各类有机化合物的命名
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3. 与醇加成
在干燥的氯化氢或硫酸的催化作用下,一分子的醛或酮 能与一分子醇发生加成反应,生成半缩醛或半缩酮。
³ÈÈÈ È
SN 1
R'OH ÈHCl
O R-C-H + R'OH
ÈHCl
OH R-C-OR' H
OR' R-C-OR' H
ÈÈÈÈ ° ¨ÈÈÈ ¨È
ÈÈÈ ¨ÈÈ ¨È
半缩醛(酮)中的羟基很活泼,在酸的催化下能继 续与另一分子醇起反应,生成稳定的缩醛或缩酮。
ÈÈNaHSO3 ±
SO3H
ȳ ² ÈÈÈÈ
SO3Na
R C ONa (CH3)H
¨° ³ È R C OH È (CH3)H
ù ÈÈ á È ÈÈ ³ÈÈÈ È ÈÈȱ ÈÈNaHSO3 ÈÈ
反应可逆 I) 反应活性:
似与HCN的加成。(醛>酮、脂肪族>芳香族)
II) 反应范围:
O2N CHO > CHO > CH3 CHO
电子效应
1. 与氢氰酸加成
ÈHCNÈ ± û ÈÈNu OHH+
HCN
CN- + H2O
ÈOH-ÈÈ[CN-]
HCN与醛、酮的加成是分步进行的,首先由CN- (亲核试剂)进攻,其次是负离子中间体质子化
R H
CN C=O
CN
H 2O -H 2O
(CH 3)
5 4 3 2 1
CH3CH2CH2CHCHO CH3
(2-甲基戊醛、α-甲基戊醛)
说
明
醛基总是处在链端,命名时不需要标出它的位子。
酮的羰基是在碳链的中间,命名时必须标出羰基的位子
10.3 醛和酮的物理性质
沸 点:与分子量相近的醇、醚、烃相比, b.p:醇>醛、酮>醚>烃。 为什么?
原因:a. 醇分子间可形成氢键,而醛、酮分子间不能;
-H2O
CH2=C-COOH CH3
-羟基酸
,-不饱和酸
课堂习题
1. b
2. 下列化合物和HCN亲核加成反应速度顺序(
a.
O C H;
)。
b.
O H3C C
;
c.
O H3CБайду номын сангаасC
解答:a>b>c。此题主要考虑亲核加成速度与羰基 活性的关系(电子效应,位阻效应)
2. 与亚硫酸氢钠加成
R (CH3)H C=O + NaHSO3
b. 醛、酮的偶极矩大于醚、烃的偶极矩:
C=O m=28 D R R' O
m=13 D
溶解度:
与醇相似。低级醛、酮可溶于水;高级 醛、酮不溶于水。 因为醇、醛、酮都可与水形成氢键:
10.4 醛和酮的化学性质
亲核加成,还原。
O C H
活泼α-H的反应
C H(R)
氧化
10.4.1 羰基的亲核加成
所有的醛、脂肪族甲基酮、八个碳以下的环酮。
反应机理
R H
HO C=O + S O R H C OH
O Na
-
+
亲核加成
R H
C
O-Na+ SO2OH
分子内的 酸碱反应
SO3Na
硫比氧有更强的亲核性
III)用 途
i) 鉴别醛酮:
O C-CH3
例1 :
饱和NaHSO3
x
白
CH2CHO
所有的醛、脂肪族甲基酮、八个碳以下的环酮
CH3CH=CHCHO
HOCH2CH2OH ÈHCl
CH3CH2CH2CHO
O-CH2 O-CH2
H2,Ni
CH3CH=CHCH
H2O/H+
CH3CH2CH2CH
O-CH2 O-CH2
CH3CH2CH2CHO
ii) 制造“维尼纶”:
H2SO4
[ CH2CH-CH2CH ]n + nCH2O OH OH
ÈÈÈÈ ÈÈÈÈ
È 60-70 C
[ CH2-CH O
CH2 CH2
CH ]n + nH2O O
Èá ÈÈ ÈÈÈÈ
使其提高耐水性
4. 与氨、胺及其的衍生物加成(缩合) 反应通式
醛、酮与NH3反应的产物不稳定,而与NH3的衍生物 反应的产物稳定。反应实际上为加成-消去反应,通式:
C=O + H2N-Y
C-N H2-Y O-
+
C-NH-Y OH
-H 2O
C=N-Y
亲核加成
失水(消去)
反应一般在弱酸条件下进行
I)与氨的反应(了解) ——一般难于反应、产物不稳定
+ CN
-
慢
R C O H
(CH 3)
R
(CH 3)
C H
OH
反应范围: 所有的醛、脂肪族甲基酮、八个碳以下的环酮。
(CH3)2C=O + HCN
-OH溶液
CH 3 CH 3
CN H2O CH 3 C CH 3 O-
CN C OH
-羟腈(或-氰醇)
H+ H2O
CH3 CH3
COOH C OH
R R OH R' O R'
CHO OH
HCl O
OH H
缩醛
缩醛具有双醚结构,对碱和氧化剂稳定, 但遇酸迅速水解为原来的醛和醇 。
OR' R-CH-OR'
ÈÈ ÈÈÈÈÈÈÈÈ ¨
H2O/H+
O R-C-H + 2R'OH
制备缩醛时必须用干燥的HCl气体,体系中不能含水。
醛酮反应活性比较:
醛可与一元醇或二元醇生成缩醛或环状缩醛:
HO-CH2 È1È È R C=O + H HO-CH2
ÈHCl
R O-CH2 C H O-CH2
酮只能与二元醇生成环状缩酮 (因为五元、六元环有特殊稳定性):
È2È È
O +
HO-CH2 HO-CH2
ÈHCl
O O
用途:
i) 用于保护羰基
ÈÈ È CH3CH=CHCHO
反应历程:
O R C H H OH R C H
R'OH
OH R C H OR' H
H
OH R C H OR'
H
OH2 R C H OR'
H2O
R C H OR'
R'OH
H OR' R C H OR'
H
OR' R C H OR'
半缩醛
半缩醛(酮)一般是不稳定的,它容易分解成原来的醛或 酮,很难分离得到,但环状的半缩醛(酮)较稳定,能够分 离得到。 HO O
第十章 醛和酮
O
官能团
醛基
C
羰基
酰基
,
2018/8/26
醛酮广泛存在于自然界中
玫瑰花: 辛醛 桂花:肉桂醛 C6H5CH CHCHO
紫丁香花:2-庚酮
麝香:麝香酮
CH3 CH CH2 C O (CH2)12
10.1 羰基的特征
C
O
羰基是极性基团,具有一定的偶极矩
10.2 醛和酮的命名
系统命名法 ①选主链 ②编号码 ③名取代
C
R C O R' (H) Nu
O
R R' C O (H) Nu R
HNu
R' C OH (H) Nu
㈠
㈡ 不同结构的醛酮进行亲核加成反应的活性
① 醛的活性大于酮;脂肪族醛、酮大于芳香族醛、酮。 HCHO>CH3CHO>ArCHO>RCOR>ArCOAr 空间效应 ② 对于芳香族的醛酮而言,对位吸电子基团使羰基C的 电正性增加,有利于亲核试剂的进攻。