乙醛
乙醛（英語：Acetaldehyde），又稱醋醛，是一種有機化合物，分子式為CH3CHO或MeCHO。由於在大自然當中存在廣泛以及工業上的大規模生產，乙醛認為是醛類當中最重要的化合物之一。乙醛可存在於咖啡、麵包、成熟的水果中，它還可以通過植物作為代謝產物而生成。乙醇被氧化後所生成的乙醛被認為是宿醉的成因[5]。
| 乙醛 | |||
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| IUPAC名 EAcetaldehyde | |||
| 系統名 Ethanal | |||
| 別名 | 醋醛 乙基醛[1] | ||
| 識別 | |||
| CAS號 | 75-07-0 
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| PubChem | 177 | ||
| ChemSpider | 172 | ||
| SMILES |
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| InChI |
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| InChIKey | IKHGUXGNUITLKF-UHFFFAOYAB | ||
| EINECS | 200-836-8 | ||
| RTECS | AB1925000 | ||
| KEGG | C00084 | ||
| 性質 | |||
| 化學式 | C2H4O | ||
| 摩爾質量 | 44.05 g·mol−1 | ||
| 外觀 | 無色液體 辛辣，水果氣味 | ||
| 密度 | 0.788 g cm−3 | ||
| 熔點 | −123.5 °C（150 K） | ||
| 沸點 | 20.2 °C（293 K） | ||
| 溶解性（水） | 任何比例互溶 | ||
| pKa | 13.57 (25 °C, H2O)[2] | ||
| 黏度 | ~0.215於20℃ | ||
| 結構 | |||
| 分子構型 | C1三角平面（sp²） C2正四面體（sp³） | ||
| 偶極矩 | 2.7 D | ||
| 危險性 | |||
| 警示術語 | R：R12-R36/37-R40 | ||
| 安全術語 | S：S2-S16-S33-S36/37 | ||
| 歐盟分類 | 非常易燃（F+） 有害（Xn） Carc. Cat. 3 | ||
| 主要危害 | 潛在職業致癌物[3] | ||
| NFPA 704 |
 4
2
2
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| 閃點 | 234,15 K（-39℃） | ||
| 自燃溫度 | 458,15 K（185℃） | ||
| 爆炸極限 | 4.0–60% | ||
| PEL | 200 ppm (360 mg/m3)[4] | ||
| 致死量或濃度： | |||
LD50（中位劑量）
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1930 mg/kg (大鼠，口服) | ||
LC50（中位濃度）
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13,000 ppm (大鼠)， 17,000 ppm (倉鼠)， 20,000 ppm (大鼠)[3] | ||
| 相關物質 | |||
| 相關醛類 | 甲醛 丙醛 | ||
| 相關化學品 | 環氧乙烷 | ||
| 附加數據頁 | |||
| 結構和屬性 | 折射率、介電系數等 | ||
| 熱力學數據 | 相變數據、固、液、氣性質 | ||
| 光譜數據 | UV-Vis、IR、NMR、MS等 | ||
| 若非註明，所有數據均出自標準狀態（25 ℃，100 kPa）下。 | |||
乙醛常溫下為液態，無色、可燃，有刺鼻的氣味。其熔點為-123.5℃，沸點為20.2℃。可以被還原為乙醇，也可以被氧化成乙酸。
相關反應
兩分子乙醛在鹼或陰離子交換樹脂催化下液相羥醛縮合產生丁醇醛，後者在稀酸中加熱脫水，得到巴豆醛。
乙醛三聚和四聚分別生成環狀的三聚乙醛和四聚乙醛，環都由交替的C-O原子組成。乙醛與乙醇反應生成縮醛 。[6]
乙醛與乙烯醇為互變異構體，但乙烯醇在平衡中的含量很少，平衡常數 。[7]
製法
通過控制乙醇的氧化可以獲得乙醛。目前最重要的乙醛合成法是Wacker法。利用氯化鈀（PdCl2）、氯化銅（CuCl2）作催化劑，使空氣和乙烯與水反應生成乙醛。還有一種方法，就是在汞鹽（例如硫酸汞（HgSO4）的催化下，乙炔和水化合，生成乙醛。這種方法生產的乙醛純度高，但操作人員容易發生汞中毒。現在科學家們正在研究用非汞催化劑，並已取得初步成效。
製備
2003年的全球乙醛產量約1百萬噸，[8]而主要的生產方法為Wacker過程，即通過氧化乙烯製備：
- 2 CH2=CH2 + O2 → 2 CH3CHO
除此法之外，還可以通過在汞鹽的催化下水解乙炔形成烯醇異構化得到乙醛。在Wacker過程發明之前，該合成方法也作為主要的生產工藝[9] 乙醛還可小規模的通過乙醇的脫氫反應和氧化反應進行製備。有些乙醛還可通過一氧化碳的氫化加成得到，但是該法無法用於商用生產。[8]
用途
有機合成中，乙醛是二碳試劑、親電試劑，看作CH3C+H(OH)的合成子，具原手性。它與三份的甲醛縮合，生成季戊四醇C(CH2OH)4。[10] 與格氏試劑和有機鋰試劑反應生成醇。
Strecker氨基酸合成中，乙醛與氰離子和氨縮合水解後，可合成丙氨酸。[11] 乙醛也可構建雜環環系，如三聚乙醛與氨反應生成吡啶衍生物。[12]
此外，乙醛可以用來製造乙酸、乙醇、乙酸乙酯。農藥DDT就是以乙醛作原料合成的。乙醛經氯化得三氯乙醛。三氯乙醛的水合物是一種安眠藥。
相關
參考資料
- ^ SciFinderScholar（accessed Nov 4, 2009）. Acetaldehyde (75-07-0) Substance Detail.
- ^ Haynes, William M. (編). CRC Handbook of Chemistry and Physics 97th. CRC Press. 2016: 5–88. ISBN 9781498754293.
- ^ 3.0 3.1 Acetaldehyde. NIOSH. 2014-12-04 [2015-02-12]. （原始內容存檔於2020-07-24）.
- ^ NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards. #0001. NIOSH.
- ^ Biology of a Hangover: Acetaldehyde. HowStuffWork. [2013-08-18]. （原始內容存檔於2010-04-15）.
- ^ Adkins, H.; Nissen, B. H. (1941). "Acetal". Org. Synth.; Coll. Vol. 1: 1.
- ^ March, J. 「Organic Chemistry: Reactions, Mechanisms, and Structures」 J. Wiley, New York: 1992. ISBN 0-471-58148-8.
- ^ 8.0 8.1 Marc Eckert, Gerald Fleischmann, Reinhard Jira, Hermann M. Bolt, Klaus Golka「Acetaldehyde」in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 2006, Wiley-VCH, Weinheim. doi:10.1002/14356007.a01_031.pub2.
- ^ Dmitry A. Ponomarev and Sergey M. Shevchenko. Hydration of Acetylene: A 125th Anniversary (PDF). J. Chem. Ed. 2007, 84 (10): 1725 [2011-04-21]. doi:10.1021/ed084p1725. （原始內容存檔 (PDF)於2011-06-11）.
- ^ Schurink, H. B. J. (1941). "Pentaerythritol". Org. Synth.; Coll. Vol. 1: 425.
- ^ Kendall, E. C. McKenzie, B. F. (1941). "dl-Alanine". Org. Synth.; Coll. Vol. 1: 21.
- ^ Frank, R. L.; Pilgrim, F. J.; Riener, E. F. (1963). "5-Ethyl-2-Methylpyridine". Org. Synth.; Coll. Vol. 4: 451.