醛和酮的氧化和还原A
有机化学基础知识点整理醛酮的氧化和还原反应
有机化学基础知识点整理醛酮的氧化和还原反应在有机化学中,醛和酮是常见的两种官能团。
它们在许多反应中起着重要的作用。
其中,醛和酮的氧化和还原反应是其基础知识点之一。
本文将对醛酮的氧化和还原反应进行整理和探讨。
一、醛酮的氧化反应1. 醛的氧化反应醛可以被氧化为相应的羧酸。
常见的氧化剂有氧气、过氧化氢、高锰酸钾等。
以乙醛为例,其氧化反应如下:CH3CHO + [O] -> CH3COOH2. 酮的氧化反应酮在常规条件下相对不易被氧化。
但在强氧化剂的作用下,酮可以被氧化为羧酸。
例如,丙酮在酸性条件下与过氧化氢反应,可以得到丙二酸:CH3COCH3 + H2O2 -> CH3COOH + CH3COOH二、醛酮的还原反应1. 醛的还原反应醛可以被还原为相应的醇。
常见的还原剂有氢气、亚硫酸盐、金属还原剂等。
以乙醛为例,其还原反应如下:CH3CHO + 2H2 -> CH3CH2OH2. 酮的还原反应酮可以被还原为相应的醇。
常见的还原剂有氢气、金属还原剂等。
以丙酮为例,其还原反应如下:CH3COCH3 + 2H2 -> CH3CH2OH + CH3CH2OH三、醛酮的氧化还原反应机制1. 氧化反应机制在氧化反应中,醛酮的羰基碳原子发生氧化,形成羧酸。
氧化剂向羰基碳原子提供氧原子,使其转化为醇基。
反应中羰基碳的氧化状态从+1变为+3。
2. 还原反应机制在还原反应中,醛酮的羰基碳原子发生还原,形成醇。
还原剂向羰基碳原子提供氢原子,使其转化为醇基。
反应中羰基碳的氧化状态从+1变为0。
四、醛酮的氧化还原反应应用1. 醛的氧化反应应用醛的氧化反应常用于有机合成中,可用于制备羧酸。
羧酸具有广泛的应用领域,如药物合成、染料合成等。
2. 酮的氧化反应应用酮的氧化反应相对较少应用于有机合成中,因为酮在常规条件下相对不易被氧化。
但在特定情况下,如药物合成中,酮的氧化反应仍具有一定的应用价值。
3. 醛和酮的还原反应应用醛和酮的还原反应在有机合成中得到广泛应用。
醛、酮的其它反应
(b)用还原剂(金属氢化物)还原 LiAlH4还原:
CH3CH=CHCH2CHO ① LiAlH 4 干乙醚 ② H2O CH3CH=CHCH2CH2OH ( 只还原 C=O )
LiAlH4是强还原剂,但①选择性差,除不还原C=C、C≡C外,其它不 饱和键都可被其还原;②不稳定,遇水剧烈反应,通常只能在无水醚或THF 中使用 。
a) 羰基加成
O N OH
N OH
H2N OH
+ NH2 OH
O
羟氨
O
对苯醌单肟
N OH
对苯醌双肟
b) 双键加成
O O O
+ Cl 2
O O
Cl H Cl H
Cl2
Cl H Cl H
O
Cl H Cl H
二氯苯醌
四氯苯醌
O + HCl O
O
[
OH
Cl H
OH
]
重排
Cl OH
②
还原反应 O
[H]
[O]
C6H5CHO + CH 3CHO
C6H5CHO + CH 3CH 2CHO
OH
OH
C6H5CH=CHCHO
C6H5CH=CCHO CH 3 68%
含有α -H的酮在碱催化下,也可发生类似反应,称为羟 酮缩合,但反应比醛难以进行。
十、 醌的性质
醌是一类特殊环状不饱和二元酮,醌分子中两个碳-碳 双键与两个羰基共轭,形成交错共轭体系,而不是闭合共 轭体系,故醌不具芳香性。 ① 加成反应:(具有典型烯、羰基化合物性质)
第八章 醛、酮、醌
8.3醛、酮的其它反应
八、氧化和还原反应
1.氧化反应 醛易被氧化,弱的氧化剂即可将醛氧化为羧酸。 酮难被氧化,使用强氧化剂(如重铬酸钾和浓硫酸) 氧化酮,则发生碳链的断裂而生成复杂的氧化产物。 (1)与多伦(B.Tollen)试剂反应
酮与醛的氧化还原
酮与醛的氧化还原酮和醛是有机化合物中常见的一类官能团。
它们之间的氧化还原反应是有机化学中非常重要的一个反应。
通过了解它们的特性以及氧化还原反应的机理,我们可以更好地理解有机化学的基本原理,并应用于合成有机化合物、药物和材料等领域。
本文将详细介绍酮和醛的氧化还原性质及其反应机理。
首先,我们来了解一下酮和醛的结构和性质。
酮和醛都含有碳氧双键(C=O),但它们之间的区别在于其它官能团的不同。
酮的结构中,碳氧双键连接了两个碳原子;而醛的结构中,碳氧双键与一个氢原子连接。
这种微小的差异决定了它们在氧化还原反应中的行为不同。
酮和醛的氧化还原反应是通过断裂碳氧双键来实现的。
在氧化反应中,酮或醛的碳氧双键中的氧原子接受质子和电子,发生还原作用,形成醇;而在还原反应中,醇中的氢原子失去电子和质子,发生氧化作用,形成酮或醛。
氧化还原反应可以通过各种氧化剂或还原剂来实现。
常见的氧化剂包括高氧化态的金属离子(如Cr6+)、过氧化物(如H2O2)和碳氧化合物(如KMnO4、K2Cr2O7)等。
而常见的还原剂则包括低氧化态的金属离子(如Cu2+)和氢化物(如NaBH4、LiAlH4)等。
在氧化还原反应中,酮和醛的反应速率和产物选择性往往受到它们的结构、官能团和反应条件等因素的影响。
例如,酮中碳原子周围的取代基(如烷基、芳基和卤素等)可以影响酮的氧化速率和产物选择性。
此外,醛的氧化还原反应还受到取代基、空间位阻和溶剂等因素的影响。
除了上述基本的氧化还原反应,酮和醛还可以参与C-C键和C-H键的氧化还原反应。
在这些反应中,酮和醛中的碳氧双键作为一个整体被氧化或还原,形成新的碳碳或碳氢键。
这些反应通常需要较强的氧化剂或还原剂,如醇酸性溶液和氧气等。
总的来说,酮和醛的氧化还原反应是有机化学中非常重要的反应之一。
通过了解它们的特性和反应机理,我们可以更好地应用于合成和改性有机化合物、药物和材料等领域。
此外,酮和醛的氧化还原反应也为我们理解生物化学过程提供了重要的依据,对于研究许多生命现象和疾病具有重要的意义。
醛酮的化学性质及应用
醛酮的化学性质及应用醛酮是一类重要的有机化合物,它们的化学性质和应用非常广泛。
下面我将分别介绍醛和酮的化学性质和应用。
醛是含有羰基(C=O)官能团的有机化合物,通式为RCHO。
它们具有以下几个重要的化学性质:1. 氧化还原性:醛能够与氧气或氧化剂反应,发生氧化反应生成相应的酸。
例如,乙醛(CH3CHO)在空气中容易被氧化为醋酸(CH3COOH)。
2. 缩合反应:醛能够与众多化合物发生缩合反应,生成相应的缩合产物。
其中最常见的是与胺类化合物反应生成相应的胺缩合物。
3. 加成反应:醛能够与众多化合物发生加成反应,生成相应的加成产物。
其中最重要的是与氨、水、醇等发生加成反应生成相应的加成产物。
4. 氧化反应:醛在适当条件下可以发生氧化反应生成相应的羧酸。
例如,乙醛可以经过氧化反应生成醋酸。
酮则是含有羰基(C=O)官能团的有机化合物,通式为R2CO。
它们具有以下几个重要的化学性质:1. 氢化还原性:酮与氢气或还原剂反应,发生氢化还原反应生成相应的醇。
例如,丙酮(CH3COCH3)在适当条件下可以被氢气还原为异丙醇(CH3CH(OH)CH3)。
2. 缩合反应:酮也可以与众多化合物发生缩合反应,生成相应的缩合产物。
例如,在肟反应中,酮与氢氧胺可以发生缩合反应生成肟。
3. 亲核加成反应:由于酮分子中的羰基上没有可供亲核试剂进攻的活性氢原子,因此酮分子不容易发生亲核取代反应。
但在碱性条件下,酮的α-碳上的酸性氢可以被碱取代,形成相应的加成产物。
4. 氧化反应:酮在适当条件下可以发生氧化反应生成相应的酮酸。
例如,丙酮可以经过氧化反应生成丙二酸。
醛酮化合物具有广泛的应用领域,以下是其中几个重要的应用:1. 工业化学:醛酮化合物可以作为重要的合成原料,广泛用于合成有机合成试剂、药物、染料、香料等。
例如,乙醛被广泛用于合成乙醇、醋酸、醋酸乙酯等化合物。
2. 生物化学:醛酮化合物在生物化学中具有重要的作用,如醛酮化合物是糖的代谢中间产物,在糖的酵解和糖新生中起着关键作用。
有机化学基础知识点整理醛和酮的氧化和还原反应
有机化学基础知识点整理醛和酮的氧化和还原反应有机化学基础知识点整理醛和酮的氧化和还原反应在有机化学中,醛和酮是两类常见的官能团。
它们的氧化和还原反应是有机合成和实验室合成中的重要反应之一。
本文将对醛和酮的氧化和还原反应进行详细的整理和介绍。
一、醛和酮的氧化反应1. 醛的氧化反应醛的氧化反应常用于合成羧酸。
常见的氧化剂包括酸性高锰酸钾、过氧化氢、过氧化叔丁醇等。
(1)酸性高锰酸钾氧化:酸性高锰酸钾在酸性条件下可以将醛氧化为相应的羧酸。
反应过程中,醛被氧化为羧酸,高锰酸钾则被还原为二氧化锰。
反应方程式如下:RCHO + KMnO₄ + H₂SO₄ → RCOOH + MnSO₄ + K₂SO₄ +H₂O其中,R代表有机基团。
(2)其他氧化剂的应用:过氧化氢(H₂O₂)和过氧化叔丁醇(TBHP)等也可以将醛氧化为羧酸。
2. 酮的氧化反应酮的氧化反应相对较难进行,常用的氧化剂包括强酸性高锰酸钾和过氧化氢等。
(1)酸性高锰酸钾氧化:酸性高锰酸钾在酸性条件下只能氧化一些α-亚甲基酮,如甲基苯酮。
通常,对于酮,选择其他氧化方法会更加有效。
(2)其他氧化剂的应用:过氧化氢(H₂O₂)在存在碱的情况下可以将酮氧化为酮酸。
此外,过氧化叔丁醇等也可用作酮的氧化剂。
二、醛和酮的还原反应1. 氢化还原氢化还原是最常见的醛和酮的还原方法。
常用的氢化剂包括金属钠(Na),亚磷酸和氢气(H₂)等。
醛和酮在氢化还原条件下会被还原成对应的醇。
反应方程式如下:RCHO + 2H → RCH₂OHRCOR' + 2H → RCHR'OH其中,R和R'代表有机基团。
2. 氢化铝锂还原氢化铝锂(LiAlH₄)是一种强还原剂,可将醛和酮直接还原为对应的醇。
反应底物中的酮和酯可以完全被消耗,生成相应的醛或醇。
反应方程式如下:RCHO + 4[H] → RCH₂OHRCOR' + 4[H] → RCHR'OH3. 其他还原反应还有一些其他的还原反应可用于将醛和酮还原为醇。
醛和酮的氧化和还原(A)
教学目标1熟悉芳醛和脂肪醛氧化反应的异同和羰基的还原方法。
2掌握醛的化学鉴别方法。
3了解酮的H2O2氧化制备酯及α-羟基酮特殊氧化。
4掌握cannizaro反应的原理。
教学重点1.醛的氧化。
2.羰基的负氢还原和彻底还原。
教学安排J1—J930min 一、醛的氧化1空气氧化醛容易被氧化为羧酸。
所以久置的醛在使用前应重新蒸馏。
这反映出醛基的不稳定性和化学活泼性。
在空气中醛可被O2按自由基反应机理氧化成酸芳醛较脂肪醛易被氧化因为芳醛的羰基较易形成自由基。
2氧化剂氧化醛可被多种氧化剂氧化成羧酸。
如HNO3、KmnO4、Ma2Cr2O7、CrO3、H2O2、H2O2、Br2、NaOX、活性Ag2O、新生MnO2等等。
一般属离子型氧化反应脂肪族醛易于被氧化。
较弱的氧化剂如氢氧化银的氨溶液称Tollens试剂可将芳醛或脂肪醛氧化成相应的羧酸析出的还原性银可附在清洁的器壁上呈现光亮的银镜常称银镜反应可用这个反应来鉴别醛工业上用此反应原理来制镜。
裴林试剂是硫酸铜与酒石酸钾钠的碱性混合液二价的铜离子具有较弱的氧化性它可氧化脂肪醛为脂肪酸而芳香醛一般不被氧化。
在反应中析出的砖红色氧化亚铜现象明显可用于脂肪醛的鉴别氧化银是一个温和的氧化剂它可把醛氧化成酸但不氧化CC、-OH、CN等官能团。
例如二、酮的氧化与醛相比酮不容易被氧化强烈的氧化条件下酮被氧化成小分子的羧酸这是没有制备意义的。
环酮氧化可生成二元酸有应用价值。
在工业上由苯加氢得到的环已烷经催化空气氧化可以得到环已醇及环已酮环已酮继续被氧化则得到已二酸后者是合成纤维尼龙-66的原料。
芳酮比芳醛更难于氧化在强氧化剂作用下芳酮在羰基处发生C-C键断裂。
如苯乙酮用冷的KmnO4水溶液氧化时先是生成的苯甲酰甲酸进一步受热氧化则生成苯甲酸。
三、坎尼扎罗Cannizzaro反应在浓碱作用下没有α-H的醛发生歧化反应一分子醛被氧化为酸另一分子醛被还原成醇。
此为坎尼扎罗Cannizzaro反应。
大学有机化学反应方程式总结醛酮的还原与氧化反应
大学有机化学反应方程式总结醛酮的还原与氧化反应醛酮是一类重要的有机化合物,其在有机合成和药物合成等领域扮演着重要角色。
了解和掌握醛酮的还原与氧化反应是有机化学学习的基础知识之一。
本文将总结大学有机化学中常见的醛酮还原与氧化反应的方程式和反应条件。
一、醛酮的还原反应醛酮的还原反应是指其被还原剂还原为相应的醇。
常见的醛酮还原反应的反应剂有金属氢化物和还原性金属,如氢气(H2)、亚磷酸(H3PO2)、亚硫酸氢钠(NaHSO3)等。
1. 醛的还原反应:醛在还原反应中可以被还原为一级醇。
常见的反应剂有氢气(H2)和催化剂(如铂、钯)。
下面是醛的还原反应方程式示例:RCHO + H2 -> RCH2OH其中,R为有机基团。
2. 酮的还原反应:酮在还原反应中可以被还原为二级醇。
常用的还原剂是亚磷酸(H3PO2)、亚硫酸氢钠(NaHSO3)等。
下面是酮的还原反应方程式示例:RCOR' + 2H3PO2 -> RCH(OH)R' + 2H3PO3其中,R和R'为有机基团。
3. α,β-不饱和醛酮的还原反应:α,β-不饱和醛酮在还原反应中会被还原为相应的醇。
常见的还原剂有亚磷酸(H3PO2)、亚硫酸氢钠(NaHSO3)等。
下面是α,β-不饱和醛酮的还原反应方程式示例:RCOCH=CHR' + H3PO2 -> RCH2CH(OH)R' + H3PO3其中,R和R'为有机基团。
二、醛酮的氧化反应醛酮的氧化反应是指其被氧化剂氧化为相应的羧酸。
常见的醛酮氧化反应的反应剂有氧气(O2)、過氧化氫(H2O2)和过氧化苯甲酰(PhCOOOH)等。
1. 醛的氧化反应:醛在氧化反应中可以被氧化为相应的羧酸。
常见反应剂是氧气(O2)和过氧化氢(H2O2)。
下面是醛的氧化反应方程式示例:RCHO + O2 -> RCOOH其中,R为有机基团。
2. 酮的氧化反应:酮在氧化反应中可以被氧化为相应的羧酸。
酮醛的氧化还原反应方程式总结
酮醛的氧化还原反应方程式总结在有机化学中,酮和醛是两种非常常见的官能团。
它们可以通过氧化还原反应进行转化,产生各种有机化合物。
在本文中,我们将总结酮醛的氧化还原反应方程式,介绍它们的反应条件和产物。
一、酮的氧化反应酮可以被氧化为羧酸。
常见的酮氧化剂有酸性高锰酸钾(KMnO4)、酸性过氧化铬(CrO5)等。
下面是一些典型的酮氧化反应方程式:1. 丙酮氧化反应:CH3COCH3 + [O] → CH3COOH2. 异戊酮氧化反应:CH3CH2COCH3 + [O] → CH3CH2COOH需要注意的是,酮氧化反应通常需要在酸性条件下进行。
二、酮的还原反应酮可以被还原为相应的醇。
常见的还原剂有金属氢化物(如氢化铝锂,LiAlH4)等。
下面是一些典型的酮还原反应方程式:1. 丙酮还原反应:CH3COCH3 + 2H2 → CH3CH2CH2OH2. 戊酮还原反应:CH3CH2COCH2CH3 + 2H2 → CH3CH2CH2CH2CH3OH需要注意的是,酮还原反应通常需要在干燥的非水溶剂中进行。
三、醛的氧化反应醛可以被氧化为相应的羧酸。
常见的氧化剂有酸性高锰酸钾(KMnO4)、酸性过氧化铬(CrO5)等。
下面是一些典型的醛氧化反应方程式:1. 甲醛氧化反应:HCHO + [O] → HCOOH2. 丁醛氧化反应:CH3CH2CH2CHO + [O] → CH3CH2CH2COOH四、醛的还原反应醛可以被还原为相应的醇。
常见的还原剂有金属氢化物(如氢化铝锂,LiAlH4)等。
下面是一些典型的醛还原反应方程式:1. 甲醛还原反应:HCHO + 2H2 → CH3CH2OH2. 乙醛还原反应:CH3CHO + 2H2 → CH3CH2CH2OH需要注意的是,醛还原反应通常需要在干燥的非水溶剂中进行。
总结:酮和醛的氧化还原反应能够产生各种有机化合物。
在氧化条件下,酮可以转化为羧酸,而醛也可以转化为羧酸。
而在还原条件下,酮可以转化为相应的醇,醛也可以转化为相应的醇。
8.醛酮的还原和氧化反应讲解
+
Cl
CH2OH
+ Cl
CO2H
(2)醛酮的氧化反应
醛很容易氧化成酸,最常用的氧化剂为铬酸和高锰酸钾
C6H5CH2CHO
CrO3,H
+
C6H5CH2CO2H
酮一般不被氧化,但用过氧酸(如过氧三氟乙酸、过氧苯甲酸) 氧化,可在酮羰基与-碳之间插入一个氧而生成酯,称为拜耶 尔-魏立格(Baeyer-Villiger)反应
C6H5CCH2CH3 O NH2NH2,NaOH (HOCH2CH2)2O 加热 C6H5CH2CH2CH3
82%
适用于对酸敏感的醛酮,根据不同的原料选择不同的方
法进行还原。
康尼查罗反应
不含-H的醛在浓碱作用下,一分子醛被氧化成酸,而另一分子 醛则被还原为醇,这是自氧化还原反应,也叫歧化反应或康尼 查罗(Cannizzaro)反应。
克莱门森还原
•
浓盐酸与锌汞齐的混合物与醛酮一起加热回流,可以将羰基直 接还原为亚甲基。
COCH3 Zn-Hg / HCl CH2CH3
• •
适合对酸稳定化合物 合成纯的带侧链的芳烃
乌尔夫-凯惜纳-黄鸣龙还原
将醛酮、肼、氢氧化钠或氢氧化钾、一缩二乙二醇(沸点245℃) 等一起加热,反应过程中,先生成腙,然后失去氮气同时形成 亚甲基。
乙醇 H2 O
NaBH CH3 CH=CHCH 4 2 CH 2 CHO +
CH3 CH=CHCH 2 CH 2 CH 2 OH
催化氢化
醛、酮可在铂、镍等催化剂存在下加氢还原为醇,分子中的碳-碳 双键和三键、氰基(-CN)和硝基(-NO2)等基团都容易被还 原。
醛和酮的氧化还原反应方程式总结
醛和酮的氧化还原反应方程式总结在有机化学领域中,醛和酮是常见的有机化合物。
它们在化学反应中经常参与氧化还原反应。
在本文中,我将总结醛和酮的氧化还原反应方程式,并探讨这些反应对有机合成的重要性。
一、醛的氧化反应醛是含有羰基(C=O)官能团的化合物,通过氧化反应可将羰基上的氢原子氧化为羰基上的氧。
以下是一些常见的醛的氧化反应方程式:1. 向硄酸的氧化反应:醛+ [O] → 酸 + H2O其中,[O]表示氧化剂,如氧气(O2)或氧化性化合物。
2. 碳酸的氧化反应:醛+ [O] → 碳酸 + H2O这种反应通常由氧化性氧化剂催化,如过氧化氢(H2O2)或高锰酸钾(KMnO4)。
二、酮的氧化反应酮是含有两个有机基团通过碳原子连接的化合物,其氧化反应相对于醛来说比较困难。
以下是酮的氧化反应方程式的示例:1. 向羧酸的氧化反应:酮+ [O] → 羧酸 + H2O这种反应通常需要较强的氧化剂,如酸性高碘酸铵(NH4IO4)或高碘酸钾(KIO4)。
三、醛和酮的还原反应相对于氧化反应,醛和酮的还原反应则是将羰基上的氧还原为氢。
以下是一些常见的醛和酮的还原反应方程式:1. 醛的还原反应:醛+ 2H → 醇在还原反应中,氢气(H2)是常见的还原剂。
2. 酮的还原反应:酮+ 2H → 醇与醛的还原反应类似,酮的还原反应也需要氢气作为还原剂。
四、醛和酮的氧化还原反应机制醛和酮的氧化还原反应涉及一个重要的步骤,即羰基上的氢迁移。
在这一过程中,氧化剂接受羰基上的氢原子,产生醇或羧酸,同时还原剂提供氢原子,将羰基上的氧还原为氢。
这种氧化还原反应机制在有机化学的涉及到许多重要的合成反应,如制备醇、醛和酮的方法。
综上所述,醛和酮作为常见的有机化合物,在氧化还原反应中表现出一系列重要的反应。
醛可通过氧化反应形成酸或碳酸,而酮则通过氧化反应形成羧酸。
相反地,醛和酮也可以通过还原反应将羰基上的氧还原为氢,生成相应的醇。
理解和掌握醛和酮的氧化还原反应方程式及其机制对于有机化学的研究和应用具有重要意义。
有机化学基础知识点整理醛和酮的氧化与还原反应
有机化学基础知识点整理醛和酮的氧化与还原反应有机化学基础知识点整理—醛和酮的氧化与还原反应在有机化学中,醛和酮是两种常见的官能团。
它们在化学反应中经常参与氧化和还原反应。
本文将对醛和酮的氧化与还原反应进行整理。
一、醛的氧化反应1. 醛的氧化:醛可以发生氧化反应,生成相应的酸。
常见的氧化剂有高锰酸钾(KMnO4)、过氧化氢(H2O2)等。
氧化反应通常在碱性条件下进行。
例如,乙醛(CH3CHO)可以被高锰酸钾氧化为乙酸(CH3COOH):2CH3CHO + KMnO4 + H2O → 2CH3COOH + MnO2 + KOH2. 醛的氧化还原反应:在氧化剂的作用下,醛可以被氧化为相应的酸;而在还原剂的作用下,则可以被还原为相应的醇。
例如,乙醛可以被硼酸(H3BO3)还原为乙醇:2CH3CHO + 3H3BO3 → 2CH3CH2OH + 3B(OH)3二、酮的氧化反应1. 酮的氧化:与醛不同,酮不容易被常见的氧化剂氧化。
通常需要使用强氧化剂(如酸性高锰酸钾)进行氧化反应。
例如,丙酮(CH3COCH3)可以被酸性高锰酸钾氧化为乙酸(CH3COOH):CH3COCH3 + K MnO4 + H2SO4 → CH3COOH + CO2 + K2SO4 + H2O2. 酮的还原:酮与醛一样,也可以被还原为相应的醇。
常见的还原剂有金属氢化物(如氢气和氢化铝锂)等。
例如,丙酮可以被氢气还原为异丙醇:CH3COCH3 + 2H2 → CH3CHOHCH3三、总结醛和酮作为有机化合物中较常见的官能团,在化学反应中经常参与氧化与还原反应。
醛可以被氧化为相应的酸,也可以被还原为醇;而酮在常见氧化剂的作用下难以氧化,但可以被还原为醇。
需要注意的是,由于本文不要出现具体的小节或小标题,因此上述内容只是基本的整理和概述,并没有进行详细的阐述。
希望以上内容能对有机化学基础知识点中醛和酮的氧化与还原反应有所帮助。
大学有机化学反应方程式总结醛与酮的还原与氧化反应
大学有机化学反应方程式总结醛与酮的还原与氧化反应在有机化学领域中,醛与酮是常见的有机化合物。
它们的化学性质非常重要,尤其是它们的还原与氧化反应。
本文将对醛与酮的还原与氧化反应进行总结,并给出相关的反应方程式。
一、醛的还原反应1. 醛的还原为醇:醛可以通过还原反应转化为相应的醇。
常用的还原剂有金属氢化物(如锂铝氢化物,LiAlH4)和氢气。
反应方程式:醛 + 2H2 -> 醇举例:甲醛 + 2H2 -> 甲醇2. 醛的催化还原为醇:除了金属氢化物和氢气,醛还可以通过催化剂的作用发生还原反应。
常用的催化剂有铂、钯等。
反应方程式:醛 + 2H2 -> 醇举例:醛 + 2H2 (催化剂Pt) -> 醇二、酮的还原反应1. 酮的还原为二醇:酮可以通过还原反应转化为相应的二醇。
常用的还原剂有金属氢化物(如锂铝氢化物,LiAlH4)和氢气。
反应方程式:酮 + 2H2 -> 二醇举例:丙酮 + 2H2 -> 2-丙醇2. 酮的催化还原为醇:除了金属氢化物和氢气,酮还可以通过催化剂的作用发生还原反应。
常用的催化剂有铂、钯等。
反应方程式:酮 + 2H2 -> 二醇举例:酮 + 2H2 (催化剂Pt) -> 二醇三、醛的氧化反应1. 醛的氧化为羧酸:醛可以通过氧化反应转化为相应的羧酸。
常用的氧化剂有酸性高锰酸钾(KMnO4)和过氧化氢(H2O2)等。
反应方程式:醛 + [O] -> 羧酸举例:乙醛 + [O] -> 醋酸2. 醛的催化氧化为酸酐:除了常规的氧化剂,醛还可以通过催化剂的作用发生氧化反应,形成相应的酸酐。
常用的催化剂有银剂。
反应方程式:醛 + O2 -> 酸酐举例:甲醛 + O2 (催化剂Ag) -> 甲酸酐四、酮的氧化反应1. 酮的氧化为酮酸:酮可以通过氧化反应转化为相应的酮酸。
常用的氧化剂有酸性高锰酸钾(KMnO4)和过氧化氢(H2O2)等。
醛酮的氧化和还原反应
R–CHO + Ag(NH3)2OH
HO-
△ △
R–CHO + Cu(OH)2 + Cu2+ +酒石酸钾钠(蓝色) R–CH=CH–CHO
Ag(NH3)2OH KMnO4
R–CH=CH–COOH
RCOOH + CO2 + H2O
(2) 环己酮的开环氧化
O
HNO3(浓)
CH2–CH2–COOH 己二酸 CH2–CH2–COOH
主要知识点
1、,-不饱和醛酮的加成反应 P351
2、插烯作用 P353
3、麦克尔加成反应及用途 P353
2、还原反应 (1) 还原成醇 C=O C–OH 醛→伯醇,酮→仲醇
[H]
(2) 还原成烃 C=O
[H]CH2ຫໍສະໝຸດ ①克莱门森还原法①催化加氢 H2/Ni Hg-Zn CH2 C = O LiAlH4/H2O HCl ②化学 NaBH /H O 4 2 还原 Al[OCH(CH3)2]3 ②沃尔夫-凯希纳-黄鸣龙 还原法 ③金属还原 Na+C2H5OH NH2-NH2 C=N-NH2 C=O C=C –C≡N –NO2 腙 ④镁或镁-汞齐还原 –COOR –COOH HOCH2 + N2↑ 分解腙 还原能力与选择性!
练习3:以苯、乙烯为原料,制备2-(3-甲苯基)乙醇
CH3
CO + HCl AlCl3-Cu2Cl2 O2,Ag/250℃
CH2CH2OH
①Mg/四氢呋喃 ② H2O
CHO
Br2 FeBr3
CHO
Br
Hg-Zn HCl
CH3
+ CH2–CH2 Br O
3、岐化反应(坎尼扎罗)P366 不含-H的醛
醛与酮的结构特点及其氧化还原反应
醛与酮的结构特点及其氧化还原反应醛和酮是有机化合物中常见的官能团,它们在有机化学中具有重要的地位。
本文将从结构特点和氧化还原反应两个方面来探讨醛和酮的性质。
一、醛和酮的结构特点醛和酮都含有碳氧双键,但它们的结构有所不同。
醛分子中,碳氧双键连接在一个碳原子和一个氢原子上,而酮分子中,碳氧双键连接在两个碳原子之间。
这种不同的结构特点决定了醛和酮在性质上的差异。
首先,醛和酮的极性不同。
由于醛分子中有一个氢原子,使得醛的极性较酮更强。
这也导致了醛和酮在溶解性上的差异,醛分子在水中的溶解度通常比酮要高。
其次,醛和酮的反应性也有所不同。
醛中的氢原子更容易被取代,因此醛比酮更容易发生加成反应。
而酮中的两个碳原子的电子密度较高,使得酮更容易发生亲电取代反应。
二、醛和酮的氧化还原反应醛和酮作为有机化合物,其氧化还原反应是其重要的反应类型之一。
下面将分别介绍醛和酮的氧化还原反应。
1. 醛的氧化反应醛可以被氧化成相应的羧酸。
常用的氧化剂有强氧化性的酸性高锰酸钾(KMnO4)和酸性过氧化钾(K2Cr2O7)等。
在碱性条件下,醛也可以被氧化成相应的酸盐。
2. 酮的氧化反应酮的氧化反应相对较难进行。
通常需要使用高度氧化性的试剂,如酸性高锰酸钾或酸性过氧化钾,同时还需要较高的反应温度和反应时间。
酮的氧化反应通常会生成羧酸和醛。
醛和酮的还原反应与氧化反应相对应。
醛可以被还原成相应的醇,而酮可以被还原成相应的二醇。
常用的还原剂有氢气(H2)和金属碱金属还原剂,如锂铝氢化物(LiAlH4)和氢化钠(NaBH4)等。
总结:醛和酮作为有机化合物中常见的官能团,其结构特点和氧化还原反应为我们理解有机化学的基本原理提供了重要的依据。
通过了解醛和酮的结构特点,我们可以预测它们的性质和反应行为。
同时,醛和酮的氧化还原反应也是有机合成中常用的反应类型,对于有机合成的设计和实施具有重要的指导意义。
有机化学基础知识点整理醛与酮的还原与氧化反应
有机化学基础知识点整理醛与酮的还原与氧化反应有机化学基础知识点整理醛与酮的还原与氧化反应有机化学是研究有机物(含碳元素的化合物)的合成、结构、性质和反应机理的学科。
其中,醛与酮是有机化学中重要的一类化合物。
它们不仅在许多化工工艺中广泛应用,也是合成药物和天然产物的重要结构基元。
了解醛与酮的还原与氧化反应是有机化学学习的基础,本文将对其进行整理。
一、醛与酮的还原反应醛与酮的还原反应是指将醛或酮转化为相应的醇的化学反应。
还原剂常用的有金属氢化物、羰基化合物等。
以下是几种常见的还原反应。
1. 氢气和催化剂的醛与酮还原将醛或酮与氢气在催化剂的作用下进行反应,可以得到相应的醇。
常用的催化剂有铂、钯、镍等贵金属。
例如,乙酰醛(CH3COCH3)与氢气在钯催化下反应,可以得到乙醇(CH3CH2OH):CH3COCH3 + H2 → CH3CH2OH2. 碱金属醇盐的醛与酮还原碱金属醇盐(如氢氧化钠、氢氧化钾)可以与醛或酮反应,生成相应的醇。
这是一种常用的还原醛与酮的方法。
例如,丙酮(CH3COCH3)与氢氧化钠反应,可以得到丙醇(CH3CH2CH2OH):CH3COCH3 + NaOH → CH3CH2CH2OH3. 还原性金属的醛与酮还原还原性金属如锂、钠、铝等也可以将醛或酮还原为相应的醇。
这种还原反应常用于有机合成中。
例如,丁酮(CH3COCH2CH3)与锂反应,可以得到2-丁醇(CH3CH2CHOHCH3):CH3COCH2CH3 + 2Li → CH3CH2CHOHCH3二、醛与酮的氧化反应醛与酮的氧化是将醛或酮中的碳氢键转化为碳氧键的反应,常用的氧化剂有酸性高锰酸钾、过氧化氢等。
以下是几种常见的氧化反应。
1. 酸性高锰酸钾的醛与酮氧化酸性高锰酸钾(KMnO4)是一种常用的强氧化剂,可以将醛氧化为相应的羧酸,将酮氧化为酮酸。
例如,乙醛(CH3CHO)与酸性高锰酸钾反应,可以得到乙酸(CH3COOH):CH3CHO + [O] → CH3COOH2. 过氧化氢的醛与酮氧化过氧化氢(H2O2)也是一种常用的氧化剂,能将醛氧化为羧酸,将酮氧化为酮酸。
大学有机化学反应方程式总结醛和酮的还原和氧化反应
大学有机化学反应方程式总结醛和酮的还原和氧化反应在大学有机化学中,醛和酮是两类重要的官能团,它们在许多有机合成和反应中起着至关重要的作用。
了解醛和酮的还原和氧化反应对于掌握有机化学的基本知识和实践技巧具有重要意义。
本文将对醛和酮的还原和氧化反应方程式进行总结,以帮助理解和记忆这些反应。
一、醛和酮的还原反应方程式还原反应是指分子中某个原子的氧化态数减小,而另一些原子的氧化态数增加的化学反应。
醛和酮可以通过多种还原试剂被还原为相应的醇。
下面是几种常用的醛和酮的还原反应方程式:1. 锂铝氢化物(LiAlH4)还原醛和酮可以通过与锂铝氢化物(LiAlH4)反应被还原为相应的醇。
例如,丙酮(ketone)可以被锂铝氢化物(LiAlH4)还原为丙醇(alcohol):CH3COCH3 + LiAlH4 → CH3CH2CH2OH同样地,乙醛(aldehyde)可以被锂铝氢化物(LiAlH4)还原为乙醇(ethanol):CH3CHO + LiAlH4 → CH3CH2OH2. 氢气和催化剂的还原醛和酮也可以通过在氢气和催化剂的存在下被还原为相应的醇。
例如,乙酮(ketone)可以通过在氢气和铂催化剂的存在下还原为乙醇(alcohol):CH3COCH3 + H2 (催化剂) → CH3CH2OH二、醛和酮的氧化反应方程式氧化反应是指分子中某个原子的氧化态数增加,而另一些原子的氧化态数减小的化学反应。
醛和酮可以通过多种氧化试剂被氧化为相应的羧酸或者羰基酸。
下面是几种常用的醛和酮的氧化反应方程式:1. 高锰酸钾(KMnO4)氧化醛和酮可以通过与高锰酸钾(KMnO4)反应被氧化为相应的羧酸。
例如,乙醛(aldehyde)可以被高锰酸钾(KMnO4)氧化为乙酸(carboxylic acid):CH3CHO + KMnO4 → CH3COOH2. 酸性高锰酸钾(H+ / KMnO4)氧化醛和酮也可以通过与酸性高锰酸钾(H+ / KMnO4)反应被氧化为相应的羧酸。
有机化学选择题解析
有机化学选择题一.1.樟脑分子中有几个手性碳原子?7A.1B.2C.3D.无2.一个化合物虽然含有手性碳原子,但化合物自身可以与它的镜象叠合,这个化合物叫什么?A.内消旋体B.外消旋体C.对映异构体D.互变异构体3.具有对映异构现象的烷烃的最少碳原子是多少?A.5B.6C.7D.84.萘最易溶于哪种溶剂?A.水B.乙醇C.苯D .乙酸5.下列化合物在光照下分别与溴的四氯化碳溶液作用,哪一个反应最快?A.苯B.环已烷C.甲苯D.氯苯6.叔丁烷与氯气发生取代反应,主要产物是2-氯-2-甲基丙烷,其原因为何?A.叔碳原子的位阻大B.叔碳原子的自由基最稳定C.伯氢原子最易取代D.伯氢原子所占的比例大7.什么是2-甲基-3-戊醇脱水的主要产物?A.2-甲基-1-戊烯B.甲基环戊烷C.2-甲基-2-戊烯D.2-甲基-3-戊烯8.在下列反应式中,如果将CH3Cl的浓度增加为原来的3倍,OH-的浓度增加为原来的2倍,其反应速度将有什么变化?CH3Cl+OH-→CH3OH+Cl-A.增至2倍B.增至3倍C.增至5倍D.增至6倍9.在SN2反应机理中,最活泼的是哪一个化合物?A.叔丁基氯B.氯乙烷C.氯苯D.一氯甲烷10.芳香族化合物氯苯(Ⅰ)、硝基苯(Ⅱ)、N,N-二甲苯胺(Ⅲ)、甲苯(Ⅳ)等进行硝化时,其反应速度的快慢顺序如何?A.Ⅰ>Ⅱ>Ⅲ>ⅣB.Ⅲ>Ⅳ>Ⅰ>ⅡC.Ⅳ>Ⅲ>Ⅱ>ⅠD.Ⅱ>Ⅰ>Ⅳ>Ⅲ11.哪一个醛或酮难以和氢氰酸反应?A.苯乙酮B.环戊酮C.丁醛D.丙酮12.哪一个醛或酮与水加成生成的水合物最稳定?A.丙酮B.三氯乙醛C.苯乙酮D.乙醛13.下列各化合物哪一个在水中溶解度最大?A.1,4-丁二醇B.乙醚C.正戊烷D.正丁醇14.下列各化合物哪一个与水不混溶?A.四氢呋喃B.乙醇C.丙酮D.乙醚15.下列负离子哪一个碱性最强?A.CH3CH2-B.NH2-C.RS-D.RO-16.指出下列化合物中哪一个酸性最强?A.乙醇B.乙硫醇C.苯酚D.苯硫酚17.下列物质哪一个可能以顺反异构体形式存在?A.C2H3ClB.C2H4Br2C.C2H2Cl2D.C6H4C1218.丁醇的同分异构体是哪一个?A.2-丁酮B.乙酸乙酯C.丁酸D.乙醚19.下列化合物酸性最强的是A.对硝基苯甲酸B.对甲基苯甲酸C.苯甲酸D.对羟基苯甲酸20.对甲苯的硝化反应,下列描述正确的是A.反应比苯难进行,主要产物为间位B.反应比苯难进行,主要产物为邻、对位C.反应比苯容易进行,主要产物为邻、对位D.反应比苯容易进行,主要产物为间位答案:1-5 BACCC 6-10 BCDDB 11-15 ABADA 16-20 DCDAC二.1.关于醛酮的氧化和还原反应下列叙述错误的是:A.Tollens 试剂常用来区分醛和酮。
有机化学基础知识酮和醛的氧化还原反应
有机化学基础知识酮和醛的氧化还原反应有机化学中,酮和醛是常见的官能团,它们在许多反应中起到非常重要的作用。
其中,酮和醛的氧化还原反应是一类常见而有趣的反应类型。
本文将介绍酮和醛的氧化还原反应的基本概念、反应机制,并列举几个具体的实例来加深对这些反应的理解。
1. 氧化还原反应的基本概念氧化还原反应是指物质在与氧气或氧化剂接触时,氧化剂从中获得电子,而反应物则失去电子的过程。
在有机化学中,酮和醛的氧化还原反应通常涉及到醛和酮的碳氧化合物上的氢原子的转移。
2. 氧化反应酮和醛的氧化反应通常由氧化剂引发,例如常用的强氧化剂包括高价氧络合物如酸性高锰酸钾(KMnO4)、过氧化氢(H2O2)等。
下面以高锰酸钾为例,介绍一下酮和醛的氧化反应机制。
高锰酸钾是一种常见的氧化剂,它在碱性条件下可以将醛氧化成相应的羧酸。
酮则不容易被氧化剂氧化,因为酮中的羰基碳与其它碳原子相连,没有容易失去的氢原子。
这种氧化反应的机理可以简化为以下几个步骤:1) 高锰酸钾与碱性条件下醛发生反应,醛发生氧化,高锰酸钾相应还原。
2) 在反应中,高锰酸钾失去一部分氧原子,生成的产物为低价锰离子。
3. 还原反应与氧化反应相反,酮和醛的还原反应涉及到氢原子的添加。
常用的还原剂包括碱金属铝醇聚合物(如乙酸铝)、硼氢化钠(NaBH4)和氢气(H2)等。
下面以硼氢化钠为例,介绍一下酮和醛的还原反应机制。
硼氢化钠是一种温和的还原剂,它可以将醛和酮还原成相应的醇。
该反应机制可以简化为以下几个步骤:1) 硼氢化钠可以失去一个氢原子,生成氢化钠离子。
2) 醛或酮与氢化钠发生反应,氢原子被添加到醛或酮的碳氧化合物中的碳上。
4. 实例分析现在来看几个具体的实例,加深对酮和醛的氧化还原反应的理解。
(1) 2-丁酮的氧化反应:在碱性条件下,高锰酸钾与2-丁酮反应发生氧化反应。
高锰酸钾被还原,生成低价锰离子,而2-丁酮被氧化成为戊二酸。
(2) 丁醛的还原反应:丁醛与硼氢化钠发生反应,丁醛中的羰基碳氧化合物上的氧原子被硼氢化钠中的氢原子取代,形成丁醇。
有机化学基础知识点整理醛和酮的氧化和还原反应的机理
有机化学基础知识点整理醛和酮的氧化和还原反应的机理在有机化学中,醛(aldehyde)和酮(ketone)是两类常见的有机化合物,它们的氧化和还原反应机理具有重要的理论和实际应用价值。
本文将对醛和酮的氧化和还原反应的机理进行整理和概述。
一、醛和酮的氧化反应机理醛和酮的氧化反应是一种常见的有机反应。
醛可以氧化成羧酸,而酮则无法直接进行氧化反应。
醛和酮的氧化反应机理主要包括以下几个步骤:1. 氧化剂的作用:醛分子与氧化剂反应,酮分子则无法与氧化剂反应。
氧化剂可以是强氧化剂,如酸性高锰酸钾(KMnO4)、酸性二氧化铬(CrO3)等,也可以是温和的氧化剂,如氧气(O2)、过氧化氢(H2O2)等。
2. 氧化反应过程:醛的氧化反应过程中,醛分子上的碳氢键被氧化剂中的氧原子取代,生成羧酸。
氧化反应往往发生在醛分子的碳链上的末端碳上,形成醛基上的羟基被氧化成羧酸。
而酮分子由于没有醛基,无法发生这种氧化反应。
3. 氧化反应产物:醛的氧化反应产物是相应的羧酸,例如甲醛(HCHO)氧化后生成甲酸(HCOOH),乙醛(CH3CHO)氧化后生成乙酸(CH3COOH)等。
而酮由于无法直接发生氧化反应,因此在通常条件下,酮不会发生氧化反应,产物仍为原始的酮分子。
二、醛和酮的还原反应机理醛和酮的还原反应是有机化学中另一类常见的反应。
醛和酮可以通过还原剂还原为相应的醇。
醛和酮的还原反应机理主要包括以下几个步骤:1. 还原剂的作用:还原剂可以是强还原剂,如氢气(H2)配合催化剂(如铂、钯等),也可以是温和的还原剂,如氢化钠(NaBH4)等。
2. 还原反应过程:醛和酮的还原反应过程中,还原剂中的氢原子被传递给醛或酮分子上的碳氧双键,生成相应的醇分子。
在这个过程中,碳氧键被断裂,氧被氢取代形成醇基。
3. 还原反应产物:醛和酮的还原反应产物是相应的醇。
例如,乙醛(CH3CHO)还原后生成乙醇(CH3CH2OH),丙酮(CH3COCH3)还原后生成异丙醇(CH3CHOHCH3)等。
醛酮的氧化与还原_
H2还原:无选择性
10-08 醛酮的氧化与还原
e) 坎尼查罗原反应 (Cannizzaro reaction) 没有-活泼氢的醛在强碱作用下,发生分子间的氧化还原,生成相应醇和相应
酸的反应
-C 无H
10-08 醛酮的氧化与还原
反应特点:① 无α-H 的醛作反应物; ② 浓碱性条件; ③ 产物一个被氧化, 一个被还原
酸性介质 碱性介质
Zn-Hg/HCl Clemmensen
Woff-Kishner
10-08 醛酮的氧化与还原
b) Woff-Kishner反应 醛酮在碱性条件作用下,可被还原为烃,羰基变为亚甲基
一锅煮法,为Woff-Kishner-黄鸣龙反应
10-08 醛酮的氧化与还原
c) LiAlH4 和NaBH4还原反应 LiAlH4、 NaBH4还原:提供的是H-,还原的是C=O,机理为是亲核加成
10-08 醛酮的氧化与还原
2. 强氧化剂氧化 K2Cr2O7 / H+、KMnO4 / H+、HNO3 等氧化剂
10-08 醛酮的氧化与还原
还原反应 a) 克里门森(Clemmensen)反应
醛酮在锌汞齐和浓盐酸作用下,可被还原为烃,羰基变为亚甲基
10-08 醛酮的氧化与还原
b) Woff-Kishner反应
10-08 醛酮的氧化与还原
氧化反应 在氧化反应中,醛、酮的差异明显,由于醛羰基连有一个氢原子,
对氧化剂比较敏感,即使某些弱氧化剂也能氧化醛 酮对一般氧化剂都比较稳定,只有在强烈条件下才被氧化,并且分
子发生断裂,所得产物比较复杂 1. 弱氧化剂氧化
a) 托伦(Tollens)试剂
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教学目标:1.熟悉芳醛和脂肪醛氧化反应的异同和羰基的还原方法。
2.掌握醛的化学鉴别方法。
3.了解酮的H2O2氧化制备酯及α-羟基酮特殊氧化。
4.掌握cannizaro反应的原理。
教学重点: 1.醛的氧化。
2.羰基的负氢还原和彻底还原。
教学安排:J
>J9;30min
1—
一、醛的氧化
1.空气氧化
醛容易被氧化为羧酸。
所以,久置的醛在使用前应重新蒸馏。
这反映出醛基的不稳定性和化学活泼性。
在空气中,醛可被O2按自由基反应机理氧化成酸,芳醛较脂肪醛易被氧化;因为芳醛的羰基较易形成自由基。
2.氧化剂氧化
醛可被多种氧化剂氧化成羧酸。
如HNO3、KmnO4、Ma2Cr2O7、CrO3、H2O2、H2O2、Br2、NaOX、活性Ag2O、新生MnO2等等。
一般属离子型氧化反应,脂肪族醛易于被氧化。
较弱的氧化剂,如氢氧化银的氨溶液(称Tollens试剂)可将芳醛或脂肪醛氧化成相应的羧酸,析出的还原性银可附在清洁的器壁上呈现光亮的银镜,常称"银镜反应",可用这个反应来鉴别醛,工业上用此反应原理来制镜。
裴林试剂是硫酸铜与酒石酸钾钠的碱性混合液,二价的铜离子具有较弱的氧化性,它可氧化脂肪醛为脂肪酸,而芳香醛一般不被氧化。
在反应中析出的砖红色氧化亚铜,现象明显,可用于脂肪醛的鉴别:
氧化银是一个温和的氧化剂,它可把醛氧化成酸,但不氧化C=C、-OH、C=N等官能团。
例如:
二、酮的氧化
与醛相比,酮不容易被氧化;强烈的氧化条件下,酮被氧化成小分子的羧酸,这是没有制备意义的。
环酮氧化可生成二元酸,有应用价值。
在工业上,由苯加氢得到的环已烷经催化空气氧化可以得到环已醇及环已酮,环已酮继续被氧化则得到已二酸,后者是合成纤维尼龙-66的原料。
芳酮比芳醛更难于氧化,在强氧化剂作用下,芳酮在羰基处发生C-C键断裂。
如:苯乙酮用冷的KmnO4水溶液氧化时先是生成的苯甲酰甲酸,进一步受热氧化则生成苯甲酸。
三、坎尼扎罗(Cannizzaro)反应
在浓碱作用下,没有α-H的醛发生歧化反应,一分子醛被氧化为酸,另一分子醛被还原成醇。
此为坎尼扎罗(Cannizzaro)反应。
例如:
当两种不同的无α-H的醛在浓碱作用下可发生交叉的坎尼扎罗(Cannizzaro)反应,如在浓碱NaOH溶液作用下,HCHO被氧化成甲酸,芳醛被还原成芳醇;这是制备芳醇的一种特殊方法,产率良好。
例如:
在交叉的坎尼扎罗(Cannizzaro)反应中,通常是活泼的醛被氧化。
反应机理被认为是:
工业上生产季戊四醇就是由甲醛与乙醛经羟醛缩合得到三羟甲基乙醛后,再与一分子甲醛发生坎尼扎罗(Cannizzaro)反应制得。
季戊四醇是个有多种用途的化合物,大量用于油漆行业中醇酸树酯的生产,也可用于工程塑料聚醚的生产;它的四硝酸酯具有扩张血管的作用,可用于冠心病患者的治疗。
四、醛和酮的还原
醛、酮的羰基都能被还原成醇羟基,也可以被彻底还原为亚甲基。
反应条件不同,还原产物也不同。
不同的醛、酮可根据实际情况采用不同的还原剂进行还原反应。
硼氢化钠或硼氢化钾(NaBH4,KBH4)是较缓和的负氢还原剂,它可以还原醛、酮,而且有较好的反应活性和较高的选择性,控制反应条件可以只还原醛、酮的羰基而不影响其它官能团。
LiAlH4和NaBH4或KBH4虽然都是高活性的负氢型还原剂,但对于有空间位阻的酮的还原,有立体选择性。
2)用Al[OCH(CH3)2]3/HOCH(CH3)2还原
异丙醇铝也可以看作是一个"负氢"类型的还原剂;在对醛或酮的还原反应过程中,异丙醇铝仲碳上的氢以负性试剂的功能对羰基进行亲核加成,使羰基转变为烷氧负离子并与铝原子络合,同时释放出一分子丙酮;前者从溶剂(异丙醇)中再获取一个质子分解成醇和异丙醇铝(可继续再与羰基反应)。
实际上异丙醇铝可与三分子醛或酮作用;生成新的三烷氧基铝之后,再经水解得到还原的醇和三价铝。
即:
使用异丙醇铝对醛、酮进行还原,反应条件缓和,反应选择性高,并且不影响C=C、C≡C、NO2、-X等基团,在反应过程中不断蒸出丙酮,便可使反应不断右移,得到较高的还原收率。
例如:
在乙醇溶液中,金属钠可将酮还原成醇,单产率很低。
四、羰基的彻底还原
将羰基彻底还原就是把羰基还原成烃基:
这类还原的方法有以下三种。
1.克来门森(Clennensen)还原法
酮或醛与锌汞齐及盐酸在苯或乙醇溶液中加热,羰基被还原为亚甲基:
这一反应首先由英国化学家E.Clennensen于1913年发现并用于制备烷烃、烷基芳烃和烷基酚类化合物;这个还原方法还可用于羰基酸的还原。
这个反应的机理迄今还不十分明确,Clennnensen还原对羰基具有很好的选择性,除α,β-不饱和键外,一般对于双键无影响,而且反应操作也很简便;但是由于是在酸性介质中进行的反应,所以此方法不适用对酸性介质敏感的羰基化合物的还原(如呋喃醛、酮和吡咯类醛酮)。
由于是在金属表面进行的还原反应,所以还会生成一些片呐醇类的副产物。
下面列举几个Clemmensen还原的应用实例:
上述反应中,尤其对合成长碳链正构烷基芳烃更有应用意义。
2.沃尔夫-克斯尼尔(Wolff-Kishner)-黄鸣龙还原法
醛、酮与肼反应生成腙,腙在碱性条件下受热发生分解,放出N2,并生成烃:。