กลับไปหน้าบทความ

อ่าน 9 นาที

อัลดีไฮด์

ในเคมีอินทรีย์อั ล ดีไฮด์ ( / ˈ æ l d ɪ h aɪ d / ) (ละติน: แอลกอฮอล์ดีไฮ โดรจีเน ตัม, แอลกอฮอล์ที่ถูกดีไฮโดร จีเนต ) เป็นสารประกอบอินทรีย์ที่มีหมู่ฟังก์ชันที่มีโครงสร้างR−CH=O...

อัลดีไฮด์

โครงสร้างของอัลดีไฮด์
โครงสร้างของอัลดีไฮด์

ในเคมีอินทรีย์อั ล ดีไฮด์ ( / ˈ æ l d ɪ h d / ) (ละติน: แอลกอฮอล์ดีไฮ โดรจีเน ตัม, [ 1 ]แอลกอฮอล์ที่ถูกดีไฮโดร จีเนต ) เป็นสารประกอบอินทรีย์ที่มีหมู่ฟังก์ชันที่มีโครงสร้างR−CH=O [ 2 ] หมู่ฟังก์ชันนั้นเอง (โดยไม่รวมโซ่ข้าง "R" ) สามารถเรียกว่าอัลดีไฮด์ได้แต่ยังสามารถจัดประเภทเป็นหมู่ฟอร์มิลได้ อีกด้วย อัลดีไฮด์เป็นโครงสร้างที่พบได้ทั่วไปในสารเคมีหลายชนิดที่มีความสำคัญในด้านเทคโนโลยีและชีววิทยา[ 3 ] [ 4 ]

โครงสร้างและพันธะ

โมเลกุลของอัลดีไฮด์มีอะตอมคาร์บอนตรงกลางที่เชื่อมต่อกับออกซิเจนด้วยพันธะคู่ พันธะเดี่ยวกับไฮโดรเจน และพันธะเดี่ยวอีกพันธะหนึ่งกับหมู่แทนที่ที่สาม ซึ่งเป็นคาร์บอนหรือในกรณีของฟอร์มาลดีไฮด์คือไฮโดรเจน อะตอมคาร์บอนตรงกลางมักถูกอธิบายว่าเป็นไฮบริดแบบsp²หมู่ของอัลดีไฮด์ค่อนข้างมีขั้ว ความยาวพันธะ C =Oอยู่ที่ประมาณ 120–122 พิโคเมตร[ 5 ]

คุณสมบัติทางกายภาพและการจำแนกลักษณะ

อัลดีไฮด์มีคุณสมบัติที่หลากหลายและขึ้นอยู่กับส่วนที่เหลือของโมเลกุล อัลดีไฮด์ขนาดเล็ก เช่นฟอร์มาลดีไฮด์และอะเซทัลดีไฮด์ละลายน้ำได้ ในขณะที่อัลดีไฮด์ระเหยง่ายมีกลิ่นฉุน

สามารถระบุอัลดีไฮด์ได้ด้วยวิธีการทางสเปกโทรสโกปี โดยใช้สเปกโทรสโกปี IRจะแสดง แถบ ν CO ที่แรง ใกล้ 1700 cm⁻¹ ในสเปกตรัม¹H NMRศูนย์ไฮโดรเจนฟอร์มิลจะดูดกลืนแสงใกล้δH  9.5 ถึง 10 ซึ่งเป็นส่วนที่โดดเด่นของสเปกตรัม สัญญาณนี้แสดงการคัปปลิ้งลักษณะเฉพาะกับโปรตอนใดๆ บนคาร์บอน α โดยมีค่าคงที่การคัปปลิ้งขนาดเล็ก โดยทั่วไปน้อยกว่า 3.0 Hz สเปกตรัม ¹³C NMR ของอัลดีไฮด์และคีโตนให้สัญญาณที่ถูกกด (อ่อน) แต่โดดเด่นที่δC 190  ถึง 205

การใช้งานและการเกิดขึ้น

อัลดีไฮด์ที่สำคัญและสารประกอบที่เกี่ยวข้องกลุ่มอัลดีไฮด์ (หรือกลุ่มฟอร์มิล ) มีสีแดง จากซ้าย: (1) ฟอร์มาลดีไฮด์และ (2) ไตรเมอร์1,3,5-ไตรออกเซน (3) อะเซทัลดีไฮด์และ (4) อีโนลไวนิลแอลกอฮอล์ (5) กลูโคส (รูปแบบไพราโนสเป็น α- D-กลูโคไพราโนส) (6) สารแต่งกลิ่นรสซินนามัลดีไฮด์ (7) เรตินัลซึ่งเกิดกับตัวรับแสงออปซิน และ (8) วิตามินไพริดอกซา

อัลดีไฮด์ที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติ

พบร่องรอยของอัลดีไฮด์หลายชนิดในน้ำมันหอมระเหยและมักเป็นส่วนประกอบที่ทำให้เกิดกลิ่นหอม เช่นซินนามัลดีไฮด์ ผักชีและวานิลลินอาจเป็นเพราะหมู่ฟอร์มิลมีความไวต่อปฏิกิริยาสูง อัลดีไฮด์จึงไม่ค่อยพบในโมเลกุล "หน่วยโครงสร้าง" อินทรีย์ เช่น กรดอะมิโน กรดนิวคลีอิก และไขมัน อย่างไรก็ตาม น้ำตาลส่วนใหญ่เป็นอนุพันธ์ของอัลดีไฮด์ อัลโดส เหล่านี้ มีอยู่ในรูปของเฮมิอะ ซีทัล ซึ่งเป็นรูปแบบที่ซ่อนเร้นของอัลดีไฮด์ดั้งเดิม ตัวอย่างเช่น ในสารละลายในน้ำ กลูโคสเพียงส่วนน้อยเท่านั้นที่อยู่ในรูปของอัลดีไฮด์

สังเคราะห์

ไฮโดรฟอร์มิเลชัน

ในบรรดาวิธีการเตรียมอัลดีไฮด์หลายวิธี[ 3 ]เทคโนโลยีที่โดดเด่นอย่างหนึ่งคือไฮโดรฟอร์มิเลชัน [ 6 ] ไฮโดรฟอร์มิเลชันดำเนินการในระดับใหญ่มากสำหรับอัลดีไฮด์ที่หลากหลาย โดยเกี่ยวข้องกับการบำบัดแอลคีนด้วยส่วนผสมของก๊าซไฮโดรเจนและคาร์บอนมอนอกไซด์ในที่ที่มีตัวเร่งปฏิกิริยาโลหะ ตัวอย่างเช่น การสร้างบิวทิรัลดีไฮด์โดยไฮโดรฟอร์มิเล ชัน ของโพรพิลีน :

H 2 + CO + CH 3 CH=CH 2 → CH 3 CH 2 CH 2 CHO

หนึ่งในปัญหาที่เกิดขึ้นจากกระบวนการนี้คือการเกิดไอโซเมอร์ เช่น ไอโซบิวทิรัลดีไฮด์:

H 2 + CO + CH 3 CH=CH 2 → CH 3 CH(CHO)CH 3

เส้นทางออกซิเดชัน

การดำเนินงานที่ใหญ่ที่สุดเกี่ยวข้องกับเมทานอลและเอทานอลตามลำดับเพื่อผลิตฟอร์มาลดีไฮด์และอะเซทัลดีไฮด์ซึ่งผลิตได้ในปริมาณหลายล้านตันต่อปี อัลดีไฮด์ขนาดใหญ่อื่นๆ ผลิตโดยการออกซิเดชันอัตโนมัติของไฮโดรคาร์บอน ได้แก่เบนซัลดี ไฮด์ จากโทลู อี น อะโคร ลี น จากโพรพิลีนและเมทาโครลีนจากไอโซบิวทีน [ 7 ] [ 8 ] ในกระบวนการWackerยังมีการใช้การออกซิเดชันของเอทิลีนเป็นอะเซทัลดีไฮด์ในที่ที่มีตัวเร่งปฏิกิริยาทองแดงและแพลเลเดียม ออกซิเจน (หรืออากาศ) ที่ " เป็นมิตร ต่อสิ่งแวดล้อม " และราคาถูกเป็นสารออกซิไดซ์ที่เลือก ใช้

ห้องปฏิบัติการอาจใช้ สารออกซิไดซ์เฉพาะทางหลากหลายชนิดแทนซึ่งมักจะถูกใช้ไปในปริมาณที่เหมาะสมสารรีเอเจนต์โครเมียม(VI) เป็นที่นิยมการออกซิเดชันสามารถทำได้โดยการให้ความร้อนแอลกอฮอล์กับสารละลายโพแทสเซียมไดโครเมต ที่เป็นกรด ในกรณีนี้ไดโครเมต ส่วนเกิน จะออกซิไดซ์อัลดีไฮด์ต่อไปเป็นกรดคาร์บอกซิลิก ดังนั้นจึงต้อง กลั่นอัลดีไฮด์ออกเมื่อเกิดขึ้น (หากระเหยได้ ) หรือ ใช้สารรีเอเจนต์ที่อ่อนกว่า เช่นPCC [ 9 ]

ระบบรีเอเจนต์หลายชนิดสามารถสังเคราะห์อัลดีไฮด์ได้ภายใต้สภาวะที่ปราศจากโครเมียม หนึ่งในนั้นคือสารประกอบออร์กาโนไอโอดีนที่มีวาเลนซ์สูง (เช่นกรด IBX , เดส-มาร์ติน เพอร์ไอโอดีเนน ) แม้ว่าสารเหล่านี้มัก จะ ออกซิไดซ์ตำแหน่ง α ด้วย เช่นกัน กรด Lux -Floodจะกระตุ้นซัลฟอกไซด์ต่างๆ (เช่นปฏิกิริยาออกซิเดชันของ Swern ) และเอมีนออกไซด์จะเปลี่ยน แอ ลคิลเฮไลด์ให้เป็นอัลดีไฮด์ (เช่นปฏิกิริยาออกซิเดชันของ Ganem ) ไนทรอกซิลที่มีหมู่แทนที่ขนาดใหญ่(เช่นTEMPO ) สามารถเร่งปฏิกิริยาการสร้างอัลดีไฮด์ด้วยสารออกซิไดซ์ที่ราคาถูกกว่าได้

อีกทางเลือกหนึ่งคือไดออลที่อยู่ติดกันหรือผลที่ตามมาจากการออกซิเดชัน ( อะซิโลอินหรือกรดอัลฟาไฮดรอกซี ) สามารถถูกออกซิไดซ์ด้วยการแตกตัวเป็นอัลดีไฮด์สองตัวหรืออัลดีไฮด์หนึ่งตัวและคาร์บอนไดออกไซด์[ 10 ] [ 11 ]

วิธีการเฉพาะทาง

ชื่อปฏิกิริยาสารตั้งต้นความคิดเห็น
โอโซนไลซิสอัลคีนการเตรียมตัวอย่างแบบรีดิวซ์; ให้ผลคล้ายกันกับออกซิเจนเชิงเดี่ยวโดยไม่ต้องเตรียมตัวอย่างเพิ่มเติม
การลดคาร์บอนิลเอสเทอร์ , อะไมด์การลดเอสเทอร์ด้วยไดไอโซบิวทิลอะลูมิเนียมไฮไดรด์ ( DIBAL-H ) ​​หรือโซเดียมอะลูมิเนียมไฮไดรด์ดูเพิ่มเติมที่การลดเอไมด์
ปฏิกิริยาโรเซนมุนด์อะซิลคลอไรด์เอซิลคลอไรด์ จะถูกรีดิวซ์อย่างเลือกสรร ให้กลาย เป็นอัลดีไฮด์ ลิเธียมไตร-ที-บิวทอกซีอะลูมิเนียมไฮไดรด์ ( LiAlH(O t Bu) 3 ) เป็นรีเอเจนต์ที่มีประสิทธิภาพ
ปฏิกิริยาของวิททิกคีโตนปฏิกิริยา Wittig ที่ดัดแปลงโดยใช้เมทอกซีเมทิลีนไตรฟีนิลฟอสฟีนเป็นสารทำปฏิกิริยา
ปฏิกิริยาฟอร์มิเลชันอะรีนนิวคลีโอฟิลิกปฏิกิริยาต่างๆ เช่นปฏิกิริยา Vilsmeier-Haackเป็นต้น
ปฏิกิริยาเนฟสารประกอบไนโตรการไฮโดรไลซิสด้วยกรด ของ สารประกอบไนโตร ปฐมภูมิเพื่อสร้างอัลดีไฮด์
การออกซิเดชันของคอร์นบลูมฮาโลอัลเคนปฏิกิริยาออกซิเดชันของเฮไลด์ปฐมภูมิกับไดเมทิลซัลฟอกไซด์เพื่อสร้างอัลดีไฮด์
ปฏิกิริยาซิงค์ไพริดีนอัลดีไฮด์ซิงค์ที่เกิดขึ้นในปฏิกิริยาที่แตกต่างกัน
การสังเคราะห์อัลดีไฮด์ของสตีเฟนไนไตรล์การไฮโดรไลซิสของ เกลือ อิมิเนียมที่สร้างขึ้นโดยดีบุก(II) คลอไรด์และHClเพื่อสร้างอัลดีไฮด์
การไฮโดรไลซิสของเจมินัลเฮไลด์เจมินัลไดฮาไลด์การไฮโดรไลซิสของ เจมินัลไดเฮไลด์ปฐม ภูมิเพื่อให้ได้อัลดีไฮด์
การสังเคราะห์ของไมเยอร์สออกซาซีนการไฮโดรไลซิสของเฮ มิอะมินอลออกซาซีนด้วยน้ำและกรดออกซาลิกเพื่อให้ได้อัลดีไฮด์
รูปแบบการจัดเรียงใหม่ของ Hofmann [ 12 ] [ 13 ]เอไมด์ ไม่อิ่มตัวหรือα-ไฮดรอกซีเอไมด์อัลดีไฮด์ผ่านปฏิกิริยาไฮโดรไลซิสของคา ร์บาเมตที่เป็นสารตัวกลาง
ปฏิกิริยาของ McFadyen-Stevensไฮดราไซด์การสลายตัวด้วยความร้อนของอะซิลซัลโฟนิลไฮดราไซด์ โดย ใช้ เบสเป็นตัวเร่ง ปฏิกิริยา
การเปลี่ยนแปลงทางชีวภาพอัลคีนเซลล์เพาะเลี้ยงTrametes hirsuta ที่ผ่าน การทำให้แห้งแบบเยือกแข็งในสภาวะที่มีออกซิเจน[ 14 ]
การกำจัดคาร์บอนิลกรดอัลฟาไฮดรอกซีโดยใช้กรดซัลฟิวริกเข้มข้นเป็นตัวเร่งปฏิกิริยา

ปฏิกิริยาทั่วไป

อัลดีไฮด์มีส่วนร่วมในปฏิกิริยาหลายอย่าง[ 3 ]ปฏิกิริยาที่เกี่ยวข้องกับอุตสาหกรรมบางส่วน:

จากมุมมองทางชีววิทยา ปฏิกิริยาหลักเกี่ยวข้องกับการเติมนิวคลีโอไฟล์ไปยังคาร์บอนฟอร์มิลในการสร้างอิมิน (การกำจัดอะมิโนแบบออกซิเดชัน) และเฮมิอะซีทัล (โครงสร้างของน้ำตาลอัลโดส) [ 15 ] [ 3 ]

ปฏิกิริยาของกรด-เบส

เนื่องจากการทำให้เสถียรด้วยเรโซแนนซ์ของเบสคู่ควบไฮโดรเจนอัลฟาในอัลดีไฮด์จึงมีฤทธิ์เป็นกรด อ่อน โดยมีค่าpKaใกล้เคียง 17 การที่ไฮโดรเจนอัลฟาในอัลดีไฮด์มีฤทธิ์เป็นกรดนี้เกิดจาก:

  • คุณสมบัติการดึงอิเล็กตรอนของหมู่ฟอร์มิลและ
  • ข้อเท็จจริงที่ว่าเบสคู่ควบซึ่งเป็น ไอออน อีโนเลตจะกระจายประจุลบของมันออกไป

โปรตอนของหมู่ฟอร์มิลเองนั้นไม่สามารถเกิดการแยกตัวออกจากกันได้ง่ายๆ

เอนอไลเซชัน

อัลดีไฮด์ (ยกเว้นอัลดีไฮด์ที่ไม่มีคาร์บอนอัลฟา หรือไม่มีโปรตอนบนคาร์บอนอัลฟา เช่น ฟอร์มาลดีไฮด์และเบนซัลดีไฮด์) สามารถอยู่ในรูปทอโทเมอร์คีโตหรืออีโนล ก็ได้ การเกิดทอโทเมอ ร์คีโต-อีโนลนั้นถูกเร่งปฏิกิริยาโดยกรดหรือเบส ในสารละลายที่เป็นกลาง อีโนลเป็นทอโทเมอร์ส่วนน้อย โดยจะเกิดการกลับทิศทางหลายครั้งต่อวินาที[ 16 ]แต่จะกลายเป็นทอโทเมอร์ที่เด่นในสารละลายกรดหรือเบสเข้มข้น และอัลดีไฮด์ที่เกิดอีโนลจะถูก โจมตีโดยนิวคลีโอฟิ ลที่ตำแหน่งอัลฟา[ 17 ] [ 18 ]

การลดน้อยลง

หมู่ฟอร์มิลสามารถถูกรีดิวซ์เป็นแอลกอฮอล์ปฐมภูมิ( −CH₂OH ) ได้อย่างง่ายดาย โดยทั่วไป การแปลงนี้ทำได้โดยการไฮโดร จิเนชันแบบเร่งปฏิกิริยา ไม่ว่าจะโดยตรงหรือโดยการถ่ายโอนไฮโดรจิเนชัน การรีดิวซ์ แบบสัดส่วนก็เป็นที่นิยมเช่นกัน ซึ่งสามารถทำได้โดยใช้โซเดียมโบโรไฮไดรด์

ออกซิเดชัน

หมู่ฟอร์มิลจะถูกออกซิไดซ์ได้ง่ายจนกลายเป็นหมู่คาร์บอกซิล ที่สอดคล้องกัน ( −COOH ) สารออกซิไดซ์ที่นิยมใช้ในอุตสาหกรรมคือออกซิเจนหรืออากาศ ในห้องปฏิบัติการ สารออกซิไดซ์ที่นิยมใช้ ได้แก่โพแทสเซียมเปอร์แมงกาเนตกรดไนตริกโครเมียม(VI) ออกไซด์และกรดโครมิกการรวมกันของแมงกานีสไดออกไซด์ไซยาไนด์กรดอะซิติกและเมทานอลจะเปลี่ยนอัลดีไฮด์ให้เป็นเมทิลเอสเทอร์[ 3 ]

ปฏิกิริยาออกซิเดชันอีกอย่างหนึ่งเป็นพื้นฐานของการทดสอบกระจกเงินในการทดสอบนี้ อัลดีไฮด์จะถูกทำปฏิกิริยากับรีเอเจนต์ของโทลเลนส์ซึ่งเตรียมได้โดยการเติม สารละลาย โซเดียมไฮดรอก ไซด์หนึ่งหยด ลงใน สารละลาย ซิลเวอร์ไนเตรตเพื่อให้เกิดตะกอนของซิลเวอร์(I)ออกไซด์ จากนั้นเติม สารละลาย แอมโมเนีย เจือจางเพียงพอ ที่จะละลายตะกอนในแอมโมเนียในน้ำเพื่อให้ได้ สารเชิงซ้อน [Ag(NH₃ )]รีเอเจนต์นี้จะเปลี่ยนอัลดีไฮด์ให้เป็นกรดคาร์บอกซิลิกโดยไม่ทำลายพันธะคู่คาร์บอน-คาร์บอน ชื่อการทดสอบกระจกเงินเกิดขึ้นเนื่องจากปฏิกิริยานี้ทำให้เกิดตะกอนของเงิน ซึ่งการมีอยู่ของเงินนี้สามารถใช้ทดสอบการมีอยู่ของอัลดีไฮด์ได้

ปฏิกิริยาออกซิเดชันเพิ่มเติมเกี่ยวข้องกับการใช้รีเอเจนต์ของเฟห์ลิงเป็นตัวทดสอบ ไอออน เชิงซ้อน Cu 2+ จะถูกรีดิวซ์ให้กลายเป็น ตะกอน Cu 2 Oสีแดงอิฐ

อัลดีไฮด์อะโรมาติก เช่น เบนซัลดีไฮด์ ไม่ให้ผลการทดสอบ Fehling เป็นบวก เนื่องจากไม่สามารถออกซิไดซ์ได้ง่ายด้วยสารออกซิไดซ์อ่อนๆ เช่นรีเอเจนต์ของ Fehling วงแหวน เบนซีนให้ความเสถียร ในขณะที่อุปสรรคทางสเตอริกป้องกันการก่อตัวของตัวกลาง แอนไอออนไฮเด ร ตที่จำเป็น [ 19 ]

หากอัลดีไฮด์ไม่สามารถสร้างอีโนเลตได้ (เช่นเบนซัลดีไฮด์ ) การเติมเบสที่แรงจะทำให้เกิดปฏิกิริยาแคนนิซซาโรปฏิกิริยานี้ส่งผลให้เกิดการแตกตัวเป็นสารผสมระหว่างแอลกอฮอล์และกรดคาร์บอกซิลิก

ปฏิกิริยาการเติมแบบนิวคลีโอฟิลิก

นิวคลีโอไฟล์จะเข้าทำปฏิกิริยากับหมู่คาร์บอนิลได้ง่าย ในผลิตภัณฑ์ คาร์บอนในหมู่ คาร์บอนิลจะกลายเป็นไฮบริดแบบ sp³ เนื่องจากเกิดพันธะกับนิวคลีโอไฟล์ และศูนย์กลางออกซิเจนจะถูกโปรตอนจับ

RCHO + นู → RCH(นู)O
RCH(นู)O + H + → RCH(นู)OH

ในหลายกรณี โมเลกุลของน้ำจะถูกกำจัดออกไปหลังจากเกิดปฏิกิริยาการเติม ในกรณีนี้ ปฏิกิริยาจะถูกจัดเป็นปฏิกิริยาการเติม - กำจัดหรือปฏิกิริยาการเติม - ควบแน่น ปฏิกิริยาการเติมแบบนิวคลีโอฟิลิกมีหลายรูปแบบ

นิวคลีโอไฟล์ออกซิเจน

ใน ปฏิกิริยา อะซีทาไลเซชันภายใต้สภาวะกรดหรือเบส แอลกอฮอล์จะเข้าทำปฏิกิริยา กับหมู่คาร์บอนิล และโปรตอนจะถูกถ่ายโอนเพื่อสร้างเฮมิอะซีทัลภายใต้ สภาวะ กรดเฮมิอะซีทัลและแอลกอฮอล์สามารถทำปฏิกิริยากันต่อไปเพื่อสร้างอะซีทัลและน้ำ เฮมิอะซีทัลแบบง่ายมักไม่เสถียร แม้ว่าเฮมิอะซีทัลแบบวงแหวน เช่นกลูโคสจะเสถียรได้ อะซีทัลมีความเสถียร แต่จะกลับไปเป็นอัลดีไฮด์เมื่อมีกรด อัลดีไฮด์สามารถทำปฏิกิริยากับน้ำเพื่อสร้างไฮเดรต R −CH(OH) ไดออลเหล่านี้มีความเสถียรเมื่อ มี หมู่ดึงอิเล็กตรอน ที่แข็งแรง อยู่ เช่น ในคลอรัลไฮเดรตกลไกการเกิดนั้นเหมือนกับกลไกการเกิดเฮมิอะซีทัล

โมเลกุลอัลดีไฮด์อีกโมเลกุลหนึ่งสามารถทำหน้าที่เป็นนิวคลีโอไฟล์เพื่อให้ได้อะซีทัลพอลิเมอร์หรือโอลิโกเมอร์ที่เรียกว่าพาราอัลดีไฮด์ได้เช่นกัน

นิวคลีโอไฟล์ไนโตรเจน

ในปฏิกิริยาการแทนที่แบบอัลคิลอิมิโน-ดี-ออกโซ-บิสอะมีนปฐมภูมิหรือทุติยภูมิจะเข้าทำปฏิกิริยากับหมู่คาร์บอนิล และโปรตอนจะถูกถ่ายโอนจากอะตอมไนโตรเจนไปยังอะตอมออกซิเจนเพื่อสร้างคาร์บินอลอะมีนในกรณีของอะมีนปฐมภูมิ โมเลกุลน้ำสามารถถูกกำจัดออกจากคาร์บินอลอะมีนตัวกลางเพื่อให้ได้อิมินหรือไตรเมอร์ของอิ มิน ซึ่งก็คือเฮกซา ไฮโดรไตรอะซีนปฏิกิริยานี้ถูกเร่งปฏิกิริยาโดยกรด ไฮ รอกซีลามีน (NH₂OH) ก็สามารถเข้าทำปฏิกิริยากับหมู่คาร์บอนิลได้เช่นกัน หลังจากกำจัดน้ำแล้วจะได้ออกซิม อนุพันธ์ของแอมโมเนียในรูปแบบ H₂NNR₂ เช่น ไฮดราซีน (H₂NNH₂ )หรือ 2,4- ไดไนโตฟีนิลไฮดราซีนก็สามารถเป็นนิคลีโอไฟล์ได้เช่นกัน และหลังจากกำจัดน้ำแล้วจะได้ไฮดราโซนซึ่งโดยทั่วไปจะเป็นของแข็งผลึกสีส้ม ปฏิกิริยานี้เป็นพื้นฐานของการทดสอบอัลดีไฮด์และคีโตน[ 20 ]

นิวคลีโอไฟล์คาร์บอน

หมู่ไซยาโนในHCNสามารถรวมตัวกับหมู่คาร์บอนิลเพื่อสร้างไซยาโนไฮดริน R −CH(OH)CNในปฏิกิริยานี้ไอออน CN−เป็นนิวคลีโอไฟล์ที่เข้าโจมตีอะตอมคาร์บอนที่มีประจุบวกบางส่วนของหมู่คาร์บอนิลกลไกเกี่ยวข้องกับการถ่ายโอนอิเล็กตรอนคู่หนึ่งจากพันธะคู่ของหมู่คาร์บอนิลไปยังอะตอมออกซิเจน ทำให้เหลือพันธะเดี่ยวกับคาร์บอนและทำให้อะตอมออกซิเจนมีประจุลบ ไอออนตัวกลางนี้จะทำปฏิกิริยาอย่างรวดเร็วกับH +เช่น จากโมเลกุล HCN เพื่อสร้างหมู่แอลกอฮอล์ของไซยาโนไฮดริน

สารประกอบออร์กาโนเมทัลลิกเช่นรีเอเจนต์ออร์กาโนลิเทียมรีเอเจนต์กรินยาร์ดหรืออะเซทิลิดจะเกิด ปฏิกิริยา การเติมแบบนิวคลีโอ ฟิลิก ทำให้เกิดหมู่แอลกอฮอล์ที่ถูกแทนที่ ปฏิกิริยาที่เกี่ยวข้อง ได้แก่การเติมออร์กาโนสแตนเนนปฏิกิริยาบาร์บิเยร์และปฏิกิริยาโนซากิ-ฮิยามะ-คิชิ

ในปฏิกิริยาอัลดอล อีโนเลตของโลหะจากคีโตนเอสเทอร์อะไมด์และกรดคาร์บอกซิลิกจะทำปฏิกิริยากับอัลดีไฮด์เพื่อสร้างสารประกอบเบตา-ไฮดรอกซีคาร์บอนิล ( อัลดอล ) จากนั้น การกำจัดน้ำโดยใช้กรดหรือเบสเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาจะนำไปสู่สารประกอบคาร์บอนิลอัลฟา,เบตา-ไม่อิ่มตัว การรวมกันของสองขั้นตอนนี้เรียกว่าการควบแน่นแบบอัลดอ

ปฏิกิริยาพรินส์เกิดขึ้นเมื่อแอลคีนหรือแอลไคน์ ที่เป็นนิวคลี โอไฟล์ทำปฏิกิริยากับแอลดีไฮด์ซึ่งทำหน้าที่เป็นอิเล็กโทรไฟล์ ผลิตภัณฑ์ของปฏิกิริยาพรินส์จะแตกต่างกันไปตามสภาวะของปฏิกิริยาและสารตั้งต้นที่ใช้

ปฏิกิริยาไบซัลไฟต์

โดยทั่วไปแล้ว อัลดีไฮด์จะเกิดเป็น "สารประกอบเพิ่มเติม" กับไบซัลไฟต์ :

อาร์ซีโอ + เอชเอสโอ3→ RCH(OH)SO3

ปฏิกิริยานี้ใช้เป็นตัวทดสอบสำหรับอัลดีไฮด์และมีประโยชน์สำหรับการแยกหรือการทำให้บริสุทธิ์ของอัลดีไฮด์[ 20 ] [ 21 ]

ปฏิกิริยาที่ซับซ้อนมากขึ้น

ชื่อปฏิกิริยาผลิตภัณฑ์ความคิดเห็น
การลดรูปของ Wolff–Kishnerอัลเคนหากนำอัลดีไฮด์ไปเปลี่ยนเป็นไฮดราโซนอย่างง่าย ( RCH=NHNH₂ )แล้วให้ความร้อนกับเบส เช่น KOH คาร์บอนที่ปลายสุดจะถูกรีดิวซ์อย่างสมบูรณ์กลายเป็นหมู่เมทิล ปฏิกิริยา Wolff–Kishner สามารถทำได้ในขั้นตอนเดียวทำให้ได้การแปลงโดยรวม เป็น RCH =O → RCH₃
ปฏิกิริยาการเชื่อมต่อพินาคอลไดออลโดยใช้สารรีดิวซ์ เช่น แมกนีเซียม
ปฏิกิริยาของวิททิกอัลคีนสารทำปฏิกิริยา: แอนไยไลด์
ปฏิกิริยาของทาไคอัลคีนรีเอเจนต์ไดออร์กาโนโครเมียม
ปฏิกิริยาคอรีย์-ฟุคส์อัลไคน์รีเอเจนต์ฟอสฟีน-ไดโบรโมเมทิลีน
ปฏิกิริยาโอฮิระ-เบสท์แมนน์อัลไคน์สารรีเอเจนต์: ไดเมทิล (ไดอะโซเมทิล)ฟอสโฟเนต
ปฏิกิริยาจอห์นสัน-คอรีย์-ชายคอฟสกีอีพอกไซด์สารทำปฏิกิริยา: ซัลโฟเนียมไยไลด์
ปฏิกิริยาออกโซ-ดีลส์-อัลเดอร์ไพรันโดยทั่วไปแล้ว อัลดีไฮด์สามารถทำหน้าที่เป็นคู่ร่วมในปฏิกิริยา ไซโคลแอดดิชันได้ หากมีตัวเร่งปฏิกิริยาที่เหมาะสมอัลดีไฮด์ทำหน้าที่เป็นส่วนประกอบไดเอโนไฟล์ ทำให้เกิดสารประกอบไพแรนหรือสารประกอบที่เกี่ยวข้อง
ไฮโดรอะซิเลชันคีโตนในปฏิกิริยาไฮโดรอะซิเลชัน จะมีการเติมอัลดีไฮด์ลงบนพันธะไม่อิ่มตัวเพื่อสร้างคี โตน
การกำจัดคาร์บอนิลอัลเคน โดยมีโลหะทรานซิชันเป็นตัวเร่งปฏิกิริยา

ไดอัลดีไฮด์

ไดอัลดีไฮด์เป็นสารประกอบเคมีอินทรีย์ที่มีหมู่แอลดีไฮด์สองหมู่ การตั้งชื่อไดอัลดีไฮด์มักลงท้ายด้วย-dialหรือบางครั้งก็-dialdehydeไดอัลดีไฮด์แบบอะลิฟาติกที่มีสายสั้นบางครั้งตั้งชื่อตามกรดไดคาร์บอกซิลิกที่เป็นสารตั้งต้น ตัวอย่างเช่นบิวเทนไดอัลซึ่งเรียกอีกอย่างว่า ซัคซินัลดีไฮด์ (จากกรดซัคซินิก )

ชีวเคมี

อัลดีไฮด์บางชนิดเป็นสารตั้งต้นของเอนไซม์อัลดีไฮด์ดีไฮโดรจีเน สซึ่งทำหน้าที่เผาผลาญอัลดีไฮด์ในร่างกาย อัลดีไฮด์บางชนิดมีความเป็นพิษที่เกี่ยวข้องกับโรคทางระบบประสาทเสื่อมโรคหัวใจและมะเร็ง บางชนิด [ 22 ]

ตัวอย่างของอัลดีไฮด์

ตัวอย่างของไดอัลดีไฮด์

การใช้งาน

ในบรรดาอัลดีไฮด์ทั้งหมด ฟอร์มาลดีไฮด์เป็นสารที่ผลิตในปริมาณมากที่สุด ประมาณ6,000,000  ตันต่อปีส่วนใหญ่ใช้ในการผลิตเรซินเมื่อผสมกับยูเรียเมลามีนและฟีนอล(เช่นเบคไลต์ ) เป็นสารตั้งต้นของเมทิลีนไดฟีนิลไดไอโซ ไซยาเนต ("MDI") ซึ่งเป็นสารตั้งต้นของโพลียูรี เท น[ 8 ] อัลดี ไฮด์หลักตัวที่สองคือบิวทิรัลดีไฮด์ซึ่งมีปริมาณประมาณมีการเตรียมไฮโดรฟอร์มิเลชัน2,500,000ตัน ต่อปีซึ่งเป็นสารตั้งต้นหลักของ2-เอทิลเฮกซานอลซึ่งใช้เป็น สารทำให้ พลาสติกอ่อนตัว[ 23 ]อะเซทัลดีไฮด์เคยเป็นผลิตภัณฑ์หลัก แต่ระดับการผลิตลดลงเหลือน้อยกว่า1,000,000  ตันต่อปีเนื่องจากส่วนใหญ่ทำหน้าที่เป็นสารตั้งต้นของกรดอะซิติกซึ่งปัจจุบันเตรียมได้จากการคาร์บอนิเลชันของเมทานอล อัดีไฮด์อื่นๆ อีกมากมายมีการใช้งานเชิงพาณิชย์ มักเป็นสารตั้งต้นของแอลกอฮอล์ หรือที่เรียกว่าออกโซแอลกอฮอล์ซึ่งใช้ในผงซักฟอก อัลดีไฮด์บางชนิดผลิตในปริมาณน้อย (น้อยกว่า 1,000 ตันต่อปี) และใช้เป็นส่วนผสมในกลิ่นรสและน้ำหอมเช่นChanel No. 5กลิ่นสดชื่น เขียว ส้ม และถั่วในน้ำหอมมักเกิดจากอัลดีไฮด์[ 24 ]ซึ่งรวมถึงซินนามัลดีไฮด์และอนุพันธ์ซิทรัลและลิเลีย

การตั้งชื่อ

ชื่อเรียกอัลดีไฮด์ตามระบบ IUPAC

ชื่อสามัญของอัลดีไฮด์ไม่ได้ปฏิบัติตามแนวทางอย่างเป็นทางการอย่างเคร่งครัด เช่น แนวทางที่แนะนำโดยIUPACแต่กฎเหล่านี้มีประโยชน์ IUPAC กำหนดระบบการตั้งชื่อสำหรับอัลดีไฮด์ดังต่อไปนี้: [ 25 ] [ 26 ] [ 27 ]

  1. อั ล ดีไฮด์อะลิฟา ติกแบบอะไซคลิกจะถูกตั้งชื่อตามสายโซ่คาร์บอนที่ยาวที่สุดที่มีหมู่แอลดีไฮด์อยู่ ดังนั้น HCHO จึงถูกตั้งชื่อตามมีเทน และCH₃CH₂CH₂CHO จึงถูกตั้งชื่อตามบิวเทการตั้งชื่อจะทำโดยการเปลี่ยนคำต่อท้าย-eของแอลเคนหลักเป็น-alดังนั้น HCHO จึงถูกตั้งชื่อว่าเมทานอลและCH₃CH₂CH₂CHOจึงถูกตั้งชื่อว่าบิวทาน
  2. ในกรณีอื่นๆ เช่น เมื่อ หมู่ −CHOติดอยู่กับวงแหวนอาจใช้คำ ต่อท้าย -carbaldehyde ได้ ดังนั้น C 6 H 11 CHOจึงเรียกว่าcyclohexanecarbaldehydeหากมีหมู่ฟังก์ชันอื่นที่จำเป็นต้องใช้คำต่อท้าย หมู่แอลดีไฮด์จะถูกตั้งชื่อโดยใช้คำนำหน้าformyl-ซึ่งคำนำหน้านี้เป็นที่นิยมมากกว่าmethanoyl-
  3. หากสารประกอบนั้นเป็นผลิตภัณฑ์จากธรรมชาติหรือกรดคาร์บอกซิลิกอาจใช้คำนำหน้าoxo- เพื่อระบุว่าอะตอมคาร์บอนใดเป็นส่วนหนึ่งของหมู่แอลดีไฮด์ ตัวอย่างเช่น CHOCH₂COOHเรียกว่ากรด 2- ออก โซอีทา โนอิก
  4. หากการแทนที่หมู่แอลดีไฮด์ด้วยหมู่คาร์บอกซิล ( −COOH ) จะได้กรดคาร์บอกซิลิกที่มีชื่อสามัญ ก็สามารถตั้งชื่อแอลดีไฮด์ได้โดยการแทนที่คำต่อท้าย-ic acidหรือ-oic acidในชื่อสามัญนั้นด้วย-aldehyde

นิรุกติศาสตร์

คำว่าอัลดีไฮด์ถูกบัญญัติโดยจัสตุส ฟอน ลีบิกโดยเป็นการย่อมาจากภาษาละตินal cohol dehyd rogenatus (แอลกอฮอล์ที่ถูกกำจัดไฮโดรเจน) [ 28 ] [ 29 ]ในอดีต บางครั้งอัลดีไฮด์ก็ถูกตั้งชื่อตามแอลกอฮอล์ ที่เกี่ยวข้อง เช่น วินั สอัลดีไฮด์สำหรับอะเซทัลดีไฮด์ ( วินัสมาจากภาษาละตินvinum "ไวน์" ซึ่งเป็นแหล่งที่มาดั้งเดิมของเอทานอลและมีความสัมพันธ์กับไวนิล )

คำว่า หมู่ฟอร์มิล (formyl group)มาจากคำภาษาละตินว่าformica ซึ่งหมายถึง "มด" คำนี้สามารถพบได้ในอัลดีไฮด์ที่ง่ายที่สุดอย่างฟอร์มาลดีไฮด์และในกรดคาร์บอกซิลิกที่ง่ายที่สุดอย่างกรดฟอร์มิ

ดูเพิ่มเติม

ดึงข้อมูลมาจาก " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Aldehyde&oldid=1357862646 "

สรุปเนื้อหา

ข้อมูลสำคัญจากบทความ

ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ อัลดีไฮด์

ในเคมีอินทรีย์อั ล ดีไฮด์ ( / ˈ æ l d ɪ h aɪ d / ) (ละติน: แอลกอฮอล์ดีไฮ โดรจีเน ตัม, แอลกอฮอล์ที่ถูกดีไฮโดร จีเนต ) เป็นสารประกอบอินทรีย์ที่มีหมู่ฟังก์ชันที่มีโครงสร้างR−CH=O...

โครงสร้างและพันธะ

โมเลกุลของอัลดีไฮด์มีอะตอมคาร์บอนตรงกลางที่เชื่อมต่อกับออกซิเจนด้วยพันธะคู่ พันธะเดี่ยวกับไฮโดรเจน และพันธะเดี่ยวอีกพันธะหนึ่งกับหมู่แทนที่ที่สาม ซึ่งเป็นคาร์บอนหรือในกรณีของฟอร์มาลดีไฮด์คือไฮโดรเจน อะตอมคาร์บอนตรงกลางมักถูกอธิบายว่าเป็น ไฮบริด แบบ sp²...

คุณสมบัติทางกายภาพและการจำแนกลักษณะ

อัลดีไฮด์มีคุณสมบัติที่หลากหลายและขึ้นอยู่กับส่วนที่เหลือของโมเลกุล อัลดีไฮด์ขนาดเล็ก เช่น ฟอร์มาลดีไฮด์ และ อะเซทัลดีไฮด์ ละลายน้ำได้ ในขณะที่อัลดีไฮด์ระเหยง่ายมีกลิ่นฉุน

การใช้งานและการเกิดขึ้น

อัลดีไฮด์ที่สำคัญและสารประกอบที่เกี่ยวข้อง กลุ่มอัลดีไฮด์ (หรือ กลุ่มฟอร์มิล ) มีสีแดง จากซ้าย: (1) ฟอร์มาลดีไฮด์ และ (2) ไตรเมอร์ 1,3,5-ไตรออกเซน (3) อะเซทัลดีไฮด์ และ (4) อีโนล ไวนิลแอลกอฮอล์ (5) กลูโคส (รูปแบบไพราโนสเป็น α- D- กลูโคไพราโนส) (6)...