Альдегіди

Альдегі́ди — аліфатичні та ароматичні органічні хімічні сполуки, що містять альдегідну групу -COH. Альдегіди та кетони характеризуються тим, що містять однакову функціональну групу, яку називають карбонільною або оксогрупою. Альдегіди та кетони відрізняються за характером атомів, що оточують карбонільну групу: у альдегідів хоча б один з валентностей вуглецю карбонільної групи витрачається на зв'язок з воднем. У кетонів обидві валентності карбонільної групи витрачаються на зв'язок з вуглеводневими залишками.

Загальний опис

Назва утворена від алкоголю дегідратацій, тобто алкоголю, з якого вилучений водень. Аліфатичні альдегіди — це зазвичай рідини, наприклад, етаналь (ацетальдегід), пропаналь. Ароматичні представники цього класу можуть бути, як рідкими (бензальдегід), так і твердими (ванілін).

Для всіх альдегідів, крім формальдегіду, дві протилежні сторони карбонільної групи прохіральні енантіотопні. Здатні утворювати гідратну форму RCH(OH)₂, особливо якщо група R — сильний електроноакцептор. Легко окиснюються до кислот. При відновленні дають спирти. Приєднують нуклеофіли, утворюючи ціангідрини або оксинітрили RHC(OH)CN, ацеталі RHC(OH)OAlk, з воденьвмісними нуклеофілами реакція йде далі (з утворенням азометинів, енамінів, оксимів, гідразонів, нітронів). Реакції також перебігають за участю атома Н-альдегідної групи (бензоїнова, формоїнова конденсації), альдегіди здатні приєднуватися до олефінів (реакція Прінса) та ін.

Фізичні властивості

Метаналь (формальдегід) — газ. Альдегіди з C₂–C₁₅ — безбарвні рідини, починаючи з альдегіду C₁₆, молекули — тверді, переважно розчинні у воді. Метаналь — газ з гострим запахом, альдегіди з C₃–C₆ мають неприємний запах, вищі альдегіди мають приємний запах.

Вищі альдегіди і кетони добре розчинні у органічних розчинниках. Енергія подвійного зв'язку карбонільної групи відрізняється від енергії подвійного зв'язку етилену. Це є наслідком електроноакцепторної дії атома кисню.

Дуже характерні інфрачервоні спектри карбонільних сполук в інтервалі 1755–1695 см^-1. Тут спостерігаються чіткі максимуми поглинання, зумовлені валентними коливаннями групи C=O. Альдегіди поглинають на більших частотах, ніж кетони.

Синтез

Окиснювання первинних спиртів, у результаті чого група СН₂ОН втрачає водень, а кисень з'єднується подвійним зв'язком з атомом вуглецю (альдегідна група, -СНО).
Ароматичні альдегіди отримують реакцією формілювання.

Ідентифікація

Найбільш типовими реакціями для ідентифікації альдегідної групи є реакції відновлення свіжоосадженого осаду гідроксиду міді(II) (реакція Троммера) або амоніачного розчину оксиду срібла (реакція срібного дзеркала з окисненням альдегіду до відповідної карбонової кислоти. В першому випадку реагент готують осадженням лугом із розчину солі міді (наприклад сульфату міді):

CuSO₄ + 2NaOH → Cu(OH)₂↓ (блакитний осад) + Na₂SO₄

2Cu(OH)₂ + RCHO → Cu₂O (жовтий) + RCOOH + 2H₂O

Осад Cu(OH)₂ має бути свіжим, бо з часом кристалізується втрачаючи активність. З тієї ж причини малопридатний осад утворений осадженням амоніаком або лугами в присутності солей амонію: осад відразу утворюється більш крупнокристалічним (при розчиненні Cu(OH)₂ або CuO в водному розчині амоніаку і повільному вивітрюванні останнього можна отримати кристали видимих розмірів). Реакція з альдегідом проводиться при нагріванні. Жовтий Cu₂O з часом перекристалізовується в червоний.

У другому випадку оксид срібла осаджують із розчину його нітрату лугом чи амоніаком з наступним додаванням амоніаку до розчинення утвореного осаду:

2AgNO₃ + 2NaOH → Ag₂O + 2NaNO₃ + H₂O: Ag₂O + 4NH₃ + H₂O → 2[Ag(NH₃)₂]OH

2[Ag(NH₃)₂]OH + RCHO → 2Ag↓ + RCOONH₄ +H₂O + 3NH₃

Утворений в другій реакції розчин (реактив Толленса) не зберігають (утворюється легко детонуючий осад сполук срібла з азотом). Реакція з альдегідом проходить при нагріванні, срібло осідає на поверхнях щільним дзеркальним шаром (реакція срібного дзеркала).

Реактив Фелінга або компоненти для його приготування не такі поширені хоча і доступні.

Реакції можуть бути використані для ідентифікації природних цукрів (глюкоза на відміну від фруктози є альдегідом і вступає в згадані реакції, цукор (сахароза) при обробці розведеною кислотою розщеплюється на суміш глюкози з фруктозою), чим можуть користуватись хворі на цукровий діабет.

Див. також

Джерела

Мала гірнича енциклопедія : у 3 т. / за ред. В. С. Білецького. — Д. : Донбас, 2004. — Т. 1 : А — К. — 640 с. — ISBN 966-7804-14-3. (С.?)
Глосарій термінів з хімії // Й. Опейда, О. Швайка. Ін-т фізико-органічної хімії та вуглехімії ім. Л. М. Литвиненка НАН України, Донецький національний університет. — Донецьк : Вебер, 2008. — 758 с. — ISBN 978-966-335-206-0 (С.?)
Органічна хімія: Підруч. вищ. навч. закл. / Л. Д. Бобрівник, В. М. Руденко, Г. О. Лезенко. - К.; Ірпінь: ВТФ "Перун", 2005. - 544 с. (С.?)

Література

Фармацевтична хімія : [арх. 11 березня 2021] : підручник / ред. П. О. Безуглий. — Вінниця : Нова Книга, 2008. — С. 67-70, 132, 134, 141, 169-170, 202, 282. — 560 с. — ISBN 978-966-382-113-9.
Фармакологія: підручник (ВНЗ І—ІІІ р. а.) / І.В. Нековаль, Т.В. Казанюк. — 7-е вид., переробл. і допов. — «Медицина», 2016 — 552 с. ISBN 978-617-505-507-6 (С.?)