알데하이드
"오늘의AI위키"의 AI를 통해 더욱 풍부하고 폭넓은 지식 경험을 누리세요.
1. 개요
알데하이드는 카르보닐 탄소에 산소와 이중 결합하고 수소와 단일 결합을 하는 평면 구조를 가진 유기 화합물이다. 알데하이드는 극성을 띠며, α-수소는 전자 흡인력과 공명 안정화로 인해 약한 산성을 나타낸다. 저분자량 알데하이드는 물에 잘 녹고 휘발성이 강하며, 분자량이 증가하면 용해도는 감소하고 끓는점은 높아진다. 알데하이드는 적외선 분광법과 핵자기 공명 스펙트럼으로 확인할 수 있으며, 특유의 자극적인 냄새를 낸다. 알데하이드는 다양한 화학 반응에 참여하며, 산화, 환원, 친핵성 첨가 반응 등이 일어난다. 알데하이드는 명명법에 따라 명명되며, IUPAC 명명법은 알케인 이름의 어미를 '-al'로 변경한다. 알데하이드는 1차 알코올의 산화, 환원 반응, 히드로포르밀화, 포르밀화 반응 등 다양한 방법으로 합성된다. 알데하이드는 생화학적으로 중요하며, 알데하이드 탈수소효소에 의해 대사된다. 주요 알데하이드로는 포름알데하이드, 아세트알데하이드, 벤즈알데히드 등이 있으며, 살균, 방부, 향료, 의약품 등 다양한 분야에 응용된다.
더 읽어볼만한 페이지
- 알데하이드 - 레티날
레티날은 카로티노이드에서 생성되는 비타민 A의 한 형태로, 레티놀 및 레티노산과 상호 전환되며 시각 과정에서 옵신 단백질과 결합하여 광자 에너지를 신경 신호로 변환하는 중요한 역할을 하고 일부 미생물 옵신에서도 발견된다. - 알데하이드 - 알라이신
- 작용기 - 황화물
황화물은 황이 다른 원소와 결합한 화합물로, 금속 황화물, 황화광물, 유기 황화물 등 다양한 형태로 존재하며 반도체 특성, 안료, 촉매 등으로 활용되지만 부식성과 유해성을 지니기도 한다. - 작용기 - 에스터
에스터는 옥소산의 수산화기에서 수소 원자가 유기 원자단으로 치환된 화합물로, 카복실산 에스터가 대표적이며, 자연계에 널리 분포하고 향료 및 향수 산업에 사용되며 폴리에스터와 같은 중합체에서도 발견된다. - 글로벌세계대백과를 인용한 문서/{{{분류 - 공 (악기)
공은 금속으로 제작된 타악기로, 다양한 문화권에서 의식, 신호, 음악 연주 등에 사용되며, 형태와 용도에 따라 여러 종류로 나뉜다. - 글로벌세계대백과를 인용한 문서/{{{분류 - 국무회의
국무회의는 대한민국 대통령을 의장으로, 예산, 법률안, 외교, 군사 등 국정 현안을 심의하는 중요한 기관이며, 대통령, 국무총리, 국무위원으로 구성되고, 정례회의는 매주 1회, 임시회의는 필요에 따라 소집된다.
| 알데하이드 | |
|---|---|
| 기본 정보 | |
 | |
| 화학식 | R−CH=O |
| IUPAC 명명법 | 알데하이드 |
| 구조 | |
| 작용기 | R−CH=O |
| 명명법 | |
| IUPAC 명명법 | 알데하이드 (Aldehyde) |
| 관련 화합물 | |
| 관련 작용기 | 알코올 케톤 카복실산 |
2. 구조 및 성질
알데하이드는 중심 탄소 원자가 산소 원자와 이중 결합, 수소 원자와 단일 결합으로 결합된 평면 구조를 가지며, sp2 혼성화되어 있다. 알데하이드기는 -CHO로 나타내는 1가의 작용기이며, IUPAC 명명법의 접두사로 "포르밀-"이 사용된다. '''알데히드기'''라고도 불린다.[3]
포르밀기를 산화시키면 카르복시기를 얻을 수 있다. 디카르복시산의 한쪽 카르복시기가 환원되어 포르밀기가 된 것을 '''세미알데히드'''라고 부르는 경우가 있다. (예: 숙신산 세미알데히드, 글루탐산-1-세미알데히드, 2-아미노아디프산-6-세미알데히드)
알데하이드의 IUPAC 명명법은 탄화수소의 어미 '-e'를 '-al'로 바꾸는 것이다. 알데히드의 어원은 탈수소 알코올을 의미하는 라틴어 'alcohol dehydrogenatum'의 'al' + 'dehyd' + 'e'이며, 유스투스 폰 리비히가 사용하기 시작했다고 한다.
2. 1. 물리적 성질
저분자량 알데하이드는 물에 잘 녹으며, 휘발성이 강하고 특유의 자극적인 냄새를 가진다. 알데하이드기는 다소 극성을 띤다. 결합 길이는 약 120–122 피코미터이다.[3]알데하이드는 수소 결합을 만들지 않기 때문에, 알코올보다 극성 용매에 잘 녹지 않지만, 극성이 있기 때문에 물에는 잘 녹는다(수화되기 쉽다). 또한, 탄화수소기를 가지고 있기 때문에 유기 용매에도 녹는다. 저급 알데하이드는 강한 자극적인 냄새를 갖는다. 또한, 알데하이드는 전반적으로 매운맛을 가지며, 특히 방향족 알데하이드는 일부 스파이스의 매운맛 성분이 되기도 한다.
끓는점은 같은 탄소수에 대해 에테르 < ''알데하이드'' < 알코올 순으로 높아진다.
2. 2. 화학적 성질
알데하이드 분자는 중심 탄소 원자가 산소와 이중 결합, 수소와 단일 결합으로 연결되어 있으며, 알데하이드기는 극성을 띤다. C=O 결합 길이는 약 120–122 피코미터이다.[3]공명 안정화 때문에 알데하이드의 α-수소는 약한 산성을 띠며, pKa 값은 약 17이다.[29] 이는 일반적인 알칸보다 산성도가 훨씬 크다. 이러한 산성화는 포르밀기의 전자 흡인력과 짝염기인 에놀레이트 음이온이 음전하를 비편재화시키는 성질 때문이다.
알데하이드는 케토형 또는 에놀형 토토머로 존재할 수 있다. 케토-에놀 토토머화는 산 또는 염기의 촉매 작용을 받는다. 중성 용액에서는 에놀형이 소량 존재하며, 강산 또는 강염기 용액에서는 에놀형이 주된 토토머가 되어 α 위치에서 친핵성 공격을 받는다.[15][16]
친핵체는 카르보닐기에 쉽게 첨가된다. 생성물에서 카르보닐 탄소는 sp3 혼성화되어 친핵체에 결합하고, 산소 중심은 양성자화된다. 많은 경우, 첨가가 일어난 후 물 분자가 제거된다. 이 경우, 이 반응은 첨가-제거 또는 첨가-축합 반응으로 분류된다.
수소 결합을 만들지 않기 때문에, 알코올에 비해 극성 용매에 잘 녹지 않지만, 극성이 있기 때문에 물에는 잘 녹는다. 또한, 탄화수소기를 가지고 있기 때문에 유기 용매에도 녹는다. 환원성을 가지며, 산화되면 카복시산이 된다. 은거울 반응, 펠링 반응에 양성이다.
저급 알데하이드는 강한 자극적인 냄새를 갖는다. 또한, 알데하이드는 전반적으로 매운맛을 가지며, 특히 방향족 알데하이드는 일부 스파이스의 매운맛 성분이 되기도 한다.
끓는점을 같은 탄소수에 대해 비교하면, 에테르 < ''알데하이드'' < 알코올 순이다.
2. 3. 분광학적 특징
적외선 분광법(IR spectroscopy)에서 알데하이드는 약 1700 cm−1 근처에서 강한 νCO 띠를 나타낸다.[3] 1H NMR 스펙트럼에서 포르밀 수소 중심은 δH 9.5~10 근처에서 흡수되는데, 이는 스펙트럼에서 독특한 부분이다. 이 신호는 일반적으로 3.0 Hz 미만의 작은 결합 상수를 갖는 α 탄소에 있는 모든 양성자와 특징적인 결합을 보여준다. 알데하이드와 케톤의 13C NMR 스펙트럼은 δC 190~205에서 억제된(약한) 특징적인 신호를 제공한다.3. 명명법
IUPAC 명명법에 따라, 비고리형 지방족 알데하이드는 가장 긴 탄소 사슬의 알케인 이름 어미 '-e'를 '-al'로 바꾸어 명명한다. 예를 들어 HCHO는 메탄알(메탄+알), 는 뷰타날(부탄+알)로 명명한다.[22][23][24]
고리형 알데하이드의 경우, '-카르발데히드' 접미사를 사용한다. 예를 들어 는 '시클로헥산카르발데히드'이다. 다른 작용기가 존재할 경우, '포르밀-' 접두사를 사용하며, 이는 '메타노일-'보다 선호된다.[30][31][32]
카르복실산에서 유래한 관용명의 경우, '-산' 또는 '-ic acid'를 '-알데하이드'로 바꾸어 사용한다. 예를 들어 폼산은 포름알데하이드, 아세트산은 아세트알데하이드, 벤조산은 벤즈알데하이드가 된다.
4. 합성법
알데하이드는 다양한 방법으로 합성할 수 있다. 대표적인 합성 방법으로는 산화 반응, 환원 반응, 히드로포르밀화 등이 있다.
- 산화 반응: 1차 알코올을 약한 산화제를 사용하여 산화시키면 알데하이드가 생성된다.
- 환원 반응: 에스터나 아마이드를 디이소부틸알루미늄 하이드라이드(DIBAL-H) 등의 환원제를 사용하여 환원시키면 알데하이드가 생성된다.
- 히드로포르밀화 (옥소법): 알켄의 이중 결합에 수소와 일산화탄소를 첨가하여 알데하이드를 합성하는 공업적인 방법이다.
이 외에도 빌스마이어-하크 반응, 네프 반응, 코른블룸 산화, 진케 반응, 맥패디언-스티븐스 반응 등 다양한 방법으로 알데하이드를 합성할 수 있다.
| 반응명 | 기질 | 주석 |
|---|---|---|
| 오존 분해 | 알켄 | 환원적 후처리; 일중항 산소와 후처리 없이도 유사한 효과를 나타냄 |
| 비티히 반응 | 케톤 | 메톡시메틸렌트리페닐포스핀을 시약으로 사용하는 변형된 비티히 반응 |
| 게미날 할라이드 가수분해 | 게미날 디할라이드 | 알데하이드를 생성하기 위한 1차 게미날 디할라이드의 가수분해 |
| 마이어스 합성 | 옥사진 | 물과 옥살산을 이용한 헤미아미날 옥사진의 가수분해를 통해 알데하이드를 생성함 |
| 호프만 전위 반응 변형 | 불포화 또는 α-히드록시 아마이드 | 중간체 카바메이트의 가수분해를 통한 알데하이드 생성 |
| 생물전환 | 알켄 | 산소 존재 하에 Trametes hirsuta의 동결건조된 세포 배양체.[12] |
4. 1. 산화 반응
1차 알코올을 PCC, 스원 산화, 데스-마틴 산화 등 약한 산화제를 사용하여 산화시켜 알데하이드를 생성한다.[7]:
PCC 산화 외에도 PDC 산화, 스와른 산화, TPAP 산화, 데스-마르틴 산화, TEMPO 산화, 무카야마 산화 등 다양한 산화 방법이 알려져 있다.[7]
공업적으로는 구리 촉매 하에 알코올을 공기 또는 산소로 산화시키는 방법이 사용된다. 바커 산화는 팔라듐 촉매를 사용하여 에틸렌을 아세트알데히드로 산화시키는 공업적 방법이다.
4. 2. 환원 반응
카보닐 환원은 에스터, 아마이드를 디이소부틸알루미늄 하이드라이드(DIBAL-H) 또는 수소화 알루미늄 나트륨을 이용해 환원시키는 반응이다.[10] 로젠문드 환원은 아실 클로라이드를 알데하이드로 선택적으로 환원시키는 방법으로, 트리-'''t'''-부톡시알루미늄 리튬 하이드라이드()가 효과적인 시약이다.[10] 스티븐 알데하이드 합성은 니트릴을 염화 주석(II)과 HCl을 사용하여 이미늄염을 만든 후 가수분해하여 알데하이드를 생성하는 방법이다.[10]포르밀기는 1차 알코올()로 쉽게 환원될 수 있다. 이러한 전환은 일반적으로 촉매 수소화를 통해 직접적으로 또는 전이 수소화를 통해 이루어지거나, 붕수소화나트륨과 같은 화학량론적 환원제를 사용하여 수행할 수 있다.
DIBAL은 카르복실산 에스터를 환원하여 알데하이드를 얻기 위한 시약으로 사용된다. 슈티벤 합성을 통해 니트릴은 산과 염화주석(II)의 작용으로 알데히드로 변환된다.[10]
4. 3. 히드로포르밀화 (옥소법)
히드로포르밀화(옥소법)는 알켄의 이중 결합에 수소와 일산화탄소를 촉매를 사용하여 첨가시켜 알데하이드를 합성하는 공업적 방법이다.:
4. 4. 기타 합성법
빌스마이어-하크 반응은 친핵성 아렌에 포르밀기를 도입하는 반응이다.[10] 네프 반응은 1차 니트로 화합물을 산 촉매 가수분해하여 알데하이드를 생성한다.[10] 코른블룸 산화는 할로알케인을 디메틸 설폭사이드로 산화시켜 알데하이드를 만든다.[10] 진케 반응은 피리딘을 변형하여 진케 알데하이드를 생성한다.[10] 맥패디언-스티븐스 반응은 히드라지드를 염기-촉매 열분해하여 알데하이드를 얻는 방법이다.[10]이 외에도 다음과 같은 합성법들이 존재한다.[10]
| 반응명 | 기질 | 주석 |
|---|---|---|
| 오존 분해 | 알켄 | 환원적 후처리; 일중항 산소와 후처리 없이도 유사한 효과를 나타냄 |
| 카보닐 환원 | 에스터, 아마이드 | 디이소부틸알루미늄 하이드라이드(DIBAL-H) 또는 수소화알루미늄나트륨을 이용한 에스터의 환원; 아마이드 환원도 참조. |
| 로젠문드 환원 | 아실 클로라이드 | 아실 클로라이드를 알데하이드로 선택적으로 환원시킴. 트리-t-부톡시알루미늄 리튬 하이드라이드()가 효과적인 시약임. |
| 비티히 반응 | 케톤 | 메톡시메틸렌트리페닐포스핀을 시약으로 사용하는 변형된 비티히 반응. |
| 포르밀화 반응 | 친핵성 아렌 | 다양한 반응, 예를 들어 빌스마이어-하크 반응. |
| 스티븐 알데하이드 합성 | 니트릴 | 알데하이드를 형성하기 위해 염화 주석(II)과 HCl에 의해 생성된 이미늄염의 가수분해. |
| 게미날 할라이드 가수분해 | 게미날 디할라이드 | 알데하이드를 생성하기 위한 1차 게미날 디할라이드의 가수분해. |
| 마이어스 합성 | 옥사진 | 물과 옥살산을 이용한 헤미아미날 옥사진의 가수분해를 통해 알데하이드를 생성함. |
| 호프만 전위 반응 변형 | 불포화 또는 α-히드록시 아마이드 | 중간체 카바메이트의 가수분해를 통한 알데하이드 생성. |
| 생물전환 | 알켄 | 산소 존재 하에 Trametes hirsuta의 동결건조된 세포 배양체. |
5. 반응
알데하이드는 다양한 반응에 참여한다.[4] 산업적으로 중요한 반응에는 가소제와 폴리올 제조를 위한 축합 반응, 알코올, 특히 "옥소알코올"을 생산하기 위한 환원 반응이 있다. 생물학적 관점에서 핵심 반응은 이미(산화적 탈아미노화)와 헤미아세탈(알도스 당의 구조) 형성에서 포르밀 탄소에 친핵체가 첨가되는 반응을 포함한다.[13][4]
알데하이드와 그리냐르 시약을 반응시켜 산으로 처리하면 알코올이 생성된다.
: R-CHO + R'MgBr -> RR'CHOH|R-CHO + R'MgBr → RR'CHOHla (R = 유기기 또는 H)
아염소산나트륨과 같은 적절한 산화제로 알데하이드를 산화시키면 카르복시산이 된다.
: R-CHO + HClO2 -> R-CO2H + HOCl|R-CHO + HClO2 → R-CO2H + HOClla
수소화 알루미늄 리튬이나 수소화 붕소 나트륨 등으로 환원시키면 알코올이 된다.
: R-CHO + NaBH4 -> R-CH2OH|R-CHO + NaBH4 → R-CH2OHla
산 촉매 존재 하에 알코올과 탈수 반응을 일으키면 아세탈이 얻어진다. 이 반응은 포르밀기의 보호에 이용된다.
: R-CHO + 2R'OH -> R-CH(OR')2|R-CHO + 2R'OH → R-CH(OR')2la
은거울 반응이나 펠링 반응에서는 알데하이드의 환원력을 이용한다.
그 외 알데하이드는 옥심, 이민의 원료가 된다.
알데하이드를 기질로 하는 명명 반응은 많으며, 대표적인 예로 크네베나겔 축합, 비티히 반응을 들 수 있다. 이들은 모두 탄소-탄소 결합 생성으로 중요한 반응이다.
| 반응 이름 | 생성물 | 설명 |
|---|---|---|
| 볼프-키시너 환원 | 알케인 | 알데하이드를 간단한 히드라존으로 전환하고 KOH와 같은 염기로 가열하면 말단 탄소가 메틸기로 완전히 환원된다. |
| 피나콜 커플링 반응 | 다이올 | 마그네슘과 같은 환원제를 사용한다. |
| 비티히 반응 | 알켄 | 시약: 일리드 |
| 타카이 반응 | 알켄 | 디알킬크롬 시약 |
| 코리-푹스 반응 | 알킨 | 포스핀-디브롬메틸렌 시약 |
| 오히라-베스트만 반응 | 알킨 | 시약: 디메틸(다이아조메틸)포스포네이트 |
| 존슨-코리-차이코프스키 반응 | 에폭사이드 | 시약: 술포늄 일리드 |
| 옥소-디일스-알더 반응 | 피란 | 알데하이드는 일반적으로 적절한 촉매가 존재하는 경우 고리화 첨가 반응에서 파트너 역할을 할 수 있다. 알데하이드는 디에노필 성분으로 작용하여 피란 또는 관련 화합물을 생성한다. |
| 히드로아실화 | 케톤 | 히드로아실화에서 알데하이드는 불포화 결합에 첨가되어 케톤을 형성한다. |
| 탈카르보닐화 | 알케인 | 전이 금속에 의해 촉매됨 |
5. 1. 친핵성 첨가 반응
알데하이드의 카보닐 탄소는 부분 양전하를 띠어 친핵체의 공격을 받기 쉽다. 친핵체는 카보닐기에 쉽게 첨가된다. 생성물에서 카보닐 탄소는 sp3 혼성화되어 친핵체에 결합하고, 산소 중심은 양성자화된다.:
:
많은 경우, 첨가 후 물 분자가 제거된다. 이 경우, 이 반응은 첨가-제거 또는 첨가-축합 반응으로 분류된다.
알코올은 아세탈화 반응에서 산성 또는 염기성 조건 하에 카보닐기에 첨가되어 헤미아세탈을 형성한다. 산성 조건에서 헤미아세탈과 알코올은 더 반응하여 아세탈과 물을 형성한다. 단순 헤미아세탈은 대개 불안정하지만, 포도당과 같은 고리형 헤미아세탈은 안정적이다. 아세탈은 안정적이지만 산이 있으면 알데하이드로 되돌아간다. 알데하이드는 물과 반응하여 수화물(RCH(OH)₂)을 형성할 수 있는데, 클로랄 하이드레이트처럼 강한 전자 흡인기가 있으면 이러한 디올은 안정적이다.
알킬이미노-데-옥소-이치환 반응에서, 1차 또는 2차 아민이 카보닐기에 첨가되고, 질소 원자에서 산소 원자로 양성자가 이동하여 카르비놀아민을 생성한다. 1차 아민의 경우, 카르비놀아민 중간체에서 물 분자가 제거되어 이민 또는 그 삼합체인 헥사히드로트리아진을 생성한다. 이 반응은 산에 의해 촉매된다. 하이드록실아민(NH₂OH)도 카보닐기에 첨가될 수 있는데, 물이 제거된 후 옥심을 생성한다. 히드라진(H₂NNH₂) 또는 2,4-디니트로페닐히드라진과 같은 암모니아 유도체(H₂NNR₂)도 친핵체가 될 수 있으며, 물이 제거된 후 히드라존을 형성한다.[17]
시아노기(CN-)를 포함한 시안화수소(HCN)는 카보닐기에 첨가되어 시아노히드린(R₂CH(OH)CN)을 형성한다. 이 반응에서 CN- 이온은 친핵체로서 카보닐기의 부분 양전하를 띤 탄소 원자를 공격한다.
유기금속 화합물 (예: 유기리튬 시약, 그리냐르 시약, 아세틸리드)은 친핵성 첨가 반응을 거쳐 치환된 알코올기를 생성한다. 관련 반응에는 유기주석 첨가, 바르비에 반응, 노자키-히야마-키시 반응이 있다.
알돌 반응에서는 금속 에놀레이트(케톤, 에스터, 아마이드, 카르복실산)가 알데하이드에 첨가되어 β-히드록시카르보닐 화합물(알돌)을 형성한다. 산이나 염기 촉매 탈수는 α,β-불포화 카보닐 화합물을 생성한다. 이 두 단계 조합을 알돌 축합이라 한다.
프린스 반응은 친핵성 알켄이나 알킨이 친전자체인 알데하이드와 반응할 때 일어난다. 생성물은 반응 조건과 사용된 기질에 따라 다르다.
알데하이드를 기질로 하는 명명 반응은 많으며, 대표적인 예로 크네베나겔 축합, 비티히 반응이 있다.
5. 2. 산화-환원 반응
포르밀기는 1차 알코올(-CH2OH)로 쉽게 환원될 수 있다. 이러한 전환은 일반적으로 직접적으로 또는 전이 수소화를 통해 촉매 수소화를 하거나, 붕수소화나트륨을 사용한 화학량론적 환원으로 수행된다.[4]포르밀기는 해당 카르복실기(-COOH)로 쉽게 산화된다. 산업계에서 주로 사용하는 산화제는 산소 또는 공기이다. 실험실에서는 과망간산칼륨(과망간산칼륨), 질산(질산), 삼산화크롬(크롬(VI) 산화물), 크롬산(크롬산) 등을 널리 사용한다.[4]
은거울 반응에서 알데하이드는 톨렌스 시약으로 처리된다. 톨렌스 시약은 수산화나트륨(수산화나트륨) 용액 한 방울을 질산은(질산은) 용액에 넣어 산화은(I) 침전물을 생성한 다음, 묽은 암모니아(암모니아) 용액을 가하여 침전물을 수용액 암모니아에 다시 녹여 [Ag(NH3)2]+ 착물을 생성하여 만든다. 이 시약은 탄소-탄소 이중 결합을 공격하지 않고 알데하이드를 카르복실산으로 전환시킨다. 은거울 반응이라는 이름은 이 반응에서 은 침전물이 생성되기 때문에 붙여졌으며, 은 침전물의 존재를 통해 알데하이드의 존재를 확인할 수 있다.[4]
펠링 반응에서는 Cu2+ 착이온이 벽돌색의 Cu2O 침전물로 환원된다.[4]
알데하이드를 아염소산나트륨과 같은 적절한 산화제로 산화시키면 카르복시산이 된다. 수소화알루미늄리튬이나 수소화붕소나트륨 등으로 환원시키면 알코올이 된다.[4]
은거울 반응이나 펠링 반응에서는 알데하이드의 환원력을 이용한다.
5. 3. 기타 반응
알데하이드는 다양한 반응에 참여한다.[4] 산업적으로 중요한 반응에는 가소제와 폴리올 제조를 위한 축합 반응, 알코올, 특히 "옥소알코올"을 생산하기 위한 환원 반응이 있다. 생물학적 관점에서 핵심 반응은 이미(산화적 탈아미노화)와 헤미아세탈(알도스 당의 구조) 형성에서 포르밀 탄소에 친핵체가 첨가되는 반응을 포함한다.[13][4]| 반응 이름 | 생성물 | 설명 |
|---|---|---|
| 볼프-키시너 환원 | 알케인 | 알데하이드를 간단한 히드라존으로 전환하고 KOH와 같은 염기로 가열하면 말단 탄소가 메틸기로 완전히 환원된다. 볼프-키시너 반응은 일솥 반응으로 수행할 수 있으며, 전체적인 전환은 다음과 같다. RCH=O|RCH\dO영어 → RCH3|RCH3영어 |
| 피나콜 커플링 반응 | 다이올 | 마그네슘과 같은 환원제를 사용한다. |
| 비티히 반응 | 알켄 | 시약: 일리드 |
| 타카이 반응 | 알켄 | 디알킬크롬 시약 |
| 코리-푹스 반응 | 알킨 | 포스핀-디브롬메틸렌 시약 |
| 오히라-베스트만 반응 | 알킨 | 시약: 디메틸(다이아조메틸)포스포네이트 |
| 존슨-코리-차이코프스키 반응 | 에폭사이드 | 시약: 술포늄 일리드 |
| 옥소-디일스-알더 반응 | 피란 | 알데하이드는 일반적으로 적절한 촉매가 존재하는 경우 고리화 첨가 반응에서 파트너 역할을 할 수 있다. 알데하이드는 디에노필 성분으로 작용하여 피란 또는 관련 화합물을 생성한다. |
| 히드로아실화 | 케톤 | 히드로아실화에서 알데하이드는 불포화 결합에 첨가되어 케톤을 형성한다. |
| 탈카르보닐화 | 알케인 | 전이 금속에 의해 촉매됨 |
알데하이드와 그리냐르 시약을 반응시켜 산으로 처리하면 알코올이 생성된다.
: R-CHO + R'MgBr -> RR'CHOH|R-CHO + R'MgBr → RR'CHOHla (R = 유기기 또는 H)
알데하이드를 적절한 산화제(예: 아염소산나트륨)로 산화시키면 카르복시산이 된다.
: R-CHO + HClO2 -> R-CO2H + HOCl|R-CHO + HClO2 → R-CO2H + HOClla
수소화 알루미늄 리튬이나 수소화 붕소 나트륨 등으로 환원시키면 알코올로 변한다.
: R-CHO + NaBH4 -> R-CH2OH|R-CHO + NaBH4 → R-CH2OHla
산 촉매 존재 하에 알코올과 탈수 반응을 일으키면 아세탈이 얻어진다. 이 반응은 포르밀기의 보호에 이용된다.
: R-CHO + 2R'OH -> R-CH(OR')2|R-CHO + 2R'OH → R-CH(OR')2la
은거울 반응이나 펠링 반응에서는 알데하이드의 환원력을 이용하고 있다.
그 외 알데하이드는 옥심, 이민의 원료가 된다.
알데하이드를 기질로 하는 명명 반응은 많으며, 대표적인 예로 크네베나겔 축합, 비티히 반응을 들 수 있다. 이들은 모두 탄소-탄소 결합 생성으로 중요한 반응이다.
6. 생화학적 중요성
단당류는 포르밀기(알도스) 또는 케톤(케토스)를 가지는 탄수화물이다. 알데하이드 탈수소효소는 체내에서 알데하이드를 산화시켜 카르복실산으로 대사하는 효소이다.[19] 일부 알데하이드는 신경퇴행성 질환, 심장 질환, 암 등과 관련이 있는 것으로 알려져 있다.[19]
포름알데하이드, 아세트알데하이드 등은 단백질과 반응하여 변성을 일으킬 수 있으며, 이는 생물학적 표본 고정 등에 이용된다. 포도당(glucose)과 같은 알도스가 당뇨병에서 혈관의 콜라겐과 엘라스틴, 수정체의 크리스탈린 등과 같은 장수명 단백질을 손상시키는 것도 같은 원리이다. 또한, 아세트알데하이드는 에탄올이 알코올 탈수소효소의 촉매 작용에 의해 생성되고, 알데하이드 탈수소효소의 작용으로 아세트산이 된다. 약한 형태의 알데하이드 탈수소효소를 가진 사람은 아세트알데하이드 중독( = 숙취)에 걸리기 쉽다.
7. 주요 알데하이드
- 포름알데하이드(메탄알): 가장 간단한 구조의 알데하이드로, 살균, 소독, 방부제, 플라스틱 제조 등에 사용된다.[1] 수용액은 포르말린이라고 불린다.[1]
- 아세트알데하이드(에탄알): 에탄올 산화의 중간 생성물로, 숙취의 원인 물질 중 하나이다.[1]
- 프로피온알데하이드(프로판알)[1]
- 뷰티르알데히드(부탄알)[1]
- 벤즈알데히드: 아몬드 향을 내는 방향족 알데하이드로, 향료, 의약품 등에 사용된다.[1] 살구의 향기 성분이다.[1]
- 신남알데하이드: 계피의 주성분으로, 향료, 식품 첨가물 등에 사용된다.[1] 계피의 향기 및 매운맛 성분이다.[1]
- 바닐린: 바닐라 열매의 주성분으로, 향료, 식품 첨가물 등에 사용된다.[1]
- 글리옥살: 가장 간단한 디알데히드로, 섬유 처리, 가죽 가공 등에 사용된다.[1]
8. 응용
포름알데하이드는 모든 알데하이드 중에서 연간 약 600만ton으로 가장 대량 생산된다. 주로 요소, 멜라민, 페놀과 결합하여 수지(예: 베이클라이트) 생산에 사용된다. 메틸렌디페닐 디이소시아네이트("MDI")의 전구체이며, 이는 폴리우레탄의 전구체이다.[20] 두 번째로 주요한 알데하이드는 부티르알데하이드이며, 연간 약 250만ton이 히드로포르밀화에 의해 제조된다. 이는 2-에틸헥산올의 주요 전구체이며, 가소제로 사용된다.[21] 아세트알데하이드는 한때 주요 제품이었지만, 주로 아세트산의 전구체로 사용되었기 때문에 생산량이 연간 100만ton 미만으로 감소하였다. 아세트산은 현재 메탄올의 카보닐화에 의해 제조된다. 많은 다른 알데하이드가 상업적으로 응용되며, 종종 세척제에 사용되는 소위 옥소알코올이라는 알코올의 전구체로 사용된다. 신남알데하이드 및 그 유도체, 시트랄, 릴리알 등 일부 알데하이드는 연간 1000ton 미만으로 소량 생산되며, 샤넬 No. 5와 같은 향료 및 향수의 성분으로 사용된다.
9. 한국 사회와 알데하이드
알데하이드는 많은 생물에게 유해하며, 특히 포르밀기는 단백질의 아미노기와 반응하여 단백질을 응고시키는 작용을 한다. 이러한 작용은 생물학 연구에서 포르말린 고정이나 글루타르알데히드 고정에 이용된다. 포도당과 같은 알도스는 당뇨병에서 혈관, 수정체 등의 장수명 단백질을 손상시키는데, 이 역시 알데하이드의 작용과 같은 원리이다.[1]
아세트알데하이드는 에탄올이 알코올 탈수소효소에 의해 생성되며, 알데하이드 탈수소효소의 작용으로 아세트산이 된다. 알데하이드 탈수소효소가 약한 사람은 아세트알데히드 중독, 즉 숙취에 걸리기 쉽다.[1]
참조
[1]
웹사이트
aldehydes
http://goldbook.iupa[...]
[2]
서적
The Carbonyl Group
John Wiley & Sons
[2]
서적
The Carbonyl Group
John Wiley & Sons
[3]
서적
The Carbonyl Group
John Wiley & Sons
[4]
서적
Advanced Organic Chemistry: Reactions, Mechanisms, and Structure
https://books.google[...]
Wiley-Interscience
2007
[5]
간행물
Carbonylation
Wiley-VCH
2003
[6]
서적
Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry
2015
[7]
간행물
Oxidation with the Chromium Trioxide-Pyridine Complex Prepared in situ: 1-Decanal
[8]
논문
Oxidation of some α-hydroxy-acids with lead tetraacetate
1934
[9]
논문
Oxidative cleavage of α-diols, α-diones, α-hydroxy-ketones and α-hydroxy- and α-keto acids with calcium hypochlorite [Ca(OCl)2]
1982
[10]
논문
Einwirkung von Natriumhypochlorit auf Amide ungesättigter Säuren
https://zenodo.org/r[...]
1913
[11]
서적
The Hofmann Reaction
1946
[12]
서적
Practical Methods for Biocatalysis and Biotransformations 2
https://books.google[...]
John Wiley & Sons, Ltd.
2012
[13]
웹사이트
Aldehyde and Ketone - NEB Class 12 Chemistry 2080
https://www.iswori.c[...]
2023-07-29
[14]
백과사전
Aldehyde Tautomerism
https://www.britanni[...]
2024-06-04
[15]
서적
Organic synthesis: the disconnection approach
Wiley
[16]
서적
Advanced Organic Chemistry
Springer
[17]
서적
The Systematic Identification of Organic Compounds
John Wiley & Sons
[18]
논문
Separation of Aldehydes and Reactive Ketones from Mixtures Using a Bisulfite Extraction Protocol
2018-04-02
[19]
논문
Targeting Aldehyde Dehydrogenase 2: New Therapeutic Opportunities
2014-01-01
[20]
간행물
Formaldehyde
Wiley-VCH
[21]
간행물
Aldehydes, Aliphatic
Wiley-VCH
[22]
웹사이트
Short Summary of IUPAC Nomenclature of Organic Compounds
http://www.uwc.edu/d[...]
2007-08-04
[23]
웹사이트
§R-5.6.1, Aldehydes, thioaldehydes, and their analogues, A Guide to IUPAC Nomenclature of Organic Compounds: recommendations 1993
http://www.acdlabs.c[...]
IUPAC, Commission on Nomenclature of Organic Chemistry
[24]
웹사이트
§R-5.7.1, Carboxylic acids, A Guide to IUPAC Nomenclature of Organic Compounds: recommendations 1993
http://www.acdlabs.c[...]
IUPAC, Commission on Nomenclature of Organic Chemistry
[25]
논문
Sur les produits de l'oxidation de l'alcool
https://books.google[...]
1835
[26]
서적
Historical Studies in the Language of Chemistry
https://books.google[...]
Courier Dover Publications
[27]
웹사이트
aldehydes
http://goldbook.iupa[...]
[28]
웹사이트
公益社団法人日本化学会 {{!}} 活動 {{!}} 高等学校化学で用いる用語に関する提案（2）
https://www.chemistr[...]
日本化学会
2016-02-26
[29]
웹사이트
Chemistry of Enols and Enolates - Acidity of alpha-hydrogens
http://pharmaxchange[...]
[30]
웹사이트
Short Summary of IUPAC Nomenclature of Organic Compounds
https://web.archive.[...]
2007-08-04
[31]
웹사이트
§R-5.6.1, Aldehydes, thioaldehydes, and their analogues, A Guide to IUPAC Nomenclature of Organic Compounds: recommendations 1993
http://www.acdlabs.c[...]
IUPAC, Commission on Nomenclature of Organic Chemistry
[32]
웹사이트
§R-5.7.1, Carboxylic acids, A Guide to IUPAC Nomenclature of Organic Compounds: recommendations 1993
http://www.acdlabs.c[...]
IUPAC, Commission on Nomenclature of Organic Chemistry
본 사이트는 AI가 위키백과와 뉴스 기사,정부 간행물,학술 논문등을 바탕으로 정보를 가공하여 제공하는 백과사전형 서비스입니다.
모든 문서는 AI에 의해 자동 생성되며, CC BY-SA 4.0 라이선스에 따라 이용할 수 있습니다.
하지만, 위키백과나 뉴스 기사 자체에 오류, 부정확한 정보, 또는 가짜 뉴스가 포함될 수 있으며, AI는 이러한 내용을 완벽하게 걸러내지 못할 수 있습니다.
따라서 제공되는 정보에 일부 오류나 편향이 있을 수 있으므로, 중요한 정보는 반드시 다른 출처를 통해 교차 검증하시기 바랍니다.
문의하기 : help@durumis.com