آلدئید چیست (آلدهید)

آلدئید (آلدهید) (از لاتین جدید al coholus dehyd rogenatus، ” الکل دهیدراته ” یا “الکلی که هیدروژن از آن حذف شده است”) ترکیبات شیمیایی با گروه عاملی -CHO هستند که گروه آلدئیدی یا گروه فرمیل نیز نامیده می شود. برخلاف کتون ها، گروه کربونیل آلدئیدها حامل یک هیدروژن و یک جایگزین کربن هستند. یک استثنا ساده ترین آلدئید، متانال ( فرمالدئید ) است که دارای دو جایگزین هیدروژن است. آلدهیدها با یک رادیکال آلکیل (به عنوان مثال آلکانمشتقات) به عنوان قلیایی نامیده می شوند . سری همولوگ آنها از نظر نامگذاری از سری همولوگ آلکان ها مشتق شده است. همچنین آلدئیدهای متعددی وجود دارد – مانند گلیوکسال ، ساده ترین دی آلدئید.

فهرست آلدئید (آلدهید)

• 1نامگذاری
  • 1.1سری همولوگ قلیایی ها
• 2مشخصات
• 3به وقوع پیوستن
• 4تولید
• 5استفاده کنید
• 6اهمیت فیزیولوژیکی
• 7اثبات
• 8طیف سنجی آلدئیدها
• 9واکنش ها
  • 9.1افزودن هسته دوست
  • 9.2اضافه کردن آب
  • 9.3افزودن الکل ها
  • 9.4افزودن نوکلئوفیل های نیتروژن
  • 9.5واکنش آلدول
  • 9.6واکنش آلدول مخلوط
  • 9.7کوپلینگ پیناکول
• 10موارد

نامگذاری آلدئید (آلدهید) 

بر اساس نامگذاری IUPAC ، آلدئیدها به نام آلکان با همان تعداد اتم کربن با پسوند -al یا -carbaldehyde داده می شوند. بر این اساس، آلدهید حاصل از متان را متانال و آلدهید حاصل از اتان را اتانال می نامند . اگر گروه عملکردی دیگری اولویت بیشتری داشته باشد، از پیشوند “Formyl-” استفاده می شود. از طرف دیگر، اگر ترکیب یک محصول طبیعی یا یک اسید کربوکسیلیک باشد، پیشوند “Oxo-” انتخاب می شود.

نام بی اهمیت از نام لاتین اسید کربوکسیلیک گرفته شده است که با افزودن یک اتم اکسیژن تشکیل می شود . برای متانال (H-CHO) این اسید فرمیک (lat. acidum formicum ، H-COOH)، بنابراین فرمالدئید ، برای اتانال آن اتانوئیک اسید (lat. acidum ace icum، CH 3 -COOH)، از این رو استالدئید است . نام‌های بی‌اهمیت هر آلدئید اغلب از نظر دستوری مذکر هستند ، به عنوان مثال. B. استالدئید ، اما با توجه به Duden نیز خنثی ، به طوری کهاستالدئید. در مقابل، نمایندگان قلیایی ها همیشه خنثی هستند، به عنوان مثال. ب. اتانال . نام های بی اهمیت دیگر بر این اساس مشتق شده اند. اسیدهای دی کربوکسیلیک که در آنها یک گروه کربوکسیلیک اسید به یک گروه آلدهید کاهش یافته است، گاهی اوقات نیمه آلدئید نامیده می شوند .

سری همولوگ قلیایی 

عدد (اتم C)	نامگذاری IUPAC	نام های بی اهمیت	فرمول مولکولی	فرمول ساختاری	نقطه جوش بر حسب درجه سانتی گراد
1	متانال	فرمالدئید	CH2O _ _		_
2	اتانال	استالدئید	C2H4O _ _ _ _		20.1
3	پروپانال	پروپیالدئید پروپیل آلدئید	C3H6O _ _ _ _		48
4	بوتانال	n- بوتیریک آلدئید	C4H8O _ _ _ _		74.8
5	پنتانال	والرآلدئید آمیل آلدهید n -پنتالدئید	C5H10O _ _ _ _		103
6	هگزانال	کاپروآلدئید n -هگزالدئید	C6H12O _ _ _ _		131
7	هپتانال	انانتالدئید هپتیل آلدئید n -هپتالدئید	C7H14O _ _ _ _		152.8
8	اکتانال	کاپریل آلدهید n -اکتیل آلدهید	C8H16O _ _ _ _		171
9	غیرنال	پلارگونالدئید n -nonylaldehyde	C9H18O _ _ _ _		191
10	دکانال	کاپریک آلدهید n -دسیل آلدهید	C10H20O _ _ _ _		_
11	دکانال	hendecanal n -اندسیلآلدئید	C11H22O _ _ _ _		117 (18 میلی‌بار )
12	دوازدهه	لوریک آلدهید دودسیل آلدهید	C12H24O _ _ _ _		238
14	تترادکانال	میریستیل آلدهید تترادسیل آلدهید	C14H28O _ _ _ _		260

فرمول مولکولی کلی قلیایی ها Cn H 2 n O ( n = 0، 1، 2، 3، 4، …) است.

همچنین بسیاری از گروه های دیگر از آلدئیدها وجود دارد که نام های تاریخی بیشتر برای آنها استفاده می شود:

• آکرولئین از پروپن – یک آلکن مشتق شده است  .
• بنزآلدهید از بنزن مشتق شده است ، بنابراین یک آریل آلدهید است.
• فورفورال (فورفورال، فوران-2-کاربالدئید) از فوران مشتق شده است ، بنابراین یک هتروآلدئید است. [3]

خواص آلدئید (آلدهید)

نیروهای دوقطبی-دوقطبی بین گروه‌های آلدهیدی قلیایی‌ها به وجود می‌آیند زیرا پیوند دوگانه C=O بسیار قطبی است. پیوندهای هیدروژنی تشکیل نمی شوند زیرا اتم هیدروژن با پیوند اکسیژن وجود ندارد. بنابراین، نقطه جوش آلدئیدها بین الکل ها و آلکان ها است. آلدئیدها می توانند با آب پیوند هیدروژنی ایجاد کنند زیرا اتم اکسیژن دارای دو جفت تک الکترون است و قطبش منفی است. بنابراین آلدئیدهای با زنجیره کوتاه به راحتی در آب محلول هستند. در مورد آلدئیدهای با زنجیره بلندتر، اثر رادیکال‌های آلکیل غیرقطبی غالب است و ترکیبات را در آب نامحلول می‌کند. بسیاری از آلدئیدها بوی مشخصی دارند.

وقوع آلدئید (آلدهید)

آلدئیدها به طور گسترده ای به عنوان طعم دهنده در غذاها مانند شراب استفاده می شوند . اینها اغلب در میوه ها و سبزیجات از مواد حاوی اسید اولئیک ، لینولئیک یا لینولنیک در هنگام برداشت، خرد کردن یا آماده سازی به وجود می آیند. هگزانال را می توان به عنوان مثال یافت. ب در سیب، گلابی، هلو و گیلاس. ( E ) -2-هگزنال در سیب، هلو، گیلاس و آلو، ایزومر ( Z )-2-هگزنال در سیب، گلابی، پرتقال و توت فرنگی یافت می شود. ( Z )-3-nonenal در خیار در کنار ( E , E )-2,4-nonadienal, ( E , Z) وجود دارد.)-2،6-nonadienal و ( Z , Z )-3،6-nonadienal به عنوان طعم دهنده خوشبو. [4]

با این حال، بالاتر از یک غلظت مشخص، چنین ترکیبات کربونیل اغلب به عنوان رایحه های ترشی، ماهی، فلزی یا مقوا مانند ارزیابی می شوند و باعث ایجاد طعم کلی قدیمی می شوند. [4]

تولید  آلدئید (آلدهید)

آلدهیدها از اکسیداسیون ملایم الکل های اولیه در محیط غیر آبی تشکیل می شوند. آنها می توانند بیشتر به اسیدهای کربوکسیلیک اکسید شوند.

از نظر فنی مهمترین فرآیند برای تولید آلدئیدها سنتز اکسو است که هیدروفرمیلاسیون نیز نامیده می شود . یک آلکن با مخلوطی از مونوکسید کربن و هیدروژن در حضور یک کاتالیزور مناسب واکنش نشان می دهد:

استفاده آلدئید (آلدهید)

فرمالدئید (متانال) در مقادیر زیادی (21 میلیون تن در سال در سراسر جهان) بیش از هر آلدئید دیگری تولید می شود. این ماده به عنوان ضد عفونی کننده، به عنوان نگهدارنده برای کالاهای فاسد شدنی مانند لوازم آرایشی (محلول فرمالین) و به عنوان ماده اولیه در صنایع شیمیایی استفاده می شود . تا سال 1990، بیشترین مقدار در صنعت پلاستیک به آمینوپلاست و فنوپلاست تبدیل شد . در پزشکی، متانال در محلول 4 تا 8 درصد (فرمالین) به عنوان تثبیت کننده در هیستوتکنیک استفاده می شود .

آلدئیدها و کتون ها همچنین برای ساخت پلاستیک ، حلال ، رنگ ، عوامل برنزه کننده ، عطرها و داروها استفاده می شوند. با شروع از آکرولئین ، DL- متیونین، یک افزودنی خوراک ، در مقادیر بیش از 100000 تن در سال تولید می شود .

در پزشکی از فرمالدئید و گلوتارآلدئید به عنوان ضدعفونی کننده سطوح و ابزار استفاده می شود. هر دو آلدهید فعالیت خوبی در برابر بسیاری از میکروارگانیسم های مختلف دارند . به ویژه، ویروس های بدون پوشش و باکتری های تشکیل دهنده هاگ (مانند سیاه زخم )، که فقط برای چند ماده ضد عفونی کننده قابل دسترسی هستند، از این طریق قابل دسترسی هستند. از آنجایی که آلدئیدها بر روی پوست و غشاهای مخاطی اثر تحریک کنندگی دارند و گهگاه باعث ایجاد آلرژی می شوند، این عوامل باید با احتیاط مورد استفاده قرار گیرند. [5]

آلدئیدها از سال 1921 در تولید عطر استفاده شده اند ( شانل شماره 5 ).

اهمیت فیزیولوژیکی آلدئید (آلدهید)

تعدادی آلدئید در متابولیسم سلول ها یافت می شود. استالدهید (اتانال) که در جریان تجزیه اتانول تولید می شود و در ایجاد به اصطلاح خماری الکل نقش دارد ، نقش ویژه ای دارد .

شواهد

• تست عالی
• تست شکست خوردن
• نمونه شیف

طیف سنجی آلدئید (آلدهید)

در طیف IR آلدئیدها و کتون ها ، نوار کششی مشخصه C=O در محدوده 1690-1750 سانتی متر -1 یافت می شود .

در 13 طیف C-NMR، سیگنال اتم کربن کربونیل آلدئیدها و کتون ها در محدوده 195 و 210 ppm یافت می شود. پروتون مربوط به گروه آلدهید را می توان در طیف 1H NMR به عنوان یک سیگنال تیز در حدود 10 ppm یافت. این ویژگی شناسایی با استفاده از طیف‌سنجی NMR را بسیار آسان می‌کند، زیرا تنها تعداد کمی از پروتون‌ها دارای رزونانس در این محدوده بالا هستند. [6]

واکنش آلدئید (آلدهید)

آلدهیدها ترکیبات واکنشی هستند و به راحتی می توانند به اسیدهای کربوکسیلیک اکسید شوند .

• پیوند C=O گروه کربونیل به شدت قطبی با بار مثبت جزئی (δ+) روی اتم کربن است که در معرض حمله هسته دوست است .
• آلدئیدهایی با یک اتم هیدروژن متصل به اتم α-کربن بلافاصله در مجاورت گروه کربونیل می توانند در فرم کتو و انول وجود داشته باشند – به توتومریسم کتو-انول مراجعه کنید .
• در مورد آلدهیدها، مشاهده می شود که اتم های هیدروژن روی اتم کربن مجاور گروه کربونیل به طور قابل توجهی اسیدی تر از اتم های هیدروژن روی اتم های کربن “عادی” هستند. از یک طرف، این به این دلیل است که کربن کربونیل دارای کمبود الکترون بسیار است و یک اثر -I روی پیوندهای همسایه اعمال می کند. از طرف دیگر، بار منفی می تواند پس از deprotonation به اکسیژن گروه کربونیل تبدیل شود. ( اثر -M ).

افزودن هسته دوست آلدئید (آلدهید)

پس از حمله توسط هسته دوست، جفت الکترون π به طور کامل به سمت اکسیژن با بار منفی می رود . در حلال پروتیک ، این با پذیرش پروتون متعادل می شود و یک گروه OH به جای گروه کربونیل ایجاد می کند.

اضافه کردن آب آلدئید (آلدهید)

آب + آلدهید ⇒ هیدرات آلدهید ( جمینال دیول )

در محلول آبی، آلدئیدها با جم دیول مربوطه، یعنی هیدروکربنی با دو گروه هیدروکسی روی یک اتم کربن، در تعادل هستند . معمولاً تعادل در سمت آلدهید است. با این حال، در مورد تری کلرواستالدهید ، تعادل در سمت دیول جمینال است.

افزودن الکل ها آلدئید (آلدهید)

الکل + آلدهید ⇒ همی استال

همی استال + الکل ⇒ استال + آب

مثال: حلقه بستن دکستروز (گلوکز)

همچنین ببینید: تشکیل استال

افزودن نوکلئوفیل های نیتروژن آلدئید (آلدهید)

پریم آمین + آلدهید ⇒ ایمین (باز شیف) + آب

ثانیه آمین + آلدهید ⇒ انامین + آب

اکسیداسیون به اسید کربوکسیلیک (برای اثبات مهم است)

واکنش آلدول  آلدئید (آلدهید)

اتم H اسیدی CH در موقعیت α- می تواند توسط بازها جدا شود . آنیون انولات حاصل به کربن کربونیل یک مولکول آلدئیدی دیگر اضافه می کند. یک آلدول تشکیل می شود که محصول افزودنی الکل (گروه OH) و آلدئید است. به این ترتیب می توان اوراق قرضه CC را تشکیل داد. اگر آلدول تشکیل شده پس از آن کم آب شود، به آن تراکم آلدول می گویند و آلدئیدهای غیراشباع α، β تشکیل می شوند.

واکنش آلدول مخلوط آلدئید (آلدهید)

به عنوان یک قاعده، واکنش های آلدول مخلوط را نمی توان در یک واکنش یک گلدانی انجام داد، زیرا چهار محصول ممکن می توانند و تشکیل می شوند. یک استثنا زمانی است که یکی از دو آلدئید نمی تواند انولیزه شود، یعنی اتم H اسیدی CH نداشته باشد. در این حالت فقط آلدول مخلوط امکان پذیر است. نمونه ای از آلدئیدهای غیر قابل انولیزاسیون آلدئیدهای معطر هستند (نگاه کنید به: بنزآلدئید ). به این ترتیب، سینامالدئید ، یک عطر مهم، در تراکم Knoevenagel به دست می آید .

کوپلینگ پیناکول

اگر آلدهیدها با یک فلز قلیایی (مثال: سدیم ) واکنش دهند ، یک آنیون رادیکال تشکیل می شود که به سرعت دیمر می شود. هیدرولیز یک پیناکول (نام سنتی 1،2- دیول ، یعنی دیول با گروه‌های هیدروکسی مجاور ) به دست می‌دهد. با شروع از α،ω-دی آلدهید ، 1،2-دیول های حلقوی به طور مشابه توسط یک واکنش درون مولکولی به دست می آیند.