Альдегиды (от лат. alcohol dehydrogenatum — спирт, лишённый водорода) — класс органических соединений, содержащих карбонильную группу (С=О) с одним алкильным или арильным заместителем.

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:

С=О ↔ С⁺—О⁻

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:

RC(O)H → RC(OH)₂H, где R—Н, любой алкильный или арильный радикал.

Простейшие альдегиды имеют резкий характерный запах (например, бензальдегид — запах миндаля).

Под действием гидроксиламина превращаются в оксимы: СН₃СНО + NH₂OH = CH₃C(=NOH)H + H₂O

Методы синтеза

• Окислением первичных спиртов.
• Окислением виц-диолов йодной кислотой.
• Озонолиз алкенов.
• Гидроформилирование алкенов.
• Гидратация алкинов (реакция Кучерова).
• Восстановление хлорангидридов карбоновых кислот.

Важнейшие альдегиды

Химические свойства

Высокая реакционноспособность связана с наличием высокополярной связи С=О. Проявляют свойства органических оснований.

1 Реакции присоединения

Восстановление. Альдегиды способны к восстановлению, основной продукт восстановления — первичные спирты.

НСНО + НН → СН₃ОН

Присоединение синильной кислоты. Используется для удлинения углеродной цепи.

R—CHO + HCN → R-CH(OH)-CN

Присоединение гидросульфита натрия. Используется для выделения альдегидов из растворов.

R—CHO + NaHSO₃ → R-CH(OH)-SO₃Na

Присоединение спиртов с образованием полуацеталей (при избытке спирта и хлороводороде образуются ацетали)

2 Окисление. Альдегиды легко (значительно легче, чем спирты) окисляются в соответствующие карбоновые кислоты.

Реакция «серебряного зеркала». Альдегид + Ag₂O (в аммиачном растворе) = Кислота + 2Ag. Тонкий слой осадка металлического серебра образует зеркальную поверхность (таким способом раньше получали зеркала)

СН₃СНО + Ag₂O--NH₄OH,t--> CH₃COOH + 2Ag↓

Реакция «медного зеркала». Окислителем здесь выступает свежеприготовленный (СuSO₄+2NaOH→...) Cu(OH)₂, гидроксид меди(II). Образуется кирпично-красный осадок оксида Cu(I)

R—CHO + 2Cu(OH)₂ → R—COOH + Cu₂O↓ + 2H₂O

3 Реакция полимеризации

Линейная полимеризация образование параформальдегида (n=8-100) происходит при длительном стоянии или испарении формальдегида

nHCHO → [CH₂O]n

образование полиформальдегида

nHCHO --Fe(CO)₅--> [CH₂O]n

Циклическая полимеризация Перегонка подкисленного альдегида c образованием триоксана (правильно записать в виде шестиугольника)

3HCHO ---t,H+-->-СН₂-О-СН₂-О-СН₂-О-

4 Реакция поликонденсации При нагревании (с Н+ или ОН-) альдегида с фенолом образуются фенолформальдегидные смолы

Биологическое действие

Токсичны. Способны накапливаться в организме. Кроме общетоксического, обладают раздражающим и нейротоксическим действием. Эффект зависит от молекулярной массы: чем она больше, тем слабее раздражающее, но сильнее наркотическое действие, причём ненасыщенные альдегиды токсичнее насыщенных. Некоторые обладают канцерогенными свойствами^[1].

С другой стороны — альдегиды входят в состав пищевых продуктов и эссенций (например, ананасовой^[2]). Любое вещество, даже самое необходимое, может вызывать токсические эффекты. Действие вещества определяется дозой. В силу сходства химического строения все альдегиды обладают указанными у Лойта^[1] свойствами, только чтобы они проявились, нужно принять дозу вещества много бо́льшую, чем содержится в пачке миндального печенья. Среднесмертельная доза ароматизатора бензальдегида (для крыс при пероральном введении) составляет 1300 мг на килограмм массы тела (для сравнения: у хлорида натрия среднесмертельная доза — 3000 мг/кг). У «настоящего яда» формальдегида LD50=100 мг/кг.

См. также

Выхлопные газы

Примечания