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 má 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
- WIKIPEDIA.ORG. Vanilin [online]. [cit. 3.6. 2014]. Dostupné z: http://cs.wikipedia.org/wiki/Vanilin
- WIKIMEDIA.ORG. [online]. [cit. 2.6.2014]. Dostupné z: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/0/0b/Caprolactam_Synth.png
Obrázky
- Obr. 1: STŘEDNÍ PRŮMYSLOVÁ ŠKOLA, ÚSTÍ NAD LABEM. Destilace s vodní parou: Pracovní listy pro žáky ZŠ [online]. [cit. 13.11. 2014]. Dostupné z: http://www.sps-ul.cz/lib/exe/fetch.php/aktuality:aktuality2010:pracovni_list.doc
Přílohy
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: - NH2 nebo - 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.