Карбонильные соединения – альдегиды

А Л Ь Д Е Г И Д Ы -
органические вещества, молекулы которых содержат карбонильную группу, соединённую с углеводородным радикалом и с атомом водорода.
О
⁄⁄
˃ С = О ͞ С
карбонильная \
группа R - CОН Н
общая альдегидная
формула группа

Классификация.
1. По характеру углеводородного радикала:
предельные, непредельные, ароматические.
2. По числу альдегидных групп:
моно-, диальдегиды и т.д.
Например:

Изомерия альдегидов:
изомерия углеродного скелета, начиная с С4
межклассовая изомерия с кетонами, начиная с С3

циклическими оксидаи ( с С2)
непредельными спиртами и простыми эфирами (с С3)

Физические свойства.
Метаналь (формальдегид) – газ, альдегиды С2-C5 – жидкости, высшие – твердые вещества. Низшие гомологи растворимы в воде, благодаря образованию водородных связей между атомами водорода молекул воды и карбонильными атомами кислорода. С увеличением углеводородного радикала растворимость в воде падает.
Альдегиды обладают удушливым запахом, который при многократном разведении становится приятным, напоминая запах плодов. Альдегиды кипят при более низкой температуре, чем спирты с тем же числом углеродных атомов. Это cвязано с отсутствием в альдегидах водородных связей.
В то же время температура кипения альдегидов выше, чем у соответствующих по молекулярной массе углеводородов, что связано с высокой полярностью альдегидов.

Физически свойства некоторых альдегидов.
Формальдегид – газ, с резким запахом, раздражает слизистые ткани и оказывает действие на центральную нервную систему. ОПАСЕН ДЛЯ ЗДОРОВЬЯ! Водный раствор формальдегида – формалин.
Ацетальдегид – жидкость , с запахом зелёной листвы. ОЧЕНЬ ТОКСИЧЕН! Подавляет дыхательные процессы в клетках.
Акролеин СН2 = CHCH=O акриловый альдегид, пропеналь (в производстве полимеров) – образуется при пригорании жиров, жидкость с неприятным запахом, раздражает слизистые ткани.
Бензальдегид C6H5CH=O (производство красителей) – жидкость с запахом горького миндаля, содержится в миндале, листьях черёмухи, косточках персиков, абрикосов.

Строение.
В карбонильной группе связь между атомами углерода и кислорода –
двойная. Атом углерода находится в состоянии sp²-гибридизации и
образует 3σ-связи (две – С-Н и одну – С-О), которые располагаются в
одной плоскости под углом 120° друг к другу, π-связь С-О образована при
перекрывании негибридных 2р-орбиталей атомов углерода и кислорода.
Электронная плотность π-связи С=О смещена от атома углерода к более
электроотрицательному атому кисло-
рода. В результате на углероде образует-
ся σ +, а кислороде – σ -. Вывод:
карбонильная группа полярна, что сказы-
вается на свойствах.

Химические свойства.
Наличие альдегидной группы в молекуле определяет характерные свойства альдегидов.
Реакции присоединения.
Гидрирование – реакции восстановления, в результате образуются первичные спирты.
Ni
СН3СОН + Н2 → СН3 - СН2ОН
2. Присоединение спиртов:
а) с образованием полуацеталей
СН3- СН2 – СОН + С2Н5ОН ↔ СН3 – СН2 – СН – О – С2Н5
ˡ
ОН

б) с образованием ацеталей (приятного, часто фруктового запаха).
Н⁺
СН3 - СН2- СОН + 2СН3ОН ↔ СН3 – СН2 – СН (ОСН3)₂ + Н2О
3. Присоединение синильной кислоты, в результате обр. оксинитрилы (циангидрины).
ОН¯
СН3 – СОН + Н – С ≡N → СН3 – СН – ОН
ˡ
СN

4. Присоединение гидросульфита натрия (это качественная реакция на карбонильную группу), в результате образ. гидросульфит натрия.
СН3 – СОН + NаНSО3 → СН3 – СН – SО3Nа ↓
ˡ
ОН
Образующийся продукт при нагревании с минеральными кислотами или содой разлагается с образованием альдегидов. t°
СН3 – СН – SО3Nа + НСl → СН3СОН + NаСl + SО2 + Н2О

Химические свойства
II. Реакции полимеризации:
а) линейная
n СН2 = О → [ - СН2 – О - ]n
параформ
б) циклическая
СН2
̸ \
О О
3 СН2 = О → | |
СН2 СН2
\ ̸
О
триоксиметилен (триоксан)

Химические свойства
III. Реакции окисления:
1. аммиачным раствором оксида серебра (реакция «серебряного зеркала»). Это качественная реакция на альдегиды.
t°, NН3(р-р)
СН3СОН + Аg2О → СН3 - СООН + 2Аg↓ или
t°
СН3- СОН + 2[Аg(NН3)2]ОН → СН3 – СООNН4 + 2Аg↓+ 4NН3 +Н2О

2. гидроксидом меди (II), в результате обр. осадок кирпично-красного цвета (качественная реакция).
t°
СН3 – СОН + 2Сu(ОН)2 → СН3 – СООН + Сu2О↓ + 2Н2О
синий кирпично-красный
Муравьиный альдегид восстанавливает гидроксид меди (II) до меди:
Н – СОН + Сu(ОН)2 → СО2 ↑ + 2Сu↓ + 3Н2О

Химические свойства
IV. Реакции с участием углеводородного радикала.
О J О
∕∕ КОН Ι ̸̸ ̸
СН3 – С + 3 J2 → J - С - C + 3НJ
\ Ι \
Н J Н
ацетальдегид иодаль

Химические свойства.
V. Реакции с магнийорганическими соединениями.
О ОМgBr первичный
ΙΙ Ι Н2О спирт
С + СН3СН2МgBr → С - СН2 – СН3 → СН2 – СН2 – СН3 + Mg(ОН)Br
̸ \ ̸ \ Ι
Н Н Н Н ОН
формальдегид пропанол - 1
этилмагнийбромид

Получение.
1. Окисление спиртов

2. Гидратация алкинов (реакция Кучерова)
О
t,НgSO4 ̸̸̸ ̸
НС Ξ СН + Н2О → CН3 – С
\
Н
3. Окисление алкенов (в прис. катализ.)
2СН2 = СН2 + О2 → 2 СН3СОН

Ацетальдегид
Альдегиды. Применение.
пластмасса
Ацетатное волокно

Булочки ванильные, корицы аромат,
Амаретто, шоколад
Альдегидов вкус таят
В землянике и кокосе
И в жасмине и в малине
И в духах и в еде
Альдегидов след везде.
Что за запах, что за прелесть,
И откуда эта свежесть?
Это высший альдегид
Аромат вам свой дарит.
Альдегиды в природе

Отличительной чертой многих альдегидов является их запах. Высшие альдегиды, особенно непредельные и ароматические, входят в состав эфирных масел и содержатся в цветах, фруктах, плодах, душистых и пряных растениях.
Их используют в пищевой промышленности и парфюмерии.
Альдегиды в природе

В плодах ванили содержится ароматический альдегид, который придает им характерный запах.
Ванилин применяется в парфюмерии, кондитерской промышленности, для маскировки запахов некоторых продуктов.
Ванилин
Альдегиды в природе

Фенилэтаналь
Фенилэтаналь по сравнению с бензальдегидом лучше соответствует рецептору цветочного запаха.
Фенилэтаналь пахнет гиацинтом.
Альдегиды в природе

Бензальдегид
Бензальдегид – жидкость с запахом горького миндаля.
Встречается в косточках и семечках, особенно в абрикосах и персиках.
Альдегиды в природе

Коричный альдегид
Коричный альдегид содержится в масле корицы, его получают перегонкой коры дерева корицы .
Применяется в кулинарии в виде палочек или порошка.
Альдегиды в природе