有机化学-第十章.
有机化学第二版第十章醛和酮

第十章 醛酮含有羰基的化合物:O H O CH3CCH3 O C CH3醛和酮:CH 3C羧酸 羧酸:CH3CO OHCOOH COOH COOHOH CH3CHCOOHO羧酸衍生物:CH3COCl (CH3CO) ( )2OCOOC 2H 5NHOβ-二羰基化合物:CH3CCH2COOC 2H5CH2COOC2H5 COOC2H5210 醛和酮教学大纲(醛和酮)醛和酮的结构与物理性质 醛和酮的结构与物理性质; 醛和酮的化学性质:1.与氢氰酸加成; 2.与亚硫酸氢钠加成; 3.与醇亲核加成; 4.与氨的衍生物反应; 5.与Grignard试剂加成; 试剂加成 6.醇醛缩合反应; 7 卤化和卤仿反应; 7. 卤化和卤仿反应 还 原 反 应 —— 催 化 加 氢 、 金 属 氢 化 物 还 原 、 Clemmenson 还 原 、 WolffKishner黄鸣龙还原、Cannizzaro反应;氧化反应)。
羰基 carbonylOR C H R O C R'醛(aldehyde)O R C O R C R' Ar H Ar O C O C R H酮(Ketone K t )Oβ αC H(R)CC脂肪族醛、酮芳香族醛、酮α,β-不饱和醛、酮4命名:O CH3CCH2CH2CHOO O CH3CCHCCH3 CH2CH=CH24-氧代戊醛3-烯丙基-2,4-戊二酮OO CHO环己酮CHO2'-氧代环己基甲醛CHO OH O CHO苯甲醛2-羟基苯甲醛 (水杨醛)呋喃甲醛 (糠醛)5z醛和酮的结构2spCσOδ C+δO键角接近 120 °1 C=O双键是由一个σ键和一个π键组成的。
2 羰基碳原子为 sp2杂化轨道与氧原子的 p 轨道和其它两个原子 形成三个 形成 个σ键 键,一个 个 p轨 轨道与氧原子的 与氧 子 p轨 轨道侧面交盖成 侧面交 成π键 键, 氧原子上另有两对孤对电子处于氧的s轨道和p轨道中。
有机化学 第10章

2C2H5ONa
+ H2
C2H5ONa +H2O
苯乙醇水=74.118.57.4(64.9℃)
2 2(CH3)3COH + 2K
2(CH3)3COK + H2
强碱性试剂 亲核性相对弱一些
魏能俊 主讲教师:曹瑞军
有机化学
16-10
3 2C2H5OH + Mg
(C2H5O)2Mg 乙醇镁
+ H2
魏能俊
主讲教师:曹瑞军
有机化学
16-6
3、醇的异构和命名
醇的异构主要来自碳链的异构和羟基位置的异构。 醇的系统命名如下: (1)选取含羟基的最长碳链为主链,按主链碳原子数命名为某醇。 (2)从最靠近羟基的一端开始编号,羟基在末端时“1”字可以省略。 (3)不饱和醇应选取同时含不饱和键与羟基在内的最长碳链为主链。 CH3 CH3-C-OH CH3C=CHCH2CHCH3 CH CHCHCH CH H3C 3 2 3
液相测定酸性强弱
H2O > CH3OH > RCH2OH > R2CHOH > R3COH > HCCH > NH3 > RH
总的活性(酸性)顺序为:甲醇>伯醇>仲醇>叔醇 在液相中,溶剂化作用会对醇的酸性强弱产生影响。
O H H R H C
O
H O
H H O H H
CH 3 C CH 3
CH 3 O
16-14
举例如下:
-CHO + H2 Pd/C -CH2OH
CH3CH2O-CO-(CH2)8CO-OCH2CH3
Na+C2H5OH
HO-(CH2)10-OH
《有机化学》第十章 旋光异构

第十章 旋光异构
【知识目标】 了解物质的旋光性及其有关概念(平面偏振光、旋光仪和比旋光度等)。 掌握有机化合物对映异构与分子结构的关系。 掌握含一个手性碳原子化合物的对映异构情况。 掌握有机化合物的R/S标记法。
【技能目标】 能够根据分子结构判断分子的手性和旋光性。
2
异构现象分类
在有机化合物中,异构现象大体上分为两大类。构造异构是指分子式相同,而分子中原子相互 连接的顺序不同所产生的异构现象,如前面章节所述的碳链异构、位置异构和官能团异构等;立体 异构是指分子式相同,分子中原子相互连接的顺序相同,但在空间的排列方式不同所产生的异构现 象,旋光异构属于立体异构的一种,它与物质的旋光性有关。
5
过 渡 页
1 物质的旋光性
2 对映异构现象 与分子结构的关系
3 含一个手性碳原子 化合物的对映异构
6 第一节 物质的旋光性
一、 平面偏振光和旋光性
(一)平面偏振光
光波是一种电磁波,它的振动方向与前进方向垂直,如下图10-1所示。
第十章
光的前进方向与振动方向垂直
普通光的振动平面
7 第一节 物质的旋光性
(一)对映体——互为物体与镜像关系的立体异构体。
含有一个手性碳原子的化 合物一定是手性分子,含有两 种不同的构型,是互为物体与 镜像关系的立体异构体,称为 对映异构体(简称为对映体)。
对映异构体都有旋光性, 其中一个是左旋的,一个是右 旋的。所以对映异构体又称为 旋光异构体。
第十章
‖
20 第三节 含一个手性碳原子化合物的对映异构
碳链异构 位置异构 构造异构 官能团异构 互变异构
同分异构
顺反异构
立体异构
构型异构 对映异构(旋光异构)
有机化学第10章

• 重排: 有一些醇(除大多数伯醇外)与氢卤酸反应, 时常有重排产物生成,如: 例1:
CH3 CH3 H HCl CH3-C-CH2-CH3 CH3-C— C-CH3 Cl OH H
重排反应历程:
CH3 CH3 CH3
Why?
CH3 CH3C-CH2CH3
+
+ CH3C-CHCH3 HCl CH3C-CHCH3 -H 2O CH C-CHCH 重排 3 3 H OH H +OH2 H Cl-
构造式
习惯命名法
衍生物命名法
系统
(4) 不饱和醇的系统命名:应选择连有羟基同时含有重 键(双键和三键)碳原子在内的碳链作为主链,编号时尽 可能使羟基的位号最小:
4-(正)丙基-5-己烯-1-醇
(5) 芳醇的命名,可把芳基作为取代基:
2
1-苯乙醇 (-苯乙醇)
1
CH2 -CH3 OH
3-苯基-2-丙烯-1-醇 (肉桂醇)
H+, 25℃
(CH3)3C-OH
该反应历程:
(CH3)2C=CH2 + H+ (CH3)3 C+
H2 O
(CH3)3C-OH2 (CH3)3C-OH + H+
+
• 不对称烯烃, 在酸催化下水合,往往中间体碳正离子 可发生重排:
H+的加成符合马氏规律
(CH3)3CCH=CH2
H+
重排
①H2O ②-H+
RCH2-OH + HBr H SO RCH2Br + H2O 2 4 RCH2-OH + HCl ZnCl RCH2Cl + H2O 2
有机化学-第十章

10.2 醛酮的化学性质
如果利用NaHSO3与羰基化合物加成的可逆性,将 NaCN 与 α-羟基磺酸钠作用,使生成的 HCN 与分解出的羰基化合 物加成生成α-羟基腈,这样也可避免 HCN 的直接使用。 例如:
10.2 醛酮的化学性质
醛、酮与碳负离子的加成
Grignard 试剂,炔钠,Wittig试剂等,都含有碳负离子, 它们与羰基化合物的反应活性很高,有机合成上有广泛的 应用。
10.2 醛酮的化学性质
一、与氨、伯胺的反应
脂肪族醛、酮与氨、伯胺的反应可生成亚胺,也称为席夫 碱(Schiff base):
10.2 醛酮的化学性质
脂肪族醛、酮生成的亚胺中含的C=N双键在反应条件下不 是很稳定的,它易于发生进一步的聚合反应。芳香族的醛、 酮与伯胺反应生成的亚胺则比较稳定。
10.1 醛酮的结构及分类
在醛、酮分子中,羰基碳原子是以sp2 杂化状态与其它三 个原子构成键的,羰基碳原子的P轨道与氧原子上的P轨道 以相互平行的方式侧面重叠形成π键,即羰基是一个平面 构型的; 与羰基碳原子直接相连的其它三个原子处于同一平面内, 相互间的键角约为120度,而π键是垂直于这个平面的。
> > >
>
>
>
>
10.2 醛酮的化学性质
一、与水的加成
甲醛、乙醛、丙酮等小分子羰基化合物在水中的溶解性非 常好,这不仅是它们与水分子之间可以形成氢键,还在于 它们可以与水分子发生加成反应,生成了水合物; 这种水合物只有在水溶液中在一定浓度范围、一定的温度 下才是比较稳定的,游离的羰基水合物(同碳二元醇)是 极不稳定的,它将迅速脱水成为羰基化合物。
有机化学课件——Chapter 10 羟基酸和酮酸

第十章 羟基酸和酮酸
Hydroxy Acids and Keto Acids
1
导言
¾ 取代羧酸: 羧酸分子中烃基上的氢原子被其他原子或官能团取代 后的化合物.
¾ 常见取代羧酸: 卤代酸、羟基酸、氧代酸(酮酸)和氨基酸.
R CH COOH
X
卤代酸(halogeno acid)
烯醇型分子存在的条件
OO CH3CCH2COCH2CH3
酮型(93%)
H
O
O
C
C
CH2CH3
H3C
CH
O
烯醇型(7%)
分子中的亚甲基氢受两个吸电子基团影响而酸性增强。 形成烯醇型产生的双键应与羰基形成π-π共轭,使共 轭体系有所扩大和加强,能量有所降低。 烯醇型可形成分子内氢键,构成稳定性更大的环状螯合物。
NADH + H+
NAD+ + H2O
NH3+
HOOCCH2CH2COCOOH + NH3 α -酮戊二酸
谷氨酸脱氢酶
-OOCCH2CH2CHCOO谷氨酸
有机化学课件
31
第10章 羟基酸和酮酸
4. 酶催化下醇酸和酮酸的相互转化
OH
苹果酸脱氢酶
HOOCCH2CHCOOH
苹果酸
O HOOCCH2CCOOH
O
= =
OH HO-C
R-CH +
HC-R
C OH HO
-2H2O △
O
¾ β-醇酸分子内脱水成共轭烯酸
O
O=
R-CH C
交酯
O=C CH-R
O
CH3CH2CHCH2COOH OH COOH H OH
徐寿昌《有机化学》 课件 第十章 醇、醚

R CH CH R' OH OH
+
Pb(OAc)4
RCHO
+
R'CHO
+ Pb(OAc)2 +
HOAc
这个反应常定量完成,因此可用于乙二醇的定量测定,并可根 据氧化产物推断原醇的结构。 7、邻二醇的重排反应—频哪醇重排
CH3 CH 3 H3C C C CH3
H2SO4 (HCI)
△
CH3 H3C C O C CH3 CH3
M= b.p=
74 117.2
OH OH
频哪醇
频哪酮
CH3 CH3 H3C C C CH3
H2SO4
CH3 CH3 H3C C C CH3
+
OH OH CH3 CH 3 H3C C OH C
OH OH2
CH3 H3C C C CH3
-H
+
CH3 H3C C O C CH3 CH3
+CH3O Nhomakorabea CH3
第二节 醚(ethers)
325℃
5、与酸反应——酯化
醇可与有机酸、无机酸作用生成酯。
O H3C C OH + H
O
O CH2
H+ CH3
△
CH3 C O CH2 CH3
发生酯化反应时,羧酸的C – O键断裂,醇的O – H键断 裂。 CH3 – OH + H2SO4 (CH3)2SO4(硫酸二甲酯)
硫酸二甲酯剧毒,对皮肤的阀限值1ppm,空气中最 高限量5mg/m3。
CH3CH2Cl + H2O
通常用无水氯化锌与浓盐酸按1:1的比例配成溶液与醇反 应, 代替不易操作的氯化氢气体,这样的溶液称为卢卡斯 (Lucas)试剂。结构不同的醇与卢卡斯试剂反应的活性顺序 为:
有机化学第10章 醇、酚、醚

①醇可依分子中所含羟基数目分为一元醇、二元醇及三元醇等,二
元及二元以上的醇称为多元醇。例如:
CH3CH2OH CH2CH2 OH OH
乙醇(一元醇) 乙二醇(二元醇)
CH2CH CH2 OH OH OH
丙三醇(三元醇)
3
②醇也可依分子中烃基的不同而分为脂肪醇(包括饱和醇及不饱和 醇)、脂环醇和芳香醇。 例如:
C(CH3)2或 C(CH3)3
23
在醇的核磁共振谱图中,羟基质子(O—H)由于受
分子间氢键的影响,其化学位移(δ)出现在1~5.5范围 内,在核磁共振谱中产生一个单峰。由于氧的电负性 较大,羟基所连碳原子上的质子的化学位移一般在 3.4~4.0。
24
10.1.4 醇的化学性质
羟基是醇的官能团,作为反应中心羟基决定了醇的化学性质。
2,3-二甲基-3-戊醇
12
不饱和醇的命名,除应选择同时连有羟基和不饱和键的最长碳 链作为主链外,其它原则与饱和醇相同。
CH3CH2CH2CHCH2CH2CH2OH CH CH2
5 6
4
3
2
1
4-丙基-5-己烯-1-醇
CH CHCH3 CH3CH2CHCHCH2CHCH3 CH3 OH
4-甲基-5-乙基-6-辛烯-2-醇
32
醇和氢卤酸反应的速率与醇的结构的关系: 醇的活性顺序是:烯丙型醇、苄基型醇>叔醇>仲醇>伯醇。 例如:
33
利用不同醇与盐酸反应速率的不同,可以区分伯、仲、叔醇。无
水氯化锌与浓盐酸配制的溶液,叫做Lucas试剂。因为水溶性较好的
醇与Lucas试剂反应后,生成与水不互溶的氯代烃,形成乳状的混浊 溶液或分层,所以可利用Lucas试剂鉴别低碳(C6以下)一元伯、仲、叔 醇(C6以上的一元醇水溶性较差,难于用Lucas试剂鉴别)。例如:
有机化学 10

3o, 氢重排
(CH3)2CCH2CH3 100%
(CH3)3CCH2OH + HBr
Br
1o
3o, 碳重排
3oROH 、大多数2oROH和空阻大 的 1oROH按SN1机理进行反应。
(2) 醇与卤化磷的反应 (i)常用的卤化试剂
PCl5 、PCl3 、 PBr3 、 P + I2
(ii)反应方程式 3ROH + PBr3 5ROH + PX5 (iii)适用范围 3RBr + H3PO4 RX
5. 醇的物理性质 (1) 物理性质
a. 存在形式:固态,缔合较为牢固。
液态,形成氢键和氢键的解离均存在。 气态或在非极性溶剂的稀溶液中,醇分子可以单独存在。 b. 沸点:由于醇分子之间能形成氢键,沸点较相应分子量的 其它有 机物为高。 c. 溶解度:由于醇分子与水分子之间能形成氢键,三个碳以 内的醇和叔丁醇能与水混溶。 d. 密度:烷醇密度小于1,芳香醇密度大于1。
用于氧化还原
醇的酸性强弱的分析
液相测定酸性强弱 H2O > CH3OH > RCH2OH > R2CHOH > R3COH > HCCH > NH3 > RH
在液相中,溶剂化 作用会对醇的酸性 强弱产生影响。
溶剂化作用使负电 荷分散,而使RO稳定。
医学有机化学--第十章含氮有机化合物

NH2 9.40 NH 13.80
(CH3)2NH CH3NH2 (CH3)3N pKb 3.27 3.38 4.21
NH3 4.76
CH3NH2 + HCl
CH3NH3Cl
HCl 或 CH3NH2
甲胺盐酸盐,盐酸甲胺 或
? 想一想
NH2
由苯胺合成对硝基苯胺
O HNCCH3
HNO3, H2SO4 5~10C NO2 O HNCCH3
CH3C + CH3C
O O O
NH2
H2O H+
NO2
(3)磺化
NH2 浓H2SO4 NH3+HSO4180-1900C H2N SO3H
白色结晶 对氨基苯磺酸为白色结晶,是合成燃料的中间体,对氨基苯磺 酰胺是合成磺胺类药物的中间体
CH3NH3Cl 氯化甲铵
+
-
..
N H H H 。 107.3
..
N H3C H H 112.9。
H3C
..
N CH3
108。
CH3
N C2H5 H
CH3
H3C H
N C2H5
N N
N N
CH3
+
CH3
N+ N C6H5 C6H5 C2H5 C2H5 CH CH=CH CH =CHCH 2 2 2 2
基取代的化合物
NH4 X
R2
R1 N R4 X R3
季铵碱:氢氧化铵分子中铵根离子上的四个氢原 子被烃基取代的化合物
NH4OH
R2 R1 N R4 OH R3
有机化学10第10章 羧酸及其衍生物

• 取代基的供电子(+I效应)强弱次序:
•注意: 与苯环、1,3-丁二烯和烯烃的-,p-共轭效应比较: 共轭效应是指在共轭体系中原子间的一种相互影响,这种 影响造成分子更加稳定,内能更小,键长趋于平均化。 共 轭效应常与诱导效应同时存在,共同起作用。(苯的定位)
有机化合物酸性的强弱主要受其结构的电子效应、杂 化、氢键、空间效应和溶剂的影响。 1. 羧酸的酸性 (1) 脂肪族羧酸
CH3
KMnO 4 / NaOH
COOH
KMnO 4 / NaOH
C2 H5
CH3
K2Cr2O 7 / H2SO 4
COOH
NO2
NO2
CH(CH3)2
Na2Cr2O 7 / H2SO 4
COOH
COOH (CH2)6CH3
CH3
KMnO 4 / NaOH
COOH
侧链是叔烷 基,很难氧 化,强氧化 剂时环发生 破裂。
• 羧酸的沸点高于质量相近的醇——双分子缔合
O H O CH3 C O H O C CH3
R O H O R H O H O R R H
10.4 羧酸的化学性质
-H取 代反应
H C
O C O
C=O 基亲核加成 O H 键断裂而
呈酸性
R
H
脱羧反应
H
OH被取代反应
羧酸的化学反应包括: (1) O—H键的酸性; (2) —H取代反应 (3) —OH基取代反应; (4) C=O亲核加成 (5) 脱羧反应
第十章 羧酸及其衍生物、取代羧酸
(一)羧酸
10.1 羧酸的结构、分类和命名
——羧酸的分子中都含有羧基官能团
10.1.1 羧酸的结构
有机化学(第五版)第十章 醇、酚、醚

2) 根据分子中烃基的类别分为:脂肪醇、脂环醇、 和芳香醇(芳环侧链有羟基的化合物,羟基直接连在 芳环上的不是醇而是酚)。
3) 根据分子中所含羟基的数目分为:一元醇、二元 醇和多元醇。 两个羟基连在同一碳上的化合物不稳定,这种结 构会自发失水,故同碳二醇不存在。另外,烯醇是不 稳定的,容易互变成为比较稳定的醛和酮。 井冈山大学化学化工学院
井冈山大学化学化工学院
关于频哪醇重排需要注意的问题
3.某些环状结构的频哪醇,重排后可得环扩大产物
井冈山大学化学化工学院
五、Preparation of Alcohols
1.由烯烃制备 1) 烯烃的水合 2) 硼氢化-氧化反应
硼氢化反应操作简单,产率高,是制备伯醇的好办法。
井冈山大学化学化工学院
3)羟汞化-脱汞反应
井冈山大学化学化工学院
乙醇液膜
乙醇(CCl4)
四、Chemical Properties of Alcohols
醇的化学性质主要由羟基官能团所决定,同时也受到烃 基的一定影响,从化学键来看,反应的部位有 C—OH、 O—H、和C—H。
分子中的C—O键和O—H键都是极性键,因而醇分子中有 两个反应中心。 又由于受C—O键极性的影响,使得α—H具 有一定的活性,所以醇的反应都发生在这三个部位上。 井冈山大学化学化工学院
(2)双分子消除反应(E2)
一步反应:
E2反应的特点: 1)一步反应,与SN2的不同在于B:进攻β-H。 E2与SN2是互相竟争的反应。 2)反应要在浓的强碱条件下进行。 3)通过过渡态形成产物,无重排产物。 井冈山大学化学化工学院
2. 消除反应的取向
A. Saytzeff规则:优先生成具有较多烷基取代的(也是较稳定的)烯烃。
有机化学第十章羧酸

Organic Chemistry
10.2 羧酸的物理性质
Physical Properties of Carboxylic Acids
Xiamen University
Physical Constants of Some Carboxylic Acids
Structure HCOOH OrganicCCHh3eCmOisOtrHy
自然界中的羧酸
OH
COOH
Organic Chemistry
HO
OH
胆酸 (Cholic acid)
H
H
CC
CH3(CH2)7
(CH2)7COOH
油酸 ( Oleic acid )
H C
Xiamen UCniHve3r(sCitHy 2)4
HH
C
C
CH2
H C
(CH2)7COOH
亚油酸 ( Linoleic acid )
Xiamen University
O
RC
R
O
羧酸根的共振结构
O C
O
O Organic Chemistry HC O 1.27A
Xiamen University
1.20A O HC OH 1.34A
Organic Chemistry
10.4 羧酸的制备 Preparation of Carboxylic acids
CH3CH2COOH
FCH2COOH
BrCH2COOH
HOCH2COOH
CH2=CHCOOH
XiamenCU6Hni5vCerOsiOtyH HOOCCOOH
m.p. ( ) 8.4 16.6 -22 35.2 50 80 13
有机化学CLASS10

3.3~4.0 ppm
M-18
MS:
M+
不明显
明显
失水峰
6
三. 醇的反应 (Reaction of Alcohols) 与活泼金属的反应(羟基中H的反应) 1. 与活泼金属的反应(羟基中H的反应)
CH3CH2OH
(CH3)3COH
+ +
Na
CH3CH2ONa
(CH3)3COK
+ +
K
1 H2 2 1 H 2 2
CH3 H3C C OH CH3
CH2 H3C C OH2 CH3
快 +
HX
CH2 H3C C OH2 CH3
慢
CH3 H3C C CH3
9
+
H2O
CH3 H3C C CH3
CH3
+
X
快
H3C C
X
CH3
b. 一般伯醇按SN2机理 一般伯醇按S 快 RCH2OH + H 慢
X
δ
RCH2 OH2
R
+
25
注意: 注意:只要在反应中形成
C OH
C
都可发生 片 内 类型重排。 类型重排。 练习: 练习:
O CH
口
口
OH CH2OH
H
CH3 CH3 CH3 C C CH3
CH3 O
极性溶剂
CH3 C CH3 C CH3
OH I
26
四. 醇的制备 (Preparations of Alcohols) 1. 羰基化合物的还原
C C C C
重排动力: 重排动力:
C OH
《有机化学》第十章 醛酮的结构与性质

第十章醛酮的结构与性质引言醛酮分之中都会含有羰基( ),羰基中碳原子是sp2杂化的,三个杂化轨道形成三个δ键,其中一个是和氯形成的δ键。
这三个键在同一平面上,彼此间理论键角为120°,但由于三个键所连基团不同,相互作用有差别,因此键角和理论值略有出入。
碳原子和剩下的一个轨道和氧原子的轨道重叠形成Л键,因此羰基是由一个δ键和一个Л键所组成的碳氧双键,如图:图10.1羰基的结构及其电子云示意图羰基中碳氧双键与烯烃中碳碳双键不同,是极性的双键(由于氯原子的电负性比碳大),成键电子云密度在氧原子处较高,氧原子带部分负电荷(δ-),而碳原子处电子云分布较低,因而带部分正电荷(δ+)。
极性碳氧双键易受到带负电荷或孤对电子的试剂(即亲核试剂)的进攻,发生亲核加成反应,这是羰酮经典的反应之一。
羰基是极性基团具有较强的吸电子诱导反应,因而羰基的α-H具有一定的“酸性”,在碱性条件下离去后形成碳负离子,作为亲核试剂与另一分子的醛(或酮)发生醇醛缩合(或醇酮缩合)反应。
另外醇酮的羰基易发生氧化还原反应。
10.1 亲核加成反应醛酮的亲核加成反应是其经典的反应之一,可用下列通式表示:在反应过程中,首先是试剂的亲核部分(Nu-)向羰基碳进攻,形成负氧离子,再与带正电荷的亲电部分(A+)结合。
影响亲核加成速度主要是电子效应和空间效应。
羰基碳原子的正电性的高低决定反应速度的快慢,吸电子取代基加快反应进程,供电子取代基减慢反应进程。
由于在决定反应速度的步骤中碳原子由于sp2杂化转变为sp3杂化,键角变小,基团的排斥作用增强,因此羰基所连的基团的大小也对反应速度产生影响。
基团越大,空间位阻越大,反应速度越慢。
下列醛酮的亲核加成反应活性由强到弱的顺序为:(1)(2)10.1.1含氧亲核试剂的加成反应1.与水的加成反应水和醇都是含氧的亲核试剂。
在一定的条件下水可与醛酮的羰基加成形成水合物,但是水合物极不稳定,很易失水:(平衡主要偏向反应物方向)只有活性较强的醛的水合物较稳定,如甲醛在水溶液中几乎全部以水合物形式存在,但不能分裂,而三氯乙醛的水合物其吸收光谱图表明不含羰基:水合氯醛2.与醇的加成反应:在干燥的HCl作用下,醛与等摩尔的醇亲核加成生成半缩醛,半缩醛可与另一摩尔的醇发生反应,生成缩醛:半缩醛缩醛缩醛对碱和氧化剂都很稳定,在有机合成中常用此反应来保护醛酮。
有机化学Chapter10(醇和醚)

碱性 碱性:ROH + H
ROH 2 钅 离子 羊
低级醇能与氯化钙形成络合物—结晶醇(CaCl2·4C2H5OH) 不能用氯化钙干燥醇 可用氯化钙去除少量杂质醇
2、与无机酸的作用
醇与酸失水生成酯。
O C2H5OH + CH3COH
H
O CH3COC 2H5 + H2O
HIO4 HIO4
RCHO + R'CHO + HIO 3 RCHO + R'CO2H + HIO 3 RCHO + R'CHO + HCO2H + HIO 3
RCH CH CHR' HIO4 OH OH OH
可用于多羟基化合物结构分析; 反应是定量地进行的,可用来定量测定1,2-二醇的含量。
(四) 重要代表物
1、甲醇 (CH3OH) 又名木醇,木酒精
毒性:工业酒精中大约含有 4%的甲醇,被人饮用后, 就会产生甲醇中毒。甲醇 的致命剂量大约是70毫升。
甲醇的中毒机理是,甲醇经人 体代谢产生甲醛和甲酸(俗称 蚁酸),然后对人体产生伤害。
甲醇是一种无色、透明、易燃、 易挥发的有毒液体,略有酒精 气味。相对密度0.792(20/4℃), 沸点64.5℃
第十章
一、醇
(一)命名
醇 和 醚
(二)物理性质 (三)化学性质
1、似水性 2、与无机酸的作用 3、脱水反应 4、氧化或脱氢 5、邻二醇与高碘酸的作用
(四)重要代表物
二、醚
(一)命名 (二)物理性质 (三)化学性质
1、醚键的断裂 3、形成过氧化物 羊 2、形成钅 盐与络合物
(四)环醚
【全文】张文勤有机化学(第五版)第十章-羧酸及其衍生物

O Cl3C C OH △
CHCl3 + CO2
在脱羧反应中最典型的是羰基酸脱羧
二元羧酸的热分解反应
2. 脱水反应 丁二酸及戊二酸加热至熔点以上则脱水生成
环状酸酐
3. 脱羧及脱水反应
五元环或六元环化合物容易形成
六、羧酸的制备
1. 羧酸的工业合成 (了解) (1) 烃的氧化
烷烃氧化
芳烃氧化
(2) 由一氧化碳、甲醇或醛制备
应用: 由伯酰胺制备少一个碳原子的伯胺
5. 与HNO2的反应
酰胺只能是伯酰胺 可用来鉴别伯酰胺 四、酰胺的生成 1.羧酸衍生物的氨解
2.羧酸的铵盐加热失水而得
△
小结 羰基的亲核取代反应
① 水解
相应的羧酸
O
R-C-Cl
OO
反 应 速
R-C-O-C-R/
O
+ H-OH
度 R-C-OR/
递
O
增 R-C-NH2
遇水则又水解为酰胺和盐酸。
二、酰胺的物理性质 在常温下,除甲酰胺是液体外,其它酰胺多为
无色晶体。
熔点、沸点甚至比相对分子质量相近的羧酸还高。
低分子量酰胺易溶于水,随着相对分子质量的 增大,溶解度逐渐减小。 三、酰胺的化学性质
1.水解 酰胺与酯一样在酸碱催化下可水解,生成羧酸或盐。
实际上,酰胺的水解(O=C-N键断裂)较难
例:
9. 歧化反应
§11-4 羧酸衍生物的结构和命名
一、羧酸衍生物的结构
酰卤 酯 酸酐 酰胺
L=X,NH2,OR ………
羧酸衍生物 在结构上的 共同特点是 都含有酰基
羰基与杂原子相连
(1)L和碳相连的原子上有未共用 电子对,故具有给电子共轭效应 (2)与酰基相连的原子的电负性 都比碳大,故有吸电子诱导效应
有机化学~10含氮化合物

R2NH + H2O R2N+H2 + OH-
从电子效应考虑:烷基越多碱性越强; 从溶剂化效应考虑:烷基越多碱性越弱。
铵盐溶于水,不溶于有机溶剂
分离、提纯 胺
比较下列化合物碱性大小
>
>
>
供电子基团
吸电子基团
2.烃基化
胺作亲核试剂与R―X R―OH Ar―OH 反应在N原子上引入烃基。 季铵盐
3、氨基对芳环的致活作用
N原子上的孤对电子:
1、碱性
+ H X
2、亲核性
+
反应部位:
1. 碱性 结论: 所有的胺呈弱碱性 H2O < RNH2 < < OH – > RCONH2 (1)
胺
pKb
NH3 CH3NH2 (CH3)2NH (CH3)3N
4.7 3.4 3.3 4.3 9.4 13 8.7
2.卤化——速度快,溴化和氯化得2,4,6-三卤苯胺:
白色沉淀
思考: 如何鉴别苯酚与苯胺?
如何制备一溴苯胺?
制备一溴苯胺
乙酰化
溴化
水解
使苯胺活性降低!
——主要产物对溴乙酰苯胺:
例1——间位取代反应 例2——对位取代反应 硝化——注意硝酸的氧化作用和氨基的保护 氨基的保护 间位取代反应,注意条件
pH < 3.1, 红色
10.2.3 偶氮染料和酸碱指示剂
霍夫曼规则——季铵盐在消除反应中,得到的主要产物为双键上烷基最少的烯烃。
取代较少的烯烃为主要产物
反应机理: E2反应
过渡态 Hofmann 消除规律: 生成取代较少的烯烃
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10.2 醛酮的化学性质
如果利用NaHSO3与羰基化合物加成的可逆性,将 NaCN 与 α-羟基磺酸钠作用,使生成的 HCN 与分解出的羰基化合 物加成生成α-羟基腈,这样也可避免 HCN 的直接使用。 例如:
10.2 醛酮的化学性质
醛、酮与碳负离子的加成
Grignard 试剂,炔钠,Wittig试剂等,都含有碳负离子, 它们与羰基化合物的反应活性很高,有机合成上有广泛的 应用。
10.2 醛酮的化学性质
二、与醇的加成
醇分子中氧原子上具有未共用电子,它也是一种亲核试剂, 可以对醛、酮进行亲核加成。 但由于醇分子的亲核性较弱,反应也是可逆的;羰基与一 分子醇的亲核加成产物是半缩醛或半缩酮。例如:
10.2 醛酮的化学性质
半缩醛是不稳定的化合物,在酸性条件下它与另一分子的 醇发生分子间脱水生成稳定的醚型产物——缩醛:
醛、脂肪族甲基酮以及碳数少于8的环酮可以与NaHSO3的 饱和溶液(40%)发生加成反应,生成的产物是 α-羟基 磺酸钠可用来对醛、甲基酮及一般的环酮进行定性鉴别, 也可用于对含有上述某一羰基化合物的有机混合物进行分 离。
由于NaHSO3是一个较弱的酸性化合物,当向产物的水溶液 中加入较强的酸或碱时,都会促使加成产物分解而游离出 羰基化合物:
• 根据醛、酮的羰基上连接烃基的情况,可把醛、酮分为脂 肪族和芳香族醛、酮两大类。 • 根据烃基是否饱和又可分为饱和及不饱和醛、酮。 • 由分子中含有羰基的个数,可以分为一元、二元、多元醛 、酮等。 • 在一元酮中,羰基上的两个烃基相同的称作单酮,反之称 作混酮。
10.2
醛酮的化学性质
本章重点
10.2 醛酮的化学性质
10.2 醛酮的化学性质
二、与HCN的加成
醛、酮与氰化氢(氢氰酸)的加成生成α-氰醇,也称α羟基腈。
10.2 醛酮的化学性质
醛、脂肪族甲基酮及少于8个碳的环酮可以与 HCN 顺利地 反应。 必须注意的是 HCN 有剧毒,且易于挥发,在实际的操作 中是 KCN 或 NaCN 的溶液与醛或酮混合,然后在严格的 安全措施下逐步加入无机强酸,使生成的 HCN 立即与羰 基加成,得到产物。
醛、酮与水及醇的加成
醛、酮的羰基是个极性的不饱和基团,它的碳原子是高度 缺电子的,亲核试剂与之发生的亲核加成反应是醛、酮化 合物的重要化学特性。
10.2 醛酮的化学性质
在平面构型的羰基中,亲核试剂比较容易在平面的上下两 侧对羰基的碳原子进攻; 当亲核试剂与羰基作用时,羰基的π键逐步异裂,直到这 对π电子被氧原子所得; 同时羰基碳原子和亲核试剂之间的化学键(σ键)逐步地形 成;在反应前后羰基的碳原子由sp2转变为sp3杂化态。
10.1 醛酮的结构及分类
一、醛和酮的结构
在醛和酮的分子中都含有羰基 C=O,统称羰基化 合物。醛的通式为 RCHO 或 ArCHO,酮的通式为 RCOR’或 ArCOR和 Ar2CO。 由于羰基是醛和酮这两类化合物共有的官能团, 所以在化学性质上醛和酮有许多共同之处。但由 于醛的羰基上连有一个氢原子,又使醛和酮的化 学性质上有所不同。
10.2 醛酮的化学性质
一、与 Grignard 试剂的加成
10.2 醛酮的化学性质
由于醛、酮中氧原子是富电子端,可以预见,酸催化对亲 核加成反应的进行应是有利的。因为质子化的羰基中,π 键电子会更加极化偏向氧原子,这就使羰基的碳原子更为 缺电子,这将大大有利于亲核试剂对它的攻击。
10.2 醛酮的化学性质
电子效应和空间效应两方面因素综合作用,并且已被实验 所证明,羰基化合物发生亲核加成反应的活泼性次序是:
> > >
>
>
>
>
10.2 醛酮的化学性质
一、与水的加成
甲醛、乙醛、丙酮等小分子羰基化合物在水中的溶解性非 常好,这不仅是它们与水分子之间可以形成氢键,还在于 它们可以与水分子发生加成反应,生成了水合物; 这种水合物只有在水溶液中在一定浓度范围、一定的温度 下才是比较稳定的,游离的羰基水合物(同碳二元醇)是 极不稳定的,它将迅速脱水成为羰基化合物。
10.2 醛酮的化学性质
醛、酮分子中的电子效应和空间效应对这一反应 过程有直接的影响。
如果羰基碳上所连接的烷基多,则由于烷基对羰基的+I和 +C作用,使羰基碳原子的缺电子性下降,不利于亲核试剂 的进攻; 同时,烷基的体积增大,就会产生明显的空间位阻,也不 利于亲核试剂对羰基碳原子的进攻,而且烷基体积越大, 空间越拥挤,在过渡状态时,相对的活化能也越高,不利 于反应的进行。
第十章 醛酮醌
第十章 醛酮醌
1 2
醛酮的结构与分类
了解醛酮的分类,掌握醛酮的结构
醛酮的化学性质
了解醛酮各种类型的加成反应、反应机理及其应用, 醛、酮与氨及其衍生物以及α-H的卤代反应
3 4
醛酮的氧化与还原
掌握醛酮的氧化及还原反应
α,β-不饱和醛酮
掌握芳烃侧链上的氧化、卤代等反应
10.1
醛酮的结构及分类
10.2 醛酮的化学性质
酸或碱都可以催化半缩醛的生成。 酸催化是通过生成羰基的烊盐正离子的形式以强化羰基羰 原子的缺电子性;
碱催化(如HO-)则可以使醇转变成醇的烷氧负离子以增强 醇分子的亲核能力。这两种催化的反应过程可描述为:
10.2 醛酮的化学性质
醛、酮与亚硫酸氢钠及氢氰酸的加成
一、与NaHSO3的加成
10.1 醛酮的结构及分类
醛、酮的α-氢原子受羰基的影响,呈现出一定的酸性; 在醛基中的氢原子受羰基的影响也有一定的化学活性。 羰基的不饱和性及羰基碳原子的缺电子性,表现出醛、酮 可进行亲核加成反应的重要化学性质。 醛或酮的结构与化学性质的对应关系如下:
10.1 醛酮的结构及分类
二、醛、酮的分类
10.1 醛酮的结构及分类
在醛、酮分子中,羰基碳原子是以sp2 杂化状态与其它三 个原子构成键的,羰基碳原子的P轨道与氧原子上的P轨道 以相互平行的方式侧面重叠形成π键,即羰基是一个平面 构型的; 与羰基碳原子直接相连的其它三个原子处于同一平面内, 相互间的键角约为120度,而π键是垂直于这个平面的。