Альдегиттер.
Құрылысы. Альдегидтер класының қарапайым өкілі — құмырсқа алльдегиді (формальдегид) СН2О — өткір иісті, түссіз газ. Оның судағы концентрациялы ерітіндісі формалин деген атпен белгілі. Құмырсқа альдегидін бір ғана құрылымдық формуламен жазуға болады:
Н
С = 0
Н
Егер формальдегид молекуласындағы сутегінің бір атомьга көмірсутек радикалымен алмастырса, онда осы альдегидтер класы-ның келесі өкілдеріне ауысуға болады (5-кесте). Олардың жалпы қүрылымдық формуласы:
Альдегидтердің гомопогтық қатары
|
Альдегидттердің атаулары |
Құрылымдық формуласы |
Қайнау температурасы, °С |
|
Құмырсқа (формальдегид) |
|
-19 |
|
Сірке (ацетальдегид) |
|
+21 |
|
Пропион |
|
+50 |
|
Май |
|
+75
|
|
Валериан |
|
+120
|
Егер сутегінің екі атомын да көмірсутек радикалдарымен алмастырса, онда кетондар класына өтуге болады. Олардың жалпы қүры-лымдық формуласы:
|
O
Кетондардың қарапайым өкілі — ацетон СН3—С—СН3. Бұл өзіне тән жеміс тәрізді иісі бар сұйықтық.
O
Альдегидтер мен кетондардың молекулаларында —С— карбонил тобының болуы осы қосылыстарды туыстастырады, сондықтан олардың химиялық қасиеттерінде кеп ұқсастықтар болады.
Молекулаларында көмірсутек радикалы мен сутегі атомымен байланысқан карбонил тобы бар органикалық заттарды альдегидтер дейміз.
|
Альдегидтерді молекуласында көмірсутек радикалымен функционалдық топ (альдегид тобы) байланысқан заттар деп
қарастыруға болады. (Құмырсқа альдегидінің молекуласында карбонил тобы екі сутегі атомымен байланысқан.
Спирттерден айырмашылығы альдегидтерде молекулааралық сутектік байланыс түзілмейді, өйткені олардың молекуласында альдегидтің басқа молекуласындағы оттегі атомымен сутектік байланыс түзетін, жеткілікті мөлшерде оң заряды бар сутегі атомы жоқ. Осының салдарынан альдегидтердің қайнау температурасы молекуласында дәл сондай мөлшерде көміртегі атомдары бар спирттерге қарағанда төмен. Гомологтық қатардың алғашқы мүшелерінің суда ерігіштігін, олардың су молекулаларымен сутегі атомдары арқылы сутектік байланыс түзуімен түсіндіруге болады.
АЛЬДЕГИДТЕРДІҢ ХИМИЯЛЫҚ ҚАСИЕТТЕРІ, ҚОЛДАНЫЛУЫ ЖӘНЕ АЛЫНУЫ
Химиялық қасиеттері. Альдегидтердің химиялық қасиеттері ең алдымен молекулаларында карбонил тобының болуына байланысты. Қос байланыс орны бойынша оларда қосып алу реакциясы жүре алады.
Егер, мысалы, ацетальдегид буын сутегімен қыздырылған никель катализаторы арқылы өткізсе, қанықпаған көмірсутектердегі сияқты сутегін қосып алу реакциясы жүреді, этил спирті түзіледі:
Қос байланыстың полюсті сипаты альдегидтердің басқа реакцияларына себеп болады. Мысалы, олар суды қосып алуы мүмкін. Әсіресе бұл судағы ерітіндісінде толықтай гидратталған формальдегидке тән:
Егер таза пробиркаға тотықтырғыш ретінде күміс оксидінің аммиактағы ерітіндісін құйып (күміс оксиді суда ерімейді), оған альдегидтің ерітіндісін қосып, қоспаны ептеп қыздырса, көп кешікпей пробирканың қабырғасына жылтыраған күміс қонғаны байқалады. Бұл тотығу-тотықсыздану реакциясында альдегид қышқылға айналады, (аммиактың артық болуынан аммоний тұзы түзіледі), ал күміс бос күйінде бөлініп шығады:
Бұл реакция күміс айна реакциясы деп аталады.
Альдегидтерге тотықтырғыш ретінде мыс гидроксидін Сu(0Н)2 де пайдалануға болады. Егер мыс (II) гидроксидіне альдегид ерітіндісін құйып, қоспаны қыздырса, ең алдымен, мыс (I) гидроксидінің СuОН сары түсті тұнбасы түзіледі, біраздан кейін ол қызыл түсті мыс (I) оксидіне Сu2H айналып кетеді. Мұнда мыс (II) гидроксиді альдегидті қышқылға тотықтырады, ал өзі мыс (I) оксидіне дейін тотықсызданады.
Осы реакциянық теңдеуін жалпы түрде былай көрсетеміз:
Күміс (I) оксидінің аммиактағы ерітіндісі мен мыс (II) гидроксиді альдегидтерді табуға пайдаланылады.
Қолданылуы. Альдегидтер арасында формальдегид пен ацетальдегид (сірке альдегиді) көп қолданылады. Формальдегидтің негізінен судағы ерітіндісі — формалин пайдаланылады.
Тұрмыста формалин зарарсыздандыру үшін пайдаланылады. Ауыл шаруашылығында тұқымды дәрілеуге қолданылады. Формалин былғары өндірісінде кең түрде қолданылады, өйткені ол терінің ақуыздарын қатайтып, шірімейтіндей етеді. Формалиннің биологиялық препараттарды сақтауға қолданылуы осыған негізделген. Формальдегидті аммиакпен әрекеттестіріп, кең таралған дәрілік зат — уротропин алады.
Формальдегидтің негізгі мөлшері фенолмен реакцияластырып фенолформальдегидті пластмасса алу үшін пайдаланылады, одан электротехникалық бұйымдар, машина бөлшектері, т.б. жасалады. Пластмассалармен кейін толық танысамыз.
Ацетальдегид (сірке альдегаді) сірке қышқылын ендіруде және басқа да синтездерде қолданылады. Оны тетрамеризациялау арқылы құрғақ спирт деп аталатын — оңай жанатын қатты зат алады, ол мектептің химия кабинеттерінде, жорыққа шыққанда тағам дайындау кезінде пайдаланылады.
Алынуы. Альдегидтерді алудың жалпы әдісі спирттерді тотықтыру болып табылады. Бұл әдісті түсіну үшін, мынадай тәжірибе жасаймыз. Мыстан жасалған жіңішке оралма сымды спирт шамының жалынына қыздырып, пробиркадағы спиртке батырайық. Қыздырғанда қоңыр түсті мыс (II) оксидімен қапталған сымды спиртке салғанда, қайтадан жылтырап шыққаны байқалады, сонымен бірге альдегидтің иісі сезіледі:
Осындай реакциямен өнеркәсіпте мыс немесе күмістен жасалған қыздырылған торы бар реактор арқылы метил спиртінің буы мен ауа қоспасын өткізе отырып, формальдегидті алады.
Зертханада альдегидтер алу кезінде спирттерді тотықтыру үшін басқа да тотықтырғыштарды, мысалы, калий перманганатын пайдалануға болады. (Оңай болу үшін тотықтырғышты оттегі атомы түрінде белгілеп, сәйкес спирттен сірке альдегидін алу реакциясының теңдеуін жазындар.) Өнеркәсіпте ацетальдегидті 1881 ж. орыс ғалымы М.Г.Кучеров ашқан, сынап тұзы қатысында ацетиленнің гидраттану реакциясы бойынша алады.
Ең алдымен ацетиленге бір п-байланыс орны бойынша су қосылып, винил спирті түзіледі. (Вииил радикалының құрылымдық формуласын еске түсіріңдер.) Бірақ гидроксил тобы көміртегі атомымен қос байланыста болатын қанықпаған спирттер тұрақсыз және оңай изомерленеді. Сондықтан да винил спирті альдегидке айналады:
Реакцияны оңай жасауға болады, егер ацетиленді күкірт қышқылы және сынап (II) оксиді бар ыстық судан өткізсе бірнеше минуттан кейін қабылдағышта альдегид ерітіндісінің түзілгенін байқауға болады.
Бұл әдіс бойынша ацетальдегидті өнеркәсіпте алудың мынадай кемшілігі бар, мұнда ағзаны уландыратын сынап қосылыстарымен жұмыс істеуге тура келеді. Сондықтан соңғы жылдары палладий мен мыс хлоридтерінің қатысында этиленді оттегімен тотықтыру арқылы ацетальдегид алу әдісі жетілдірілді және кең қолданылады. Реакция механизміне сүйенбей-ақ, бірінші сатыда сутегі атомы гидроксилге алмасып, әрі қарай ацетальдегидке изомерленетін винил спирті түзілетінін байқаймыз:
Бұл әдістің келешегі зор, өйткені қазіргі уақытта этилен ацетиленге қарағанда органикалық синтез үшін едәуір арзан және тиімді шикізат деп саналады.
