ALDEHYDY

1. BUDOWA I NAZEWNICTWO

• Zawierają grupę karbonylową C=O tworzy ją atom węgla połączony podwójnym wiązaniem z atomem tlenu. W aldehydach atom węgla grupy karbonylowej jest położony na jednym z końców cząsteczki.

• Aldehydy przedstawia się za pomocą ogólnego wzoru RCHO
  
  Grupę CHO nazywa się aldehydową.

• Aldehydy dzielimy na:
  -Alifatyczne, np. etanal
  -Aromatyczne, np. aldehyd benzoesowy

• Wiązanie C=O i pojedyncze wiązania łączące karbonylowy atom węgla z kolejnymi atomami w cząsteczce aldehydu to wiązania kowalencyjne spolaryzowane.

• Nazwy aldehydów tworzy się przez dodanie końcówki –al do nazwy węglowodoru stanowiącego łańcuch główny cząsteczki.
  

Tworząc nazwę bardziej rozbudowanego związku karbonylowego, należy wybrać główny łańcuch węglowy cząsteczki, czyli najdłuższy łańcuch zawierający grupę karbonylową. W cząsteczce aldehydu atomy węgla numerujemy zaczynając od grupy aldehydowej.

1. OTRZYMYWANIE I WŁAŚCIWOŚCI

• Utlenianie alkoholi I-rzędowych
  R-CH₂OH + [O] R-CHO + H₂O
  alkohol I-rzędowy utleniacz aldehyd
  CH₃OH + CuO HCHO + Cu + H₂O

• W miarę wzrostu wielkości cząsteczki maleje lotność aldehydów i ich rozpuszczalność w wodzie.

Wzór	Nazwa	Temperatura wrzenia	Rozpuszczalność w wodzie
HCHO	Metanal	-21°C	Bardzo dobra
CH₃CHO	Etanal	21°C	Bardzo dobra
CH₃CH₂CHO	Propanal	49°C	20g/ 100g wody
CH₃(CH₂)₂CHO	Butanal	76°C	3,6g/ 100g wody

• Stan skupienia
  C₁- występuje w stanie gazowym
  >C₂- w stanie ciekłym

• Charakterystyczny zapach
  C₁-C₇- mają nieprzyjemny zapach
  >C₈- mają przyjemny zapach
  Aldehydy występują często w olejkach zawartych w roślinach. Niektóre wykorzystuje się jako aromaty spożywcze, np. intensywny zapach gorzkich migdałów ma aldehyd benzoesowy.
  

1. REAKCJE

1. Utlenianie aldehydów do kwasów karboksylowych:
   RCHO + [O] RCOOH
   PRÓBA TROMMERA
   NaOH +HCHO +2Cu(OH)₂ HCOONa +Cu₂O +3H₂O
   metanal błękitny osad sól kw. karboksylowego
   Podczas prowadzenia reakcji, zwanej próbą Trommera, następuje utlenianie aldehydu do kwasu karboksylowego i redukcja Cu(OH)₂ do Cu₂O. Ze względu na zasadowe środowisko, w którym przeprowadza się tę reakcję, nie powstaje kwas karboksylowy, ale jego sól.
   Ponieważ w czasie ogrzewania nietrwały Cu(OH)₂ rozkłada się do drobnokrystalicznego CuO, powyższe równanie często zapisuje się w formie uproszczonej:
   HCHO +2CuO HCOOH + Cu₂O
   matanal kwas
   W zapisie uproszczonym pomija się fakt, iż powstały w reakcji kwas karboksylowy w środowisku zasadowym przekształca się w swoją sól.
   Podczas przeprowadzania próby Trommera niebieski osad Cu(OH)₂ przekształca się w czerwony osad Cu₂O, co jest potwierdzeniem obecności aldehydu w badanej próbce.
   PRÓBA TOLLENSA
   HCHO +2Ag(NH₃)₂OH HCOONH₄ +2Ag +3NH₃ +H₂O
   metanal kompleksowy związek srebra sól kw. karboksylowego
   W postaci uproszczonej:
   HCHO +Ag₂O HCOOH +2Ag
   metanal tlenek srebra kw.karboksylowy lustro srebrne
   Podczas przeprowadzania tzw. próby Tollensa na ściankach probówki osadza się metaliczne srebro, co pozwala na stwierdzenie obecności aldehydu w badanej próbce. Próba Tollensa wykorzystywana jest podczas produkcji luster i srebrzenia szklanych przedmiotów.

2. Redukcja aldehydów do alkoholi I-rzędowych
   RCHO +[H] RCH₂OH
   CH₃CHO +H₂ CH₃CH₂OH (w obecności Ni)

3. Addycja alkoholu do aldehydu
   Alkohole ulegają addycji do wiązań C=O, przy czy grupa OR alkoholu wiąże się z atomem węgla, a atom wodoru z atomem tlenu:
   
   Produkt addycji alkoholu do aldehydu nazywa się hemiacetalem. Hemiacetale nie są trwałymi związkami i łatwo się rozpadają, tworząc ponownie alkohol i aldehyd. Na przykład proces powstawania hemiacetalu z aldehydu octowego i metanolu możemy przedstawić równaniem:
   
   W równaniu tym dwie strzałki oznaczają, że hemiacetal już w czasie powstawania częściowo rozpada się z wytworzeniem na powrót aldehydu i alkoholu. Obie reakcje katalizowane są przez kwasy.
   W obecności nadmiaru alkoholu powstaje acetal, czyli produkt reakcji hemiacetalu i alkoholu:
   
   Aldehydy mające grupę hydroksylową w odpowiedniej odległości od grupy karbonylowej tworzą cykliczne hemiacetale

1. NAJWAŻNIEJSZE ALDEHYDY

Metanal- nazywany też aldehydem mrówkowym lub formaldehydem. Jest to bezbarwny gaz o bardzo nieprzyjemnym zapachu. Najczęściej stosuje się go w postaci roztworu 37-40% nazywanego formaliny. Formalina jest substancją silnie bakteriobójczą, dlatego przechowuje się w niej preparaty biologiczne. Formaldehyd przechowywany dłuższy czas, samorzutnie polimeryzuje, tworząc długie łańcuchy paraformaldehydu. Taki spolimeryzowany formaldehyd, nazywany para formaldehydem, jest w warunkach pokojowych ciałem stałym, słabo rozpuszczającym się w wodzie. Można zaobserwować go w butelkach z długo przechowywaną formaliną- w postaci białego osadu gromadzącego się na dnie naczynia. Formaldehyd stosowany jest głównie do produkcji tworzyw sztucznych takich jak żywice fenoloformaldehydowe, stosowane m.in do wyrobu klejów i lakierów.

Etanal- aldehyd octowy, lotna bezbarwna ciecz wrząca już w temperaturze 21°C. Pozostawiony w otwartym naczyniu w temperaturze pokojowej bardzo szybko wyparowuje. Otrzymywany przemysłowo aldehyd octowy jest substancją wyjściową wielu syntez organicznych, przede wszystkim syntezy kwasu octowego.