Альдегиды что это такое
Альдегиды
Не часто встречаются в природе в отдельном виде, но, несомненно, играют важную роль в физиологических процессах растений и животных. Общая формула альдегидов CnH2nO.
Многие альдегиды имеют специфический запах. Высшие альдегиды, в особенности непредельные, используются в пищевой промышленности и парфюмерии.
Номенклатура и изомерия альдегидов
Названия альдегидов формируются путем добавления суффикса «аль» к названию алкана с соответствующим числом атомов углерода: метаналь, этаналь, пропаналь, бутаналь, пентаналь и т.д.
Для альдегидов характерна структурная изомерия: углеродного скелета, межклассовая изомерия с кетонами.
Получение альдегидов и кетонов
Этот способ также просто осуществить в лабораторных условиях. При пиролизе (нагревании без доступа кислорода) кальциевых или бариевых солей карбоновых кислот возможно получение кетонов.
В присутствии катализатора и при нагревании спиртов от гидроксогруппы и прилежащего к ней атома углерода отщепляется по атому водорода. В результате образуется карбонильная группа.
Реакцией Кучерова называют гидратацию алкинов в присутствии солей двухвалентной ртути.
В результате такой реакции ацетилен превращается в уксусный альдегид. Все остальные его гомологи: пропин, бутин, пентин и т.д. превращаются в соответствующие кетоны.
В результате такого гидролиза образуются двухатомные спирты, в которых две OH-группы прилежат к одному атому углерода. Такие соединения неустойчивы и распадаются на карбонильное соединение (альдегид или кетон) и воду.
В промышленности окислением метана при температуре 500 °C и в присутствии катализатора получают формальдегид.
В прошлой теме, посвященной фенолам, мы касались данного способа. В результате такой реакции образуется не только фенол, но и ацетон.
Химические свойства альдегидов и кетонов
Запомните, что для альдегидов и кетонов характерны реакции присоединения по карбонильной группе. Это является важным отличием альдегидов от карбоновых кислот, для которых реакции присоединения не характерны.
Для понимания механизма реакции важно вспомнить об электроотрицательности. В карбонильной группе кислорд, как более электроотрицательный элемент, тянет электронную плотность на себя от углерода. На атоме кислорода возникает частичный отрицательный заряд (δ-), а на атоме углерода частичный положительный (δ+).
Основы школьного курса физики подсказывают, что отрицательный заряд притягивает положительный: именно так и будет происходить при присоединении различных молекул к карбонильной группе альдегидов и кетонов.
В результате полного окисления, горения, образуется углекислый газ и вода.
Альдегиды легко окисляются до карбоновых кислот в лабораторных условиях. Это осуществляется с помощью известной реакции серебряного зеркала. Данная реакция является качественной для альдегидов.
Кетоны, в отличие от альдегидов, в реакции окисления не вступают.
Обратите особое внимание, что при написании реакции с аммиачным раствором серебра в полном виде, правильнее будет указать не кислоту, а ее аммиачную соль. Это связано с тем, что выделяющийся аммиак, который обладает основными свойствами, реагирует с кислотой с образованием соли
© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2021
Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.
Альдегидная парфюмерия: ароматы, обросшие мифами
Что такое альдегиды?
В дебрях химии можно отыскать официальное определение альдегидов:
Альдегиды — это отдельный класс неких органических соединений, в которых обязательно содержится группа –CHO, т.н. «альдегидная группа». Это вещества типа «R-CHO», где карбонильная группа прямо связана с атомом водорода (одним) и группой R (тоже одной).
Несколько формул расхожих веществ
Все понятно? Ок, тогда расходимся 🙂 Но если карбонильные, СНО-содержащие группы звучат для вас, как Шицзячжуанский диалект, давайте максимально упростим. Но сначала договоримся:
Завершающий пункт может быть пока не до конца понятным, но просто запомните его, далее все встанет на свои места.
Альдегидная парфюмерия: мифы и реальность
Сразу окунемся в предлагаемые различными источниками описания. Чисто химическую сторону мы уже вкратце задели, более к ней возвращаться не будем. Разговор пойдет исключительно в парфюмерном контексте.
Случай 1. Альдегиды могут быть натуральными
Конечно могут, кто же спорит. Яркий пример – ванилин, он же ванилаль, и этот «-аль» прямо указывает на принадлежность к альдегидам (принято у химиков, так или иначе использовать «аль» в названии альдегидов). Содержится в стручках ванили, т.е. имеет вполне себе природное происхождение.
Но теперь давайте представим себе маркетолога, которому необходимо продать духи, содержащие ванилин. Каков шанс, что он предложит включить в состав «альдегид ванилаль», мало кому известный? На мой взгляд, в 99,9% случаев в пирамидке не будет ни слова про альдегиды, укажут просто – ваниль. И будут правы, ведь именно так мы с вами быстрее поймем, о чем идет речь, и купим аромат.
Соответственно, натуральные вещества скорее всего не будут указаны в пирамидке как альдегиды. Для этого будет применено более расхожее и узнаваемое название.
Случай 2. Альдегиды напоминают запахи других веществ
Вполне себе могут напоминать. И это правда. Но ситуация здесь плотно связана с предыдущим случаем. Например, есть такая штука, как (E)-2-деценаль (это я еще покороче название выбрал). Мало того, что может синтезироваться искусственно, так и в натуральном виде встречается – в запахе испуганных клопов. И не надо тут говорить: «Фу!», это далеко не самый противный компонент, используемый в парфюмерии. Главное другое. Непосредственно сам альдегид (E)-2-деценаль имеет насыщенный запах кинзы.
Клоп, в выделяемом секрете которого содержится (E)-2-деценаль
В чем проблема? Да в том, что, как и в предыдущем случае, никто не будет указывать в пирамидке ни альдегиды вообще, ни (E)-2-деценаль в частности. Напишут «кинза». Значит, надпись «альдегиды» в композиции вряд ли обозначает те вещества, которые имеют сходные с другими запахи. Вычеркиваем.
Случай 3. Шанель № 5 – первый в мире альдегидный аромат
Chanel №5 – это шедевр. Уже тем, сколько лет он производится (с 1921 года), оставаясь на пике популярности, он заслужил памятник. И, разумеется, Шанель №5 – альдегидные духи, вероятно, самые известные альдегидные духи. Но этот парфюм, созданный коренным москвичом Эрнестом Бо, не является первым из альдегидных.
Перу того же Бо принадлежит, например, «Bouquet de Napoleon» 1912 года или «Bouquet de Catherine» 1913-го (оба выпущены в Москве), в которых уже использовались альдегиды. Но и они не пионеры. Есть и более ранние представители семейства. Кто был родоначальником установить невозможно.
«Букет Наполеона», 1912 год
Однако «Пятерка» очень показательна. На ее примере мы еще кое-что рассмотрим. Одним из альдегидов, входящих в этот аромат (берем один из многих, просто для примера) является некий додекональ. У этого вещества имеется сильный цветочно-травянистый запах. Обратите внимание, не запах «осота и розы» или «ревеня и фиалки», а абстрактных цветов и травы. Вполне вероятно, что несуществующих в природе цветов и травы. Это важно.
Попутный случай. Неальдегидные альдегиды
Дело было в начале ХХ века. Во всем мире парфюмеры судорожно занимались синтезированием различных веществ. В первую очередь альдегидов, по причинам нахождения их в тренде. Где исследования и эксперименты пересекаются с коммерцией, там и шпионаж, кража идей и прочие ерундовины.
В 1908 году двое наших соотечественников – химики П.И. Шестаков и А.А. Жуков – получают интересное вещество. Это был сложный эфир (лактон) с тем самым чудесным запахом нагретого персика. Чтобы идею не украли раньше времени, лактон обозвали «альдегидом», а входящие в молекулу 11 атомов, замаскировали под 14. В итого, получился «Альдегид C-14», который и не альдегид, и не 14…
Нужны ли были такие сложности? По всей видимости, да. По крайней мере изобретение Жукова и Шесткова уже в 1919 году был использован не абы где, а в культовом Guerlain Mitsouko. Кстати, если посмотрите на его пирамидку, то никаких альдегидов не увидите – в составе указан персик. Это возвращает нас к двум первым случаям.
Альдегиды в парфюмерии – что это? Чем пахнут?
Итак, взяв массив заумных формулировок и мифов, сложившихся вокруг альдегидных духов, мы отсекли все лишнее, и можем теперь создать более понятную формулировку. Это понятие будет нарушать все возможные законы химии, она приведет в ужас людей, возомнивших себя специалистами, но поможет новичкам легко разобраться в том, что же такое альдегидная группа парфюмерии.
Альдегиды в парфюмерии – это вещества, которые и сами по себе, но чаще в совокупности, создают запахи, не существующие в природе. Либо оттенки известных запахов, но так же не свойственные природным. В результате, вещества позволяют создавать в альдегидном семействе парфюмерии наиболее уникальные и оригинальные композиции.
Конечно, утащить идею могут и сегодня, поэтому уникальность здесь довольно относительная, но из формулировки вытекает и еще одно. Чем пахнут альдегиды? Существует мнение, что все они в определенном смысле «мыльные» и «восковые» (по-моему, так это очередной миф), но в целом очевидно, что знать заранее, чем будут пахнуть альдегиды, просто увидев это слово в составе, невозможно. Но всегда можно предполагать, что нас может ожидать сюрприз. То есть альдегидные – это еще и самые непредсказуемые ароматы.
Конечно, создавать запахи, не имеющие аналогов в природе, могут далеко не только альдегиды. Но именно они чаще всего используются с этой целью в парфюмерном производстве.
Наиболее часто можно встретить такие вещества:
| Альдегид | Запахи, которые получают с его помощью |
| Мирценаль | Цветочные насыщенные |
| Фенилацетальдегид | Легкие, весенние цветочные |
| Додеканаль | Хвойные ноты |
| Пропаналь | Сладкая сочность |
| Нональ | Роза |
| Гептаналь | Зеленые ноты |
| Октаналь | Цитрусовые |
| Деканаль | Цитрусово-цветочные |
| Лауриловый альдегид | Сирень с фиалкой |
| Бензальдегид | Горький миндаль, но при дальнейшей обработке может превратиться в запах жасмина |
| Лилиал | Ландыш |
Еще раз, если написано «роза» или «ландыш», то эти запахи или будут использованы непосредственно, и тогда про альдегиды в пирамидке может ничего быть не указано, или в каком-то неестественном, оригинальном качестве, и вот тогда мы увидим в составе слово «альдегиды».
Примеры альдегидных композиций
Вспоминать еще раз Шанель №5 не будем. Обратим внимание на другие хиты из данной группы парфюмерии.
Конечно, это лишь капля в море альдегидной группы, но очевидно, что практически все старички выпускаются до сих пор, т.е. именно в этом семействе можно создать особых долгожителей. Желающие увидеть все ароматы данной группы могут просто нажать на кнопку:
При использовании материалов гиперссылка на сайт ОБЯЗАТЕЛЬНА!
Все экспертные оценки являются субъективными мнениями авторов. Все фото кликабельны.
Альдегиды
Альдегиды являются представителями карбонильных соединений.
Карбонильные соединения (оксосоединения) – это производные УВ, содержащие в молекуле карбонильную группу С = О.
Альдегиды – это органические соединения, молекулы которых содержат альдегидную группу, связанную с углеводородным радикалом.
В зависимости от характера углеводородного радикала, связанного с альдегидной группой, альдегиды разделяются на предельные, непредельные и ароматические.
Предельные (насыщенные) альдегиды
Гомологический ряд
Номенклатура и изомерия
Название альдегида по международной номенклатуре образуется от названия соответствующего алкана с таким же числом атомов углерода с добавлением окончания –аль. Нумерацию углеродной цепи начинают от атома углерода альдегидной группы.
В пределах класса альдегидов возможен только один вид изомерии – изомерия углеродной цепи.
Физические свойства
Низшие альдегиды имеют резкий запах, высшие альдегиды, содержащие 8—12 атомов «С», — душистые вещества. Альдегиды с 1—3 атомами «С» хорошо растворяются в воде; с увеличением числа атомов «С» растворимость уменьшается. Все альдегиды растворяются в органических растворителях.
Альдегиды раздражают слизистые оболочки глаз и верхних дыхательных путей, вредно влияют на нервную систему.
Химические свойства
Альдегиды — один из наиболее реакционноспособных классов органических соединений, что связано с наличием в их молекулах высокополяризованной карбонильной группы >С=О.
Для альдегидов характерны реакции присоединения, окисления, полимеризации и поликонденсации.
I. Реакции присоединения
1.Гидрирование (восстановление) с образованием первичных спиртов RCH2ОH:
2.Присоединение спиртов с образованием полуацеталей:
Гидроксильная группа полуацеталей очень реакционноспособна.
В присутствии катализатора – хлороводорода и при избытке спирта образуются ацетали RCH(OR)2:
3.Присоединение гидросульфита натрия NaHSO3 с образованием гидросульфитных производных альдегидов:
Этой реакцией часто пользуются для выделения альдегидов из смесей или с целью их очистки.
II. Реакции окисления
В молекулах альдегидов атом углерода карбонильной группы, имеющий избыточный положительный заряд, притягивает к себе электроны связи С—Н. Вследствие этого атом водорода приобретает большую реакционную активность, что проявляется в способности альдегидов к окислению. Альдегиды легко окисляются до карбоновых кислот с тем же числом углеродных атомов различными окислителями (сильные окислители: О2 воздуха, подкисленный раствор K2Cr2O7 или КМnО4, слабые окислители: аммиачный раствор оксида серебра (I), щелочной раствор сульфата меди (II) и др.):
Реакции с аммиачным раствором оксида серебра (I) и щелочным раствором сульфата меди (II) являются качественными реакциями на альдегиды.
1.Взаимодействие с аммиачным раствором оксида серебра (I) — «реакция серебряного зеркала».
Оксид серебра (I) образуется в результате взаимодействия нитрата серебра(I) с NH4ОH:
Металлическое серебро осаждается на стенках пробирки в виде тонкого слоя, образуя зеркальную поверхность.
2.Взаимодействие с гидроксидом меди (II)
Для реакции используют свежеприготовленный Cu(OH)2 образующийся при взаимодействии растворимой соли меди (II) со щелочью:
III. Реакции полимеризации (характерны для низших альдегидов)
1.Линейная полимеризация
При испарении или длительном стоянии раствора формальдегида происходит образование полимера— параформальдегида:
Полимеризация безводного формальдегида в присутствии катализатора — пентакарбонила железа Fe(CO)5 — приводит к образованию высокомолекулярного соединения— полиформальдегида (полиоксиметилен, полиметиленоксид):
2.Циклическая полимеризация (тримеризация, тетрамеризация)
Тример метаналя получается при перегонке подкисленного раствора формальдегида:
Уксусный альдегид образует циклические триммер и тетрамер:
IV. Реакции поликонденсации
Реакции поликонденсации — это процессы образования высокомолекулярных веществ, в ходе которых соединение исходных мономерных молекул сопровождается выделением таких низкомолекулярных продуктов, как Н2О, НCl, NH3 и др.
В кислой или щелочной среде при нагревании формальдегид (образует с фенолом высокомолекулярные продукты — фенолформальдегидные смолы различного строения:
Вначале в присутствии катализатора происходит взаимодействие между молекулой формальдегида и молекулой фенола с образованием фенолоспирта:
При нагревании фенолоспирты конденсируются с образованием фенолформальдегидных полимеров:
Фенолформальдегидные смолы используются для получения пластических масс (фенопластов).
Способы получения
I. Общие методы получения
1.Окисление первичных спиртов:
б) под действием окислителей (K2Cr2O7 или KMnO4 в кислой среде)
2.Каталитическое дегидрирование первичных спиртов:
3.Гидролиз дигалогеналканов, содержащих 2 атома галогена у первого атома углеродного атома:
II. Специфические способы получения
Формальдегид можно получить при каталитическом окислении метана:
Ацетальдегид получают реакцией Кучерова:
или при каталитическом окислении этилена:
Данный способ в последнее время широко используется для промышленного получения ацетальдегида. Однако аналогично могут быть получены и другие альдегиды при окислении гомологов этилена, например:
Скачать бесплатно реферат на тему: «Альдегиды» Альдегиды.docx (238 Загрузок)
Скачать бесплатно реферат на тему: «Альдегиды и кетоны» Альдегиды-и-кетоны.docx (227 Загрузок)
Скачать рефераты по другим темам можно здесь
Альдегиды
Альдегиды и кетоны весьма схожи, различие заключается в том, что последние имеют при карбонильной группе два заместителя. Поляризация двойной связи «углерод-кислород» по принципу мезомерного сопряжения позволяет записать следующие резонансные структуры:
Подобное разделение зарядов подтверждается физическими методами исследования и во многом определяет реакционную способность альдегидов, как выраженных электрофилов. В общем случае химические свойства альдегидов аналогичны кетонам, однако альдегиды проявляют бо́льшую активность, что связано с большей поляризацией связи. Кроме того, для альдегидов характерны реакции, не характерные для кетонов, например гидратация в водном растворе: у метаналя в связи с ещё большей поляризацией связи — полная, а у других альдегидов — частичная:
Простейшие альдегиды имеют резкий характерный запах (например, бензальдегид — запах миндаля).
Под действием гидроксиламина превращаются в оксимы:
