Άνοιγμα κυρίου μενού

Η γαλακταλδεΰδη ή 2-υδροξυπροπανάλη ή 2-υδροξυπροπιοναλδεΰδη ή γαλακτική αλδεΰδη) (αγγλικά: lactaldehyde) είναι οργανική χημική ένωση, που βρίσκεται σε δυο οπτικά ισομερή και περιέχει άνθρακα, οξυγόνο και υδρογόνο, με μοριακό τύπο C3H6O2, αν και συχνά γράφεται πιο αναλυτικά ως CH3CH(OH)CHO. Η μεθυλογλυοξάλη μετατρέπεται σε D-γαλακταλδεΰδη από τη δεϋδρογονάση της γλυκερόλης (gldA). Μετά η γαλακταλδεΰδη μετατρέπεται σε γαλακτικό οξύ από τη δεϋδρογονάση των αλδεϋδών[1].

Γαλακταλδεΰδη
Lactaldehyde.png
L-Lactaldehyde molecule ball.png
Γενικά
Όνομα IUPAC 2-υδροξυπροπανάλη
Άλλες ονομασίες Γαλακταλδεΰδη
Γαλακτική αλδεΰδη
Υδροξυπροπιοναλδεΰδη
Χημικά αναγνωριστικά
Χημικός τύπος C3H6O2
Μοριακή μάζα 74,08 amu
Σύντομος
συντακτικός τύπος
CH3CH(OH)CHO
Αριθμός CAS 598-35-6
3946-09-6 (R)
3913-64-2 (S)
SMILES O=CC(O)C
InChI 1S/C3H6O2/c1-3(5)2-4/h2-3,5H,1H3
PubChem CID 855
ChemSpider ID 832
Ισομέρεια
Φυσικές ιδιότητες
Χημικές ιδιότητες
Επικινδυνότητα
Εκτός αν σημειώνεται διαφορετικά, τα δεδομένα αφορούν υλικά υπό κανονικές συνθήκες περιβάλλοντος (25°C, 100 kPa).

Η γαλακταλδεΰδη υπάρχει σε αρκετές μορφές: Στη μορφή ανοικτής αλυσίδας, ως κυκλική ημιακετάλη, σε διαλύματα, σε κρυσταλλικές μορφές, ως μονομερές και ως διμερές. Στην κρυσταλλική μορφή υπάρχουν τρία (3) συνμορφομερή ως ημιακεταλικά διμερή με σκελετό δακτυλίου 1,4-διοξάνιου:

Η γαλακταλδεΰδη στις τέσσερις ταυτομερείς μορφές της.
Ο διμερισμός της γαλακταλδεΰδης οδηγεί σε ένα μίγμα στερεοϊσομερών 2,3,5,6-τετραμεθυλο-1,4-διοξανών.

Στη χημική ισορροπία διαλύματος υπάρχει αμελητέα ποσότητα του μονομερούς και τουλάχιστον ένα διμερές με πενταμελή δακτύλιο.

ΠαραγωγήΕπεξεργασία

Με έμμεση μερική αναγωγή γαλακτικού οξέοςΕπεξεργασία

1. Αρχικά το γαλακτικό οξύ μετατρέπεται σε 2-υδροξυπροπανοϋλοχλωρίδιο[2]:

 

2. Το 2-υδροξυπροπανοϋλοχλωρίδιο ανάγεται καταλυτικά άμεσα προς γαλακταλδεΰδη:

 

Χημικές ιδιότητες και παράγωγαΕπεξεργασία

Η γαλακταλδεΰδη συνδυάζει τις ιδιότητες αλδεΰδης και αλκοόλης.

Ιδιότητες αλδεΰδηςΕπεξεργασία

Αναγωγή προς 1,2-προπανοδιόληΕπεξεργασία

1. Με λιθιοαργιλιοϋδρίδιο (LiAlH4):

 

2. Με καταλυτική υδρογόνωση:

 

Αναγωγή προς 2-προπανόληΕπεξεργασία

Η γαλακταλδεΰδη μπορεί να αναχθεί προς 2-προπανόλη με την μεθόδο Wolff-Kishner[3]

 

Οξείδωση προς πυροσταφυλικό οξύΕπεξεργασία

Η γαλακταλδεΰδη μπορεί να οξειδωθεί προς πυροσταφυλικό οξύ, με αραιό υπερμαγγανικό κάλιο[4];

 

Μερική οξείδωση προς γαλακτικό οξύΕπεξεργασία

Η γαλακταλδεΰδη μπορεί να οξειδωθεί προς γαλακτικό οξύ[5];

1. Με τριοξείδιο του χρωμίου:

 

2. Με οξυγόνο:

 

3. Με αντιδραστήριο Tollens (αμμωνιακό διάλυμα νιτρικού αργύρου):

 

4. Με αντιδραστήρια Fehling:

 

  • Οι αντιδράσεις 3-4 παρουσιάζονται απλοποιημένες και χρησιμοποιούνται γενικά για την ανίχνευση αλδεϋδομάδας (-CHO).

Προσθήκη ύδατοςΕπεξεργασία

Με προσθήκη ύδατος σε γαλακταλδεΰδη παράγεται, σε χημική ισορροπία, η μη απομονώσιμη ασταθής 1,1,2-προπανοτριόλη[6]:

 

Αντιδράσεις με αζωτούχες ενώσειςΕπεξεργασία

Η γαλακταλδεΰδη αντιδρά με αρκετά είδη αζωτούχων ενώσεων του γενικού τύπου NH2A, όπου το A μπορεί να είναι υδρογόνο, αλκύλιο, υδροξύλιο, αμινοξάδα και διάφορα άλλα. Με βάση το γενικό τύπο η γενική αντίδραση είναι η ακόλουθη[7]:

 

  • Μερικά σχετικά παραδείγματα αμέσως παρακάτω:

1. Με αμμωνία παράγεται 1-ιμιν-2-προπανόλη. Προκύπτει από την παραπάνω γενική με A = H:

 

2. Με πρωτοταγείς αμίνες (RNH2) παράγεται Ν-αλκυλο-1-ιμιν-2-προπανόλη. Προκύπτει από την παραπάνω γενική με A = R:

 

3. Με υδροξυλαμίνη παράγεται 1-(υδροξυλιμιν)-2-προπανόλη. Προκύπτει από την παραπάνω γενική με A = OH:

 

4. Με υδραζίνη παράγεται αρχικά 1-υδραζο-2-προπανόλη και με περίσσεια μεθανάλης δι(1-υδροξυλ-2-προπυλιδεν)αζίνη. Προκύπτει από την παραπάνω γενική με A = NH2:

 

5. Με φαινυλυδραζίνη παράγεται (1-φαινυλυδραζ)-2-προπανόλη. Προκύπτει από την παραπάνω γενική με A = NHPh:

 

6. Με υδραζινομεθαναμίδιο παράγεται [(2-υδροξυλπροπυλιδεν)υδραζο]μεθαναμίνη. Προκύπτει από την παραπάνω γενική με A = NHCONH2:

 

Συμπύκνωση με δευτεροταγείς αμίνεςΕπεξεργασία

Με επίδραση δευτεροταγούς αμίνης (RNHR') σε γαλακταλδεΰδη παράγεται 2-(αλκυλιμινο)-2-προπανόλη[8]:

 

Αλδολική συμπύκνωσηΕπεξεργασία

Με επίδραση βάσης σε γαλακταλδεΰδη έχουμε τη λεγόμενη αλδολική συμπύκνωση, η οποία όταν γίνεται με τον εαυτό της, παράγεται 2-μεθυλο-2,3,4-τριυδροξυπεντανάλη[9]:

 

Συμπύκνωση με «ενεργές» μεθυλενομάδεςΕπεξεργασία

Με την επίδραση «ενεργών» μεθυλενομάδων, δηλαδή ενώσεων του γενικού τύπου XCH2Y, όπου X,Y ηλεκτραρνητικές ομάδες όπως π.χ. κυανομάδα (CN), καρβαλκοξυομάδα (COOR), σε γαλακταλδεΰδη έχουμε την αντίδραση Knoevenagel[10]:

 

Επίδραση φωσφοροϋλιδίωνΕπεξεργασία

Με επίδραση φωσφοροϋλιδίων [Ph3P+C-(R)R'] έχουμε τη λεγόμενη αντίδραση Wittig, με την οποία παράγεται 4,4-διαλκυλο-3-βουτεν-2-όλη[11]:

 

Προσθήκη διαφόρων πυρηνόφιλων αντιδραστηρίωνΕπεξεργασία

Είναι δυνατή η προσθήκη διαφόρων πυρηνόφιλων αντιδραστηρίων στο διπλό δεσμό C=O που περιέχει η γαλακταλδεΰδη. Π.χ.:[12]:

1. Με προσθήκη υδροκυανίου παράγεται αρχικά , από το οποίο με υδρόλυση μπορεί να παραχθεί 2,3-διυδροξυπροπανικό οξύ:

 

2. Με προσθήκη όξινου θειικού νατρίου παράγεται 1,2-διυδροξυαιθανοσουλφονικό οξύ:

 

3. Με προσθήκη αλκυλομαγνησιοαλογονιδίου (RMgX) παράγεται 2-αλκυλο-1,2-προπανοδιόλη:

 

4. Με προσθήκη στο καρβονύλιο και υποκατάσταση του υδροξυλίου σε γαλακταλδεΰδη από πενταχλωριούχου φωσφόρου παράγεται 1,1,2-τριχλωροπροπάνιο:

 

Επίδραση υδραζωτικού οξέοςΕπεξεργασία

Με επίδραση υδραζωτικού οξέος σε γαλακταλδεΰδη παράγεται 2-υδροξυπροπανονιτρίλιο και 2-υδροξυπροπαναμίδιο[13]:

 

Προσθήκη αλκοολώνΕπεξεργασία

Με προσθήκη αλκοόλης (ROH) σε γαλακταλδεΰδη παράγεται αρχικά 1-αλκοξυ-1,2-προπανοδιόλη και έπειτα, με περίσσεια αλκοόλης 2,2-διαλκοξυ-2-προπανόλη[14]:

 

Αντίδραση StrackerΕπεξεργασία

Με επίδραση υδροκυανίου (HCN) και αμμωνίας (NH3) σε γαλακταλδεΰδη παράγεται αρχικά 2-αμινο-3-υδροξυβουτονιτρίλιο και στη συνέχεια, με υδρόλυση, θρεονίνη[15]:

 

Φωτοχημική προσθήκη σε αλκένιαΕπεξεργασία

Με επίδραση μεθανάλης σε αιθένιο σχηματίζεται φωτοχημικά 2-(1-υδροξυαιθυλ)οξετάνιο (Αντίδραση Paterno–Büchi)[16][17]:

  2-(1-υδροξυαιθυλ)οξετάνιο

Ιδιότητες αλκοόληςΕπεξεργασία

Αλκοολικά άλαταΕπεξεργασία

1. Αντίδραση με αλκαλιμέταλλα[18]:

 

2. Αντίδραση με αμίδια μετάλλων[19]::

 

Διαμοριακή αφυδάτωσηΕπεξεργασία

Με διαμοριακή αφυδάτωση παράγεται 2-(μεθυλοφορμυλομεθυλο)προπανάλη[20]:

 

Ενδομοριακή αφυδάτωσηΕπεξεργασία

Με ενδομοριακή αφυδάτωση παράγεται (κυρίως) προπενάλη[21]:

 

Καρβοξυλικοί εστέρεςΕπεξεργασία

Αντίδραση με ακυλιωτικά μέσα: 1. Εστεροποίηση με καρβοξυλικό οξύ[22]:

 

  • Πρόκειται για μέθοδο «προστασίας» της υδροξυλομάδας.

2. Εστεροποίηση με ανυδρίτη καρβοξυλικού οξέος[23]:

 

3. Εστεροποίηση με ακυλαλογονίδιο[24]:

 

Επίδραση καρβενίωνΕπεξεργασία

Παρεμβολή καρβενίων, π.χ. με μεθυλενίου σε γαλακταλδεΰδη παράγονται 2-υδροξυβουτανάλη, 2-μεθυλο-2-υδροξυπροπανάλη, 2-μεθοξυπροπανάλη, 3-υδροξυβουτανόνη και 1-υδροξυαιθυλοξιράνιο[25]:

 1-υδροξυαιθυλοξιράνιο

ΠηγέςΕπεξεργασία

  • Γ. Βάρβογλη, Ν. Αλεξάνδρου, Οργανική Χημεία, Αθήνα 1972
  • Α. Βάρβογλη, «Χημεία Οργανικών Ενώσεων», παρατηρητής, Θεσσαλονίκη 1991
  • SCHAUM'S OUTLINE SERIES, ΟΡΓΑΝΙΚΗ ΧΗΜΕΙΑ, Μτφ. Α. Βάρβογλη, 1999
  • Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982
  • Δημήτριου Ν. Νικολαΐδη: Ειδικά μαθήματα Οργανικής Χημείας, Θεσσαλονίκη 1983.

Αναφορές και σημειώσειςΕπεξεργασία

  1. Huang PC, Miller ON (1958). "The metabolism of lactaldehyde, page 205" (PDF). J. Biol. Chem. 231 (1): 201–5. PMID 13538961.
  2. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.216, §9.2.3.
  3. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.218, §9.5.3α.
  4. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.221, §9.6.1,2.
  5. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.221, §9.6.1,2.
  6. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.218, §9.5.5α.
  7. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.218-219, §9.5.6.
  8. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.219, §9.5.7.
  9. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.219, §9.5.8.
  10. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.219, §9.5.9.
  11. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.219, §9.5.11.
  12. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.220, §9.5.12.
  13. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.220, §9.5.15.
  14. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.221, §9.6.3.
  15. «Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας» Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 329, §14.2.2.
  16. E. Paterno, G. Chieffi (1909). «.». Gazz. Chim. Ital. 39: 341. 
  17. G. Büchi, Charles G. Inman, and E. S. Lipinsky (1954). «Light-catalyzed Organic Reactions. I. The Reaction of Carbonyl Compounds with 2-Methyl-2-butene in the Presence of Ultraviolet Light». Journal of the American Chemical Society 76 (17): 4327–4331. doi:10.1021/ja01646a024. 
  18. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.199, §8.2.4α.
  19. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.199, §8.2.4β.
  20. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.199, §8.4.5β.
  21. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.153, §6.3.3.
  22. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.199, §8.4.4α.
  23. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.199, §8.4.4β.
  24. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.199, §8.4.4γ.
  25. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 155, §6.7.3.