Struktura

Důležití zástupci

Zástupci

Methanal - formaldehyd HCHO

Plynná, toxická, štiplavě páchnoucí látka, dráždí dýchací cesty, leptá pokožku, páry patří mezi karcinogeny. Rozpouští se ve vodě na    35-40% vodný roztok, který se nazývá formalín. Má dezinfekční a konzervační účinky, sráží bílkoviny.

Polykondenzací ve vodném roztoku za přítomnosti kyselin vzniká paraformaldehyd (směs polyoxymethylenů HO-CH2 –(O-CH2)n-O-CH2-OH ). Cyklizací vzniká trioxymethylen = trioxan (CH2O)3. Proti polymeraci se stabilizuje methanolem (inhibitor polymerace).

Používá se  především  k výrobě makromolekulární látek:  fenolformaldehydové pryskyřice (fenoplasty -bakelit), močovinoformaldehydové (aminoplasty) pryskyřice a umělá rohoviny (galalit). Využití má i při výrobě barviv. Formalín se používá jako fungicid a k ukládání biologických preparátů.

Výroba vychází vždy z methanolu, jedná se buď o katalytickou oxidaci nebo dehydrogenaci (případně oxydehydrogenaci) methanolu:

CH3OH + 1/2 O2 → HCHO + H2O   

oxydehydrogenace: 600-700oC, kat. Ag; oxidace: 300-400oC; kat. Fe, Mo-oxidy + Mn, Cr

Ethanal - acetaldehyd CH3CHO

Kapalná štiplavě páchnoucí látka, Snadno polymeruje, kapalný cyklický trimer - paraldehyd anestetické a sedativní účinky. Směs tetramer (převažuje) + pentamer + hexamer = metaldehyd se označuje jako „tuhý líh“ Meta (pro cestovní vařiče). Je výchozí látkou pro výrobu kyseliny octové a další organické syntézy.

Výroba je založena na dehydrogenaci ethanolu nebo Wacker-Hoechstově oxidaci ethenu. Starý výrobní postup využívající Kučerovovu reakci se již nepoužívá:

CH≡CH + H2O → CH2=CH-OH ↔ CH3CHO

Propenal - akrolein CH2=CHCHO

Bezbarvá, odporně páchnoucí kapalina, karcinogenní , silně dráždí dýchací cesty, vzniká při přepalování tuků. Slouží s výrobě kyseliny akrylové, allylalkoholu, pyridinu, 2-methylpyridinu, butan-1-olu, léčiv, kaučuku, voňavek a  syntetických materiálů (polymethylmetakrylátu).

Výroba je nyní založena katalytické oxidaci propenu:

  CH2 = CH – CH3  + O2  →   CH2=CH – CHO + H2O                           

Starší výroba vychází ze směsi formaldehydu a acetaldehydu  při teplotě asi 300oC, jako katalyzátor se používá Al2O3 (aldolová reakce):

CH3 – CHO  + H – CHO  → CH2 (OH) – CH2 – CHO →   CH2=CH – CHO   +   H2O

   ethanal            methanal           3-hydroxypropanal                    propenal

Benzaldehyd C6H5CHO

Kapalina příjemné hořkomandlové vůně, ve vodě špatně rozpustná, v přírodě je součástí semen mandloně, pecek třešní, švestek, broskví a meruněk. Používá se při výrobě barviv, voňavek, léčiv.

Výroba: oxidace toluenu vzdušným kyslíkem  nebo hydrolýza benzalchloridu:

  C6H5CHCl2   +   H2O  →    C6H5-CHO   +   2 HCl

  benzalchlorid                     benzaldehyd

Přírodní vonné aldehydy

Anisaldehyd (4-methoxybenzaldehyd)

Aldehyd příjemné vůně. Je obsažený ve vonných olejích (anýzový, fenyklový). Používá se při výrobě léčiv, likérů, voňavek a podobně.

Vanilin (4-hydroxy-3-methoxybenzaldehyd)

Bílá krystalická látka s charakteristickou květinovou vůní a sladkou chutí, nachází se ve vanilce. Přírodní i syntetický vanilin se používá k ochucování v potravinářském průmyslu, při přípravě vonných esencí pro výrobu parfémů, voňavek, mýdel, ve farmaceutickém průmyslu jako součást tekutých přípravků a mastí. (1)

Aldehyd skořicový

Nachází se ve skořici. Je součástí přírodních látek, má antibakteriální účinky. Slouží k výrobě parfémů. Používá v aromaterapii, do směsí používaných při nachlazení a přípravě masážních krémů (prokrvuje pokožku).

Citral a geranial

Izomery: izomer E - geranial = citral A, izomer Z -neral = citral B. Jsou obsaženy v silicích citrusových plodů. Světle žluté kapaliny s citronovou vůní mají silné antibakteriálními účinky. Používají se v parfumerii, dále jako ochucovadlo a působí jako feromon pro hmyz.

                   

Vanilin                                    Aldehyd skořicový                                      Citral

Propanon – aceton - dimethylketon CH3COCH3

Bezbarvá, hořlavá, těkavá kapalina s charakteristickým zápachem, zdraví škodlivá. Páry acetonu jsou výbušné.

Je dobrým rozpouštědlem jiných látek (pryskyřice, plasty, tuky, oleje,…), slouží jako základní složka nátěrových hmot. Vyskytuje se jako meziprodukt metabolických procesů, vzniká při kvašení cukerných roztoků, rozkladnou destilací dřeva a uhlí apod. Patří mezi nejvýznamnější rozpouštědla a ředidla, používá se při výrobě barviv, laků, uspávacích prostředků, k výrobě slzotvorných plynů, bojových látek.

Výroba: Vyrábí se dehydrogenací propan-2-olu (350°C,kat. ZnO), Wacker-Hoechstovým způsobem z propenu ( 100-120oC, kat. PdCl2/CuCl2) nebo kumenovým způsobem.

Fenyl(methyl)keton= acetofenon C6H5COCH3

Bezbarvá kapalina s příjemnou vůní. Používá se ve voňavkářství k napodobení vůně pomerančovníku, je meziproduktem při výrobě léčiv.

Cyklohexanon C6H10O

Bezbarvá olejovitá kapalina, voní po mátě, rozpouští se v ethanolu i diethyletheru. Používá se k výrobě syntetických vláken (Silon, Nylon) a jako rozpouštědlo.

Výroba: katalytickou dehydrogenací cyklohexanolu za zvýšené teploty nebo katalytickou hydrogenací fenolu:

 C6H5OH + 2 H2 → (CH2)5CO

Výroba kaprolaktamu k výrobě Silonu (2)

1,4-benzochinon C6H4O2 ( p-benzochinon)

Krystalky, dráždivého zápachu, mají žlutou jasně zářivou barvu. Je  nerozpustný ve vodě, rozpustný v organických rozpouštědlech. Zahříváním sublimuje a s vodní parou těká. Připravuje se oxidací anilinu oxidem chromovým. Je prudce jedovatý, silně dráždí pokožku.  1,4--benzochinon a jeho deriváty se nacházejí v obranných sekretech řady členovců a dalších organismech. Benzochinonový kruh je důležitou součástí dýchacího řetězce a fotosyntézy. 

1,2-benzochinon C6H4O2 ( o-benzochinon)

Červené krystalky jasné barvy, nerozpustný ve vodě, rozpustný v organických rozpouštědlech.

1,4-naftochinon; 9,10-anthrachinon C14H8O2

Barvářský průmysl, výroba barviv (analytická chemie).

Zdroje

  1. WIKIPEDIA.ORG. Vanilin [online]. [cit. 3.6. 2014]. Dostupné z: http://cs.wikipedia.org/wiki/Vanilin
  2. WIKIMEDIA.ORG. [online]. [cit. 2.6.2014]. Dostupné z: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/0/0b/Caprolactam_Synth.png  

Obrázky

Samostatná práce

Doplňovačka - karbonylové sloučeniny zadání řešení

Doplňovačka    

zadání

                                            řešení

doplňovačka v excelu zadání + řešení  - viz příloha

Odkaz

Video:

Důkaz aldehydů a ketonů pomocí Bradyho činidla

Bradyho činidlo - roztok 2,4-dinitrofenylhydrazinu v konc. HCl

Reakce s Bradyho činidlem, Tollensův test a oxidace dichromanem draselným ( video s anglickým komentářem)

Doplňující učivo

Anthrachinonová barviva

Základem je anthrachinon, vyrábí se oxidací anthracenu  v plynné fázi při t = 340 - 390°C nebo v kapalné fázi  při t = 50 - 105°C. Substituovaný se získává alkylací ftalanhydridu s deriváty benzenu. Jako chromofor slouží dvojice karboxylových skupin (chinoidní struktura), auxochromy jsou: - NHnebo  - OH. Zaváděním skupin se prohlubuje odstín. 

Přírodní antrachinonové barvivo je alizarín, získavaný  z  mořeny barvířské.

Vlastnosti barviv: mají vysokou brilanci, čistý odstín, vysokou stálost na světle, existují téměř ve všech odstínech. Aplikace antrachinonových barviv se provádí mořením, kypováním, v kyselé lázni a jako pigmenty.

 

Návod

Obr. 1: Aparatura pro destilaci s vodní parou

Destilace vodní parou

Přírodní vonné aldehydy jsou obsaženy v silicích. Při izolaci těcto silic se využívá destilace vodní parou s následující extrakcí např. chloroformem.

             

Schéma

Content s vodn  parou

Obr. 1: Schéma destilace s vodní parou

Logolink