醛酮
第十一章 醛酮

O CH3 C CH2CHCH3
CH3
4 _ 甲 基 _ 2 _ 戊 酮
CH3COCHCO3CH
CH2CH=CH2
3_烯丙基_2,4 _戊二酮
O
= CH3 C CH C CH3
CH3
4 _ 甲 基 _ 3 _ 戊 烯 _ 2 _ 酮
O C CH CH3
CH3
2 _ 甲 基 _ 1 _ 环 己 基 _ 1 _ 丙 酮
8
O
CH3
C CH=C CH3
CH3
CH3
3 _ 甲 基 _ 1 _ 2 ' , 4 ' _ 二 甲 基 苯 基 _ 2 _ 丁 烯 _ 1 _ 酮
练习: 写出下列化合物的名称或结构式:
(1). H= C CCH 2CC = H CH HCH (2)O . C3HCC2HCC3H
C3H
OO
=
=
= =
R C OH M 3 O +R C g O X 3 ° 醇 H
R
RR ' '
RR ' '
例:选择适当的原料合成2-甲基-2-戊醇。
24
4、与醇的加成反应
R H CO+
( R' )
无水HCR l OH
R''OH
C
H OR''
( R' )
R''OH R C OR''+H2O 干HCH l OR''
( R' )
OH
(C3H)2CC2H NH 2
OH
20
2、与饱和亚硫酸氢钠的加成反应
醇 钠 O C O+NaO-S-OH C ONa
有机化学 第十一章 醛酮(1)

E1
E2
19
四. 化学性质(C.P.)
结构分析 讨论1: 比较苯酚C-O与醛酮C=O的结构? C杂化形式 苯酚 醛酮 sp2 sp2 O杂化形式 sp2 sp2(国外)
H H
C O
H
C O
H
20
结构分析 讨论1: 比较苯酚C-O与醛酮C=O的结构?
H
H
C O
H
+
-
C O
H
C
H
O
H
O O CH3 C CH2 C CH3
14
2. 命名
普通命名法
醛:αβγδ… 标记取代基位置
CH3CHCH2CHO CH3 CH3OCH2CH2CH2CHO CH=CHCHO
-甲基丁醛
γ-甲氧基丁醛
-苯基丙烯醛
酮:某某基酮(与醚相似)
O CH 3 C HC CH 3
O CH2 CH C CH3
O C CH3
CH3
甲基异丙基酮
甲基乙烯基酮
苯基甲基酮 15
2. 命名
系统命名法
脂肪醛酮:选含羰基(位次小)的最长C链为母体,称某醛(酮);
O CH3CH2CHCH2C CH2CH3 CH3
5-甲基-3-庚酮
当主链中有 C=C 时,称烯醛或烯酮;
O CH2 CH C CH3
O (CH3)2CHCHCH=CHCCH3 Cl 6-甲基-5-氯-3-庚烯-2-酮
加酸反应速率减小,加入大量酸,放许多天也不反应。
● 反应条件:碱催化
● 增碳的反应:制备增1个C的羧酸
● 范围: 醛、大多数甲基酮
28
(一) 羰基的亲核加成 1. 与氢氰酸加成
醛酮知识要点—邢其毅基础有机化学

醛酮知识要点—邢其毅基础有机化学醛酮是有机化合物中常见的一类官能团,具有广泛的应用和重要的地位。
在邢其毅基础有机化学中,我们需要掌握醛酮的结构与性质、合成方法以及相关反应等知识要点。
本文将从这几个方面进行详细的阐述。
一、醛酮的结构与性质:醛酮是一类含有羰基的化合物,其中醛代表羰基的碳原子上连接有至少一个氢原子,而酮代表羰基的碳原子上连接有两个有机基团。
醛酮的羰基碳原子上还可以有其他取代基,这使得醛酮的结构多样性较高。
醛酮的羰基碳原子具有亲电性,因此容易受到亲核试剂的攻击。
此外,醛酮的羰基碳原子还可以通过质子转移反应,参与有机合成中的重要步骤。
二、醛酮的合成方法:1. 醛酮的氧化还原反应:醛酮可以通过将醛或酮经过氧化还原反应来合成。
例如,醛可以被氧化成相应的羧酸,然后再还原成醛酮。
此外,酮也可以通过还原成醇,然后再氧化成醛酮。
2. 反应的亲核试剂攻击:醛酮的羰基碳原子可以被亲核试剂攻击,形成加成产物,然后通过质子转移反应生成醛酮。
常见的亲核试剂包括水、醇、胺等。
3. 氰化反应:醛酮可以和氰化物反应生成氰醇盐,然后再发生质子转移反应生成醛酮。
这是一种常用的合成醛酮的方法。
三、醛酮的相关反应:1. 氧化反应:醛酮可以被氧化成相应的羧酸。
常用的氧化剂包括KMnO4、CrO3等。
2. 质子转移反应:醛酮的羰基碳原子上的氢可以通过质子转移反应发生变化,生成醇或羧酸。
3. 加成反应:醛酮的羰基碳原子可以被亲核试剂攻击,形成加成产物。
例如,水的加成反应生成醇,胺的加成反应生成亚胺等。
4. 消除反应:醛酮的羰基碳原子与邻位或相邻的碳原子发生消除反应,生成不饱和化合物。
四、醛酮在有机合成中的应用:醛酮是有机合成中常用的中间体,广泛应用于各个领域。
例如,在药物合成中,醛酮作为重要的中间体参与多步合成反应,构建复杂的有机结构。
此外,醛酮的还原反应也可以用于合成醇化合物。
结论:醛酮作为基础有机化学中的重要内容,掌握其结构与性质、合成方法以及相关反应是我们在有机化学学习中的基础要点。
鉴别醛酮的5种方法

鉴别醛酮的5种方法
一、法士定试验
对醛和酮来说,法士定试验都可以进行检测。
当将法士定试剂滴入待检样品,醛会呈现出紫红色反应。
而酮则无色反应,从而区分。
二、费灵试验
费灵试验的原理是,含醛基团的物质能够还原铜离子,使它从二价变成一价。
结果呈现蓝色沉淀。
而酮类物质对该试剂无明显反应。
三、甲酮酸还原试验
对于醛和酮类物质,甲酮酸还原试验可以进行鉴别。
通常,将醛类溶液与甲酮酸混合后,常温下即可发生反应,生成氧化亚铁离子,溶液呈绿色。
而酮不还原甲酮酸,从而使得溶液无色。
四、氨基酸试验
氨基酸试验也是一种鉴别醛酮的方法。
醛能和氨基酸反应生成紫色物质,而酮则不能。
利用这个差异,我们可以鉴别出醛和酮。
五、甲基橙试验
甲基橙是一种酸性指示剂,用于鉴别醛和酮。
醛置于甲基橙溶液中会使溶液变红,而酮对甲基橙溶液无影响。
通过以上五种方法,我们可以有效地鉴别醛和酮。
醛 酮

结构,分类和命名醛和酮都是含有羰基官能团的化合物.当羰基与一个羟基和一个氢原子相结合时就是醛,醛基的简写为-CHO.若羰基与两个烃基相结合,就是酮,酮分子中的羰基叫做酮基.醛,酮的通式为:醛: 酮:结构:醛,酮羰基中的碳原子为SP2杂化,而氧原子则是末经杂化的.碳原子的三个SP2杂化轨道相互对称地分布在一个平面上,其中之一与氧原子的2P轨道在键轴方向重叠构成碳氧σ键.碳原子末参加杂化的2P轨道垂直于碳原子三个SP2杂化轨道所在的平面,与氧原子的另一个2P轨道平等重叠,形成π键,即碳氧双键也是由一个σ键和一个π键组成.由于氧原子的电负性比碳原子大,羰基中的π电子云就偏向于氧原子,羰基碳原子带上部分正电荷,而氧原子带上部分负电荷.分类:根据烃基的不同可以分为脂肪醛酮,芳香醛酮.根据羰基的个数可以分为一元醛酮,多元醛酮.命名:普通命名法:醛的命名与醇的习惯命名法相似,称某醛.如:CH3CH2OH CH3CHO乙醇乙醛CH3CH(CH3)CH2OH CH3CH(CH3)CHO异丁醇异丁醛脂肪酮则按酮基所连接的两个烃基而称为某(基)某(基)酮.例如:CH3OCH3 CH3COCH3甲醚二甲酮CH3OCH2CH3 CH3COCH2CH3甲乙醚甲乙酮系统命名法:选择含有羰基的最长碳链作为主链,称为某醛或某酮.由于醛基是一价原子团,必在链端,命名时不必用数字标明其位置.酮基的位置则需用数字标明,写在\"某酮\"之前,并用数字标明侧链所在的位置及个数,写在母体名称之前.例如:CH3CH(CH3)CHO CH3CH2COCH(CH3)CH2CH32-甲基丙醛4-甲基-3-已酮CH3CH═CHCHO CH3CH(CH3)CH═CHCOCH32-丁烯醛5-甲基-3-已烯-2-酮环已基甲醛3-甲基环已酮3-苯丙烯醛1-苯-2-丁酮醛酮命名时习惯上还采用希腊字母α,β,γ等,α碳指与醛基或酮基直接相连的碳原子.例如:CH3CH2CH2CH(CH3)CHO α-甲基戊醛醛和酮的制法醇氧化法伯醇和仲醇氧化可分别得到醛或酮.例如:CH3CH2CH2OH + K2Cr2O7 + H2SO4 CH3CH2CHO实验室中常用的氧化剂是重铬酸钾与稀硫酸或铬酐与吡啶等.因醛比醇更容易氧化,为避免生成的醛进一步氧化成羧酸,应将生成的羧酸尽快与氧化剂分离.酮不易继续氧化,无需立即分离.例如:+ K2Cr2O7 + H2SO4工业上把醇的蒸气通过加热的铜或银等催化剂,发生脱氢生成相应的醛或酮.例如:CH3CH2OH CH3CHO + H2另一种从醇氧化制备酮的方法就是欧芬脑尔氧化法,它是从不饱和醇制备不饱和酮的良好方法.它是把仲醇,叔丁醇铝(或异丙醇铝)与丙酮一起加热回流,仲醇脱去氢,被氧化成相应的酮,而丙酮被还原为异丙醇,并且只氧化羟基成羰基,碳碳双键不受影响.反应通式如下:醛和酮也可由烯烃双键氧化断裂制备,尤其是臭氧化还原后可制得两分子的羰基化合物.例如:CH3CH2CH═C(CH3)CH2CH3 CH3CH2CHO + CH3COCH2CH3炔烃水合法炔烃进行水合时产生不稳定的中间体烯醇,后者重排可得到相应的酮.反应在汞盐和硫酸催化下进行.例如:CH3(CH2)3C≡CH CH3(CH2)3COCH34,直接羰基化法傅-克酰基化反应:在芳烃一章已经讨论过这一反应.例如:+ CH3CH2CH2COCl盖特曼-柯赫合成法:以一氧化碳及干燥氯化氢为原料,在无水三氯化铝及氯化亚铜存在下引入醛基的反应称为盖特曼-柯赫反应.例如:+ CO + HCl物理性质状态:甲醛在室温下为气体,市售的福尔马林是40℅的甲醛水溶液.除甲醛为气体外,12个碳原子以下的脂肪醛,酮均为液体.高级脂肪醛,酮和芳香酮多为固体.水溶性:低级的醛,酮易溶于水.这是由于醛,酮可与水分子形成分子间氢键之故.当分子中烃基的部分增大时,水溶性迅速下降,含6个碳原子以上的醛,酮几乎不溶于水.四,化学性质亲核加成反应醛,酮羰基与碳碳双键一样也是由一个σ键和一个π键组成.由于羰基中氧原子的电负性比碳原子大,π电子云偏向于电负性较大的氧原子,使得氧原子带上部分负电荷,碳原子带上部分正电荷.由于氧原子容纳负电荷的能力较碳原子容纳正电荷的能力大,故发生加成反应时,应是带有一对末共用电子对的亲核试剂(可以是负离子或带有末共有电子对的中性分子)提供一对电子进攻带部分正电荷的羰基碳原子,生成氧负离子.即羰基上的加成反应决定反应速度的一步是由亲核试剂进攻引起的,故羰基的加成反应称为亲核加成反应.与氢氰酸加成醛,脂肪族甲基酮及8个碳以下的环酮能与氢氰酸发生加成反应生成α-氰醇.反应通式为:+ HCN丙酮与氢氰酸作用,无碱存在时,3-4内只有一半反应物作用掉.但如加一滴氢氧化钾,则反应2分钟内即完成.若加入酸,反应速度减慢,加入大量的酸,放置几天也不发生作用.根据以上事实可以推论,在醛,酮与氢氰酸加成反应中,真正起作用的是氰基负离子这一亲核试剂.碱的加入增加了反应体系的氰基负离子浓度,酸的加入则降低了氰基负离子浓度,这是由于弱酸氢氰酸在溶液中存在下面的平衡.HCN CN— + H+醛,酮与亲核试剂的加成反应都是试剂中带负电部分首先向羰基带正电荷碳原子进攻,生成氧负离子,然后试剂中带正电荷部分加到氧负离子上去.在这两步反应中,第一步需共价键异裂,是反应慢的一步,是决定反应速度的一步.可用通式表示如下:+ : Nu—不同结构的醛,酮进行亲核加成反应的难易程度不同,其由易到难的顺序为:HCHO > RCHO > RCOCH3 > RCOR影响醛酮亲核加成反应的速度的因素有两方面,其一是电性因素,烷基是供电子基,与羰基碳原子连接的烷基会使羰基碳原子的正电性下降,对亲核加成不利.其二是立体因素,当烷基与羰基相连,不但降低羰基碳的正电性,而且烷基的空间阻碍作用,也不便于亲核试剂接近羰基,不利于亲核加成反应的进行.2,与亚硫酸氢钠加成醛,甲基酮以及环酮可与亚硫酸氢钠的饱和溶液发生加成反应,生成α-羟基磺酸钠,它不溶于饱和的亚硫酸氢钠溶液中而析出结晶.+ NaHSO3 ↓本加成反应可用来鉴别醛,脂肪族甲基酮和8个碳原子以下的环酮.由于反应为可逆反应,加成物α-羟基磺酸钠遇酸或碱,又可恢复成原来的醛和酮,故可利用这一性质分离和提纯醛酮.3,与醇加成在干燥氯化氢或浓硫酸作用下,一分子醛和一分子醇发生加成反应,生成半缩醛.例如:CH3CH2CHO + CH3OH CH3CH2CH(OH)OCH3半缩醛一般不稳定,它可继续与一分子醇反应,两者之间脱去一分子水,而生成稳定的缩醛.在结构上,缩醛跟醚的结构相似,对碱和氧化剂是稳定的,对稀酸敏感可水解成原来的醛.RCH(OR)2 + H2O RCHO在有机合成中可利用这一性质保护活泼的醛基.例如由对羟基环已基甲醛合成对醛基环已酮时,若不将醛基保护起来,当用高锰酸钾氧化时,醛基也会被氧化成羧酸.+ CH3OH与格氏试剂加成醛,酮与格氏试剂加成,加成产物不必分离,而直接水解可制得相应的醇.格氏试剂与甲醛作用生成伯醇,生成的醇比用作原料的格氏试剂多一个碳原子.HCHO + RMgX RCH2OMgX + H2O RCH2OH格氏试剂与其它醛作用生成仲醇.例如:RCHO + RMgX R2CHOMgX + H2O R2CHOH格氏试剂与酮作用生成叔醇.例如:RCOR + RMgX R3COMgX + H2O R3COH与氨的衍生物加成氨的衍生物可以是伯胺,羟胺,肼,苯肼,2,4-二硝基苯肼以及氨基脲.醛,酮能与氨的衍生物发生加成作用,反应并不停留在加成一步,加成产物相继发生脱水形成含碳氮双键的化合物.反应式如下:+ H2N—R+ H2NOH+ H2NNH2++ H2NNHCONH2上述的氨衍生物可用于检查羰基的存在,又叫羰基试剂.特别是2,4-二硝基苯肼几乎能与所有的醛,酮迅速反应,生成橙黄色或橙红色的结晶,常用来鉴别.6,与魏悌锡试剂加成魏惕锡试剂是由亲核性的三苯基膦(C6H5)3P与卤代烷进行亲核取代反应制得的膦盐,再用强碱例如苯基锂处理除去α-氢而制得.醛,酮与魏悌锡试剂作用脱去一分子氧化三苯基膦生成烯烃,称为魏悌锡反应.反应通式为:+应用魏悌锡反应制备烯烃条件温和,双键位置确定.例如合成亚甲基环已烷,若采用醇脱水的方法难以得到.α-活泼氢的反应醛酮α-碳原子上的氢原子受羰基的影响变得活泼.这是由于羰基的吸电子性使α-碳上的α-H键极性增强,氢原子有变成质子离去的倾向.或者说α-碳原子上的碳氢σ键与羰基中的π键形成σ-π共轭(超共轭效应),也加强了α-碳原子上的氢原子解离成质子的倾向.1,卤代和卤仿反应醛,酮可以和卤素发生卤代反应.在酸的存在下,卤代反应可控制在一卤代产物.+ Br2在碱性催化下,卤代反应不能控制在一卤代产物,而是生成多卤代产物.α-碳原子上连有三个氢原子的醛酮,例如,乙醛和甲基酮,能与卤素的碱性溶液作用,生成三卤代物.三卤代物在碱性溶液中不稳定,立即分解成三卤甲烷和羧酸盐,这就是卤仿反应.常用的卤素是碘,反应产物为碘仿,上述反应就称为碘仿反应.碘仿是淡黄色结晶,容易识别,故碘仿反应常用来鉴别乙醛和甲基酮.次碘酸钠也是氧化剂,可把乙醇及具有CH3CH(OH)—结构的仲醇分别氧化成相应的乙醛或甲基酮,故也可发生碘仿反应.羟醛缩合反应在稀碱的催化下,一分子醛因失去α-氢原子而生成的碳负离子加到另一分子醛的羰基碳原子上,而氢原子则加到氧原子上,生成β-羟基醛,这一反应就是羟醛缩合反应.它是增长碳链的一种方法.例如:CH3CHO + CH3CHO CH3CH(OH)CH2CHO若生成的β-羟基醛仍有α-H时,则受热或在酸作用下脱水生成α,β-不饱和醛.CH3CH(OH)CH2CHO CH3CH═CHCHO酮也能发生醇酮缩合反应,但平衡不利于醇酮的生成.例如丙酮的醇酮缩合需在氢氧化钡的催化下,并采用特殊设备将生成的产物及时分出,使用权平衡向生成产物的方向移动.当两种不同的含α-H的醛(或酮)在稀碱作用下发生醇醛(或酮)缩合反应时,由于交叉缩合的结果会得到4种不同的产物,分离困难,意义不大.若选用一种不含α-H的醛和一种含α-H的醛进行缩合,控制反应条件可和到单一产物.例如:HCHO + (CH3)2CHCHO HOCH2C(CH3)2CHO由芳香醛和脂肪醛酮通过交叉缩合制得α,β-不饱和醛酮,称克莱森-斯密特反应.例如:+ CH3COCH3醇醛缩合反应若在分子内进行则生成环状化合物,是生成环化合物的重要方法.如:(三)氧化与还原反应1,氧化反应醛由于其羰基上连有氢原子,很容易被氧化,不但可被强的氧化剂高锰酸钾等氧化,也可被弱的氧化剂如托伦试剂和斐林试剂所氧化,生成含相同数碳原子的羧酸,而酮却不被氧化.托伦试剂是由氢氧化银和氨水制得的无色溶液.托伦试剂与醛共热,醛被氧化成羧酸而弱氧化剂中的银被还原成金属银析出.若反应试管干净,银可以在试管壁上生成明亮的银境,故又称银境反应. RCHO + *Ag(NH3)2++ RCOONH4 + Ag↓ + NH3 + H2O斐林试剂是由硫酸铜和洒石酸钾钠的氢氧化钠溶液配制而成的深蓝色二价铜络合物,与醛共热则被还原成砖红色的氧化亚铜沉淀.RCHO + Cu2+ + NaOH + H2O RCOONa + Cu2O↓甲醛与斐林试剂作用,有铜析出可生成铜境,故此反应又称铜境反应.HCHO + Cu2+ + NaOH + H2O HCOONa + Cu↓利用托伦试剂可把醛与酮区别开来.但芳醛不与斐林试剂作用,因此,利用斐林试剂可把脂肪醛和芳香醛区别开来.2,还原反应采用不同的还原剂,可将醛酮分子中的羰基还原成羟基,也可以脱氧还原成亚甲基.(1)羰基还原成醇羟基醛酮羰基在催化剂铂,镉,镍等存在下,可催化加氢,将羰基还原成羟基.若分子结构中有碳碳双键也同时被还原.如:CH3CH═CHCHO + H2 CH3CH2CH2CH2OH用金属氢化物如硼氢化钠,氢化锂铝等则只选择性地把羰基还原成羟基,而分子中的碳碳双键不被还原,例如:CH3CH═CHCH2CHO CH3CH═CHCH2CH2OH(2)羰基还原成亚甲基醛,酮与锌汞齐及浓盐酸回流反应,羰基被还原成亚甲基,这一反应称为克莱门森还原.例如:+ HCl(3)康尼查罗反应没有α-氢原子的醛在浓碱作用下发生醛分子之间的氧化还原反应,即一分子醛被还原成醇,另一分子醛被氧化成羧酸,这一反应称为康尼查罗反应,属歧化反应.例如:2HCHO + NaOH(浓) CH3OH + HCOONa如果是两种不含α-H的醛在浓碱条件下作用,若两种醛其中一种是甲醛,由于甲醛是还原性最强的醛,所以总是甲醛被氧化成酸而另一醛被还原成醇.这一特性使得该反应成为一种有用的合成方法. + HCHO + NaOH(浓) + HCOONa+ HCHO + NaOH + HCOONa(四)与品红亚硫酸试剂的显色反应把二氧化硫通入红色的品红水溶液中,至红色刚好消失,所得的溶液称为品红亚硫酸试剂,又称希夫试剂.醛与希夫试剂作用显紫红色,酮则不显色,故可用于区别醛和酮.五,重要的醛和酮1,甲醛又名蚁醛.甲醛在常温下是气体,易溶于水.它有杀菌防腐能力.福尔马林是40℅甲醛水溶液,用作消毒剂和防腐剂.甲醛溶液与氨共同蒸发,生成环六亚甲基四胺,药名为乌洛托品.乌洛托品为白色结晶粉末,易溶于水,在医药上用作利尿剂及尿道消毒剂.2,乙醛是无色,有刺激臭味,易挥发的液体,可溶于水,乙醇,乙醚中.三氯乙醛是乙醛的一个重要衍生物,是由乙醇与氯气作用而得.三氯乙醛由于三个氯原子的吸电子效应,使羰基活性大为提高,可与水形成稳定的水合物,称为水合三氯乙醛,简称水合氯醛.其10℅水溶液在临床上作为长时间作用的催眠药,用于失眠,烦躁不安等.3,苯甲醛为无色液体,微溶于水,易溶于乙醇和乙醚中.苯甲醛易被空气中的氧氧化成白色的苯甲酸固体.4,丙酮为无色易挥发易燃的液体,具有特殊的气味,与极性及非极性液体均能混溶,与水能以任何比例混溶.6,丙烯醛是无色有刺激性的挥发性液体,脂肪过热时所产生的刺激性气味是由于其甘油成分变成丙烯醛之故.。
醛酮的概述

醛、酮的概述1.醛、酮的概述 (1)醛、酮的概念物质 概念表示方法 醛 由烃基或氢原子与醛基相连而构成的化合物 RCHO酮羰基与两个烃基相连而构成的化合物(2)醛的分类醛⎩⎪⎨⎪⎧按烃基⎩⎨⎧脂肪醛⎩⎪⎨⎪⎧饱和脂肪醛不饱和脂肪醛芳香醛按醛基数⎩⎪⎨⎪⎧一元醛(甲醛、乙醛、苯甲醛)二元醛(乙二醛)……饱和一元醛的通式:C n H 2n O(n ≥1),饱和一元酮的通式:C n H 2n O(n ≥3)。
2.常见的醛、酮及物理性质名称 结构简式 状态 气味 溶解性 甲醛(蚁醛) HCHO 气体 刺激性 易溶于水 乙醛 CH 3CHO液体 刺激性 与水以任意比互溶 丙酮液体特殊气味与水以任意比互溶3.醛、酮的化学性质(1)醛类的氧化反应(以乙醛为例)①银镜反应:CH 3CHO +2Ag(NH 3)2OH ――→△CH 3COONH 4+2Ag ↓+3NH 3+H 2O ②与新制Cu(OH)2反应:CH 3CHO +2Cu(OH)2+NaOH ――→△CH 3COONa +Cu 2O ↓+3H 2O (2)醛、酮的还原反应(催化加氢)+H 2――→催化剂△(3)醛、酮与具有极性键共价分子的羰基加成反应:(1)凡是能发生银镜反应的有机物都是醛(×)错因:含醛基的有机物不一定属于醛类,如葡萄糖、甲酸酯类。
(2)甲醛是常温下唯一呈气态的烃的含氧衍生物(√)(3)丙醛和丙酮互为同分异构体,不能用核磁共振氢谱鉴别(×)错因:丙醛中有3种不同化学环境的氢原子,丙酮中含有1种氢原子,可以鉴别。
(4)醛类物质发生银镜反应或与新制Cu(OH)2的反应均需在碱性条件下(√)1.甲醛分子中可看作有两个醛基,按要求解答下列问题:(1)写出碱性条件下,甲醛与足量银氨溶液反应的离子方程式:______________________。
(2)计算含有0.30 g 甲醛的水溶液与过量银氨溶液充分反应,生成的银质量为_____________。
有机化学 第十一章 醛酮

O CCH3
山东科技大学
王鹏
化学与环境工程学院
11.3 醛酮的制备
丁酮的1H NMR谱图:
单峰
三重峰
四重峰
山东科技大学
王鹏
化学与环境工程学院
11.6 醛和酮的化学性质
醛和酮的反应部位:
氧化还原反应
亲核加成反应
O C C R (H) H
α-氢的反应
山东科技大学
王鹏
化学与环境工程学院
• 碳负离子 • 氧负离子 • 氮负离子 • 硫负离子
山东科技大学
王鹏
化学与环境工程学院
11.6.1 醛和酮的亲核加成
二、羰基与碳负电中心的加成
1. 与HCN的加成:
反应现象:
• 仅丙酮与氢氰酸混合,长时间加热仅得极少产物
• 加入极少量的碱,反应能迅速完成;而体系存在酸 时反应受到抑制,甚至不反应
δ+ Li
-n-BuH
H
+
_
(C6H5)3P CH2CH3Br
+ (C6H5)3P (C6H5)3P
_
CHCH3 Ylide CHCH3 磷 叶 立 德
• 磷叶立德可与羰基反应生成烯烃:
R1
Ph3P=CHR +
CO
R2
R1 C CHR
R2
山东科技大学
王鹏
化学与环境工程学院
11.6.1 醛和酮的亲核加成
CH3CH2CH2 C H
CH3
O CH
正丁醛
异戊醛
苯甲醛
酮:以甲酮作母体,“甲”字可省略
O
CH3 C CH2CH3
甲乙酮 甲基乙基(甲)酮
有机化学课件-11醛酮

R'
O2N
R C N NH
NO2
(2,4-二硝基苯腙)
H2N-B NH2NHCONH2 NH2C6H5
产物
R'
O
R C N NH C NH2 (缩氨脲)
R' R C N C6H5
(schiff碱)
由于氨的衍生物亲核性较强,除了空间位阻很大的酮(如二苯甲
酮等),几乎多数醛酮都可与氨衍生物发生加成-消去反应,产物
戊二醛
2,6-庚二酮
O
O
CH3 CCH2CH2CH2C H
CHO
COCH3
5-氧代己醛
CO2H
CO2H
对甲酰基苯甲酸 对乙酰基苯甲酸
三、物理性质:
(一)沸点: 分子间不能形成氢键,沸点远低于分子量相当的醇,但具有较大
的极性,沸点略大于RX;如:
CH3CHO
M
44
μ(D) 2.7
Bp℃ 20.2
CH3CH2OH CH3Cl
(三)亲核加成的立体化学(参见p616)
上方
R CO
R'
+ Nu-
Nu
R
R C O- + R' C O-
下方
R'
Nu
1.当醛酮羰基所在的平面为分子的对称面时,加非手性亲核试剂 时产物为外消旋体, 若加手性亲核试剂时,产物中新产生的C*构型R/S比例≠1;
例: H
OHC O + HCN
H3C
NC
H
H C OH + H3C C OH
H+ R C O + NaHSO3
R'
8种醛酮标准物质

八种醛酮标准物质
是指在化学分析中常用作参照的八种醛和酮化合物。
它们具有较高的稳定性和可靠性,可用于校准仪器、验证方法和评估实验室间的一致性。
这八种醛酮标准物质包括:
1. 甲醛(CH2O):是一种最简单的醛,常用作醛类的通用参照物。
2. 乙醛(CH3CHO):是一种常见的酮,具有较高的反应性,可用于评估氧化反应的效率。
3. 丙酮((CH3)2CO):是一种常用的酮类溶剂,可用于仪器校准和验证方法。
4. 丁酮((CH3)2COCH3):是一种酮类化合物,可用于评估酮类化合物的分析方法。
5. 戊醛(C5H10O):是一种高级醛,可用于评估醛类化合物的分析方法。
6. 己酮(C6H12O):是一种高级酮,可用于评估酮类化合物的分析方法。
7. 庚醛(C7H14O):是一种更高级的醛,可用于评估醛类化合物的分析方法。
8. 辛酮(C8H16O):是一种更高级的酮,可用于评估酮类化合物的分析方法。
这八种醛酮标准物质在化学分析领域具有广泛的应用,它们可以用于校准气体chromatography、liquid chromatography、mass spectrometry 等仪器,以及验证相关分析方法。
同时,它们还用于
实验室间的比对和质量控制,以确保分析结果的准确性和可靠性。
在实际应用中,可根据需要选择适当的标准物质,进行仪器校准和方法验证。
鉴别醛酮的5种方法

鉴别醛酮的5种方法醛酮是一类常见的有机化合物,其分子内含有醛基和酮基。
为了鉴别和确认醛酮化合物,在化学实验室中,可以采用多种方法进行测试。
下面将介绍五种常见的鉴别醛酮的方法。
1. 用2,4-二硝基苯肼(古登试剂)进行巴豆酮试验这种试剂可以检测醛酮的存在。
当巴豆酮与2,4-二硝基苯肼反应时,会形成红色或橙色的沉淀物。
这种反应只对醛酮具有选择性,因此可以用于鉴别醛酮化合物。
2. 进行加碱试剂测试对于醛酮化合物,当其与加碱试剂反应时,酮基会被氧化,生成酸根离子和酮醇。
这个反应产生的羧酸盐离子可以通过酸碱指示剂的颜色变化来检测。
醛基不参与这个反应,所以可以通过观察是否有颜色变化来判断化合物中是否存在醛酮。
3. 使用费林试剂进行羧肟试验费林试剂可以与醛酮中的酮基反应,生成羧肟化合物。
这种反应会导致溶液颜色的变化,由无色变为紫色或蓝色,可以用肉眼或分光光度计进行检测。
通过观察颜色变化,可以判断化合物中是否存在醛酮。
4. 应用苯肼试剂进行醛试验苯肼试剂可以与醛反应生成沉淀,从而鉴别醛酮化合物。
生成的沉淀物具有特定的颜色,可以通过观察溶液的颜色变化来判断化合物中是否存在醛酮。
5. 利用唐斯试剂进行酮试验唐斯试剂是用于鉴别醛酮化合物的一种常见试剂。
它可以与酮基反应,生成醇类产物。
这个反应产生的醇类具有特定的气味,可以通过嗅觉来判断化合物中是否存在醛酮。
综上所述,以上五种方法都是常用的鉴别醛酮的方法。
化学实验室中可以根据需要和实验条件选择适当的方法来进行鉴别。
在实际操作时,需要注意反应条件和试剂的选择,以确保获得准确可靠的结果。
这些方法为醛酮的鉴别分析提供了有效的指导,也为进一步的化学研究和工业应用提供了重要的基础。
醛酮知识点总结

醛酮知识点总结一、醛酮的命名和结构1. 命名规则醛酮的命名按IUPAC命名法,以醛和酮的系统命名为主。
醛的命名以碳链较长的端基为主,末端碳原子用“-al”结尾;酮的命名以主链中最长的含氧碳链为主,用“-one”结尾。
若有侧链,则用字母编号。
2. 结构醛酮分子中,碳原子与醛基碳原子和酮基碳原子之间是含有共振的双键结构,因此醛酮具有不饱和性,易发生亲电加成反应。
具体结构如下图所示:C=OR-R' R-C=O-R'这种结构使得醛酮具有一定的活性,容易发生各种化学反应。
二、醛酮的性质1. 物理性质醛酮在常温下为无色液体或固体,具有特殊的刺激性气味。
其沸点、熔点随分子结构的不同而异。
一般来说,醛的沸点较酮低,这是因为醛分子中带有极性较大的羰基,与酮相比更容易被分子间力拉扯。
2. 化学性质醛酮具有一定的活性,容易发生氧化、加成、缩合等化学反应。
具体包括:(1)加成反应:醛酮中羰基具有一定的亲电性,容易受到亲核试剂的攻击,发生加成反应。
(2)缩合反应:醛酮中含有极性双键,容易发生缩合反应,生成双醇或双醛。
(3)氧化反应:醛酮中的羰基具有一定的氧化性,容易被氧化剂氧化成醛酸。
(4)水合反应:醛酮中的羰基与水反应,形成亚醇或亚醛。
总的来说,醛酮的化学性质主要体现在其具有活性的羰基上,因此在有机合成和化工生产中具有广泛的用途。
三、醛酮的合成醛酮可以通过多种途径合成,包括氧化、加成、缩合等化学反应。
1. 从卤代烃氧化反应卤代烃可以与金属氧化剂(如KMnO4、K2Cr2O7等)反应生成醛或酮。
一般来说,卤代烃中的卤素被氧化成α-羟基,然后脱去水分子,生成醛或酮。
2. 从醛或酮的氧化还原反应醛或酮可以通过氧化还原反应生成醛或酮。
一般来说,醛在氧化条件下可以生成酸,然后还原成醛;而酮在氧化条件下可以生成酸,然后还原成酮。
3. 从醇的氧化反应醇可以通过氧化反应生成醛或酮。
一般来说,一度醇经过氧化反应生成醛,再经过进一步氧化生成酸;而二度醇可以直接生成酮。
醛酮

OH CH3
Br(CH2)3COCH3
由甲醛与Grignard试剂加成后水解生成伯醇,由其他
醛得到仲醇,由酮得到叔醇。
Mg Et2O (CH3)2C O
Br
MgBr
CH3 C CH3 OMgBr
H2O,H+
CH3 C CH3 OH
5 Wittig反应:羰基用Wittig试剂变为烯烃的反应 Wittig试剂也称为磷叶立德(ylide),是分子内相邻原子 翁盐。 上带有相反电荷的内钅 例如:
-H2O
+
ROH
OR C OR
C
OR
-H
+
反应特点:醛与过量的醇在H+ 催化下容易生成缩醛,
平衡常数较大,酮的平衡常数一般较小。
分子内有羟基的醛、酮也可以在分子内形成半缩醛。
CHO OH
HCl(g)
O
OH H
糖类的分子,常以环状半缩醛结构存在。
缩醛对碱、氧化剂、格氏试剂等都是稳定的,但在稀
CH3CH
CHCHO
O
根据烃基结构的不同:脂肪族醛酮,脂环族醛酮,芳
香族醛酮。
O
CCH3
CHO
在一元醛中,羰基和两个氢原子相连的醛为甲醛。 在一元酮中,羰基和两个相同的烃基相连的称为单酮,
羰基和两个不同的烃基相连的称为混酮。
O
H C H
O
CH3CH2CCH2CH3
O
CH3CH2CCH3
2 醛酮的同分异构
LiAlH4
O O
CH2OH
H3O+
完成下列合成反应:
CHO
CHO
?
CH2OH COOH
醛酮知识点

醛酮知识点醛酮,是有机化合物中的一种功能团,由于其在生物体内起着重要的作用,因此对于醛酮的认识和理解是化学领域中的重要知识点之一。
本文将从醛酮的概念、性质、合成方法以及应用领域等方面详细介绍醛酮的知识点。
一、概念醛酮是有机化合物中的一种功能团,它包括醛基和酮基。
醛基是指由一个碳原子和一个氧原子组成的功能团,酮基是指由两个碳原子和一个氧原子组成的功能团。
醛基和酮基都是通过碳氧双键连接在一起的。
醛酮可以通过氧原子与碳原子之间的共价键连接到一个碳链上。
二、性质 1. 醛酮分子中的醛基或酮基可以与其他化合物发生反应,参与各种化学反应。
2. 醛酮分子中的醛基或酮基可以通过氢键与其他分子发生作用,影响醛酮的物理性质。
3. 醛酮分子中的醛基或酮基可以通过杂化轨道的重叠形成共价键,决定了醛酮的化学性质。
三、合成方法 1. 氧化还原反应:醛酮可以通过醛基或酮基的氧化还原反应合成。
常见的合成方法包括氧化醛反应、醛的还原反应和酮的还原反应等。
2. 羰基化合物的氧化:醛酮可以通过羰基化合物的氧化反应生成。
典型的反应是醛的氧化生成酮。
3. 羟酰化反应:醛酮可以通过醛和酮的羟酰化反应生成。
这是一种常用的醛酮合成方法。
四、应用领域 1. 有机合成:醛酮是有机合成中常用的重要中间体。
通过不同的合成方法,可以制备出各种不同结构的醛酮,用于有机合成反应。
2. 药物化学:醛酮及其衍生物在药物化学领域中具有重要的应用价值。
它们可以作为药物分子的骨架或功能团,发挥着重要的药理活性。
3. 食品工业:醛酮是食品工业中常见的添加剂,在食品中可以发挥调味、保鲜、增加风味等作用。
4. 材料科学:醛酮及其衍生物可以作为材料科学中的重要原料,用于制备高分子材料、功能性材料等。
总结:醛酮作为有机化合物中的一种功能团,在化学领域中具有重要的地位和应用价值。
通过对醛酮的概念、性质、合成方法以及应用领域的了解,可以更好地理解和应用这一知识点。
希望本文能够帮助读者对醛酮有更深入的认识,并在相关领域的研究和实践中发挥作用。
第十二章 醛酮

2).据烃基的饱和程度可分为: 3).据烃基的不同可分为: 4).酮又可分为:
单一 酮 混合 酮
饱和醛、酮 不饱和醛、酮
脂肪醛、酮 芳香醛、酮 脂环醛、酮
2. 醛酮的命名
(1) 脂肪族醛酮命名: 以含有羰基的最长碳链为 主链,支链作为取代基 ,主链中碳原子的编号 从靠近羰基的一端开始(酮需要标明位次):
• • • •
4.抗病毒作用。对流感病毒,SV10病毒引起的肿瘤抑制作用强大。 5.抗癌作用。可抑制肿瘤的发生,并具抗诱变作用和抗辐射作用。 6.扩张血管及降压作用。对肾上腺皮质性高血压有降压作用。 7. 常用于外用药、合成药中。应用于按摩液、美容产品中起到散淤血、 促进血液循环,使皮肤回温,紧实皮肤组织,外用于按摩可使四肢、 身体舒畅,改善水分滞留。对皮肤的疤痕、纤维瘤的软化与清除皆具 有效果。还用于红花油、清凉油、活络油等跌打外用药中,主要起活 络筋骨、散淤血,具有镇静、镇痛、解热、抗惊厥、调节中枢神经系 统的作用,还可提高白血球及血小板数。它还具有较强的杀真菌作用, 对皮肤真菌有压制作用。总之,肉桂醛不仅本身可以用作原料药,添 加到各种外用药,成品药里,还可以进一步深入加工合成许多功效强 大的药物。
半缩醛
R C OR H
缩醛
① 反应是可逆的。 ② 半缩醛是不稳定的,易分解为醛和醇。 ③ 缩醛较稳定。缩醛水解又转变为原来的醛和醇。
C H O OH
干HCl
O
H OH
环状半缩醛 (稳定 ) 在糖类化合物中多见
④ 应用。保护活泼的醛基或羰基。
2.与含N亲核试剂的加成
• 含N亲核试剂NH3或取代氨能和醛酮的 羰基发生亲核加成反应,反应是可逆 的;
NaBH4
CH3CH=CHCH2OH
醛和酮专业知识

CH2OH C CHO CH2OH
HCHO 浓OH-
HOCH2
CH2OH C CH2OH + HCOOCH2OH
3.卤化反应及卤仿反应
醛、酮分子中旳α-氢原子轻易被卤素取代,生成α-卤代醛、酮
XO HC C R
H XO HC C R X XO XC C R X
:B-
XO
[H C- C R
:B-
XO [ -C C R
CHO
SO3H
[酮醛]
O CH2CCH2CH3
1-苯基-2-丁酮
O
O
CH2 CH C CH3 CH3CH2CCH2CHO
3-丁烯-2-酮
3-氧代戊醛 或 3-戊酮醛
sp2 羰基 :>C=O: 一种键、 一种键 R
C O 羰基碳:sp2杂化;羰基为平面型。
R'
羰基氧不杂化
CO
羰基是极性基团。
CO
C+ O-
40oC
CH3
CH3 C CHO CH2OH
CHO + CH3CHO
dil. OH-
?
CH=CHCHO
肉桂醛
O CHO +
OH-, H2O ?
O CH=
O
O
怎样利用甲醛(过量)、乙醛及必要旳试剂制备季戊四醇?
3HCHO + CH3CHO
HOCH2
CH2OH C CH2OH CH2OH
稀OH-
HOCH2
CH2=CHCH(OC2H5)2
H+ H2O
CH2=CHCHO + 2CH3CH2OH
酮也能生成半缩酮、缩酮,但反应较为困难
CH3 CH3
化学反应中的醛酮反应

化学反应中的醛酮反应醛酮反应是一类重要的有机化学反应,指的是醛与酮之间进行氧化还原反应,生成相应的醇和酸酐的过程。
该反应在有机合成、医药化学等领域具有广泛的应用。
本文将介绍醛酮反应的机理、分类以及其在实际应用中的一些例子。
一、醛酮反应的机理醛酮反应通常是通过氧化还原的方式进行,其中醛或酮被氧化为酸酐或醇。
该反应是在酸性或碱性条件下进行的。
在酸性条件下,醛酮反应首先发生质子化,形成醇醛离子或酮离子。
接着,醇醛离子或酮离子会接受电子,生成相应的酸酐或醇产物。
在碱性条件下,醛酮反应开始于亲核试剂的加成。
亲核试剂攻击醛或酮中的部分正电荷,形成一个中间体。
然后,中间体经历质子化或负离子迁移等步骤,最终生成酸酐或醇产物。
二、醛酮反应的分类根据反应条件和产物类型的不同,醛酮反应可以分为多种类型,如氧化、还原、氧气插入和杂原子插入等。
下面将介绍其中的几种典型反应。
1. 氧化反应氧化反应是指醛或酮被氧化为酸酐的反应。
常见的氧化剂有氧气、过氧化氢、高锰酸钾等。
例如,乙醛可以通过氧气氧化为乙酸的反应:CH3CHO + O2 -> CH3COOH2. 还原反应还原反应是指醛或酮被还原为醇的反应。
典型的还原剂有金属钠、锂铝烷等。
例如,丙酮可以通过锂铝烷还原为异丙醇的反应:(CH3)2CO + LiAlH4 -> (CH3)2CHOH3. 氧气插入反应氧气插入反应是指氧气直接参与醛酮反应,生成酸酐的反应。
例如,甲醛可以通过氧气插入反应生成甲酸的反应:CH3CHO + 1/2 O2 -> CH3COOH4. 杂原子插入反应杂原子插入反应是指醛酮反应中,醛或酮分子中的氧原子被其他原子或基团所取代的反应。
例如,乙醛可以经过羟胺的插入反应生成乙酰肼:CH3CHO + H2NNH2 -> CH3C(NHNH2)O三、醛酮反应的应用举例醛酮反应在有机合成和医药化学中具有广泛的应用。
下面介绍两个具有代表性的例子。
醛酮和格氏试剂

醛酮和格氏试剂醛酮和格氏试剂是化学实验室常见的试剂,它们在分析化学中具有很重要的作用。
下面我们来详细了解一下这两种试剂的特性和用途。
一、醛酮醛酮是一类化合物,它的共同特点是分子内含有羰基。
也就是说,醛酮是一类含有C=O键的有机化合物。
根据分子中含有几个羰基,醛酮又可分为单酮、双酮和多酮。
其中,单酮分子中只含有一个羰基,如乙酰酮;双酮分子中含有两个羰基,如丙酮;而多酮分子中则含有多个羰基。
醛酮在实验室中的应用非常广泛。
首先,它们可以用来检测还原糖。
这是因为还原糖在加热的情况下可以与醛酮反应,生成一种红棕色沉淀物,称为“糖蜡”。
其次,醛酮还可以用来鉴别不同种类的酮类化合物。
比如,对于含有一个羰基的酮类化合物,可以通过和碘反应生成碘仿反应来鉴别;对于含有两个羰基的酮类化合物,可以通过金属离子还原反应来鉴别。
此外,醛酮还可以用来合成杂环化合物、丙酮成分衡量、氢氧化铝的测定等。
二、格氏试剂格氏试剂,又称伯胺试剂,是一种常用的有机试剂。
它的主要成分是2,4-二硝基苯肼,在实验室中常用于检测邻苯二酚、酮类、醛类、氨基酸等物质。
格氏试剂的检测原理是通过和目标分子发生反应,形成色素化合物。
其中,格氏试剂与邻苯二酚等酚类化合物反应后,会产生蓝紫色化合物;与酮类化合物反应后,则会产生红色化合物;与醛类化合物反应后,则会产生黄色化合物。
此外,格氏试剂和氨基酸反应后也会生成各种颜色的产物,可以通过比色法定量分析。
总结:醛酮和格氏试剂是化学实验室中经常使用的试剂,它们的特性和用途各不相同。
醛酮是一类有机化合物,常用于还原糖检测、酮类化合物鉴别、杂环化合物合成等;格氏试剂则是一种有机试剂,常用于检测邻苯二酚、酮类、醛类、氨基酸等物质。
对于科研工作者和化学爱好者来说,熟悉这些试剂的特性和使用方法,不仅对于提高实验技能有很大的帮助,也能帮助科研工作更加顺利。
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第十一章 醛和酮一、 基本内容1.定义和分类醛和酮的分子中都含羰基()官能团,总称为羰基化合物。
羰基与一个氢原子和一个烃基或与两个氢原子相连的化合物叫做醛, 为醛基,常用通式RCHO 表示。
羰基与两个烃基相连的化合物叫做酮,常用通式RCOR ‘表示。
醛、酮根据分子中烃基的不同可以分为脂肪族醛、酮(如乙醛、丙酮),脂环族酮(如环己酮)和芳香族醛、酮(如苯甲醛、苯乙酮);根据分子中烃基的饱和程度可以分为饱和醛、酮和不饱和醛、酮;根据分子中羰基的数目可以分为一元醛、酮,二元醛、酮和多元醛、酮。
两个羰基直接相连的二元醛(或酮)称为α-二醛(或酮),中间隔一个碳原子的二醛(或酮)称为β-二醛(或酮)。
酮分子中的两个烃相同时叫单酮,不相同时叫混酮。
2.反应醛、酮分子的官能团为羰基,其反应主要体现在羰基上的反应和α-碳原子上活泼氢的反应,包括羰基上的亲核加成反应、亲核加成-消除反应,涉及α-氢的羟醛缩合反应、卤代反应以及醛、酮的氧化、还原反应等。
(1) 亲核加成反应 ⅰ 与氢氰酸加成ⅱ 与饱和亚硫酸氢钠加成ⅲ 与醇加成—缩醛化反应利用此反应可在有机合成中保护羰基。
C O OH C C O +HCN RCO H C N R R'R'(H )(H )(H )R'R O C (H )R'CSO 3N a O H N aH SO +C O R R'(H )+R''O H R R'(H )R'')2ⅳ 与格氏试剂加成此反应可用于醇的制备。
ⅴ 与Wittig 试剂反应(加成-消除反应)此反应用于C=C 双键的合成。
ⅵ 与胺及其衍生物反应(加成-消除反应)B=R ,NH 2,OH ,NHC 6H 5,NHCONH 2,Ar 等。
此反应的产物可用于鉴定和提纯醛、酮。
(2) α-碳原子上活泼氢的反应 ⅰ 卤仿反应碘仿反应常用来鉴别具有CH 3CO-结构的醛、酮或具有CH 3CH(OH)-结构的醇。
因为CH 3CH(OH)-结构的醇在此条件下会氧化成CH 3CO-结构的醛、酮。
ⅱ 羟醛缩合此反应产物为α,β-不饱和醛,在有机合成中可向分子中引入羟基和增长碳链。
+C H X 3R C O O N a N a O XR C O C H 3C C OH R''R R OMgX+(H)R'RO C R '( H )( H )R '3++(C 6H 5)3P=OC=CR 1R 2R R 1R 2C=P(C 6H 5)+(H)R'R O C R'(H)C =N B R C (H)R'R O C OHH 2NB+R'(H)R'(H)RC H 2C H O OH RC H 2C H O H RC HC H O_RC H 2C H =C C H O R(3)氧化和还原反应醛很容易氧化成羧酸。
酮不易氧化,但在强氧化剂作用下碳链发生断裂。
ⅰ醛与托伦试剂反应(银镜反应)ⅱ醛与费林试剂反应(铜镜反应)托伦试剂和费林试剂常用来鉴别醛、酮。
还可利用其不与C=C和C≡C反应,在有机合成中制备不饱和羧酸。
ⅲ醛、酮用化学试剂还原或在催化剂(Ni,Co,Cu,Pt,Pd等)存在下加氢生成伯醇或仲醇。
当用过渡金属催化剂催化加氢时,分子中其它不饱和基团,如>C=C<、—C≡C—、—CN等会同时被还原。
而用异丙醇铝、硼氢化钠等还原时,一般只还原羰基,分子中其他不饱和基团不受影响。
ⅳ醛、酮用锌汞齐与浓盐酸或水合肼与碱反应,羰基被还原为亚甲基。
(1)称为克莱门森还原法,(2)称为沃尔夫(Wolff)-凯息纳(Kishner)-黄鸣龙还原法。
ⅴ坎尼扎罗(Cannizzaro)反应2RCHO+NaOH RCOONa+RCH2OH (R=H,C6H5-)(H)R'ROC(H)R'RC HO HR C H O C u(O H)2N a O H R C O O N a C u2H2O+++23RCH O RCO O H++322++NH3H2ORCOONH4Ag(NH3)2RCHO»ò(2)(1)+NaOHNH2NH2ŨHg,-ZnCH2RR'(H)C ORR'(H)3. 制备主要制备方法有:伯醇、仲醇的氧化和脱氢,炔烃的水合,烯烃的臭氧化,傅-克酰基化反应,加特曼-科赫反应和羰基合成等。
醇氧化炔烃水合傅-克酰基化反应加特曼-科赫反应羰基合成二、 重点与难点评述本章的重点是醛、酮的重要反应及其应用和有关反应机理。
重要反应有亲核加成反应、缩合反应、α-H 取代反应和氧化还原反应等。
反应机理主要指亲核加成机理、羟醛缩合机理等。
难点是对结构与性质的关系、影响醛、酮亲核加成反应的因素和反应的立体选择性的认识和理解。
R R C H OC O H C l ++32C +(CH 3C O )2O 3C H 3O C H R C 24R C O C H 3R R'(H )C O R R'(H )CH O H Cat.+++RCH(CH 3)CHO RCH 2CH 2CH O H CO RCH=CH 21.结构与性质醛、酮的性质主要决定于其官能团羰基和与羰基相连的烃基的结构。
羰基决定了醛、酮容易发生亲核加成反应,α-氢取代反应等,而与之相连的烃基的结构则决定了醛、酮反应的速度和反应产物的构型。
羰基是碳原子和氧原子由一个σ键和一个π键形成的双键。
由于氧原子的电负性大于碳原子,碳氧之间成键电子云总是偏向氧,使得羰基碳带部分正电荷,而羰基氧带部分负电荷。
由于羰基碳和与之相连的三个原子处于同一个平面上,亲核试剂可以从其上面或下面即与该平面垂直的方向进攻羰基而不会受到太大的阻碍,因此羰基碳相当活泼,容易受到亲核试剂的进攻而发生亲核加成反应。
同时,α-氢原子由于受羰基的影响也变得活泼,容易发生α-H 的取代反应。
2.醛、酮的亲核加成反应活性和加成的立体选择性醛、酮与亲核试剂的加成可用下面的通式表示:反应分两步进行,第一步决定反应的总速率,因而加成反应的难易与羰基碳原子上的正电性大小、R 体积的大小以及亲核试剂的亲核性大小有密切关系。
当外界条件相同时,亲核反应的难易主要决定于醛、酮本身的结构,即羰基本身的活性。
醛、酮的活泼性有显著的差异。
首先,羰基碳的正电性是影响亲核加成反应难易的主要因素之一。
当与羰基相连的基团为推电子基团(+I 效应)时,羰基碳原子的正电性减小,不利于亲核试剂的进攻;当羰基与芳环直接相连时,由于共轭效应,羰基的正电荷发生离域而分散到芳环中,也不利于亲核试剂的进攻。
其次,与羰基相连的烃基的空间阻碍对加成试剂的进攻也产生影响。
尽管羰基的平面结构使之易受到亲核试剂的进攻,但加成后的过渡态为四面体构型,即羰基碳原子由sp 2杂化变成了sp 3杂化,与之相连的基团之间的拥挤程度增加,所以在这一反应中必然有适度的立体阻碍。
与羰基相连的烃基越大,加成试剂越难靠近羰基,且形成的四面体过渡态更拥挤,加成反应越难进行。
另外,对脂环酮来说,还存在角张力的问题。
环丁酮具有较大的角张力,从平面结构的>C=O 转变为四面体结构缓解了角张力;环戊酮则不存在张力的缓解,反应中存在的是键的扭张力,从sp 2变为sp 3时,五员环中OH 与H 邻近有重叠现象;环己酮转化为环己醇时,没有环键重叠构象,所以环键扭力很小。
综合电子效应和空间效应,一般说来,醛的活泼性大于酮、脂肪族醛、酮的活泼性大于芳香族醛、酮。
甲醛的活泼性大于一般的醛、酮。
醛、酮亲核加成反应由易到难的活性次序为:HCHO>CH 3CHO>C 6H 5CHO>CH 3COCH 3>CH 3COR>RCOR>RCOC 6H 5当羰基邻位碳原子为手性碳原子时,亲核加成具有一定的立体选择性。
Cram 规则一:当用LiAlH 4和NaBH 4或格氏试剂与羰基加成,亲核试剂从M 和S 基团之间进攻羰基得到主要加成产物。
基团的大小顺序为L>M>S 。
Cram 规则二:当羰基邻位的不对称碳原子上有-OH ,-NH 2等能与羰基形成分子内氢键的基团时,亲核试剂从含氢键环的空间阻碍小的一边与羰基加成。
N uRR RC N u R R R O +N u u C C O H Âý¿ì¦Ä¦Ä-3.酸碱性对醛、酮亲核加成反应的影响醛、酮的亲核加成反应除了与醛、酮本身的结构有关外,介质的酸碱性也对其加成反应速度和加成机理有很大影响,如:醛、酮在与HCN 加成时,碱对该反应的影响较大,决定反应速率的步骤为CN —对羰基的进攻,而碱可以破坏HCN 的电离平衡,增大CN —离子的浓度;酸对此反应无催化作用。
醛、酮与醇生成缩醛、缩酮的反应为酸催化反应,这也是缩醛、缩酮在酸中不稳定,而对碱较稳定的原因。
利用这一点可在有机反应中保护醛或酮。
醛、酮与氨的衍生物加成时酸度的影响较大。
酸的作用是使羰基质子化,增加了羰基碳的正电性,有利于亲核试剂的进攻,因此就羰基化合物来说,高酸度对加成有利;但酸度过高,氨及其衍生物易发生质子化而形成铵离子,从而缺乏未共享电子对而丧失亲核能力,因此,就氨及其衍生物来说,低酸度对加成有利。
对于醛、酮的卤代反应,酸碱都有催化作用,但不同催化条件下卤代产物不同。
酸催化下,一般得到一卤代物;碱催化下,由于卤原子的吸电子作用,使α-氢的酸性增强,生成的碳负离子更稳定,反应不易停留在一卤代物阶段,一般生成多卤代物。
醛与碱(如氢氧化钠)反应时则因碱的浓度不同发生不同的反应。
在稀碱溶液中,醛易发生羟醛缩合反应得到β-羟基醛或加热后脱水得到α,β-不饱和醛;在浓碱溶液中,醛则发生氧化还原反应得到一分子酸和一分子醇。
总之,与大多数反应一样,酸碱是影响反应速度和产物的重要因素之一,在有机反应中必须严格控制反应条件,以达到预定的目的。
4. 羰基的烯醇化含α-氢的羰基化合物中的羰基总是使α-氢呈一定的酸性。
由于α-氢的酸性较弱,其共轭碱负碳离子是强碱性的,而且非常活泼,在有机反应中,往往表现出强的亲核性。
如醇醛缩合反应就是从一个醛或酮分子所生成的碳负离子作为亲核剂加成到另一个醛或酮的羰基上。
碳负离子的形成及其稳定性,可以从羰基化合物的烯醇互变来解释。
含α-氢的羰基化合物在碱的作用下失去α-氢变成碳负离子,由于羰基的影响,生成烯醇负离子。
正是由于烯醇式与酮式存在着互变,使得羰基化合物的反应呈现出多样性。
羰基化合物α-氢的各种反应,酸碱对反应的影响特别是酸的催化作用等,都是烯醇互变的结果。