甲醛 (Methanal)

甲醛(Methanal)
臺北市立第一女子高級中學二年級蔡沂儒/臺北市立第一女子高級中學化學科詹莉芬老師修改/國立臺灣師範大學化學系葉名倉教授責任編輯

1.簡介

2.甲醛的製備

工業上由甲醇在的催化劑（銀/鐵＋鉬氧化物/釩氧化物）混合高溫催化氧化製取。可以經由以下兩種途徑：
2CH₃OH＋O₂→2HCHO＋2H₂O
CH₃OH→HCHO＋H₂

3.化學性質及反應性

(1)甲醛的還原性很強，很容易被氧氣、過錳酸鉀等氧化劑氧化為甲酸(HCOOH)，普通的甲醛中就含有ppm含量的甲酸。也可以被還原為甲醇。

(2)甲醛是重要的有機合成前趨物
甲醛自身聚合生成三聚甲醛（1,3,6-三氧雜環己烷）和多聚甲醛。多聚甲醛可製成聚甲醛塑膠（POE，杜邦出產之Derlin）。多聚甲醛因為分解快速而稍具臭味，可用於燻煙消毒、殺菌。

三聚甲醛或多聚甲醛亦是實驗中提供甲醛的試劑。

三聚甲醛結構（下圖左）和多聚甲醛（下圖右）

甲醛與乙醛發生交叉坎尼扎羅 (Cannizzaro) 反應生成季戊四醇，季戊四醇是製取炸藥季戊四醇四硝酸酯(PentaErythritol TetraNitrate) 的原料。
[Cannizzaro reaction] 醛分子在強鹼存在下發生分子間氧化還原反應，產生醇及酸，舉例：

甲醛與酚類縮合生成酚醛樹脂。

甲醛與4-取代酚類反應生成杯芳烴。

杯芳烴屬於立體環狀結構有基化和物的統稱，1942年金克（Zinke，奥地利）首次合成得到，因其结構像一个酒杯而被古奇（C.D.Gutscht，美國）稱為杯芳烴。杯芳烴具有大小可調整環狀聚合時n的數值控制杯的直徑，有類似冠狀醚可”抓”適當大小分子的功能，如下圖為杯芳烴的基本結構，若n=4，R＝C (CH3)4，由於立體障礙，則可形成兩端口徑不一樣的杯芳烴！

甲醛與硫化氫反應生成三噻烷：
3HCHO＋3H₂S→(CH₂S)₃＋3H₂O

三噻烷 (1,3,5-Trithiane)有機合成反應中，三噻烷在適當條件下可以使R-X接上醛基形成R-CHO的常用化學試劑藥品，其結構如下：

甲醛是曼尼希 (Mannich) 反應中常用的醛。

[Mannich reaction] 甲醛、胺類（通常二級胺）、與羰基化合物三者反應形成β-胺基化合物的有機反應，反應式如下：

4.危險性

因為甲醛樹脂被用於各種建築材料，包括膠合板、毛毯、隔熱材料、木製產品、地板、煙草、裝修和裝飾材料，且因為甲醛樹脂會緩慢持續放出甲醛，因此甲醛成為常見的室內裝潢產生之空氣污染之一。甲醛一般會從源頭慢慢釋出，新製產品在最初數月內所釋出的甲醛量最高，一段時間後，釋出的甲醛量便會漸漸降低。

甲醛對皮膚及黏膜有刺激性作用，接觸過甲醛的皮膚可能出現過敏現象，嚴重者甚至會導致肝炎、肺炎及腎臟損害。甲醛在空氣中濃度超過 0.1 mg/m3 會導致眼睛和黏膜細胞的傷害。在體內，甲醛可能導致蛋白質不可逆的與DNA鍵結。

動物實驗顯示暴露在大劑量的甲醛中會使得鼻子與喉嚨致癌的機率增加。然而在大部份的建築內甲醛含量濃度不足以產生致癌性。美國國家環境保護局將甲醛分類為可能致癌物質，國際癌症研究機構 (IARC) 則將其分類為人類致癌物質。

一般的假酒中毒就是由於假酒中含有甲醇，其影響在於甲醇在肝臟中因酒精去氫酵素的催化作用，經由甲醛變成甲酸。甲醛毒性約為甲醇之33倍，甲酸則約甲醇的6倍。因此甲醛濃度累積過高對人體生理有高度傷害。

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參考資料
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