Acetaldehyd

Den aktuella versionen av sidan har ännu inte granskats av erfarna bidragsgivare och kan skilja sig väsentligt från versionen som granskades den 27 maj 2021; kontroller kräver 24 redigeringar .
Acetaldehyd
Allmän
Systematiskt
namn		 Ethanal
Traditionella namn Acetaldehyd, metylformaldehyd, acetaldehyd, "aldocyt"
Chem. formel C2H4O _ _ _ _
Råtta. formel CH3CHO _ _
Fysikaliska egenskaper
stat Flytande
Molar massa 44,0526 ± 0,0022 g/ mol
Densitet 0,784 g/cm³
Dynamisk viskositet ~0,215 vid 20°C
Joniseringsenergi 10,22 ± 0,01 eV [1]
Termiska egenskaper
Temperatur
 •  smältning -123,37°C
 •  kokande 20,2°C
 •  blinkar −36±1℉ [1]
 •  tändning 234,15 K (−39 °C) °C
 •  spontan antändning 458,15 K (185 °C) °C
Explosiva gränser 4-60 %
Kritisk punkt 192,85
Entalpi
 •  utbildning -166 kJ/mol
Ångtryck 2,7650 ; _ 4,8670 ; _ 10,0 100 [2] atm
Kemiska egenskaper
Syradissociationskonstant 13,57 (25°C)
Löslighet
 • i vatten Det är blandbart med vatten och etanol i alla proportioner.
Optiska egenskaper
Brytningsindex 1,3316
Strukturera
Dipolmoment 2,750 ± 0,006  D
Klassificering
Reg. CAS-nummer 75-07-0
PubChem 177
Reg. EINECS-nummer 200-836-8
LEDER   O=CC
InChI   InChI=1S/C2H4O/c1-2-3/h2H,1H3IKHGUXGNUITLKF-UHFFFAOYSA-N
RTECS AB1925000
CHEBI 15343
FN-nummer 1089
ChemSpider 172
Säkerhet
Begränsa koncentrationen 5 mg/m 3
LD 50 1232 mg/kg (möss, GI),
900 mg/kg (möss, oral),
661 mg/kg (råtta, oral)
Giftighet måttligt giftig, irriterande , miljöfarlig
ECB ikoner
NFPA 704 NFPA 704 fyrfärgad diamant fyra 3 3
Data baseras på standardförhållanden (25 °C, 100 kPa) om inget annat anges.
 Mediafiler på Wikimedia Commons

Acetaldehyd ( ättiksyraaldehyd , etanal , vardagligt -aldocyt , kemisk formel - C 2 H 4 O eller CH 3 CHO ) är en organisk förening som tillhör klassen aldehyder . Det är en aldehyd av etanol och ättiksyra .

Under standardförhållanden är acetaldehyd en färglös vätska med en stickande lukt. Måttligt giftigt , irriterande och miljöfarligt.

Att vara i naturen

Acetaldehyd finns allmänt i naturen, till exempel finns det i kaffe , mogen frukt, bröd och syntetiseras av växter under deras ämnesomsättning. [källa?]

Fysiska egenskaper

Ämnet är en färglös giftig vätska under standardförhållanden (0°C), en färglös gas med en stickande lukt som liknar lukten av ruttna äpplen vid rumstemperatur (25°C), löslig i vatten , alkohol , eter . På grund av den mycket låga kokpunkten (20,2 ° C) lagras och transporteras acetaldehyd i form av en trimer -paraldehyd , från vilken den kan erhållas genom uppvärmning med mineralsyror (vanligtvis svavelsyra ).

Kemiska egenskaper

Enligt dess kemiska egenskaper är acetaldehyd en typisk alifatisk aldehyd, och den kännetecknas av reaktioner av denna klass av föreningar. Dess reaktivitet bestäms av två faktorer: aktiviteten hos karbonylen i aldehydgruppen och rörligheten hos väteatomerna i metylgruppen, på grund av den induktiva effekten av karbonylen.

Liksom andra karbonylföreningar med väteatomer vid α-kolatomen, tautomeriserar acetaldehyd och bildar en enol-vinylalkohol, jämvikten förskjuts nästan helt mot aldehydformen ( jämviktskonstanten  är endast 6⋅10 -5 vid rumstemperatur [3 ] ):

Kondensationsreaktion

På grund av sin lilla molekylstorlek och tillgänglighet som en vattenfri monomer (till skillnad från formaldehyd ) är acetaldehyd ett utbrett elektrofilt medel i organisk syntes [4] . När det gäller kondensationsreaktioner är aldehyden prokiral . Det används huvudsakligen som en källa för "CH 3 C + H(OH)" synton i aldol och relaterade kondensationsreaktioner . Grignards reagens och organolitiumföreningar reagerar med MeCHO för att bilda hydroxietylderivat . I en av kondensationsreaktionerna tillsätts tre ekvivalenter formaldehyd, och en reducerar den resulterande aldehyden, vilket bildar pentaerytritol från MeCHO (C (CH 2 OH) 4 .)

I Strecker-reaktionen [5] kondenserar acetaldehyd med cyanid och ammoniak och bildar efter hydrolys aminosyran alanin [6] . Acetaldehyd kan kondensera med aminer för att bilda iminer, eftersom kondensationen av cyklohexylamin ger N-etylidencyklohexylamin. Dessa iminer kan användas för direkt efterföljande reaktioner såsom aldolkondensation [ 7] .

Acetaldehyd är också en viktig byggsten för syntesen av heterocykliska föreningar. Ett enastående exempel är omvandlingen under inverkan av ammoniak till 5-etyl-2-metylpyridin ("aldehyd-kollidin") [8]

Reaktionen av aldolkondensation beror på rörligheten av väte i alfapositionen i radikalen och utförs i närvaro av utspädda alkalier. Det kan ses som en reaktion av nukleofil addition av en aldehydmolekyl till en annan:

Acetalderivat

Tre molekyler av acetaldehyd kondenserar för att bilda "paraldehyd" - en cyklisk trimer som innehåller enkla C-O-bindningar. Kondensation av fyra molekyler ger en cyklisk förening som kallas metalldehyd .

Acetaldehyd bildar stabila acetaler vid reaktion med etanol under dehydratiseringsbetingelser. Produkten CH 3 CH(OCH 2 CH 3 ) 2 kallas "acetal" [9] , även om termen används för att beskriva en bredare grupp av föreningar med den allmänna formeln RCH(OR') 2 .

Får

År 2003 var den globala produktionen av acetaldehyd cirka en miljon ton per år.

Acetaldehyd framställs på följande sätt:

1 ) Etenoxidation ( Wacker -process ):

Palladiumklorid används som oxidationsmedel i Wacker-processen , som regenereras genom oxidation med kopparklorid i närvaro av atmosfäriskt syre :

2) Hydrering av acetylen i närvaro av kvicksilversalter ( Kucherov -reaktion ), med bildning av enol , som isomeriserar till aldehyd:

3) Oxidation eller dehydrering av etylalkohol på en koppar- eller silverkatalysator (denna produktionsmetod dominerade före upptäckten av Wacker-processen):

Applikation

Acetaldehyd används för att producera ättiksyra , butadien , vissa organiska ämnen och aldehydpolymerer.

Förr i tiden användes acetaldehyd främst som en prekursor till ättiksyra. Denna ansökan avslogs på grund av det faktum att ättiksyra framställdes mer effektivt från metanol med Monsanto [10] och Kativa [11] processer . När det gäller kondensationsreaktionen är acetaldehyd en viktig prekursor till pyridinderivaten pentaerytrol och krotonaldehyd. Karbamid och acetaldehyd kondenserar för att bilda hartser. Ättiksyraanhydrid reagerar med acetaldehyd för att ge etylidendiacetat, från vilket vinylacetat, monomeren av polyvinylacetat , erhålls .

Biokemi

Levern har enzymet alkoholdehydrogenas , som oxiderar etanol till acetaldehyd, som sedan oxideras till ofarlig ättiksyra av acetaldehyddehydrogenas . Dessa två oxidationsreaktioner är förknippade med reduktionen av NAD + till NADH [12] . I hjärnan spelar alkoholdehydrogenas ingen speciell roll i oxidationen av etanol till acetaldehyd, det gör enzymet katalas. De sista stegen av alkoholjäsning i bakterier, växter och jästsvampar involverar omvandling av pyruvat till acetaldehyd genom pyruvatdekarboxylas, följt av omvandling av acetaldehyd till etanol. Den sista reaktionen katalyseras återigen av alkoholdehydrogenas, men i motsatt riktning.

Tobaksberoende

Acetaldehyd är en betydande del av tobaksrök. Ett synergistiskt förhållande med nikotin har visat sig öka förekomsten av beroende, särskilt hos unga. [13] [14]

Alzheimers sjukdom

Individer som saknar den genetiska faktorn för att omvandla acetaldehyd till ättiksyra kan löpa hög risk för predisposition för Alzheimers sjukdom . "Dessa resultat indikerar att frånvaron av ALDH2 är en riskfaktor för sen debut av Alzheimers sjukdom." [femton]

Alkoholproblemet

Acetaldehyd som härrör från intagen etanol binder enzymer och bildar addukter förknippade med organsjukdomar. [16] Läkemedlet disulfiram (Antabus) förhindrar oxidation av acetaldehyd till ättiksyra. Detta ger en obehaglig känsla när du tar alkohol. Antabus används när alkoholisten vill bli botad.

cancerframkallande

Acetaldehyd är ett cancerframkallande ämne i den första gruppen. [17] [18] "Det finns tillräckliga bevis för cancerogeniciteten av acetaldehyd (huvudmetaboliten av etanol) i djurförsök", dessutom skadar acetaldehyd DNA [19] och orsakar muskelutveckling oproportionerligt med den totala kroppsvikten, i samband med ett brott mot kroppens proteinbalans. [20] I en studie av 818 alkoholister drog forskarna slutsatsen att de patienter som var mer exponerade för acetaldehyd hade en defekt i genen för enzymet alkoholdehydrogenas. Därför löper dessa patienter större risk att utveckla cancer i övre mag-tarmkanalen och levern. [21]

Säkerhet

Acetaldehyd [22] giftigt på huden, irriterande , cancerframkallande . Acetaldehyds toxicitet är dock mycket lägre än för formaldehyd , till exempel eftersom acetaldehyd snabbt oxideras i kroppen till ofarlig ättiksyra. Det är också en luftförorening från förbränning, rökning och fordonsavgaser. Dessutom bildas etanal vid värmebehandling av polymerer och plaster . [23]

Långvarig kontakt med luft kan bilda peroxider och orsaka en explosion som kan förstöra behållaren [24]

Sanitära och hygieniska rekommendationer [24]
  • Hud: Använd lämpliga skyddskläder för att förhindra hudkontakt.
  • Ögon: Använd lämplig personlig skyddsutrustning (PPE) för ögonen
  • Ombyte av kläder: När det är vått (på grund av brandrisk)
  • Rekommendationer: Installera ögonspolningsfontäner, utrusta platser för snabbt byte av kläder


Enligt [25] är MPC för acetaldehyd i luften i arbetsområdet 5 mg/m 3 , i den atmosfäriska luften 0,01 mg/m 3 [26] Samtidigt, enligt [27] , är luktuppfattningen. tröskelvärdet för detta ämne kan till exempel nå 1800 mg/m 3 .

Medfödd intolerans mot alkohol

En av mekanismerna för medfödd alkoholintolerans är ackumuleringen av acetaldehyd.

Anteckningar

  1. ↑ 1 2 http://www.cdc.gov/niosh/npg/npgd0001.html
  2. ↑ Chemical Encyclopedia / Redaktionsråd: Knunyants I.L. och andra - M . : Soviet Encyclopedia, 1988. - T. 1. - 623 sid.
  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. "Acetaldehyde" i Encyclopedia of Reagents for Organic Synthesis (Ed: L. Paquette) 2004, J. Wiley & Sons, New York. doi : 10.1002/047084289
  5. ↑ sv:Strecker-aminosyrasyntes
  6. ↑ Kendall, E. C. McKenzie, B. F. (1941), "dl-Alanine", Org. synth.; Coll. Vol. 1:21
  7. ↑ Wittig, G.; Hesse, A. (1988), "Directed Aldol Condensations: β-Phenylcinnamaldehyde", Org. synth.; Coll. Vol. 6:901
  8. ↑ Frank, R.L.; Pilgrim, FJ; Riener, E.F. (1963), "5-Ethyl-2-Methylpyridine", Org. synth.; Coll. Vol. 4:451
  9. ↑ Adkins, H .; Nissen, BH (1941), "Acetal", Org. synth.; Coll. Vol. elva
  10. ↑ sv:Monsanto-processen
  11. ↑ sv:Cativa process
  12. ↑ NAD+ till NADH Hipolito, L.; Sanchez, MJ; Polache, A.; Granero, L. Hjärnmetabolism av etanol och alkoholism: En uppdatering. Curr. läkemedelsmetab. 2007, 8, 716-727
  13. ↑ Studie pekar på acetaldehyd-nikotinkombination i ungdomsberoende (länk ej tillgänglig) . Hämtad 10 april 2010. Arkiverad från originalet 25 augusti 2009. 
  14. ↑ Nikotinets beroendeframkallande hållfasthet ökar när det kombineras med andra tobaksrökkemikalier, finner UCI-studie Arkiverad 2011-02-09 .
  15. ^ "Mitokondriell ALDH2-brist som en oxidativ stress". Annals of the New York Academy of Sciences 1011: 36-44. April 2004. doi:10.1196/annals.1293.004. PMID 15126281 . Hämtad 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. Acetaldehyd-addukter i alkoholisters hjärna. Båge. Toxicol. 2003, 77, 591.
  17. ↑ IARC: IARC STYRKER SINA FYNDIGHETER OM FLERA CARCINOGENA PERSONLIGA VANOR OCH HUSHÅLLSEXPONERINGAR (Pressmeddelande). International Agency for Research on Cancer (IARC). — 2 november 2009 — IARC har uppdaterat cancerbedömningarna av flera personliga vanor och hushållsexponeringar som orsakar cancer, inklusive tobak, arecanötter, alkohol och kolrök i hushållen. Uppdateringen genomfördes med råd från 30 forskare från 10 länder som träffades på IARC i oktober 2009. [...] Arbetsgruppen drog slutsatsen att acetaldehyd associerad med alkoholkonsumtion är cancerframkallande för människor (Grupp 1) och bekräftade klassificeringen i gruppen 1 av alkoholkonsumtion och av etanol i alkoholhaltiga drycker. Hämtad 1 augusti 2014. Arkiverad från originalet 16 maj 2018.
  18. ↑ Kemisk sammanfattning för Acetaldehyde, US Environmental Protection Agency
  19. ↑ DNA- och kromosomskada inducerad av acetaldehyd i humana lymfocyter in vitro . Hämtad 10 april 2010. Arkiverad från originalet 23 juli 2011.
  20. ↑ ^ Nicholas S. Aberle, II, Larry Burd, Bonnie H. Zhao och Jun Ren (2004). "Acetaldehyd-inducerad hjärtkontraktil dysfunktion kan lindras av vitamin B1 men inte av vitamin B6 eller 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 Benesova, Detlef Schuppan, Susanne Himsel, Ina Zuber-Jerger, Claus Hellerbrand, Dieter Ludwig, Wolfgang H. Caselmann, Helmut K. Seitz Alcohol dehydrogenase 1C *1 allel är en genetisk markör för alkoholassocierad cancer hos storkonsumenter International Journal of Cancer Volym 118, Issue 8, Sidor 1998-2002
  22. ↑ Klimov A.N., Ioffe D.V., Budkovskaya N.G. Ättiksyraaldehyd  // Stort medicinskt uppslagsverk  : i 30 volymer  / kap. ed. B.V. Petrovskij . - 3:e uppl. - Moskva: Soviet Encyclopedia , 1985. - T. 26. Kolsyrat vatten - Klor . — 560 sid. — 150 000 exemplar.
  23. ↑ Rökning. (2006). Encyclopædia Britannica. Åtkomst 27 oktober 2006.
  24. ↑ 1 2 NIOSH Fickguide till kemiska faror / Michael E. Barsan (teknisk redaktör). — NIOSH. - Cincinnati, Ohio, 2007. - P. 2. - 454 sid. — (DHHS (NIOSH) publikation nr 2005-149).
  25. ↑ (Rospotrebnadzor) . nr 206. Acetaldehyd // GN 2.2.5.3532-18 "Maximala tillåtna koncentrationer (MPC) av skadliga ämnen i luften i arbetsområdet" / godkänd av A.Yu. Popova . - Moskva, 2018. - S. 18. - 170 sid. - (Sanitära regler). Arkiverad 12 juni 2020 på Wayback Machine
  26. ↑ SanPiN 1.2.3685-21 "Hygieniska standarder och krav för att säkerställa säkerheten och (eller) ofarligheten av miljöfaktorer för människor"
  27. ↑ Pliska V. och G. Janicek. Die Veranderungen der Wahrnehmungsschwellen - Konzentration der Riechstoffe in Einiger Homologischen Serien  (tyska)  // Heymans Institute of Pharmacology Archives internationales de pharmacodynamie et de thérapie. - Gent (Belgien), 1960. - Vol. 156. - S. 211-216. — ISSN 0003-9780 .
 Aldehyder
Begränsa
Obegränsat
aromatisk
Heterocyklisk
  Gå till Wikidata-objektet  Ordböcker och uppslagsverk