Aldehidă

De la Wikipedia, enciclopedia liberă
Salt la: Navigare, căutare
Aldehidele se formează de obicei prin oxidarea grupei hidroxi a alcoolilor primari

Cea mai simplă aldehidă este formaldehida, formată prin oxidarea metanului.Denumirea de aldehidă este dată de combinarea cuvintelor alcool dehidrogenat.

Nomenclatura[modificare | modificare sursă]

IUPAC[modificare | modificare sursă]

Conform regulilor IUPAC, nomenclatura se stabilește astfel:

  • stabilirea catenei cu cei mai mulți atomi de carbon.
  • Adăugarea sufixului -al la denumirea alcanului respectiv: HCHO-metanal, CH3CHO etanal etc.
  • În cazul aldehidelor aromatice , acestea se denumesc prin adăugarea denumirii aldehidei la radicalul aromatic fenilmetanal, sau adăugarea denumirii radicalului aldehidic la hidrocarbură formilbenzen (nomenclatură destul de rar utilizată)

Alte nomenclaturi[modificare | modificare sursă]

Mai des folosite sunt cele formate din denumirea acidului cu aceeași structură: HCHO-formaldehidă, C6H5-CHO -benzaldehidă

Sinteza[modificare | modificare sursă]

  • Dehidrogenarea sau oxidarea alcoolilor primari

R-CH_2-OH + [O] \longrightarrow R-CHO;

  • Oxidarea Swern[2]

Alcooli sunt oxidați la aldehide prin intermediul sulfoxizilor.

Folosind acest tip de reactiv, oxidarea se opreşte la aldehidă care nu mai este oxidată la acid carboxilic (cum s-a întâmpla la folosirea K2Cr2O7 Intermediar se formează un compus cu sulf ,cu caracter electrofil
  • Hidroliza compușilor halogenați
Prin hidroliza compuşilor dihalogenaţi ala acelaşi atom de carbon are loc obţinerea aldehidei respective.
Sinteza acetaldehidei are loc în prezenţa catalizatorului sulfat de mercur
  • Descompunerea sărurilor de calciu
Prin descompunerea sărurilor de calciu ale acizilor cu mai mult de 5 atomi de carbon rezultă cetone.
  • Reducerea esterilor
Reducerea are loc în prezenţa DIBAL [1] hidrura de bis(2metilpropil)aluminiu, la o temperatură de circa -600C
  • Ozonoliza alchenelor sau polienelor

C_3H_6 + O_3 + H_2O\longrightarrow CH_2=O + CH_3-CH=0 + H_2O_2 ;

Proprietăți fizico-chimice[modificare | modificare sursă]

Proprietăți fizice[modificare | modificare sursă]

Cu excepția formaldehidei, care este un gaz, celelalte aldehide sunt lichide, având un miros caracteristic.Ei pot fi solubili în apă dar numai aldehidele cu 5 atomi de carbon, restul neputând forma legături de hidrogen cu apa.Tot din această cauză ei au puncte de fierbere mai scăzute comparativ cu alcoolii corespunzători. [3] [4]

Caracterizare spectrală[modificare | modificare sursă]

Spectre UV[modificare | modificare sursă]

Grupa carbonil este un cromofor, datorită celor 2 electroni nepatricipanți aflați în orbitalii ps, mai precis 2ps.Având loc tranziții de tip n→π*(tranziții cu energie mică) maximele de absorbție la nivelul spectrelor UV apar la lungimi de undă λ=270-290nm.Atunci când tranziția electronilor are loc din orbitalii π→π * energiile de absorbție sunt mai mari , la lungimi de undă λ=190-200nm.

Spectre IR[modificare | modificare sursă]

Aldehidele(în general compușii carbonilici) manifestă o bandă de absorbție 1700±40cm [5][6], bandă care eet foarte mult influențată de starea fizică, de (ne)formarea legăturilor de hidrogen.

Proprietăți chimice[modificare | modificare sursă]

Depind în mare măsură de hibridizarea atomilor din grupa carbonilică.Atât atomul de carbon cât și cel de oxigen au aceeași stare de hibridizare sp2, unghiul dintre cei 2 substituenți ai carbonului fiind de 1200

Legătura C=O este o legătură foarte puternică, cu o mare reactivitate chimică , datorită diferenţie de eloectronegativitate dintre cei 2 atomi (C şi O)

Hibridizarea sp2 mai este înâlnită și la alchene dar spre deosebire de acestea, atomul de O al grupării carbonil are electroni neparticipanți, în orbitali sp2.Dtaorită acestui fapt, precum și a diferenței mari de electronegativitate dintre carbon și oxigen. gruparea C=O are un caractzerpolar foarte puternic ceea ce îi permite participarea la reacții de adiție a unor compuși polari (apa, compuși organomagnezieni).

Reacții de adiție[modificare | modificare sursă]

Sunt comune și aldehidelor și cetonelor.

  • Adiția apei:

\begin{matrix}R-&C=O\\\quad/&\\H\end{matrix}+H_2O\longrightarrow \begin{matrix}R-&CH-O\\\quad/&\\OH&\end{matrix};

Prin adiția apei are loc formarea compușilor numiți hidrați, compuși ce nu au putuit fi izolați, ci doar puși în evidență prin metode spectrometrice.

  • Adiția alcoolilor are loc în mediu acid după un mecanism de substituție nucleofilă de tip 1 SN1, produsul final fiind denumit semiacetal:

\begin{matrix}R-&C=O\\\quad/&\\H\end{matrix}+H_2O\longrightarrow \begin{matrix}R-&CH-O\\\quad/&\\OCH_3&\end{matrix};

  • Adiția hidrogenului duce la diferiți compuși în funcție de catalizator:
    • catalizator Ni Raney, la o temperatură de circa 500C are loc formarea alcoolului corespunzător primar sau secundar (cazul cetonei):

\begin{matrix}R-&C=O\\\quad/&\\H\end{matrix}+H_2\longrightarrow \begin{matrix}R-&CH_2-OH\end{matrix};

    • catalizator TiCl3, când se formează alchene (reacția McMurry)

McMurryreactionMechanism.gif

  • Adiția hidracizilor HX.

Hidracizii mai ales cel clorhidric și bromhidric se adiționează la grupa carbonil dând naștere la halohidrine, compuși instabili.Aceștia pot reacționa cu alcoolii care se adaugă în mediul de reacție formându-se astfel eteri α halogenați \begin{matrix}R-&C=O\\\quad/&\\H\end{matrix}+HX\longrightarrow \begin{matrix}R-&CH-OH\\\quad/&\\X(Cl, Br)&\end{matrix}\longrightarrow \begin{matrix}R-&CH-OCH_3\\\quad/&\\X(Cl, Br)&\end{matrix};

  • Adiția acidului cianhidric HCN, duce la formarea de cianhidrine

Reacția are loc după un mecanism de adiție nucleofilă, în cataliză bazică cu regenerarea catalizatorului. \begin{matrix}R-&C=O\\\quad/&\\H\end{matrix}+HCN\longrightarrow \begin{matrix}R-&CH-OH\\\quad/&\\CN&\end{matrix};

  • Adiția amoniacului

Produsul poartă denumirea de aduct amoniac-aldehidă,compus instabil care se poate polimeriza. \begin{matrix}R-&C=O\\\quad/&\\H\end{matrix}+NH_3\longrightarrow \begin{matrix}R-&CH-O^-\\\quad/&\\NH_3^+&\end{matrix}\Leftrightarrow\begin{matrix}R-&CH-OH\\\quad/&\\NH_2&\end{matrix};

  • Adiția bisulfitului de sodiu

Adiția bisulfitului de sodiu duce la formarea de compuși bisulfitici, cristalizați, insolubili în solvenți organici, folosiți pentru izolarea compușilor carbonilici:

\begin{matrix}R-&C=O\\\quad/&\\H\end{matrix}+NaHSO_3\longrightarrow \begin{matrix}R-&CH-OH\\\quad/&\\SO_3Na&\end{matrix}\Leftrightarrow\begin{matrix}R-CH=O\\\quad\\\end{matrix}+NaHSO_3;

  • Adiția cloroformului

Are loc în prezența KOH, după un mecanism de tip nucleofil:

\begin{matrix}R-&C=O\\\quad/&\\H\end{matrix}+CHCl_3\longrightarrow \begin{matrix}R-&CH-OH\\\quad/&\\CCl_3&\end{matrix};

\begin{matrix}R-&C=O\\\quad/&\\H\end{matrix}+R_1MgX\longrightarrow \begin{matrix}R-&CH-OMgX\\\quad/&\\R_1\end{matrix};

Reacții de condensare[modificare | modificare sursă]

  • Condensare cu aldehidă

Aldehidele pot adiționa o altă moleculăp de aldehidă , in mediu bazic formându-se un compus numit aldol (aldehid-alcool) \begin{matrix}R-&C=O\\\quad/&\\H\end{matrix}+CH_3CHO\longrightarrow \begin{matrix}R-&CH-OH\\\quad/&\\CH_2O&\end{matrix};

  • Condensare cu hidrocarburi:
  • alchene (reacția Prins[7])
Reacţia are mecanism de adiţie electrofilic, iar produşii obţinuţi variază ăn funcţie de condiţiile de reacţie

Reacția Prins are la bază condensarea alchenelor cu aldehidele, în cataliză acidă, cu formare de 1,3 glicoli sau 1,3 dioxani (acetali ciclici ai formaldehidei)

  • Ciclopentadiena Compușii condensării se numesc fulvene
Reacţia are loc în mediu bazic cu formarea ionului de ciclopentadienură, fulvenele rezultate fiind compuşi coloraţi, care nu au caracter aromatic

Bibliografie[modificare | modificare sursă]

Vezi și[modificare | modificare sursă]