Aldehidų taikymas maisto pramonėje. Alkoholių, aldehidų, rūgščių, esterių, fenolio savybės

1. R. Oksidacija.

Aldehidai lengvai oksiduojasi iki karboksirūgštys. Oksidatoriai gali būti vario(II) hidroksidas, oksidassidabras, oro deguonis:

Aromatiniai aldehidai yra sunkiau oksiduojami nei alifatiniai. Ketonai, kaip minėta aukščiau, yra sunkiau oksiduojami nei aldehidai. Ketonų oksidacija atliekama atšiauriomis sąlygomis, esant stiprioms oksiduojančioms medžiagoms. Susidaro dėl karboksirūgščių mišinio. Kaip atskirti aldehidus nuo ketonų? Oksidacijos gebėjimo skirtumai yra kokybinių reakcijų, išskiriančių aldehidus nuo ketonų, pagrindas. Daugelis silpnų oksidatorių lengvai reaguoja su aldehidais, bet yra inertiški ketonams. a) Tolenso reagentas (sidabro oksido amoniako tirpalas), turintis kompleksinių jonų +, sukelia reakciją sidabrinis veidrodis“ Taip gaunamas metalinis sidabras. Paruošiamas sidabro oksido tirpalas nepo netiesiogiai d patirtis:

Tollenso reagentas oksiduoja aldehidus į atitinkamas karboksirūgštis, kurios, esant amoniakui, sudaro amonio druskas. Pats oksidatorius šioje reakcijoje redukuojamas į metalinį sidabrą. Dėl šios reakcijos metu susidarančios plonos sidabrinės dangos ant mėgintuvėlio sienelių aldehidų reakcija su sidabro oksido amoniako tirpalu vadinama „sidabro veidrodžio“ reakcija. CH3-CH=O)+2OH->CH3COONH4+2Ag+3NH3+H2O. Aldehidai taip pat redukuoja šviežiai paruoštą šviesiai mėlyną vario (II) hidroksido (Fehlingo reagento) amoniako tirpalą iki geltonojo vario (I) hidroksido, kuris kaitinant suyra ir išsiskiria ryškiai raudonos vario (I) oksido nuosėdos. CH3-CH=O + 2Cu(OH)2 - CH3COOH+2CuOH+H2O 2CuOH->Cu2O+H2O

2. R. Prisijungimai

Hidrinimas yra vandenilio pridėjimas.

Karbonilo junginiai redukuojami į alkoholius vandeniliu, ličio aliuminio hidridu ir natrio borohidridu. Vandenilis pridedamas per C=O ryšį. Reakcija ateina sunkesnis nei alkenų hidrinimas: reikalinga šiluma, aukštas kraujospūdis ir metalo katalizatorius (Pt, Ni):

3. Sąveika su vandeniu Ach.

4. Sąveika su alkoholiais.

Kai aldehidai reaguoja su alkoholiais, gali susidaryti pusacetaliai ir acetaliai. Hemiacetaliai yra junginiai, kurių viename anglies atome yra hidroksilo ir alkoksi grupės. Acetalai apima medžiagas, kurių molekulėse yra anglies atomas su dviem alkoksi pakaitais.

Acetalai, skirtingai nei aldehidai, yra atsparesni oksidacijai. Dėl sąveikos su alkoholiais grįžtamumo jie dažnai naudojami organinė sintezė„apsaugoti“ aldehido grupę.

4.Hidrosulfitų pridėjimas.

Hidrosulfitas NaHSO3 taip pat prideda prie C=O jungties, kad susidarytų kristalinis darinys, iš kurio galima regeneruoti karbonilo junginį. Bisulfito dariniai naudojami aldehidams ir ketonams valyti.

Dėl fenolio polikondensacijos su formaldehidu, dalyvaujant katalizatoriams, susidaro fenolio-formaldehido dervos, iš kurių gaminami plastikai - fenoliniai plastikai (bakelitai). Fenoliniai plastikai yra svarbiausi spalvotųjų ir juodųjų metalų pakaitalai daugelyje pramonės šakų. Jie pagaminti iš didelis skaičius plataus vartojimo prekės, elektros izoliacinės medžiagos ir statybos detales. Fenolio-formaldehido dervos fragmentas parodytas žemiau:

Pradiniais junginiais aldehidams ir ketonams gaminti gali būti angliavandeniliai, halogenų dariniai, alkoholiai ir rūgštys.

Karbonilo junginių taikymas

Formaldehidas naudojamas plastikams, tokiems kaip bakelitas, odos rauginimas, dezinfekcija ir sėklų beicavimas, gaminti. Visai neseniai mūsų šalyje buvo sukurtas poliformaldehido (-CH2-O-)n gamybos būdas, kuris pasižymi dideliu cheminiu ir terminiu stabilumu.

Tai pats vertingiausias konstrukcinis plastikas, daugeliu atvejų galintis pakeisti metalus. Acetaldehidas naudojamas gauti acto rūgštis ir kai kurie plastikai. Acetonas naudojamas kaip pradinė medžiaga daugelio junginių sintezei (pavyzdžiui, metilmetakrilatui, kurį polimerizuojant susidaro organinis stiklas); jis taip pat naudojamas kaip tirpiklis.

Tarp deguonies turinčių organiniai junginiai didelę reikšmę turi dvi ištisas medžiagų klases, kurios visada tiriamos kartu dėl jų struktūros ir pasireiškiančių savybių panašumo. Tai aldehidai ir ketonai. Būtent šios molekulės yra daugelio pagrindas cheminės sintezės, o jų struktūra pakankamai įdomi, kad taptų tyrimo objektu. Pažvelkime atidžiau, kokios yra šios junginių klasės.

Aldehidai ir ketonai: bendrosios charakteristikos

Cheminiu požiūriu į aldehidų klasę turėtų būti įtraukta organinės molekulės, kurių sudėtyje yra deguonies funkcinė grupė-SONAS, vadinamas karbonilu. Bendroji formulėšiuo atveju jis atrodys taip: R-COH. Pagal savo pobūdį tai gali būti ir ribojantys, ir neribojantys junginiai. Taip pat tarp jų yra ir aromatinių atstovų, taip pat alifatinių. Anglies atomų skaičius radikalų grandinėje kinta gana plačiai – nuo ​​vieno (formaldehido arba metanalio) iki kelių dešimčių.

Ketonuose taip pat yra karbonilo grupė -CO, tačiau ji yra prijungta ne prie vandenilio katijono, o su kitu radikalu, kitokiu arba identišku grandinėje esančiam radikalui. Bendra formulė atrodo taip: R-CO-R, . Akivaizdu, kad aldehidai ir ketonai yra panašūs, kai yra šios kompozicijos funkcinė grupė.

Ketonai taip pat gali būti sotieji ir nesotieji, o jų savybės yra panašios į glaudžiai susijusios klasės savybes. Galima pateikti keletą pavyzdžių, iliustruojančių molekulių sudėtį ir atspindinčius priimtus užrašus atitinkamų medžiagų formules.

1. Aldehidai: metanalis - HCOH, butanalis - CH 3 -CH 2 -CH 2 -CH, fenilactas - C 6 H 5 -CH 2 -CH.
2. Ketonai: acetonas arba dimetilketonas - CH 3 -CO-CH 3, metiletilketonas - CH 3 -CO-C 2 H 5 ir kt.

Akivaizdu, kad šių junginių pavadinimas formuojamas dviem būdais:

• pagal racionaliąją nomenklatūrą pagal į kompoziciją įeinančius radikalus ir klasės galūnę -al (aldehidams) ir -on (ketonams);
• trivialus, istoriškai nusistovėjęs.

Jei pateiksime bendrą formulę abiem medžiagų klasėms, paaiškės, kad jos yra viena kitos izomerai: C n H 2n O. Jiems patiems būdingi šie izomerijos tipai:

Norint atskirti abiejų klasių atstovus, naudojamos kokybinės reakcijos, kurių dauguma leidžia identifikuoti aldehidą. Kadangi šių medžiagų cheminis aktyvumas yra šiek tiek didesnis dėl vandenilio katijono buvimo.

Molekulių sandara

Pažiūrėkime, kaip aldehidai ir ketonai atrodo erdvėje. Jų molekulių struktūra gali atsispindėti keliuose taškuose.

1. Anglies atomas, tiesiogiai įtrauktas į funkcinę grupę, turi sp 2 hibridizaciją, kuri leidžia daliai molekulės turėti plokščią erdvinę formą.
2. Šiuo atveju C=O ryšio poliškumas yra stiprus. Būdamas labiau elektronegatyvus, deguonis užima didžiąją dalį tankio, sutelkdamas iš dalies neigiamą krūvį į save.
3. Aldehiduose O-H jungtis taip pat yra labai poliarizuotas, todėl vandenilio atomas yra mobilus.

Dėl to paaiškėja, kad tokia molekulių struktūra leidžia atitinkamiems junginiams ir oksiduotis, ir redukuotis. Aldehido ir ketono formulė su perskirstytu elektronų tankiu leidžia numatyti reakcijų, kuriose dalyvauja šios medžiagos, produktus.

Atradimų ir studijų istorija

Kaip ir daugelį organinių junginių, aldehidus ir ketonus žmonėms pavyko išskirti ir ištirti tik XIX amžiuje, kai visiškai žlugo vitalistinės pažiūros ir paaiškėjo, kad šiuos junginius galima susidaryti ir sintetiniu būdu. dirbtinai, nedalyvaujant gyvoms būtybėms.

Tačiau dar 1661 metais R. Boyle'ui pavyko gauti acetoną (dimetilketoną), kai jis paveikė kalcio acetatą šiluma. Tačiau išstudijuokite šią medžiagą išsamiai ir įvardinkite, nustatykite sisteminga pozicija be kita ko, jam nepavyko. Tik 1852 m. Williamsonas sugebėjo užbaigti šį reikalą ir tada prasidėjo išsamių žinių apie karbonilo junginius kūrimo ir kaupimo istorija.

Fizinės savybės

Pažvelkime į fizines aldehidų ir ketonų savybes. Pradėkime nuo pirmųjų.

1. Pirmasis metanalio atstovas jo agregacijos būsenoje yra dujos, kiti vienuolika yra skysčiai, daugiau nei 12 anglies atomų yra normalios struktūros kietųjų aldehidų dalis.
2. Virimo temperatūra: priklauso nuo C atomų skaičiaus, tuo jis didesnis. Šiuo atveju, kuo labiau išsišakojusi grandinė, tuo žemesnė temperatūra nukrenta.
3. Skystų aldehidų klampumas, tankis ir lūžio rodikliai taip pat priklauso nuo atomų skaičiaus. Kuo jų daugiau, tuo jie aukštesni.
4. Dujiniai ir skystieji aldehidai labai gerai tirpsta vandenyje, o kietieji to praktiškai negali padaryti.
5. Atstovų kvapas labai malonus, dažnai gėlių, kvepalų, vaisių aromatai. Tik tie aldehidai, kuriuose anglies atomų skaičius yra 1-5, yra stiprūs ir nemalonaus kvapo skysčiai.

Jei žymime ketonų savybes, galime išskirti ir pagrindines.

1. Agregatinės būsenos: žemesni atstovai yra skysčiai, masyvesni – kieti junginiai.
2. Kvapas aitrus ir nemalonus visuose atstovuose.
3. Tirpumas vandenyje yra geras mažesniems, o organiniuose tirpikliuose - visiems.
4. lakiosios medžiagos, šis rodiklis viršija rūgščių ir alkoholių.
5. Virimo ir lydymosi taškai priklauso nuo molekulės struktūros ir labai skiriasi priklausomai nuo anglies atomų skaičiaus grandinėje.

Tai yra pagrindinės nagrinėjamų junginių savybės, kurios priklauso fizikinių grupei.

Cheminės savybės

Svarbiausia, su kuo reaguoja aldehidai ir ketonai bei šių junginių cheminės savybės. Todėl mes tikrai juos apsvarstysime. Pirma, pakalbėkime apie aldehidus.

1. Oksidacija į atitinkamas karboksirūgštis. Bendras vaizdas reakcijos lygtis: R-COH + [O] = R-COOH. Aromatiniai atstovai dar lengviau įsitraukia į tokią sąveiką, jie taip pat gali sudaryti esterius, kurie turi svarbių pramoninės vertės. Naudojami šie oksidatoriai: deguonis, Tolenso reagentas, vario (II) hidroksidas ir kt.
2. Aldehidai pasireiškia kaip stiprūs reduktorius, o virsta sočiaisiais vienahidroksiliais alkoholiais.
3. Sąveika su alkoholiais susidaro acetaliai ir pusacetaliai.
4. Specialios reakcijos yra polikondensacija. Dėl to susidaro fenolio-formaldehido dervos, kurios yra svarbios chemijos pramonei.
5. Kelios specifinės reakcijos su šiais reagentais:

• hidroalkoholinis šarmas;
• Grignardo reagentas;
• hidrosulfitai ir kt.

Kokybiška reakcija į ši klasė medžiagos yra „sidabrinio veidrodžio“ reakcija. Dėl to susidaro metalinis redukuotas sidabras ir atitinkama karboksirūgštis. Tam reikia sidabro oksido arba Tollinso reagento amoniako tirpalo.

Ketonų cheminės savybės

Alkoholiai, aldehidai ir ketonai yra junginiai, turintys panašių savybių, nes jie visi turi deguonies. Tačiau jau oksidacijos stadijoje tampa aišku, kad alkoholiai yra patys aktyviausi ir lengviausiai paveikiami junginiai. Sunkiausiai oksiduojasi ketonai.

1. Oksidacinės savybės. Dėl to susidaro antriniai alkoholiai.
2. Hidrinant taip pat gaunami aukščiau paminėti produktai.
3. Ketoenolio tautomerizmas yra ypatinga specifinė ketonų savybė įgyti beta formą.
4. Aldolio kondensacijos reakcijos su beta-keto alkoholių susidarymu.
5. Ketonai taip pat gali sąveikauti su:

• amoniakas;
• cianido rūgštis;
• hidrosulfitai;
• hidrazinas;
• ortosilicio rūgštis.

Akivaizdu, kad tokios sąveikos reakcijos yra labai sudėtingos, ypač specifinės. Tai visos pagrindinės savybės, kurias turi aldehidai ir ketonai. Cheminės savybės sudaro daugelio sintezių pagrindą svarbius ryšius. Todėl pramoniniuose procesuose labai svarbu žinoti molekulių prigimtį ir jų charakterį sąveikos metu.

Aldehidų ir ketonų sudėjimo reakcijos

Mes jau nagrinėjome šias reakcijas, bet nesuteikėme joms tokio pavadinimo. Visos sąveikos, dėl kurių karbonilo grupė pasižymėjo aktyvumu, gali būti klasifikuojamos kaip susijungimas. Tiksliau, judrus vandenilio atomas. Štai kodėl į šį klausimą pirmenybė teikiama aldehidams dėl geresnio jų reaktyvumo.

Su kokiomis medžiagomis galimos aldehidų ir ketonų reakcijos nukleofiliniu pakeitimu? Tai:

1. Ciano rūgštis gamina cianohidrinus – pradinę aminorūgščių sintezės medžiagą.
2. Amoniakas, aminai.
3. Alkoholiai.
4. Vanduo.
5. Natrio vandenilio sulfatas.
6. Grignardo reagentas.
7. Tioliai ir kiti.

Šios reakcijos yra pramoninės svarbos, nes produktai naudojami skirtingos sritysžmonių gyvenimo veikla.

Gavimo būdai

Yra keli pagrindiniai aldehidų ir ketonų sintezės būdai. Gamyba laboratorijoje ir pramonėje gali būti išreikšta šiais būdais.

1. Labiausiai paplitęs metodas, taip pat ir laboratorijose, yra atitinkamų alkoholių oksidavimas: pirminis į aldehidus, antrinis - į ketonus. Kaip oksidatorius gali veikti: chromatai, vario jonai, kalio permanganatas. Bendra reakcijos forma: R-OH + Cu (KMnO 4) = R-COH.
2. Pramonėje dažnai naudojamas metodas, pagrįstas alkenų oksidacija – oksosinteze. Pagrindinis agentas yra sintezės dujos, CO 2 + H 2 mišinys. Rezultatas yra aldehidas, kurio grandinėje yra dar viena anglis. R=R-R + CO2 + H2 = R-R-R-COH.
3. Alkenų oksidacija ozonu – ozonolizė. Rezultatas taip pat rodo, kad mišinyje yra aldehido, bet ir ketono. Jei produktai mintyse sujungiami pašalinant deguonį, paaiškės, kuris pradinis alkenas buvo paimtas.
4. Kučerovo reakcija – alkinų hidratacija. Privaloma priemonė yra gyvsidabrio druskos. Vienas iš pramoniniai metodai aldehidų ir ketonų sintezė. R≡R-R + Hg 2+ + H 2 O = R-R-COH.
5. Dihalogenintų angliavandenilių hidrolizė.
6. Redukcija: karboksirūgštys, amidai, nitrilai, rūgščių chloridai, esteriai. Dėl to susidaro ir aldehidas, ir ketonas.
7. Karboksilo rūgščių mišinių pirolizė virš katalizatorių metalų oksidų pavidalu. Mišinys turi būti garus. Esmė yra skilimas tarp anglies dioksido ir vandens molekulių. Dėl to susidaro aldehidas arba ketonas.

Aromatiniai aldehidai ir ketonai gaunami kitais būdais, nes šie junginiai turi aromatinį radikalą (pvz., fenilą).

1. Pagal Friedelį-Craftsą: pradiniuose reagentuose aromatinis angliavandenis ir dihalogenintas ketonas. Katalizatorius – ALCL 3. Dėl to susidaro aromatinis aldehidas arba ketonas. Kitas proceso pavadinimas yra acilinimas.
2. Tolueno oksidacija veikiant įvairiems agentams.
3. Aromatinių karboksirūgščių mažinimas.

Natūralu, kad pramonė stengiasi naudoti tokius metodus, kai žaliava yra kuo pigesnė, o katalizatoriai yra mažiau toksiški. Aldehidų sintezei tai yra alkenų oksidacija deguonimi.

Pramoninis pritaikymas ir reikšmė

Aldehidai ir ketonai naudojami tokiose pramonės šakose kaip:

• farmacijos produktai;
• cheminė sintezė;
• vaistas;
• kvepalų zona;
• maisto pramonė;
• dažų ir lakų gamyba;
• plastikų, audinių ir kt.

Galima nustatyti ne vieną sritį, nes vien formaldehido per metus susintetinama apie 6 mln. Jo 40% tirpalas vadinamas formalinu ir naudojamas anatominiams objektams laikyti. Jis eina į gamybą vaistai, antiseptikai ir polimerai.

Acetaldehidas arba etanalis taip pat yra masinės gamybos produktas. Pasaulyje sunaudojama apie 4 mln. t. Tai yra daugelio cheminių sintezių, kuriose susidaro svarbūs produktai, pagrindas. Pavyzdžiui:

• acto rūgštis ir jos anhidridas;
• celiuliozės acetatas;
• vaistai;
• butadienas - gumos pagrindas;
• acetato pluoštas.

Aromatiniai aldehidai ir ketonai yra komponentas daug kvapiųjų medžiagų, tiek maisto, tiek kvepalų. Dauguma jų turi labai malonų gėlių, citrusinių, žolelių aromatą. Tai leidžia jų pagrindu gaminti:

• įvairių rūšių oro gaivikliai;
• tualetinis ir kvepalų vanduo;
• įvairios valymo priemonės ir plovikliai.

Kai kurie iš jų yra aromatiniai maisto priedai, patvirtinti vartoti. Natūralus jų kiekis eteriniuose aliejuose, vaisiuose ir dervose įrodo tokio naudojimo galimybę.

Atskiri atstovai

Aldehidas, toks kaip citralis, yra didelio klampumo ir stipraus citrinų aromato skystis. Gamtoje jo randama pastarųjų eteriniuose aliejuose. Taip pat yra eukalipto, sorgo, kebabo.

Jo taikymo sritys yra gerai žinomos:

• pediatrija - sumažėjęs intrakranijinis spaudimas;
• normalizavimas kraujospūdis suaugusiems;
• vaistų, skirtų regos organams, komponentas;
• sudėtinė daugelio kvapiųjų medžiagų dalis;
• priešuždegiminis ir antiseptikas;
• žaliavos retinolio sintezei;
• kvapiosios medžiagos maisto reikmėms.

Aldehidai ir ketonai yra karbonilo organiniai junginiai. Karbonilo junginiai yra organinės medžiagos, kurių molekulėse yra >C=O grupė (karbonilo arba okso grupė).

Bendra karbonilo junginių formulė:

Funkcinė grupė –CH=O vadinama aldehidu. Ketonai - organinės medžiagos, kurio molekulėse yra karbonilo grupė, sujungta su dviem angliavandenilio radikalais. Bendrosios formulės: R 2 C=O, R–CO–R" arba

Aldehidų ir ketonų nomenklatūra.

Sisteminiai pavadinimai aldehidai pastatytas atitinkamo angliavandenilio pavadinimu ir pridedant priesagą -al. Grandinės numeracija prasideda nuo karbonilo anglies atomo. Trivialūs pavadinimai yra kilę iš trivialių tų rūgščių, į kurias oksiduojant virsta aldehidai, pavadinimų.

Sisteminiai pavadinimai ketonai paprasta struktūra yra kilusi iš radikalų pavadinimų (didėjančia tvarka) pridedant žodį ketonas. Pavyzdžiui: CH 3 –CO–CH 3 - dimetilas ketonas(acetonas); CH 3 CH 2 CH 2 –CO–CH 3 - metilpropilas ketonas. Daugiau bendras atvejis ketono pavadinimas pagrįstas atitinkamo angliavandenilio pavadinimu ir priesaga - Jis; Grandinės numeracija prasideda nuo grandinės galo, esančio arčiausiai karbonilo grupės (IUPAC pakaitinė nomenklatūra). Pavyzdžiai: CH 3 –CO–CH 3 – propanas Jis(acetonas); CH 3 CH 2 CH 2 –CO–CH 3 - pentanas Jis- 2; CH 2 =CH–CH 2 –CO–CH 3 - pentenas-4 -Jis- 2.

Aldehidų ir ketonų izomerija.

Aldehidams ir ketonams būdinga struktūrinė izomerija.

Izomerizmas aldehidai:

tarpklasinė izomerija (panaši į aldehidus).

Karbonilo grupės C=O struktūra.

 Aldehidų ir ketonų savybes lemia karbonilo grupės >C=O struktūra.

C=O ryšys yra labai polinis. Jo dipolio momentas (2,6-2,8D) yra žymiai didesnis nei C-O jungties alkoholiuose (0,70D). C=O daugybinio ryšio elektronai, ypač judresni -elektronai, pasislenka link elektronneigiamo deguonies atomo, dėl to jame atsiranda dalinis neigiamas krūvis. Karbonilo anglis įgyja dalinę teigiamas krūvis.

 Todėl anglį atakuoja nukleofiliniai reagentai, o deguonį – elektrofiliniai reagentai, įskaitant H +.

Aldehidų ir ketonų molekulėse trūksta vandenilio atomų, galinčių sudaryti vandenilio ryšius. Todėl jų virimo temperatūra yra žemesnė nei atitinkamų alkoholių. Metanalis (formaldehidas) - dujos, aldehidai C 2 -C 5 ir ketonai C 3 -C 4 - skysčiai, aukštesni - kietosios medžiagos. Žemesni homologai tirpsta vandenyje, nes susidaro vandenilio ryšiai tarp vandens molekulių vandenilio atomų ir karbonilo deguonies atomų. Didėjant angliavandenilių radikalui, tirpumas vandenyje mažėja.

Aldehidų ir ketonų reakcijos centrai

sp 2 - Hibridizuotas karbonilo grupės anglies atomas sudaro tris σ ryšius, esančius toje pačioje plokštumoje, ir π ryšį su deguonies atomu dėl nehibridizuotos p orbitos. Dėl anglies ir deguonies atomų elektronegatyvumo skirtumo tarp jų esantis π ryšys yra labai poliarizuotas (5.1 pav.). Dėl to ant karbonilo grupės anglies atomo atsiranda dalinis teigiamas krūvis δ+, o ant deguonies atomo – dalinis neigiamas krūvis δ-. Kadangi anglies atomui trūksta elektronų, jis yra nukleofilinės atakos vieta.

Elektronų tankio pasiskirstymas aldehidų ir ketonų molekulėse, atsižvelgiant į elektroninio poveikio perdavimą elektronų-

Ryžiai. 5.1. Karbonilo grupės elektroninė struktūra

karbonilo grupės trūkstamas anglies atomas išilgai σ-ryšių pateiktas 5.1 schemoje.

Schema 5.1. Reakcijos centrai aldehidų ir ketonų molekulėje

Aldehidų ir ketonų molekulėse yra keli reakcijos centrai:

Elektrofilinis centras – karbonilo grupės anglies atomas – nulemia nukleofilinės atakos galimybę;

Pagrindinis centras – deguonies atomas – leidžia atakuoti protonu;

CH rūgšties centras, kurio vandenilio atomas turi silpną protonų mobilumą ir ypač gali būti užpultas stiprios bazės.

Apskritai aldehidai ir ketonai yra labai reaktyvūs.

Aldehidai ir jų cheminės savybės

Aldehidai yra tos organinės medžiagos, kurių molekulėse yra karbonilo grupė, sujungta bent su vienu vandenilio atomu ir angliavandenilio radikalu.

Chemines aldehidų savybes lemia karbonilo grupės buvimas jų molekulėje. Šiuo atžvilgiu karbonilo grupės molekulėje galima pastebėti prisijungimo reakcijas.

Pavyzdžiui, jei paimsite formaldehido garus ir perleisite juos kartu su vandeniliu per įkaitintą nikelio katalizatorių, vandenilis prisijungs ir formaldehidas bus sumažintas iki metilo alkoholis. Be to, šios jungties polinis pobūdis taip pat sukelia aldehidų reakcijas, tokias kaip vandens pridėjimas.

Dabar pažvelkime į visas vandens pridėjimo reakcijų ypatybes. Reikia pažymėti, kad karbonilo grupės anglies atomas, turintis dalinį teigiamą krūvį, dėl elektroninė pora deguonies atomas, pridedama hidroksilo grupė.

Šiam papildymui būdingos šios reakcijos:

Pirma, vyksta hidrinimas ir susidaro pirminiai alkoholiai RCH2OH.
Antra, pridedami alkoholiai ir susidaro pusacetaliai R-CH (OH) – OR. O esant vandenilio chloridui HCl, veikiančiam kaip katalizatorius, ir esant alkoholio pertekliui, stebime acetalio RCH (OR)2 susidarymą;
Trečia, pridedama natrio hidrosulfito NaHSO3 ir susidaro hidrosulfito aldehidų dariniai. Oksiduojant aldehidus galima stebėti tokias ypatingas reakcijas kaip sąveika su sidabro (I) oksido amoniako tirpalu ir vario (II) hidroksidu bei karboksirūgščių susidarymas.

Aldehidų polimerizacijai būdingos tokios specialios reakcijos kaip linijinė ir ciklinė polimerizacija.

Jei kalbame apie chemines aldehidų savybes, reikėtų paminėti ir oksidacijos reakciją. Tokios reakcijos yra „sidabrinio veidrodžio“ reakcija ir šviesoforo reakcija.

Neįprastą „sidabrinio veidrodžio“ reakciją galite stebėti diriguodami įdomi patirtis. Norėdami tai padaryti, jums reikės švariai išplauto mėgintuvėlio, į kurį įpilkite kelis mililitrus amoniako sidabro oksido tirpalo ir įlašinkite keturis ar penkis lašus formaldehido. Kitas žingsnis atliekant šį eksperimentą yra įdėti mėgintuvėlį į stiklinę su karštas vanduo ir tada galite pamatyti, kaip ant mėgintuvėlio sienelių atsiranda blizgus sluoksnis. Ši gauta danga yra metalinio sidabro nuosėdos.

Ir čia yra vadinamoji „šviesoforo“ reakcija:

Aldehidų fizinės savybės

Dabar pažiūrėkime fizines savybes aldehidai. Kokias savybes turi šios medžiagos? Reikėtų pažymėti, kad skaičius paprasti aldehidai yra bespalvės dujos, sudėtingesnės yra skysčio pavidalu, o aukštesni aldehidai yra kietos medžiagos. Kuo daugiau molekulinė masė aldehidai, tuo aukštesnė virimo temperatūra. Pavyzdžiui, propionaldehidas pasiekia virimo temperatūrą 48,8 laipsnių temperatūroje, bet propilo alkoholis verda 97,8 0C temperatūroje.

Jei mes kalbame apie aldehidų tankį, tai yra mažesnis nei vienetas. Pavyzdžiui, acetaldehidas ir skruzdžių aldehidas linkę gerai ištirpti vandenyje ir kt kompleksiniai aldehidai turi silpnesnį gebėjimą ištirpti.

Aldehidai, kurie klasifikuojami kaip žemesnis rangas, turi aštrų ir nemalonų kvapą, o kietos ir netirpios vandenyje, priešingai, pasižymi maloniu gėlių kvapu.

Aldehidų paieška gamtoje

Gamtoje atstovai randami visur įvairios grupės aldehidai. Jų yra žaliose augalų dalyse. Tai viena iš paprasčiausių aldehidų grupių, kuriai priklauso skruzdžių aldehidas CH2O.

Aldehidai su daugiau sudėtinga kompozicija. Šios rūšys apima vanilinį arba vynuogių cukrų.

Tačiau kadangi aldehidai gali lengvai įsilieti į įvairias sąveikas ir turi tendenciją oksiduotis bei redukuotis, galime drąsiai teigti, kad aldehidai yra labai pajėgūs įvairios reakcijos ir todėl gryna forma jie yra itin reti. Tačiau jų darinių galima rasti visur – tiek augalų, tiek gyvūnų aplinkoje.

Aldehidų taikymas

Aldehido grupė yra daugelyje natūralių medžiagų. Jų išskirtinis bruožas, bent jau daugelis iš jų, yra kvapas. Pavyzdžiui, aukštesniųjų aldehidų atstovai turi įvairių aromatų ir yra eterinių aliejų dalis. Na, kaip jau žinote, tokių aliejų yra gėliniuose, aštriuose ir kvapniuose augaluose, vaisiuose ir daržovėse. Jie plačiai naudojami pramoninių prekių gamyboje ir kvepalų gamyboje.

Citrusinių vaisių eteriniuose aliejuose galima rasti alifatinį aldehidą CH3(CH2)7C(H)=O. Tokie aldehidai turi apelsinų kvapą ir yra naudojami maisto pramonė, kaip kvapioji medžiaga, taip pat kosmetikoje, kvepaluose ir buitinė chemija, kaip kvapas.

Skruzdžių aldehidas yra bespalvės dujos, turinčios aštrų specifinį kvapą ir lengvai tirpstančios vandenyje. Tokie vandeninis tirpalas formaldehidas dar vadinamas formaldehidu. Formaldehidas yra labai nuodingas, tačiau medicinoje jis naudojamas atskiestas kaip dezinfekavimo priemonė. Jis naudojamas instrumentams dezinfekuoti, o silpnu jo tirpalu prausti odą stipriai prakaituojant.

Be to, formaldehidas naudojamas odoje rauginti, nes turi savybę jungtis su baltyminėmis medžiagomis, kurios yra odoje.

IN žemės ūkis formaldehidas pasirodė esąs veiksmingas apdorojant grūdus prieš sėją. Iš jo gaminami plastikai, kurie taip reikalingi įrangai ir buities reikmėms.

Acetaldehidas yra bespalvis skystis, turintis supuvusių obuolių kvapą ir lengvai tirpstantis vandenyje. Iš jo gaminama acto rūgštis ir kitos medžiagos. Bet kadangi jis yra toksiška medžiaga, tai gali sukelti organizmo apsinuodijimą arba akių ir kvėpavimo takų gleivinės uždegimą.

Aldehidai yra organinių junginių klasė, kurioje yra karbonilo grupė - SON. Aldehidų pavadinimas kilęs iš pavadinimo angliavandenilių radikalai pridėjus priesagą -al Bendroji formulė sočiųjų aldehidųСnH2n+1COH. Nomenklatūra ir izomerizmas

Šių dviejų junginių grupių nomenklatūra sudaryta skirtingai. Trivialūs aldehidų pavadinimai susiekite juos su nereikšmingais rūgščių, į kurias jie virsta oksidacijos metu, pavadinimais

Iš ketonai tik keli turi trivialūs vardai(pvz., acetonas). Jiems plačiai naudojamas radikali funkcinė nomenklatūra, kuriame ketonų pavadinimai pateikiami naudojant su karbonilo grupe susijusių radikalų pavadinimus. Pagal IUPAC nomenklatūrą aldehidų pavadinimai yra kilę iš angliavandenilio, turinčio tokį patį anglies atomų skaičių, pavadinimo pridedant galūnę – al.Ketonams ši nomenklatūra reikalauja pabaigos - Jis. Skaičius rodo funkcinės grupės padėtį ketonų grandinėje.

Junginys	Pavadinimai pagal trivialias ir radikalias funkcines nomenklatūras	IUPAC pavadinimai
	formicaldehidas;	formaldehidas
	metanalis acetaldehidas	;
	acetaldehidas	etanolis
	propionaldehidas	propionalinis
	butiraldehidas	butanalas
	izobutiraldehidas	metilpropanalis
	valeraldehidas	penkiakampis
	izovaleraldehidas	3-metilbutanalis
	acetonas; dimetilketonas	propanonas
	metiletilketonas	butanonas
	metilpropilketonas	pentanonas-2

metilizopropilketonas 3-metilbutanonas-2 Aldehidų ir ketonų izomerija visiškai atsispindi nomenklatūroje ir nereikalauja komentarų. Aldehidai ir ketonai su tas pats numeris

anglies atomai yra izomerai

– Karboksirūgšties kalcio arba bario druskų, iš kurių viena yra druska, pirolizė skruzdžių rūgštis, suteikia aldehidų.

- geminalų hidrolizė ( vienos anglies pakaitai ) dihalogeniniai alkanai

– Acetileno ir jo homologų hidratacija vyksta esant gyvsidabrio sulfatui (Kučerovo reakcija) arba virš nevienalyčio katalizatoriaus

Fizinės savybės. Skruzdžių aldehidas yra dujos. Likę žemesni aldehidai ir ketonai yra skysčiai, kurie blogai tirpsta vandenyje. Aldehidai turi dusinantį kvapą. Ketonai paprastai maloniai kvepia. 1. R. Oksidacija Aldehidai lengvai oksiduojasi į karboksirūgštis. Oksidatoriai gali būti vario (II) hidroksidas, sidabro oksidas, oro deguonis:

Aromatiniai aldehidai yra sunkiau oksiduojami nei alifatiniai. Ketonai, kaip minėta aukščiau, yra sunkiau oksiduojami nei aldehidai. Ketonų oksidacija atliekama atšiauriomis sąlygomis, esant stiprioms oksiduojančioms medžiagoms. Susidaro dėl karboksirūgščių mišinio. Taip gaunamas metalinis sidabras. Sidabro oksido tirpalas paruošiamas prieš pat eksperimentą:

Aldehidai taip pat redukuoja šviežiai paruoštą šviesiai mėlyną vario (II) hidroksido (Fehlingo reagento) amoniako tirpalą iki geltonojo vario (I) hidroksido, kuris kaitinant suyra ir išsiskiria ryškiai raudonos vario (I) oksido nuosėdos. CH3-CH=O + 2Cu(OH)2 - CH3COOH+2CuOH+H2O 2CuOH->Cu2O+H2O

2. R. Prisijungimai. Hidrinimas yra vandenilio pridėjimas, kad karbonilo junginiai redukuojami į alkoholius su vandeniliu, ličio aliuminio hidridu ir natrio borohidridu. Vandenilis pridedamas per C=O ryšį. Reakcija yra sunkesnė nei alkenų hidrinimas: reikia šilumos, aukšto slėgio ir metalo katalizatoriaus (Pt,Ni