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Aldehyde

Aldehyde
Allgemeine Struktur eines Aldehyds. Der Rest R kann ein Wasserstoffatom oder ein Organyl-Rest (Alkyl-, Aryl-, Alkenyl-Rest etc.) sein. Die Aldehydgruppe (Formylgruppe) istblau gekennzeichnet.
Beispiele: Formaldehyd (Methanal, links), Acetaldehyd (Ethanal, Mitte) und Propionaldehyd (Propanal, rechts) mitblau gekennzeichneter Aldehydgruppe (Formylgruppe)

Aldehyde (aus neulateinisch alcoholus dehydrogenatus, „dehydrierter Alkohol“ oder „Alkohol, dem Wasserstoff entzogen wurde“) sind chemische Verbindungen mit der funktionellen Gruppe –CHO, die Aldehydgruppe oder auch Formylgruppe genannt wird. Die Carbonylgruppe der Aldehyde trägt im Unterschied zu den Ketonen einen Wasserstoff- und einen Kohlenstoffsubstituenten. Eine Ausnahme bildet der einfachste Aldehyd Methanal (Formaldehyd), der zwei Wasserstoffsubstituenten trägt. Aldehyde mit einem Alkylrest (also Alkan-Derivate) werden als Alkanale bezeichnet; deren homologe Reihe leitet sich nomenklatorisch entsprechend von der homologen Reihe der Alkane ab. Weiter existieren Mehrfachaldehyde – wie beispielsweise das Glyoxal, der einfachste Dialdehyd.

Inhaltsverzeichnis

Aldehyde erhalten nach der IUPAC-Nomenklatur den Namen des Alkans mit derselben Anzahl an Kohlenstoff-Atomen mit dem Suffix -al oder -carbaldehyd. Dementsprechend heißt der vom Methan abgeleitete Aldehyd Methanal, der vom Ethan abgeleitete Ethanal. Falls eine andere funktionelle Gruppe eine höhere Priorität aufweist, wird das Präfix „Formyl-“ verwendet. Ist die Verbindung hingegen ein Naturstoff oder eine Carbonsäure, so wird das Präfix „Oxo-“ gewählt.

Der Trivialname leitet sich von der lateinischen Bezeichnung für die bei Hinzufügen eines Sauerstoffatoms jeweils entstehende Carbonsäure her. Für Methanal (H–CHO) ist das die Methansäure (lat. acidum formicum, H–COOH), daher Formaldehyd, für Ethanal die Ethansäure (lat. acidum aceticum, CH3–COOH), daher Acetaldehyd. Entsprechend leiten sich die anderen Trivialnamen ab. Dicarbonsäuren, bei denen eine Carbonsäuregruppe zu einer Aldehydgruppe reduziert wurde, werden gelegentlich Semialdehyde genannt.

Homologe Reihe der Alkanale

Anzahl
(C-Atome)
IUPAC-
Bezeichnung
Trivialnamen Summenformel Strukturformel Siedepunkt
in °C
1 Methanal Formaldehyd CH2O 0−19,1
2 Ethanal Acetaldehyd C2H4O −020,1
3 Propanal Propionaldehyd
Propylaldehyd
C3H6O −048
4 Butanal n-Butyraldehyd C4H8O −074,8
5 Pentanal Valeraldehyd
Amylaldehyd
n-Pentaldehyd
C5H10O 103
6 Hexanal Capronaldehyd
n-Hexaldehyd
C6H12O 131
7 Heptanal Önanthaldehyd
Heptylaldehyd
n-Heptaldehyd
C7H14O 152,8
8 Octanal Caprylaldehyd
n-Octylaldehyd
C8H16O 171
9 Nonanal Pelargonaldehyd
n-Nonylaldehyd
C9H18O 191
10 Decanal Caprinaldehyd
n-Decylaldehyd
C10H20O 208,5
11 Undecanal Hendecanal
n-Undecylaldehyd
C11H22O 117(18 mbar)
12 Dodecanal Laurinaldehyd
Dodecylaldehyd
C12H24O 238
14 Tetradecanal Myristylaldehyd
Tetradecylaldehyd
C14H28O 260

Die allgemeine Summenformel der Alkanale lautet CnH2nO (n = 0, 1, 2, 3, 4, …).

Daneben gibt es auch viele weitere Gruppen von Aldehyden, für die meistens historische Namen benutzt werden:

Zwischen den Aldehydgruppen von Alkanalen kommt es zu Dipol-Dipol-Kräften, da die C=O-Doppelbindung sehr polar ist. Wasserstoffbrückenbindungen bilden sich nicht, weil kein sauerstoffgebundenes Wasserstoffatom vorhanden ist. Deswegen liegen die Siedepunkte der Aldehyde zwischen denen der Alkohole und Alkane. Mit Wasser können Aldehyde Wasserstoffbrückenbindungen eingehen, weil das Sauerstoffatom zwei freie Elektronenpaare hat und negativ polarisiert ist. Deswegen sind kurzkettige Aldehyde gut wasserlöslich. Bei längerkettigen Aldehyden überwiegt die Wirkung der unpolaren Alkylreste, was die Verbindungen unlöslich in Wasser macht. Viele Aldehyde haben einen charakteristischen Geruch.

Aldehyde sind als Aromastoffe in Lebensmitteln, wie im Wein, weit verbreitet. Oft entstehen diese in Obst und Gemüse aus Öl-, Linol- oder Linolensäure-haltigen Stoffen bei der Ernte, Zerkleinerung oder Zubereitung. Hexanal findet sich z. B. in Äpfeln, Birnen, Pfirsichen und in der Kirsche. (E)-2-Hexenal findet sich in Äpfeln, Pfirsichen, Kirschen und Pflaumen, das isomere (Z)-2-Hexenal in Äpfeln, Birnen, Orangen und Erdbeeren. (Z)-3-Nonenal kommt in Gurken neben (E,E)-2,4-Nonadienal, (E,Z)-2,6-Nonadienal und (Z,Z)-3,6-Nonadienal als geruchsgebender Aromastoff vor.

Oberhalb einer bestimmten Konzentration werden derartige Carbonylverbindungen allerdings oft als ranzig, fischig, metallisch oder als kartonartige Aromen bewertet und verursachen insgesamt einen Altgeschmack.

Durch milde Oxidation von primären Alkoholen in nichtwässrigem Medium entstehen Aldehyde. Sie können weiter zu Carbonsäuren oxidiert werden.

C H 3 C H 2 O H + C u O C H 3 C H O + C u + H 2 O {\displaystyle \mathrm {CH_{3}CH_{2}OH+CuO\longrightarrow \ CH_{3}CHO+Cu+H_{2}O} }
Ethanol reagiert mit Kupferoxid in einer Redoxreaktion zu Acetaldehyd, Kupfer und Wasser.

Das technisch wichtigste Verfahren zur Herstellung von Aldehyden ist die Oxo-Synthese, auch Hydroformylierung genannt. Dabei wird ein Alken mit einem Gemisch aus Kohlenmonoxid und Wasserstoff in Gegenwart eines geeigneten Katalysators zur Reaktion gebracht:

>
Bei der Hydroformylierung eines Alkens entsteht ein Gemisch des n-Aldehyds (Mitte)
und des i-Aldehyds (rechts).

Formaldehyd (Methanal) wird in großen Mengen (weltweit 21 Mio. Tonnen pro Jahr) produziert, mehr als jeder andere Aldehyd. Er wird als Desinfektionsmittel, als Konservierungsmittel für verderbliche Güter wie Kosmetika (Formalinlösung) und als Rohstoff in der chemischen Industrie verwendet. Die größten Mengen wurden bis 1990 in der Kunststoffindustrie zu Aminoplasten und Phenoplasten weiterverarbeitet. In der Medizin wird Methanal in 4–8%iger Lösung (Formalin) als Fixierungsmittel in der Histotechnik verwendet.

Flakon »Chanel Nº 5«
Eau de Parfum (1924)

Aldehyde und Ketone werden außerdem zur Herstellung von Kunststoffen, Lösungsmitteln, Farbstoffen, Gerbstoffen, Parfums und Medikamenten verwendet. Ausgehend von Acrolein wird DL-Methionin, ein Futtermittelzusatzstoff, in Mengen von mehr als 100.000 Tonnen pro Jahr hergestellt.

In der Medizin werden Formaldehyd und Glutaraldehyd als Flächen- und Instrumentendesinfektionsmittel eingesetzt. Beide Aldehyde haben eine gute Wirksamkeit gegen viele verschiedene Mikroorganismen. Insbesondere unbehüllte Viren und sporenbildende Bakterien (z. B. Milzbrand), die nur wenigen Desinfektionsmitteln zugänglich sind, können so erreicht werden. Da Aldehyde irritierend auf Haut und Schleimhäute wirken und gelegentlich Allergien auslösen, muss mit diesen Mitteln sorgfältig umgegangen werden.

In der Parfumherstellung werden Aldehyde seit 1921 eingesetzt (Chanel No. 5).

Im Stoffwechsel der Zellen findet sich eine Reihe von Aldehyden. Eine besondere Rolle spielt Acetaldehyd (Ethanal), der im Verlauf des Ethanolabbaus entsteht und an der Entstehung des sogenannten Alkohol-Katers beteiligt ist.

In IR-Spektren von Aldehyden und Ketonen findet man die intensive charakteristische Bande der C=O-Valenzschwingung im Bereich von 1690–1750 cm−1.

In 13C-NMR-Spektren findet man das Signal des Carbonylkohlenstoffatoms von Aldehyden und Ketonen in einem Bereich von 195 und 210 ppm. Das dazugehörige Proton der Aldehydgruppe ist in 1H-NMR-Spektren als scharfes Signal bei etwa 10 ppm zu finden. Diese Eigenschaft macht die Identifikation mittels NMR-Spektroskopie besonders einfach, da in diesem hohen Bereich nur wenige Protonen eine Resonanz aufweisen.

Resonanzstabilisierung des Enolations
Alternative Darstellungsmöglichkeit der durch Resonanz delokalisierten Elektronen eines Enolations

Aldehyde sind reaktive Verbindungen und lassen sich sehr leicht zur Carbonsäure oxidieren.

  • Die C=O-Bindung der Carbonylgruppe ist stark polar mit der positiven Partialladung (δ+) am Kohlenstoffatom, an dem nukleophil angegriffen werden kann.
  • Aldehyde mit einem Wasserstoffatom, gebunden an das α-Kohlenstoffatom direkt neben der Carbonylgruppe, können in der Keto- und der Enolform vorliegen – siehe dazu Keto-Enol-Tautomerie.
  • Bei Aldehyden beobachtet man, dass Wasserstoffatome am zur Carbonylgruppe benachbarten C-Atom deutlich acider sind als Wasserstoffatome an „normalen“ C-Atomen. Dies liegt zum einen daran, dass der Carbonylkohlenstoff sehr elektronenarm ist und einen −I-Effekt auf benachbarte Bindungen ausübt, zum anderen kann nach Deprotonierung die negative Ladung auf den Sauerstoff der Carbonylgruppe delokalisiert werden (−M-Effekt).

Nukleophile Addition

Hauptartikel: Nukleophile Addition

Nach Angriff des Nukleophils geht das π-Elektronenpaar gänzlich zum inzwischen negativ geladenen Sauerstoff. Im protischen Lösungsmittel wird dies durch Protonenaufnahme ausgeglichen, wodurch eine OH-Gruppe anstelle der Carbonylgruppe entsteht.

Addition von Wasser

Wasser + Aldehyd ⇒ Aldehydhydrat (geminales Diol)

Aldehyde stehen in wässriger Lösung mit dem entsprechenden gem-Diol, das heißt einem Kohlenwasserstoff mit zwei Hydroxygruppen an einem Kohlenstoffatom, im Gleichgewicht. In der Regel liegt das Gleichgewicht auf der Seite des Aldehyds. Im Falle des Trichloracetaldehyds liegt das Gleichgewicht jedoch auf der Seite des geminalen Diols.

Addition von Alkoholen

Alkohol + Aldehyd ⇒ Halbacetal

Halbacetal + Alkohol ⇒ Acetal + Wasser

Beispiel: Ringschluss von Traubenzucker (Glucose)

Siehe auch: Acetalbildung

Addition von Stickstoff-Nukleophilen

Prim. Amin + Aldehyd ⇒ Imin (Schiffsche Base) + Wasser

Sec. Amin + Aldehyd ⇒ Enamin + Wasser

Oxidation zur Carbonsäure (wichtig für Nachweise)

Aldolreaktion

Hauptartikel: Aldolreaktion

Das CH-acide H-Atom in der α-Position kann durch Basen abgespalten werden. Das entstandene Enolatanion addiert an den Carbonylkohlenstoff eines weiteren Aldehyd-Moleküls. Es entsteht ein Aldol, ein Additionsprodukt aus Alkohol (OH-Gruppe) und Aldehyd. Auf diese Weise können C-C-Bindungen geknüpft werden. Wird das gebildete Aldol anschließend dehydratisiert, spricht man von Aldolkondensation, dabei entstehen α,β-ungesättigte Aldehyde.

Gemischte Aldolreaktion

Gemischte Aldolreaktionen sind in der Regel nicht in einer Eintopfreaktion durchführbar, da sich vier mögliche Produkte bilden können und auch bilden. Eine Ausnahme ist, wenn einer der beiden Aldehyde nicht enolisierbar ist, das heißt kein CH-acides H-Atom besitzt. In diesem Fall ist nur ein gemischtes Aldol möglich. Ein Beispiel für nicht enolisierbare Aldehyde sind aromatische Aldehyde (siehe: Benzaldehyd). Auf diese Weise wird in einer Knoevenagel-Kondensation Zimtaldehyd, ein wichtiger Duftstoff, gewonnen.

Pinakol-Kupplung

Hauptartikel: Pinakol-Kupplung

Setzt man Aldehyde mit einem Alkalimetall (Beispiel: Natrium) um, so bildet sich ein Radikal-Anion, das schnell dimerisiert. Die Hydrolyse liefert ein Pinakol (traditionelle Bezeichnung für ein 1,2-Diol, also ein Diol mit vicinalen Hydroxygruppen). Ausgehend von einem α,ω-Dialdehyd erhält man analog durch eine intramolekulare Reaktion cyclische 1,2-Diole.

  1. Duden, Deutsches Universalwörterbuch, 4. Aufl., Mannheim, 2001.
  2. David R. Lide (Hrsg.): CRC Handbook of Chemistry and Physics. 90. Auflage. (Internet-Version: 2010), CRC Press/Taylor and Francis, Boca Raton, FL, Physical Constants of Organic Compounds, S. 3-1 – 3-523.
  3. Siegfried Hauptmann: Organische Chemie. 2. durchgesehene Auflage, VEB Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie, Leipzig, 1985, S. 565, ISBN 3-342-00280-8.
  4. Wolfgang Legrum: Riechstoffe, zwischen Gestank und Duft. Vieweg + Teubner Verlag (2011) S. 82–85, ISBN 978-3-8348-1245-2.
  5. Werner Köhler, Rainer Ansorg: Medizinische Mikrobiologie. Elsevier, Urban & Fischer Verlag, 2001, ISBN 3-437-41640-5, S. 92.
  6. K. P. C. Vollhardt, N. E. Schore: Organische Chemie. Hrsg.: H. Butenschön. 4. Auflage. Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim 2005, ISBN 3-527-31380-X,S.862–863.
Normdaten (Sachbegriff): GND:(, )

Aldehyde
aldehyde, klasse, organischer, verbindungen, funktionellen, gruppe, sprache, beobachten, bearbeiten, allgemeine, struktur, eines, aldehyds, rest, kann, wasserstoffatom, oder, organyl, rest, alkyl, aryl, alkenyl, rest, sein, aldehydgruppe, formylgruppe, blau, g. Aldehyde Klasse organischer Verbindungen mit der funktionellen Gruppe CHO Sprache Beobachten Bearbeiten AldehydeAllgemeine Struktur eines Aldehyds Der Rest R kann ein Wasserstoffatom oder ein Organyl Rest Alkyl Aryl Alkenyl Rest etc sein Die Aldehydgruppe Formylgruppe ist blau gekennzeichnet Beispiele Formaldehyd Methanal links Acetaldehyd Ethanal Mitte und Propionaldehyd Propanal rechts mit blau gekennzeichneter Aldehydgruppe Formylgruppe Aldehyde aus neulateinisch alcoholus dehydrogenatus 1 dehydrierter Alkohol oder Alkohol dem Wasserstoff entzogen wurde sind chemische Verbindungen mit der funktionellen Gruppe CHO die Aldehydgruppe oder auch Formylgruppe genannt wird Die Carbonylgruppe der Aldehyde tragt im Unterschied zu den Ketonen einen Wasserstoff und einen Kohlenstoffsubstituenten Eine Ausnahme bildet der einfachste Aldehyd Methanal Formaldehyd der zwei Wasserstoffsubstituenten tragt Aldehyde mit einem Alkylrest also Alkan Derivate werden als Alkanale bezeichnet deren homologe Reihe leitet sich nomenklatorisch entsprechend von der homologen Reihe der Alkane ab Weiter existieren Mehrfachaldehyde wie beispielsweise das Glyoxal der einfachste Dialdehyd Inhaltsverzeichnis 1 Nomenklatur 1 1 Homologe Reihe der Alkanale 2 Eigenschaften 3 Vorkommen 4 Herstellung 5 Verwendung 6 Physiologische Bedeutung 7 Nachweise 8 Spektroskopie von Aldehyden 9 Reaktionen 9 1 Nukleophile Addition 9 2 Addition von Wasser 9 3 Addition von Alkoholen 9 4 Addition von Stickstoff Nukleophilen 9 5 Aldolreaktion 9 6 Gemischte Aldolreaktion 9 7 Pinakol Kupplung 10 EinzelnachweiseNomenklatur BearbeitenAldehyde erhalten nach der IUPAC Nomenklatur den Namen des Alkans mit derselben Anzahl an Kohlenstoff Atomen mit dem Suffix al oder carbaldehyd Dementsprechend heisst der vom Methan abgeleitete Aldehyd Methanal der vom Ethan abgeleitete Ethanal Falls eine andere funktionelle Gruppe eine hohere Prioritat aufweist wird das Prafix Formyl verwendet Ist die Verbindung hingegen ein Naturstoff oder eine Carbonsaure so wird das Prafix Oxo gewahlt Der Trivialname leitet sich von der lateinischen Bezeichnung fur die bei Hinzufugen eines Sauerstoffatoms jeweils entstehende Carbonsaure her Fur Methanal H CHO ist das die Methansaure lat acidum formicum H COOH daher Formaldehyd fur Ethanal die Ethansaure lat acidum aceticum CH3 COOH daher Acetaldehyd Entsprechend leiten sich die anderen Trivialnamen ab Dicarbonsauren bei denen eine Carbonsauregruppe zu einer Aldehydgruppe reduziert wurde werden gelegentlich Semialdehyde genannt Homologe Reihe der Alkanale Bearbeiten Anzahl C Atome IUPAC Bezeichnung Trivialnamen Summenformel Strukturformel Siedepunkt in C 2 1 Methanal Formaldehyd CH2O 0 19 12 Ethanal Acetaldehyd C2H4O 0 20 13 Propanal Propionaldehyd Propylaldehyd C3H6O 0 484 Butanal n Butyraldehyd C4H8O 0 74 85 Pentanal Valeraldehyd Amylaldehyd n Pentaldehyd C5H10O 1036 Hexanal Capronaldehyd n Hexaldehyd C6H12O 1317 Heptanal Onanthaldehyd Heptylaldehyd n Heptaldehyd C7H14O 152 88 Octanal Caprylaldehyd n Octylaldehyd C8H16O 1719 Nonanal Pelargonaldehyd n Nonylaldehyd C9H18O 19110 Decanal Caprinaldehyd n Decylaldehyd C10H20O 208 511 Undecanal Hendecanal n Undecylaldehyd C11H22O 117 18 mbar 12 Dodecanal Laurinaldehyd Dodecylaldehyd C12H24O 23814 Tetradecanal Myristylaldehyd Tetradecylaldehyd C14H28O 260 Die allgemeine Summenformel der Alkanale lautet CnH2nO n 0 1 2 3 4 Daneben gibt es auch viele weitere Gruppen von Aldehyden fur die meistens historische Namen benutzt werden Acrolein leitet sich von Propen einem Alken ab Benzaldehyd leitet sich vom Benzol ab ist also ein Arylaldehyd Furfural Furfurol Furan 2 carbaldehyd leitet sich von Furan ab ist also ein Heteroarylaldehyd 3 Eigenschaften BearbeitenZwischen den Aldehydgruppen von Alkanalen kommt es zu Dipol Dipol Kraften da die C O Doppelbindung sehr polar ist Wasserstoffbruckenbindungen bilden sich nicht weil kein sauerstoffgebundenes Wasserstoffatom vorhanden ist Deswegen liegen die Siedepunkte der Aldehyde zwischen denen der Alkohole und Alkane Mit Wasser konnen Aldehyde Wasserstoffbruckenbindungen eingehen weil das Sauerstoffatom zwei freie Elektronenpaare hat und negativ polarisiert ist Deswegen sind kurzkettige Aldehyde gut wasserloslich Bei langerkettigen Aldehyden uberwiegt die Wirkung der unpolaren Alkylreste was die Verbindungen unloslich in Wasser macht Viele Aldehyde haben einen charakteristischen Geruch Vorkommen BearbeitenAldehyde sind als Aromastoffe in Lebensmitteln wie im Wein weit verbreitet Oft entstehen diese in Obst und Gemuse aus Ol Linol oder Linolensaure haltigen Stoffen bei der Ernte Zerkleinerung oder Zubereitung Hexanal findet sich z B in Apfeln Birnen Pfirsichen und in der Kirsche E 2 Hexenal findet sich in Apfeln Pfirsichen Kirschen und Pflaumen das isomere Z 2 Hexenal in Apfeln Birnen Orangen und Erdbeeren Z 3 Nonenal kommt in Gurken neben E E 2 4 Nonadienal E Z 2 6 Nonadienal und Z Z 3 6 Nonadienal als geruchsgebender Aromastoff vor 4 Oberhalb einer bestimmten Konzentration werden derartige Carbonylverbindungen allerdings oft als ranzig fischig metallisch oder als kartonartige Aromen bewertet und verursachen insgesamt einen Altgeschmack 4 Herstellung BearbeitenDurch milde Oxidation von primaren Alkoholen in nichtwassrigem Medium entstehen Aldehyde Sie konnen weiter zu Carbonsauren oxidiert werden C H 3 C H 2 O H C u O C H 3 C H O C u H 2 O displaystyle mathrm CH 3 CH 2 OH CuO longrightarrow CH 3 CHO Cu H 2 O Ethanol reagiert mit Kupferoxid in einer Redoxreaktion zu Acetaldehyd Kupfer und Wasser Das technisch wichtigste Verfahren zur Herstellung von Aldehyden ist die Oxo Synthese auch Hydroformylierung genannt Dabei wird ein Alken mit einem Gemisch aus Kohlenmonoxid und Wasserstoff in Gegenwart eines geeigneten Katalysators zur Reaktion gebracht gt Bei der Hydroformylierung eines Alkens entsteht ein Gemisch des n Aldehyds Mitte und des i Aldehyds rechts Verwendung BearbeitenFormaldehyd Methanal wird in grossen Mengen weltweit 21 Mio Tonnen pro Jahr produziert mehr als jeder andere Aldehyd Er wird als Desinfektionsmittel als Konservierungsmittel fur verderbliche Guter wie Kosmetika Formalinlosung und als Rohstoff in der chemischen Industrie verwendet Die grossten Mengen wurden bis 1990 in der Kunststoffindustrie zu Aminoplasten und Phenoplasten weiterverarbeitet In der Medizin wird Methanal in 4 8 iger Losung Formalin als Fixierungsmittel in der Histotechnik verwendet Flakon Chanel Nº 5 Eau de Parfum 1924 Aldehyde und Ketone werden ausserdem zur Herstellung von Kunststoffen Losungsmitteln Farbstoffen Gerbstoffen Parfums und Medikamenten verwendet Ausgehend von Acrolein wird DL Methionin ein Futtermittelzusatzstoff in Mengen von mehr als 100 000 Tonnen pro Jahr hergestellt In der Medizin werden Formaldehyd und Glutaraldehyd als Flachen und Instrumentendesinfektionsmittel eingesetzt Beide Aldehyde haben eine gute Wirksamkeit gegen viele verschiedene Mikroorganismen Insbesondere unbehullte Viren und sporenbildende Bakterien z B Milzbrand die nur wenigen Desinfektionsmitteln zuganglich sind konnen so erreicht werden Da Aldehyde irritierend auf Haut und Schleimhaute wirken und gelegentlich Allergien auslosen muss mit diesen Mitteln sorgfaltig umgegangen werden 5 In der Parfumherstellung werden Aldehyde seit 1921 eingesetzt Chanel No 5 Physiologische Bedeutung BearbeitenIm Stoffwechsel der Zellen findet sich eine Reihe von Aldehyden Eine besondere Rolle spielt Acetaldehyd Ethanal der im Verlauf des Ethanolabbaus entsteht und an der Entstehung des sogenannten Alkohol Katers beteiligt ist Nachweise BearbeitenTollensprobe Fehlingprobe Schiffsche ProbeSpektroskopie von Aldehyden BearbeitenIn IR Spektren von Aldehyden und Ketonen findet man die intensive charakteristische Bande der C O Valenzschwingung im Bereich von 1690 1750 cm 1 In 13C NMR Spektren findet man das Signal des Carbonylkohlenstoffatoms von Aldehyden und Ketonen in einem Bereich von 195 und 210 ppm Das dazugehorige Proton der Aldehydgruppe ist in 1H NMR Spektren als scharfes Signal bei etwa 10 ppm zu finden Diese Eigenschaft macht die Identifikation mittels NMR Spektroskopie besonders einfach da in diesem hohen Bereich nur wenige Protonen eine Resonanz aufweisen 6 Reaktionen Bearbeiten Resonanzstabilisierung des Enolations Alternative Darstellungsmoglichkeit der durch Resonanz delokalisierten Elektronen eines Enolations Aldehyde sind reaktive Verbindungen und lassen sich sehr leicht zur Carbonsaure oxidieren Die C O Bindung der Carbonylgruppe ist stark polar mit der positiven Partialladung d am Kohlenstoffatom an dem nukleophil angegriffen werden kann Aldehyde mit einem Wasserstoffatom gebunden an das a Kohlenstoffatom direkt neben der Carbonylgruppe konnen in der Keto und der Enolform vorliegen siehe dazu Keto Enol Tautomerie Bei Aldehyden beobachtet man dass Wasserstoffatome am zur Carbonylgruppe benachbarten C Atom deutlich acider sind als Wasserstoffatome an normalen C Atomen Dies liegt zum einen daran dass der Carbonylkohlenstoff sehr elektronenarm ist und einen I Effekt auf benachbarte Bindungen ausubt zum anderen kann nach Deprotonierung die negative Ladung auf den Sauerstoff der Carbonylgruppe delokalisiert werden M Effekt Nukleophile Addition Bearbeiten Hauptartikel Nukleophile Addition Nach Angriff des Nukleophils geht das p Elektronenpaar ganzlich zum inzwischen negativ geladenen Sauerstoff Im protischen Losungsmittel wird dies durch Protonenaufnahme ausgeglichen wodurch eine OH Gruppe anstelle der Carbonylgruppe entsteht Addition von Wasser Bearbeiten Wasser Aldehyd Aldehydhydrat geminales Diol Aldehyde stehen in wassriger Losung mit dem entsprechenden gem Diol das heisst einem Kohlenwasserstoff mit zwei Hydroxygruppen an einem Kohlenstoffatom im Gleichgewicht In der Regel liegt das Gleichgewicht auf der Seite des Aldehyds Im Falle des Trichloracetaldehyds liegt das Gleichgewicht jedoch auf der Seite des geminalen Diols Addition von Alkoholen Bearbeiten Alkohol Aldehyd Halbacetal Halbacetal Alkohol Acetal Wasser Beispiel Ringschluss von Traubenzucker Glucose Siehe auch Acetalbildung Addition von Stickstoff Nukleophilen Bearbeiten Prim Amin Aldehyd Imin Schiffsche Base Wasser Sec Amin Aldehyd Enamin Wasser Oxidation zur Carbonsaure wichtig fur Nachweise Aldolreaktion Bearbeiten Hauptartikel Aldolreaktion Das CH acide H Atom in der a Position kann durch Basen abgespalten werden Das entstandene Enolatanion addiert an den Carbonylkohlenstoff eines weiteren Aldehyd Molekuls Es entsteht ein Aldol ein Additionsprodukt aus Alkohol OH Gruppe und Aldehyd Auf diese Weise konnen C C Bindungen geknupft werden Wird das gebildete Aldol anschliessend dehydratisiert spricht man von Aldolkondensation dabei entstehen a b ungesattigte Aldehyde Gemischte Aldolreaktion Bearbeiten Gemischte Aldolreaktionen sind in der Regel nicht in einer Eintopfreaktion durchfuhrbar da sich vier mogliche Produkte bilden konnen und auch bilden Eine Ausnahme ist wenn einer der beiden Aldehyde nicht enolisierbar ist das heisst kein CH acides H Atom besitzt In diesem Fall ist nur ein gemischtes Aldol moglich Ein Beispiel fur nicht enolisierbare Aldehyde sind aromatische Aldehyde siehe Benzaldehyd Auf diese Weise wird in einer Knoevenagel Kondensation Zimtaldehyd ein wichtiger Duftstoff gewonnen Pinakol Kupplung Bearbeiten Hauptartikel Pinakol Kupplung Setzt man Aldehyde mit einem Alkalimetall Beispiel Natrium um so bildet sich ein Radikal Anion das schnell dimerisiert Die Hydrolyse liefert ein Pinakol traditionelle Bezeichnung fur ein 1 2 Diol also ein Diol mit vicinalen Hydroxygruppen Ausgehend von einem a w Dialdehyd erhalt man analog durch eine intramolekulare Reaktion cyclische 1 2 Diole Einzelnachweise Bearbeiten Duden Deutsches Universalworterbuch 4 Aufl Mannheim 2001 David R Lide Hrsg CRC Handbook of Chemistry and Physics 90 Auflage Internet Version 2010 CRC Press Taylor and Francis Boca Raton FL Physical Constants of Organic Compounds S 3 1 3 523 Siegfried Hauptmann Organische Chemie 2 durchgesehene Auflage VEB Deutscher Verlag fur Grundstoffindustrie Leipzig 1985 S 565 ISBN 3 342 00280 8 a b Wolfgang Legrum Riechstoffe zwischen Gestank und Duft Vieweg Teubner Verlag 2011 S 82 85 ISBN 978 3 8348 1245 2 Werner Kohler Rainer Ansorg Medizinische Mikrobiologie Elsevier Urban amp Fischer Verlag 2001 ISBN 3 437 41640 5 S 92 K P C Vollhardt N E Schore Organische Chemie Hrsg H Butenschon 4 Auflage Wiley VCH Verlag GmbH amp Co KGaA Weinheim 2005 ISBN 3 527 31380 X S 862 863 Normdaten Sachbegriff GND 4186368 9 OGND AKS Abgerufen von https de wikipedia org w index php title Aldehyde amp oldid 217637292, wikipedia, wiki, deutsches

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