Лекция: Альдегиды и кетоны.
Альдегиды и кетоны относятся к классу органических кислородсодержащих, а именно - карбонильных соединений, то есть содержат карбонильную группу -C(O)-. Альдегиды и кетоны также называют оксосоединениями, карбонильную группу - оксо-группой.
Альдегиды
Название "альдегид" было введено Юстусом фон Либихом как сокращение от латинского alcohol dehydrogenatus — дегидрированный спирт или спирт, лишенный водорода. Название радикала "формил", а также другие однокоренные слова (формальдегид, формиаты) произошли от латинского слова formica — "муравей".
Простейший альдегиды (метаналь, этаналь) - газы, альдегиды состава (ССС2–С14) – жидкости, остальные – твердые вещества. Температуры кипения альдегидов меньше, чем у соответствующих спиртов из-за отсутствия водородных связей.
Альдегидная группа содержится во многих природных веществах, таких, как углеводы, некоторые витамины (ретиналь, пиридоксаль). В небольших количествах альдегиды содержатся в эфирных маслах и часто способствуют их приятному запаху, например, коричный альдегид, бензальдегид, цитраль и ванилин. Запах жасмина и розы также обусловлены присутствием в эфирных маслах соответствующих альдегидов и кетонов.
Впервые синтетический альдегид был использован в 1921 году при создании легендарного аромата Chanel №5, в который входили соединения из группы так называемых жирных альдегидов, обладающие характерным цитрусовым или цветочным запахом и своеобразными "мыльными" полутонами.
Сегодня наиболее часто в парфюмерии используют следующие альдегиды:
· C7 - гептаналь, обладающий «зеленым», травянистым запахом;
· C8 - октаналь, апельсиновый запах;
· C9 - нонаналь, запах розы;
· C10 - деканаль, запахом напоминает цедру апельсина; цитраль, более сложный альдегид с запахом лимона;
· C11 - ундеканаль, «чистый» альдегид, содержащийся в масле листьев кориандра;
· C12 - лауриловый альдегид с запахом сирени или фиалки;
· C13 - восковой запах с грейпфрутовой нотой;
- C14 - ундекалактон, соединение с характерным запахом персика, использовавшееся, в частности, при создании легендарного аромата Guerlain Mitsouko.
Низшие альдегиды - формальдегид (метаналь) и уксусный альдегид (этаналь) обладают токсичными свойствами. Так, уксусный альдегид является продуктом неполного окисления алкоголя (этилового спирта) в организме человека и образуется при чрезмерном употреблении спиртных напитков. Именно он является виновником "похмельного синдрома". Формальдегид может выделяться в окружающую среду при разложении фенолформальдегидных смол (основа ДСП - древесностружечных плит, из которых производят мебель и некоторые строительные материалы), и может вызывать сильные отравления, онкологические заболевания, поражение центральной нервной системы. Поэтому формальдегид является экотоксикантом и относится ко II классу опасности (высокоопасные соединения).
СТРОЕНИЕ И КЛАССИФИКАЦИЯ АЛЬДЕГИДОВ
По определению ИЮПАК:
Определение
Альдегиды — класс органических соединений вида R-C(О)H, в которых карбонильная группа -С(О)- связана с одним атомом водорода и одним углеводородным радикалом R. При этом группа -С(О)Н называется альдегидной группой.
Общая формула предельных одноатомных альдегидов CnH2nO.
Строение альдегидной группы
Свойства альдегидов определяются строением альдегидной группы. Атом углерода в карбонильной группе находится в состоянии sp2-гибридизации. Углы R-C-H, R-C-O и H-C-O примерно равны и составляют приблизительно 1200 (где R — алкил).
Двойная связь карбонильной группы сходна по физической природе с двойной связью между углеродными атомами, однако в то же время энергия связи С=О (749,4 кДж/моль) больше, чем энергия двух простых связей (2×358 кДж/моль) C-O. С другой стороны, кислород является более электроотрицательным элементом, чем углерод, и потому электронная плотность вблизи атома кислорода больше, чем вблизи атома углерода. Длина связи С=О составляет 0,122 нм