กรดอะซิติกอัลดีไฮด์ วิธีการรับอะซีตัลดีไฮด์จากเอทิลแอลกอฮอล์

อะซิเทค อัลดีไฮด์ (อะซีตัลดีไฮด์, เอทานอล) - อัลดีไฮด์อะลิฟาติก, CH 3 C H O; เมแทบอไลต์ที่เกิดขึ้นระหว่างการหมักแอลกอฮอล์ การเกิดออกซิเดชันของเอทิลแอลกอฮอล์ รวมถึงในร่างกายมนุษย์ และในปฏิกิริยาเมตาบอลิซึมอื่นๆ ว.ก. ใช้ในการผลิตยาต่างๆ (ดู) กรดอะซิติก (ดู) peracetic to-you CH 3 COOOH อะซิติกแอนไฮไดรด์ (CH 3 CO) 2 O เอทิลอะซิเตทตลอดจนในการผลิตเรซินสังเคราะห์ ฯลฯ ในอุตสาหกรรมที่เกี่ยวข้องคืออันตรายจากการทำงาน

ว.ก. เป็นของเหลวไม่มีสีมีกลิ่นฉุน t° pl -123.5°, t° kip 20.2° ความหนาแน่นสัมพัทธ์ที่ 20° 0.783 ดัชนีการหักเหของแสงที่ 20° 1.3316 ขีดจำกัดการระเบิดความเข้มข้น (CEF) 3, 97 - 57% ด้วยน้ำ เอทิลแอลกอฮอล์ อีเทอร์ และตัวทำละลายอินทรีย์อื่นๆ ผสมในสัดส่วนใดก็ได้

ว.ก. เข้าสู่ปฏิกิริยาทั้งหมดของลักษณะของอัลดีไฮด์ (ดู) โดยเฉพาะอย่างยิ่งมันถูกออกซิไดซ์เป็นกรดอะซิติกผ่านการควบแน่นของอัลดอลและสลอดทำให้เกิดอะซิติก - เอทิลเอสเตอร์ตามปฏิกิริยาของ Tishchenko และลักษณะอนุพันธ์ของอัลดีไฮด์ในกลุ่มคาร์บอนิล ในที่ที่มีกรดยู.และ. พอลิเมอร์เป็นผลึกเตตระเมอร์แบบวัฏจักรของเมทัลดีไฮด์หรือพารัลดีไฮด์เหลว ในระดับอุตสาหกรรม U. และ. รับความชุ่มชื้นของอะเซทิลีน (ดู) ต่อหน้าตัวเร่งปฏิกิริยา - เกลือของปรอท, ออกซิเดชันของเอทิลแอลกอฮอล์ (ดู) และวิธีที่ประหยัดที่สุด - ออกซิเดชันของเอทิลีน (ดู ไฮโดรคาร์บอน) ต่อหน้าตัวเร่งปฏิกิริยาแพลเลเดียม

การตรวจจับเชิงคุณภาพ U. และ. ขึ้นอยู่กับลักษณะของการย้อมสีน้ำเงินอันเป็นผลมาจากปฏิสัมพันธ์ของ U. a. ด้วยโซเดียมไนโตรปรัสไซด์ต่อหน้าเอมีน คำจำกัดความเชิงปริมาณประกอบด้วยการรับอนุพันธ์ At. และ โดยกลุ่มคาร์บอนิลและน้ำหนัก ปริมาตร (ดูการวิเคราะห์ไททริเมตริก) หรือการกำหนดสี (ดู การวัดสี)

การศึกษาของ U. และ. เนื่องจากผลิตภัณฑ์ขั้นกลางของการเผาผลาญเกิดขึ้นในสิ่งมีชีวิตทั้งพืชและสัตว์ ขั้นตอนแรกในการเปลี่ยนเอทิลแอลกอฮอล์ในร่างกายมนุษย์และสัตว์คือการเกิดออกซิเดชันเป็น U. ในที่ที่มีแอลกอฮอล์ดีไฮโดรจีเนส (ดู) ว.ก. มันยังเกิดขึ้นในระหว่างการ decarboxylation (ดู) ของ pyruvate (ดู. กรด Pyruvic) ในระหว่างการหมักด้วยแอลกอฮอล์และในระหว่างการสลายของ threonine (ดู) ภายใต้การกระทำของ threonine aldolase (EC 4.1.2.5) ในร่างกายมนุษย์ U. ออกซิไดซ์เป็นกรดอะซิติก Ch. ร. ในตับภายใต้การกระทำของ aldehyde oxidase ที่ขึ้นกับ NAD (EC 1.2.3. 1), acetaldehyde oxidase และ xanthokinase ว.ก. มีส่วนร่วมในการสังเคราะห์ทางชีวเคมีของธรีโอนีนจากไกลซีน (ดู) ในนาร์คอล ในทางปฏิบัติ การใช้สิ่งเหล่านั้นที่อยู่ในกรอบ (ดู) ขึ้นอยู่กับความสามารถของยานี้ในการสกัดกั้น acetaldehyde oxidase โดยเฉพาะ ซึ่งนำไปสู่การสะสมในเลือดของ U. a. และเป็นผลให้เกิดปฏิกิริยาพืชที่รุนแรง - การขยายตัวของหลอดเลือดส่วนปลาย, ใจสั่น, ปวดหัว, หายใจไม่ออก, คลื่นไส้

อะซิติกอัลดีไฮด์เป็นอันตรายในการทำงาน

ที่ฮอน. ผลกระทบต่อบุคคลที่มีความเข้มข้นต่ำของไอระเหย U. และ. สังเกตการระคายเคืองชั่วคราวของเยื่อเมือกของระบบทางเดินหายใจส่วนบนและเยื่อบุลูกตา คู่ของ U. ในอากาศที่หายใจเข้าที่มีความเข้มข้นสูงทำให้อัตราการเต้นของหัวใจเพิ่มขึ้น สัญญาณของการระคายเคืองอย่างรุนแรงของไอระเหย U. ในกรณีเหล่านี้ อาการจะรุนแรงขึ้น (โดยเฉพาะตอนกลางคืน) และอาจรวมกับอาการหายใจไม่ออก ไอแห้งๆ เจ็บปวด และปวดศีรษะได้ ผลที่ตามมาของพิษดังกล่าวคือโรคหลอดลมอักเสบและโรคปอดบวม

สัมผัสกับผิวหนังของเหลว U. อาจทำให้เกิดภาวะเลือดคั่งในเลือดสูงและการปรากฏตัวของการแทรกซึม

การปฐมพยาบาลและการรักษาฉุกเฉิน

ในกรณีที่เป็นพิษกับคู่ยู เหยื่อจะต้องถูกพาไปยังที่ที่มีอากาศบริสุทธิ์ให้สูดดมไอน้ำด้วยแอมโมเนียหากระบุไว้ - การสูดดมออกซิเจนที่มีความชื้น, การเยียวยาหัวใจ, สารกระตุ้นระบบทางเดินหายใจ (lobeline, cytoton), valerian tincture, bromine preparations ด้วยการระคายเคืองอย่างรุนแรงของเยื่อเมือกของระบบทางเดินหายใจ - การสูดดมอัลคาไลน์หรือน้ำมัน ด้วยอาการไอเจ็บปวด - โคเดอีน, เอทิลมอร์ฟีนไฮโดรคลอไรด์ (ไดโอนีน), พลาสเตอร์มัสตาร์ด, เหยือก หากเยื่อบุลูกตาระคายเคือง ให้ล้างตาด้วยน้ำปริมาณมากหรือสารละลายไอโซโทนิกของโซเดียมคลอไรด์ ในกรณีที่เป็นพิษทางปาก - ล้างกระเพาะอาหารทันทีด้วยน้ำด้วยการเติมสารละลายแอมโมเนีย (แอมโมเนีย) สารละลายโซเดียมไบคาร์บอเนต 3% การรักษาเพิ่มเติมเป็นอาการ ที่ตี U. และ. บนผิวหนัง - ล้างบริเวณที่ได้รับผลกระทบด้วยน้ำทันที แต่ดีกว่าด้วยสารละลายแอมโมเนีย 5%

ควรนำเหยื่อออกจากงานด้วยสารอันตรายจนกว่าจะหายดี (ดู โรคจากการทำงาน)

มาตรการป้องกันการมึนเมา ประกอบด้วยการปิดผนึกอุปกรณ์การทำงานของการระบายอากาศโดยไม่มีปัญหา (ดู) การใช้เครื่องจักรและระบบอัตโนมัติของงานการบรรจุและการขนส่ง U. และ ร้านค้า U. จำเป็นในภาชนะที่ปิดสนิท ที่โรงงานผลิตและในห้องปฏิบัติการที่เกี่ยวข้องกับการติดต่อกับ U. a. ต้องปฏิบัติตามมาตรการด้านสุขอนามัยส่วนบุคคล การใช้เสื้อผ้าและรองเท้าแบบพิเศษ แว่นตา และเครื่องช่วยหายใจแบบเอนกประสงค์จะต้องปฏิบัติตามอย่างเคร่งครัด

ความเข้มข้นสูงสุดของไอระเหยที่อนุญาต U. ในอากาศของพื้นที่ทำงาน 5 มก. / ม. 3

บรรณานุกรม:สารอันตรายในอุตสาหกรรม ed. N. V. Lazareva และ E. N. Levina, vol. 1, L. , 1976; Lebedev N. N. เคมีและเทคโนโลยีของการสังเคราะห์สารอินทรีย์และปิโตรเคมีขั้นพื้นฐาน, M. , 1981; White A. et al. พื้นฐานของชีวเคมีทรานส์ จากภาษาอังกฤษ เล่ม 1-3, ม., 1981,

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

คำนิยาม

อัลดีไฮด์- สารอินทรีย์ที่อยู่ในกลุ่มของสารประกอบคาร์บอนิลที่มีหมู่ฟังก์ชัน -CH \u003d O ซึ่งเรียกว่าคาร์บอนิลในองค์ประกอบ

สูตรทั่วไปสำหรับการจำกัดแอลดีไฮด์และคีโตนคือ C n H 2 n O คำต่อท้าย –al มีอยู่ในชื่อของอัลดีไฮด์

ตัวแทนที่ง่ายที่สุดของอัลดีไฮด์คือฟอร์มาลดีไฮด์ (ฟอร์มาลดีไฮด์) -CH 2 \u003d O, อะซีตัลดีไฮด์ (อะซิติกอัลดีไฮด์) - CH 3 -CH \u003d O. มีอัลดีไฮด์เป็นวงกลมเช่น cyclohexane-carbaldehyde; อัลดีไฮด์อะโรมาติกมีชื่อเล็กน้อย - เบนซาลดีไฮด์, วานิลลิน

อะตอมของคาร์บอนในกลุ่มคาร์บอนิลอยู่ในสถานะของการผสมแบบ sp 2 และเกิดพันธะ 3σ (พันธะ C-H สองพันธะและพันธะ C-O หนึ่งพันธะ) พันธะ π เกิดขึ้นจากอิเล็กตรอน p ของอะตอมของคาร์บอนและออกซิเจน พันธะคู่ C = O เป็นพันธะระหว่าง σ- และ π-bond ความหนาแน่นของอิเล็กตรอนถูกเลื่อนไปทางอะตอมออกซิเจน

อัลดีไฮด์มีลักษณะเฉพาะโดย isomerism ของโครงกระดูกคาร์บอนเช่นเดียวกับ isomerism ระหว่างคลาสกับคีโตน:

CH 3 -CH 2 -CH 2 -CH \u003d O (butanal);

CH 3 -CH (CH 3) -CH \u003d O (2-methylpentanal);

CH 3 -C (CH 2 -CH 3) \u003d O (เมทิลเอทิลคีโตน)

คุณสมบัติทางเคมีของอัลดีไฮด์

มีศูนย์ปฏิกิริยาหลายแห่งในโมเลกุลอัลดีไฮด์: ศูนย์อิเล็กโตรฟิลิก (อะตอมคาร์บอนิลคาร์บอน) ที่เกี่ยวข้องกับปฏิกิริยาการเติมนิวคลีโอฟิลิก ศูนย์กลางหลักคืออะตอมออกซิเจนที่มีคู่อิเล็กตรอนที่ไม่ใช้ร่วมกัน ศูนย์กรดα-CH รับผิดชอบปฏิกิริยาการควบแน่น พันธะ C-H แตกตัวในปฏิกิริยาออกซิเดชัน

1. ปฏิกิริยาเพิ่มเติม:

- น้ำที่มีการก่อตัวของ gem-diols

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

- แอลกอฮอล์ที่มีการก่อตัวของ hemiacetals

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

- thiols กับการก่อตัวของ dithioacetals (ในสภาพแวดล้อมที่เป็นกรด)

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

- โซเดียมไฮโดรซัลไฟต์ด้วยการก่อตัวของโซเดียมα-ไฮดรอกซีซัลโฟเนต

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

- เอมีนในรูปแบบอิมีนทดแทน N (ฐานชิฟฟ์)

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;

- ไฮดราซีนกับการก่อตัวของไฮดราโซน

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

- กรดไฮโดรไซยานิกกับการก่อตัวของไนไตรล์

CH 3 -CH \u003d O + HCN ↔ CH 3 -CH (N) -OH;

- การกู้คืน. เมื่ออัลดีไฮด์ทำปฏิกิริยากับไฮโดรเจน จะได้แอลกอฮอล์หลัก:

R-CH \u003d O + H 2 → R-CH 2 -OH;

2. ออกซิเดชัน

- ปฏิกิริยาของ "กระจกสีเงิน" - การเกิดออกซิเดชันของอัลดีไฮด์ด้วยสารละลายแอมโมเนียของซิลเวอร์ออกไซด์

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

- ออกซิเดชันของอัลดีไฮด์ด้วยคอปเปอร์ (II) ไฮดรอกไซด์ซึ่งเป็นผลมาจากการตกตะกอนของทองแดงแดง (I) ออกไซด์ตกตะกอน

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

ปฏิกิริยาเหล่านี้เป็นปฏิกิริยาเชิงคุณภาพของอัลดีไฮด์

คุณสมบัติทางกายภาพของอัลดีไฮด์

ตัวแทนแรกของชุดอัลดีไฮด์ที่คล้ายคลึงกัน - ฟอร์มาลดีไฮด์ (ฟอร์มาลดีไฮด์) - สารก๊าซ (n.o. ), อัลดีไฮด์ของโครงสร้างและองค์ประกอบที่ไม่มีการแยกย่อย C 2 -C 12 - ของเหลว C 13 และอีกต่อไป - ของแข็ง ยิ่งอะตอมของคาร์บอนที่อัลดีไฮด์มีสายโซ่ตรงมีมากเท่าใด จุดเดือดของมันก็จะยิ่งสูงขึ้นเท่านั้น เมื่อน้ำหนักโมเลกุลของอัลดีไฮด์เพิ่มขึ้น ค่าความหนืด ความหนาแน่น และดัชนีการหักเหของแสงจะเพิ่มขึ้น ฟอร์มาลดีไฮด์และอะซีตัลดีไฮด์สามารถผสมกับน้ำในปริมาณที่ไม่จำกัด อย่างไรก็ตาม ด้วยการเติบโตของสายโซ่ไฮโดรคาร์บอน ความสามารถของอัลดีไฮด์จะลดลง อัลดีไฮด์ตอนล่างมีกลิ่นฉุน

ได้รับอัลดีไฮด์

วิธีหลักในการรับอัลดีไฮด์:

- ไฮโดรฟอร์มิลเลชันของแอลคีน ปฏิกิริยานี้ประกอบด้วยการเติม CO และไฮโดรเจนให้กับอัลคีนต่อหน้าคาร์บอนิลของโลหะกลุ่ม VIII บางชนิด ตัวอย่างเช่น octacarbonyl dicobalt (Co 2 (CO) 8) ปฏิกิริยาจะดำเนินการโดยการให้ความร้อนถึง 130C และความดันของ 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;

— ความชุ่มชื้นของอัลคีน ปฏิกิริยาของอัลไคน์กับน้ำเกิดขึ้นในที่ที่มีเกลือปรอท (II) และในสภาพแวดล้อมที่เป็นกรด:

HC≡CH + H 2 O → CH 3 -CH \u003d O;

- การเกิดออกซิเดชันของแอลกอฮอล์ปฐมภูมิ (ปฏิกิริยาจะเกิดขึ้นเมื่อถูกความร้อน)

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

การใช้อัลดีไฮด์

อัลดีไฮด์พบว่ามีการใช้กันอย่างแพร่หลายเป็นวัตถุดิบสำหรับการสังเคราะห์ผลิตภัณฑ์ต่างๆ ดังนั้น ฟอร์มาลดีไฮด์ (การผลิตขนาดใหญ่) จึงผลิตเรซินต่างๆ (ฟีนอล-ฟอร์มาลดีไฮด์ ฯลฯ) ยา (urotropin); อะซีตัลดีไฮด์เป็นวัตถุดิบสำหรับการสังเคราะห์กรดอะซิติก เอทานอล อนุพันธ์ไพริดีนต่างๆ เป็นต้น อัลดีไฮด์จำนวนมาก (บิวทิริก อบเชย ฯลฯ) ถูกใช้เป็นส่วนผสมในการทำน้ำหอม

ตัวอย่างการแก้ปัญหา

ตัวอย่าง 1

ออกกำลังกาย	โบรมิเนชัน ด้วย n H 2 n +2 ให้โมโนโบรไมด์ 9.5 กรัม ซึ่งเมื่อบำบัดด้วยสารละลายเจือจางของ NaOH จะกลายเป็นสารประกอบที่มีออกซิเจน ไอระเหยที่มีอากาศถูกส่งผ่านตะแกรงทองแดงร้อนแดง เมื่อสารที่เป็นก๊าซชนิดใหม่ที่ได้รับการบำบัดด้วยสารละลายแอมโมเนียที่มากเกินไปของ Ag 2 O จะเกิดการตกตะกอน 43.2 กรัม ไฮโดรคาร์บอนชนิดใดที่ถ่ายและในปริมาณเท่าใด หากผลผลิตที่ระยะโบรมีนเท่ากับ 50% ปฏิกิริยาที่เหลือจะดำเนินการในเชิงปริมาณ
วิธีการแก้	เราเขียนสมการของปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นทั้งหมด: 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 ↓ ตะกอนที่ปล่อยออกมาในปฏิกิริยาสุดท้ายคือเงิน ดังนั้น คุณสามารถค้นหาปริมาณของสารที่ปล่อยออกมาจากเงินได้: M(Ag) = 108 กรัม/โมล; v(Ag) \u003d m / M \u003d 43.2 / 108 \u003d 0.4 โมล ตามเงื่อนไขของปัญหา หลังจากผ่านสารที่ได้จากปฏิกิริยา 2 บนตะแกรงโลหะร้อน ก๊าซก็ก่อตัวขึ้น และก๊าซอัลดีไฮด์เพียงชนิดเดียวคือเมทานัล ดังนั้น สารตั้งต้นคือมีเทน CH 4 + Br 2 \u003d CH 3 Br + HBr. ปริมาณสารโบรโมมีเทน: v (CH 3 Br) \u003d m / M \u003d 9.5/95 \u003d 0.1 โมล จากนั้นปริมาณของสารมีเทนที่จำเป็นสำหรับผลผลิต 50% ของโบรโมมีเทนคือ 0.2 โมล M (CH 4) \u003d 16 กรัม / โมล ดังนั้นมวลและปริมาตรของมีเทน: ม.(CH 4) = 0.2×16 = 3.2 กรัม; V (CH 4) \u003d 0.2 × 22.4 \u003d 4.48 ล.
ตอบ	มวลของมีเทน - มวล 3.2 g ปริมาตรของก๊าซมีเทน-4.48 l

ตัวอย่าง 2

ออกกำลังกาย

เขียนสมการปฏิกิริยาที่สามารถใช้ในการแปลงสภาพต่อไปนี้: butene-1 → 1-bromobutane + NaOH → A - H 2 → B + OH → C + HCl → D

วิธีการแก้

เพื่อให้ได้ 1-bromobutane จาก butene-1 จำเป็นต้องทำปฏิกิริยาไฮโดรโบรมิเนชันต่อหน้าสารประกอบเปอร์ออกไซด์ R 2 O 2 (ปฏิกิริยาเกิดขึ้นกับกฎ Markovnikov): CH 3 -CH 2 -CH \u003d CH 2 + HBr → CH 3 -CH 2 -CH 2 -CH 2 Br. เมื่อทำปฏิกิริยากับสารละลายด่างในน้ำ 1-bromobutane จะถูกไฮโดรไลซิสด้วยการก่อตัวของบิวทานอล -1 (A): CH 3 -CH 2 -CH 2 -CH 2 Br + NaOH → CH 3 -CH 2 -CH 2 -CH 2 OH + NaBr. บิวทานอล-1 ในระหว่างการดีไฮโดรจีเนชันจะเกิดอัลดีไฮด์ - บิวทานัล (B): CH 3 -CH 2 -CH 2 -CH 2 OH → CH 3 -CH 2 -CH 2 -CH \u003d O. สารละลายแอมโมเนียของซิลเวอร์ออกไซด์ออกซิไดซ์บิวทานัลเป็นเกลือแอมโมเนียม - แอมโมเนียมบิวทีเรต (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. แอมโมเนียมบิวทีเรตเมื่อทำปฏิกิริยากับกรดไฮโดรคลอริกจะเกิดกรดบิวทิริก (บิวทาโนอิก) (D): CH 3 -CH 2 -CH 2 -COONH 4 + HCl → CH 3 -CH 2 -CH 2 -COOH + NH 4 Cl

อะซิติกอัลดีไฮด์มีสูตรทางเคมี CH3COH ลักษณะเป็นใสไม่มีสีมีกลิ่นฉุนสามารถต้มที่อุณหภูมิห้อง 20 ° C ละลายได้ง่ายในน้ำและสารประกอบอินทรีย์ เนื่องจากวิทยาศาสตร์ไม่หยุดนิ่ง จึงเป็นเรื่องง่ายมากที่จะได้อะซีตัลดีไฮด์จากเอทิลแอลกอฮอล์

ลักษณะของสารพื้นฐานทั้งสอง

อะซีตัลดีไฮด์ (เอทานอล) มีอยู่ทั่วไปในธรรมชาติ พบในอาหารและในพืชส่วนใหญ่ เอทานอลยังเป็นส่วนประกอบของไอเสียรถยนต์และควันบุหรี่ ดังนั้นจึงจัดอยู่ในหมวดหมู่ของสารพิษที่รุนแรง มันสามารถสังเคราะห์ได้หลายวิธี วิธีที่นิยมมากที่สุดคือการได้รับอะซีตัลดีไฮด์จากเอทิลแอลกอฮอล์ คอปเปอร์ออกไซด์ (หรือเงิน) ใช้เป็นตัวเร่งปฏิกิริยา ปฏิกิริยาจะสร้างอัลดีไฮด์ ไฮโดรเจน และน้ำ

เอทิลแอลกอฮอล์ (เอทานอล) เป็นอาหารเกรด C2H5OH ทั่วไป มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในการผลิตเครื่องดื่มแอลกอฮอล์, ยาฆ่าเชื้อ, ในการผลิตสารเคมีในครัวเรือน, น้ำหอม, ผลิตภัณฑ์สุขอนามัยและสิ่งอื่น ๆ

ไม่พบเอทิลแอลกอฮอล์ในธรรมชาติ แต่เกิดจากปฏิกิริยาเคมี วิธีการหลักในการรับสารมีดังนี้:

• การหมัก: ผลไม้หรือผักบางชนิดสัมผัสกับยีสต์
• การผลิตในสภาพอุตสาหกรรม (การใช้กรดซัลฟิวริก)

วิธีที่สองให้ความเข้มข้นของเอทานอลสูงขึ้น การใช้ตัวเลือกแรกจะทำให้ได้สารนี้เพียง 16% เท่านั้น

วิธีการรับอะซีตัลดีไฮด์จากเอทานอล

กระบวนการในการรับอะซีตัลดีไฮด์จากเอทิลแอลกอฮอล์เกิดขึ้นตามสูตรต่อไปนี้: C2H5OH + CuO = CH3CHO + Cu + H2O

ในกรณีนี้เอทานอลและคอปเปอร์ออกไซด์ถูกใช้ภายใต้อิทธิพลของอุณหภูมิสูงจะเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชันและได้อะซีตัลดีไฮด์

นอกจากนี้ยังมีวิธีอื่นในการรับอัลดีไฮด์ - ดีไฮโดรจีเนชันของแอลกอฮอล์ ปรากฏเมื่อประมาณ 60 ปีที่แล้วและยังคงเป็นที่นิยมในปัจจุบัน ดีไฮโดรจีเนชันมีคุณสมบัติเชิงบวกมากมาย:

• ไม่มีการปล่อยสารพิษที่เป็นพิษต่อบรรยากาศ
• สภาพปฏิกิริยาที่สะดวกสบายและปลอดภัย
• ในระหว่างการทำปฏิกิริยาจะปล่อยไฮโดรเจนออกมาซึ่งสามารถใช้ได้เช่นกัน
• ไม่จำเป็นต้องใช้เงินกับส่วนประกอบเพิ่มเติม - เอทิลแอลกอฮอล์เพียงตัวเดียวก็เพียงพอแล้ว

การได้รับอัลดีไฮด์ด้วยวิธีนี้เกิดขึ้นดังนี้: เอทานอลถูกให้ความร้อนถึงสี่ร้อยองศาและไฮโดรเจนออกมาจากมันด้วยวิธีเร่งปฏิกิริยา สูตรกระบวนการมีลักษณะดังนี้: C2H5OH ͢ CH3CHO + H2

การแยกไฮโดรเจนเกิดขึ้นเนื่องจากอุณหภูมิสูงและความดันต่ำ ทันทีที่อุณหภูมิลดลงและความดันเพิ่มขึ้น H2 จะกลับมาและอะซีตัลดีไฮด์จะกลายเป็นแอลกอฮอล์อีกครั้ง

เมื่อใช้วิธีการคายน้ำจะใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาทองแดงหรือสังกะสี ทองแดงในกรณีนี้เป็นสารออกฤทธิ์มากที่อาจสูญเสียกิจกรรมระหว่างปฏิกิริยา ดังนั้นส่วนผสมจึงทำจากทองแดง โคบอลต์ และโครเมียมออกไซด์ จากนั้นจึงนำไปใช้กับแร่ใยหิน ทำให้สามารถทำปฏิกิริยาได้ที่อุณหภูมิ 270–300 องศาเซลเซียส ในกรณีนี้การเปลี่ยนแปลงของเอทานอลถึง 34 ถึง 50%

การกำหนดวิธีการที่เหมาะสมที่สุด

หากเราเปรียบเทียบวิธีการออกซิเดชันของแอลกอฮอล์กับวิธีการคายน้ำ วิธีที่สองมีข้อได้เปรียบที่ชัดเจน เนื่องจากจะผลิตสารพิษน้อยกว่ามาก และในขณะเดียวกันก็มีการบันทึกการมีอยู่ของเอทานอลที่มีความเข้มข้นสูงในก๊าซที่สัมผัส ก๊าซเหล่านี้เมื่อถูกคายน้ำ จะมีเพียงอะซีตัลดีไฮด์และไฮโดรเจน และเมื่อถูกออกซิไดซ์ จะมีเอธานอลเจือจางด้วยไนโตรเจน ดังนั้นจึงง่ายกว่าที่จะได้อะซีตัลดีไฮด์จากก๊าซที่สัมผัสได้ และการสูญเสียของมันจะน้อยกว่าในกระบวนการออกซิเดชันมาก

คุณภาพที่สำคัญอีกประการของวิธีการคายน้ำคือ สารที่ได้จะถูกนำมาใช้เพื่อผลิตกรดอะซิติก เมื่อต้องการทำเช่นนี้ให้ใช้ปรอทซัลเฟตและน้ำ ปฏิกิริยาได้มาจากรูปแบบต่อไปนี้: CH3CHO + HgSO4 + H2O = CH3COOH + H2SO4 + Hg

เพื่อให้เกิดปฏิกิริยาสมบูรณ์ จะมีการเติมเฟอร์รัสซัลเฟตซึ่งออกซิไดซ์ปรอท ในการแยกกรดอะซิติก สารละลายที่ได้จะถูกกรองและเติมสารละลายอัลคาไลน์

หากไม่มี HgSO4 สำเร็จรูป (สารประกอบอนินทรีย์จากเกลือโลหะและกรดซัลฟิวริก) แสดงว่าเตรียมอย่างอิสระ จำเป็นต้องเติมปรอทออกไซด์ 1 ส่วนลงในกรดซัลฟิวริก 4 ส่วน

วิธีเพิ่มเติม

มีอีกวิธีหนึ่งในการรับอะซีตัลดีไฮด์ ใช้เพื่อกำหนดคุณภาพของแอลกอฮอล์ที่ได้ ในการดำเนินการนี้ คุณจะต้องใช้: กรดฟูชซีนซัลฟิวริก เอทิลแอลกอฮอล์และส่วนผสมของโครเมียม (K2Cr2O7 + H2SO4)

เทส่วนผสมของโครเมียม (2 มล.) ลงในขวดแห้งวางหินเดือดและเติมเอทิลแอลกอฮอล์ (2 มล.) ท่อถูกปิดด้วยท่อสำหรับระบายแก๊ส และปลายอีกด้านถูกสอดเข้าไปในภาชนะที่มีกรดฟุคไซน์ซัลฟูริก ส่วนผสมถูกทำให้ร้อน ผลก็คือมันเปลี่ยนสีเป็นสีเขียว ในระหว่างการทำปฏิกิริยา เอทานอลจะถูกออกซิไดซ์และกลายเป็นอะซีตัลดีไฮด์ซึ่งผ่านท่อในรูปของไอระเหยและตกลงไปในหลอดทดลองที่มีกรดฟูชไซน์ซัลเฟอร์จะกลายเป็นสีแดงเข้ม

อะซิติกอัลดีไฮด์เป็นของสารประกอบอินทรีย์และอยู่ในกลุ่มของอัลดีไฮด์ สารนี้มีคุณสมบัติอย่างไร และสูตรของอะซีตัลดีไฮด์มีหน้าตาเป็นอย่างไร?

ลักษณะทั่วไป

Acetic aldehyde มีหลายชื่อ: acetaldehyde, ethanal, methylformaldehyde สารประกอบนี้เป็นอัลดีไฮด์ของกรดอะซิติกและเอทานอล สูตรโครงสร้างของมันคือ CH 3 -CHO

ข้าว. 1. สูตรเคมีของอะซีตัลดีไฮด์

คุณสมบัติของอัลดีไฮด์นี้คือมันเกิดขึ้นทั้งในธรรมชาติและถูกผลิตขึ้นโดยธรรมชาติ ในอุตสาหกรรมปริมาณการผลิตสารนี้อาจสูงถึง 1 ล้านตันต่อปี

เอทานอลพบได้ในอาหาร เช่น กาแฟ ขนมปัง และยังถูกสังเคราะห์โดยพืชในระหว่างการเผาผลาญ

อะซิติกอัลดีไฮด์เป็นของเหลวไม่มีสีมีกลิ่นฉุน ละลายในน้ำ แอลกอฮอล์ และอีเทอร์ เป็นพิษ

ข้าว. 2. อะซิติกอัลดีไฮด์

ของเหลวเดือดที่อุณหภูมิค่อนข้างต่ำ - 20.2 องศาเซลเซียส ด้วยเหตุนี้จึงมีปัญหากับการจัดเก็บและการขนส่ง ดังนั้นสารจะถูกเก็บไว้ในรูปของพาราลดีไฮด์และถ้าจำเป็นจะได้รับอะซีตัลดีไฮด์โดยการให้ความร้อนด้วยกรดซัลฟิวริก (หรือกับกรดแร่อื่น ๆ ) พาราลดีไฮด์เป็นไซคลิกไตรเมอร์ของกรดอะซิติก

วิธีการที่จะได้รับ

อะซิติกอัลดีไฮด์สามารถรับได้หลายวิธี ตัวเลือกที่พบบ่อยที่สุดคือการเกิดออกซิเดชันของเอทิลีนหรือเนื่องจากวิธีนี้เรียกอีกอย่างว่ากระบวนการ Wacker:

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

ตัวออกซิไดซ์ในปฏิกิริยานี้คือแพลเลเดียมคลอไรด์

อะซีตัลดีไฮด์สามารถรับได้โดยการทำปฏิกิริยาอะเซทิลีนกับเกลือปรอท ปฏิกิริยานี้มีชื่อนักวิทยาศาสตร์ชาวรัสเซียและเรียกว่าปฏิกิริยาคูเชอรอฟ อันเป็นผลมาจากกระบวนการทางเคมี enol ถูกสร้างขึ้นซึ่ง isomerizes กับ aldehyde

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

ข้าว. 3. ภาพเหมือนของ M. G. Kucherov

อะซีตัลดีไฮด์, อะซีตัลดีไฮด์, เอทานอล CH 3 CHO พบได้ในแอลกอฮอล์ไวน์ดิบ (เกิดขึ้นในระหว่างการออกซิเดชันของเอทิลแอลกอฮอล์) เช่นเดียวกับในสายรัดไหล่แรกที่ได้รับระหว่างการกลั่นแอลกอฮอล์จากไม้ ก่อนหน้านี้ อะซีตัลดีไฮด์ได้มาจากการออกซิเดชันของเอทิลแอลกอฮอล์ด้วยไดโครเมต แต่ตอนนี้พวกเขาเปลี่ยนไปใช้วิธีการสัมผัส: ส่วนผสมของเอทิลแอลกอฮอล์และไอระเหยของอากาศถูกส่งผ่านโลหะร้อน (ตัวเร่งปฏิกิริยา) อะซีตัลดีไฮด์ที่ได้จากการกลั่นแอลกอฮอล์จากไม้ประกอบด้วยสารเจือปนต่างๆ ประมาณ 4-5% ความสำคัญทางเทคนิคบางประการคือวิธีการรับอะซีตัลดีไฮด์โดยการสลายตัวของกรดแลคติกโดยการให้ความร้อน วิธีการทั้งหมดเหล่านี้ในการผลิตอะซีตัลดีไฮด์ค่อยๆ สูญเสียความสำคัญไปจากการพัฒนาวิธีการเร่งปฏิกิริยาแบบใหม่สำหรับการผลิตอะซีตัลดีไฮด์จากอะเซทิลีน ในประเทศที่มีอุตสาหกรรมเคมีที่พัฒนาแล้ว (เยอรมนี) พวกเขามีความโดดเด่นและทำให้สามารถใช้อะซีตัลดีไฮด์เป็นวัสดุเริ่มต้นสำหรับการผลิตสารประกอบอินทรีย์อื่นๆ: กรดอะซิติก อัลดอล ฯลฯ พื้นฐานของวิธีการเร่งปฏิกิริยาคือปฏิกิริยาที่ค้นพบ โดย Kucherov: อะเซทิลีนต่อหน้าเกลือของปรอทออกไซด์เกาะกับน้ำหนึ่งอนุภาคและเปลี่ยนเป็นอะซีตัลดีไฮด์ - CH: CH + H 2 O \u003d CH 3 · C H O เพื่อให้ได้อะซีตัลดีไฮด์ตามสิทธิบัตรของเยอรมัน (โรงงานเคมี Griesheim-Electron ในแฟรงค์เฟิร์ตอัมไมน์) อะเซทิลีนจะถูกส่งไปยังสารละลายของปรอทออกไซด์ในกรดซัลฟิวริกที่แรง (45%) ซึ่งให้ความร้อนไม่เกิน 50 °ด้วยการกวนอย่างแรง อะซีตัลดีไฮด์และพาราดีไฮด์ที่เป็นผลลัพธ์จะถูกดูดออกหรือกลั่นในสุญญากาศเป็นระยะ อย่างไรก็ตาม วิธีที่ดีที่สุดคือวิธีที่อ้างสิทธิ์โดยสิทธิบัตรฝรั่งเศส 455370 ตามที่โรงงานของ Consortium of the Electrical Industry ในเมืองนูเรมเบิร์กดำเนินการ

ที่นั่นอะเซทิลีนถูกส่งผ่านไปยังสารละลายที่ร้อนอ่อน (ไม่เกิน 6%) ของกรดซัลฟิวริกที่มีปรอทออกไซด์ อะซีตัลดีไฮด์ที่เกิดขึ้นระหว่างกระบวนการจะถูกกลั่นและควบแน่นอย่างต่อเนื่องในเครื่องรับบางตัว ตามวิธี Grisheim-Electron ปรอทบางส่วนที่เกิดขึ้นจากการลดออกไซด์บางส่วนจะหายไป เนื่องจากอยู่ในสถานะอิมัลซิไฟเออร์และไม่สามารถกู้คืนได้ วิธีการของสมาคมมีความได้เปรียบอย่างมากในเรื่องนี้ เนื่องจากในที่นี้ ปรอทจะถูกแยกออกจากสารละลายได้ง่าย จากนั้นจึงแปลงทางไฟฟ้าเคมีเป็นออกไซด์ ผลผลิตเกือบจะเป็นปริมาณและผลที่ได้คืออะซีตัลดีไฮด์ที่บริสุทธิ์มาก อะซีตัลดีไฮด์เป็นของเหลวไม่มีสีระเหยง่าย จุดเดือด 21° ความถ่วงจำเพาะ 0.7951 สามารถผสมกับน้ำในอัตราส่วนใด ๆ มันถูกปล่อยออกมาจากสารละลายในน้ำหลังจากเติมแคลเซียมคลอไรด์ คุณสมบัติทางเคมีของอะซีตัลดีไฮด์มีความสำคัญทางเทคนิคดังต่อไปนี้:

1) การเติมกรดซัลฟิวริกเข้มข้นหนึ่งหยดทำให้เกิดพอลิเมอไรเซชันเพื่อสร้างพาราลดีไฮด์:

ปฏิกิริยาเกิดขึ้นด้วยการปล่อยความร้อนจำนวนมาก พาราลดีไฮด์เป็นของเหลวที่เดือดที่ 124°C และไม่แสดงปฏิกิริยาอัลดีไฮด์ทั่วไป เมื่อถูกความร้อนด้วยกรดจะเกิดการดีพอลิเมอไรเซชันและได้อะซีตัลดีไฮด์กลับคืนมา นอกจากพาราดีไฮด์แล้ว ยังมีพอลิเมอร์ที่เป็นผลึกของอะซีตัลดีไฮด์ ซึ่งเรียกว่าเมทัลดีไฮด์ ซึ่งน่าจะเป็นสเตอริโอไอโซเมอร์ของพาราลดีไฮด์

2) เมื่อมีตัวเร่งปฏิกิริยา (กรดไฮโดรคลอริก ซิงค์คลอไรด์ และด่างอ่อนโดยเฉพาะอย่างยิ่ง) อะซีตัลดีไฮด์จะถูกแปลงเป็นอัลดอล ภายใต้การกระทำของด่างที่กัดกร่อนรุนแรง การก่อตัวของอัลดีไฮด์เรซินเกิดขึ้น

3) ภายใต้การกระทำของอะลูมิเนียมแอลกอฮอล์ อะซีตัลดีไฮด์จะถูกแปลงเป็นอะซิติก เอทิลอีเทอร์ (ปฏิกิริยาของ Tishchenko): 2CH 3 C H O = CH 3 COO C 2 H 5 กระบวนการนี้ใช้ในการผลิตเอทิลอะซิเตทจากอะเซทิลีน

4) ปฏิกิริยาการเติมมีความสำคัญอย่างยิ่ง: ก) อะซีตัลดีไฮด์ยึดอะตอมออกซิเจนกลายเป็นกรดอะซิติก: 2CH 3 C H O + O 2 \u003d 2CH 3 COOH; การเกิดออกซิเดชันจะเร่งขึ้นหากเติมกรดอะซิติกลงใน acetaldehyde (Grisheim-Electron) จำนวนหนึ่ง กระบวนการออกซิเดชันของตัวเร่งปฏิกิริยามีความสำคัญมากที่สุด ตัวเร่งปฏิกิริยาคือ: เหล็กออกไซด์, วานาเดียมเพนท็อกไซด์, ยูเรเนียมออกไซด์และโดยเฉพาะอย่างยิ่งสารประกอบแมงกานีส b) โดยการติดไฮโดรเจนสองอะตอม อะซีตัลดีไฮด์จะกลายเป็นเอทิลแอลกอฮอล์: CH 3 C H O + H 2 = CH 3 CH 2 OH; ปฏิกิริยาจะดำเนินการในสถานะไอต่อหน้าตัวเร่งปฏิกิริยา (นิกเกิล); ภายใต้เงื่อนไขบางประการ เอทิลแอลกอฮอล์สังเคราะห์สามารถแข่งขันกับแอลกอฮอล์ที่เกิดจากการหมักได้สำเร็จ c) กรดไฮโดรไซยานิกรวมกับอะซีตัลดีไฮด์ทำให้เกิดกรดแลคติกไนไตรล์: CH 3 C H C O + HCN = CH 3 CH (OH) CN ซึ่งได้กรดแลคติคโดยการสะพอนิฟิเคชัน

การเปลี่ยนแปลงที่หลากหลายเหล่านี้ทำให้อะซีตัลดีไฮด์เป็นหนึ่งในผลิตภัณฑ์ที่สำคัญของอุตสาหกรรมเคมี การผลิตอะเซทิลีนราคาถูกทำให้สามารถดำเนินการอุตสาหกรรมสังเคราะห์ใหม่ๆ ได้หลายอุตสาหกรรม ซึ่งวิธีการผลิตกรดอะซิติกเป็นคู่แข่งที่แข็งแกร่งสำหรับวิธีการแบบเก่าในการกลั่นไม้แบบแห้ง นอกจากนี้ อะซีตัลดีไฮด์ยังใช้เป็นสารรีดิวซ์ในการผลิตกระจกเงา และใช้เพื่อเตรียมควินัลดีน ซึ่งเป็นสารที่ใช้ทำสี เช่น ควิโนลีนสีเหลืองและสีแดง เป็นต้น นอกจากนี้ยังทำหน้าที่เตรียมพาราลดีไฮด์ซึ่งใช้ในยาเป็นยาสะกดจิต