Aldehidi su organske tvari koje sadrže karbonilnu skupinu >S=O vezanu za najmanje jedan atom vodika. Aldehidi, kao i njima slični ketoni po strukturi i svojstvima, nazivaju se karbonil, odnosno okso spojevi. Primjeri aldehida su mravlji, octeni, propionski aldehid.
Nomenklatura
Trivijalni nazivi aldehida nastaju od trivijalnih naziva srodnih karboksilnih kiselina. Primjeri aldehida s nazivima prikazani su na slici. Prvi predstavnik homolognog niza aldehida je mravlji aldehid, odnosno formaldehid, čijom oksidacijom nastaje mravlja kiselina. Drugi predstavnik je acetaldehid, acetaldehid, čijom oksidacijom nastaje octena kiselina.
Prema IUPAC nomenklaturi, aldehidna skupina se označava sufiksom -al, koji se dodaje imenu odgovarajućeg ugljikovodika. Primjeri aldehida prema IUPAC nomenklaturi su predloženi na donjoj slici.
Ako uđetespoj ima starije skupine, na primjer, karboksilne skupine, tada se prisutnost aldehidne skupine označava prefiksom formil. Primjer aldehida, koji se točnije naziva dikarboksilna kiselina:
NEOS – CH (SNO) – CH2 – COOH
Ovo je 2-formilbutandioična kiselina.
Opis tvari
Aldehidi, za razliku od alkohola, nemaju mobilni atom vodika, pa se njihove molekule ne povezuju, što objašnjava mnogo niže točke vrelišta. Na primjer, aldehid formaldehid ključa već na temperaturi od -21 °C, a alkohol metanol na +65 °C.
Međutim, samo formaldehid ima tako nisku točku vrelišta, sljedeći predstavnik, acetaldehid, vrije na +21°C. Stoga je na sobnoj temperaturi od svih aldehida samo formaldehid plin, acetaldehid je već vrlo hlapljiva tekućina. Povećanje broja ugljikovih atoma prirodno podiže točku vrelišta. Dakle, benzaldehid C6H5CHO vrije samo na +180 °C. Grananje lanca uzrokuje pad točke vrelišta.
Niži aldehidi, kao što je formaldehid, vrlo su topljivi u vodi. 40% otopina formaldehida naziva se formalin i često se koristi za konzerviranje bioloških pripravaka. Viši aldehidi su vrlo topljivi u organskim otapalima - alkohol, eter.
Karakteristični mirisi aldehida
Aldehidi imaju karakteristične mirise, a donji su oštri, neugodni. Svima je poznat neugodan miris formalina - vodene otopine formaldehida. Viši aldehidi imaju cvjetni miris i koriste se uparfumerija.
Primjeri aldehida - tvari ugodnog mirisa - su vanilin, koji ima aromu vanilije, i benzaldehid, koji daje karakterističnu aromu badema. Obje su tvari dobivene sintetički i naširoko se koriste kao arome u industriji slastica i parfema.
Primi
Razmotrimo načine za dobivanje aldehida.
Oksidacija alkohola
Aldehidi nastaju oksidacijom primarnih alkohola. Na primjer, formaldehid, koji se koristi u proizvodnji polimernih materijala, lijekova, boja, eksploziva. U industriji se formaldehid dobiva oksidacijom metanola kisikom: 2O.
Reakcija se provodi na vrućoj srebrnoj mreži, srebro je katalizator. Pare metanola pomiješane sa zrakom prolaze kroz rešetku. Reakcija se nastavlja oslobađanjem velike količine topline, što je dovoljno da rešetka ostane u vrućem stanju.
Dehidrogenacija alkohola
Aldehidi se mogu dobiti iz alkohola u nedostatku kisika. U ovom slučaju se koristi bakreni katalizator i visoke temperature (250 °C): R-CH2-OH=R-CHO + H2..
Obnova kiselih klorida
Aldehidi se mogu dobiti redukcijom kiselih klorida vodikom. "Otrovni" paladij se koristi kao katalizator - sa smanjenom aktivnošću: RCClO + H2=RCHO + HCl.
Proizvodnja acetaldehida
Acetaldehid se industrijski proizvodi oksidacijom etilena kisikom ilizrak u tekućoj fazi. Paladijev klorid je potreban kao katalizator (PdCl2): 2 CH2=CH2 + O2=2 CH3 CHO.
Kemijska svojstva
Sljedeće vrste reakcija su tipične za aldehide:
- karbonilni dodaci;
- polimerizacija;
- kondenzacija;
- redukcija i oksidacija.
Većina reakcija odvija se mehanizmom nukleofilnog dodavanja na C=O vezu.
Obično razmotrite kemijska svojstva aldehida na primjeru acetaldehida.
Reakcije na dodavanje
U karbonilnoj skupini C=O, gustoća elektrona je pomaknuta na atom kisika, pa se na karbonilnom atomu ugljika stvara djelomični pozitivni naboj, koji određuje kemijsku aktivnost aldehida. Pozitivni naboj na atomu ugljika C=O skupine osigurava njegovu aktivnost u reakcijama s nukleofilnim reagensima - vodom, alkoholom, magnezijevim organskim spojevima. Atom kisika u vodi može napasti karbonil atom ugljika, vezati se za njega i uzrokovati prekid veze C=O.
Reakcije kondenzacije
Aldehidi prolaze kroz reakcije kondenzacije aldola i krotona.
Acetaldehid pod djelovanjem slabe otopine lužine na hladnom prelazi u aldol. Reakcijski produkt je tekućina koja se miješa s vodom pod sniženim tlakom. Ova tvar sadrži i aldehidnu i alkoholnu skupinu (otuda naziv).
Kvalitetne reakcije
Dvije kvalitativne reakcije mogu se koristiti za otkrivanje aldehida:
Reakcija "srebrnog ogledala". Reakcija se odvija s Tollensovim reagensom - amonijačnom otopinom srebrnog oksida. Pri miješanju otopine amonijaka i otopine srebrnog nitrata prvo nastaje otopina srebrnog hidroksida, a kada se doda višak amonijaka otopina diamin srebro (I) hidroksida, koji je oksidant. Pri interakciji s aldehidom oslobađa se elementarno srebro u obliku crnog taloga. Ako se reakcija provodi uz polagano zagrijavanje, bez potresanja cijevi, srebro će prekriti stijenke cijevi, stvarajući efekt "zrcala"
