Αιθανάλη: Διαφορά μεταξύ των αναθεωρήσεων
Περιεχόμενο που διαγράφηκε Περιεχόμενο που προστέθηκε
μ WPCleaner v1.33b - Fixed using Βικιπαίδεια:WikiProject Check Wikipedia (Σύνδεσμος με ίδιο κείμενο συνδέσμου) |
Χωρίς σύνοψη επεξεργασίας |
||
Γραμμή 99:
}}
H '''αιθανάλη''' ή '''ακεταλδεΰδη'''<ref>Για εναλλακτικές ονομασίες δείτε τον πίνακα πληροφοριών.</ref> (αγγλικά: ''ethanal'') είναι [[οργανικές ενώσεις|οργανική]] [[χημική ένωση]], που περιέχει [[άνθρακας|άνθρακα]], <ref>List of IARC Group 1 carcinogens.</ref>[[οξυγόνο|
Ο [[Διεθνής Οργανισμός Ερευνών για τον Καρκίνο]] (''International Agency for Research on Cancer'') κατέταξε την αιθανάλη στην Ομάδα 1 των [[Καρκίνος|καρκινογόνων]].
Με βάση το χημικό της τύπο έχει τα ακόλουθα [[2 (αριθμός)|δύο (2)]] [[ισομέρεια|ισομερή θέσης]]:
# [[Αιθενόλη]] ή '''βινυλική αλκοόλη''', που είναι
# [[Οξιράνιο]] ή '''αιθυλενοξείδιο''',
== Ιστορία ==
Acetaldehyde was first observed by the Swedish pharmacist/chemist Carl Wilhelm Scheele (1774);<sup>[8]</sup> it was then investigated by the French chemists Antoine François, comte de Fourcroy and Louis Nicolas Vauquelin (1800), and the German chemists Johann Wolfgang Döbereiner (1821, 1822, 1832)<sup>[9]</sup> and Justus von Liebig (1835).<sup>[10]</sup> In 1835, Liebig named it "aldehyde";<sup>[11]</sup> the name was later altered to "acetaldehyde".<sup>[12]</sup>
Η αιθανάλη παρατηρήθηκε για πρώτη φορά το [[1774]], από το [[Σουηδία|Σουηδό]] φαρμακοποιό και χημικό [[Καρλ Βίλχελμ Σέελε]] (''Carl Wilhelm Scheele'')<ref>C. W. Scheele (1774) "Om Brunsten eller Magnesia nigra och dess egenskaper" (On brown-stone or black magnesia [i.e., manganese ore] and its properties), Kungliga Svenska vetenskapsakademiens handlingar (Proceedings of the Royal Swedish Academy of Sciences), 35 : 89-116 ; 177-194. Στις σελίδες 109-110, ο Scheele αναφέρει ότι «...οξειδώνοντας αιθανόλη με διοξείδιο του μαγνησίου και υδροχλωρικό ή θειικό οξύ, παράγεται ένα προϊόν που μυρίζει παρόμοια με το νιτρικό αιθυλεστέρα...». Μεταγενέστεροι ερευνητές, διαβάζοντας την παραπάνω αναφορά συνειδητοποίησαν ότι ο Scheele .</ref>, αλλά ερευνήθηκε το [[1800]] από τους [[Γαλλία|Γάλλους]] χημικούς [[Αντουάν Φρανσουά]] (''Antoine François, comte de Fourcroy'') και [[Λουΐ Νικολά Βωκλέν]] (''Louis Nicolas Vauquelin''), ενώ ακόμη αργότερα, το [[1821]], το [[1822]] και το [[1832]], ερευνήθηκε επίσης από το [[Γερμανία|Γερμανό]] χημικό [[Γιόχαν Βόλφγκανγκ Ντεμπεράινερ]] (''Johann Wolfgang Döbereiner'')<ref>(Döbereiner) (1821) "Neue Aether" (A new ether), Journal für Chemie und Physik, 32 : 269-270. Döbereiner names the new "ether" "Sauerstoffäther" (oxygen-ether).</ref><ref>(Döbereiner) (1822) "Döbereiner's Apparat zur Darstellung des Sauerstoffaethers" (Döbereiner's apparatus for the preparation of oxygen-ether), Journal für Chemie und Physik, 34 : 124-125.</ref><ref>J. W. Döbereiner (1832) "Bildung des Sauerstoff-Aethers durch atmosphärische Oxidation des Alkohols" (Formation of oxy-ether by atmospheric oxidation of alcohol), Journal für Chemie und Physik, 64 : 466-468. Σύμφωνα με την παραπάνω αναφορά του, ο Döbereiner παρήγαγε αιθανάλη οξειδώνοντας αιθανόλη με ατμοσφαιρικό αέρα, παρουσία [[λευκόχρυσος|μαύρου λευκόχρυσου]].</ref>, μετά, το [[1835]], από τον επίσης Γερμανό χημικό [[Γιούστους βον Λιέμπιγκ]] (''Justus von Liebig'')<ref>William H. Brock, Justus von Liebig: The Chemical Gatekeeper (Cambridge, England: Cambridge University Press, 1997), pages 83-84.</ref>. Το 1835, ο Λίμπιγκ ονόμασε την ένωση «αλδεΰδη»<ref>J. Liebig (1835) "Sur les produits de l'oxidation de l'alcool" (On the products of the oxidation of alcohol), Annales de Chimie et de Physique, 59 : 289-327. From page 290: "Je le décrirai dans ce mémoire sous le nom d'aldehyde ; ce nom est formé de alcool dehydrogenatus." («...θα την περιγράψω σε αυτήν την αναφορά με την ονομασία αλδεΰδη (aldehyde)· η ονομασία αυτή σχηματίστηκε από την (έκφραση) alcohol dehydrogenatus...»).</ref>, όνομα από το οποίο προήλθε αργότερα η εμπειρική ονομασία «ακεταλδεΰδη»<ref>Η ονομασία άλλαξε το νωρίτερο από το [[1868]]. Δείτε για παράδειγμα: Eugen F. von Gorup-Besanez, ed., Lehrbuch der organischen Chemie für den Unterricht auf Universitäten … [Textbook of Organic Chemistry for Instruction at Universities … ], 3rd ed. (Braunschweig, Germany: Friedrich Vieweg und Sohn, 1868), vol. 2, page 88.</ref>, γιατί ο ίδιος ο όρος αλδεΰδη, ως γνωστόν, τελικά χρησιμοποιήθηκε για να ονομάσει όλην την τάξη των αλδεϋδών, κατ' αναλογία με το «αλκοόλη», που αρχικά αναφέρονταν μόνο στην αιθανόλη.▼
▲Η αιθανάλη παρατηρήθηκε για πρώτη φορά το [[1774]], από το [[Σουηδία|Σουηδό]] φαρμακοποιό και χημικό [[Καρλ Βίλχελμ Σέελε]] (''Carl Wilhelm Scheele'')<ref>C. W. Scheele (1774) "Om Brunsten eller Magnesia nigra och dess egenskaper" (On brown-stone or black magnesia [i.e., manganese ore] and its properties), Kungliga Svenska vetenskapsakademiens handlingar (Proceedings of the Royal Swedish Academy of Sciences), 35 : 89-116 ; 177-194. Στις σελίδες 109-110, ο Scheele αναφέρει ότι «...οξειδώνοντας αιθανόλη με διοξείδιο του μαγνησίου και υδροχλωρικό ή θειικό οξύ, παράγεται ένα προϊόν που μυρίζει παρόμοια με το νιτρικό αιθυλεστέρα...». Μεταγενέστεροι ερευνητές, διαβάζοντας την παραπάνω αναφορά συνειδητοποίησαν ότι ο Scheele .</ref>
== Παραγωγή ==
=== Βιομηχανική ===
=== Με καταλυτική οξείδωση αιθυλοβενζόλιου ===▼
Το [[2003]] η παγκόσμια ετήσια παραγωγή αιθανάλης ήταν περίπου 1 εκατομμύριο τόννοι. Πριν από το [[1962]] η αιθανόλη και το [[αιθίνιο]] ήταν οι κύριες πρόδρομες ενώσεις της αιθανάλης. Από τότε (1962) έγινε το αιθένιο κυρίαρχη πρόδρομη ένωση<ref name=":0">Eckert, Marc ''et al.'' (2007) "Acetaldehyde" in ''Ullmann's Encyclopedia Of Industrial Chemistry'', Wiley-VCH, Weinheim. doi:10.1002/14356007.a01_031.pub2</ref>.
Η κύρια μέθοδος παραγωγής περιλαμβάνει την [[Οξειδοαναγωγή|οξείδωση]] αιθενίου μέσω της [[Διεργασία Γουάκερ|διεργασίας Γουάκερ]] (''Wacker process''). Η διεργασία περιλαμβάνει οξείδωση του αιθενίου χρησιμοποιώντας ένα ομοιογενές [[Κατάλυση|καταλυτικό]] σύστημα [[Παλλάδιο|παλλαδίου]] - [[Χαλκός|χαλκού]]<ref>{{OrgSynth | author = [[Jiro Tsuji]], Hideo Nagashima, and Hisao Nemoto | title = General Synthetic Method for the preparation of Methyl Ketones from Terminal Olefins: 2-Decanone | prep = cv7p0137 | year = 1990 | collvol = 7 | collvolpages = 137 }}</ref>:<div style="text-align: center;">
Με [[καταλυτική οξείδωση]] [[αιθυλοβενζόλιο|αιθυλοβενζόλιου]] (PhCH<sub>2</sub>CH<sub>3</sub>) παράγεται [[φαινόλη]] (PhOH) και αιθανάλη:▼
<math>\mathrm{CH_2=CH_2 + \frac{1}{2} O_2 \xrightarrow[DMF, \; H_2O]{PdCl_2, \; CuCl} CH_3CHO} </math><ref>όπου DMF [[διμεθυλομεθαναμίδιο]].</ref>
<div style='text-align: center;'>▼
<math>\mathrm{PhCH_2CH_3 + O_2 \xrightarrow{} PhOH + CH_3CHO} </math>▼
</div>
Από τη δεκαετία του 1970 η παγκόσμια παραγωγική χωρητικότητα της διεργασίας, με την άμεση οξείδωση Γουάκερ - Χόχστ (''Wacker-Hoechst direct oxidation'') αυξήθηκε σε πάνω από 2 εκατομμύρια τόννους/έτος.
Όταν χρειάζονται μικρότερες ποσότητες αιθανάλης, η τελευταία μπορεί να παραχθεί και με μερική οξείδωση της αιθανόλης, με μια εξώθερμη αντίδραση. Αυτή τυπικά διεξάγεται πάνω από [[Άργυρος|άργυρο]] ως καταλύτη στους500–650 °C<ref name=":0" />:
<math>\mathrm{CH_3CH_2OH + \frac{1}{2} O_2 \xrightarrow{Ag} CH_3CHO + H_2O} </math>
</div>▼
Αυτή η μέθοδος αποτελεί μια από τις παλαιότερες παραγωγικές οδούς βιομηχανικής παραγωγής αιθανάλης.
Η αιθανάλη μπορεί επίσης να παραχθεί με ενυδάτωση αιθινίου, που καταλύεται με [[Άλας|άλατα]] [[Υδράργυρος|υδραργύρου]]. Η αντίδραση παράγει [[αιθενόλη]], που [[Ταυτομέρεια|ταυτομερίζεται]] σε αιθανάλη<ref>Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.216, §9.2.5.</ref>:
<math>▼
\mathrm{HC \equiv CH + H_2O \xrightarrow[Hg^{2+}]{\pi.H_2SO_4} CH_2=CHOH \xrightarrow{} CH_3CHO}▼
</math>▼
</div>
Αυτή η βιομηχανική παραγωγική οδός ήταν κυρίαρχη πριν από τη διεργασία Γουάκερ<ref>Dmitry A. Ponomarev and Sergey M. Shevchenko (2007). "Hydration of Acetylene: A 125th Anniversary" (PDF). ''J. Chem. Ed.'' '''84''' (10): 1725. Bibcode:2007JChEd..84.1725P. doi:10.1021/ed084p1725.</ref>. Ένα μειονέκτημα αυτής της διεργασίας (παραγωγής αιθανάλης από αιθίνιο) είναι η συμπαραγωγή προϊόντων πολυμερισμού και συμπύκνωσης της αιθανάλης. Επιπλέον, η παραγωγή του πρόδρομου αιθινίου είναι οικονομικά ακριβή και περιβαντολλογικά προβληματική. Η διεργασία υγρής οξείδωσης χρησιμοποιήθηκε πριν κυριαρχησει η διεργασία Γουάκερ. Προσθέτονταν [[τριθειικός σίδηρος]] [Fe<sub>2</sub>(SO<sub>4</sub>)<sub>3</sub>] για να επανοξειδώνει τον παραγώμενο μεταλλικό υδράργυρο σε θειικό υδράργυρο, προκειμένου να διατηρηθεί η απαραίτητη καταλυτική συγκέντρωση Hg<sup>2+</sup>, αποφεύγοντας παράλληλα τον περιβαντολλογικά προβληματικό χειρισμό του μεταλλικού υδραργύρου. Το αιθίνιο αντιδρά με το νερό στους 90–95 °C και η παραγώμενη αιθανάλη διαχωρίζεται από το νερό και τον υδράργυρο και ψύχεται στους 25–30 °C. Σχηματίζεται παράλληλα και [[θειικός σίδηρος]] (FeSO<sub>4</sub>), που οξειδώνεται με [[νιτρικό οξύ]] 30% στους 95°C, σε ξεχωριστό αντιδραστήρα. Καθαρή αιθανάλη λαμβάνεται με κλασματική απόσταξη υδατικού της διαλύματος υπό πίεση περίπου [[Πασκάλ (μονάδα μέτρησης)|kPa]].
==== Εναλλακτικές βιομηχανικές μέθοδοι ====
Παραδοσιακή αλλά όχι πλέον οικονομικά βιώσιμη μέθοδος αποτελεί η μερική αφυδρογόνωση αιθανόλης:<div style="text-align: center;">
<math>\mathrm{CH_3CH_2OH \xrightarrow{} CH_3CHO + H_2} </math>
</div>Αυτή είναι μια εξώθερμη αντίδραση που διεξάγεται με ατμούς αιθανόλης στους 260–290 °C που διέρχονται πάνω από καταλύτη που βασίζεται στο χαλκό. Αυτή η διεργασία ήταν κάποτε οικονομικά ελκυστική, γιατί συμπαράγει υδρογόνο ως παραπροϊόν<ref name=":0" />.
The hydroformylation of methanol
with catalysts like cobalt, nickel, or iron salts also produces
acetaldehyde. This process is of no industrial importance. Similarly
noncompetitive, acetaldehyde arises from synthesis gas with modest selectivity.[1
=== Άλλες διαθέσιμες μέθοδοι ===
Η υδροφορμυλίωση [[Μεθανόλη|μεθανόλης]], με καταλύτες άλατα κοβαλτίου, νικελίου ή σιδήρου, παράγει επίσης αιθανάλη:
<div style="text-align: center;">
<math>\mathrm{2CH_3OH + HCHO \xrightarrow{} 2CH_3CHO + H_2O} </math>
</div>
Προς το παρόν η μέθοδος δεν έχει βιομηχανική σημασία.
Ομοίως, αιθανάλη παράγεται και με [[συνθετικό αέριο]], αλλά με πιο μέτρια εκλεκτικότητα<ref name=":0" />:
<div style="text-align: center;">
</div>
▲==== Με καταλυτική οξείδωση αιθυλοβενζόλιου ====
▲Με [[καταλυτική οξείδωση]] [[αιθυλοβενζόλιο|αιθυλοβενζόλιου]] (PhCH<sub>2</sub>CH<sub>3</sub>) παράγεται [[φαινόλη]] (PhOH) και αιθανάλη:
<div style='text-align: center;'>
<math>\mathrm{
</div>
==== Με καταλυτική οξείδωση αιθανίου ====
Με [[καταλυτική οξείδωση]] [[αιθανίου]] παράγεται αιθανάλη:
Γραμμή 133 ⟶ 178 :
</div>
==== Με επίδραση μεθυλομαγνησιοαλογονίδιου σε φορμικό εστέρα ====
Με επίδραση [[οργανομαηνησικακές ενώσεις|μεθυλομαγνησιοαλογονίδιου]] σε [[εστέρες|φορμικό εστέρα]]<ref>Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.216, §9.2.1.</ref>:
Γραμμή 140 ⟶ 185 :
</div>
==== Με μερική οξείδωση αιθανόλης ====
Με μερική [[οξειδοαναγωγή|οξείδωση]] [[αιθανόλη|αιθανόλης]], με σχετικά ήπια οξειδωτικά μέσα, όπως το [[τριοξείδιο του χρωμίου]]<ref>Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.216, §9.2.2.</ref>:
Γραμμή 149 ⟶ 194 :
</div>
==== Με έμμεση μερική αναγωγή αιθανικού οξέος ====
1. Αρχικά το [[αιθανικό οξύ]] μετατρέπεται σε [[αιθανοϋλοχλωρίδιο]]<ref>Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.216, §9.2.3.</ref>:
Γραμμή 165 ⟶ 210 :
</div>
==== Με οζονόλυση 2-βουτένιου ====
Με [[όζον|οζονόλυση]] [[2-βουτένιο|2-βουτενίου]] παράγεται τελικά αιθανάλη<ref>Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.216, §9.2.4.</ref>:
Γραμμή 174 ⟶ 219 :
</div>
==== Με επίδραση υπεριωδικού οξέως σε 2,3-βουτανοδιόλη ====▼
▲<div style='text-align: center;'>
▲<math>
▲\mathrm{HC \equiv CH + H_2O \xrightarrow[Hg^{2+}]{\pi.H_2SO_4} CH_2=CHOH \xrightarrow{} CH_3CHO}
▲</math>
▲</div>
▲=== Με επίδραση υπεριωδικού οξέως σε 2,3-βουτανοδιόλη ===
Με επίδραση [[υπεριωδικό οξύ|υπεριωδικού οξέος]] σε [[2,3-βουτανοδιόλη]] παράγεται αιθανάλη<ref>Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.216, §9.2.6.</ref>:
| |||