1.简介

甲醛 (Methanal)

2.甲醛的製备

工业上由甲醇在的催化剂(银/铁+钼氧化物/钒氧化物)混合高温催化氧化製取。可以经由以下两种途径:
2CH3OH+O2→2HCHO+2H2O
CH3OH→HCHO+H2

3.化学性质及反应性

(1)甲醛的还原性很强,很容易被氧气、过锰酸钾等氧化剂氧化为甲酸(HCOOH),普通的甲醛中就含有ppm含量的甲酸。也可以被还原为甲醇。

(2)甲醛是重要的有机合成前趋物
甲醛自身聚合生成三聚甲醛(1,3,6-三氧杂环己烷)和多聚甲醛。多聚甲醛可製成聚甲醛塑胶(POE,杜邦出产之Derlin)。多聚甲醛因为分解快速而稍具臭味,可用于燻烟消毒、杀菌。

三聚甲醛或多聚甲醛亦是实验中提供甲醛的试剂。

三聚甲醛结构(下图左)和多聚甲醛(下图右)

甲醛 (Methanal)
甲醛与乙醛发生交叉坎尼扎罗 (Cannizzaro) 反应生成季戊四醇,季戊四醇是製取炸药季戊四醇四硝酸酯(PentaErythritol TetraNitrate) 的原料。
[Cannizzaro reaction] 醛分子在强硷存在下发生分子间氧化还原反应,产生醇及酸,举例:

甲醛 (Methanal)

甲醛与酚类缩合生成酚醛树脂。

甲醛与4-取代酚类反应生成杯芳烃。

杯芳烃属于立体环状结构有基化和物的统称,1942年金克(Zinke,奥地利)首次合成得到,因其结构像一个酒杯而被古奇(C.D.Gutscht,美国)称为杯芳烃。杯芳烃具有大小可调整环状聚合时n的数值控制杯的直径,有类似冠状醚可”抓”适当大小分子的功能,如下图为杯芳烃的基本结构,若n=4,R=C (CH3)4,由于立体障碍,则可形成两端口径不一样的杯芳烃!

甲醛 (Methanal)

甲醛与硫化氢反应生成三噻烷:
3HCHO+3H2S→(CH2S)3+3H2O

三噻烷 (1,3,5-Trithiane)有机合成反应中,三噻烷在适当条件下可以使R-X接上醛基形成R-CHO的常用化学试剂药品,其结构如下:

甲醛 (Methanal)

甲醛是曼尼希 (Mannich) 反应中常用的醛。

[Mannich reaction] 甲醛、胺类(通常二级胺)、与羰基化合物三者反应形成β-胺基化合物的有机反应,反应式如下:

甲醛 (Methanal)

4.危险性

因为甲醛树脂被用于各种建筑材料,包括胶合板、毛毯、隔热材料、木製产品、地板、烟草、装修和装饰材料,且因为甲醛树脂会缓慢持续放出甲醛,因此甲醛成为常见的室内装潢产生之空气污染之一。甲醛一般会从源头慢慢释出,新製产品在最初数月内所释出的甲醛量最高,一段时间后,释出的甲醛量便会渐渐降低。

甲醛对皮肤及黏膜有刺激性作用,接触过甲醛的皮肤可能出现过敏现象,严重者甚至会导致肝炎、肺炎及肾脏损害。甲醛在空气中浓度超过 0.1 mg/m3 会导致眼睛和黏膜细胞的伤害。在体内,甲醛可能导致蛋白质不可逆的与DNA键结。

动物实验显示暴露在大剂量的甲醛中会使得鼻子与喉咙致癌的机率增加。然而在大部份的建筑内甲醛含量浓度不足以产生致癌性。美国国家环境保护局将甲醛分类为可能致癌物质,国际癌症研究机构 (IARC) 则将其分类为人类致癌物质。

一般的假酒中毒就是由于假酒中含有甲醇,其影响在于甲醇在肝脏中因酒精去氢酵素的催化作用,经由甲醛变成甲酸。甲醛毒性约为甲醇之33倍,甲酸则约甲醇的6倍。因此甲醛浓度累积过高对人体生理有高度伤害。


参考资料
1.http://zh.wikipedia.org/zh-tw/%E7%94%B2%E9%86%9B
2.http://zh.wikipedia.org/zh-tw/%E … 3%E5%8F%8D%E5%BA%94
3.http://zh.wikipedia.org/zh-tw/Cannizzaro%E5%8F%8D%E5%BA%94
4.http://zh.wikipedia.org/zh-tw/%E … C%E5%8F%8D%E5%BA%94
5.http://zh.wikipedia.org/zh-tw/%E4%BA%8C%E6%81%B6%E7%83%B7