2005年1月20日(木) 04ko2-41 アルデヒド

 今日は,アルデヒドについて学びます。アルデヒドといえば還元性ですね。アルデヒドの還元性を中心に進めていきましょう。
 今日の学習内容は,次の通りです。
(1)アルデヒド
(2)アルデヒドの性質
 最初はカルボニル基とアルデヒド基についてです。

25 アルデヒド
 カルボニル基(ケトン基)>C=Oをもつ化合物をカルボニル化合物という
 カルボニル化合物のうち,カルボニル基に結合する2個の置換基が,
  ともに炭化水素基→ケトン
  少なくとも一方が水素原子→アルデヒド

(1)アルデヒド aldehyde 
 アルデヒド基−CHOをもつ化合物
 低分子量のアルデヒドは,刺激臭をもち,水に溶けやすい
 CH methane → HCHO methanal(formaldehyde)
メタン methane メタナール methanal(ホルムアルデヒド)
 メタノールを酸化銅(II)で酸化すると,ホルムアルデヒドができる
 CHOH + CuO → HCHO + HO + Cu

 
 ethane → CHCHO ethanal(acetaldehyde)
エタン ehtane エタナール ethanal(アセトアルデヒド)
 エタノールを二クロム酸カリウムで酸化すると,アセトアルデヒドができる
 CHCHOH + (O) → CHCHO + H
 酸化剤 二クロム酸カリウムKCr(硫酸酸性) 
 Cr2− + 14H + 6e → 2Cr3+ + 7H
 橙赤色                      暗緑色
 
工業的には
             PdCl−CuCl
 2CH=CH + O → 2CHCHO

             HgSO
 CH≡CH + HO → 〔CH=CH(OH)〕 → CHCHO
                  ビニルアルコール

 くどいようですが,アルデヒドといえば還元性です。アルデヒドの還元性による銀境反応やフェーリング液の還元について,詳しくみていくことにしましょう。
            
 硝酸銀水溶液にアンモニア水を加えると何ができましたか。水酸化銀ではなかったですね。酸化銀の沈殿ができます。さらにアンモニア水を加えていくとその沈殿が消えましたね。アンモニアの錯イオンができたからですね。

(2)アルデヒドの性質
<銀鏡反応>
 硝酸銀溶液にアンモニア水を加えると
 2Ag + 2OH → AgO +H
 酸化銀が沈殿する
 さらにアンモニア水を加えると
 AgO + 4NH + HO → 2[Ag(NH + 2OH
 ジアンミン銀(I)イオンが生じて沈殿が消える
 これにアルデヒドを加えると
 RCHO + 2[Ag(NH]OH → RCOOH + 2Ag + 4NH +H
 これは酸化・還元反応である
 R−HO + (O) → R−OOH 
   酸化数0           酸化数+2  原子の酸化数増加→酸化されている
 [Ag(NH + e → Ag + 2NH
  酸化数+1             酸化数0 Ag原子の酸化数減少→還元されている
 ジュワーびんや鏡の製造に用いられる

<フェーリング液の還元>
 A液…CuSOaq
 B液…KNaC(OH)(COO) + NaOHaq
     酒石酸ナトリウムカリウム(ロッシェル塩)
 A液とB液を混ぜると濃青色(Cuの錯イオン)になり,水酸化銅(II)Cu(OH)はできない
 RCHO + 2Cu2+ + 5OH → RCOO + CuO + 3H
 これも酸化・還元反応である
 R−HO + (O) → R−OOH
   酸化数0           酸化数+2  原子の酸化数増加→酸化されている
 Cu2+ + e → Cu
 酸化数+2       酸化数+1      Cu原子の酸化数減少→還元されている

 酒石酸C(OH)(COOH)の名前は,ぶどう酒醸造の際にできる沈殿物である酒石からきています。そしてフランスのパスツールをはじめ,多くの化学者の研究のテーマになったのです。詳しいことは光学異性体ところで扱いますが,化学の進歩に貢献した物質であると覚えておいてください。
  
 それでは,今日の学習内容の確認です。
1.第一級アルコールを酸化すると,何になりますか?→アルデヒド
2.アルデヒドを酸化すると,何になりますか?→カルボン酸
3.アンモニア性硝酸銀水溶液をアルデヒドで還元すると,どのような変化が見られますか?→銀が析出する。
4.フェーリング液をアルデヒドで還元すると,どのような変化が見られますか?→赤色の酸化銅(I)が沈殿する。
5.メタノールの蒸気を,熱した銅線に触れさせると何ができますか?→ホルムアルデヒドと水
6.エタノールを硫酸酸性の二クロム酸カリウム水溶液で酸化すると,溶液の色は何色に変化しますか?→暗緑色