Aldehid
Aldehidi su organski spojevi koji sadrže formil grupu. Ona je funkcijska grupa sa strukturom R-CHO, koja sadrži karbonil centar (ugljik sa dvostrukom vezom sa kisikom) povezan sa vodikom i bočnom R grupom,[1] koja je svaki generički alkil ili bočni lanac. Grupa bez R se naziva aldehidna grupa ili formil grupa. Aldehidi se razlikuju od ketona po tome što se karbonil nalazi na kraju ugljikovog skeleta, a ne između dva atoma ugljika. Aldehidi su uobičajeni u organskoj hemiji. Mnogi mirisi su aldehidi.[2][3]
Struktura i vezivanje
urediAldehidi imaju sp2-hibridizirani, planarni ugljični centar koji je povezan dvostrukom vezom za kisik i jednostrukom za vodik. Veza C-H nije kisela zbog rezonansne stabilizacije konjugata baze, koja je sa α-vodikom u aldehidu (nije prikazan na slici gore) daleko kiselija, sa pKa blizu 17, od CH veze u tipskom alkanu (pKa oko 50). Ovo zakiseljavanje se pripisuje (1) elektronskom gubitku kvaliteta formil centra i (2) činjenici da konjugirana baza, jedan enolat anion, delokalizira svoje negativne naboje u vezi sa (1), a aldehidna grupa je nešto polarizirana.[4][5][6][7][8]
Aldehidi (osim onih bez alfa ugljika, ili bez protona na alfa ugljiku, kao što su formaldehid i benzaldehid) mogu postojati bilo u keto ili enol tautomeru. Keto-enolni tautomerizam je kataliziran bilo kiselinom ili bazom. Obično je enol manjinski tautomer, ali je reaktivniji.
Uobičajena imena aldehida ne slijede striktno službena uputstva, koja preporučuje IUPAC, ali su ta pravila upotrebljiva. IUPAC propisuje slijedeću nomenklaturu aldehida.[9][10][11]
- Aciklični alifatski aldehidi su derivati sa najdužim lancima ugljika koji sadržie aldehidnu grupu. Na taj način, HCHO je imenovan kao derivat metana, a CH3CH2CH2CHO − derivat butana. Naziv se formira promjenom sufiksa -e roditeljskog alkana u -al, tako da se HCHO zove metanal, a CH3CH2CH2 CHO − butanal.
- U drugim slučajevima, kao kada je -CHO grupa pričvršćena na prsten, može se koristiti sufiks -karbaldehid. Stoga je C6H11CHO poznat kao cikloheksankarbaldehid. Ako prisutnost druge funkcijske grupe zahtijeva korištenje sufiksa, aldehidna grupa se nazva prefiksom formil-. Ovaj prefiks se preferira u odnosu na metanoil-.
- Ako je spoj prirodni proizvod ili karboksilna kiselina, prefiks okso može se koristiti za označavanje koji je atom ugljika dio aldehidne grupe. Primjerice, CHOCH2COOH je nazvan 3-oksopropanoična kiselina.
- Ako je aldehidna grupa zamjenjena karboksilnom (-COOH), a karboksilne kiseline su s trivijalnim imenom, aldehid može biti imenovan zamjenom sufiksa -časta kiselina ili -čna kiselina uz trivijalno ime -aldehid.
Fizičke osobnosti i karakterizacija
urediAldehidi imaju raznolika svojstva koja koja ovise o ostatku molekule. Manji aldehidi su rastvorljivi u vodi, kao formaldehid i acetaldehid. Nesigurni aldehidi imaju opor miris. U procesu autooksidacije, aldehidi degradiraju i odlaze u zrak.
Dva aldehida koja su od najveće važnosti u industriji, formaldehid i acetaldehid, imaju tendenciju da oligomeriziraju ili polimeriziraju. U oligomerima/polimerima i hidratima nalaze se u ravnoteži s roditeljskim aldehidom.
Aldehidi su lahko prepoznatljivi spektroskopskim metodama. Koristeći IR spektroskopiju, pokazuju snažnu νCO vezu blizu 1700 cm−1. U svom 1H NMR spektru, formil vodikov centar apsorbira u blizini δ9, što je prepoznatljivi dio spektra. Ovaj signal pokazuje karakteristično sparivanje na bilo kojem protonu alfa ugljika.
Izvori i primjena
uredi
Aldehidna grupa (formil grupa) – crveno. S lijeva:
(1) formaldehid i
(2) njegov trimer 1,3,5-trioksan,
(3) acetaldehid i
(4) njegov enol vinil alkohol,
(5) glukoza (piranoza formirana kao α-D-glukopiranoza),
(6) mirišljavi cinamaldehid,
(7) očni pigment retinal,
(8) vitamin piridoksal.
Tragovi mnogih aldehida se nalaze u eteričnim uljima i često doprinose njihovom prijatnom mirisu, npr. cinamaldehid, cilantro i vanilin. Zbog visoke reaktivnosti formil grupe, aldehidi nisu uobičajeni u nekoliko prirodnih građevnih komponenti, kao što su: aminokiseline, nukleinske kiseline, lipidi. Većina šećera, međutim, su derivati aldehida. Ove "aldoze" se ispoljavaju kao hemiacetali, neke vrste maskiranih oblika roditeljskih aldehida. Primjerice, u vodenoj otopini samo mali dio glukoze se javlja kao aldehid.
Također pogledajte
urediReference
uredi- ^ IUPAC Gold Book aldehydes
- ^ Bajrović K, Jevrić-Čaušević A., Hadžiselimović R., Ed. (2005): Uvod u genetičko inženjerstvo i biotehnologiju. Institut za genetičko inženjerstvo i biotehnologiju (INGEB), Sarajevo, ISBN 9958-9344-1-8.
- ^ Kornberg A. (1989): For the love of enzymes – The Odyssay of a biochemist. Harvard University Press, Cambridge (Mass.), London,ISBN 0-674-30775-5, ISBN 0-674-30776-3.
- ^ Hunter G. K. (2000): Vital Forces. The discovery of the molecular basis of life. Academic Press, London 2000, ISBN 0-12-361811-8.
- ^ Nelson D. L., Cox M. M. (2013): Lehninger Principles of Biochemistry. W. H. Freeman and Co., ISBN 978-1-4641-0962-1.
- ^ Hall J. E., Guyton A. C. (2006): Textbook of medical physiology, 11th edition. Elsevier Saunders, St. Louis, Mo, ISBN 0-7216-0240-1.
- ^ Kapur Pojskić L., Ed. (2014): Uvod u genetičko inženjerstvo i biotehnologiju, 2. izdanje. Institut za genetičko inženjerstvo i biotehnologiju (INGEB), Sarajevo, ISBN 978-9958-9344-8-3.
- ^ Međedović S., Maslić E., Hadžiselimović R. (2000): Biologija 2. Svjetlost, Sarajevo, ISBN 9958-10-222-6.
- ^ http://www.uwc.edu/dept/chemistry/helpful_files/nomenclature.pdf Arhivirano 1. 9. 2006. na Wayback Machine Short Summary of IUPAC Nomenclature of Organic Compounds, web page, University of Wisconsin Colleges, accessed on line August 4, 2007.
- ^ http://www.acdlabs.com/iupac/nomenclature/93/r93_449.htm §R-5.6.1, Aldehydes, thioaldehydes, and their analogues, A Guide to IUPAC Nomenclature of Organic Compounds: recommendations 1993, IUPAC, Commission on Nomenclature of Organic Chemistry, Blackwell Scientific, 1993.
- ^ http://www.acdlabs.com/iupac/nomenclature/93/r93_480.htm §R-5.7.1, Carboxylic acids, A Guide to IUPAC Nomenclature of Organic Compounds: recommendations 1993, IUPAC, Commission on Nomenclature of Organic Chemistry, Blackwell Scientific, 1993.
Vanjski linkovi
uredi- Aldehyde synthesis - Synthetic protocols Arhivirano 26. 9. 2015. na Wayback Machine from organic-reaction.com