ما هو التكاثف الالدولي
عندما يحدث تكثيف قاعدة مخففة في الألدهيدات يسمى هذا التفاعل بالتكثيف aldols ، أما في حالة حدوث تكثيف بين مركبين غير متشابهين من كاربونيل فيعرف هذا بكثيف ألدول متقطع ، أما عن تفاعل Aldol فيتم عند التفاعل بين أيون مفلطح مع مركب الكربونيل ويتشكل منه ألدهيد هيدروكسي أو كيتون هيدروكسي ومن بعده ينتج أيمون بي سالب للدور الحيوي المترافقِ Aldol .
التكثيف العملي للألدول
يلعب التكثيف العضوي دورا هاما في تشكيل مسار الكربون وروابط الكربون، ومن الأمثلة المعروفة لتكثيف الألديهيدات عند تحفيز المستخدم بشكل عام بواسطة أيون الهيدروكسيد، حيث يبدأ أيون الهيدروكسيد بتفكيك الألديهيد وعندما يتغير الألديهيد يتم بدء إضافة المتفاعل .
يتكون أيون Alkoxide2 من الماء، ثم يتم تحويل كمية صغيرة من الألدول إلى أيون مفلطح باستخدام أيون هيدروكسيد في الخطوة الرابعة، تليها الخطوة الخامسة التي تتضمن فقدان أيون هيدروكسيد لتشكيل أيون Enolate4 .
التكاثف بين متقاطع ألدول
عند تكثيف جزئين مختلفين من الكيتون أو الألدهيد في مذيب بروتوني مثل الكحول أو الماء، يحدث تفاعل الألدول المتقاطع، وهو تفاعل يحدث خلال عمليات التكثيف بين مركبين غير متشابهين من المركبات الكربونيلية، ويعرف أيضا باسم الألدول المتقاطع. وعند وجود هيدروجين آلفا في الألدهيدات، يمكن تشكيل الكربونات ويمكن أيضا تكوين مستقبلات كربونية. ينتج عن هذا خليط من أربعة منتجات لا تمتلك قيمة اصطناعية .
أما في حالة عدم احتواء الألدهيدات على ألفا هيدروجين، يمكن أن تعمل كمستقبل كربوني، ومن خلال هذه الحالة يتكون منتجان فقط، ولكن الركيزة الشائعة للألدهيد العطري لا تحتوي على موضع لألفا، ويمكن تجفيف منتج التكثيف الأولي بسرعة، مما يؤدي إلى تكوين كيتون غير مشبع والذي لا يتفاعل مع الألدهولات ولا بيتا..
التكثيف وأنواعه
– من الأهمية بمكان التفرقة بين تكاثف الأنهيدريدات في التفاعلات المختلفة للمركبات الكربونيل، وفي حالة تفاعل البيركن فإن المادة المولدة تكون عطرية، بينما يحتوي تكاثف المركبات على عدة استرات، وتحتوي تفاعل هنري على مركبات نيترو وألدهيد وأليفاتي .
تحتوي عملية تكثيف الديكمان على مجموعتين من الإستر، وتتواجد كلا المجموعتين في نفس الجزيء ويتم إنتاج جزء دوري منها. أما في تكاثف جاب ميتلاند، فيتم إزالة الماء بواسطة الإزاحة النووية .
تعريف التكاثف الألدولي
يشير هذا إلى معالجة الألدهيدات والكيتونات، التي يحتوي على هيدروجين ألفا واحد على الأقل، باستخدام القلويات المخففة، ويستخدم هيدروكسي الألدهيد السالب كمحفز، ويتم تشكيل كيتول أو هيدروكسيكيتونات على ألدول بسالب من التوالي في تفاعل تكثيف الألدول .
كيفية تكثيف الألدول
يحدث ذلك عند تفاعل أيون مسطح مع مركب الكربوكسيل لتشكيل البيتا-هيدروكسي كيتون، ويعمل الهيدروكسيد كقاعدة عن طريق نقل الهيدروجين الحمضي، مما ينتج أيون مفاعل قابل للرؤية في تفاعل حمض قاعدة. ثم يتم هجوم الألدهيد في الكربونيل الكربوني بواسطة أيونات نوكليوفيلية، ويعتبر هذا الهجوم رد فعل إضافة نوكليوفيلية. يتم بعد ذلك تحرير جزء من الماء من الألكوكسيد لينتج هيدروكسي ذو سالبية ويتحرر الهيدروكسيد الألدهيد .
يمكن للمؤلفين والكيميائيين الرجوع إلى كتب الكيمياء، وبخاصة في الجزء المعنى بالكيتونات والألدهيدات والأحماض الكربوكسيلية، حيث يمكن أن تشرح هذه الكتب هذه العملية .
تعريف تكاثف الألدول المتقاطع
يتم تكثيف المركبات الألدول المتماثلة من خلال تفاعلهما مع مركب الكربونيل الذي يحتوي على الهيدروجين الألفا، ويمكن تشكيل ما يسمى بتفاعلات المنتجات المصطنعة التي تكون مختلفة عن بعضها البعض .
عملية تحويل غاز Aldol
تتمثل هذه العمليات في تحويل غاز ethyl hexanol مباشرة من تفاعل التكثيف التخليقي والبروبين إلى اثنين من المنتجات عن طريق تشكيل الروابط المائية لجميع المواد المتفاعلة من تكثيف الألدول والبوتيرالدهيد. يمكن الرجوع إلى كتب الكيمياء العضوية لفهم جميع الجوانب الكيميائية المتعلقة بالألدول، حيث تحتوي على جميع الدراسات العلمية والعملية ذات الصلة.
ملاحظات هامة في تكاثف الألدول
- يتم كتابة عدم حدوث التفاعل بشكل أساسي عند عدم وجود الكيتون أو الألديهيد المشارك في عملية التفاعل على الفا هيدروجين .
- عندما يتفاعل الكيتون مع الألدهيد، يجب وجود قاعدة مثل NaOH، ويعرف هذا التفاعل باسم تفاعل الألدول المتقاطع ذو الاتجاهين (Aldol condensation crossed)
تجربة عملية لتحضير الألدول
أجهزة ومواد مستخدمة
من بين هذه الأدوات: بيكر، دورق دائري، دورق مخروطي، ورق ترشيح، قمع، مواد كيميائية استيون، بنزالديهيد NaoH، إيثانول .
كيفية عمل التجربة
- يتم وضع 2.5 مليمتر من الاستيون و 5.5 مليمتر من البنزالدهيد النقي، ويتم إضافة خليط مكون من 5 جرام من هيدروكسيد الصوديوم المذاب في 50 مليمتر من الماء و 40 مليمتر من الإيثانول في دورق دائري.
- قم بتحريك جميع مكونات التجربة لمدة تصل إلى 30 دقيقة وذلك حسب درجة الحرارة الموجودة في الغرفة.
- يتطلب ذلك تصفية المنتج تحت ضغط زيت المخلل ثم غسله بمقدار 100 مليمتر من الماء المقطر لإزالة أية بقايا من هيدروكسيد الصوديوم
- يتم إعادة بلورة المنتج باستخدام 100 مليمتر من الإيثانول لكل 4 جرامات من المنتج.
تعليمات السلامة عند تحضير الالدول
- أن تتمَّ التجربةُ في غرفةٍ ذاتِ مكانٍ محكمِ الغلقِ حتى لا يتسرَّبَ أيٌّ من الغازاتِ الضارةِ التي قد يترتبُ عنها الضررُ للآخرينالموجودين في الأماكنِ المجاورةِ.
- يتمتع استخدام الحمام المائي، وخاصةً عند التجربة على مواد تكون قابلة للاشتعال، بأهمية كبيرة للحفاظ على السلامة خلال التجربة العملية.
- يمكن استخدام عدة أوعية تحتوي على الرمل أو التراب للتجارب حتى لا يتسبب أي من غازات التجربة في تلوث الأرض ويتسبب في الضرر للآخرين.
- يجب التأكد من إغلاق جميع الزجاجات التي تحتوي على الغازات الكيميائية لمنع تسربها، ويمكن حفظها في الثلاجات للحفاظ عليها.
- بعد انتهاء التجربة، يجب غسل جميع الأواني التي استُخدمت فيها الغازات، حتى لا يتبقى فيها أي غاز قابل للاشتعال.
- يُمكن استخدام عدد من الطاولات والأرضيات التي تتميز بمقاومة فعالة للحريق، كما يُسهل تنظيفها والتخلص من أي شوائب تتناثر عليها.
- يجب تجنب وضع كميات كبيرة من المواد داخل المختبر إلا إذا كان ذلك ضروريًا لإجراء التجارب والاحتياجات العملية والدائمة.
- يجب تجنب التعامل بقوة مع الأنبوبة التي تحتوي على سدادة مطاطية أو فلين، ويمكن بدلاً من ذلك تبليل الزجاج بالزيت أو الماء لتسهيل التعامل مع الزجاجة.
- للتعامل مع المواد الكيميائية بشكل صحيح، يجب تخفيف حمض الكبريتيك بإضافته إلى الماء وليس العكس، وذلك وفقًا للإرشادات الصحيحة.
- يجب استخدام المواد الخطرة مثل الفوسفور بوجود المسؤول المختص في المعمل، ويجب وضع أنواع الفوسفور الأصفر والأبيض تحت سطح الماء لعدم قابليته للاشتعال.
- يجب التأكد من توافر جميع شروط السلامة في المعمل، بما في ذلك أبوابه وحوائطه الإنشائية، وفصل التوصيلات الكهربائية وجميع وصلات الماء عند الانتهاء من العمل في المعمل، كما يجب توفير جميع الأجهزة الكهربائية اللازمة في المعمل، مثل المكيفات والثلاجات.