Альдольная конденсация
Альдегиды, у которых в α-положении находится хотя бы один атом водорода существуют в растворах в виде смеси таутомеров, например:
В щелочной среде протон может быть оторван атома кислорода енола или атома С(2). При этом получается один и тот же сопряжённый анион:
Этот анион реагирует как нуклеофил с незаряженной молекулой альдегида:
Получившийся алкоголят-ион отрывает протон от воды и превращается в альдегидоспирт (альдоль):
альдоль: 3-гидроксибутаналь
Процесс на этом не останавливается:
И может продолжаться долго с образованием полимеров. К сожалению, регулярность структуры постоянно нарушается, так как альдоль и исходный альдегид могут меняться ролями:
Из-за нерегулярности строения таких полимеров свойства их плохо предсказуемы и практически невоспроизводимы. Поэтому не применяются. Альдольная конденсация – одна из причин трудностей хранения альдегидов: они осмоляются.
Образование тримеров, тетрамеров и полимеров из альдегидов
Триоксан или триоксиметилен получается при нагревании формальдегида с серной кислотой в герметичных сосудах: газообразный формальдегид тримеризуется:
Триоксан - индивидуальное вещество – кристаллы с приятным запахом, растворимые в воде. Температура плавления 64ОС, кипения 115ОС.
Формальдегид даёт также несколько видов полиформальдегидов, отличающихся друг от друга степенью полимеризации.
Жидкий метаналь даже при -80ОС медленно полимеризуется: образуются нитевидные молекулы со степенью полимеризации от сотен до тысяч. Продукт термопластичен, температура его размягчения около 175О, он выпускается под названием дельрин:
При температуре близкой к температуре кипения формальдегида (-19ОС) реакция проходит бурно с выделением 153,8 кДж/ моль энергии.
Из водного раствора метаналя при добавлении щелочей образуется α-полиоксиметилен. Из водного раствора с добавлением серной кислоты образуется β-полиоксиметилен. Из водно-метанольного раствора в присутствии серной кислоты образуется γ-полиоксиметилен. При выпаривании водных растворов в техническом вакууме получается параформальдегид. Все эти вещества являются смесью полимергомологов. Степень полимеризации у параформальдегида всего 10 – 50. У α, β и γ – полиоксиметиленов она выше и колеблется от 50 до 100.
α,β и γ – полиоксиметилены отличаются друг от друга концевыми группами:
Ацетальдегид и его гомологи в присутствии серной кислоты или других кислот тримеризуются:
паральдегид (параацетальдегид)
При медленной перегонке в присутствии следов кислоты происходит деполимеризация.
Параллельно с процессом тримеризации происходит и образование нитевидных молекул:
Достарыңызбен бөлісу: |