Tilsætning af carbon nucleophiles
En lang række kulstofnukleofiler føjer til aldehyder, og sådanne reaktioner er af største betydning i syntetisk organisk kemi, fordi produktet er en kombination af to carbonskeletter. Organiske kemikere har været i stand til at samle næsten ethvert carbonskelettet, uanset hvor kompliceret, ved geniale anvendelser af disse reaktioner. En af de ældste og vigtigste er tilsætningen af Grignard-reagenser (RMgX, hvor X er et halogenatom). Den franske kemiker Victor Grignard vandt Nobelprisen i kemi i 1912 for opdagelsen af disse reagenser og deres reaktioner.
Tilsætning af et Grignard-reagens til et aldehyd efterfulgt af forsuring i vandig syre giver en alkohol. Tilsætning til formaldehyd giver en primær alkohol. Tilsætning til et andet aldehyd end formaldehyd giver en sekundær alkohol.
En anden carbonnukleofil er cyanidion, CN -, som reagerer med aldehyder for at give efter syrning cyanohydriner, forbindelser, der indeholder en OH- og CN-gruppe på det samme carbonatom.
Benzaldehyd cyanohydrin (mandelonitril) giver et interessant eksempel på en kemisk forsvarsmekanisme i den biologiske verden. Dette stof syntetiseres af tusinder (Apheloria corrugata) og opbevares i specielle kirtler. Når et tusenbein trues, udskilles cyanohydrinet fra sin lagerkirtel og gennemgår enzymkatalyseret dissociation for at producere brintcyanid (HCN). Millipede frigiver derefter HCN-gassen i det omgivende miljø for at afværge rovdyr. Mængden af HCN, der udsendes af et enkelt millipede, er tilstrækkelig til at dræbe en lille mus. Mandelonitril findes også i bitre mandler og ferskengrove. Dets funktion der er ukendt.
Andre vigtige reaktioner i denne kategori inkluderer Knoevenagel-reaktionen, hvor carbonnukleofilen er en ester med mindst et a-hydrogen. I nærvær af en stærk base mister esteren et a-hydrogen for at give et negativt ladet carbon, der derefter tilføjer carbonyl-carbonet i et aldehyd. Forsuring efterfulgt af tab af et vandmolekyle giver en a, ß-umættet ester.
En anden tillægsreaktion, der involverer en kulstofnukleofil, er Wittig-reaktionen, hvor et aldehyd reagerer med en phosphoran (også kaldet et phosphorylid) for at give en forbindelse, der indeholder en carbon-carbon-dobbeltbinding. Resultatet af en Wittig-reaktion er udskiftningen af carbonyloxygenet af et aldehyd med den carbongruppe, der er bundet til fosfor. Den tyske kemiker Georg Wittig delte 1979 Nobelprisen i kemi for opdagelsen af denne reaktion og udviklingen af dens anvendelse i syntetisk organisk kemi.
Forbindelser indeholdende en trimethylsilylgruppe (-SiMe 3, hvor Me er methylgruppen, -CH 3) og en lithium (Li) atom på samme carbonatom reagere med aldehyder i den såkaldte Peterson-reaktion til opnåelse af de samme produkter, der ville opnås ved en tilsvarende Wittig-reaktion.
Forskydning ved a-carbon
α-Halogenering
En α-hydrogen af et aldehyd kan erstattes af en chlor (Cl), brom (Br) eller iod (I) atom når forbindelsen behandles med Cl 2, Br 2, eller I 2 henholdsvis enten uden en katalysator eller i nærvær af en sur katalysator.
Reaktionen kan let stoppes, når kun et halogenatom er tilsat. α-Halogenering finder faktisk sted på enolformen (se ovenfor Egenskaber ved aldehyder: Tautomerisme) af aldehydet snarere end på selve aldehydet. Den samme reaktion finder sted, hvis der tilføjes en base, men så kan den ikke standses, før alle a-halogener, der er bundet til det samme carbon, er erstattet af halogenatomer. Hvis der er tre a-hydrogenatomer på samme carbonatom, reaktionen går et skridt videre, hvilket resulterer i spaltning af en X 3 C - ion (hvor X er et halogen) og dannelsen af saltet af en carboxylsyre.
Denne reaktion kaldes haloform reaktionen fordi X 3 C - ionerne reagerer med vand eller en anden syre til stede i systemet til fremstilling af forbindelser med formen X 3 CH, som kaldes haloformer (fx CHC 3 kaldes chloroform).
