Глиоксаль

Глиокса́ль — органическое соединение, диальдегид щавелевой кислоты, жёлтая жидкость с запахом формалина. Является простейшим диальдегидом.

Глиоксаль
Общие
Систематическое наименование	этандиаль
Традиционные названия	щавелевый альдегид
Хим. формула	OCHCHO
Рац. формула	C2H2O2
Физические свойства
Состояние	жидкость
Молярная масса	58,04 г/моль
Плотность	1,27 г/см³
Энергия ионизации	10,1 эВ[1]
Термические свойства
Температура
• плавления	15 °C
• кипения	51 °C
Химические свойства
Растворимость
• в воде	600 г/100 мл
Оптические свойства
Показатель преломления	1,3826
Классификация
Рег. номер CAS	107-22-2
PubChem	7860
Рег. номер EINECS	203-474-9
SMILES	O=CC=O
InChI	InChI=1S/C2H2O2/c3-1-2-4/h1-2H LEQAOMBKQFMDFZ-UHFFFAOYSA-N
ChEBI	34779
ChemSpider	7572
Безопасность
NFPA 704	1 2 1
Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное.
Медиафайлы на Викискладе

Производство

В лаборатории глиоксаль получают окислением ацетальдегида селенистой кислотой^[2].

В промышленности глиоксаль получают двумя путями. Либо окислением в газовой фазе этиленгликоля в присутствии серебряного или медного катализатора, либо окислением в жидкой фазе ацетальдегида азотной кислотой. Более распространённым является окисление в газовой фазе.

Объём ежегодного производства составляет 220 000 тонн.

Первое коммерческое производство началось в Lamotte, Франция, в 1960 и сейчас принадлежит Clariant. Единый большой производитель — BASF в Людвигсхафен-на-Рейне, Германия, с производительностью 60 000 тонн/год. Только два производства глиоксаля есть в Америке (Geismer, LA and Charlotte, NC). Значительное производство недавно началось в Китае. Коммерческий глиоксаль поставляется в виде 40 % раствора.

В России глиоксаль производят компании^[3] - ООО "Новохим" в г. Томск с производительностью 1500 тонн/год, и с сентября 2012 года в Бийске^[4], с 2021 года производство глиоксаля так же налажено в г. Санкт-Петербург и г. Казань компанией ООО "Органический синтез".

Получение безводного глиоксаля включает нагревание твёрдых глиоксаль гидратов с пентаоксидом фосфора и конденсация паров в охлаждаемой ловушке.

Химические свойства

Родизоновая кислота – продукт окисления глиоксаля в присутствии карбоната калия

Продукты реакции глиоксаля с мочевиной: 4,5-дигидроксиимидазолидин-2-он (1) и глиоксальуреид (2)

Карбонильные группы глиоксаля обладают ярко выраженными электрофильными свойствами. С водой глиоксаль образует дигидрат, становясь из жёлтого бесцветным.

Под действием щёлочи глиоксаль претерпевает внутримолекулярную реакцию Канниццаро, превращаясь в соответствующую соль гликолевой кислоты.

В присутствии поташа на воздухе окисляется до родизоновой кислоты

Кислым раствором перманганата калия или перекисью водорода окисляется до муравьиной кислоты.

Щелочным раствором перманганата калия до щавелевой кислоты.

Гидрирование на палладии (Pd/C) даёт этиленгликоль.

Со спиртами в присутствии кислоты получается моно- или диацетали.

С мочевиной образует 4,5-дигидроксиимидазолидин-2-он (1) и глиоксальуреид (2).

Применение

Он используется для придания нерастворимости и как агент кросс-сочетания в химии полимеров:

• белков (процесс дубления кожи)
• коллаген
• производные целлюлозы (текстиль)
• гидроколлоиды
• крахмал (мелование бумаги)

Глиоксаль — текстильно-вспомогательное вещество, придающее несминаемость хлопчатобумажным и вискозным материалам; гидрофобизирующий компонент составов для пропитки бумаги и кожи. Глиоксаль и глиоксальсульфат используются для получения кубовых красителей^[5].

Глиоксаль ценный строительный блок в органическом синтезе, особенно в синтезе гетероциклов таких как имидазол. Обычная форма этого реагента используемого в лабораториях — бис-полуацеталь с этиленгликолем 1,4-диоксан-2,3-диол. Он доступен коммерчески.

Поведение в растворе

Гидратированный глиоксаль (сверху) и гидратированные олигомеры — димеры и тримеры, существующие в виде смеси изомеров

Глиоксаль типично поставляется в виде 40 % водного раствора. Как и другие низшие альдегиды, глиоксаль образует гидраты. Более того, гидраты конденсируются, образуя серии олигомеров, структуры которых остаются неизвестными. Для большинства применений точное знание структуры этих олигомеров не имеет значения.

По крайней мере два типа гидратов доступны коммерчески и являются твёрдыми веществами:

• глиоксаль димер, дигидрат: ${\displaystyle {\ce {[(CHO)2]2(H2O)2}}}$, 1,4-диоксан-транс-2,3-диол (CAS# 4845-50-5, температура плавления 91—95 °C);
• глиоксаль тример, дигидрат: ${\displaystyle {\ce {[(CHO)2]3(H2O)2}}}$ (CAS# 4405-13-4), не гигроскопичен.

Установлено, что при концентрации меньшей 1 М глиоксаль существует в основном как мономер или его гидраты, ${\displaystyle {\ce {OCHCHO}}}$, ${\displaystyle {\ce {OCHCH(OH)2}}}$ или ${\displaystyle {\ce {(HO)2CHCH(OH)2}}}$.

При концентрации большей 1 М димер доминирует. Эти димеры скорее всего представляют собой диоксоланы с формулой ${\displaystyle {\ce {[(HO)CH]2O2CHCHO}}}$. Димер и тример могут выпасть в осадок из-за низкой растворимости при температуре ниже 15 °C.

Безопасность

Вещество относительно малотоксично, ЛД50 для крыс, перорально, составляет 3300 мг/кг^[6], для сравнения, токсичность поваренной соли — 3000 мг/кг^[7].

Беречь от прямых солнечных лучей. Раздражает кожу. Работы с веществом проводить в вытяжном шкафу.