الادهيدات

الألـــــــدهيدات

الألدهيدات مركبات عضوية تحتوي على المجموعة الفعالة المتميزة والمعرفة بمجموعة الكربونيل C=O ، تقع مجموعة الكربونيل في الألدهيدات في آخر المركب أي أنها مجموعة طرفية ولذلك فإن الألدهيدات تخضع للصيغة العامة التالية:

مجموعة الألدهيد الطرفية:

إذا ارتبطت مجموعة الأدهيد ( كربونيل + هيدروجين) بذرة هيدروجين أو مجموعة ألكيل عندها تعرف بالألدهيدات الأليفاتية أما إذا ارتبطت مجموعة الألدهيد مباشرة بمجموعة آرايل ( بنزين منزوع ذرة هيدروجين) فتعرف هذه المركبات بالألدهيدات الأروماتية مثل :

ألدهيد أروماتي

البناء الفلكي لمجموعة الكربونيل Structure of Carbonyl Gruop:

تشابة الرابطة الثنائية بين ذرة الكربون وذرة الأكسجين في مجموعة الكربونيل ( C=O ) الرابطة الثنائية بين ذرتي كربون في الألكينات ( C = C ) حيث أنها تتكون من رابطة سيجما ورابطة باي.

لذرتي الكربون والأكسجين في مجموعة الكربونيل تهجين من نوع sp2 وتتكون رابطة سيجما من اندماج الفلك المهجن sp2 لذرة الكربون مع الفلك المهجن sp2 لذرة الأكسجين، بينما تتكون رابطة باي من اندماج الفلك p الذي لم يدخل في عملية التهجين لذرة الكربون مع الفلك p الذي لم يدخل في عملية التهجين لذرة الأكسجين. وبسبب أن التهجين في مجموعة الكربونيل من نوع sp2 فإن جميع الذرات الثلاث المكونة لها تكون في نفس المستوىوتكون زوايا الروابط بين الذرات 120 درجة.

تنجذب الكترونات الرابطة باي نحو ذرة الأكسجين الأكثر سالبية كهربية لذلك توضع شحنة جزئية سالبة - δ فوق ذرة الأكسجين وشحنة جزئية موجبة + δ فوق ذرة الكربون لذلك تظهر الصفة القطبية على هذه الرابطة.

وجودها في الطبيعة:

كثير من المواد الطبيعية هي في الحقيقة عبارة عن ألدهيدات مثل مسببات الطعم المختلفة والروائح العطرية والكارفور وبعض الفيتامينات الهرمونات.

بعض الألدهيدات البسيطة يُمكنُ أَنْ تتسبب تأثيراتَ مُدَمّرةَ على البشر لأنها مركبات سامّة ومسرطنةcarcinogenic. يَتعرض الإنسان لهذه المركبات مِنْ مصادرِ عدة مثل مبيداتِ الحشرات والملوثِات الصناعيِة وأيضاعن طريق أكسدةِ الليبدات داخل الجسمِ.

تسمية الألدهيدات:

أولا حسب التسمية الشائعة:

تشتق التسمية الشائعة للألدهيدات من أسماء الأحماض الكربوكسيلية المقابلة لها ( التي تحوي نفس العدد من ذرات الكربون) وذلك باستبدال المقطع الأخير ( يك ) بالمقطع ( آلدهيد ) كما يظهر في الجدول التالي:

ثانيا حسب نظام الأيوباك IUPAC System :

تسمى الألدهيدات طبقا لنظام الأيوباك باسم المركب الهيدروكربوني الذي يحتوي على العدد نفسه من ذرات الكربون مع إضافة المقطع ( آل )، ودائما تأخذ ذرة الكربون في مجموعة الألدهيد الرقم 1 عند ترقيم السلسلة.

أمثلة:

1. اختيار أطول سلسلة كربونية تحوي مجموعة الكربونيل :

. عند وجود تفرع في السلسلة الكربونية الرئيسية تسمى الأفرع أولا مع الإشارة إلى رقم ذرة الكربون من مجموعة الكربونيل مع مراعاة الترتيب حسب الأبجدية الانجليزية عند وجود أكثر من فرع:

طرق تحضير الألدهيدات:

تحضر الألدهيدات بإحدى الطرق التالية:

1. أكسدة الكحولات الأولية Oxidation Of Primary Alcohols :

يمكن تحضير الألدهيدات بواسطة أكسدة الكحولات الأولية في وجود عامل مؤكسد قوي مثل دايكرومات أو برمنجات البوتاسيوم في وسط حمضي، يتأكسد الألدهيد الناتج من هذا التفاعل بسرعة إلى حمض كربوكسيلي لذا وجب فصله في جهاز التقطير قبل تمام عملية الأكسدة

2. نزع هيدروجين من الكحول Dehydration Of Primary Alcohols:

يمكن تحضير الألدهيدات بواسطة إمرار بخار الكحول الأولي على النحاس الساخن عند 300 درجة مئوية.

3. إماهة الألكاينات Hydration Of Alkynes:

عند إضافة الماء إلى مركب الاسيتلين بوجود H2SO4 + HgSO4 ينتج وسيط إينولي غير ثابت يحصل على الثبات بإعادة ترتيبه ليعطي أسيتالدهيد

4. بواسطة تميؤ هاليدات ثناية الجوارية By Hydrolysis of Dihalides:

يمكن أن تحضر الألدهيدات بواسطة تميؤ هاليدات ثنائية الجوارية (أي الهاليدات التي تحتوي على ذرتي هالوجين مرتبطتين بذرة كربون واحدة) في وسط قاعدي

5. بواسطة طريقة ويكر By Waker Process :

يمكن تحضير كل من الأدلهيدات والكيتونات بهذه الطريقة وهي تشمل تفاعل الألكين مع محلول كلوريد البلاديوم وكلوريد النحاسيك في وسط حمضي:

6. بواسطة اختزال كلوريدات الحامض By Reduction of Acid Chlorides :

يمكن تحضير الألدهيدات بواسطة هدرجة كلوريدات الحامض في وجود البلاديوم المثبت على كبريتات الباريوم كعامل مساعد

يختزل الألدهيد عادة إلى كحول أولي وفي هذه الحالة يجب إضافة مادة لإضعاف قدرة العامل الحفّاز ومنع اختزال الألدهيد ويتم ذلك بإضافة الكبريت.

7. بواسطة طريقة الأوكسو By Oxo Process :

تعتبر هذه الطريقة من الطرق المهمة في مجال الصناعة لانتاج الألدهيدات حيث أن الألكين يتفعال مع خليط من أول أكسيد الكربون والهيدروجين تحت ضغط عالي ودرجة حرارة مرتفعة وبوجود العامل الحفاز هيدريد كربونيل الكوبالت لينتج الألدهيد

الخواص الفيزيائية للألدهيدات:

1. الفورمالدهيد غاز عند ردة حرارة الغرفة بينما باقي الألدهديات ذات الوزن الجزيئي المنخفض سؤال عديمة اللون.

2. الألدهيدات مركبات قطبية لها درجات غليان أعلى من مركبات الألكانات أو المركبات غير القطبية التي تقابلها في الوزن الجزيئي لكنها أقل من درجات غليان الكحولات المقابلة.

3. الألدهيدات ذات الأوزان الجزيئية المنخفضة تذوب في الماء وذلك بسبب قدرتها على الارتباط مع جزيئات الماء بروابط هيدروجينية أما المركبات التي تحتوي على أكثر من خمس ذرات ركبون فهي لا تذوب في الماء.

الخواص الكيميائية للألدهيدات:

أولا تفاعلات الإضافة:

1. إضافة كبريتت الصوديوم الهيدروجينية:

تتفاعل الألدهيدات مع محلول كبريتيت الصوديوم الهيدروجينية NaHSO3 لتتكون أملاح صلبة كناتج من عملية الإضافة

2. إضافة سيانيد الهيدروجين Addition of Hydrgen Cyanide :

تتفاعل الألدهيدات مع سيانيد الهيدروجين بوجود حفاز قاعدي

3. إضافة مركب جرينارد Addition of Grignard Reagents :

تتفاعل الألدهيدات مع مركب جرينارد لتعطي ناتج إضافة والذي بدوره يتميأ في وسط حمضي إلى كحول.

أ. يتفاعل الفورمالدهيد مع مركب جرينارد ليعطي كحولا أوليا

ب. يتفاعل الأسيتالدهيد مع مركب جرينار ليعطي كحولا ثانويا

4. إضافة الأمونيا Addition of Ammonia :

تتفاعل الألدهيدات ( ماعدا الفورمالدهيد ) مع الأمونيا لتكون مادة صلبة (أمونيا ألدهيد)

ثانيا التفاعلات التي تشمل تشمل مجموعة الألكيل:

تكاثف ألدول Aldol Condensation :

تخضع الألدهيدات والتي تحتوي على ذرة هيدروجين من نوع ألفا α لإضافة ذاتية بوجود قاعدة ليتكون ناتج يعرف بالألدول وهذا التفاعل يعرف بتفاعل ألدول

تفاعل الكلورة Chlorination :

يحل الكلور محل ذرات الهيدروجين من ألفا α لمركب الألدهيد:

ثالثا تفاعلات الاختزال Reduction Reaction:

الاختزال إلى الكحولات Reduction to Alcohols:

تختزل الألدهيدات إلى كحولات أولية بواسطة الهيدروجين واستخدام النيكل أو البلاتين كعامل حفّاز