乙醛
乙醛（英語：Acetaldehyde），又稱醋醛，是一種有機化合物，分子式為CH3CHO或MeCHO。由於在大自然當中存在廣泛以及工業上的大規模生產，乙醛認為是醛類當中最重要的化合物之一。乙醛可存在於咖啡、麵包、成熟的水果中，它還可以通過植物作為代謝產物而生成。乙醇被氧化後所生成的乙醛被認為是宿醉的成因[5]。
| 乙醛 | |||
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| IUPAC名 EAcetaldehyde | |||
| 系統名 Ethanal | |||
| 別名 | 醋醛 乙基醛[1] | ||
| 識別 | |||
| CAS號 | 75-07-0 
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| PubChem | 177 | ||
| ChemSpider | 172 | ||
| SMILES |
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| InChI |
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| InChIKey | IKHGUXGNUITLKF-UHFFFAOYAB | ||
| EINECS | 200-836-8 | ||
| RTECS | AB1925000 | ||
| KEGG | C00084 | ||
| 性質 | |||
| 化學式 | C2H4O | ||
| 摩爾質量 | 44.05 g·mol−1 | ||
| 外觀 | 無色液體 辛辣，水果氣味 | ||
| 密度 | 0.788 g cm−3 | ||
| 熔點 | −123.5 °C（150 K） | ||
| 沸點 | 20.2 °C（293 K） | ||
| 溶解性（水） | 任何比例互溶 | ||
| pKa | 13.57 (25 °C, H2O)[2] | ||
| 黏度 | ~0.215於20℃ | ||
| 結構 | |||
| 分子構型 | C1三角平面（sp²） C2正四面體（sp³） | ||
| 偶極矩 | 2.7 D | ||
| 危險性 | |||
| 警示術語 | R：R12-R36/37-R40 | ||
| 安全術語 | S：S2-S16-S33-S36/37 | ||
| 歐盟分類 | 非常易燃（F+） 有害（Xn） Carc. Cat. 3 | ||
| 主要危害 | 潛在職業致癌物[3] | ||
| NFPA 704 |
 4
2
2
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| 閃點 | 234,15 K（-39℃） | ||
| 自燃溫度 | 458,15 K（185℃） | ||
| 爆炸極限 | 4.0–60% | ||
| PEL | 200 ppm (360 mg/m3)[4] | ||
| 致死量或濃度： | |||
LD50（中位劑量）
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1930 mg/kg (大鼠，口服) | ||
LC50（中位濃度）
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13,000 ppm (大鼠)， 17,000 ppm (倉鼠)， 20,000 ppm (大鼠)[3] | ||
| 相關物質 | |||
| 相關醛類 | 甲醛 丙醛 | ||
| 相關化學品 | 環氧乙烷 | ||
| 附加數據頁 | |||
| 結構和屬性 | 折射率、介電系數等 | ||
| 熱力學數據 | 相變數據、固、液、氣性質 | ||
| 光譜數據 | UV-Vis、IR、NMR、MS等 | ||
| 若非註明，所有數據均出自標準狀態（25 ℃，100 kPa）下。 | |||
乙醛常溫下為液態，無色、可燃，有刺鼻的氣味。其熔點為-123.5℃，沸點為20.2℃。可以被還原為乙醇，也可以被氧化成乙酸。
相關反應
編輯兩分子乙醛在鹼或陰離子交換樹脂催化下液相羥醛縮合產生丁醇醛，後者在稀酸中加熱脫水，得到巴豆醛。
乙醛三聚和四聚分別生成環狀的三聚乙醛和四聚乙醛，環都由交替的C-O原子組成。乙醛與乙醇反應生成縮醛 。[6]
乙醛與乙烯醇為互變異構體，但乙烯醇在平衡中的含量很少，平衡常數 。[7]
製法
編輯通過控制乙醇的氧化可以獲得乙醛。目前最重要的乙醛合成法是Wacker法。利用氯化鈀（PdCl2）、氯化銅（CuCl2）作催化劑，使空氣和乙烯與水反應生成乙醛。還有一種方法，就是在汞鹽（例如硫酸汞（HgSO4）的催化下，乙炔和水化合，生成乙醛。這種方法生產的乙醛純度高，但操作人員容易發生汞中毒。現在科學家們正在研究用非汞催化劑，並已取得初步成效。
製備
編輯2003年的全球乙醛產量約1百萬噸，[8]而主要的生產方法為Wacker過程，即通過氧化乙烯製備：
- 2 CH2=CH2 + O2 → 2 CH3CHO
除此法之外，還可以通過在汞鹽的催化下水解乙炔形成烯醇異構化得到乙醛。在Wacker過程發明之前，該合成方法也作為主要的生產工藝[9] 乙醛還可小規模的通過乙醇的脫氫反應和氧化反應進行製備。有些乙醛還可通過一氧化碳的氫化加成得到，但是該法無法用於商用生產。[8]
用途
編輯有機合成中，乙醛是二碳試劑、親電試劑，看作CH3C+H(OH)的合成子，具原手性。它與三份的甲醛縮合，生成季戊四醇C(CH2OH)4。[10] 與格氏試劑和有機鋰試劑反應生成醇。
Strecker氨基酸合成中，乙醛與氰離子和氨縮合水解後，可合成丙氨酸。[11] 乙醛也可構建雜環環系，如三聚乙醛與氨反應生成吡啶衍生物。[12]
此外，乙醛可以用來製造乙酸、乙醇、乙酸乙酯。農藥DDT就是以乙醛作原料合成的。乙醛經氯化得三氯乙醛。三氯乙醛的水合物是一種安眠藥。
相關
編輯
參考資料
編輯- ^ SciFinderScholar（accessed Nov 4, 2009）. Acetaldehyde (75-07-0) Substance Detail.
- ^ Haynes, William M. (編). CRC Handbook of Chemistry and Physics 97th. CRC Press. 2016: 5–88. ISBN 9781498754293.
- ^ 3.0 3.1 Acetaldehyde. NIOSH. 2014-12-04 [2015-02-12]. （原始內容存檔於2020-07-24）.
- ^ NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards. #0001. NIOSH.
- ^ Biology of a Hangover: Acetaldehyde. HowStuffWork. [2013-08-18]. （原始內容存檔於2010-04-15）.
- ^ Adkins, H.; Nissen, B. H. (1941). "Acetal". Org. Synth.; Coll. Vol. 1: 1.
- ^ March, J. 「Organic Chemistry: Reactions, Mechanisms, and Structures」 J. Wiley, New York: 1992. ISBN 0-471-58148-8.
- ^ 8.0 8.1 Marc Eckert, Gerald Fleischmann, Reinhard Jira, Hermann M. Bolt, Klaus Golka「Acetaldehyde」in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 2006, Wiley-VCH, Weinheim. doi:10.1002/14356007.a01_031.pub2.
- ^ Dmitry A. Ponomarev and Sergey M. Shevchenko. Hydration of Acetylene: A 125th Anniversary (PDF). J. Chem. Ed. 2007, 84 (10): 1725 [2011-04-21]. doi:10.1021/ed084p1725. （原始內容存檔 (PDF)於2011-06-11）.
- ^ Schurink, H. B. J. (1941). "Pentaerythritol". Org. Synth.; Coll. Vol. 1: 425.
- ^ Kendall, E. C. McKenzie, B. F. (1941). "dl-Alanine". Org. Synth.; Coll. Vol. 1: 21.
- ^ Frank, R. L.; Pilgrim, F. J.; Riener, E. F. (1963). "5-Ethyl-2-Methylpyridine". Org. Synth.; Coll. Vol. 4: 451.