ХІМІЯ - Комплексна підготовка до зовнішнього незалежного оцінювання

РОЗДІЛ III. ОРГАНІЧНА ХІМІЯ

12. Оксигеновмісні органічні сполуки

12.3. Альдегіди

Альдегідами називають органічні речовини, молекули яких містять альдегідну групу (R — алкільний замісник). Загальна формула — С_пН_2n+1СНО або С_пН_2nО. Остання формула правильна і для альдегідів, і для їхніх міжкласових ізомерів — кетонів. І ті, й інші мають однакову функціональну (карбонільну) групу — і, відповідно, подібні властивості. У кетонів атом Карбону сполучається з двома алкільними замісниками — в альдегідів — з алкільним замісником і атомом Гідрогену: (перший член гомологічного ряду — метаналь — з двома атомами Гідрогену ).

Будова, ізомерія, номенклатура аліфатичних альдегідів

Атом Карбону утворює три σ-зв’язки, розміщені в одній площині під кутом 120° один до одного. Атоми Карбону й Оксигену перебувають у стані sp²-гібридизації, і σ-зв’язок між ними утворюється за рахунок перекривання гібридизованих електронних хмар. Негібридизовані р-орбіталі атомів Карбону й Оксигену перекриваються з утворенням π-зв’язку. Карбонільний зв’язок полярний, але ця поляризація не стосується атома Гідрогену і між молекулами відсутні водневі зв’язки.

Класифікація альдегідів

Гомологічний ряд аліфатичних альдегідів

Фізичні властивості аліфатичних альдегідів

Метаналь — газ, наступні гомологи до 14-го члена — рідини, починаючи від С₁₅Н₃₁СНО — тверді речовини. Альдегіди добре розчинні у воді й органічних розчинниках. Метаналь — отруйний задушливий газ із різким специфічним запахом, подразнює шкіру і слизові оболонки. Етаналь — летка рідина, добре розчинна у воді та органічних розчинниках.

Температури плавлення і кипіння альдегідів нижчі, ніж у відповідних спиртів, але значно вищі, ніж в алканів із тою ж молекулярною масою.

Хімічні властивості альдегідів

Хімічні властивості альдегідів зумовлені наявністю в їхніх молекулах карбонільної групи. Полярність карбонільного зв’язку робить легким приєднання полярних реагентів. Також для альдегідів характерні реакції приєднання за рахунок розриву π-зв’язку.

¹ Реактив Толленса — аміачний розчин аргентум(І) оксиду — [Ag(NH₃)₂]OH.

Добування альдегідів

І. Загальні методи одержання

1. Окиснення первинних спиртів:

У загальному вигляді (схематично):

2. Гідроліз гемінальних дигалогенопохідних¹:

3. Каталітичне дегідрування первинних спиртів:

4. Каталітичне окиснення алкенів:

II. Добування окремих представників альдегідів

1. Етаналь добувають гідратацією ацетилену (реакція Кучерова):

2. Каталітичне окиснення етилену киснем (каталізатор — солі Купруму, Феруму, Паладію):

3. Формальдегід добувають каталітичним окисненням метану:

Застосування альдегідів

Метаналь є сировиною для виробництва: фенолформальдегідних смол і пластмас, одержаних з них (фенопластів), ypoтропіну(CH₂)₆N₄, який використовують як лікарський засіб і з якого виготовляють вибухівку. У вигляді формаліну² застосовують для бальзамування і консервації біологічного матеріалу, дублення шкіри, як антисептик.

Етаналь використовують для добування етанолу, оцтової кислоти, бутадієну та низки інших органічних речовин.

¹ Гемінальні дигалогенопохідні — дигалогенопохідні вуглеводнів, у яких обидва атоми галогену розташовані біля одного атома Карбону.

² Формалін — водний розчин формальдегіду з масовою часткою метаналю 40 %, який містить 8 % метанолу (для стабілізації).