Альдегиды

Альдегиды – ценные продукты органического синтеза, вырабатываемые в больших количествах, при этом они сами являются сырьем для производства различных веществ. Они необходимы для получения пластмасс, лаков, лекарственных веществ, красителей, карбоновых кислот и т.д. Незаменимы альдегиды в медицине и электротехнике, парфюмерии и кулинарии.
Формальдегид используется в составе косметических препаратов, в качестве консерванта и антисептика. Формалин широко применяется в качестве дезинфицирующего вещества для дезинфекции зерно- и овощехранилищ, парников, теплиц, для протравливания семян и т. д [4].
Ацетальдегид – один из наиболее важных альдегидов, широко встречающийся в природе и синтезирующийся в промышленности. Ацетальдегид встречается в кофе, в спелых фруктах, хлебе, и синтезируется растения ...

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ 3
ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР 4
1. НОМЕНКЛАТУРА И СТРОЕНИЕ 4
2. СПОСОБЫ ПОЛУЧЕНИЯ 6
3. ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА 8
4. ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА 9
ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 15
ВЫВОДЫ 16
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ: 17

В своем развитии промышленность органического синтеза разделилась на ряд отраслей, среди которых важное место занимает промышленность основного органического и нефтехимического синтеза. Продукты этой отрасли отличаются большим многообразием строения, свойств и областей применения. Это различные углеводороды, хлор- и фторпроизводные, спирты и фенолы, простые эфиры, альдегиды и кетоны, карбоновые кислоты и их производные, амины и нитросоединения, вещества, содержащие серу и фосфор, и т. д. По назначению они подразделяются на две группы: промежуточные продукты для синтеза других веществ и продукты целевого применения.
Альдегиды, один из видов карбонильных соединений, – это органические соединения, содержащие карбонильную группу, связанную с атомом водорода. Альдегиды играют большую роль в би ологических процессах. Широко применяются в синтезе полимеров, карбоновых кислот, в производстве пестицидов и т. д. В медицинской практике применяются как непосредственно альдегиды (формалин, паральдегид и др.), так и их производные – гексаметилентетрамин (уротропин), хлоралгидрат и др.
Низшие альдегиды весьма токсичны. Пары их оказывают резкое раздражающее действие на слизистые оболочки глаз и верхних дыхательных путей, одновременно альдегиды действуют наркотически. Наибольшее токсикологическое значение имеют формальдегид и акролеин.

Гидратацией ацетилена в присутствии солей ртути и в среде серной кислоты получают ацетальдегид:Восстановление хлорангидридов карбоновых кислот (реакция Роземунда – Зайцева) в присутствии палладиевого катализатора и сульфата бария. Для снижения восстановительной активности катализатора добавляют контактный яд, например, тетраметилтиомочевину (ТМТМ):ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВАБольшинство альдегидов при комнатной температуре – бесцветные жидкости. Формальдегид, имеющий в молекуле один атом углерода, – газ. Его обычно используют в виде 35-37%-го водного раствора, стабилизированного метанолом, который называют формалином. Высшие альдегиды – твердые вещества.Плотность альдегидов меньше 1000 кг/м3. Низшие альдегиды имеют резкий, неприятный запах, некоторые высшие – приятный запах цветов и фруктов. Они используются в парфюмерии.Молекулы альдегидов полярны. Поэтому они имеют более высокие температуры кипения, чем неполярные соединения близкой молекулярной массы, однако более низкие, чем соответствующие спирты, т.к. в их молекулах отсутствуют атомы водорода, способные к образованию водородных связей. Поэтому их температуры кипения ниже, чем у соответствующих спиртов. Разветвленные изомеры альдегидов кипят при более низких температурах. Формальдегид и ацетальдегид полностью растворяются в воде, благодаря образованию водородных связей между атомами кислорода и водорода молекул воды и карбонильными атомами кислорода. Они хорошо растворяются в воде. С увеличением углеводородного радикала, начиная с С5, растворимость в воде падает. Альдегиды растворимы в обычных органических растворителях.ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВАБлагодаря наличию в молекулах альдегидов карбонильной группы эти вещества очень активны в химических реакциях. Среди реакций с нуклеофильными агентами преобладают реакции нуклеофильного присоединения и присоединения-отщепления. Особенности электронного строения служат причиной таких реакций, как протонирование карбонильной группы, CH – кислотность при наличии атомов водорода у α-C атома. Альдегиды являются очень слабыми основаниями.Наиболее типичными реакциями альдегидов являются реакции нуклеофильного присоединения, протекающие в две стадии:Стадия 1 – медленное присоединение нуклеофильного агента к атому углерода карбонильной группы: переходное состояние алкоксид-ионСтадия 2 – быстрое присоединение электрофила (протона или катиона) к алкоксид-иону:Реакции с сильными нуклеофилами протекают самопроизвольно, часто при комнатной температуре. Реакции со слабыми нуклеофилами требуют применения катализаторов – кислот или оснований. Среди реакций, характерных для альдегидов, выделим ряд основых.Гидратация. Продуктами реакции гидратации являются гем-диолы:Реакция обратима. Большинство гем-диолов неустойчивы. Гидратация катализируется как кислотами, так и основаниями.Присоединение спиртов с образованием полуацеталей и ацеталей. Низшие первичные спирты – метиловый, этиловый, этиленгликоль – реагируют с альдегидами в две стадии: образование полуацеталя – продукта присоединения 1 моль спирта и образование ацеталя – продукта алкилирования полуацетальной гидроксильной группы. полуацеталь ацетальОбразование полуацеталей катализируется как кислотами, так и основаниями. Механизм реакции такой же, как и при гидратации.Полуацетали – это моноэфиры двухатомных спиртов – гем-диолов. Они являются неустойчивыми соединениями, легко отщепляют спирт с образованием исходного альдегида. Ацетали являются диэфирами двухатомных спиртов. По своим свойствам они существенно отличаются от полуацеталей, они не окисляются, не реагируют с восстановителями, устойчивы к действию оснований. Поэтому реакции ацетализации применяют для защиты карбонильной группы.Способность простых альдегидов к ацетализации столь явно выражена, что они сами образуют полимерные или циклические структуры, подобные ацеталям. Например, формальдегид, будучи в нормальных условиях газообразным веществом, образует твердый полимер – параформальдегид (параформ). Также формальдегид образует циклический тример – триоксан. параформ (n = 8÷100) триоксанПрисоединение бисульфита (гидросульфита) натрия с образованием α-гидроксиалкансульфонатов – солей α-гидроксиалкансульфоновых кислот:При обработке разбавленной щелочью или кислотой гидросульфитные производные гидролизуются с образованием исходных альдегидов. Реакцию с бисульфитом натрия применяют для выделения альдегидов из различных смесей.Присоединение циановодорода в присутствии оснований с образованием циангидринов (α-гидроксинитрилов):Реакция обратима на всех стадиях. Вследствие высокой токсичности HCN циангидрины получают с применением цианидов натрия или калия с добавлением минеральных кислот.Циангидрины подвергаются гидролизу в кислой среде с образованием α-гидроксикислот или ненасыщенных кислот.Присоединение реагентов Гриньяра и литийорганических соединений сопровождается образованием алкоксидов магния и лития и последующим гидролизом в спирты:Как видно из реакции, могут образоваться первичные, вторичные и третичные спирты.Реакции с аммиаком приводят к иминам – азотным аналогам карбонильных соединений. Имины неустойчивы и спонтанно полимеризуются: иминПри реакции альдегидов с аммиаком в присутствии водорода и катализаторов гидрирования получают амины: аминВзаимодействие с гидроксиламином дает оксим: оксимПри реакции 1 моль альдегида с гидразином образуется гидразон, 2 моль альдегида – азин: гидразин азинОкисление. Окислением альдегидов получают соответствующие карбоновые кислоты. Реакции идут на холоде разбавленным раствором перманганата калия, оксида хрома (VI) в среде H2SO4, H2O2, Ag2O и пероксикарбоновыми кислотами:Альдегиды при мягком нагреве легко окисляются реагентом Толленса – раствором аммиаката серебра. В ходе реакции металлическое серебро выпадает в осадок в виде зеркального покрытия. Это качественная реакция на определение альдегидов – реакция «серебряного зеркала».Альдегиды автоокисляются кислородом воздуха до карбоновых кислот. Такие продукты окисления загрязняют альдегиды.