Αλδεΰδη οξικού οξέος. Μέθοδοι λήψης ακεταλδεΰδης από αιθυλική αλκοόλη

ACETEC ALDEHDE (ακεταλδεΰδη, αιθανάλη) - αλειφατική αλδεΰδη, CH 3 CHO; ένας μεταβολίτης που σχηματίζεται κατά την αλκοολική ζύμωση, την οξείδωση της αιθυλικής αλκοόλης, συμπεριλαμβανομένου του ανθρώπινου σώματος, και σε άλλες μεταβολικές αντιδράσεις. W. a. χρησιμοποιείται στην παραγωγή διαφόρων φαρμάκων (βλ.), οξικού οξέος (βλ.), υπεροξικού CH 3 COOOH, οξικού ανυδρίτη (CH 3 CO) 2 O, οξικού αιθυλεστέρα, καθώς και στην παραγωγή συνθετικών ρητινών κ.λπ. Στις αντίστοιχες βιομηχανίες αποτελεί επαγγελματικό κίνδυνο.

W. a. είναι ένα άχρωμο υγρό με πικάντικη οσμή, t° pl -123,5°, t° kip 20,2°, η σχετική πυκνότητά του σε 20° 0,783, ο δείκτης διάθλασης στους 20° 1,3316, τα όρια εκρηκτικότητας συγκέντρωσης (CEF) 3, 97 - 57%. Με νερό, αιθυλική αλκοόλη, αιθέρα και άλλους οργανικούς διαλύτες U. a. αναμειγνύεται σε οποιεσδήποτε αναλογίες.

W. a. εισέρχεται σε όλες τις χαρακτηριστικές αντιδράσεις των αλδεΰδων (βλ.), ειδικότερα, οξειδώνεται σε οξικό οξύ, υφίσταται συμπύκνωση αλδόλης και κρότωνα, σχηματίζει οξικό αιθυλεστέρα σύμφωνα με την αντίδραση Tishchenko και παράγωγα χαρακτηριστικά των αλδεϋδων στην καρβονυλ ομάδα. Παρουσία οξέων U. και. πολυμερίζεται σε ένα κυκλικό κρυσταλλικό τετραμερές μεταλλδεΰδης ή υγρής παραλδεΰδης. Σε βιομηχανική κλίμακα U. και. λαμβάνουν ενυδάτωση ακετυλενίου (βλ.) παρουσία καταλυτών - άλατα υδραργύρου, οξείδωση αιθυλικής αλκοόλης (βλ.) και τον πιο οικονομικό τρόπο - οξείδωση αιθυλενίου (βλέπε Υδρογονάνθρακες) παρουσία καταλύτη παλλαδίου.

Ποιοτική ανίχνευση U. και. βασίζεται στην εμφάνιση μπλε χρώσης ως αποτέλεσμα της αλληλεπίδρασης του U. a. με νιτροπρωσσικό νάτριο παρουσία αμινών. Ο ποσοτικός ορισμός συνίσταται στη λήψη οποιασδήποτε παραγώγου At. και. από την καρβονυλική ομάδα και το βάρος, τον όγκο της (βλ. Τιτρομετρική ανάλυση) ή τον χρωματομετρικό προσδιορισμό της (βλ. Χρωματομετρία).

Η εκπαίδευση και. ως ενδιάμεσο προϊόν του μεταβολισμού εμφανίζεται τόσο σε φυτικούς όσο και σε ζωικούς οργανισμούς. Το πρώτο στάδιο στη μετατροπή της αιθυλικής αλκοόλης στο σώμα του ανθρώπου και των ζώων είναι η οξείδωσή της σε U. a. παρουσία αλκοολικής αφυδρογονάσης (βλ.). W. a. σχηματίζεται επίσης κατά την αποκαρβοξυλίωση (βλ.) του πυροσταφυλικού (βλ. Πυροσταφυλικό οξύ) κατά την αλκοολική ζύμωση και κατά τη διάσπαση της θρεονίνης (βλ.) υπό τη δράση της αλδολάσης της θρεονίνης (EC 4.1.2.5). Στο ανθρώπινο σώμα U. a. οξειδώνεται σε οξικό οξύ Ch. αρ. στο ήπαρ υπό τη δράση της εξαρτώμενης από NAD αλδεϋδοοξειδάσης (EC 1.2.3. 1), της οξειδάσης της ακεταλδεΰδης και της ξανθοκινάσης. W. a. συμμετέχει στη βιοσύνθεση της θρεονίνης από τη γλυκίνη (βλ.). Στο narcol. Στην πράξη, η χρήση αυτών που πλαισιώνουν (βλ.) βασίζεται στην ικανότητα αυτού του φαρμάκου να μπλοκάρει ειδικά την οξειδάση της ακεταλδεΰδης, η οποία οδηγεί σε συσσώρευση στο αίμα της U. a. και, ως αποτέλεσμα, σε μια ισχυρή βλαστική αντίδραση - επέκταση των περιφερικών αγγείων, αίσθημα παλμών, πονοκέφαλος, ασφυξία, ναυτία.

Η οξική αλδεΰδη ως επαγγελματικός κίνδυνος

Στο χρονο. επιπτώσεις στο άτομο χαμηλών συγκεντρώσεων ατμών U. και. Σημειώστε παροδικό ερεθισμό των βλεννογόνων της ανώτερης αναπνευστικής οδού και του επιπεφυκότα. Ζεύγη U. a. στον εισπνεόμενο αέρα σε υψηλές συγκεντρώσεις προκαλούν αυξημένο καρδιακό ρυθμό, αυξημένη εφίδρωση. σημάδια έντονης ερεθιστικής επίδρασης των ατμών U. a. σε αυτές τις περιπτώσεις εντείνονται (ιδιαίτερα τη νύχτα) και μπορούν να συνδυαστούν με ασφυξία, ξηρό, επώδυνο βήχα και πονοκέφαλο. Οι συνέπειες μιας τέτοιας δηλητηρίασης είναι η βρογχίτιδα και η πνευμονία.

Επαφή με το δέρμα του υγρού U. a. μπορεί να προκαλέσει την υπεραιμία του και την εμφάνιση διηθημάτων.

Πρώτες Βοήθειες και Επείγουσα Θεραπεία

Σε περίπτωση δηλητηρίασης με ζεύγη U. α. το θύμα πρέπει να μεταφερθεί στον καθαρό αέρα, να παρέχει εισπνοή υδρατμών με αμμωνία, εάν ενδείκνυται - εισπνοή υγροποιημένου οξυγόνου, καρδιακά φάρμακα, διεγερτικά του αναπνευστικού (λομπελίνη, κυτοτόν), βάμμα βαλεριάνας, παρασκευάσματα βρωμίου. Με απότομο ερεθισμό των βλεννογόνων της αναπνευστικής οδού - εισπνοές αλκαλικών ή λαδιών. Με επώδυνο βήχα - κωδεΐνη, υδροχλωρική αιθυλομορφίνη (διονίνη), σοβάδες μουστάρδας, βάζα. Εάν ο επιπεφυκότας είναι ερεθισμένος, πλύνετε τα μάτια με άφθονο νερό ή ισοτονικό διάλυμα χλωριούχου νατρίου. Σε περίπτωση δηλητηρίασης από το στόμα - άμεση πλύση στομάχου με νερό με προσθήκη διαλύματος αμμωνίας (αμμωνία), διάλυμα διττανθρακικού νατρίου 3%. Η περαιτέρω θεραπεία είναι συμπτωματική. Στο χτύπημα U. και. στο δέρμα - άμεσο πλύσιμο της πάσχουσας περιοχής με νερό, αλλά καλύτερα με διάλυμα αμμωνίας 5%.

Το θύμα θα πρέπει να απομακρυνθεί από την εργασία με επιβλαβείς ουσίες μέχρι την ανάρρωση (βλ. Επαγγελματικές ασθένειες).

Μέτρα για την πρόληψη της μέθης U. a. συνίστανται στη σφράγιση του εξοπλισμού, την απρόσκοπτη λειτουργία του εξαερισμού (βλ.), τη μηχανοποίηση και την αυτοματοποίηση των εργασιών πλήρωσης και μεταφοράς U. και. Κατάστημα U. a. απαιτείται σε ερμητικά σφραγισμένα δοχεία. Σε εγκαταστάσεις παραγωγής και σε εργαστήρια που σχετίζονται με επαφή με Η.Α., πρέπει να τηρούνται αυστηρά τα μέτρα προσωπικής υγιεινής, η χρήση ειδικών ενδυμάτων και υποδημάτων, γυαλιών και αναπνευστικών συσκευών γενικής χρήσης.

Μέγιστη επιτρεπόμενη συγκέντρωση ατμών U. α. στον αέρα της περιοχής εργασίας 5 mg / m 3.

Βιβλιογραφία:Επιβλαβείς ουσίες στη βιομηχανία, εκδ. N. V. Lazareva and E. N. Levina, τόμος 1, L., 1976; Lebedev N. N. Chemistry and technology of basic organic and petrochemical synthesis, M., 1981; White A. et al. Fundamentals of biochemistry, trans. από τα αγγλικά, τ. 1-3, Μ., 1981,

A. N. Klimov, D. V. Ioffe; N. G. Budkovskaya (γίγαντας).,

ΟΡΙΣΜΟΣ

Αλδεΰδες- οργανικές ουσίες που ανήκουν στην κατηγορία των ενώσεων καρβονυλίου που περιέχουν στη σύνθεσή τους τη λειτουργική ομάδα -CH \u003d O, η οποία ονομάζεται καρβονύλιο.

Ο γενικός τύπος για τον περιορισμό αλδεΰδων και κετονών είναι C n H 2 n O. Το επίθημα –al υπάρχει στο όνομα των αλδεΰδων.

Οι απλούστεροι εκπρόσωποι των αλδεΰδων είναι η φορμαλδεΰδη (φορμαλδεΰδη) -CH 2 \u003d O, η ακεταλδεΰδη (οξική αλδεΰδη) - CH 3 -CH \u003d O. Υπάρχουν κυκλικές αλδεΰδες, για παράδειγμα, κυκλοεξάνιο-καρβαλδεΰδη. Οι αρωματικές αλδεΰδες έχουν ασήμαντα ονόματα - βενζαλδεΰδη, βανιλίνη.

Το άτομο άνθρακα στην ομάδα καρβονυλίου βρίσκεται σε κατάσταση υβριδισμού sp 2 και σχηματίζει δεσμούς 3σ (δύο δεσμούς C-H και έναν δεσμό C-O). Ο π-δεσμός σχηματίζεται από p-ηλεκτρόνια ατόμων άνθρακα και οξυγόνου. Ο διπλός δεσμός C = O είναι ένας συνδυασμός δεσμών σ- και π. Η πυκνότητα των ηλεκτρονίων μετατοπίζεται προς το άτομο οξυγόνου.

Οι αλδεΰδες χαρακτηρίζονται από ισομέρεια του ανθρακικού σκελετού, καθώς και διακλαδική ισομέρεια με κετόνες:

CH3-CH2-CH2-CH \u003d O (βουτανάλη);

CH3-CH (CH3) -CH \u003d O (2-μεθυλοπεντανάλη);

CH3-C (CH2-CH3) \u003d O (μεθυλαιθυλοκετόνη).

Χημικές ιδιότητες των αλδεΰδων

Υπάρχουν πολλά κέντρα αντίδρασης στα μόρια αλδεΰδης: ένα ηλεκτρόφιλο κέντρο (άτομο άνθρακα καρβονυλίου) που εμπλέκεται στις πυρηνόφιλες αντιδράσεις προσθήκης. Το κύριο κέντρο είναι ένα άτομο οξυγόνου με μη κοινά ζεύγη ηλεκτρονίων. Κέντρο οξέος α-CH που είναι υπεύθυνο για τις αντιδράσεις συμπύκνωσης. Θραύση δεσμού C-H σε αντιδράσεις οξείδωσης.

1. Αντιδράσεις προσθήκης:

- νερό με το σχηματισμό πολύτιμων διολών

R-CH \u003d O + H 2 O ↔ R-CH (OH) -OH;

- αλκοόλες με σχηματισμό ημιακεταλών

CH 3 -CH \u003d O + C 2 H 5 OH ↔CH 3 -CH (OH) -O-C 2 H 5;

- θειόλες με σχηματισμό διθειοακεταλών (σε όξινο περιβάλλον)

CH3-CH \u003d O + C 2 H 5 SH ↔ CH 3 - CH (SC 2 H 5 ) - SC 2 H 5 + H 2 O ;

- υδροθειώδες νάτριο με το σχηματισμό α-υδροξυσουλφονικών νατρίου

C 2 H 5 -CH \u003d O + NaHSO 3 ↔ C 2 H 5 -CH (OH) -SO 3 Na;

- αμίνες για να σχηματίσουν Ν-υποκατεστημένες ιμίνες (βάσεις Schiff)

C 6 H 5 CH \u003d O + H 2 NC 6 H 5 ↔ C 6 H 5 CH \u003d NC 6 H 5 + H 2 O;

- υδραζίνες με σχηματισμό υδραζονών

CH 3 -CH \u003d O + 2 HN-NH 2 ↔ CH 3 -CH \u003d N-NH 2 + H 2 O;

- υδροκυανικό οξύ με το σχηματισμό νιτριλίων

CH3 -CH \u003d O + HCN ↔ CH3 -CH (N) -OH;

- ανάκτηση. Όταν οι αλδεΰδες αντιδρούν με το υδρογόνο, λαμβάνονται πρωτοταγείς αλκοόλες:

R-CH \u003d O + H2 → R-CH2-OH;

2. Οξείδωση

- η αντίδραση του "ασημένιου καθρέφτη" - η οξείδωση των αλδεΰδων με διάλυμα αμμωνίας οξειδίου του αργύρου

R-CH \u003d O + Ag 2 O → R-CO-OH + 2Ag ↓;

- οξείδωση αλδεΰδων με υδροξείδιο του χαλκού (II), ως αποτέλεσμα της οποίας καθιζάνει ένα ίζημα κόκκινου οξειδίου του χαλκού (Ι)

CH 3 -CH \u003d O + 2Cu (OH) 2 → CH 3 -COOH + Cu 2 O ↓ + 2H 2 O;

Αυτές οι αντιδράσεις είναι ποιοτικές αντιδράσεις για αλδεΰδες.

Φυσικές ιδιότητες των αλδεΰδων

Ο πρώτος εκπρόσωπος της ομόλογης σειράς αλδεΰδων - φορμαλδεΰδη (φορμαλδεΰδη) - αέρια ουσία (n.o.), αλδεΰδες μη διακλαδισμένης δομής και σύνθεσης C 2 - C 12 - υγρά, C 13 και πλέον - στερεά. Όσο περισσότερα άτομα άνθρακα περιέχει μια αλδεΰδη ευθείας αλυσίδας, τόσο υψηλότερο είναι το σημείο βρασμού της. Με την αύξηση του μοριακού βάρους των αλδεΰδων, αυξάνονται οι τιμές του ιξώδους, της πυκνότητας και του δείκτη διάθλασής τους. Η φορμαλδεΰδη και η ακεταλδεΰδη είναι σε θέση να αναμιγνύονται με νερό σε απεριόριστες ποσότητες, ωστόσο, με την ανάπτυξη της αλυσίδας υδρογονάνθρακα, αυτή η ικανότητα των αλδεΰδων μειώνεται. Οι κατώτερες αλδεΰδες έχουν μια πικάντικη οσμή.

Λήψη αλδεΰδων

Οι κύριες μέθοδοι για τη λήψη αλδεΰδων:

- υδροφορμυλίωση αλκενίων. Αυτή η αντίδραση συνίσταται στην προσθήκη CO και υδρογόνου σε ένα αλκένιο παρουσία καρβονυλίων ορισμένων μετάλλων της Ομάδας VIII, για παράδειγμα, δικοβαλτίου οκτακαρβονυλίου (Co 2 (CO) 8) Η αντίδραση πραγματοποιείται με θέρμανση στους 130 C και πίεση 300 atm

CH 3 -CH \u003d CH 2 + CO + H 2 → CH 3 - CH 2 - CH 2 - CH \u003d O + (CH 3) 2 CHCH \u003d O;

— ενυδάτωση αλκυνίων. Η αλληλεπίδραση των αλκυνίων με το νερό συμβαίνει παρουσία αλάτων υδραργύρου (II) και σε όξινο περιβάλλον:

HC≡CH + H 2 O → CH 3 -CH \u003d O;

- οξείδωση πρωτοταγών αλκοολών (η αντίδραση προχωρά όταν θερμαίνεται)

CH 3 -CH 2 -OH + CuO → CH 3 -CH \u003d O + Cu + H 2 O.

Εφαρμογή αλδεΰδων

Οι αλδεΰδες έχουν βρει ευρεία εφαρμογή ως πρώτες ύλες για τη σύνθεση διαφόρων προϊόντων. Έτσι, η φορμαλδεΰδη (παραγωγή μεγάλης κλίμακας) παράγει διάφορες ρητίνες (φαινόλη-φορμαλδεΰδη κ.λπ.), φάρμακα (ουροτροπίνη). Η ακεταλδεΰδη είναι μια πρώτη ύλη για τη σύνθεση οξικού οξέος, αιθανόλης, διαφόρων παραγώγων πυριδίνης κ.λπ. Πολλές αλδεΰδες (βουτυρικό, κανέλα κ.λπ.) χρησιμοποιούνται ως συστατικά στην αρωματοποιία.

Παραδείγματα επίλυσης προβλημάτων

ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑ 1

Ασκηση	Βρωμίωση Με nH 2 n +2 έδωσε 9,5 g μονοβρωμιδίου, το οποίο, όταν υποβλήθηκε σε επεξεργασία με ένα αραιό διάλυμα NaOH, μετατράπηκε σε μια ένωση που περιέχει οξυγόνο. Οι ατμοί του με αέρα περνούν πάνω από ένα καυτό χάλκινο πλέγμα. Όταν η προκύπτουσα νέα αέρια ουσία κατεργάστηκε με περίσσεια διαλύματος αμμωνίας Ag 2 O, απελευθερώθηκαν 43,2 g ενός ιζήματος. Ποιος υδρογονάνθρακας ελήφθη και σε ποια ποσότητα, εάν η απόδοση στο στάδιο της βρωμίωσης είναι 50%, οι υπόλοιπες αντιδράσεις προχωρούν ποσοτικά.
Λύση	Καταγράφουμε τις εξισώσεις όλων των αντιδράσεων που συμβαίνουν: C n H 2n + 2 + Br 2 = C n H 2n + 1 Br + HBr; C n H 2n+1 Br + NaOH = C n H 2n+1 OH + NaBr; C n H 2n+1 OH → R-CH \u003d O; R-CH \u003d O + Ag 2 O → R-CO-OH + 2Ag ↓. Το ίζημα που απελευθερώνεται στην τελευταία αντίδραση είναι άργυρος, επομένως, μπορείτε να βρείτε την ποσότητα της ουσίας που απελευθερώνεται ασήμι: Μ(Ag) = 108 g/mol; v(Ag) \u003d m / M \u003d 43,2 / 108 \u003d 0,4 mol. Σύμφωνα με την κατάσταση του προβλήματος, μετά τη διέλευση της ουσίας που ελήφθη στην αντίδραση 2 πάνω από ένα θερμό μεταλλικό πλέγμα, σχηματίστηκε ένα αέριο και το μόνο αέριο, η αλδεΰδη, είναι η μεθανάλη, επομένως, η αρχική ουσία είναι το μεθάνιο. CH 4 + Br 2 \u003d CH 3 Br + HBr. Η ποσότητα της ουσίας βρωμομεθανίου: v (CH 3 Br) \u003d m / M \u003d 9,5/95 \u003d 0,1 mol. Στη συνέχεια, η ποσότητα της ουσίας μεθανίου που απαιτείται για μια απόδοση 50% βρωμομεθανίου είναι 0,2 mol. M (CH 4) \u003d 16 g / mol. Εξ ου και η μάζα και ο όγκος του μεθανίου: m(CH4) = 0,2×16 = 3,2 g; V (CH 4) \u003d 0,2 × 22,4 \u003d 4,48 l.
Απάντηση	Μάζα μεθανίου - μάζα 3,2 g, όγκος μεθανίου-4,48 l

ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑ 2

Ασκηση

Γράψτε τις εξισώσεις αντίδρασης που μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να πραγματοποιηθούν οι ακόλουθοι μετασχηματισμοί: βουτένιο-1 → 1-βρωμοβουτάνιο + NaOH → A - H 2 → B + OH → C + HCl → D.

Λύση

Για να ληφθεί 1-βρωμοβουτάνιο από βουτένιο-1, είναι απαραίτητο να πραγματοποιηθεί η αντίδραση υδροβρωμίωσης παρουσία ενώσεων υπεροξειδίου R 2 O 2 (η αντίδραση προχωρά ενάντια στον κανόνα Markovnikov): CH 3 -CH 2 -CH \u003d CH 2 + HBr → CH 3 - CH 2 - CH 2 - CH 2 Br. Όταν αλληλεπιδρά με ένα υδατικό διάλυμα αλκαλίου, το 1-βρωμοβουτάνιο υφίσταται υδρόλυση με το σχηματισμό βουτανόλης-1 (Α): CH 3 - CH 2 - CH 2 - CH 2 Br + NaOH → CH 3 - CH 2 - CH 2 - CH 2 OH + NaBr. Η βουτανόλη-1 κατά την αφυδρογόνωση σχηματίζει αλδεΰδη-βουτανάλη (Β): CH 3 - CH 2 - CH 2 - CH 2 OH → CH 3 - CH 2 - CH 2 - CH \u003d O. Ένα διάλυμα αμμωνίας οξειδίου του αργύρου οξειδώνει τη βουτανάλη σε άλας αμμωνίου - βουτυρικό αμμώνιο (C): CH 3 -CH 2 -CH 2 -CH \u003d O + OH →CH 3 -CH 2 -CH 2 -COONH 4 + 3NH 3 + 2Ag ↓ + H 2 O. Το βουτυρικό αμμώνιο, όταν αλληλεπιδρά με το υδροχλωρικό οξύ, σχηματίζει βουτυρικό (βουτανοϊκό) οξύ (D): CH 3 -CH 2 -CH 2 -COONH 4 + HCl → CH 3 -CH 2 -CH 2 -COOH + NH 4 Cl.

Η οξική αλδεΰδη έχει τον χημικό τύπο CH3COH. Στην εμφάνιση, είναι άχρωμο, διαφανές, με έντονη οσμή, μπορεί ήδη να βράσει σε θερμοκρασία δωματίου 20 ° C, διαλύεται εύκολα σε νερό και οργανικές ενώσεις. Δεδομένου ότι η επιστήμη δεν μένει ακίνητη, είναι πλέον πολύ απλό να ληφθεί ακεταλδεΰδη από αιθυλική αλκοόλη.

Η φύση των δύο βασικών ουσιών

Η ακεταλδεΰδη (αιθανάλη) είναι κοινή στη φύση, βρίσκεται στα τρόφιμα και στα περισσότερα φυτά. Η αιθανάλη είναι επίσης συστατικό των καυσαερίων του αυτοκινήτου και του καπνού του τσιγάρου, επομένως ανήκει στην κατηγορία των ισχυρών τοξικών ουσιών. Μπορεί να συντεθεί τεχνητά με διάφορους τρόπους. Η πιο δημοφιλής μέθοδος είναι η λήψη ακεταλδεΰδης από αιθυλική αλκοόλη. Το οξείδιο του χαλκού (ή ο άργυρος) χρησιμοποιείται ως καταλύτης. Η αντίδραση παράγει αλδεΰδη, υδρογόνο και νερό.

Η αιθυλική αλκοόλη (αιθανόλη) είναι ένα κοινό είδος τροφίμων C2H5OH. Χρησιμοποιείται ευρέως στην παρασκευή αλκοολούχων ποτών, στην ιατρική για απολύμανση, στην παραγωγή οικιακών χημικών ουσιών, αρωμάτων, προϊόντων υγιεινής και άλλων πραγμάτων.

Η αιθυλική αλκοόλη δεν βρίσκεται στη φύση, παράγεται από χημικές αντιδράσεις. Οι κύριες μέθοδοι λήψης της ουσίας είναι οι εξής:

• Ζύμωση: Ορισμένα φρούτα ή λαχανικά εκτίθενται στη μαγιά.
• Παραγωγή σε βιομηχανικές συνθήκες (χρήση θειικού οξέος).

Η δεύτερη μέθοδος δίνει μεγαλύτερη συγκέντρωση αιθανόλης. Χρησιμοποιώντας την πρώτη επιλογή, θα είναι δυνατό να επιτευχθεί μόνο το 16% περίπου αυτής της ουσίας.

Μέθοδοι λήψης ακεταλδεΰδης από αιθανόλη

Η διαδικασία λήψης ακεταλδεΰδης από αιθυλική αλκοόλη γίνεται σύμφωνα με τον ακόλουθο τύπο: C2H5OH + CuO = CH3CHO + Cu + H2O

Σε αυτή την περίπτωση, χρησιμοποιούνται αιθανόλη και οξείδιο του χαλκού, υπό την επίδραση της υψηλής θερμοκρασίας, εμφανίζεται μια αντίδραση οξείδωσης και λαμβάνεται ακεταλδεΰδη.

Υπάρχει επίσης μια άλλη μέθοδος για τη λήψη αλδεΰδης - αφυδρογόνωση αλκοόλης. Εμφανίστηκε πριν από περίπου 60 χρόνια και εξακολουθεί να είναι δημοφιλές σήμερα. Η αφυδρογόνωση έχει πολλές θετικές ιδιότητες:

• καμία απελευθέρωση τοξικών τοξινών που δηλητηριάζουν την ατμόσφαιρα.
• άνετες και ασφαλείς συνθήκες αντίδρασης.
• κατά τη διάρκεια της αντίδρασης, απελευθερώνεται υδρογόνο, το οποίο μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί.
• δεν χρειάζεται να ξοδέψετε χρήματα σε πρόσθετα εξαρτήματα - αρκεί μόνο μία αιθυλική αλκοόλη.

Η λήψη αλδεΰδης με αυτή τη μέθοδο γίνεται ως εξής: η αιθανόλη θερμαίνεται στους τετρακόσιους βαθμούς και εξέρχεται υδρογόνο από αυτήν με καταλυτικό τρόπο. Ο τύπος της διαδικασίας μοιάζει με αυτό: C2H5OH ͢ CH3CHO + H2.

Η διάσπαση του υδρογόνου συμβαίνει λόγω υψηλής θερμοκρασίας και χαμηλής πίεσης. Μόλις πέσει η θερμοκρασία και ανέβει η πίεση, το Η2 θα επιστρέψει και η ακεταλδεΰδη θα γίνει ξανά αλκοόλ.

Όταν χρησιμοποιείται η μέθοδος αφυδάτωσης, χρησιμοποιείται επίσης ένας καταλύτης χαλκού ή ψευδαργύρου. Ο χαλκός σε αυτή την περίπτωση είναι μια πολύ δραστική ουσία που μπορεί να χάσει τη δραστηριότητα κατά τη διάρκεια της αντίδρασης. Ως εκ τούτου, ένα μείγμα κατασκευάζεται από οξείδια χαλκού, κοβαλτίου και χρωμίου και στη συνέχεια εφαρμόζεται στον αμίαντο. Αυτό καθιστά δυνατή τη διεξαγωγή της αντίδρασης σε θερμοκρασία 270–300°C. Στην περίπτωση αυτή, ο μετασχηματισμός της αιθανόλης φτάνει από 34 σε 50%.

Προσδιορισμός της βέλτιστης μεθόδου

Αν συγκρίνουμε τη μέθοδο οξείδωσης αλκοόλης με τη μέθοδο αφυδάτωσης, τότε η δεύτερη έχει ένα σαφές πλεονέκτημα, αφού παράγει πολύ λιγότερες τοξικές ουσίες και ταυτόχρονα καταγράφεται η παρουσία υψηλής συγκέντρωσης αιθανάλης στα αέρια επαφής. Αυτά τα αέρια, όταν αφυδατωθούν, περιέχουν μόνο ακεταλδεΰδη και υδρογόνο και όταν οξειδωθούν περιέχουν αιθανόλη αραιωμένη με άζωτο. Επομένως, είναι ευκολότερο να ληφθεί ακεταλδεΰδη από αέρια επαφής και οι απώλειές της θα είναι πολύ λιγότερες από ό,τι στη διαδικασία οξείδωσης.

Μια άλλη σημαντική ποιότητα της μεθόδου αφυδάτωσης είναι ότι η ουσία που προκύπτει χρησιμοποιείται για την παραγωγή οξικού οξέος. Για να το κάνετε αυτό, πάρτε θειικό υδράργυρο και νερό. Η αντίδραση λαμβάνεται σύμφωνα με το ακόλουθο σχήμα: CH3CHO + HgSO4 + H2O = CH3COOH + H2SO4 + Hg.

Για να ολοκληρωθεί η αντίδραση, προστίθεται θειικός σίδηρος, ο οποίος οξειδώνει τον υδράργυρο. Για να απομονωθεί το οξικό οξύ, το προκύπτον διάλυμα διηθείται και προστίθεται αλκαλικό διάλυμα.

Εάν δεν υπάρχει έτοιμο HgSO4 (ανόργανη ένωση από άλας μετάλλου και θειικό οξύ), τότε παρασκευάζεται ανεξάρτητα. Είναι απαραίτητο να προστεθεί 1 μέρος οξειδίου του υδραργύρου σε 4 μέρη θειικού οξέος.

Πρόσθετος τρόπος

Υπάρχει ένας άλλος τρόπος για να ληφθεί ακεταλδεΰδη. Χρησιμοποιείται για τον προσδιορισμό της ποιότητας της αλκοόλης που προκύπτει. Για να το εφαρμόσετε θα χρειαστείτε: φουξινοθειικό οξύ, αιθυλική αλκοόλη και μείγμα χρωμίου (K2Cr2O7 + H2SO4).

Μίγμα χρωμίου (2 ml) χύνεται σε ξηρή φιάλη, τοποθετείται βραστός λίθος και προστίθεται αιθυλική αλκοόλη (2 ml). Ο σωλήνας καλύπτεται με ένα σωλήνα για την εξαέρωση των αερίων και το άλλο άκρο εισάγεται σε δοχείο με θειικό οξύ φούξινα. Το μείγμα θερμαίνεται, με αποτέλεσμα να αλλάζει το χρώμα του σε πράσινο. Στην πορεία της αντίδρασης, η αιθανόλη οξειδώνεται και μετατρέπεται σε ακεταλδεΰδη, η οποία διέρχεται από τον σωλήνα με τη μορφή ατμών και, πέφτοντας σε δοκιμαστικό σωλήνα με θειικό οξύ φούξινης, τον κάνει κατακόκκινο.

Η οξική αλδεΰδη ανήκει σε οργανικές ενώσεις και ανήκει στην κατηγορία των αλδεΰδων. Τι ιδιότητες έχει αυτή η ουσία και πώς μοιάζει ο τύπος της ακεταλδεΰδης;

γενικά χαρακτηριστικά

Η οξική αλδεΰδη έχει πολλά ονόματα: ακεταλδεΰδη, αιθανάλη, μεθυλοφορμαλδεΰδη. Αυτή η ένωση είναι η αλδεΰδη του οξικού οξέος και της αιθανόλης. Ο δομικός τύπος του είναι ο εξής: CH 3 -CHO.

Ρύζι. 1. Χημικός τύπος ακεταλδεΰδης.

Ένα χαρακτηριστικό αυτής της αλδεΰδης είναι ότι εμφανίζεται και στη φύση και παράγεται τεχνητά. Στη βιομηχανία, ο όγκος παραγωγής αυτής της ουσίας μπορεί να είναι έως και 1 εκατομμύριο τόνους ετησίως.

Η αιθανάλη βρίσκεται σε τρόφιμα όπως ο καφές, το ψωμί και συντίθεται επίσης από τα φυτά κατά τον μεταβολισμό.

Η οξική αλδεΰδη είναι ένα άχρωμο υγρό με πικάντικη οσμή. Διαλυτό σε νερό, αλκοόλ και αιθέρα. Είναι δηλητηριώδες.

Ρύζι. 2. Οξεική αλδεΰδη.

Το υγρό βράζει σε αρκετά χαμηλή θερμοκρασία - 20,2 βαθμούς Κελσίου. Εξαιτίας αυτού, υπάρχουν προβλήματα με την αποθήκευση και τη μεταφορά του. Επομένως, η ουσία αποθηκεύεται με τη μορφή παραλδεΰδης και η ακεταλδεΰδη λαμβάνεται από αυτήν, εάν είναι απαραίτητο, με θέρμανση με θειικό οξύ (ή με οποιοδήποτε άλλο ανόργανο οξύ). Η παραλδεΰδη είναι ένα κυκλικό τριμερές οξικού οξέος.

Πώς να πάρει

Η οξική αλδεΰδη μπορεί να ληφθεί με διάφορους τρόπους. Η πιο κοινή επιλογή είναι η οξείδωση του αιθυλενίου ή, όπως ονομάζεται επίσης αυτή η μέθοδος, η διαδικασία Wacker:

2CH 2 \u003d CH 2 + O 2 -2CH 3 CHO

Ο οξειδωτικός παράγοντας σε αυτή την αντίδραση είναι το χλωριούχο παλλάδιο.

Η ακεταλδεΰδη μπορεί επίσης να ληφθεί με αντίδραση ακετυλενίου με άλατα υδραργύρου. Αυτή η αντίδραση φέρει το όνομα ενός Ρώσου επιστήμονα και ονομάζεται αντίδραση Kucherov. Ως αποτέλεσμα της χημικής διαδικασίας, σχηματίζεται ενόλη, η οποία ισομερίζεται σε αλδεΰδη

C 2 H 2 + H 2 O \u003d CH 3 CHO

Ρύζι. 3. Πορτραίτο M. G. Kucherov.

ΟΞΙΚΗ ΑΛΔΕΙΝΗ, οξική αλδείνη, αιθανάλη, CH 3 CHO, βρίσκεται στην αλκοόλη ακατέργαστου κρασιού (που σχηματίζεται κατά την οξείδωση της αιθυλικής αλκοόλης), καθώς και στους πρώτους ιμάντες ώμου που λαμβάνονται κατά την απόσταξη αλκοόλης από ξύλο. Προηγουμένως, η ακεταλδεΰδη λαμβανόταν με οξείδωση αιθυλικής αλκοόλης με διχρωμικό, αλλά τώρα μεταπήδησαν στη μέθοδο επαφής: ένα μείγμα αιθυλικής αλκοόλης και ατμών αέρα διέρχεται μέσω θερμαινόμενων μετάλλων (καταλύτες). Η ακεταλδεΰδη, που λαμβάνεται με απόσταξη αλκοόλης ξύλου, περιέχει περίπου 4-5% από διάφορες ακαθαρσίες. Κάποια τεχνικής σημασίας είναι η μέθοδος λήψης ακεταλδεΰδης με αποσύνθεση του γαλακτικού οξέος με θέρμανση. Όλες αυτές οι μέθοδοι για την παραγωγή ακεταλδεΰδης χάνουν σταδιακά τη σημασία τους σε σχέση με την ανάπτυξη νέων, καταλυτικών μεθόδων για την παραγωγή ακεταλδεΰδης από ακετυλένιο. Σε χώρες με ανεπτυγμένη χημική βιομηχανία (Γερμανία), επικράτησαν και κατέστησαν δυνατή τη χρήση της ακεταλδεΰδης ως πρώτης ύλης για την παραγωγή άλλων οργανικών ενώσεων: οξικό οξύ, αλδόλη κ.λπ. Η βάση της καταλυτικής μεθόδου είναι η αντίδραση που ανακαλύφθηκε από τον Kucherov: το ακετυλένιο παρουσία αλάτων οξειδίου του υδραργύρου συνδέει ένα σωματίδιο νερού και μετατρέπεται σε ακεταλδεΰδη - CH: CH + H 2 O \u003d CH 3 · CHO. Για να ληφθεί ακεταλδεΰδη σύμφωνα με ένα γερμανικό δίπλωμα ευρεσιτεχνίας (χημικό εργοστάσιο Griesheim-Electron στη Φρανκφούρτη του Μάιν), το ακετυλένιο διοχετεύεται σε διάλυμα οξειδίου του υδραργύρου σε ισχυρό (45%) θειικό οξύ, που θερμαίνεται όχι περισσότερο από 50 °, με ισχυρή ανάδευση. Η προκύπτουσα ακεταλδεΰδη και παραλδεΰδη απομακρύνονται περιοδικά ή αποστάζονται σε κενό. Η καλύτερη όμως είναι η μέθοδος που διεκδικεί η γαλλική πατέντα 455370, σύμφωνα με την οποία λειτουργεί το εργοστάσιο της Κοινοπραξίας της Ηλεκτρολογικής Βιομηχανίας στη Νυρεμβέργη.

Εκεί, το ακετυλένιο διοχετεύεται σε ένα καυτό ασθενές διάλυμα (όχι υψηλότερο από 6%) θειικού οξέος που περιέχει οξείδιο του υδραργύρου. η ακεταλδεΰδη που σχηματίζεται κατά τη διάρκεια της διαδικασίας αποστάζεται συνεχώς και συμπυκνώνεται σε ορισμένους δέκτες. Σύμφωνα με τη μέθοδο Grisheim-Electron, μέρος του υδραργύρου που σχηματίζεται ως αποτέλεσμα της μερικής αναγωγής του οξειδίου χάνεται, επειδή βρίσκεται σε γαλακτωματοποιημένη κατάσταση και δεν μπορεί να ανακτηθεί. Η μέθοδος της Κοινοπραξίας έχει μεγάλο πλεονέκτημα ως προς αυτό, αφού εδώ ο υδράργυρος διαχωρίζεται εύκολα από το διάλυμα και στη συνέχεια μετατρέπεται ηλεκτροχημικά σε οξείδιο. Η απόδοση είναι σχεδόν ποσοτική και η προκύπτουσα ακεταλδεΰδη είναι πολύ καθαρή. Η ακεταλδεΰδη είναι ένα πτητικό, άχρωμο υγρό, σημείο βρασμού 21°, ειδικό βάρος 0,7951. Είναι αναμίξιμο με το νερό σε οποιαδήποτε αναλογία, απελευθερώνεται από υδατικά διαλύματα μετά την προσθήκη χλωριούχου ασβεστίου. Από τις χημικές ιδιότητες της ακεταλδεΰδης, τα ακόλουθα είναι τεχνικής σημασίας:

1) Η προσθήκη μιας σταγόνας πυκνού θειικού οξέος προκαλεί τον πολυμερισμό για να σχηματιστεί παραλδεΰδη:

Η αντίδραση προχωρά με μεγάλη απελευθέρωση θερμότητας. Η παραλδεΰδη είναι ένα υγρό που βράζει στους 124°C και δεν παρουσιάζει τυπικές αντιδράσεις αλδεΰδης. Όταν θερμαίνεται με οξέα, λαμβάνει χώρα αποπολυμερισμός και λαμβάνεται πίσω η ακεταλδεΰδη. Εκτός από την παραλδεΰδη, υπάρχει επίσης ένα κρυσταλλικό πολυμερές της ακεταλδεΰδης, η λεγόμενη μεταλλδεΰδη, η οποία είναι πιθανώς ένα στερεοϊσομερές της παραλδεΰδης.

2) Παρουσία ορισμένων καταλυτών (υδροχλωρικό οξύ, χλωριούχος ψευδάργυρος και ιδιαίτερα αδύναμα αλκάλια), η ακεταλδεΰδη μετατρέπεται σε αλδόλη. Κάτω από τη δράση ισχυρών καυστικών αλκαλίων, εμφανίζεται ο σχηματισμός μιας ρητίνης αλδεΰδης.

3) Υπό τη δράση του αλκοολικού αργιλίου, η ακεταλδεΰδη μετατρέπεται σε οξικό αιθυλαιθέρα (αντίδραση Tishchenko): 2CH 3 CHO = CH 3 COO C 2 H 5. Αυτή η διαδικασία χρησιμοποιείται για την παραγωγή οξικού αιθυλεστέρα από ακετυλένιο.

4) Οι αντιδράσεις προσθήκης είναι ιδιαίτερα σημαντικές: α) η ακεταλδεΰδη συνδέει ένα άτομο οξυγόνου, μετατρέπεται σε οξικό οξύ: 2CH 3 CHO + O 2 \u003d 2CH 3 COOH. Η οξείδωση επιταχύνεται εάν μια ορισμένη ποσότητα οξικού οξέος προστεθεί στην ακεταλδεΰδη (Grisheim-Electron). Οι διεργασίες καταλυτικής οξείδωσης είναι υψίστης σημασίας. Οι καταλύτες είναι: οξείδιο του σιδήρου, πεντοξείδιο του βαναδίου, οξείδιο ουρανίου και ιδιαίτερα ενώσεις μαγγανίου. β) με τη σύνδεση δύο ατόμων υδρογόνου, η ακεταλδεΰδη μετατρέπεται σε αιθυλική αλκοόλη: CH 3 CHO + H 2 = CH 3 CH 2 OH; Η αντίδραση διεξάγεται σε κατάσταση ατμού παρουσία καταλύτη (νικέλιο). υπό ορισμένες συνθήκες, η συνθετική αιθυλική αλκοόλη ανταγωνίζεται επιτυχώς την αλκοόλη που παράγεται από τη ζύμωση. γ) το υδροκυανικό οξύ ενώνεται με την ακεταλδεΰδη, σχηματίζοντας νιτρίλιο γαλακτικού οξέος: CH 3 CHO + HCN = CH 3 CH (OH) CN, από το οποίο λαμβάνεται το γαλακτικό οξύ με σαπωνοποίηση.

Αυτοί οι ποικίλοι μετασχηματισμοί καθιστούν την ακεταλδεΰδη ένα από τα σημαντικά προϊόντα της χημικής βιομηχανίας. Η φθηνή παραγωγή του από ακετυλένιο κατέστησε πρόσφατα δυνατή την ανάπτυξη μιας σειράς νέων συνθετικών βιομηχανιών, εκ των οποίων η μέθοδος παραγωγής οξικού οξέος είναι ισχυρός ανταγωνιστής της παλιάς μεθόδου λήψης του με ξηρή απόσταξη ξύλου. Επιπλέον, η ακεταλδεΰδη χρησιμοποιείται ως αναγωγικός παράγοντας στην παραγωγή κατόπτρων και χρησιμοποιείται για την παρασκευή κιναλδίνης, μιας ουσίας που χρησιμοποιείται για τη λήψη χρωμάτων: κίτρινο και κόκκινο κινολίνης, κ.λπ. Επιπλέον, χρησιμεύει για την παρασκευή παραλδεΰδης, η οποία χρησιμοποιείται στην ιατρική ως υπνωτικό.