Acetaldehyd

Aktuální verze stránky ještě nebyla zkontrolována zkušenými přispěvateli a může se výrazně lišit od verze recenzované 27. května 2021; kontroly vyžadují 24 úprav .
acetaldehyd
Všeobecné
Systematický
název		 Ethanal
Tradiční jména Acetaldehyd, methylformaldehyd, acetaldehyd, "aldocyt"
Chem. vzorec C2H40 _ _ _ _
Krysa. vzorec CH 3 CHO
Fyzikální vlastnosti
Stát Kapalina
Molární hmotnost 44,0526 ± 0,0022 g/ mol
Hustota 0,784 g/cm³
Dynamická viskozita ~0,215 při 20 °C
Ionizační energie 10,22 ± 0,01 eV [1]
Tepelné vlastnosti
Teplota
 •  tání -123,37 °C
 •  vroucí 20,2 °C
 •  bliká −36±1℉ [1]
 •  zapalování 234,15 K (-39 °C) °C
 •  samovznícení 458,15 K (185 °C) °C
Meze výbušnosti 4–60 %
Kritický bod 192,85
Entalpie
 •  vzdělávání -166 kJ/mol
Tlak páry 2,7650 ; _ 4,8670 ; _ 10,0 100 [2] atm
Chemické vlastnosti
Disociační konstanta kyseliny 13,57 (25 °C)
Rozpustnost
 • ve vodě Je mísitelný s vodou a etanolem ve všech poměrech.
Optické vlastnosti
Index lomu 1,3316
Struktura
Dipólový moment 2,750 ± 0,006  D
Klasifikace
Reg. Číslo CAS 75-07-0
PubChem 177
Reg. číslo EINECS 200-836-8
ÚSMĚVY   O=CC
InChI   InChI=lS/C2H40/cl-2-3/h2H,lH3IKHGUXGNUITLKF-UHFFFAOYSA-N
RTECS AB1925000
CHEBI 15343
UN číslo 1089
ChemSpider 172
Bezpečnost
Limitní koncentrace 5 mg/ m3
LD 50 1232 mg/kg (myši, GI),
900 mg/kg (myši, orálně),
661 mg/kg (krysa, orálně)
Toxicita středně toxický, dráždivý , nebezpečný pro životní prostředí
Ikony ECB
NFPA 704 NFPA 704 čtyřbarevný diamant čtyři 3 3
Údaje jsou založeny na standardních podmínkách (25 °C, 100 kPa), pokud není uvedeno jinak.
 Mediální soubory na Wikimedia Commons

Acetaldehyd ( acetaldehyd , ethanal , hovorově - aldocyt , chemický vzorec - C 2 H 4 O nebo CH 3 CHO ) je organická sloučenina patřící do třídy aldehydů . Je to aldehyd ethanolu a kyseliny octové .

Za standardních podmínek je acetaldehyd bezbarvá kapalina se štiplavým zápachem. Středně toxický , dráždivý a nebezpečný pro životní prostředí.

Být v přírodě

Acetaldehyd se běžně vyskytuje v přírodě, například se nachází v kávě , zralém ovoci, chlebu a je syntetizován rostlinami během jejich metabolismu. [zdroj?]

Fyzikální vlastnosti

Látka je za standardních podmínek (0°C) bezbarvá jedovatá kapalina, bezbarvý plyn s pronikavým zápachem podobným zápachu shnilých jablek při pokojové teplotě (25°C), rozpustný ve vodě , alkoholu , éteru . Vzhledem k velmi nízkému bodu varu (20,2 °C) je acetaldehyd skladován a transportován ve formě trimeru - paraldehydu , ze kterého jej lze získat zahříváním s minerálními kyselinami (obvykle sírovou ).

Chemické vlastnosti

Podle svých chemických vlastností je acetaldehyd typickým alifatickým aldehydem a je charakterizován reakcemi této třídy sloučenin. Jeho reaktivita je určena dvěma faktory: aktivitou karbonylu aldehydové skupiny a pohyblivostí vodíkových atomů methylové skupiny, v důsledku indukčního účinku karbonylu.

Stejně jako ostatní karbonylové sloučeniny s vodíkovými atomy na atomu α-uhlíku, acetaldehyd tautomerizuje za vzniku enol-vinylalkoholu, rovnováha je téměř úplně posunuta směrem k aldehydové formě ( rovnovážná konstanta  je pouze 6⋅10 -5 při pokojové teplotě [3 ] ):

Kondenzační reakce

Kvůli své malé molekulární velikosti a dostupnosti jako bezvodý monomer (na rozdíl od formaldehydu ) je acetaldehyd rozšířeným elektrofilním činidlem v organické syntéze [4] . Z hlediska kondenzačních reakcí je aldehyd prochirální . Používá se hlavně jako zdroj "CH 3 C + H(OH)" synthonu v aldolu a souvisejících kondenzačních reakcích . Grignardovo činidlo a organolithné sloučeniny reagují s MeCHO za vzniku hydroxyethylových derivátů . V jedné z kondenzačních reakcí se přidají tři ekvivalenty formaldehydu a jeden redukuje výsledný aldehyd za vzniku pentaerythritolu z MeCHO (C( CH2OH) 4 .)

Při Streckerově reakci [5] kondenzuje acetaldehyd s kyanidem a amoniakem, přičemž po hydrolýze vzniká aminokyselina alanin [6] . Acetaldehyd je schopen kondenzovat s aminy za vzniku iminů, protože kondenzací cyklohexylaminu vzniká N-ethylidencyklohexylamin. Tyto iminy lze použít pro přímé následné reakce, jako je aldolová kondenzace [7] .

Acetaldehyd je také důležitým stavebním kamenem pro syntézu heterocyklických sloučenin. Vynikajícím příkladem je konverze působením amoniaku na 5-ethyl-2-methylpyridin („aldehyd-kolidin“) [8]

Reakce aldolové kondenzace je způsobena pohyblivostí vodíku v alfa poloze v radikálu a probíhá v přítomnosti zředěných alkálií. Lze na to nahlížet jako na reakci nukleofilní adice jedné molekuly aldehydu na druhou:

Deriváty acetalu

Tři molekuly acetaldehydu kondenzují za vzniku "paraldehydu" - cyklického trimeru obsahujícího jednoduché vazby C-O. Kondenzací čtyř molekul vzniká cyklická sloučenina zvaná metaldehyd .

Acetaldehyd tvoří stabilní acetaly při reakci s ethanolem za dehydratačních podmínek. Produkt CH3CH (OCH2CH3 ) 2 se nazývá "acetal" [9] , ačkoli se tento termín používá k popisu širší skupiny sloučenin s obecným vzorcem RCH(OR' ) 2 .

Získání

V roce 2003 byla celosvětová produkce acetaldehydu asi jeden milion tun ročně.

Acetaldehyd se vyrábí následujícími způsoby:

1) Oxidace ethylenu ( Wackerův proces ):

Chlorid palladnatý se používá jako oxidační činidlo ve Wackerově procesu , který se regeneruje oxidací chloridem měďnatým v přítomnosti vzdušného kyslíku :

2) Hydratace acetylenu v přítomnosti solí rtuti ( Kucherovova reakce ) za vzniku enolu , který se izomerizuje na aldehyd:

3) Oxidace nebo dehydrogenace ethylalkoholu na měděném nebo stříbrném katalyzátoru (tato výrobní metoda dominovala před objevením Wackerova procesu):

Aplikace

Acetaldehyd se používá k výrobě kyseliny octové , butadienu , některých organických látek a aldehydových polymerů.

V minulosti se acetaldehyd používal hlavně jako prekurzor kyseliny octové. Tato žádost byla zamítnuta, protože kyselina octová byla efektivněji vyráběna z metanolu pomocí procesů Monsanto [10] a Kativa [11] . Z hlediska kondenzační reakce je acetaldehyd důležitým prekurzorem pyridinových derivátů pentaerythrolu a krotonaldehydu. Močovina a acetaldehyd kondenzují za vzniku pryskyřic. Anhydrid kyseliny octové reaguje s acetaldehydem za vzniku ethylidendiacetátu, ze kterého se získává vinylacetát, monomer polyvinylacetátu .

Biochemie

Játra mají enzym alkoholdehydrogenázu , který oxiduje ethanol na acetaldehyd, který se pak acetaldehyddehydrogenázou oxiduje na neškodnou kyselinu octovou . Tyto dvě oxidační reakce jsou spojeny s redukcí NAD + na NADH [12] . V mozku alkoholdehydrogenáza nehraje zvláštní roli při oxidaci ethanolu na acetaldehyd, enzym kataláza ano. Poslední kroky alkoholové fermentace v bakteriích, rostlinách a kvasinkách zahrnují přeměnu pyruvátu na acetaldehyd pyruvátdekarboxylázou, následovanou přeměnou acetaldehydu na ethanol. Poslední reakce je opět katalyzována alkoholdehydrogenázou, ale v opačném směru.

Závislost na tabáku

Acetaldehyd je významnou součástí tabákového kouře. Bylo prokázáno , že synergický vztah s nikotinem zvyšuje výskyt závislosti, zejména u mladých lidí. [13] [14]

Alzheimerova choroba

Jedinci, kterým chybí genetický faktor pro přeměnu acetaldehydu na kyselinu octovou, mohou být vystaveni vysokému riziku predispozice k Alzheimerově chorobě . "Tyto výsledky ukazují, že nepřítomnost ALDH2 je rizikovým faktorem pro pozdní nástup Alzheimerovy choroby." [patnáct]

Problém s alkoholem

Acetaldehyd získaný z požitého ethanolu váže enzymy a vytváří adukty spojené s onemocněními orgánů. [16] Lék disulfiram (Antabuse) zabraňuje oxidaci acetaldehydu na kyselinu octovou. To způsobuje nepříjemný pocit při pití alkoholu. Antabus se používá, když se chce alkoholik vyléčit.

karcinogen

Acetaldehyd je karcinogen první skupiny. [17] [18] „Existuje dostatek důkazů o karcinogenitě acetaldehydu (hlavního metabolitu etanolu) při pokusech na zvířatech“, navíc acetaldehyd poškozuje DNA [19] a způsobuje vývoj svalů neúměrný celkové tělesné hmotnosti, spojený s porušení rovnováhy bílkovin v těle. [20] Ve studii 818 alkoholiků došli vědci k závěru, že ti pacienti, kteří byli více vystaveni acetaldehydu, měli defekt v genu pro enzym alkoholdehydrogenázu. Proto jsou tito pacienti vystaveni většímu riziku rozvoje rakoviny horního GI traktu a jater. [21]

Zabezpečení

Acetaldehyd [22] toxický pro kůži, dráždivý , karcinogenní . Toxicita acetaldehydu je však mnohem nižší než toxicita formaldehydu , například proto, že acetaldehyd se v těle rychle oxiduje na neškodnou kyselinu octovou. Je to také látka znečišťující vzduch ze spalování, kouření a výfukových plynů vozidel. Ethanal navíc vzniká při tepelném zpracování polymerů a plastů . [23]

Delší kontakt se vzduchem může vytvářet peroxidy a způsobit explozi, která může zničit nádobu [24]

Sanitární a hygienická doporučení [24]
  • Kůže: Používejte vhodný ochranný oděv, aby se zabránilo kontaktu s pokožkou.
  • Oči: Používejte vhodné osobní ochranné prostředky (OOP) pro oči
  • Převlékání: Za mokra (kvůli nebezpečí požáru)
  • Doporučení: Nainstalujte fontány na výplach očí, vybavte místa pro rychlé převlékání


MPC acetaldehydu ve vzduchu pracovního prostoru je dle [25] 5 mg/m 3 , v atmosférickém vzduchu 0,01 mg/m 3 [26] Současně dle [27] dochází k pachovému vnímání. prahová hodnota této látky může dosáhnout např. 1800 mg/m 3 .

Vrozená intolerance alkoholu

Jedním z mechanismů vrozené intolerance alkoholu je hromadění acetaldehydu.

Poznámky

  1. ↑ 1 2 http://www.cdc.gov/niosh/npg/npgd0001.html
  2. ↑ Chemická encyklopedie / Redakční rada: Knunyants I.L. a další - M. : Sovětská encyklopedie, 1988. - T. 1. - 623 s.
  3. ↑ March, J. "Organic Chemistry: Reactions, Mechanisms and Structures" J. Wiley, New York: 1992. ISBN 0-471-58148-8 .
  4. ↑ Sowin, TJ; Melcher, L. M. "Acetaldehyd" v Encyclopedia of Reagents for Organic Synthesis (vyd.: L. Paquette) 2004, J. Wiley & Sons, New York. doi : 10.1002/047084289
  5. ↑ cs: Syntéza aminokyselin Strecker
  6. ↑ Kendall, E. C. McKenzie, B. F. (1941), "dl-Alanine", Org. synth.; Kol. sv. 1:21
  7. ↑ Wittig, G.; Hesse, A. (1988), "Directed Aldol Condensations: β-Fenylcinnamaldehyde", Org. synth.; Kol. sv. 6:901
  8. ↑ Frank, R.L.; Poutník, FJ; Riener, E.F. (1963), "5-ethyl-2-methylpyridin", Org. synth.; Kol. sv. 4:451
  9. ↑ Adkins, H .; Nissen, BH (1941), "Acetal", Org. synth.; Kol. sv. jedenáct
  10. ↑ cs: Proces Monsanto
  11. ↑ cs:Cativa proces
  12. ↑ NAD+ až NADH Hipolito, L.; Sanchez, MJ; Polache, A.; Granero, L. Mozkový metabolismus etanolu a alkoholismus: Aktualizace. Curr. droga metab. 2007, 8, 716-727
  13. ↑ Studie poukazuje na kombinaci acetaldehydu a nikotinu u závislosti dospívajících (odkaz není k dispozici) . Získáno 10. dubna 2010. Archivováno z originálu 25. srpna 2009. 
  14. ↑ Návykovost nikotinu se zvyšuje v kombinaci s jinými chemikáliemi tabákového kouře, zjistila studie UCI Archived 2011-02-09 .
  15. ↑ „Mitochondriální deficit ALDH2 jako oxidační stres“. Annals of the New York Academy of Sciences 1011: 36-44. duben 2004. doi:10.1196/annals.1293.004. PMID 15126281 . Získáno 2009-08-13.
  16. ↑ Nakamura, K.; Iwahashi, K.; Furukawa, A.; Ameno, K.; Kinoshita, H.; Ijiri, I.; Sekine, Y.; Suzuki, K.; Iwata, Y.; Minabe, Y.; Mori, N. Adukty acetaldehydu v mozku alkoholiků. Oblouk. Toxicol. 2003, 77, 591.
  17. ↑ IARC: IARC POSILUJE SVÉ ZJIŠTĚNÍ TÝKAJÍCÍ SE NĚKOLIKA KARCINOGENNÍCH OSOBNÍCH ZVYKŮ A EXPOZICE V DOMÁCNOSTI (Tisková zpráva). Mezinárodní agentura pro výzkum rakoviny (IARC). — 2. listopadu 2009 — IARC aktualizovala hodnocení rakoviny u několika osobních návyků a domácích expozic, které způsobují rakovinu, včetně tabáku, arekových ořechů, alkoholu a kouře z domácího uhlí. Aktualizace byla provedena na základě doporučení 30 vědců z 10 zemí, kteří se sešli na IARC v říjnu 2009. [...] Pracovní skupina dospěla k závěru, že acetaldehyd spojený s konzumací alkoholu je pro člověka karcinogenní (skupina 1) a potvrdila klasifikaci ve skupině 1 spotřeby alkoholu a etanolu v alkoholických nápojích. Získáno 1. 8. 2014. Archivováno z originálu 16. 5. 2018.
  18. ↑ Chemické shrnutí pro acetaldehyd, US Environmental Protection Agency
  19. ↑ Poškození DNA a chromozomů indukované acetaldehydem v lidských lymfocytech in vitro . Získáno 10. dubna 2010. Archivováno z originálu 23. července 2011.
  20. ↑ ^ Nicholas S. Aberle, II, Larry Burd, Bonnie H. Zhao a Jun Ren (2004). „Acetaldehydem vyvolaná srdeční kontraktilní dysfunkce může být zmírněna vitaminem B1, ale ne vitaminy B6 nebo B12“. Alcohol & Alcoholism 39(5): 450-454. doi:10.1093/alcalc/agh085.
  21. ↑ Nils Homann, Felix Stickel, Inke R. König, Arne Jacobs, Klaus Junghanns, Monika Benešová, Detlef Schuppan, Susanne Himsel, Ina Zuber-Jerger, Claus Hellerbrand, Dieter Ludwig, Wolfgang H. Caselmann, Helmut K. Seitz Alkoholdehydrogenáza *1 alela je genetickým markerem rakoviny související s alkoholem u těžkých pijáků International Journal of Cancer Volume 118, Issue 8, Pages 1998-2002
  22. ↑ Klimov A.N., Ioffe D.V., Budkovskaya N.G. Acetaldehyd  // Velká lékařská encyklopedie  : ve 30 svazcích  / kap. vyd. B.V. Petrovský . - 3. vyd. - Moskva: Sovětská encyklopedie , 1985. - T. 26. Uhličitá voda - Chlor . — 560 str. — 150 000 výtisků.
  23. ↑ Kouření. (2006). Encyklopedie Britannica. Zpřístupněno 27. října 2006.
  24. ↑ 1 2 NIOSH Kapesní průvodce chemickými riziky / Michael E. Barsan (technický redaktor). — NIOSH. - Cincinnati, Ohio, 2007. - S. 2. - 454 s. — (DHHS (NIOSH) publikace č. 2005-149).
  25. ↑ (Rospotrebnadzor) . č. 206. Acetaldehyd // GN 2.2.5.3532-18 "Maximální povolené koncentrace (MPC) škodlivých látek ve vzduchu v pracovní oblasti" / schváleno A.Yu. Popova . - Moskva, 2018. - S. 18. - 170 s. - (hygienická pravidla). Archivováno 12. června 2020 na Wayback Machine
  26. ↑ SanPiN 1.2.3685-21 "Hygienické normy a požadavky na zajištění bezpečnosti a (nebo) nezávadnosti faktorů prostředí pro člověka"
  27. ↑ Pliska V. a G. Janíček. Die Veranderungen der Wahrnehmungsschwellen - Konzentration der Riechstoffe in Einiger Homologischen Serien  (německy)  // Heymans Institute of Pharmacology Archives internationales de pharmacodynamie et de thérapie. - Gent (Belgie), 1960. - Sv. 156. - S. 211-216. — ISSN 0003-9780 .
 Aldehydy
Omezit
Neomezený
aromatický
Heterocyklický
  Přejděte na položku Wikidata  Slovníky a encyklopedie