Βενζαλδεΰδη

Η βενζαλδεΰδη (αγγλικά benzaldehyde) είναι αρωματική οργανική χημική ένωση, που περιέχει άνθρακα, υδρογόνο και οξυγόνο, με μοριακό τύπο C7H6O, αλλά συμβολίζεται συχνότερα με τον ημισυντακτικό της τύπο PhCHO. Ο τύπος αυτός δείχνει ότι η βενζαλδεΰδη αποτελείται δομικά από μια φαινυλομάδα (Ph-) και μια φορμυλομάδα (-CHO). Πιο συγκεκριμένα, αποτελεί την απλούστερη αρωματική αλδεΰδη, και τη σπουδαιότερη βιομηχανικά. Η χημικά καθαρή βενζαλδεΰδη, στις «κανονικές συνθήκες περιβάλλοντος», δηλαδή σε θερμοκρασία 25°C και υπό πίεση 1 atm, είναι άχρωμο υγρό, χαρακτηριστική και σχετικά ευχάριστη οσμή, που θυμίζει αμύγδαλα, επειδή ακριβώς περιέχεται σε αυτά. Η βενζαλδεΰδη είναι κύριο συστατικό του πικραμυγδαλέλαιου, αλλά μπορεί να εξαχθεί και από άλλες φυσικές πηγές. Άλλα φυσικά προϊόντα που την περιέχουν είναι τα βερύκοκα, τα κεράσια, τα ροδάκινα και τα καρύδια, κυρίως στα κουκούτσια τους. Βέβαια, οι ποσότητες βενζαλδεΰδης που περιέχουν οι σπόροι αυτοί είναι μικρές και συνεπακόλουθα δεν επαρκούν για τη βιομηχανική παραγωγή της, που γίνεται με άλλες μεθόδους (βλ. παρακάτω). Η συνθετική βενζαλδεΰδη είναι αρωματικό μέσο που μιμείται τη μυρωδιά του αμυγδάλου, οπότε χρησιμοποιήθηκε ως αρωματικό πρόσθετο σε κέικ και σε άλλα αρτοσκευάσματα.

 Η βενζαλδεΰδη εκχυλίστηκε για πρώτη φορά από πικραμύγδαλα, το 1803, από το γάλλο φαρμακοποιό Μαρτρές (Martrès). Το 1832, οι γερμανοί χημικοί Φρήντριχ Βέλερ (Friedrich Wöhler) και Γιούστους φον Λήμπιχ (Justus von Liebig) για πρώτη φορά συνέθεσαν (χημικά) βενζαλδεΰδη. Η βενζαλδεΰδη και κάποιες παρόμοιες χημικές ενώσεις υπάρχουν με φυσικό τρόπο σε πολλές τροφές. Η περισσότερη από τη βενζαλδεΰδη που λαμβάνουν οι άνθρωποι προέρχεται από την κατανάλωση φυσικών και παραδοσιακών τροφών, όπως τα αμύγδαλα.Τα αμύγδαλα και οι σπόροι βερίκοκου, μήλου και κερασιού περιέχουν σημαντικές ποσότητες αμυγδαλίνης. Αυτός ο γλυκοζίτης διασπάται ενζυμικά σε βενζαλδεΰδη, υδροκυάνιο (HCN) και δυο ισοδύναμα γλυκόζης: Ακόμη, η βενζαλδεΰδη συμμετέχει στην οσμή των μανιταριών πλευρώτους (Pleurotus ostreatus).Η φασματοσκοπία πυρηνικού μαγνητικού συντονισμού (NMR spectroscopy), που υπολογίζει την αναλογία 1Η/2D, χρησιμοποιήθηκε για να διαχωριστεί η παραγώμενη από φυσικές πρώτες ύλες και η συνθετική βενζαλδεΰδη. Η βενζαλδεΰδη μπορεί να παραχθεί από πολλές διεργασίες. Στη δεκαετία του 1980 εκτιμήθηκε ότι παράγονταν 18.000 τόνοι/έτος από την Ιαπωνία, την Ευρώπη και τη Βόρεια Αμερική. Αυτά τα επίπεδα παραγωγής μπορεί να υποτεθεί ότι διατηρούνται. Προς το παρόν, οι κύριες βιομηχανικές παραγωγικές οδοί είναι η χλωρίωση και η οξείδωση τολουολίου (PhCH3). Ωστόσο, έχουν αναπτυχθεί πολλές άλλες μέθοδοι, που συμπεριλαμβάνουν τη μερική οξείδωση βενζυλικής αλκοόλης (PhCH2OH), την αλκαλική υδρόλυση βενζυλοχλωριδίου (PhCH2Cl) και την καρβονυλίωση βενζολίου (PhH).Η βενζαλδεΰδη μπορεί να συνθεθεί από την κινναμαλδεΰδη (PhCH=CHCHO), που λαμβάνεται, με τη σειρά της, από το κινναμέλαιο, μετά από συνθέρμανση με αντιρροή υδροαλκοολικού διαλύματος (δηλαδή διάλυμα σε μείγμα ύδατος, H2O, και αιθανόλης, EtOH) μαζί με μια βάση, συνήθως ανθρακικό νάτριο (Na2CO3) ή όξινο ανθρακικό νάτριο (NaHCO3), σε θερμοκρασίες 90-150°C, για 5-80 ώρες, ακολουθούμενη από απόσταξη της σχηματιζόμενης βενζαλδεΰδης. Αυτή η μέθοδος συμπαράγει αιθανάλη (CH3CHO). 1. Με επίδραση φορμικών εστέρων (HCOOR) σε φαινυλαλομαγνησιακές ενώσεις (PhMgX): 2. Με μερική οξείδωση βενζυλικής αλκοόλης (PhCH2OH): 3. Από βενζόλιο (PhH), με φορμυλίωση κατά Friedel-Crafts: Με οξείδωση, η βενζαλδεΰδη μετατρέπεται σε άοσμο βενζοϊκό οξύ (PhCOOH), το οποίο αποτελεί συνηθισμένη πρόσμειξη σε εργαστηριακά δείγματα βενζαλδεΰδης. Βενζυλική αλκοόλη μπορεί να παραχθεί από βενζαλδεΰδη, μέσω υδρογόνωσης. Αντίδραση βενζαλδεΰδης με άνυδρο αιθανικό νάτριο (CH3COONa) και οξεικό ανυδρίτη (CH3CO3CH3) δίνει κινναμικό οξύ (PhCH=CHCOOH), ενώ αλκοολικό διάλυμα κυανιούχου καλίου (KCN) μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως καταλύτης για να μετατραπεί βενζαλδεΰδη σε βενζοΐνη [PhCH(OH)COPh]. Η βενζαλδεΰδη δίνει ένα είδος αντίδρασης δυσαναλογοποίησης που επωνομάζεται αντίδραση Κανιζάρο: Με επίδραση πυκνού διαλύματος βάσης, συνήθως υδροξειδίου του καλίου (KOH), η βενζαλδεΰδη οξειδώνεται σε βενζοϊκό κάλιο (PhCOOK), ενώ ταυτόχρονα ισομοριακή ποσότητα βενζαλδεΰδης ανάγεται σε βενζυλική αλκοόλη. 1. Οξειδοαναγωγή Cannizzaro προς βενζυλική αλκοόλη και βενζοϊκό κάλιο: 2. Αναγωγή προς βενζυλική αλκοόλη: α. Με LiAlH4: β. Καταλυτικά με H2: 3. Αναγωγή προς τολουόλιο (μέθοδος Wolff-Kishner): 4. Προσθήκη πρωτοταγών αμινών προς ιμίνες: 5. Προσθήκη υδροξυλαμίνης προς φαινυλομεθυλενοξίμη: 6. Προσθήκη υδραζίνης προς φαινυλομεθυλενυδραζίνη και δι(φαινυλμεθυλεν)αζίνη: 7. Προσθήκη φαινυλυδραζίνης προς φαινυλομεθυλενοφαινυλυδραζίνη: 8. Προσθήκη καρβαμιδυδραζίνης προς καρβαμιδοφαινυλομεθυλενυδραζίνη: 9. Με μεθυλένιο: 10. Αντίδραση Knoevangel: α. Με CH2X2 παράγεται 1,1-διαλο-2-φαινυλοαιθένιο: β. Με NCCH2CN παράγεται φαινυλομεθυλενοπροπανοδινιτρίλιο: γ. Με ROOCCH2CCOOR παράγεται φαινυλομεθυλενοπροπανοδιικός διαλκυλεστέρας: 11. Προσθήκη υδροκυανίου προς υδροξυφαινυλαιθανονιτρίλιο: 12. Προσθήκη θειικού οξέος προς υδροξυφαινυλμεθανοσουλφονικό οξύ: 13. Προσθήκη αλκυλοαλομαγνήσιου προς 1-φαινυλο-1-αλκανόλη: 14. Προσθήκη πενταχλωριούχου φωσφόρου (PCl5) προς διχλωροφαινυλομεθάνιο: 15. Οξείδωση προς βενζοϊκό οξύ: 4-μεθυλοβενζαλδεΰδη Σαλικυλαλδεΰδη 3-υδροξυβενζαλδεΰδη 4-υδροξυβενζαλδεΰδη Γ. Βάρβογλη, Ν. Αλεξάνδρου, Οργανική Χημεία, Αθήνα 1972 Α. Βάρβογλη, «Χημεία Οργανικών Ενώσεων», παρατηρητής, Θεσσαλονίκη 1991 SCHAUM'S OUTLINE SERIES, ΟΡΓΑΝΙΚΗ ΧΗΜΕΙΑ, Μτφ. Α. Βάρβογλη, 1999 Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982 Δημήτριου Ν. Νικολαΐδη: Ειδικά μαθήματα Οργανικής Χημείας, Θεσσαλονίκη 1983.