Ацетальдегид

бутандиол-1,3

бутадиен-1,3

н-бутанол

Рис. 1 Направленияиспользования ацетальдегида

4. Промышленные методы производства ацетальдегида

Сырьем для производства ацетальдегидаслужат ацетилен и этилен. Из ацетиленаацетальдегид получают:

-прямой гидратацией в жидкой фазе нартутном катализаторе или в паровой фазена твердом кадмиевом катализаторе;

-через виниловыеэфиры низших насыщенных спиртов.

Гидратация ацетилена в паровой фазепредставляет гетерогенно-каталитическуюэкзотермическую реакцию, протекающуюпо уравнению:

С2Н2+Н2О= СН3СНО.

Реакция катализируетсяоксидами и солями различных металлов,в том числе фосфатами, ванадатами,хроматами и вольфраматами.

Процесс парофазной гидратации ацетиленапроводится при объемном отношенииводяного пара к ацетилену (7-10):1 и степениконверсии не выше 0,5. Образующийсяацетальдегид сорбируется из реакционнойсмеси с водой. В этих условиях выходацетальдегида достигает 90%.

Производствоацетальдегида из ацетилена черезбутилвиниловый эфир представляет собойдвухстадийный процесс винилированиян-бутанола ацетиленом с образованиемвинилбутилового эфира:

С2Н2+С4Н9ОН= СН2СН-О-С4Н9

и последующего гидролиза ВБЭ:

СН2=СН-О-С4Н9+Н2О= СН3СНО+С4Н9ОН.

Таким образом, в этом процессе бутанолнаходится в рецикле и добавляется толькодля пополнения производственных потерь,а на получения ацетальдегида расходуетсятолько ацетилен.

На основе этилена ацетальдегид можетбыть получен: через этанол, каталитическимдегидрированием или окислительнымдегидрированием его; прямым окислениемна твердом палладиевом катализаторе.

Взаимосвязь промышленных методовполучения ацетальдегида представленана рис.2.

ROH HOH

RO-CH=CH2

HOH+Hg+2

СНСН HOH+Cd+2

CH3CHO

O2+Pd+2

CH2=CH2

O2+Ag

HOH

C2H5OH -H2,Cu

Рис. 2. Промышленные методы производстваацетальдегида

5. Охрана труда и техника безопасности при промышленном производстве ацетальдегида

Вопросы охраны труда в нашей страневсегда находятся в центре вниманияправительства и государственной думыи закреплены законодательством.

Под охраной труда понимается системазаконодательных актов, социально-экономических,организационных, технических, гигиеническихи лечебно-профилактических мероприятийи средств, обеспечивающих безопасность,сохранение здоровья и работоспособностичеловека в процессе труда.

Правовые, технические и санитарно-гигиенические разрабатываются на основе современныхдостижений науки и техники принепосредственном участии самихтрудящихся. Развитие химическойпромышленности осуществляется на основевнедрения более совершенных технологическихпроцессов.

В производстве ацетальдегида принеправильной организации труда ипроизводства и несоблюдении определенныхпрофилактических мероприятий возможновредное воздействие на человека паров,газов и других веществ, применяемых илисопутствующих производственномупроцессу.

Для предотвращения отрицательноговлияния на человека в цехе производствадолжна быть оборудована вентиляция, арабочие должны снабжаться средствамизащиты (противогазы, респираторы,специальная прорезиненная одежда).

Для предотвращения возгораний в цехерекомендуется установить пожарнуюсигнализацию. В обязательном порядкев цехе должны быть в наличии огнегасящиесредства (огнетушители, водопроводывысокого давления), а также простейшиеогнегасящие средства (песок, ломы,топоры, багры, ведра и другие приспособления).

Рабочие, занятые в производствеацетальдегида, должны быть охваченымедицинским обслуживанием. Дляпрофилактики профессиональных заболеванийбольшое значение имеют обязательныепериодические осмотры рабочих. Напредприятии должен быть здравпункт, апроизводственных объектах аптечки,содержащие все необходимые медикаменты.

Рациональное освещение производственныхпомещений и рабочих мест имеет весьмаважное гигиеническое значение. Онооблегчает труд, делает движения рабочегоболее уверенными, снижает опасностьтравматизма.

Недостаточная илинеправильная освещенность территории,дорого, установок, лестниц может привестик падению работающих и к тяжелымнесчастным случаям.

За единицу освещенияпринимается люкс – освещенность,создаваемая перпендикулярно падающимлучам от источника света силой в однумеждународную свечу, расположенногона расстоянии 1 метра от освещаемойплощади. Во избежание несчастных случаевосвещенность в производственных цехахдолжна быть не менее 20 люкс.

Физические свойства

Вещество представляет собой бесцветную жидкость с резким запахом, хорошо растворяется в воде, спирте, эфире. Из-за очень низкой температуры кипения (20,2 °C) хранят и перевозят ацетальдегид в виде тримера — паральдегида, из которого он может быть получен нагреванием с минеральными кислотами (обычно серной).

Получение

В 2003 глобальное производство было около миллиона тонн в год. Основной способ получения — окисление этилена (процесс Вакера):

В качестве окислителя в процессе Вакера используется хлорид палладия, регенерирующийся окислением хлоридом меди в присутствии кислорода воздуха:

Также получают уксусный альдегид гидратацией ацетилена в присутствии солей ртути (реакция Кучерова), с образованием енола, который изомеризуется в альдегид:

Этот метод раньше доминировал до появления процесса Вакера окислением или дегидрированием этилового спирта, на медном или серебряном катализаторе.

Реакционная способность

По своим химическим свойствам уксусный альдегид является типичным алифатическим альдегидом, и для него характерны реакции этого класса соединений. Его реакционная способность определяется двумя факторами: активностью карбонила альдегидной группы и подвижностью атомов водорода метильной группы, вследствие индуктивного эффекта карбонила.

Подобно другим карбонильным соединениям с атомами водорода у α-углеродного атома, ацетальдегид таутомеризируется, образуя енол — виниловый спирт, равновесие почти полностью смещено в сторону альдегидной формы (константа равновесия — только 6·10−5 при комнатной температуре):

Реакция конденсации

Из-за небольших размеров молекулы и доступности в виде безводного мономера (в отличие от формальдегида) ацетальдегид является широко распространённым электрофильным агентом в органическом синтезе. Что касается реакций конденсации, альдегид прохирален.

Он используется, в основном, как источник синтона «CH3C+H(OH)» в альдольной и соответствующих реакциях конденсации. Реактив Гриньяра и литий-органические соединения реагируют с MeCHO, образуя производные гидроксиэтила.

В одной из реакций конденсации, три эквивалента формальдегида присоединяются, а один восстанавливает образующийся альдегид, образуя из MeCHO пентаэритрит (C(CH2OH)4.)

В реакции Штрекера ацетальдегид конденсируется с цианидом и аммиаком, образуя после гидролиза аминокислоту — аланин. Ацетальдегид способен конденсироваться с аминами образуя имины, так как конденсация циклогексиламина даёт N-этилиденциклогексиламин. Эти имины могут быть использованы для прямой последующей реакции, таких, как альдольная конденсация.

Ацетальдегид также — важный строительный блок для синтезов гетероциклических соединений. Выдающийся пример — конверсия под действием аммиака до 5-этил-2-метилпиридина («альдегид-коллидин»)

Реакция альдольной конденсации обусловлена подвижностью водорода в альфа-положении в радикале и осуществляется в присутствии разбавленных щелочей. Ее можно рассматривать как реакцию нуклеофильного присоединения одной молекулы альдегида к другой:

CH3-CH2-CH=O + CH3-CH2-CH=O → CH3-CH2-CH(OH)-CH(CH3)-CH=O +(OH)- Продукт- 2-метил-3-гидроксипентаналь.

Производные ацеталя

Три молекулы ацетальдегида конденсируются, образуя «паральдегид» — циклический тример, содержащий одиночные С-О связи. Конденсация четырёх молекул даёт циклическое соединение, называемое метальдегид.

Ацетальдегид образует стабильные ацетали при реакции с этанолом в условиях дегидратации. Продукт CH3CH(OCH2CH3)2 называется «ацеталь», хотя термин используется для описания более широкой группы соединений с общей формулой RCH(OR')2.

Применение

Применяют уксусный альдегид для получения уксусной кислоты, бутадиена, некоторых органических веществ, альдегидных полимеров.

Традиционно ацетальдегид, в основном, использовался в качестве прекурсора к уксусной кислоте. Такое применение было отвергнуто ввиду того, что уксусная кислота более эффективно производится из метанола с помощью процессов Монсанто и Катива.

В терминах реакции конденсации, ацетальдегид — важный прекурсор к пиридиновым производным, пентаэритролу и кротональдегиду. Мочевина и ацетальдегид конденсируются, образуя смолы.

Уксусный ангидрид реагирует с ацетальдегидом, давая этилидендиацетат, из которого получают винилацетат — мономер поливинилацетата.

Биохимия

В печени энзим алкогольдегидрогеназа окисляет этанол в ацетальдегид, который затем окисляется в безопасную уксусную кислоту посредством ацетальдегиддегидрогеназы. Эти две реакции окисления связаны с восстановлением NAD+ в NADH.

В мозгу алкогольдегидрогеназа не играет особой роли в окислении этанола в ацетальдегид, это делает энзим каталаза. Конечные шаги алкогольной ферментации в бактериях, растениях и дрожжах включают конверсию пирувата в ацетальдегид под действием пируват декарбоксилаза, после чего — конверсию ацетальдегида в этанол.

Последняя реакция снова катализируется алкогольдегидрогеназой, но уже в обратном направлении.

Табачная зависимость

Ацетальдегид — значительная часть дыма табака. Была продемонстрирована синергическая связь с никотином, увеличивающая появление зависимости, особенно у молодёжи.

Болезнь Альцгеймера

Люди, у которых отсутствует генетический фактор конверсии ацетальдегида в уксусную кислоту, могут иметь большой риск предрасположенности к болезни Альцгеймера. «Эти результаты указывают, что отсутствие ALDH2 — это фактор риска для поздно возникающей болезни Альцгеймера.»

Проблема алкоголя

Ацетальдегид, полученный из поглощённого этанола, связывает ферменты, образуя аддукты, связанные с заболеваниями органов. Лекарство дисульфирам (Antabuse) предотвращает окисление ацетальдегида до уксусной кислоты. Это даёт неприятные ощущения при принятии алкоголя. Antabuse используется в случае, когда алкоголик сам хочет излечиться.

Канцероген

Ацетальдегид предположительно является канцерогеном для человека.

«Существует достаточно доказательств канцерогенности ацетальдегида (основного метаболита этанола) в экспериментах на животных», кроме того, ацетальдегид повреждает ДНК и вызывает несоразмерное с общей массой тела развитие мускулов, связанное с нарушением белкового равновесия организма.

В результате исследования 818 алкоголиков ученые пришли к выводу, что у тех пациентов, которые подвергались действию ацетальдегида в большей степени, присутствует дефект в гене фермента алкогольдегидрогеназы. Поэтому такие пациенты подвержены большему риску развития рака верхней части ЖКТ и печени.

Безопасность

Ацетальдегид токсичен при действии на кожу, ирритант и, возможно, канцероген. Он также является загрязнителем воздуха при горении, курении, в автомобильных выхлопах. Кроме того, этаналь образуется при термической обработке полимеров и пластиков.

При длительном контакте с воздухом могут образоваться перекиси, и произойти взрыв, который может разрушить ёмкость

Санитарно-гигиенические рекомендации

• Кожа: Использование адекватной защитной одежды для предотвращения контакта с кожей.
• Глаза: Использование адекватных СИЗ глаз
• Переодевание: При намокании (из-за пожароопасности)
• Рекомендации: Установить фонтанчики для промывки глаз, оборудовать места для быстрого переодевания

Применение СИЗОД

При превышении ПДК следует использовать изолирующие СИЗОД с постоянным избыточным давлением под полнолицевой маской (подача воздуха по потребности под давлением и т.п.).

При использовании шланговых СИЗОД они должны быть укомплектованы вспомогательным автономным дыхательным аппаратом с постоянным избыточным давлением под маской и сроком службы, достаточным для покидания опасного места при нарушении подачи воздуха по шлангу.

Для эвакуации могут использоваться фильтрующие СИЗОД с полнолицевой маской и фильтрами для защиты от паров органических соединений, или изолирующий самоспасатель.

Врожденная непереносимость алкоголя

Одним из механизмов врожденной непереносимости алкоголя является накопление ацетальдегида.

Ацетальдегид Информацию О

Ацетальдегид

Ацетальдегид
Ацетальдегид Вы просматриваете субъект
Ацетальдегид что, Ацетальдегид кто, Ацетальдегид описание

Выше: «что вы искали?»вы можете запросить все в системе с коробкой. Добро пожаловать в нашу простую, стильную и быструю поисковую систему, которую мы подготовили, чтобы предоставить вам самую точную и актуальную информацию.

Поисковая система, разработанная для вас, доставляет вам самую актуальную и точную информацию с простым дизайном и системой быстрого функционирования.

На данный момент мы служим только на английском, турецком, русском, украинском, казахском и белорусском языках.
Очень скоро в систему будут добавлены новые языки.

План:

Введение
• 1 Физические свойства
• 2 Получение
• 3 Химические свойства
  • 3.1 Реакция конденсации
  • 3.2 Производные ацеталя
• 4 Применение
• 5 Биохимия

Ацетальдеги́д (у́ксусный альдегид, этана́ль, метилформальдегид) — органическое соединение класса альдегидов с химической формулой CH3-CHO.

Это один из наиболее важных альдегидов, широко встречающийся в природе и производящийся в больших количествах индустриально. Ацетальдегид встречается в кофе, в спелых фруктах, хлебе, и синтезируется растениями, как результат их метаболизма.

Также производится окислением этанола, и большинство людей считают его причиной похмелья.

1. Физические свойства

Вещество представляет собой бесцветную жидкость с резким запахом, хорошо растворяется в воде, спирте, эфире. Из-за очень низкой температуры кипения (20.2 °C) хранят и перевозят ацетальдегид в виде тримера — паральдегида, из которого он может быть получен нагреванием с минеральными кислотами (обычно серной).

2. Получение

В 2003 глобальное производство было около миллиона тонн в год. Основной способ получения — окисление этилена, процесс Вакера

2 CH2=CH2 + O2 → 2 CH3CHO

Также получают уксусный альдегид гидратацией ацетилена в присутствии солей ртути (реакция Кучерова), с образованием енола, который изомеризуется в альдегид.

CHCH + H2O → CH3CHO

Этот метод раньше доминировал до появления процесса Вакера окислением или дегидрированием этилового спирта, на медном или серебряном катализаторе.

CH3CH2OH → (t, Ag) CH3CHO + H2

2 CH3CH2OH + O2→ (t, Ag) 2 CH3CHO+2 H2O

В частности, ацетальдегид образуется в организме человека после принятия алкоголя. Им и обусловлен запах «перегара».

3. Химические свойства

Для уксусного альдегида характерны реакции альдегидов. Как и многие другие карбонильные вещества, ацетальдегид таутамеризуется, образуя енол. Енол ацетальдегида — виниловый спирт (ИЮПАК этенол)

CH3CH=O CH2=CHOH

Константа равновесия — только 6×10−5 при комнатной температуре, так что количество енола в ацетальдегиде крайне мало.

Этаналь-этенол таутомерия

3.1. Реакция конденсации

Из-за маленьких размеров и доступности в виде безводного мономера (в отличие от формальдегида) является широко распространённым электрофилом в органическом синтезе. Что касается реакций конденсации, альдегид прохирален.

Используется, в основном, как источник синтона «CH3C+H(OH)» в альдольной и соответствующих реакциях конденсации. Реактив Гриньяра и литий-органические соединения реагируют с MeCHO, образуя производные гидроксэтила.

В одной из очень интересных реакций конденсации, три эквивалента формальдегида присоединяются, а один восстанавливает образующийся альдегид, образуя из MeCHO пентаэритрит (C(CH2OH)4.)

В реакции Штрекера ацетальдегид конденсируется с цианидом и аммиаком, образуя после гидролиза аминокислоту — аланин. Ацетальдегид способен конденсироваться с аминами образуя имины, так как конденсация циклогексиламина даёт N-этилиденциклогексиламин.

Эти имины могут быть использованы для прямой последующей реакции, таких, как альдольная конденсация. Ацетальдегид также — важный строительный блок для синтезов гетероциклических соединений.

Выдающийся пример — конверсия под действием аммиака до 5-этил-2-метилпиридина («альдегид-коллидин»)

Реакция альдольной конденсации обусловлена подвижностью водорода в альфа-положении в радикале и осуществляется в присутствии разбавленных щелочей. Ее можно рассматривать как реакцию нуклеофильного присоединения одной молекулы альдегида к другой: CH3-CH2-CH=O + CH3-CH2-CH=O → CH3-CH2-CH(OH)-CH(CH3)-CH=O +(OH)- Продукт- 2-метил-3-гидроксипентаналь.

3.2. Производные ацеталя

Три молекулы ацетальдегида конденсируются, образуя «паральделгид» — циклический тример, содержащий одиночные С-О связи. Конденсация четырёх молекул даёт циклическое соединение, называемое метальдегид.

Ацетальдегид образует стабильные ацетали при реакции с этанолом в условиях дегидратации. Продукт CH3CH(OCH2CH3)2 называется «ацеталь», хотя термин используется для описания более широкой группы соединений с общей формулой RCH(OR')2.

4. Применение

Применяют уксусный альдегид для получения уксусной кислоты, бутадиена, некоторых органических веществ, альдегидных полимеров.

Традиционно ацетальдегид, в основном, использовался в качестве прекурсора к уксусной кислоте. Такое применение было отвергнуто ввиду того, что уксусная кислота более эффективно производится из метанола с помощью процессов Монсанто и Катива.

В терминах реакции конденсации, ацетальдегид — важный прекурсор к пиридиновым производным, пентаэритролу и кротоналдегиду. Мочевина и ацетальдегид конденсируются, образуя резины. Ацетилангидрид реагирует с ацетилальдегидом, получая поливинилацетат.

5. Биохимия

В печени энзим алкогольдегидрогеназа окисляет этанол в ацетальдегид, который затем далее окисляется в безопасную уксусную кислоту посредством ацетальдегиддегидрогеназы. Эти две реакции окисления связаны с восстановлением NAD+ в NADH.

В мозгу алкогольдегидрогеназа не играет особой роли в окислении этанола в ацетальдегид, это делает энзим каталаза. Конечные шаги алкогольной ферментации в бактериях, растениях и дрожжах включают конверсию пирувата в ацетальдегид под действием пируват декарбоксилаза, после чего — конверсию ацетальдегида в этанол.

Последняя реакция снова катализируется алкогольдегидрогеназой, но уже в обратном направлении.

5.1. Табачная зависимость

Ацетальдегид — значительная часть дыма табака. Была продемонстрирована синергическая связь с никотином, увеличивающая появление зависимости, особенно у молодёжи.

5.2. Альцгеймерова болезнь

Люди, у которых отсутствует генетический фактор конверсии ацетальдегида в уксусную кислоту, могут иметь большой риск предрасположенности к болезни Альцгеймера. «Эти результаты указывают что отсутствие ALDH2 — это фактор риска для поздно возникающей болезни Альцгеймера.»

5.3. Проблема алкоголя

Ацетальдегид, полученный из поглощённого этанола, связывает ферменты, образуя аддукты, связанные с заболеваниями органов. Лекарство дисульфоран(Antabuse) предотвращает окисление ацетальдегида до уксусной кислоты. Это даёт неприятные ощущения при принятии алкоголя. Antabuse используется в случае, когда алкоголик сам хочет излечиться.

5.4. Канцероген

Ацетальдегид предположительно является канцерогеном для человека.

[17] «Существует достаточно доказательств канцерогенности ацетальдегида (основного метаболита этанола) в экспериментах на животных», кроме того, ацетальдегид повреждает ДНК и вызывает несоразмерное с общей массой тела развитие мускулов, связанное с нарушением белкового равновесия организма. В результате исследования 818 алкоголиков ученые пришли к выводу, что у тех пациентов, которые подвергались действию ацетальдегида в большей степени, присутствует дефект в гене фермента алкогольдегидрогеназы. Поэтому такие пациенты подвержены большему риску развития рака верхней части ЖКТ и печени.

5.5. Безопасность

Ацетальдегид токсичен при действии на кожу, ирритант и возможно канцероген. Он также является загрязнителем воздуха при горении, курении, в автомобильных выхлопах. Он также образуется при термической обработке полимеров и пластиков.

5.6. Врожденная непереносимость алкоголя

Одним из механизмов врожденной непереносимости алкоголя является накопление ацетальдегида.