Acetaldehyde solisyon Cas 75-07-0

Solisyon asetaldeyidka pwodwi nan plizyè fason:

(1) SP2 ibridasyon

Estrikti yo nan aldeid ak kèton tou de gen kabòn oksijèn doub obligasyon (- C=o, carbonyl). Atom nan kabòn fòme twa sp2 ibridize orbital ak atòm oksijèn ak de lòt atòm, fòme twa obligasyon Sigma ki sitiye nan menm plan an ak yon ang kosyon nan apeprè 120 degre. Rès orbital P nan kabòn nan karbonil ki pa patisipe nan ibridasyon ibridasyon ak yon sèl orbital p nan atòm oksijèn ki soti nan bò a yo fòme yon kosyon π, pandan y ap de orbital yo p nan atòm oksijèn gen de pè nan elektwon pè Lone.
Pran fòmaldeyid, ki gen estrikti ki pi senp lan, kòm yon egzanp, oksijèn kabòn doub kosyon an ak kabòn idwojèn longè kosyon sèl yo se 120.3 pm ak 110 pm, respektivman.

Akòz elèktronegativite nan pi gwo nan atòm oksijèn konpare ak atòm kabòn, nwaj la elèktron nan kosyon an oksijèn kabòn doub gen tandans yo dwe partial nan direksyon pou atòm oksijèn, sa ki lakòz yon pi wo dansite nwaj elèktron bò kote yo, pandan y ap dansite nan nwaj elèktron nan atòm kabòn se pi ba yo. Se poutèt sa, gwoup carbonyl gen polarite, akSolisyon asetaldeyidse yon molekil polè, ki eksplike tou poukisa acetaldehyde se fasil soluble nan solvants polè (solubilite menm jan an).

(2) atòm idwojèn alfa

① chetif asid
Atòm alfa idwojèn nan aldeid ak keton yo trè aktif pou de rezon prensipal: premyèman, elèktron la retire efè endiksyon nan gwoup carbonyl; Dezyèm lan se efè a hyperconjugation nan alfa obligasyon idwojèn kabòn sou gwoup carbonyl.

Lè w ap pran 2- methylcyclohexanone kòm yon egzanp, eksperyans echanj izotòp yo te montre ke atòm nan idwojèn alfa akote gwoup la carbonyl gen gwo aktivite epi yo ka ranplase pa atòm deteryom anba aksyon an nan sodyòm deuterated (idwoksid sodyòm (lou dodyom (Douz dlo.

Malgre ke aktivite a alfa h nan konpoze carbonyl diferan varye, aldeid gen pi fò asidite konpare ak alkan, alkin, ak keton nan seri a menm. Sou yon bò, antrav la sterik nan gwoup alkil se pi gran pase sa yo ki an atòm idwojèn, ak sou lòt men an, efè a hyperconjugation ant gwoup alkil ak gwoup carbonyl diminye chaj la pozitif nan karbonil carbons.

Remak: P reprezante logaritm negatif, ak pi piti a PKA a, pi fò nan asidite a.

② tautomerism
Anjeneral, pifò aldeid ak keton gen tautomers. Pran asetaldeyid kòm yon egzanp, gen tautomers ant ketonn ak fòm yo enol. Akòz enstabilite nan estrikti nan fòm Enol, estrikti nan fòm ketonn nan asetaldeyid kont pou prèske 1 0 0%, ak yon konstan ekilib nan sou 6.0 × 10-5.

Remak: Rezon ki fè la pou enstabilite nan estrikti a Enol se ke prezans nan kabòn kabòn doub lyezon ogmante dansite nan nwaj la π elèktron nan atòm kabòn lan. Sepandan, akòz electronegativity a fò nan oksijèn, nwaj la elèktron gen tandans apwòch atòm nan oksijèn. Rezilta sa a kontradiktwa mennen nan enstabilite nan estrikti a Enol.
③ Kondansasyon Aldol
Anba aksyon an nan solisyon asid asid, molekil asetaldeyid ka sibi reyaksyon aldol kondansasyon nan tanperati ki ba, kote - atòm idwojèn atake atòm oksijèn carbonyl, ak lòt gwoup fonksyonèl konbine ak atòm kabòn yo fòme atòm yo.

(3) adisyon nikleyofilik

Se chaj la pozitif nan atòm kabòn nan estrikti a karbonil fasil atake pa nucleophiles, epi yo ka sibi π - kosyon klivaj reyaksyon adisyon nan anviwònman asid ak asid.

① asid idrokyanik
Asid idrokyanik se yon nikleyofil tipik ki reyaji avèkSolisyon asetaldeyidPou pwodwi 2- hydroxypropionitrile ( - hydroxynitrile). Pousantaj reyaksyon an pral anpil akselere anba kondisyon asid paske HCN, kòm yon asid fèb, se tendans jenere iyon cyanide negatif (CN -) anba kondisyon asid, kidonk ogmante konsantrasyon an nan reactants; Okontrè, si te pote soti nan kondisyon asid, iyon idwojèn sibi pwotonasyon ak gwoup carbonyl, amelyore elèktrofilisite a nan karbonil karbon, ki se pa fezab nan pwogrè nan reyaksyon an ak ralanti pousantaj la reyaksyon.

HCN + NaOH → NACN + H2O
Ch3cho + hcn → ch 3- ch (OH) -cn

Anplis de sa, 2- hydroxypropionitrile ka idrolize anba kondisyon asid yo pwodwi 2- asid idroksypropyonik (souvan li te ye tankou "asid laktik"). Se poutèt sa, reyaksyon an adisyon nikleyofil nan cyanide idwojèn ka itilize yo fè sentèz asid idroksi ak yon atòm kabòn adisyonèl.
Ch 3- ch (OH) -cn + 2 H2O + H + → Ch 3- CH (OH) -COOH + NH 4+

② Sodyòm bisulfit
Acetaldehyde ak depase satire sodyòm bisulfite solisyon ka sibi yon reyaksyon nikleyofil yo fòme sodyòm bisulfite aduk san yo pa bezwen an pou yon katalis.
CH3CHO + NAHSO3 → CH 3- CH (OH) -SO3NA

Sodyòm bisulfit aduct la (sodyòm alfa hydroxysulfonate) se fasil soluble nan dlo men difisil a fonn nan solvants òganik, se konsa li difize soti nan faz la òganik nan faz la akeuz yo fòme kristal. Se poutèt sa, ka reyaksyon sa a dwe itilize yo separe aldeid soti nan konpoze òganik ki solubl nan dlo.
Remak: Sodyòm alfa hydroxysulfonate reyaji ak sodyòm syanid, ak gwoup la asid sulfonic ka ranplase pa yon gwoup cyanide yo fòme alfa hydroxynitrile (alkòl nitril), kidonk evite pwodiksyon an nan trè toksik ak temèt syanid idwojèn.
Ch 3- CH (OH) -SO3NA + NACN → CH 3- CH (OH) -CN + Na2SO3

③ Fòma reyaktif
Acetaldehyde ka reyaji ak Grignard reyaktif (souvan li te ye tankou "Grignard reyaktif", abreje kòm "RMGX") nan prezans etè anidrid, premye génération mayezyòm konpoze substitute (pwodwi entèmedyè), ak Lè sa a, hydrolyzing anba kondisyon asid jenere dirèkteman alkòl. Reyaksyon sa a tou se youn nan fason pou fè sentèz alkòl nan reyaksyon adisyon nikleyofil yo, menm jan ak reyaktif ityòm òganik.

Pran reyaksyon an nan sikloheksan kòm yon idrokarbone ki baze sou reyaktif ak asetaldeyid kòm yon egzanp.
CH3CHO + C6H 11- Mgx → H11c 6- CH (OH) -CH3

Note: Format reagent was synthesized by French scientist Francois Auguste Victor Grignard (1871-1935) in 1901. It is an organic magnesium reagent formed by reacting organic halogen (chlorine, bromine, iodine) compounds (halogenated alkanes, active halogenated aromatic hydrocarbons) with magnesium metal in dry anhydrous etè.

④ alkòl
Alkòl tou gen vokasyon, ak anba katalize a nan asid tankou P-toluenesulfonic asid ak klori idwojèn yo, yo ka sibi reyaksyon adisyon nikleyofil ak asetaldeyid yo fòme emiacetals enstab, ki ka Lè sa a, dwe retire nan yon molekil nan dlo a fòme asetal.

Mekanis reyaksyon espesifik la se jan sa a: premyèman, iyon yo karbonil ak idwojèn sibi pwotonasyon yo fòme iyon oxonium, ki ogmante elèktrofilisite nan atòm kabòn karbonil; Dezyèmman, pandan reyaksyon adisyon ak alkòl, pwoton yo pèdi, sa ki lakòz fòmasyon nan emiacetals enstab; Imedyatman, li konbine ak H+yo fòme iyon oxonium pou dezidratasyon; Finalman, li reyaji ak alkòl yo fòme yon aldeid pi estab, ak rezilta a an jeneral se ke yon molekil nan aldeid ketonn ka reyaji ak de molekil nan alkòl yo fòme yon molekil nan aldeid.

Pran methanol kòm yon egzanp, li ka reyaji ak asetaldeyid yo pwodwi dimethoxyethane (aldeid).
CH3CHO + 2 CH3OH → (H3CO) 2- CH-CH 3 + H2O

⑤ Dlo
Nan anviwònman asid, dlo ka sibi reyaksyon adisyon nikleyofil ak asetaldeyid yo pwodwi dihydroxyethane (diol).

CH3CHO + H2O → (HO) 2- CH-CH3
Remak: estrikti a molekilè nan de gwoup idroksil ki konekte pa atòm nan kabòn menm manke estabilite tèmodinamik ak gen tandans fè retounen tounen nan aldeid ak kèton sou dezidratasyon, ki endike ke reyaksyon an adisyon ant dlo ak carbonyl se yon reyaksyon revèsib ak ekilib partial nan direksyon pou bò reyajan an.

⑥ amonyak ak dérivés li yo
Tout aldeid ak kèton ka sibi reyaksyon adisyon nikleyofil ak amonyak ak dérivés li yo (tankou idroksilamin, hydrazine, fenilhydrazine, semicarbazide, elatriye), pwodwi pwodwi ki estab tankou oksime, hydrazone, phenylhydrazone, ak urae. Sepandan, pwodwi yo jwenn nan reyaksyon an ak amonyak yo enstab.

Lè w ap pran 2, 4- dinitrophenylhydrazine kòm yon egzanp, ekwasyon chimik la pou reyaksyon an ak acetaldehyde ak dezidratasyon jenere 2, 4- dinitrofenylazon yo montre nan figi a.

Remak: Oxime, hydrazone, ak ure yo jeneralman kristal ki estab ak yon pwen k ap fonn fiks. Idroliz nan anviwònman asid ka retabli estrikti a carbonyl. Se poutèt sa, reyaksyon sa yo nikleyofil ka itilize yo idantifye ak pirifye aldeid ak kèton.
Pwodwi nan sèten dérivés amin reyaji ak gwoup carbonyl

(4) reyaksyon oksidasyon

① Reyaksyon koulè
Gwoup la aldeid nanSolisyon asetaldeyidMolekil yo ka soksid - COO - pa reaktif fehling ak reaktif Tollens, pwodwi brik presipite wouj (CU2O) ak glas ajan (Elemental AG), respektivman. Prensip la nan idantifye aldose (diminye sik) bay manti nan sa a, ak reyaksyon an ki fèt ak Tollens reyaktif (ki egzije chofaj) se tou li te ye kòm "reyaksyon an glas ajan" [3].
CH3CHO + 2 Ag (NH3) 2OH → 2AG ↓ + 3 NH3 ↑ + 2 H2O + CH3CoonH4
CH3CHO + 2 Cu (OH) 2 → Cu2O ↓ + 2 H2O + CH3COOH
Remak: Fehling reyaktif ak Tollens reyaktif yo tou de reyaktif ki ka idantifye diminye sibstans ki sou. Ansyen an se jeneralman ki konpoze de idwoksid sodyòm (NaOH) ak kòb kwiv mete silfat (CuSO4) solisyon, envante pa magazen Alman Herman von Fehling (1812-1885) nan 1849; Lèt la ka sèlman dwe prepare nan situ, ak eleman prensipal li yo se yon solisyon amonyak nan nitrat an ajan, sètadi Ag (NH3) OH, ke yo rele tou "solisyon an ajan amonyak", envante pa magazen Alman Bernhard Tollens (1841-1918) nan 19yèm syèk la.

② fò ajan oksidant
Akòz rediksyon nan gwoup aldeid yo, yo ka oksidasyon nan asid acetic pa inòganik fò oksidan potasyòm pèrmanganat. Anba kondisyon asid, se pèrmanganat potasyòm redwi a iyon manganèz divalent, sa ki lakòz manyak nan solisyon an gwo twou san fon koulè wouj violèt; Anba kondisyon alkalin, li redwi a IV Valent diyoksid Manganèz, ak fenomèn la se ke gwo twou san fon solisyon an koulè wouj violèt disparet, pwodwi yon presipite mawon nwa. Ekwasyon an ion se jan sa a.
5Ch3Cho + 2 Mno 4- + 6 H+ → 2mn 2+ + 5 CH3COOH +3 H2O
3Ch3Cho + 2 Mno 4- + H2O → 2MNO2 ↓ + 3 CH3COOH + 2 OH-
Remak: Potasyòm pèrmanganat gen pi fò pwopriyete oksidant nan anviwònman asid epi li se redwi a pi ba konpoze valans. Menm jan oksidan fò gen ladan dikromat potasyòm (K2CR2O7), asid kromik (H2CRO4), oksijene idwojèn (H2O2), elatriye.

③ oksidasyon katalizè
Anba katalize a ak kondisyon chofaj nan metal kòb kwiv mete, asetaldeyid ka soksid pa oksijèn nan asid acetic. Premyerman, kwiv reyaji ak oksijèn anba kondisyon chofaj yo fòme oksid kòb kwiv mete, ki Lè sa a, aji kòm yon oksidan ak reyaji ak asetaldeyid diminye tèt li nan kwiv elemantè (katalis) [2] [20-28].
2CU + O2 → 2CUO
CH3CHO + CUO → Cu + CH3COOH
2CH3CHO + O2 → 2CH3COOH

(Oksijèn (ki degaje konbisyon)
Acetaldehyde, kòm yon konpoze òganik, yo ka boule nan oksijèn yo pwodwi gaz kabonik ak dlo (konplètman soksid).
2CH3CHO + 5 O2 → 4CO 2 + 4 H2O

(5) reyaksyon rediksyon

Acetaldehyde gen insaturated oksijèn doub obligasyon (- C=O), ki ka redwi a hydroxymethyl (- CH2OH) pa diminye ajan.
① Idrogenasyon katalizè
Acetaldehyde ka redwi a etanòl pa gaz idwojèn anba aksyon an nan katalis metal tankou nikèl ak Paladyòm.
CH3CHO + H2 → CH3CH2OH

② Hydride metal
Acetaldehyde ka redwi a etanòl pa idrid metal (fò ajan diminye) tankou ityòm aliminyòm hydride, sodyòm borohydride, elatriye nan kondisyon etè anidrid.
CH3CHO + lialh 4 +2 H2O → CH3CH2OH + lialo 2 + 3 H2 ↑
CH3CHO + NABH 4 + 3 H2O → CH3CH2OH + NABO 3 + 4 H2 ↑

③ Restorasyon Clemmensen
Anba aksyon an nan HCl ak zenk mèki (Zn Hg), gwoup la aldeid nan asetaldeyid ka redwi a methyl, se sa ki, asetaldeyid redwi a etan anba kondisyon asid fò. Reyaksyon sa a apwopriye pou rediksyon konpoze carbonyl ki sansib pou alkali.

HG pa patisipe nan reyaksyon rediksyon Clemmensen, men aji kòm yon katalis. Apre fòme yon mèki amalgam (Zn Hg) alyaj ak zenk, se aktivite a nan zenk ogmante akòz fòmasyon nan yon koup elektrik nan alyaj la, kidonk fè pwomosyon reyaksyon an.
Zenk amalgam ka prepare pa reyaji zenk poud/patikil zenk ak sèl mèki (HGCL2) nan solisyon asid idroklorik dilution. Zenk elemantè ka diminye iyon mèki divalent nan mèki elemantè, ak Lè sa a, mèki fòme yon amalgam mèki sou sifas la nan zenk, ak reyaksyon an rediksyon rive sou sifas la aktive nan zenk.
Remak: te reyaksyon an rediksyon Clemmensen dekouvri pa magazen Danwa Erik Christian Clemmensen (1876-1941) nan 1913.

④ Kishner Wolff Huang Minglong Restorasyon
Aldeid ak kèton ka reyaji ak idrazin anidrid pou fòme hydrazones (C=NNHR), ki ka Lè sa a, dwe dekonpoze nan gaz azòt pa chofaj ak etanòl anhydre ak sodyòm ethoxid nan yon gwo-presyon veso a {{{2 ou. Gwoup karbonil yo redwi a gwoup metilèn anba kondisyon alkalin, epi yo rele reyaksyon sa a reyaksyon Wolff Kishner rediksyon.

Huang Minglong (1898-1979), yon magazen òganik pi popilè nan Lachin ak yon akademisyen nan manm nan CAS, amelyore reyaksyon an. Yon sede ki pi wo ta ka reyalize pa ranplase idrazin anidrid ak yon solisyon akeuz nan idrazin. Sa vle di, aldeid oswa ketonn, idwoksid sodyòm, solisyon akeuz nan hydrazine, ak segondè sòlvan bouyi (glycol dyetilèn, diethylenegly Clo, hoch2ch2och2ch2oh) yo te chofe yo fòme hydrazone, ak Lè sa a, depase idrazin ak dlo yo te evapore. Apre rive nan tanperati a dekonpozisyon nan hydrazone, yo te reyaksyon an rflu nan fini an nan reyaksyon an. Sa a se reyaksyon yo rele Wolff Kishner Huang Minglong reyaksyon.
Lè w ap pran asetaldeyid kòm yon egzanp, li ka redwi a etan nan Wolff Kishner ak Wolff Kishner Huang Minglong reyaksyon yo, ki se apwopriye pou rediksyon nan asid sansib konpoze carbonyl.

(6) kosyon idwojèn

Acetaldehyde ka fòme lyezon idwojèn nan dlo, ki se yon lòt rezon ki fè asetaldeyid (pi ba aldeid) se fasil soluble nan dlo.