Le aldeidi sono composti organici in cui è presente un gruppo carbonilico legato a un atomo di idrogeno e hanno formula generale RCHO.
Le aldeidi sono una famiglia di composti organici che, oltre ad essere sintetizzate in laboratorio, sono presenti in prodotti naturali come la corteccia di cannella e il baccello di vaniglia.
Nomenclatura
La nomenclatura I.U.P.A.C. segue le stesse regole adottate per gli alcani tenendo presente che la catena lunga deve contenere il gruppo aldeidico e che al carbonio carbonilico viene attribuito il numero 1.
Il nome è dato in modo analogo a quello degli alcani cambiando il suffisso -ano in -ale.
Quando il gruppo carbonilico dell'aldeide è presente insieme ad altri gruppi funzionali a maggiore priorità è indicato come “formil”.
Alcune aldeidi sono spesso indicate con nomi comuni.
Sono riportate in tabella le aldeidi che sono abitualmente indicate con nomi comuni
| Formula | Nome I.U.P.A.C. | Nome comune |
| HCHO | Metanale | Formaldeide |
| CH3CHO | Etanale | Acetaldeide |
| CH3CH2CHO | Propanale | Propionaldeide |
| CH3CH2CH2CHO | Butanale | Butirraldeide |
| CH3CH2CH2CH2CHO | Pentanale | Valeraldeide |
| CH2=CHCHO | Propenale | Acroleina |
Sintesi
A livello industriale le aldeidi sono ottenute:
- idroformilazone delle olefine.
L'idroformilazione detto processo oxo è un processo industriale tramite il quale si ottengono le aldeidi a partire dagli alcheni per reazione con idrogeno e monossido di carbonio secondo la reazione:
H2 + CO + CH2=CH2 → CH3CH2CHO
L'idroformilazione di un alchene asimmetrico porta alla formazione di due prodotti di reazione. Infatti il propene dà, come prodotti, il butanale e il 2-metilpropanale:
CH2=CHCH3 + CO + H2 → CH3CH2CH2CHO + (CH3)2CHCHO
L'industria è generalmente più interessata al prodotto aldeidico lineare e gran parte degli studi sono rivolti alla ricerca di catalizzatori che aumentino la regioselettività della reazione.
- deidrogenazione di alcoli primari
La reazione avviene a 300 °C in presenza di rame quale catalizzatore:
CH3CH2OH → CH3CHO + H2
- ozonolisi degli alcheni
La reazione del propene con ozono dà luogo alla formazione di acetaldeide e formaldeide
Reazioni
Le reazioni tipiche delle aldeidi sono quelle di addizione nucleofila al carbonile.
Reazione con acqua
In acqua le aldeidi sono in equilibrio con la forma idrata.
L'idrolisi è catalizzata dalle basi o dagli acidi. In ambiente basico lo ione OH– si addiziona al carbonio carbonilico formando un alcossido che, essendo basico, strappa il protone dall'acqua con formazione di un diolo geminale.
In ambiente acido viene protonato l'ossigeno del gruppo carbonilico con formazione di un catione stabilizzato per risonanza. Questo è attaccato dall'acqua formando un intermedio che, per perdita di un protone dà luogo alla formazione del diolo geminale
Reazione con alcoli
Le aldeidi, in ambiente acido, reagiscono con gli alcoli in rapporto 1:2 per dare un acetale. Ad esempio l'acetaldeide reagisce con il metanolo per dare l'acetale 1,1-dimetossietano secondo la reazione:
CH3CHO + 2 CH3OH → CH3CH(OCH3)2 + H2O
Reazione con acido cianidrico
La reazione delle aldeidi con acido cianidrico dà luogo alla formazione di cianidrine. La reazione viene condotta a un valore di pH di circa 10 in modo che sia presente lo ione cianuro che agisce da nucleofilo. Ad esempio l'acetaldeide reagisce con HCN per dare il 2-idrossipropanonitrile secondo la reazione:
CH3CHO + HCN → CH3C(OH)-C≡N
Reazione con ammoniaca e derivati
Le aldeidi reagiscono con ammoniaca o ammine primarie per dare le immine.
Ad esempio l'acetaldeide reagisce a pH 5 con l'ammoniaca per dare l'etanimmina:
CH3CHO + NH3 → CH3CH =NH + H2O
Le aldeidi reagiscono con ammine secondarie per dare le enammine.
Ad esempio l'acetaldeide reagisce con la dietilammina per dare la N,N-dietil -etenammina:
CH3CHO + (CH3CH2)2 NH → CH2=CHN(CH3CH2)2
Le aldeidi reagiscono con l'idrossilammina per dare le ossime.
Ad esempio l'acetaldeide reagisce con l'idrossilammina per dare l'etanal ossima:
CH3CHO + NH2OH → CH3CH=N-OH + H2O
Reazione con reattivi di Grignard e composti litio-organici
Le aldeidi reagiscono con i reattivi di Grignard e con i composti litioorganici per dare gli alcoli.
La formaldeide dà alcoli primari mentre le altre aldeidi danno gli alcoli secondari
Reazione con una ilide di fosfonio
Le aldeidi reagiscono con una ilide di fosfonio per dare un alchene (reazione di Witting)
Riduzione
Le aldeidi sono ridotte a:
- alcoli utilizzando quali riducenti il litio alluminio idruro, il sodio boroidruro o tramite idrogenazione catalitica in presenza di nichel, platino o palladio
- Tale reazione può avvenire in ambiente acido (riduzione di Clemmensen) in presenza di un amalgama zinco-mercurio in ambiente basico (riduzione di Wolff-Kishner) in presenza di idrazina e di glicole etilenico
Ossidazione
Le aldeidi sia alifatiche che aromatiche sono ossidate in ambiente acido da ossidanti quali bicromato di potassio o permanganato di potassio con ottenimento di un acido carbossilico avente lo stesso numero di atomi di carbonio dell'aldeide:
3 RCHO + Cr2O72- → 3 RCOOH + 2 Cr3+ + 4 H2O
Usi
Le aldeidi, grazie alla loro reattività, costituiscono le molecole di partenza per ottenere una serie di altri prodotti. Sono anche importanti intermedi per la produzione di resine, plastificanti, solventi, coloranti e prodotti farmaceutici.
