Aldehit
Els aldehits són composts orgànics caracterisats per posseir el grup funcional -CHO (carbonilo).[1] Un grup carbonilo és el que s'obté separant un àtom d'hidrogen del formaldehit. Com tal no té existència lliure, encara que pot considerar-se que tots els aldehits posseïxen un grup terminal carbonilo.
Els aldehits es denominen com els alcohols corresponents, canviant la terminació -ol per -al.[2] Etimológicamente, la paraula aldehit prové del llatí científic alcohol dehydrogenatum (alcohol deshidrogenado).[3]
Estructura i enllaç
[editar | editar còdic]Els aldehits presenten un carbono central que està unit per un doble enllaç a l'oxigen i un enllaç senzill a l'hidrogen i un enllaç senzill a un tercer sustituyente, que és el carbono o, en el cas del formaldehit, l'hidrogen. El carbono central sol descriure's com sp2-hibridado. El grup aldehit és alguna cosa polar. La llongitut d'enllaç Plantilla:Chem2 és d'uns 120-122 picómetros.[4]
Propietats
[editar | editar còdic]Propietats Físiques
[editar | editar còdic]- La doble unió del grup carbonilo es deu a que el grup carbonilo està polarisat[5] pel fenomen de resonància.
- Els aldehits en hidrogen sobre un carbono sp³ en posició alfa al grup carbonilo presenten isomeria tautomérica. Els aldehits s'obtenen de la deshidratació d'un alcohol primari en permanganato de potassi, la reacció té que ser dèbil, les cetones també s'obtenen de la deshidratació d'un alcohol, pero estes s'obtenen d'un alcohol secundari i igualment són deshidratados en permanganato de potassi i s'obtenen en una reacció dèbil, si la reacció de l'alcohol és fort, el resultat serà un àcit carboxílic respectivament.
Els aldehits tenen propietats diverses que depenen del restant de la molècula. Els aldehits més menuts són més solubles en aigua, formaldehit i acetaldehído completament. Els aldehits volàtils tenen olors penetrants.
Els aldehits poden identificar-se per métodos espectroscópicos. Per mig d'espectroscòpia IR, mostren una banda CO fort prop de 1700 cm-1. En els seus espectres de 1H NMR, el centre d'hidrogen del formilo absorbix prop de δH 9,5 a 10, que és una part distintiva de l'espectre. Esta senyal mostra l'acoplament característic a qualsevol protón del carbono α en una chicoteta constant d'acoplament típicament inferior a 3,0 Hz. Els espectres 13C NMR d'aldehits i cetones donen una senyal suprimida (dèbil) pero distintiva en C 190 a 205.
Propietats Químiques
[editar | editar còdic]- Es comporten com reductor, per oxidació l'aldehit dona àcits en igual número d'àtoms de carbono.
- La reacció típica dels aldehits i les cetones és l'adició nucleofílica.
Aplicacions i aparició
[editar | editar còdic]
Aldehits importants i composts relacionats. El grup aldehit (o grup formilo) està coloreado en roig. Des de l'esquerra: (1) formaldehit i (2) el seu trímer 1,3,5-trioxano, (3) acetaldehído i (4) el seu enol alcohol vinílico, (5) glucosa (forma piranosa com α-Plantilla:Sc-glucopiranosa), (6) el saborisant cinamaldehído, (7) retinal, que es forma en opsinas fotorreceptores, i (8) la vitamina piridoxal.
Aldehits naturals
[editar | editar còdic]En els olis essencials es troben traces de molts aldehits que a sovint contribuïxen a les seues olors favorables, per eixemple, cinamaldehído, celiandre i vainillina. Possiblement per l'alta reactivitat del grup formilo, els aldehits no són comuns en varis dels blocs de construcció naturals: aminoàcits, àcits nucleicos, lípits. No obstant, la majoria dels sucres són derivats d'aldehits. Estes aldosas existixen com hemiacetalés, una espècie de forma emmaixquerada de l'aldehit original. Per eixemple, en solució acuosa només una chicoteta fracció de la glucosa existix com a aldehit.
Nomenclatura
[editar | editar còdic]Es nomenen substituint la terminació -ol del nom del alcohol per -al. Els aldehits més simples (metanal i etanal) tenen atres noms que no seguixen l'estàndart de l'Unió Internacional de Química Pura i Aplicada (IUPAC) pero són més utilisats formaldehit i acetaldehído, respectivament, estos últims dos són noms trivials acceptats per la IUPAC. La série homòloga per als següents aldehits és: H-(CH
2)
n-CHO (n = 0, 1, 2, 3, 4, …)
| Número de carbono | Nomenclatura IUPAC | Nomenclatura trivial | Fòrmula | P.E.°C |
|---|---|---|---|---|
| 1 | Metanal | Formaldehit | HCHO | -21 |
| 2 | Etanal | Acetaldehído | CH 3CHO |
20,2 |
| 3 | Propanal | Propionaldehído Propilaldehído |
C 2H 5CHO |
48,8 |
| 4 | Butanal | n-Butiraldehído | C 3H 7CHO |
75,7 |
| 5 | Pentanal | n-Valeraldehído Amilaldehído n-Pentaldehído |
C 4H 9CHO |
103 |
| 6 | Hexanal | Capronaldehído n-Hexaldehído |
C 5H 11CHO |
100.2 |
| 7 | Heptanal | Enantaldehído Heptilaldehído n-Heptaldehído |
C 6H 13CHO |
48.3 |
| 8 | Octanal | Caprilaldehído n-Octilaldehído |
C 7H 15CHO |
Entre 55.381 i 55.389 (Aproximadament) |
| 9 | Nonanal | Pelargonaldehído n-Nonilaldehído |
C 8H 17CHO |
62.47 |
| 10 | Decanal | Caprinaldehído n-Decilaldehído |
C 9H 19CHO |
10.2 |
Per a nomenar aldehits com sustituyentes
Si és sustituyente d'un sustituyente
Els aldehits són funcions terminals, és dir que van al final de les cadenes.
Nomenclatura de cicles
| Localizador | Cadena Carbonada Principal | Carbaldehido | Eixemple |
|---|---|---|---|
| 1(es pot ometre) | Benceno | Carbaldehido | Archiu:Benzaldehyde.svg |
| 2,3 | Naftaleno | DiCarbaldehido | Archiu:2,3-diformylnaphthalene.png |
Si el cicle presenta atres sustituyentes menys importants li'ls nomene primers, aixina:
Archiu:Sustituyentes carb. caps block 47
Per a majors detalls consulte Nomenclatura d'aldehits
Reaccions dels aldehits
[editar | editar còdic]- Artícul principal → Reaccions d'aldehits.
Els aldehits aromàtics com el benzaldehído es dismutan en presència d'una base donant l'alcohol i l'àcit carboxílic corresponent:
2 C
6H
5CHO → C
6H
5CH
2OH + C
6H
5CO
2H
En aminas primàries donen les iminas corresponent en una reacció exotèrmica que a sovint és espontànea:
R-CH=O + H
2N-R' → R-CH=N-R'
En presència de substàncies reductores com alguns hidrurs o inclús atres aldehits poden ser reduïts a l'alcohol corresponent mentres que oxidants forts els transformen en el corresponent àcit carboxílic.
En cetones que porten un hidrogen sobre un carbono sp³ en presència de catalisadors àcits o bàsics es produïxen condensació tipo aldol.
En alcohols o tiolés en presència de substàncies higroscòpiques es poden obtindre acetalés per condensació. Com la reacció és reversible i els aldehits es recuperen en mig àcit i presència d'aigua esta reacció s'utilisa per a la protecció del grup funcional.
Síntesis
[editar | editar còdic]
Existixen varis métodos per a preparar aldehits, pero la tecnologia dominant és la hidroformilación.[6] Ilustrativa és la generació de butiraldehído per hidroformilación de propé:
- Per oxidació d'alcohols primaris
Es poden obtindre a partir de l'oxidació suau dels alcoholés primaris. Açò es pot portar a terme calfant l'alcohol en una dissolució àcida de dicromat de potassi (també hi ha atres métodos en els que s'ampra Cr en l'estat d'oxidació +6). El dicromat es reduïx a Cr3+
(de color vert). També per mig de l'oxidació de Swern, en la que s'ampra dimetilsulfóxido, (DMSO), dicloruro de oxalilo, (CO)
2Cl
2, i una base. Esquemáticamente el procés d'oxidació és el següent:[7]
- Per carbonilación.
- Per oxidació de halogenuros de llogue (Oxidació de Kornblum)
- Per reducció de àcit carboxílics o els seus derivats (éster, halogenuros de llogue).
Rutes oxidativas
[editar | editar còdic]Els aldehits es generen comunament per oxidació d'alcohols. En l'indústria, el formaldehit es produïx a gran escala per oxidació del metanol. L'oxigen és el reactiu d'elecció, per ser "vert" i barat. En el laboratori, s'utilisen agents oxidants més especialisats, pero els reactius de cromo(VI) són molt populars. L'oxidació pot conseguir-se calfant l'alcohol en una solució acidificada de dicromat potásico. En este cas, l'excés de dicromat oxidará encara més l'aldehit a un àcit carboxílic, per lo que o be l'aldehit és destilat tal com es forma (si volàtil) o s'utilisen reactius més suaus com el PCC.[7]
L'oxidació d'alcohols primaris per a formar aldehits pot conseguir-se en condicions més suaus i sense cromo amprant métodos o reactius com àcit IBX, periodinano de Dess-Martin, oxidació de Swern, TEMPO o l'oxidació de Oppenauer.
Una atra ruta d'oxidació significativa en l'indústria és el procés Wacker, pel que el etileno es oxida a acetaldehído en presència de catalisadors de coure i paladi (el acetaldehído també es produïx a gran escala per hidratació del acetileno).
A escala de laboratori, els α-hidroxiácidos s'utilisen com precursors per a preparar aldehits per mig d'escissió per oxidativa.[8][9]
Síntesis d'aldehits aromàtics
[editar | editar còdic]Métodos d'especialitat
[editar | editar còdic]| Nom de la reacció | Substrat | Comentaris |
|---|---|---|
| Ozonólisis | Alquenos | La ozonólisis de alquenos no totalment substituïts dona lloc a aldehits despuix d'una elaboració reductora. |
| Reducció orgànica | Éster | Reducció d'un éster en hidrur de diisobutilaluminio (DIBAL-H) o hidrur d'alumini i sodi. |
| Reacció de Rosenmund | Clorur de acilo | Clorur de acilo selectivament reduïts a aldehits. L'hidrur de liti tri-t-butoxialuminio (Plantilla:Chem2) és un reactiu eficaç.cita requerida |
| Reacció de Wittig | Cetonas | Una reacció de Wittig modificada utilisant metoximetilentrifenilfosfina com a reactiu. |
| Reacció de formilación | Nucleófilo arenos | Diverses reaccions, per eixemple la reacció de Vilsmeier-Haack. |
| Reacció de Nef | Nitrocompuestos | l'àcit hidrólisis d'un primari per a formar un aldehit. |
| oxidació de Kornblum | Haloalcanos | L'oxidació d'un halur primari en dimetilsulfóxido per a formar un aldehit. |
| Reacció de Zincke | Piridinas | |
| Síntesis de l'aldehit de Stephen | Nitrils | Hidrólisis d'una sal d'iminio generada per clorur d'estany(II) i HCl per a formar un aldehit. |
| Hidrólisis de halogenuro de gemina | Geminal dihaluros | Hidrólisis de primaris dihaluros gemínicos per a produir aldehits. |
| Síntesis de Meyers | Oxazinas | Hemiaminal hidrólisis de oxazina en aigua i àcit oxálico per a produir un aldehit. |
| Variació de la Transposició de Hofmann[10][11] | insaturados o α-hidroxi amidas | Aldehits per mig de la hidrólisis d'un intermig carbamato. |
| Reacció de McFadyen-Stevens | Hidrazidas | Base-catalizada Descomposició tèrmica de acilsulfonilhidrazidas. |
| Biotransformación | Alquenos | Liofilizados cultius celulars de Trametes hirsuta en presència d'oxigen.[12] |
Usos
[editar | editar còdic]Els aldehits s'utilisen principalment per a la fabricació de resinas, plàstics, solvents, pintures, perfums, essències.
Els aldehits estan presents en numerosos productes naturals i grans varietats d'ells són de la pròpia vida quotidiana. La glucosa per eixemple existix en una forma oberta que presenta un grup aldehit. l'acetaldehído format com a intermig en la metabolización es creu responsable en gran mida dels síntomes de la ressaca despuix de l'ingesta de begudes alcohòliques i en efecte és l'autèntic responsable de l'embriaguea ya que l'alcohol etílico es transforma en este compost al metabolizarse dins de l'organisme.
El formaldehit és un conservant que es troba en algunes composicions de productes cosmètics. No obstant esta aplicació deu ser vista en cautela ya que en experiments en animals el compost ha demostrat un poder cancerígeno. També s'utilisa en la fabricació de numerosos composts químics com la baquelita, la melamina, etc. Ademés, és el que s'usa per a la preservació dels cadàvers en els tanatoris i és altament tòxic podent causar la mort si és ingerit. En efecte, si s'ingerix alcohol metílico es transforma en formaldehit (cridat també formol) i és un verí molt violent.
Referències
[editar | editar còdic]- ↑ (2000) Diccionari de ciències (en és), Editorial Complutense. ISBN 9788489784802.
- ↑ el&hl=és&sa=X&vore=0ahUKEwiRhI_FycjXAhVJEewKHY9iAc0Q6AEILDAB#v=onepage&q=aldeh%C3%ADdos%20ol%20per%20a el&f=false Química 2 (SEP) (en és), Edicions Llindar. ISBN 9789685607513.
- ↑ Diccionario de la lengua española
- ↑ G. Berthier, J. Serre (1966). «Aspectes generals i teòrics del grup carbonilo», Saul Patai (ed.). El grup carbonilo (vol. 1), John Wiley & Sons, pp. 1-77. doi:10.1002/9780470771051.ch1. ISBN 9780470771051.
- ↑ Fieser, Louis F.; Fieser, {{{nom2}}} (1981). Química orgànica fonamental (en és), Reverte. ISBN 9788429171617.
- ↑ Bertleff, W.; Roeper, M. i Sava, X. (2003) "Carbonylation" in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Wiley-VCH: Weinheim. doi:10.1002/14356007.a05_217.pub2
- ↑ 7,0 7,1 Plantilla:OrgSynth
- ↑ “Oxidation of some α-hydroxy-acids with lead tetraacetate” . Bulletin of the Chemical Society of Japan 9 (1): 8–14.
- ↑ “Oxidative cleavage of α-diols, α-diones, α-hydroxy-ketones and α-hydroxy- and α-keto acids with calcium hypochlorite [Ca(OCl)2]” . Tetrahedron Letters 23 (31): 3135–3138.
- ↑ “Einwirkung von Natriumhypochlorit auf Amide ungesättigter Säuren” . Justus Liebigs Annalen der Chemie 401 (1): 1-20. doi:.
- ↑ The Hofmann Reaction (vol. 3), pp. 267–306. doi:10.1002/0471264180.or003.07. ISBN 9780471005285.
- ↑ Métodos pràctics per a biocatálisis i biotransformaciones 2, Chichester, West Sussex: John Wiley & Sons, Ltd., pp. 199–202. ISBN 9781119991397.
- Este artícul conté una traducció derivada de «Aldehído» de Wikipedia en castellà publicada baix la Llicència de documentació lliure de GNU i la Llicència Creative Commons Reconeiximent-CompartirIgual 4.0 Internacional.