Альдегиды и их производные

(Самостоятельная работа студентов).

Многие альдегиды являются не только важными метаболитами, образующимися в результате окисления спиртов в живых системах, но и участниками биохимических процессов, происходящих с другими метаболитами. В организме альдегиды обычно ферментативно окисляются до соответствующих кислот или восстанавливаются до спиртов.

Простейший из альдегидов — формальдегид (муравьиный альдегид, метаналь) – это газ с резким запахом, токсичный, вызывает раздражение слизистых тканей, оказывает сильное действие на центральную нервную систему, нарушает обмен витамина С, дезактивирует ряд ферментов, угнетает синтез нуклеиновых кислот, обладает мутагенными свойствами. Предельно допустимая концентрация (ПДК) формальдегида в воздухе составляет 0,012 мг/м³. При отравлении формальдегидом в качестве противоядия используются белок сырого яйца, слизистые отвары; промывают желудок раствором гидрокарбоната или ацетата натрия.

Формальдегид используется в производстве многих лекарств, а также как дезинфицирующее, антисептическое и дезодорирующее средство.

Бактерицидное действие формальдегида обусловлено способностью формальдегида денатурировать белки микроорганизмов, что лишает их возможности выполнять свои функции.

Денатурация белков в присутствии формальдегида может быть вызвана двумя процессами:

1. Гидратацией формальдегида, которая приводит к разрушению гидратной оболочки белков:

2. Взаимодействие формальдегида с аминогруппами белков (–NН, –NН₂), в результате чего образуются азометины (основания Шиффа): 40% водный раствор формальдегида — формалин — применятся для хранения биологических препаратов и бальзамирования. Водный раствор формальдегида сохраняет свои стерилизующие свойства даже в концентрации 10%. Такой раствор применяют для уничтожения спор сибирской язвы при обработке шерсти и шкур.

При взаимодействии формальдегида с аммиаком получается гексаметилентетрамин (уротропин), который используется как дезинфицирующее средство в урологии при воспалении мочевых путей:

Уротропин

При распаде гексаметилентетрамина в организме в кислой среде высвобождается формальдегид, обладающий при выведении с мочой антисептическим свойством.

В медицине уротропин применяется также в виде комплексной соли с хлоридом кальция (кальцекс) при простудных заболеваниях.

Образование формальдегида из метанола под действием фермента дегидрогеназы, содержащегося в сетчатке глаза, приводит к денатурации белков сетчатки и ингибированию снабжения сетчатки кислородом. Это является причиной слепоты при попадании метанола в организм человека.

Формальдегид может взаимодействовать с синильной кислотой, поэтому его часто используют для дегазации ядовитых паров, содержащих эту кислоту:

Циангидрин

Полимеризация формальдегида в водных растворах щелочей [Са(ОН)₂ или Ва(ОН)₂] приводит вначале к образованию димера — гликолевого альдегида, а затем — углевода гексозы (А. М. Бутлеров, 1861 г.):

Гликолевый альдегид Гексоза

Ацетальдегид(уксусный альдегид, этаналь) представляет собой легко кипящую (t^o _кип. »20 ^оС) бесцветную жидкость с удушающим запахом, при разбавлении водой приобретает фруктовый запах. Это промежуточный продукт углеводного обмена в живых организмах. Фермент алкогольдегидрогеназа, содержащийся главным образом в печени и в небольших количествах в сетчатке глаза, превращает этанол, образующийся при расщеллении углеводов, в ацетальдегид. Уксусный альдегид токсичен, раздражает слизистьие оболочки, вызывает пневмонию и отек легких. Предельно допустимая концентрация ацетальдегида в воздухе помещений не должна превышать 0,4 мг/м³.

Ацетальдегид легко вступает в реакцию циклотримеризации в присутствии незначительного количества сильной минеральной кислоты с образованием паральдегида:

Паральдегид (бесцветная жидкость)

Паральдегид применяется в качестве снотворного и успокаивающего средства в психиатрии, действует быстро, но обладает небольшим токсическим эффектом, имеет обжигающий вкус и неприятный запах.

Подвижность атомов водорода в метильной группе этаналя позволяет заместить их при хлорировании, при этом получается трихлорацетальдегид, или хлораль.

Гидратацией хлораля (гидратируется активнее, чем ацетальдегид, вследствие наличия электроноакцепторного заместителя – ССI₃) получают хлоральгидрат — кристаллическое вещество с острым запахом и горьковатым «царапающим» вкусом:

Хлоральгидрат

В клинической практике хлоральгидрат применяется в качестве успокаивающего, снотворного, анальгезирующего и противосудорожного средства.

Коричневый альдегид (З-фенилпропеналь) – жидкостьс приятным запахом корицы и жгучим вкусом. Содержится в масле коры дерева корицы цейлонской. Обладает карминативным действием, т. е. способностью вызывать отхождение газов (Н₂S, СН₄, Н₂) из кишечника и желудка.

Цитраль (3, 7-диметил-2, 6-октадиеналь) – это бесцветная или светло-желтая вязкая жидкость с сильным запахом лимона. Содержится в лимонном, эвкалиптовом и многих других эфирных маслах. Используется в парфюмерии и пищевой промышленности как ароматизатор, в медицине — в качестве антисептического и противовоспалительного средства, как сырье для получения витамина А.