תרכובת כימית אלדהיד

תוספת של נוקלאופילים פחמניים

מגוון רחב של נוקלאופילים פחמניים מוסיפים לאלדהידים, ותגובות כאלה חשובות בעיקר בכימיה אורגנית סינתטית מכיוון שהמוצר הוא שילוב של שתי שלדי פחמן. כימאים אורגניים הצליחו להרכיב כמעט כל שלד פחמן, לא משנה כמה מסובך, על ידי שימושים גאוניים בתגובות אלה. אחד העתיקים והחשובים ביותר הוא תוספת של ריאגנטים Grignard (RMgX, כאשר X הוא אטום הלוגן). הכימאי הצרפתי ויקטור גריניארד זכה בפרס נובל לכימיה ב -1912 על גילוים של ריאגנטים אלה ותגובותיהם.

תוספת של מגיב גריניארד לאלדהיד ואחריו החמצה בחומצה מימית נותנת אלכוהול. תוספת לפורמלדהיד נותנת אלכוהול ראשוני. תוספת לאלדהיד שאינה פורמלדהיד נותנת אלכוהול משני.

נוקלאופיל פחמן נוסף הוא יון הציאניד, CN ^-, המגיב עם אלדהידים כדי לתת, לאחר החמצה, ציאנוהידרינים, תרכובות המכילות קבוצת OH ו- CN על אותו אטום פחמן.

בנזאלדהיד ציאנוהידרין (מנדלוניטריל) מספק דוגמא מעניינת למנגנון הגנה כימי בעולם הביולוגי. חומר זה מסונתז על ידי אלפי רגליים (Apheloria corrugata) ונאגר בבלוטות מיוחדות. כאשר איים על רב-קרקע, מופרש הציאנוהידרין מבלוטת האגירה שלו ועובר ניתוק מנותז אנזים לייצור מימן ציאניד (HCN). לאחר מכן המילפיד משחרר את גז ה- HCN לסביבתו כדי להגן על טורפים. כמות ה- HCN הנפלטת על ידי מילפיד בודד מספיקה בכדי להרוג עכבר קטן. מנדלוניטריל נמצא גם בשקדים מרים ובורות אפרסק. תפקידה שם אינו ידוע.

תגובות חשובות נוספות בקטגוריה זו כוללות את תגובת Knoevenagel, שבהן נוקלאופיל הפחמן הוא אסתר עם לפחות a-מימן. בנוכחות בסיס חזק, האסטר מאבד α-מימן בכדי לתת פחמן טעון שלילי אשר מוסיף לפחמן הקרבונילי של אלדהיד. החמצה ואחריה אובדן מולקולת מים נותן אסתר α, בלתי רווי.

תגובת תוספת נוספת הכוללת גרעין פחמן היא תגובת Wittig, בה אלדהיד מגיב עם זרחן (המכונה גם זרחן ylide), כדי לתת תרכובת המכילה קשר כפול פחמן-פחמן. התוצאה של תגובת ויטיג היא החלפת החמצן הפחמניאלי של אלדהיד על ידי קבוצת הפחמן הנקשרת לזרחן. הכימאי הגרמני ג'ורג 'ויטיג חלק את פרס נובל לכימיה משנת 1979 על גילוי תגובה זו והתפתחות השימוש בה בכימיה אורגנית סינתטית.

תרכובות המכילות קבוצת טרימתיל-סיליל (iSiMe ₃, שם אני קבוצת המתיל, ―CH ₃) ואטום ליתיום (Li) על אותו אטום פחמן מגיבים עם אלדהידים בתגובה כביכול פיטרסון כדי לתת את אותם מוצרים שהיו ניתן להשיג על ידי תגובת ויטיג המתאימה.

תזוזה בפחמן α

α- הלוגנציה

מימן-α של אלדהיד יכול להיות מוחלף על ידי כלור (Cl), ברום (Br), או יוד (I) אטום כאשר המתחם מטופל עם Cl ₂, Br ₂, או שאני ₂, בהתאמה, גם בלי זרז או בנוכחות זרז חומצי.

ניתן לעצור את התגובה בקלות לאחר הוספת רק אטום הלוגן אחד. α- הלוגנציה מתרחשת למעשה בצורה אנול (ראה לעיל מאפייני אלדהידים: טאוטומריות) של האלדהיד ולא על האלדהיד עצמו. אותה תגובה מתרחשת אם מתווסף בסיס, אך אי אפשר לעצור אותה עד שכל הא-הלוגנים המחוברים לאותו פחמן הוחלפו על ידי אטומי הלוגן. אם ישנם שלושה α-הידרוגנים על אותו פחמן, התגובה הולכת צעד אחד קדימה, וכתוצאה מכך המחשוף של X ₃ C ^- יון (כאשר X הוא הלוגן) ויצירת המלח של חומצה קרבוקסילית.

תגובה זו נקראת תגובת haloform, משום X ₃ C ^- יונים מגיבים עם מים או בהווה חומצה אחר במערכת לתרכובות תוצרת של הטופס X ₃ CH, אשר נקרא haloforms (למשל, CHCl ₃ נקרא כלורופורם).