acetaldehído participa en algunas reacciones complejas. También forma parte del humo del cigarrillo.
Conclusión
El acetaldehído puede ser tanto beneficioso como perjudicial. Es malo para la piel, es irritante y posiblemente cancerígeno. Por tanto, su presencia en el organismo es indeseable. Pero algunas personas provocan la aparición de acetaldehído fumando cigarrillos y bebiendo alcohol. ¡Piénsalo!
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La oxidación del etanol produce etanal (aldehído acético) y luego ácido etanoico (ácido acético). Los agentes oxidantes fuertes convierten inmediatamente el etanal en ácido acético. La oxidación por el oxígeno del aire bajo la influencia de bacterias conduce al mismo resultado. Esto lo podemos comprobar fácilmente si diluimos un poco el alcohol y lo dejamos un rato en una taza abierta, para luego comprobar la reacción con tornasol. Para obtener vinagre de mesa, todavía se utiliza principalmente la fermentación con ácido acético de alcohol o vinos de baja calidad (vinagre de vino). Para ello, la solución de alcohol se pasa lentamente a través de serrín de madera de haya bajo un suministro intensivo de aire. Sale a la venta vinagre de mesa al 5% o 10% o la llamada esencia de vinagre que contiene un 40% de ácido acético (en la URSS, la concentración de esencia de vinagre alimentario suministrada a la cadena minorista es del 80% y la concentración de vinagre de mesa es del 9 %.- Nota traducción). Para la mayoría de los experimentos nos vendrá bien. Sólo en algunos casos necesitarás ácido acético anhidro (glacial), que está clasificado como veneno. Puedes comprarlo en una farmacia o tienda de productos químicos. Ya a 16,6 °C se endurece hasta formar una masa cristalina similar al hielo. De forma sintética, el ácido acético se obtiene a partir del etino mediante el etanal.
El etanal o acetaldehído, mencionado repetidamente, es el producto intermedio más importante en la tecnología química basada en el uso de carburo de calcio. Puede convertirse en ácido acético, alcohol o butadieno, el material de partida del caucho sintético. El propio etanal se produce industrialmente añadiendo agua al etino. En la RDA, en la planta de caucho sintético de butadieno de Schkopau, este proceso se lleva a cabo en potentes reactores continuos. La esencia del proceso es que se introduce etino en ácido sulfúrico diluido calentado, en el que se disuelven catalizadores (sales de mercurio y otras sustancias) (esta reacción fue descubierta por el científico ruso M. G. Kucherov en 1881). Nota traducción). Dado que las sales de mercurio son muy venenosas, nosotros mismos no sintetizaremos etanal a partir de etino. Elijamos un método más sencillo: la oxidación cuidadosa del etanol.
Vierta 2 ml de alcohol (alcohol desnaturalizado) en un tubo de ensayo y agregue 5 ml de ácido sulfúrico al 20% y 3 g de bicromato de potasio finamente molido. Luego cierre rápidamente el tubo de ensayo con un tapón de goma en el que se inserta un tubo de vidrio curvado. Calentar la mezcla hasta que hierva a fuego lento y pasar los vapores resultantes por agua helada. El etanal resultante se disuelve en agua y puede detectarse mediante las reacciones descritas anteriormente para la determinación de alcanales. Además, la solución presenta una reacción ácida porque la oxidación continúa fácilmente con la formación de ácido acético.
Para obtener etanal en mayor cantidad y más puro, montaremos, guiándonos por el dibujo, una instalación más compleja. Sin embargo, este experimento sólo se puede realizar en círculo o si el lector tiene amplia experiencia. ¡El etanal es venenoso y muy volátil!
El lado izquierdo de la instalación está diseñado para dejar pasar una corriente de dióxido de carbono (dióxido de carbono). Esto último es necesario para eliminar el etanal desprendido de la esfera de reacción antes de que se oxide aún más a ácido acético. Coloquemos trozos de mármol en un matraz y les agreguemos ácido clorhídrico diluido en pequeñas porciones. Para ello necesitará un embudo de goteo con un tubo de salida largo (al menos 25 cm). Puede conectar firmemente dicho tubo a un embudo de goteo normal utilizando una manguera de goma. Este tubo debe estar lleno de ácido en todo momento para que el dióxido de carbono pueda vencer el exceso de resistencia de la parte posterior de la instalación y no escape en sentido contrario (También se puede utilizar un embudo dosificador sin tubo de salida largo. En este caso En este caso, es necesario insertar otro. Insertamos un tubo de vidrio corto en el tapón que cierra el embudo de goteo y conectamos ambos tubos con una manguera de goma. Es aún más conveniente utilizar el aparato Kipp. Nota traducción).
En la figura de la página 45 se muestra cómo garantizar la ecualización de la presión en el dispositivo de liberación de gas.
Primero, vierta 20 ml de alcohol desnaturalizado en otro recipiente que sirve como reactor: un matraz de fondo redondo de 250 ml. Luego disuelva 40 g de dicromato de potasio o sodio finamente molido (¡veneno!) en 100 ml de ácido sulfúrico diluido (agregue 20 ml de ácido sulfúrico concentrado a 80 ml de agua). Debido a la mayor densidad del ácido sulfúrico, es imperativo agréguelo al agua y no al revés. El ácido sulfúrico siempre se añade gradualmente y sólo con gafas de seguridad. ¡Bajo ninguna circunstancia se debe verter agua en ácido sulfúrico!
Inmediatamente colocamos un tercio de la solución preparada en el reactor y el resto en un embudo de goteo conectado al reactor. Insertemos una salida de tubo en el reactor conectándolo a un dispositivo para liberar dióxido de carbono. Este tubo debe sumergirse en líquido.
Por último, el sistema de refrigeración merece una atención especial. En un tubo que se extiende inclinado hacia arriba desde el reactor, deben condensarse los vapores de alcohol y ácido acético. Es mejor enfriar este tubo utilizando una bobina de plomo externa que haga correr agua a través de él. En casos extremos podemos prescindir de la refrigeración, pero entonces obtendremos un producto más sucio. Para condensar el etanal, que ya hierve a 20,2 °C, utilizamos un frigorífico directo. Por supuesto, es recomendable llevar un frigorífico eficiente: de serpentín, de bola o con refrigeración interna. En casos extremos, un frigorífico Liebig no demasiado corto será suficiente. En cualquier caso, el agua de refrigeración debe estar muy fría. El agua del grifo sólo es adecuada para esto en invierno. En otras épocas del año, se puede pasar agua helada desde un depósito grande instalado a suficiente altura. Enfriamos los receptores (dos tubos de ensayo conectados entre sí) sumergiéndolos en una mezcla refrescante de cantidades iguales (en peso) de hielo triturado o nieve y sal de mesa. A pesar de todas estas precauciones, todavía se escapa parcialmente vapor de etanal. Dado que el etanal tiene un olor acre desagradable y es tóxico, el experimento debe realizarse en una campana extractora o al aire libre.
Recién ahora, cuando la instalación esté cargada y montada, comenzaremos el experimento. Primero, verifiquemos el funcionamiento del dispositivo de liberación de gas agregando una pequeña cantidad de ácido clorhídrico al mármol. En este caso, la instalación se llena inmediatamente de dióxido de carbono. Si efectivamente pasa por el reactor y no se detectan fugas, procederemos a la producción propiamente dicha de etanal. Detendremos el desprendimiento de gas, encenderemos todo el sistema de refrigeración y calentaremos el contenido del reactor hasta que hierva. Dado que la oxidación del alcohol libera calor, se puede retirar el quemador. Después de esto, volveremos a añadir poco a poco ácido clorhídrico para que en todo momento pase una corriente moderada de dióxido de carbono por la mezcla de reacción. Al mismo tiempo, la solución de dicromato restante debe fluir lentamente desde el embudo de dosificación hacia el reactor.
Al final de la reacción, cada uno de los dos receptores contiene varios mililitros de etanal casi puro. Tapamos los tubos de ensayo con algodón y los guardamos en frío para los próximos experimentos. El almacenamiento prolongado de etanal no es práctico y peligroso, ya que se evapora con demasiada facilidad y, al estar en una botella con un tapón esmerilado, puede romperlo con fuerza. El etanal se vende únicamente en ampollas de vidrio selladas de paredes gruesas.
Experimentos con etanal
Además de las reacciones cualitativas descritas anteriormente, podemos realizar otros experimentos con pequeñas cantidades de etanal,
En un tubo de ensayo, agregue con cuidado 1 gota de ácido sulfúrico concentrado usando una varilla de vidrio a 1-2 ml de etanal (usando gafas de seguridad y a una distancia de usted). Comienza una reacción violenta. Tan pronto como desaparezca, diluya la mezcla de reacción con agua y agite el tubo de ensayo. Se libera un líquido que, a diferencia del etanal, no se mezcla con agua y sólo hierve a 124 °C. Se obtiene combinando tres moléculas de etanal para formar un anillo:
Este polímero de etanal se llama paraldehído. Cuando se destila con ácidos diluidos, vuelve a convertirse en etanal. El paraldehído se utiliza en medicina como pastilla para dormir.
En el siguiente experimento, calentamos cuidadosamente una pequeña cantidad de etanal con una solución concentrada de hidróxido de sodio. Se libera una “resina de aldehído” amarilla. También surge debido a la adición de moléculas de etanal entre sí. Sin embargo, a diferencia del paraldehído, las moléculas de esta resina están formadas por una gran cantidad de moléculas de etanal.
Otro producto sólido de polimerización, el metaldehído, se forma cuando el etanal se trata en frío con gas cloruro de hidrógeno. Anteriormente, encontró algún uso como combustible sólido ("alcohol seco").
Diluir aproximadamente 0,5 ml de etanal con 2 ml de agua. Agregue 1 ml de una solución diluida de hidróxido de sodio o bicarbonato de sodio y caliente durante varios minutos. Oleremos un olor excepcionalmente penetrante a crotonaldehído. (¡Realice el experimento en una campana extractora o al aire libre!).
A partir del etanal, como resultado de la adición de dos de sus moléculas, primero se forma un aldol, que también es un producto intermedio en la producción de butadieno. Contiene grupos funcionales alcanal y alcanol.
Al eliminar el agua, el aldol se convierte en crotonaldehído:
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El acetaldehído (otros nombres: acetaldehído, metil formaldehído, etanal) es un compuesto orgánico que pertenece a la clase de los aldehídos. Esta sustancia es importante para los humanos y se encuentra en el café, el pan, las frutas y verduras maduras. Sintetizado por plantas. Ocurre de forma natural y es producido en grandes cantidades por los humanos. Fórmula del acetaldehído: CH3-CHO.
Propiedades físicas
1. El acetaldehído es un líquido incoloro con un olor fuerte y desagradable.
2. Soluble en éter, alcohol y agua.
3. La masa molar es 44,05 gramos/mol.
4. La densidad es de 0,7 gramos/centímetro³.
Propiedades termales
1. El punto de fusión es -123 grados.
2. El punto de ebullición es de 20 grados.
3. La temperatura de ignición es de -39 grados.
4. La temperatura de autoignición es de 185 grados.
Preparación de acetaldehído
1. El principal método para obtener esta sustancia es la oxidación del etileno (el llamado proceso de Wacker). Así es como se ve la reacción:
2CH2 = C2H4 (etileno) + O2 (oxígeno) = 2CH3CHO (metilformaldehído)
2. Además, el acetaldehído se puede obtener hidratando acetileno en presencia de sales de mercurio (la llamada reacción de Kucherov). Esto produce fenol, que luego se isomeriza a un aldehído.
3. El siguiente método era popular antes de que se introdujera el proceso anterior. Se llevó a cabo mediante oxidación o deshidrogenación de alcohol etílico sobre un catalizador de plata o cobre.
Aplicaciones del acetaldehído
— ¿Para obtener qué sustancias se necesita acetaldehído? Ácido acético, butadieno, polímeros de aldehído y algunas otras sustancias orgánicas.
- Se utiliza como precursor (sustancia que participa en una reacción que conduce a la creación de la sustancia objetivo) del ácido acético. Sin embargo, pronto dejaron de usar la sustancia que estamos considerando de esta manera. Esto se debía a que el ácido acético era más fácil y económico de producir a partir de metalón mediante los procesos de Kativa y Monsanto.
— El metil formaldehído es un precursor importante del pentaeritrol, los derivados de piridina y el crotonaldehído.
— Obtención de resinas gracias a que la urea y el acetaldehído tienen la capacidad de condensarse.
— Obtención de diacetato de etilideno, a partir del cual posteriormente se produce el monómero acetato de polivinilo (acetato de vinilo).
Adicción al tabaco y acetaldehído
Esta sustancia es una parte importante del humo del tabaco. Una demostración reciente demostró que la relación sinérgica del ácido acético con la nicotina aumenta la adicción (especialmente en personas menores de treinta años).
La enfermedad de Alzheimer y el acetaldehído
Aquellas personas que no tienen el factor genético para la conversión de metil formaldehído en ácido acético tienen un alto riesgo de predisposición a padecer una enfermedad como la demencia senil (o enfermedad de Alzheimer), que suele aparecer en la vejez.
Alcohol y metil formaldehído.
Presumiblemente, la sustancia que estamos considerando es cancerígena para los humanos, ya que hoy en día existen pruebas de la carcinogenicidad del acetaldehído en varios experimentos con animales. Además, el metilformaldehído daña el ADN, provocando así un desarrollo del sistema muscular desproporcionado con respecto al peso corporal, lo que se asocia con un metabolismo alterado de las proteínas en el cuerpo. Se realizó un estudio con 800 alcohólicos, como resultado de lo cual los científicos llegaron a la conclusión de que las personas expuestas al acetaldehído tienen un defecto en el gen de una enzima: la alcohol deshidrogenasa. Por esta razón, estos pacientes tienen un mayor riesgo de desarrollar cáncer de riñón y de la parte superior del hígado.
Seguridad
Esta sustancia es tóxica. Es un contaminante del aire cuando se fuma o se desprende de los gases de escape en los atascos.
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ACETALDEHÍDO (aldehído acético, etanal) CH3CHO - líquido incoloro con un olor acre y sofocante, p.b. 20,8° C, miscible con agua, alcohol y éter en todos los aspectos. A. se obtiene por hidratación de acetileno en presencia de sales de mercurio (método de Kucherov), oxidación de alcohol etílico y otros métodos. Se utiliza para producir ácido acético, butadieno, acetileno, acetal, resinas sintéticas, etc.
La síntesis se llevó a cabo a temperatura ambiente utilizando cantidades equimoleculares de nitrometano y α-naftaldehído en una solución de etanal. El 1-(a-naftil)-2-nitroetileno resultante no difirió en composición elemental ni propiedades del sintetizado usando el procedimiento descrito.
Recién ahora, cuando la instalación esté cargada y montada, comenzaremos el experimento. Primero, verifiquemos el funcionamiento del dispositivo de liberación de gas agregando una pequeña cantidad de ácido clorhídrico al mármol. En este caso, la instalación se llena inmediatamente de dióxido de carbono. Si efectivamente pasa por el reactor y no se detectan fugas, se procederá a la producción propiamente dicha de etanal. Detengamos la evolución del gas, encendamos todo el sistema de refrigeración y calentemos el contenido del reactor hasta que hierva. Dado que la oxidación del alcohol libera calor, se puede retirar el quemador. Después de esto, volveremos a añadir poco a poco ácido clorhídrico para que en todo momento pase una corriente moderada de dióxido de carbono por la mezcla de reacción. Al mismo tiempo, la solución de dicromato restante debe fluir lentamente desde el embudo de dosificación hacia el reactor.
Obtenemos una pequeña cantidad de éter. Para ello, vierta unos 2 ml de alcohol desnaturalizado y 1,5 ml de ácido sulfúrico concentrado en un tubo de ensayo. Seleccionemos un tapón con dos agujeros para el tubo de ensayo. En uno de ellos introduciremos un pequeño embudo de goteo o simplemente un pequeño embudo con un tubo alargado, cuya salida cerraremos primero mediante un trozo de manguera de goma y una abrazadera. Usando el segundo orificio del tapón, colocamos un dispositivo de enfriamiento de vapor en el tubo de ensayo, lo mismo que cuando se produce etanal (p. 144). El receptor debe enfriarse con hielo y agua, porque el éter ya hierve a 34,6 °C. Debido a su extraordinariamente fácil inflamabilidad, el frigorífico debe ser lo más largo posible (al menos 80 cm) para que haya suficiente distancia entre la fuente de fuego. y el receptor. Por el mismo motivo, realizaremos el experimento lejos de objetos inflamables, al aire libre o en una campana extractora. Vierta unos 5 ml más de alcohol desnaturalizado en el embudo y caliente con cuidado el tubo de ensayo sobre una rejilla de amianto con un mechero Bunsen a aproximadamente 140°C. En el receptor se condensa un destilado muy volátil, y en caso de enfriamiento insuficiente sentiremos el Olor característico del éter. Abriendo con cuidado la pinza, iremos poco a poco, poco a poco
Este éster se utiliza industrialmente para producir otras sustancias, incluido el etanal (mediante hidrólisis ácida).
La oxidación del etanal liberó 2,7 g de azufre. Calcule cuántos litros de acetileno se necesitaron para obtener la masa requerida de etanal CH3-CH=0 (i.u.).
Se utilizó una solución obtenida disolviendo óxido de plata que pesaba 6,96 g en amoníaco para oxidar una mezcla de etanal y butanal que pesaba 2 g. Determine las fracciones masivas de aldehídos en la mezcla,
En estas reacciones, un carbanión (88), obtenido por la acción de una base (normalmente 0H), sobre el átomo a-H de una molécula de un compuesto carbonílico (87), se añade al carbono carbonílico de otra molécula (87) para formar un compuesto de p-hidroxicarbonilo. Por ejemplo, en el caso del etanal CH3CHO, el producto de reacción es 3-hidroxibutanal.
Determinar la estructura del alcohol obtenido por la reacción de Grignard a partir de etanal y bromuro de propilmagnesio.
El acetaldehído (etanal) es un intermediario en la degradación biológica de los carbohidratos (ver sección 3.8.1). Fue desarrollado por primera vez en 1782 por Scheele, habiendo sido establecida la estructura por Liebig (1835). El acetaldehído se obtiene por deshidrogenación u oxidación de etanol sobre catalizadores de plata, hidratación de acetileno (ver sección 2.1.4), pasando etileno y oxígeno a una solución acuosa de cloruro de paladio (II) y cloruro de cobre (II) a 50 ° C (directo). oxidación de etileno a acetaldehído)
La oxidación del etanol produce etanal (aldehído acético) y luego ácido etanoico (ácido acético). Los agentes oxidantes fuertes convierten inmediatamente el etanal en ácido acético. La oxidación por el oxígeno del aire bajo la influencia de bacterias conduce al mismo resultado. Esto lo podemos comprobar fácilmente si diluimos un poco el alcohol y lo dejamos un rato en una taza abierta, para luego comprobar la reacción con tornasol. Para obtener vinagre de mesa, todavía se utiliza principalmente la fermentación con ácido acético de alcohol o vinos de baja calidad (vinagre de vino). Para ello, la solución de alcohol se pasa lentamente a través de serrín de madera de haya bajo un suministro intensivo de aire. Sale a la venta vinagre de mesa al 5% o 10% o la llamada esencia de vinagre que contiene un 40% de ácido acético. Para la mayoría de los experimentos nos vendrá bien. Sólo en algunos casos necesitarás ácido acético anhidro (glacial), que está clasificado como veneno. Puedes comprarlo en una farmacia o tienda de productos químicos. Ya a 16,6 °C se endurece hasta formar una masa cristalina similar al hielo. De forma sintética, el ácido acético se obtiene a partir del etino mediante el etanal.
Los anillos saturados y monoinsaturados de cinco y seis miembros se pueden metalar de la misma manera que sus homólogos acíclicos. Sin embargo, en el caso del tetrahidrofurano, el calentamiento con n-butil-litio produce un derivado de litio que sufre cicloreversión para generar etileno y enolato de etanal de litio. Este proceso parece ser el método más conveniente para obtener dicho enolato, pero es necesario tener en cuenta la posibilidad de que se produzca un proceso secundario tan indeseable al realizar reacciones de metalación utilizando tetrahidrofurano como disolvente.
Como resultado, el etanal se puede obtener a partir del acetileno.
XIII.26. La cetona A saturada con un peso molecular de 100, cuyo espectro de RMN consta de sólo 3, es decir, singletes de 1,08 y 2,15 ppm, se trata con PCL y luego el compuesto resultante se expone a potasa. Se obtiene el compuesto B, que luego se trata con amida de sodio en una solución de amoníaco líquido y el producto de reacción se condensa con etanal. Después de la hidrólisis, se aísla la sustancia B. Este compuesto sufre luego dos series de transformaciones.
El etanal o acetaldehído, mencionado repetidamente, es el producto intermedio más importante en la tecnología química basada en el uso de carburo de calcio. Puede convertirse en ácido acético, alcohol o butadieno, el material de partida del caucho sintético. El propio etanal se produce industrialmente añadiendo agua al etino. En la RDA, en la planta de caucho sintético de butadieno de Schkopau, este proceso se lleva a cabo en potentes reactores.
A partir del etanal, como resultado de la adición de dos de sus moléculas, primero se forma un aldol, que también es un producto intermedio en la producción de butadieno. Contiene grupos funcionales alcanal y alcanol. 169
El etn se puede convertir en una amplia variedad de compuestos que, en particular, se han vuelto importantes para la producción de plásticos, caucho sintético, medicamentos y disolventes. Por ejemplo, cuando se agrega cloruro de hidrógeno al etino, se forma cloruro de vinilo (cloruro de vinilo), el material de partida para la producción de cloruro de polivinilo (PVC) y plásticos a base de él. Del etino, que conoceremos más adelante, se obtiene el etanal, y de él se obtienen muchos otros productos.
El etanal o acetaldehído, mencionado repetidamente, es el producto intermedio más importante en la tecnología química basada en el uso de carburo de calcio. Puede convertirse en ácido acético, alcohol o butadieno, el material de partida del caucho sintético. El propio etanal se produce industrialmente añadiendo agua al etino. En la RDA, en la planta de caucho sintético de butadieno de Schkopau, este proceso se lleva a cabo en potentes reactores continuos. La esencia del proceso es que se introduce etileno en ácido sulfúrico diluido calentado, en el que se disuelven catalizadores (sales de mercurio y otras sustancias). Dado que las sales de mercurio son muy venenosas, nosotros mismos no sintetizaremos etanal a partir de etina. Elijamos un método más sencillo: la oxidación cuidadosa del etanol.
El acetaldehído (etanal), CH3-CHO, fue preparado por primera vez por Fourcroy y Vauquelin en 1800. Su composición fue establecida por Liebig en 1835. El acetaldehído es el aldehído alifático más simple y produce reacciones de aldehído características. Hierve a 20,2°, se funde a -123°. se puede recibir
El acetaldehído (aldehído acético, etanal) es un líquido ligeramente hirviendo con olor a hojas verdes. En la industria, se obtiene a partir del acetileno mediante la reacción de Kucherov (ver 38), oxidación del alcohol etílico, isomerización del óxido de etileno (ver Esquema 5). El método más moderno para producir acetaldehído es la oxidación directa de etileno con oxígeno atmosférico.
El etanal, acetaldehído, acetaldehído, CHaCHO, un líquido que hierve a 4-21 °, se obtiene a partir de etanol mediante oxidación con dicromato de potasio y ácido sulfúrico o mediante deshidrogenación catalítica. El único método de producción utilizado en la industria es la adición de agua al acetileno en presencia de sales de mercurio. El material de partida en este método son materias primas inorgánicas: carbón y cal.
Etanal (acetaldehído) (CH3.CHO). Se obtiene de la oxidación de etanol o acetileno. Líquido móvil, incoloro, de olor picante afrutado, cáustico, muy volátil, inflamable, miscible con agua, alcohol y éter. Se utiliza en síntesis orgánica para producir plásticos, barnices al óleo o en medicina como antiséptico.
El acetaldehído, acetaldehído y etanal es un líquido extremadamente volátil con un punto de ebullición de 20° y un olor fuerte y peculiar. Se obtiene por oxidación del alcohol etílico y se purifica mediante aldehído amoniacal. Técnicamente, se obtiene agregando agua al acetileno; para ello, el acetileno se pasa a ácido sulfúrico diluido en caliente (50%) que contiene un poco de sulfato de mercurio (Kucherov). Este método es el principal para la obtención de acetaldehído. Durante la fermentación normal, se forma acetaldehído como producto intermedio.
Ver páginas donde se menciona el término. Obtención de etanal: Principios básicos de química orgánica volumen 1 (1963) - [p.167, p.264, p.380, p.395, p.453, p.454, p.487]
Principios básicos de química orgánica Volumen 1 Edición 6 (1954) - [ p.207, p.226, p.243, p.269, p.339, p.372, p.409, p.410, p.413, c.516]
Química Orgánica Vol. 3 (1980) - [p.79, p.179, p.183]
chem21.info
Acetaldehído (otros nombres: acetaldehído, metil formaldehído, etanal): pertenece a la clase de los aldehídos. Esta sustancia es importante para los humanos y se encuentra en el café, el pan, las frutas y verduras maduras. Sintetizado por plantas. Ocurre de forma natural y es producido en grandes cantidades por los humanos. Fórmula del acetaldehído: CH3-CHO.
Propiedades físicas
1. El acetaldehído es un líquido incoloro con un olor fuerte y desagradable.
2. Soluble en éter, alcohol y agua.
3. es 44,05 gramos/mol.
4. La densidad es de 0,7 gramos/centímetro³.
Propiedades termales
1. El punto de fusión es -123 grados.
2. El punto de ebullición es de 20 grados.
3. igual a -39 grados.
4. La temperatura de autoignición es de 185 grados.
Preparación de acetaldehído
1. El método principal para obtener esta sustancia es (el llamado proceso Wacker). Así es como se ve la reacción:
2CH2 = C2H4 (etileno) + O2 (oxígeno) = 2CH3CHO (metilformaldehído)
2. Además, el acetaldehído se puede obtener hidratando acetileno en presencia de sales de mercurio (la llamada reacción de Kucherov). Esto produce fenol, que luego se isomeriza a un aldehído.
3. El siguiente método era popular antes de que se introdujera el proceso anterior. Se realizó por oxidación o deshidrogenación sobre un catalizador de plata o cobre.
Aplicaciones del acetaldehído
¿Para obtener qué sustancias se necesita acetaldehído? Ácido acético, butadieno, polímeros de aldehído y algunas otras sustancias orgánicas.
- Se utiliza como precursor (sustancia que participa en una reacción que conduce a la creación de la sustancia objetivo) del ácido acético. Sin embargo, pronto dejaron de usar la sustancia que estamos considerando de esta manera. Esto se debía a que el ácido acético era más fácil y económico de producir a partir de metalón mediante los procesos de Kativa y Monsanto.
- El metil formaldehído es un precursor importante del pentaeritrol, los derivados de piridina y el crotonaldehído.
- Obtención de resinas gracias a que la urea y el acetaldehído tienen la capacidad de condensarse.
- Obtención de diacetato de etilideno, a partir del cual posteriormente se produce el monómero acetato de polivinilo (acetato de vinilo).
Adicción al tabaco y acetaldehído
Esta sustancia es una parte importante del humo del tabaco. Una demostración reciente demostró que la relación sinérgica del ácido acético con la nicotina aumenta la adicción (especialmente en personas menores de treinta años).
La enfermedad de Alzheimer y el acetaldehído
Aquellas personas que no tienen el factor genético para la conversión de metil formaldehído en ácido acético tienen un alto riesgo de predisposición a enfermedades como el Alzheimer, que suele aparecer en la vejez.
Alcohol y metil formaldehído.
Presumiblemente, la sustancia que estamos considerando es cancerígena para los humanos, ya que hoy en día existen pruebas de la carcinogenicidad del acetaldehído en varios experimentos con animales. Además, el metilformaldehído daña el ADN, provocando así un desarrollo del sistema muscular desproporcionado con respecto al peso corporal, lo que se asocia con un metabolismo alterado de las proteínas en el cuerpo. Se realizó un estudio con 800 alcohólicos, como resultado de lo cual los científicos llegaron a la conclusión de que las personas expuestas al acetaldehído tienen un defecto en el gen de una enzima: la alcohol deshidrogenasa. Por esta razón, estos pacientes tienen un mayor riesgo de desarrollar cáncer de riñón y de la parte superior del hígado.
Seguridad
Esta sustancia es tóxica. Es un contaminante del aire cuando se fuma o se desprende de los gases de escape en los atascos.
(a 20°C)
acetaldehído (acetaldehído, etanal, metil formaldehído) es un compuesto orgánico de la clase de los aldehídos con la fórmula química CH 3 -CHO. Es uno de los aldehídos más importantes, que se encuentra ampliamente en la naturaleza y se produce en grandes cantidades industrialmente. El acetaldehído se encuentra en el café, las frutas maduras, el pan y es sintetizado por las plantas como resultado de su metabolismo. También se produce por oxidación del etanol.
Propiedades físicas
La sustancia es un líquido incoloro con un olor acre, soluble en agua, alcohol y éter. Debido a su bajísimo punto de ebullición (20,2 °C), el acetaldehído se almacena y transporta en forma de trímero, el paraldehído, del que se puede obtener calentando con ácidos minerales (normalmente ácido sulfúrico).
Recibo
En 2003, la producción mundial fue de aproximadamente un millón de toneladas por año. El principal método de producción es la oxidación de etileno (proceso Wacker):
Como agente oxidante, el proceso Wacker utiliza cloruro de paladio, que se regenera mediante oxidación con cloruro de cobre en presencia de oxígeno atmosférico:
El acetaldehído también se prepara mediante hidratación de acetileno en presencia de sales (reacción de Kucherov), produciendo enol, que se isomeriza a aldehído:
Este método solía predominar hasta la llegada del proceso Wacker por oxidación o deshidrogenación del alcohol etílico, sobre un catalizador de cobre o plata.
Reactividad
En cuanto a sus propiedades químicas, el acetaldehído es un aldehído alifático típico y se caracteriza por reacciones de esta clase de compuestos. Su reactividad está determinada por dos factores: la actividad del carbonilo del grupo aldehído y la movilidad de los átomos de hidrógeno del grupo metilo debido al efecto inductivo del carbonilo. Al igual que otros compuestos carbonílicos con átomos de hidrógeno en el átomo de carbono α, el acetaldehído tautomeriza para formar alcohol enol vinílico, el equilibrio se desplaza casi por completo hacia la forma aldehído (la constante de equilibrio es solo 6 · 10 −5 a temperatura ambiente):
Reacción de condensación
Debido a su pequeño tamaño y disponibilidad como monómero anhidro (a diferencia del formaldehído), es un electrófilo ampliamente utilizado en síntesis orgánica. En lo que respecta a las reacciones de condensación, el aldehído es proquiral. Se utiliza principalmente como fuente del sintón “CH 3 C + H(OH)” en reacciones aldólicas y de condensación relacionadas. El reactivo de Grignard y los compuestos de organolitio reaccionan con MeCHO para formar derivados de hidroxietilo. En una reacción de condensación muy interesante, se añaden tres equivalentes de formaldehído y uno reduce el aldehído resultante, formando pentaeritritol (C(CH 2 OH) 4 .) a partir de MeCHO.
La reacción de condensación aldólica es provocada por la movilidad del hidrógeno en posición alfa en el radical y se lleva a cabo en presencia de álcalis diluidos. Puede considerarse como una reacción de adición nucleofílica de una molécula de aldehído a otra: CH 3 -CH 2 -CH=O + CH 3 -CH 2 -CH=O → CH 3 -CH 2 -CH(OH)-CH( CH3)-CH=O +(OH)- El producto es 2-metil-3-hidroxipentanal.
Derivados de acetal
Tres moléculas de acetaldehído se condensan para formar "paraldelhído", un trímero cíclico que contiene enlaces simples C-O. La condensación de cuatro moléculas produce un compuesto cíclico llamado metaldehído.
El acetaldehído forma acetales estables al reaccionar con etanol en condiciones de deshidratación. El producto CH 3 CH(OCH 2 CH 3) 2 se denomina "acetal", aunque el término se utiliza para describir un grupo más amplio de compuestos con la fórmula general RCH(OR") 2.
Solicitud
El acetaldehído se utiliza para producir ácido acético, butadieno, algunas sustancias orgánicas y polímeros de aldehído.
Tradicionalmente, el acetaldehído se utilizaba principalmente como precursor del ácido acético. Esta solicitud fue rechazada debido a que el ácido acético se produce de manera más eficiente a partir de metanol mediante los procesos Monsanto y Kativa. En términos de reacción de condensación, el acetaldehído es un precursor importante de los derivados de piridina, pentaeritrol y crotonaldehído. La urea y el acetaldehído se condensan para formar resinas. El anhídrido acético reacciona con acetaldehído para dar diacetato de etilideno, a partir del cual se obtiene acetato de vinilo, el monómero acetato de polivinilo.
Bioquímica
enfermedad de alzheimer
Las personas que carecen del factor genético para la conversión de acetaldehído en ácido acético pueden tener un mayor riesgo de desarrollar la enfermedad de Alzheimer. "Estos resultados indican que la ausencia de ALDH2 es un factor de riesgo de aparición tardía de la enfermedad de Alzheimer".
problema de alcohol
El acetaldehído, derivado del etanol ingerido, se une a las enzimas para formar aductos asociados con enfermedades orgánicas. El fármaco disulfiram (Antabuse) previene la oxidación del acetaldehído a ácido acético. Esto produce una sensación desagradable al beber alcohol. Antabuse se utiliza cuando el propio alcohólico quiere recuperarse.
Carcinógeno
El acetaldehído es un carcinógeno humano sospechoso. "Existe amplia evidencia de la carcinogenicidad del acetaldehído (el principal metabolito del etanol) en experimentos con animales", además, el acetaldehído daña el ADN y provoca un desarrollo muscular desproporcionado con respecto al peso corporal total, asociado con un desequilibrio en el equilibrio proteico del cuerpo. Como resultado de un estudio de 818 alcohólicos, los científicos concluyeron que aquellos pacientes que estuvieron expuestos en mayor medida al acetaldehído tenían un defecto en el gen de la enzima alcohol deshidrogenasa. Por lo tanto, estos pacientes tienen un mayor riesgo de desarrollar cánceres del tracto gastrointestinal superior y del hígado.
Seguridad
Intolerancia congénita al alcohol
Uno de los mecanismos de la intolerancia congénita al alcohol es la acumulación de acetaldehído.
Notas
- es:proceso Wacker
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- es:proceso Monsanto
- es:proceso cativa
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- Un estudio apunta a la combinación de acetaldehído y nicotina en la adicción de los adolescentes
- La capacidad adictiva de la nicotina aumenta cuando se combina con otras sustancias químicas del humo del tabaco, según un estudio de la UCI
- "La deficiencia mitocondrial de ALDH2 como estrés oxidativo". Anales de la Academia de Ciencias de Nueva York 1011: 36-44. Abril de 2004. doi:10.1196/annals.1293.004. PMID 15126281. Consultado el 13 de agosto de 2009.
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