ما هي طرق تحضير الألدهيدات؟
يشار إلى المركبات العضوية التي تحتوي على روابط ثنائية من الكربونوالأكسجين باسم مركبات الكربونيل. تعتبر مجموعة كاربونيل واحدة من أهم المجموعات الوظيفية في الكيمياء العضوية وتستخدم بعض هذه المركبات على نطاق واسع في الصناعة لتصنيع المواد الكيميائية والكواشف المختلفة.
مركبات الكربونيل: هي عبارة عن نوعين الألدهيدات والكيتونات. تسمى المركبات التي ترتبط فيها مجموعة الكربونيل بالكربون والهيدروجين الألدهيدات بينما تسمى المركبات التي ترتبط فيها مجموعة الكربون بذرتين من الكربون بالكيتونات، الألدهيد: هو جزء من عائلة المركبات العضوية التي تشكل فيها ذرة الكربون رابطة مزدوجة مع ذرة أكسجين وجزء واحد من رابطة مع ذرة هيدروجين ورابطة واحدة مع ذرة أخرى أو مجموعة ذرات تعرف باسم (R) في الصيغ الكيميائية العامة والمخططات الهيكلية.
تحتوي الألدهيدات على نواة كربونية مستوية مهجنة (sp2) مرتبطة بالأكسجين برابطة مزدوجة والهيدروجين برابطة واحدة. وعادةً ما تكون رابطة (C – H) غير حمضية. يستخدم الفورمالديهايد كمبيدات للجراثيم النباتية ومبيدات حشرية ومبيدات فطريات في التحنيط والدباغة ومعالجة المواد اللاصقة والبوليمرية كما أنّها تستخدم في النمذجة وفحص الأدوية.
يُصنّف الألدهيد العطري على أنّه ملغم يحتوي على (C H O) الجذري مثل (benzaldehyde) الذي له رائحة تشبه اللوز، بشكل عام تحتوي هذه المركبات الكيميائية على رائحة بفرشاة صابونية – شمعية – ليمونية – زهور.
بلمرة الألدهيدات
تتبلمر الألدهيدات في الغالب عن طريق الآليات الأيونية وعلى الرغم من أنّ الطرق الأنيونية أكثر أهمية يمكن بلمرة العديد من الألدهيدات بما في ذلك الفورمالديهايد بالطرق الكاتيونية ويعطي الأسيتالديهيد في وجود لويس من أحماض برونستيد في درجات حرارة أقل من -40 درجة مئوية بوليمرات غير متبلورة عالية الوزن الجزيئي والتي تتصرف مثل اللدائن النموذجية.
تتبلمر العديد من الألدهيدات المهلجنة بآليات كاتيونية حيث تمت دراسة بلمرة ثلاثي كلورو أسيتالديهيد – الكلورال على نطاق واسع ومع ذلك فإنّ بوليمرات الكلورال غير قابلة للتحلل (غير قابلة للذوبان وغير قابلة للانصهار) ممّا يعيق تطبيق هذه البوليمرات القابلة للاشتعال ومقاومة عالية كيميائياً ولها خصائص ميكانيكية جيدة.
تشتمل مركبات هالو ألدهيدات الأخرى التي تم بلمرتها بآليات كاتيونية على ثلاثي البروم أسيتالديهيد – برومال 109 وثلاثي فلورو أسيتالديهيد – فلور ومن الأمور ذات الأهمية الخاصة تكوين البوليمرات الحلزونية عن طريق البلمرة المباشرة للكلور والمونومرات ذات الصلة في الحالة الصلبة.
يتم إنشاء مجموعات الكربونيل مثل الألدهيدات عن طريق حرائق النفط ولكنّها تتجاوز مستويات القلق الصحية فقط عندما تكون قريبة جدًا من الحرائق ويتم إجراء مراقبة الكربونيل باستخدام أنبوب الامتصاص المتخصص (DNPH) ومضخة أخذ العينات ويتم إجراء هذا التحليل في المختبر.
تحضير الألدهيدات
هناك طرق مختلفة يمكن استخدامها لتحضير الألدهيدات حسب نوع المركبات ومتطلباتها وفيما يلي بعض الطرق المهمة لتحضير الألدهيدات:
- عن طريق أكسدة الكحول: بعد أكسدة الكحوليات الأولية والثانوية يمكننا الحصول على كل من الألدهيدات والكيتونات وينتج عن أكسدة الكحوليات الأولية الألدهيدات.
- نزع الهيدروجين من الكحول: يستخدم هذا على نطاق واسع في الصناعات. في هذه الطريقة يتم تمرير الكحول الأولي فوق المحفزات المعدنية بحيث يكون المنتج الذي تم الحصول عليه عبارة عن ألدهيد وهذه الطريقة مفضلة لتحويل الكحولات المتطايرة إلى ألدهيدات.
- من الهيدروكربونات: يتم الحصول على الألدهيدات عن طريق تحلل الأوزون للألكينات متبوعًا بتفاعل منتجات تحلل الأوزون مع غبار الزنك والماء. يتم الحصول على خليط من الألدهيدات اعتمادًا على بنية الهيدروكربون.
- من كلوريد الأسيل: يتم الحصول على هدرجة كلوريد الحمض عن طريق تمرير محفز مثل ألدهيدات البلاديوم ويسمى هذا التفاعل بتقليل (Rosenmund).
- من النتريل والإسترات: نحصل على الألدهيدات عندما يتم اختزال النتريل إلى الإيمين المقابل في وجود كلوريد الستانوس وحمض الهيدروكلوريك ويتحلل الخليط الناتج ويسمى هذا التفاعل رد فعل ستيفن.
- عن طريق أكسدة ميثيل بنزين: يمكن أكسدة التولوين بواسطة عوامل مؤكسدة قوية لحمض البنزويك ويمكن إيقاف الأكسدة في مرحلة الألدهيد باستخدام تلك الكواشف المناسبة لتحويل مجموعة الميثيل إلى مادة وسيطة لا يمكن أن تتأكسد أكثر.
- باستخدام كلوريد الكروميل: نحصل على مركب الكروم عندما يؤكسد كلوريد الكروم مجموعة الميثيل بعد الحصول على مزيد من التحلل المائي للبنزالديهايد ويسمى هذا التفاعل تفاعل (Etard).
- باستخدام أكسيد الكروم: عندما نعالج حمض الكروميك في أنهيدريد الخل يتم تحويل التولوين أو التولوين البديل إلى ثنائي أسيتات بنزيليدين ويعطي ثنائي أسيتات البنزيليدين على التحلل المائي البنزالديهيد المقابل.
- بواسطة تفاعل (Gattermann – Koch): معالجة أول أكسيد الكربون وكلوريد الهيدروجين بالبنزين أو مشتقاته في وجود كلوريد الألومنيوم يعطي البنزالديهيد أو البنزالديهايد البديل. وهذا ما يسمى برد فعل جاترمان – كوخ.
