Бензойный альдегид образуется при многих реакциях: при окислении бензилового спирта С 6 Н 5 -СН 2 ОН, при восстановлении амальгамой натрия бензойной кислоты, при сухой перегонке смеси кальциевых солей бензойной и муравьиной кислот, при кипячении хлористого бензила C 6 H 5 -СН 3 Cl с водой и азотносвинцовой солью, при нагревании с водой до 150-160° хлористого бензилидена C 6 H 5 -СНCl 2 . Последние две реакции применяются в промышленном синтезе бензальдегида. В настоящее время существует много способов получения бензальдегида. Основными по праву считается хлорирование и окисление толуола. Также были разработаны такие методы, как например частичное окисление бензилового спирта, алкильный гидролиз хлорида бензаля, карбонилирование бензола, ферментация. Бензальдегид может быть синтезирован из коричного альдегида получаемого из масла корицы кипячением в водном/спиртовом растворе при температуре 90°C - 150°C в присутствии щелочных компонентов (обычно карбоната или бикарбоната натрия) в течении 5 - 80 часов, с последующей дистилляцией полученного бензальдегида.

Промышленные методы получения бензальдегида:

1. Ферментация природного сырья (фермент эмульсин уже содержится в косточках)

Косточки миндаля, абрикоса, яблок и вишни, содержат существенные количества амигдалина. Этот гликозид под действием фермента превращается в бензальдегид, синильную кислоту и две молекулы глюкозы. Бензальдегид образуется при распаде глюкозида амигдалина под влиянием фермента эмульсина. Данный способ получения бензальдегида из различных частей растений, содержащих амигдалин (косточек персика,абрикоса, яблок, горьких миндалей, лавровишневых листьев) основан на реакции Либиха и Вёлера. С этой целью горькие миндали предварительно отжимают под прессом для удаления жирного масла, выжимку кипятят с водой около получаса и дают остыть; затем прибавляют к полученной массе новое количество горьких миндалей, настоянных в холодной воде, оставляют все стоять 12 часов и затем перегоняют. Таким образом из выжимок получают до 2 % бензойного альдегида (по весу). Имеющиеся в продаже персиковые косточки, уже лишенные содержащегося в них жирного масла, могут служить для получения бензойного альдегида тем же путем. Так как при распаде амигдалина под влиянием эмульсина наряду с бензойным альдегидом образуетсяглюкоза и синильная кислота - C 20 H 27 NO 11 +2Н 2 О=С 7 Н 6 О+НСN+ 2С 6 Н 12 О 6 , то процесс получения бензальдегида из растительных продуктов необходимо производить с большими предосторожностями - приемник должен быть герметично соединен с трубкой холодильника, а не сгустившиеся летучие продукты следует тщательно отводить из рабочего помещения наружу. Затем нужно растворимыми солями железа осадить нерастворимый в воде гексацианоферрат железа , а бензальдегид отогнать из полученной смеси.

Перечисленные ароматические альдегиды обладают всеми характерными свойствами данного класса органических соединений. Они вступают в реакции нуклеофильного присоединения (A N) по карбонильной группе с такими известными нуклеофилами, как производные аммиака, гидросульфит натрия, спирты и др.

Реакция с гидроксиламином протекает быстро и до конца, что позволяет использовать ее, как и в случае терпеновых альдегидов, для количественного определения ароматических альдегидов.

Реакция с гидросульфитом натрия приводит к образованию кристаллических или растворимых в воде гидроксисульфоновых производных и находит применение для выделения альдегидов из смесей. Например, реакцию бензальдегида с NaHSO 3 в промышленности проводят в целях очистки бензилового спирта от примесей бензальдегида, для чего бензиловый спирт обрабатывают раствором NaHSO 3 , переводя бензальдегид в водную фазу в виде гидроксисульфонового соединения.

Коричный альдегид, являясь α, β-ненасыщенным альдегидом, образует два продукта присоединения. При мольном соотношении NaHSO 3 и альдегида 1:1 образуется нерастворимый в воде кристаллический продукт присоединения по альдегидной группе:

Двойное количество гидросульфита приводит к присоединению NaHSO 3 не только по альдегидной группе, но и по α, β-двойной связи:

Образующееся дисульфосоединение растворимо в воде, что используют при выделении коричного альдегида из эфирных масел (процесс аналогичен выделению цитраля - α,β-ненасыщенного терпенового альдегида; см. 3.7.3 пособия /1/).

Реакция со спиртами приводит к образованию соответствующих ацеталей, многие из которых обладают парфюмерными достоинствами и применяются в качестве душистых веществ. Особенно распространены ацетали фенилацетальдегида – диметилацеталь, глицеринацеталь, обладающие цветочным запахом с оттенками розы и гиацинта. Реакция ФАА с глицерином приводит к смеси двух изомеров с пяти- и шестизвенным ацетальным циклом:

Ацетали ФАА более устойчивы при хранении, чем сам фенилацетальдегид.

Окисление альдегидов приводит к соответствующим кислотам. Бензальдегид легко окисляется кислородом воздуха по механизму цепного радикального автоокисления, аналогично окислению бензилового спирта (см. 1.2.5.1). Подобным же образом ведет себя коричный альдегид, который на воздухе постепенно превращается в коричную кислоту. Здесь зарождение цепи происходит так же легко, как и у бензальдегида в связи с эффективной стабилизацией возникающего радикала 1 за счет эффекта сопряжения:

Гидрокоричный альдегид к автоокислению устойчив, поскольку образование сопряженного радикала, аналогичного 1, невозможно.

Как известно, реакции оксосоединений протекают не только за счет карбонильной группы. Вторым реакционным центром в молекулах альдегидов и кетонов является α-звено при наличиив нем атомов водорода. Сильное акцепторное действие карбонильной группы придает атомам водорода α-звена протонную подвижность, и карбонильное соединение выступает в качестве СН-кислоты. Одной из характерных реакций, протекающих с участием α-звена, является реакция конденсации карбонильных соединений. Карбонильные соединения, относящиеся к СН-кислотам, в щелочной среде претерпевают конденсацию с образованием димеров, тримеров и т. д., вплоть до смол. Из рассмотренных ароматических альдегидов к подобному превращению способны ФАА и гидрокоричный альдегид. Наиболее активен в этом отношении ФАА, от α-звена которого особенно легко отщепляется протон, поскольку на α-звено воздействуют одновременно карбонильная группа и бензольное кольцо. Это приводит к эффективной стабилизации образующегося под действием катализатора (щелочи) интермедиата 1 и облегчает протекание реакции:

Карбанион 1, являясь активным нуклеофилом, присоединяется по карбонильной группе другой молекулы ФАА с образованием димера 2, который при взаимодействии с новым анионом 1 дает тример, и т. д.:

Бензальдегид и куминовый альдегид к подобным превращениям неспособны, поскольку в α-звене их молекул отсутствуют атомы водорода. Эти альдегиды не подвергаются конденсации в щелочной среде, но нагревание с концентрированными растворами щелочей вызывает их диспропорционирование (реакция Канниццаро). Бензальдегид в подобных условиях образует бензиловый спирт и соль бензойной кислоты:

Устойчивость в слабощелочной среде делает бензойный и куминовый альдегиды удобными объектами для проведения перекрестной конденсации с другими оксосоединениями. Например, конденсацией бензальдегида с уксусным альдегидом получают коричный альдегид:

Взаимодействием бензальдегида с бутаналем (масляным альдегидом) с последующим селективным гидрированием продукта конденсации получают 2-бензилбутаналь (апельсиналь) – душистое вещество с цветочно-цитрусовым запахом:

апельсиналь

Конденсация куминового альдегида с пропаналем и гидрирование продукта конденсации приводит к образованию цикламенальдегида, обладающего сильным запахом, похожим на запах цветов цикламена:

цикламенальдегид

Известен и ряд других синтезов подобного рода.

Среди других характерных свойств рассматриваемых альдегидов следует отметить неустойчивость ФАА при хранении. Этот альдегид быстро полимеризуется в стеклообразную массу без запаха. Реакция похожа на поликонденсацию в щелочной среде, но в данном случае интермедиатом является не анион, а радикал 1, зарождающийся под действием кислорода и стабилизированный сопряжением с карбонильной группой и бензольным ядром:

Производимый промышленностью ФАА хранят в присутствии антиоксидантов или растворяют в диэтилфталате, бензиловом, фенилэтиловом и других спиртах.

Бензойный альдегид (бензальдегид ) C 6 H 5 CHO - простейший альдегид ароматического ряда , молекулярная масса 106,12, бесцветная жидкость с характерным запахом горького миндаля или яблочных косточек , желтеющая при хранении и окисляющаяся кислородом воздуха до перекиси бензоила (взрывоопасна), в дальнейшем превращающейся в бензойную кислоту .

История

Физические свойства

Т.пл. −26 градусов Цельсия, Т.кип. 179 градусов Цельсия. Растворяется в этаноле , эфире и других органических растворителях.

Бензальдегид быстро окисляется на воздухе до бензойной кислоты. Нагревание в присутствии KCN приводит к бензоину :

• 2C 6 H 5 CHO = C 6 H 5 CH(OH)COC 6 H 5 .

Бензальдегид способен вступать в реакции электрофильного замещения, причем реагирует он селективно, образуя мета-замещенные продукты.

Получение

Из природного сырья

Ядра косточек горького миндаля содержат гликозид амигдалин . В немного меньшем количестве он присутствует в косточках абрикосов , персиков , вишни , черешни и др. косточковых. Определить, что имеющиеся у вас косточки содержат амигдалин, можно по запаху напоминающему запах бензальдегида.

• C 6 H 5 CH(CN)O-C 12 H 21 O 10 (гликозид амигдалин) + ферментативный гидролиз (ферменты уже содержатся в самих косточках) = C 6 H 5 CHO + HCN + сахар.

Далее растворимыми солями железа осаждается нерастворимый в воде гексацианоферрат железа и бензальдегид отгоняется с водяным паром.

Из толуола

• C 7 H 8 + Cl 2 + свет = C 6 H 5 CHCl 2 (бензальхлорид) + гидролиз H 2 O (кат. порошок Fe, бензоат Fe) = (выход 76%) C 6 H 5 CHO

• C 7 H 8 + MnO 2 + H 2 SO 4 65% (t40°C) = C 6 H 5 CHO

• C 7 H 8 + 2CrO 2 Cl 2 (хромил хлорид) (в сероуглероде , тетрахлорметане) (t25-45°C) = осадок C 6 H 5 CH 3 *(CrO 2 Cl 2) 2 + H 2 O = C 6 H 5 CHO (выход 70-80%)

• C 7 H 8 + CrO 3 + (CH 3 CO) 2 O + CH 3 COOH (t5-10°C) = C 6 H 5 CH(OOCCH 3) 2 + HCl (гидролиз) = C 6 H 5 CHO

C 7 H 8 + воздух + кат. V 2 O 5 ; 350-500°С = C 6 H 5 CHO

Из бензилгалогенидов

• C 6 H 5 CH 2 Cl + Pb(NO 3) 2 водн.; HNO 3 разб.; 100°С = C 6 H 5 CH 2 ONO 2 + NaOH = C 6 H 5 CHO

• C 6 H 5 CH 2 Cl + C 6 H 12 N 4 (уротропин) (в кипящем 60% C 2 H 5 OH или в 50% CH 3 COOH) = C 6 H 5 CHO

• C 6 H 5 CH 2 Cl + C 5 H 5 N(пиридин) = Cl- + n-ONC 6 H 4 N(CH 3) 2 (п-нитрозодиметиланилин) = C 6 H 5 CH=N+(O-)C 6 H 4 N(CH 3) 2 + H 2 O(H+) = C 6 H 5 CHO

• C6H5CH2Cl + (CH 3) 2 C=N+(ONa)O-(натриевое производное 2-нитропропана) = (CH 3) 2 C=NOH + NaCl + C 6 H 5 CHO(выход 68-73%)

Прямое формилирование бензола и его гомологов

• C 6 H 6 + CO + HCl + катализатор (AlCl 3 + CuCl) = n-CH 3 C 6 H 4 CHO(выход 50-55%) - реакция Гаттермана-Коха

• HCOOCH 3 + PCl 5 = CHCl 2 OCH 3 (дихлорметилметиловый эфир) + POCl3

C 6 H 6 + CHCl 2 OCH 3 (дихлорметилметиловый эфир) + катализатор(AlCl 3 ,TiCl 4 ,SnCl 4) в CH 2 Cl 2 или CS 2 , 0°C = C 6 H 5 CHO

• (C 6 H 5 CH 3 + NaCN + AlCl 3 + HCl при 100°С = n-CH 3 C 6 H 4 CHO(выход 39%), (выход незамещенного бензальдегида из бензола 11-39%)

• C 6 H 5 OCH 3 (анизол) + NaCN + AlCl 3 + HCl при 40-45°С = CH 3 OC 6 H 4 CHO(анисовый альдегид, выход почти количественный), (реакция хорошо работает на фенолах и их эфирах)

• HCON(CH3)2(диметилформамид) + POCl3 (экзотермическая реакция) + ArH = ArCH(OPOCl2)(N+H(CH3)2Cl-) + H2O = ArCHO + NH(CH3)2 + H3PO4

Из хлорангидридов кислот, сложных эфиров, нитрилов, спиртов, фенолов

• ArCOCl(хлорангидрид) + C6H5NH2(анилин) = ArCO-NHC6H5(анилид) + PCl5 = ArCCl=NC6H5(иминохлорид) + SnCl2(безводный) = ArCH=NC6H5(анил) + H2O = C6H5NH2 + ArCOH (выделение промежуточных продуктов необязательно) (выход 62%)

• ArCOOC2H5(сложный эфир) + NH2-NH2(гидразин) = ArCO-NHNH2(гидразид) + C6H5SO2Cl(бензолсульфохлорид) = ArCO-NHNH-SO2C6H5 + KOH = ArCOH + N2 + C6H5SO2OK (выходы 40-85%)

• C 6 H 5 CN + SnCl 2 (безводный) + HCl (в

Номенклатура. Ароматические альдегиды называются обычно по рациональной номенклатуре:

Свойства. Большинство ароматических альдегидов представ-» ляет собой жидкости, плохо растворимые в воде. Если альдегидная группа связана непосредственно с ароматическим кольцом, то альдегиды имеют приятный запах; альдегиды, у которых альдегидная группа находится в боковой цепи (например, фенилуксусный альдегид), обладают резким запахом.

Ароматические альдегиды, у которых альдегидная группа связана с ароматическим кольцом, вступают в. ряд химических реакций, характерных для альдегидов жирного ряда: образование серебряного зеркала, окисление кислородом воздуха, при? соединение синильной кислоты, бисульфита натрия и др. Кроме того, они проявляют и некоторые специфические реакции. К таким реакциям могут относиться:

Реакция Канниццаро. Эта реакция, открытая итальянским ученым Канниццаро, заключается в том, что в присутствии концентрированного раствора щелочи из двух молекул бензальдегида одна восстанавливается с образованием бензилового спирта, а другая при этом окисляется в бензойную кислоту. Реакция протекает следующим образом:

Бензоиновая конденсация. Две молекулы бензальдегида под каталитическим действием цианистого калия

вступают в реакцию конденсации с образованием так называемого бензоина

Действие хлора. При действии хлора на ароматические альдегиды (например, на бензальдегид) происходит замещение атома водорода альдегидной группы на хлор с образованием хлор ангидрида кислоты:

Способы полученйя. Ароматические альдегиды могут получаться всеми способами получения альдегидов жирного ряда (окислением соответствующих спиртов, восстановлением кислот, хлор ангидридов и др.).

Для получения ароматических альдегидов типа бензальдегида применяют специфические методы, например окисление гомологов бензола:

Бензойный альдегид (бензальдегид):

В обычных условиях представляет собой бесцветную жидкость с темп. кип. 179°С, обладающую сильным запахом горького миндаля.

Бензальдегид в виде циангидрина входит в состав гликозида амигдалина, который содержится в горьком миндале, листьях черемухи, лавровишни и др. При гидролизе амигдалина происходит выделение бензальдегида и синильной кислоты.

Бензальдегид применяется в качестве исходного «ли промежуточного вещества для синтеза красителей и различных органических соединений. Бензальдегид и его производные применяются для синтеза душистых веществ.

БЕНЗАЛЬДЕГИД , Benzaldehyd, С 6 Н 6 С \ Н (бензойный альдегид), бесцветная или желтоватая, сильно преломляющая свет, жидкость своеобразного запаха; растворяется приблизительно в 300 ч. воды, смешивается во всех пропорциях со спиртом и эфиром; t° кипения 179-182°; уд. в. при 20°-1,046- 1,050. Получается окислением толуола (например, перекисью марганца в присутствии серной кислоты или воздухом при пропускании паров толуола в смеси с воздухом через катализаторы), а также при расщеплении амигдалина - глюкозида горьких миндалей, вследствие чего за бензальдеги-дом и сохранилось его старое название - «эфирное масло горьких миндалей». Чистый бензальдегид при введении per os неядовит (Scnimmel, Kohn); введение значительных доз под кожу кроликам и лягушкам вызывает судороги (Kobert); ядовитость неочищенного бензальдегида, полученного из амигдалина, обусловливается присутствием HCN. Имеет применение в медицине для приготовления беизальдегид-циангидри-. на, а также как исправляющее вкус и запах эмульсии из рыбьего жира; кроме того, бензальдегид применяется также в парфюмерии и входит в состав некоторых ликеров и водок. Бензальдегид-циангидрин, C 6 H B .CH(OH)CN (нитрил миндальной кислоты), действующее начало воды горьких миндалей и главная составная часть эфирного масла горьких миндалей; получается при расщеплении амигдалина или синтетически при действии HCN на Б.; желтая, маслянистая, трудно растворимая в воде жидкость, запаха бензальдегида и HCN, растворяется в спирте и эфире. Удельный вес-1,124, температура затвердевания -10°; при 170° разлагается на бензальдегид и HCN. Ядовитое действие бензальдегида обусловливается нестойкостью соединения: С„Н„. CH(OH)CNi;C,H.. с(+ HCN; по Вирту (Wirth), в организме, кроме того, имеются условия, способствующие полному расщеплению молекулы. Б. - циангидрии абсорбируется кожей: у людей наблюдались отравления при применении на кожу головы (M.de-Keitzer). Применяется для приготовления воды горьких миндалей (Германская фармакопея, VI).Л. Медведкова.

Смотрите также:

• БЕНЗИДИН , парадиамино - дифенил, NH2<(у-<()NH2, розоватый или сероватый порошок, без запаха, мало растворимый в холодной, несколько легче в горячей воде, растворяется в спирте и эфире. Б. является исходным...
• БЕНЗИДИНОВАЯ ПРОБА , применяется для открытия небольших количеств крови, гл. обр., в испражнениях. Для производства пробы по Грегерсену (Gregersen) исследуемый кал размазывают тонким слоем на предметном стекле и обливают несколькими каплями след. ...
• БЕНЗИДИНОВЫЕ КРАСКИ , получаются из бензидина путем обработки азотной кислотой. Образовавшиеся таким обр. тет-разо-соединения, комбинируясь с фенолами и аминами, дают желтые, красные, синие и фиолетовые красители. В микротехнике наиболее употребительныкоиго-красный (см.) и...
• БЕНЗИЛ , термин, имеющий в органической химии два значения: 1) название одновалентного углеводородного остатка (радикала) С,Н6.СН2, в свободном виде не существует; из бензиловых соединений наиболее известны: бензиловый алкоголь, СвН5.СН2ОН, и хлористый...
• БЕНЗИЛОВЫЙ АЛКОГОЛЬ (или Б. спирт), или бензил-карбинол, СвН3.СН2ОН, простейший алкоголь ароматич. ряда, находится в виде сложных эфиров бензойной и коричной к-т в стираксе, в перуанском и толутанском бальзамах; в чистом виде и...