கலைக்களஞ்சியம்/ஆல்டிஹைடுகளும் கீட்டோன்களும்

ஆல்டிஹைடுகளும் கீட்டோன்களும் முக்கியமான இரு கரிமக் கூட்டு வகைகள். பல பூக்களிலும் தாவர எண்ணெய்களிலும் உள்ள நறுமணங்களுக்கு அவற்றிலுள்ள ஆல்டிஹைடுகளும் கீட்டோன்களும் காரணமாகும். மல்லிகையின் மணம் 'ஜேஸ்மோன்' என்ற கீட்டோனால் உண்டாகிறது. எலுமிச்சம் பழம், மஞ்சம்புல் அல்லது கர்ப்பூரப்புல் (Lemon grass) இவற்றின் மணத்திற்குக் காரணம் சிட்ரால் (Citrol) என்ற ஆல்டிஹைடு. கர்ப்பூரம் ஒரு கீட்டோன். கஸ்தூரியிலும் புனுகிலும் உள்ள கீட்டோன்கள் முறையே மஸ்கோன் (Muscone), சிவிட்டோன் (Civitone) என்பன.

ஆல்டிஹைடுகளும் கீட்டோன்களும் முறையே ஒன்று அல்லது இரண்டு ஆல்க்கில் அல்லது அரைல் தொகுதிகளுடன் இணைக்கப்பட்டுள்ள கார்பனைல் (>C=O) தொகுதியையுடைய கரிமப்பொருள்கள். அவைகளின் பொதுவான ரசாயன அமைப்புப் பின்வருமாறு:

ஆல்டிஹைடு கீட்டோன்

R, R₁, R₂, என்பவை ஆல்க்கில் அல்லது அரைல் தொகுதிகள். எல்லாவற்றிலும் சிறிய ஆல்டிஹைடாகிய பார்மால்டிஹைடில் கார்பனைல் தொகுதியுடன் இணைக்கப்பட்டிருக்கும் இரு தொகுதிகளும் ஹைடிரஜன் அணுக்களே. ஆல்கஹால்கள் ஹைடிரஜனை இழப்பதன் மூலம் இவை உண்டாவதால் இவை ஆல்டிஹைடுகள் எனப் பெயர்பெற்றன. கீட்டோன்கள் அவற்றின் இனத்தில் எல்லாவற்றிலும் சிறியதான அசிட்டோனிலிருந்து அவற்றின் இனப் பெயரை அடைகின்றன. தனிப்பட்ட ஆல்டிஹைடுகள் அவற்றை ஆக்சிகரணிப்பதால் ஏற்படும் அமிலங்களின் பெயர்களை ஒட்டியும், கீட்டோன்கள் கார்பனைல் தொகுதியுடன் இணைக்கப்பட்டிருக்கும் தொகுதிகளின் பெயர்களை ஒட்டியும் பெயர் பெறுகின்றன. கீட்டோன்களில் இவ்விரு தொகுதிகளையும் ஓரினமாகக் கொண்டவை சாமானிய கீட்டோன்கள். மாறுபட்டவைகளாகக் கொண்டவை கலப்புக் கீட்டோன்கள். அநேக ரசாயன மாறுபாடுகளில் ஈடுபடும் சக்தி வாய்ந்த கார்பனைல் தொகுதியைப் பொதுவாக உடையனவாதலால் ஆல்டிஹைடுகளும் கீட்டோன்களும் தங்கள் ரசாயனப் பண்புகளில் ஒன்றையொன்று மிகவும் ஒத்திருக்கின்றன. பொதுவான சில உதாரணங்களும், அவற்றைப்பற்றிய சில குறிப்புக்களும் அடுத்த பக்கத்திலுள்ள அட்டவணையில் தரப்பட்டிருக்கின்றன.

தயாரிக்கும் முறைகள்: 1. அல்கஹாலை ஆக்சிகரணித்தோ, அதிலுள்ள ஹைடிரஜனை அகற்றியோ ஆல்டிஹைடுகளையும் கீட்டோன்களையும் தயாரிக்கலாம்.

மானோஹைடிரிக ஆல்கஹால்களையும், டைஹைடிரிக ஆல்கஹால்களையும் ஆக்சிகரணிப்பதால் கீழே காட்டியபடி முறையே ஆல்டிஹைடுகளும் கீட்டோன்களும் உண்டாகின்றன.

R. CH₂. OH +(O) → R. CHO+H₂O
(மானோஹைடிரிக ஆல்கஹால்)

(டைஹைடிரிக் ஆல்கஹால்)

சிறிது கந்தகாமிலம் சேர்ந்த பொட்டாசியம் டைக்ரோமேட்டின் உதவியால் ஆல்கஹால்களை ஆக்சிகரணிக்கலாம். ஆல்டிஹைடுகள் எளிதில் அமிலங்களாக ஆக்சிகரணிக்கப்படும். ஆகையால் அவைகளைத் தயாரிக்க இம் முறையைக் கையாளும்பொழுது அவை ஆக்சிகரண மடையாமலிருக்க எச்சரிக்கைகள் எடுத்துக் கொள்ளுதல் அவசியம். ஆல்கஹால்களைக் காட்டிலும்ஆல்டிஹைடுகள் எளிதில் ஆவியாகும் தன்மையுள்ளவையாதலால் இவற்றைப் பிரித்தல் எளிதாகிறது.

கீட்டோன்களை ஆக்சிகரணிப்பது சிரமமாதலால் அவைகளைத் தயாரிக்கும்பொழுது இத்தகைய எச்சரிக்கைகள் அவசியமில்லை.

அட்டவணை

பெயர்	ரசாயன அமைப்பு	உருகு நிலை	கொதி நிலை	குறிப்பு
பார்மால்டிஹைடு	H CHO	–92°	–11°	ஆக்சிகரணத்தால் பார்மிக அமிலம் உண்டாகிறது.
அசிட்டால்ஹைடு	CH3 CHO	–123°	+20.8°	ஆக்சிகரணத்தால் அசிட்டிக அமிலம் உண்டாகிறது.
அக்ரோலின்	CH2=CH CHO	–88°	+52.5°	அபூரித நிலையிலுள்ளது.
ஒயின் தால் (ஹெப்டால் டிஹைடு)	CH3 (CH2)5 CHO	–45°	+155°
பென்சால்டிஹைடு	C6H5 CHO	–56°	+179°	அரோமாடிக இனம் இயற்கையில் கிடைக்கும்.
வானிலீன்	C6H3(OH)(2)(OCH5) (3)(CHO)(5)	+36°	+263°	இயற்கையில் கிடைக்கும்.
பிப்பரோனால்	C6H3(O)(2)CH2(O)(3)(CHO)(5)	80–81°	170/15மி.மி.	இயற்கையில் கிடைக்கும்.
அசிட்டோன்	CH3.CO.CH3	–95°	+56°	சாமானிய கீட்டோன்.
மெதில்எதில் கீட்டோன்	CH3.CO.C2H5	–86°	+80°	அலிபாடிகக் கலப்பு.
அசிட்டோ பினோன்	CH3.CO.C6H5	–20°	+202°	அலிபாடிக அரோமாடிகக் கலப்பு இயற்கையில் கிடைக்கும்.
பென்சோ பினோன்	C6H5.CO.C6H5	+48°	+305°	அரோமாடிகச் சமச் சீர்.
டை அசிட்டைல்	CH3.CO.CO.CH3		+89°	இரட்டைக் கீட்டோன் இயற்கையில் கிடைக்கும்.

மேலே சொன்ன ஆல்கஹால்கள் ஆக்சிகரணிகள் உதவியின்றி உயர்ந்த வெப்பநிலையில் (சுமார் 200°–300°)தகுந்த ஊக்கிகளின் உதவியால் ஹைடிரஜனை இழந்து ஆல்டிஹைடுகளாகவும் கீட்டோன்களாகவும் மாறுகின்றன.

R.CH₂.OH →/← RCHO + H₂.

R1 /R2

—— / ——

CH.OH

→/←

R1 / R2

—— /——

C=O+H2

ஆராய்ச்சிச் சாலையில் ஆல்டிஹைடுகளையோ கீட்டோன்களையோ இம்முறையில் தயாரிப்பதற்கான ஏற்பாடு அடுத்த பக்கத்தில் வரும் படத்தின் மூலம் விளக்கப்பட்டிருக்கிறது. செம்பும் செம்புக்குரோமைட்டும் ஊக்கிகளாகப் பயன்படுகின்றன. இவ்வழியில், பார்மால்டிஹைடு, அசிட்டால்டிஹைடு, அசிட்டோன், சுற்று ஹெக்சனோன் முதலிய எளிதில் ஆவியாகும் பொருள்கள் தொழில் முறையில் தயாரிக்கப்படுகின்றன. இந்த மாறுபாடு மேலே காட்டப்பட்டிருப்பது போல் ஒரு மீளும் மாறுபாடு. உயர்ந்த வெப்ப நிலைகளில் இடப்பக்கத்திலிருந்து வலப்பக்கம் செல்லும் மாறுபாடும் குறைந்த வெப்ப நிலைகளில் எதிரான மாறுபாடும் ஏற்படுகின்றன.

2. கார்பாக்சிலிக அமிலங்களின் கால்ஷிய உப்புக்களைத் தனியே வறட்சியில் வாலை வடித்துக் கீட்டோன்களையும், கால்ஷியம் பார்மேட்டுடன் கலந்து வாலை வடித்து ஆல்டிஹைடுகளையும் பெறலாம். கால்ஷிய உப்புக்களுக்குப் பதில் பேரியம், மாங்கனீஸ், தோரியம் போன்ற உலோகங்களின் உப்புக்களையும் இம்முறையில் பயனாக்கலாம்.

உப்புக்களை உபயோகிப்பதற்குப் பதிலாக மேற்சொன்ன உலோகங்களின் சூடேற்றப்பட்ட ஆக்சைடுகளடங்கிய ஒரு குழாயின் வழியே அமிலங்களின் ஆவியைச் செலுத்துவதாலும் இதே மாறுபாடுகள் ஏற்படுகின்றன. வெகு நாட்களாகக் கால்சியம் அசிட்டேட்டை வறட்சியில் வாலைவடித்தே அசிட்டோன் தயாரிக்கப்பட்டு வந்தது. ஓர் உப்பைத் தனியாகச் சூடேற்றுவதால் ஒரு சமச்சீர் கீட்டோன் மட்டுமே உண்டாகிறது. (1) சம மூலக்கூறு அளவுகளில் இரு வேறுபட்ட உப்புக்களைச் சூடேற்றினால் மேலுள்ள சமன்பாடுகளில் இரண்டாவதில் உள்ளதுபோல் மூன்று கீட்டோன்களின் கலவை உண்டாகிறது. எனவே விளையும் பொருள்கள் எளிதில் பிரிக்கத் தக்கனவாக இருந்தாலன்றி இம்முறை கலப்புக் கீட்டோன்களைத் தயாரிக்க உசிதமானதன்று. உதாரணமாகப் பினைல் அசிட்டிக அமிலத்தையும் அசிட்டிக அமிலத்தையும் ஆவிநிலையில் சூடான தோரியம் ஆக்சைடு அடங்கிய குழாயில் செலுத்துவதால் மெதில் பென்சில் கீட்டோனைத் தயாரிக்கலாம்.

உண்டாகும் கீட்டோன்களில், அசிட்டோன் (கொ.நி.36°) மிகவும் எளிதில் ஆவியாவதாலும், டை பென்சில் கீட்டோன் (கொ.நி.200°/21மி.மீ.) பிறகே ஆவியாவதாலும் இவற்றை மெதில் பென்சில் கீட்டோனிலிருந்து (கொ.நி.110°-115°/21மி.மீ.) எளிதில் பிரிக்கலாம். ஆல்டிஹைடுகளைத் தயாரிப்பதிலும் மேற்கூறிய மூன்றாம் சமன்பாட்டில் உள்ளதுபோல் இம்மாதிரி ஒரு கலவைதான் உண்டாகிறது. கலவையிலுள்ள பார்மால்டிஸைடை ஆவியாக வெளியேற்றியபின், தங்கும் கீட்டோனையும் ஆல்டிஹைடையும் தகுந்த முறைகளில் தனித்தனியே பிரிக்கலாம்.

இரட்டை உப்புமூல அமிலங்களிலிருந்து அரோமாட்டிக் கீட்டோன்களைத் தயாரித்தல் இம்முறையைச் சார்ந்ததே. உதாரணமாக, சூபரிக அமிலத்திலிருந்து அதன் கால்சிய உப்பு மூலமாக சூப்ரோன் (சுற்று ஹெப்டனோன்) என்ற பொருளைத் தயாரிக்கலாம்.

பண்புகள் : இவ்வின வரிசைகளில் முதலாவதாக உள்ளவை தண்ணீரில் எளிதிற் கரையும் திரவங்கள். மூலக்கூறு நிறை ஏறஏற இவை உயர்ந்த கொதிநிலைகளுள்ள திரவங்களாகவும் திண்மங்களாகவும் ஆகின்றன. ஆல்டிஹைடுகளில் முதல் ஐந்தும் காரமான மணமுடையவை. பெரியதொடர் ஆல்டிஹைடுகள் நறுமண முடையவை. (CHO) தொகுதி 'மணத்தைத் தோற்றுவிக்கும் ஒரு தொகுதி. கீட்டோன்களில் சில நல்ல மணத்தையும் இன்னும் சில கெட்ட நாற்றத்தையும் பெற்றிருக்கின்றன.

ஆல்டிஹைடுகளும் கீட்டோன்களும்
ஊ : ஊக்கி. மி : மின் அடுப்பு. ஆ : ஆல்கஹால் த : வெப்பமானி. க: கந்தக அமிலம். பா : பொட்டாசியம் டைகுரோமேட்

ஹைடிரஜன், ஆல்டிஹைடுகளையும் கீட்டோன்களையும் ஆல்கஹால்களாகக் குறைக்கிறது. ஊக்கிகளின் உதவியால் நேரடியாகவோ, உலோகங்களை அமிலங்கள் அல்லது காரங்களுடன் வினைப்படுத்திப் பெறும் ஹைடிரஜனைக்கொண்டோ இந்த வினையை நிகழ்த்தலாம். அலுமினிய ஆல்காக்சைடுகளைக்கொண்டு கார்பனைல் தொகுதியை மட்டும் குறைக்கலாம். ஆல்டிஹைடுகளும் கீட்டோன்களும் தண்ணீருடன் கூடி நிலையற்ற ஹைடிரேட்டுக்களை அளிக்கின்றன.

இந்த ஹைடிரேட்டுக்கள் நிலையற்றவையான போதிலும் இவைகளின் ஆல்க்கில் ஈதர்களான 'அசிட்டால்கள்' (Acetals) நிலையுள்ளவை. இவை பூக்களின் மணமுள்ளவை. ஆல்டிஹைடுகளையும் கீட்டோன்களையும் அமிலங்களின் முன்னிலையில் ஆல்கஹால்களுடன் வினைப்படுத்துவதால் அசிட்டால்கள் உண்டாகின்றன.

எல்லா ஆல்டிஹைடுகளும், மெதில் கீட்டோன்களும் சோடியம் ஹைடிரஜன் சல்பைட்டுடன் கூடிப் படிக வடிவுள்ள திண்மங்களை அளிக்கும். இவை ஹைடிரஜன் சயனைடுடன் கூடித் தொகுப்பு ரசாயனத்திற்கு முக்கியமான சயன்ஹைடிரின்களாகின்றன.

சயன் ஹைடிரின்

அசிட்டால்டிஹைடு போன்ற சில சாமானிய ஆல்டிஹைடுகள் அம்மோனியாவுடன் கூடி ‘ஆல்டிஹைடு அம்மோனியா’ என்றழைக்கப்படும் பொருள்களாகின்றன. இவை நிலையானவை. ஆனால் பெரும்பான்மையான ஆல்டிஹைடுகளும் கீட்டோன்களும் சம்பந்தப்பட்டவரையில் இம் மாறுபாட்டைத் தொடர்ந்து சிக்கலான வேறு சில வேறுபாடுகளும் நிகழ்கின்றன.

இவை ஹைடிராக்சிலமீனுடன் வினைப்பட்டு, ஆக்சைம்களையும், பினைல் ஹைடிரசீனுடன் வினைப்பட்டுப் பினைல் ஹைடிரசோன்களையும், செமிகார்பசைடுகளுடன் வினைப்பட்டு செமிகார்பசோன்களையும் அளிக்கும்.

இம் மூன்று வகைப் பொருள்களும் படிக வடிவுளளவை. ஆல்டிஹைடுகளையும் கீட்டோன்களையும் தூய்மையாக்கவும், அவற்றின் அமைப்பை அறியவும் இவை பயனாகின்றன.

ஆல்டால் தொகுப்பு (Aldol Condensation). இரண்டு ஆல்டிஹைடு அல்லது கீட்டோன் மூலக்கூறுகளினிடையே கார ஊக்கிகளின் உதவியால் ஏற்படும் ஒரு மாறுதலுக்கு ஆல்டால் மாறுதல் என்று பெயர். இம்மாறுபாட்டில் ஒரு மூலக் கூற்றிலுள்ள கார்பனைல் தொகுதிக்கு அடுத்த கரியணுவுடன் கூடியுள்ள ஹைடிரஜன் அணு மற்ற மூலக்கூற்றின் கார்பனைல் தொகுதியிலுள்ள ஆக்சிஜன் அணுவுடன் கூடுகிறது. எஞ்சிய மற்றப் பாகம் இரட்டை இணைப்பின் மறு கோடியிலுள்ள கரியணுவுடன் கூடுகிறது. இப்படி ஆல்டிஹைடுகளினின்று தோன்றும் கூட்டுக்கள் பண்புகளில் ஆல்கஹால்களையும் ஆல்டிஹைடுகளையும் ஒத்திருப்பதால் 'ஆல்டால்கள்' என்றழைக்கப்படுகின்றன.

இப்படி ஏற்படும் பண்டங்கள் பெரும்பாலும் நிலையற்றவை. எனவே அவை மேலே காட்டப்பட்டிருப்பதுபோல் தண்ணீரை இழந்து அபூரிதப் பொருள்களாக மாறுகின்றன. தண்ணீரை ஏற்றுக் கொள்ளும் சக்தி வாய்ந்த கந்தகாமிலம் போன்ற பொருள்கள் இம் மாறுதலுக்கு ஊக்கிகளாக இயங்கும்.

ஆல்டிஹைடுகளுக்கும் கீட்டோன்களுக்கும் உள்ள வேறுபாடுகள்

1. ஆல்டிஹைடுகள் எளிதில் கூட்டுறுப்பாகுந் தன்மையுடையன (பார்க்க: பார்மால்டிஹைடு, அசிட்டால்டிஹைடு). கீட்டோன்களுக்கு இத்திறன் இல்லை. 2. ஆல்டிஹைடுகள் காரங்களுடன் கலந்திருக்கும் போதும், பீனால்களுடன் சேர்ந்தும் கெட்டியான பிசின்களாக மாறுகின்றன. கீட்டோன்கள் இவ்வித மாறுபாட்டில் ஈடுபடுவதில்லை. 3. ஆல்டிஹைடுகள் எளிதில் ஆக்சிகரணிக்கப்படுகின்றன. ஆக்சிகரணித்தலால் ஏற்படும் பொருளில் ஆல்டிஹைடைப் போல் சம எண்ணிக்கையுள்ள கரி அணுக்கள் இருக்கும்.

இப்பண்பின் காரணத்தால் ஆல்டிஹைடுகள் குறைப்பான்களாகப் பயன்படுகின்றன. ஆல்டிஹைடுகள் அம்மோனியாவுடன் கலந்த வெள்ளி நைட்ரேட்டுக் கரைவை வெள்ளியாகக் குறைக்கின்றன. இம் முறையால் கண்ணாடியில் பளபளப்பான வெள்ளிப் பூச்சை ஏற்றலாம். ஆல்டிஹைடுகள் நீல நிறமான பெலிங்க் கரைவை (Fehling's Solution) குறைத்துச் செந்நிறமான செம்பு ஆக்சைடு படிவைத் தரும்.

கீட்டோன்கள் எளிதில் ஆக்சிகரணிக்கப்படுவதில்லை. மிகுந்த வீரியமான ஆக்சிகரணிகளால் தங்களைவிடக் குறைந்த எண்ணிக்கையுள்ள அணுக்களைக் கொண்ட அமிலங்களின் கலவையாக இவை மாற்றப்படுகின்றன.

4. கந்தக டையாக்சைடால் நிறமிழந்த புக்சீன் (Fucsine) என்ற சாயக் கரைவுக்கு ஷிப்ஸ் வினைப்பொருள் எனப் பெயர். இத்துடன் ஆல்டிஹைடுகளைச் சேர்த்தால் மறுபடியும் சிவப்பு நிறம் தோன்றும். கீட்டோன்களைச் சேர்த்தால் மறுபடியும் சிவப்பு நிறம் தோன்றாது.

முக்கியமான ஆல்டிஹைடுகளும் கீட்டோன்களும் தனிக் கட்டுரைகளாகத் தரப்பட்டுள்ளன. ஏ. பி. ம.