醛酮的命名

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B2 r C C 2 C H 2 C H HO 3 M C T 微 g 量 H H H , 2 F gClO C 3H H 6 0 %
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3.与饱和亚硫酸氢钠(40%)的加成反应
醇 钠 O C O+NaO-S-OH C ONa
S3 O H
强 酸
OH C
S3 O Na
强 酸 盐 ( 白)
产物α-羟基磺酸盐为白色结晶,不溶于饱和的亚硫酸氢钠溶液中, 容易分离出来;与酸或碱共热,又可得原来的醛、酮。故此反应可 用以提纯醛、酮。 1°反应范围 醛、甲基酮、七元环以下的脂环酮。 2°反应的应用 a 鉴别化合物 b 分离和提纯醛、酮 c 用与制备羟基腈,是避免使用挥发性的剧毒物HCN而合成羟基腈的 好方法。
醛、酮与氨或伯胺反应生成亚胺(西佛碱),亚胺不稳定, 故 不作要求。
醛、酮与芳胺反应生成的亚胺(西佛碱)较稳定,但在有机 合 成上无重要意义,故也不作要求。
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醛、酮与有α-H的仲胺反应生成烯胺,烯胺在有机合成上是个 重要的中间体。
R R2 C CH O +N2 HRR
R
H 2 O
C CH N2R R
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三、氧化反应 醛易被氧化,弱的氧化剂即可将醛氧化为羧酸。
RC 2 [A H 3 ) 2 ] + g O O 2 + ( -N H 2 A + g H + R C O O N H 4 + N H 3 + H 2 O
土 伦 试 剂
银 镜
土伦试剂是弱氧化剂,只氧化醛,不氧化酮和C=C。 故可用来区别醛和酮。
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一、亲核加成反应
1.与氢氰酸的加成反应
C O + HCN
OH C
CN
α 羟 基 睛
反应范围:醛、脂肪族甲基酮。ArCOR和ArCOAr难反应。αβγδ α-羟基腈是很有用的中间体,它可转变为多种化合物, 例如:
H2O
(C3H)2CCN H2O/H
OH
H
CH3
CH3OH
CH3
CH2=C-CN H CH 2=C-CO3OCH
用过氧酸是酮氧化,不影响其碳干,有合成价值。这个反应称为 拜尔-维利格(Baeyer-Villiger)反应。
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四、歧化反应——康尼查罗(Cannizzaro)反应
没有α-H的醛在浓碱的作用下发生自身氧化还原(歧化) 反应——分子间的氧化还原反应,生成等摩尔的醇和酸的反 应称为康尼查罗反应。
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(二)还原为烃
较常用的还原方法有两种。 1.吉尔聂尔-沃尔夫-黄鸣龙还原法(吉尔聂尔为俄国人,沃尔 夫为德国人)此反应是吉尔聂尔和沃尔夫分别于1911、1912年 发现的,故此而得名。
KO 或 H
CO 无 水 N2 -H N 2 H CN2 -C N 2 H 5 O HN 2 H 5 a 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 。
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(2)NaBH4还原 C3C HH= 2C CH H ② ① O C H N 2O H a4BC H ( 3C H 只 还 H 原 C = = 2C O C ) 2O H HH C
(C3H)2CCOOH
OH
(C3H)2CC2H NH 2
OH
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2.与格式试剂的加成反应 C δ O δ+ δ R δ M g X 无 水 乙 醚COM H 2 O gR X C O+ H HO
R 式中R也可以是Ar。故此反应是制备结构复杂的醇的重要方法。 这类加成反应还可在分子内进行。 例如;
浓 NaOH
2CHOH
C3 H OH+ HCOONa
2
CH浓 ONaOH C2 H OH +
COON
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交叉康尼查罗反应: 甲醛与另一种无α-H的醛在强的浓碱催化下加热,主要反
应是甲醛被氧化而另一种醛被还原: CH +H OC浓 H N O aOH C2 O H+ H HC
这类反应称为“交错” 康尼查罗反应,是制备ArCH2OH型醇 的有效手段。
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第十一章 醛和酮
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1.掌握羰基(碳氧双键)和碳碳双键的结构差异及其在加 成上的不同。
2.熟练掌握醛酮的化学性质,理解亲核加成反应历程。 3.掌握醛酮的主要制法。 4.掌握醛与酮在化学性质上的差异,如氧化反应、歧化反
应等。
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第一节 醛、酮的分类,同分异构和命名
一、分类
CH3CH2CH2CHO 脂肪醛
R1 (Ph)3P + R2 CHX
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R1 (Ph)3P-CH R2 X
R1 (Ph)3P-CH R2 X
强碱 Li - C4H9
R1 (Ph)3P = C R2 + LiX + C4H9
R1 (Ph)3P - C R2 内鎓盐
磷叶立德(魏悌希试剂)
R 1
R 1
C O + (P 3 PhR = ) 2 C C C R 2+ (P 3 Ph= ) O
O CH3CH2-C-CH3
脂肪酮
CHO
脂环醛
CHO
芳香醛
CH3CH=CHCHO 不饱和醛
CH2CHO CH2CHO
二元醛
O O C-CH3
O CH3CH=CH-C-CH3
O
脂环酮 芳香酮
不饱和酮
OO CH3-C-CH2-C-CH3
二元酮
二、同分异构现象 醛酮的异构现象有碳连异构和羰基的位置异构 。
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五、α-H的反应
醛、酮分子中由于羰基的影响,α-H变得活泼,具有酸性, 所以带有α-H的醛、酮具有如下的性质:
1.互变异构 在溶液中有α-H的醛、酮是以酮式和烯醇式互变平衡而存 在的。
O C2 HC
酮 式
OH CHC
烯 醇 式
简单脂肪醛在平衡体系中的烯醇式含量极少。
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酮或二酮的平衡体系中,烯醇式能被其它基团稳定化,烯醇式含量会增多。
R C CH N2R
H OH 仲 胺 α
烯 胺
醛、酮与氨的衍生物反应,其产物均为固体且各有其特 点,是有实用价值的反应。
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6.与魏悌希(Wittig)试剂的加成反应
魏悌希(Wittig)试剂为磷的内鎓盐,又音译为叶立德(Ylide),是德国 化学家魏悌希在1945年发现的。
磷叶立德(魏悌希试剂)通常由三苯基磷与1级或2级卤代物反应得磷盐, 再与碱作用而生成。
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此反应即为魏悌希反应,是合成烯烃和共轭烯烃的好方法。 其反应特点是: 1°可用与合成特定结构的烯烃(因卤代烃和醛酮的结构可以多 种多样)。 2°醛酮分子中的 C=C、C≡C对反应无影响,分子中的COOH对反 应也无 影响。 3°魏悌希反应不发生分子重排,产率高。 4°能合成指定位置的双键化合物。
CCCCC H
C3H CH=2 C CH HC OH β 丁 烯 醛
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第二节 醛、酮的结构、物理性质和光谱性质
一、醛、酮的结构
醛酮的官能团是羰基,所以要了解醛酮必须先了解羰基的结构。
CO sp2杂 化
π键 σ键 CO
121.8。 H 116.5。CO
H
近 平 面 三 角 形 结 构
CO 电负性 C < O
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4.与醇的加成反应
R H CO+
( R' )
无 水 HCR l R''OH
C
OHR''OH R
C
OR''+H2O
H OR'' 干HCH l OR''
( R' )
( R' )
半 缩 醛 ( 酮) 不 稳 定 一 般 不 能 分 离 出 来
缩 醛 ( 酮) , 双 醚 结 构 。 对 碱 、 氧 化 剂 、 还 原 剂 稳 定 , 可 分 离 出 来 。 酸 性 条 件 下 易 水 解
π CO
π 电子云偏向氧原子
δδ CO 极性双键
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二、 物理性质 、 三、光谱性质 UV
C O
n π* 2 0 0 ~ 4 0 0 n m 有 弱 吸 收 ε= 2 0
C CC H Oπ π* 2 0 0 ~ 4 0 0 n m 有 强 吸 收 ε> 1 0 0 0
IR υ C1 = 8 5 0 ~ 1 6 O 5 0 c m - 1 有 强 吸 收 ( 一 般 在 1 7 4 0 ~ 1 7 0 5 c m - 1 )
NaBH4还原的特点: 1° 选择性强(只还原醛、酮、酰卤中的羰基,不还原其它基团。 2° 稳定(不受水、醇的影响,可在水或醇中使用)。 3.异丙醇铝—— 异丙醇还原法(麦尔外因-庞道夫MeerWein-Ponndorf 还原法) ( H R R ) CO+C3 -O H CH H 3(i- -P C r-O -)H 3 A l( H R R ) CO H+ H C3 -O H C3-C
反应的应用: 有机合成中用来保护羰基。
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5.与氨及其衍生物的加成反应 醛、酮能与氨及其衍生物的反应生成一系列的化合物。
O 2 N
O
N2 -H ON H 2 -H N 2 H N2 -H NH N2 -H NH N2O N2 -H NH2-C
羟 氨 肼
苯 肼 2,4二 硝 基 苯 肼 氨 基 脲
魏悌希(Wittig)发现的此反应对有机合成作出了巨大的 贡献,特别是在 维生素类化合物的合成中具有重要的意义,为此他获得了1979年 的诺贝尔化 学奖(1945年43岁发现,1953年系统的研究了魏悌希反应,82岁 获奖)。 7.与希夫试剂(品红醛试剂)的反应
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二、还原反应
利用不同的条件,可将醛、酮还原成醇、烃或胺。
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三、醛酮的命名
选择含有羰基的最长碳链为主链,从靠近羰基的一端开始编号。 例如:
CH 3-CH-2C CH HOC6H5-CH-CHCOH 3-C=C2H CC H 2-C HH-2C CH HO
CH 3
CH 3
CH 2
CH 3
3甲基丁醛
2 苯基丙醛
3,7 二甲基6辛醛
O
CH 3CH 2-C-C 2CHH 3 3 戊酮
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。只有 个别实例,如环己酮氧化成己二酸等具有合成意义。
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酮被过氧酸氧化则生成酯:
O R C O R ' +R ''C
O OH
O RCOR+ ' R''CO
CO 3C C 6H H 5C3H O
OC3 O
R H CO
Zn
(R')
浓 H Hg C,lR H
C2H
(R')
此法适用于还原芳香酮,是间接在芳环上引入直链烃基的方法。
+C3H C2H C2H CH OAl3Cl
O CC2H C2H C3H
Zn-Hg/HCC 2H Cl 2H C2H C3H 80%
对酸敏感的底物(醛酮)不能使用此法还原(如醇羟基、C=C等)。
HNMR
羰基有共轭时吸收频率移向低波数 醛基氢的δ= 9-10,羰基α-H的δ= 2.0-2.5
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第三节 醛、酮的化学性质
醛、酮的反应与结构关系一般描述如下:
δ δO CC
H
R (H)
酸和亲电试剂进攻富电子的氧 碱和亲核试剂进攻缺电子的碳
涉及醛的反应(氧化反应) α H的反应 羟醛缩合反应
卤代反应
酮式 O
CH 3-C-CH 3
烯醇式 OH
CH 2=C-CH 3
烯醇式含量 2.4x10-4
O
OH
2.0x10-2
O CH 3-C-CH 2COOC 2H5
OO
CH 3-C-C 2-C H-C 3 H 2,4 戊二酮
H3C O
3甲基环戊酮
O
O
O
CO 2 C2 C C H 3 H H
C-2 C C 3H H C-3CH
2环 己 烯 酮1环 己 基 1丙 酮 1苯 基 1乙 酮α萘 1丁 酮
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碳原子的位置也可用希腊字母表示。 例如:
δ γ βα O
CO H干 HCl
H OH 环 状 半 缩 醛 ( 稳 定 )
OH
O 在 糖 类 化 合 物 中 多 见
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醛较易形成缩醛,酮在一般条件下形成缩酮较困难,用 12二醇或13-二醇则易生成缩酮。
R C O + HC O 2H H
R
HC O 2H
R R C O O C C 2 2+ H H H 2 O
加 成 , 脱 水
2 0 0℃ 加 压
HC C2H +N 2
回 流 5 0 ~ 1 0 0 h
1946年-黄鸣龙改进了这个方法。 改进:a 将无水肼改用为水合肼;碱用NaOH;用高沸点的缩 乙二醇为溶剂一起加热。加热完成后,先蒸去水和过量的肼, 再升温分解腙。
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2.克莱门森(Clemmensen)还原————酸性还原
(一)还原成醇( CO
CH OH

1.催化氢化 (产率高,90~100%)
R C
H (R')
Ni O+ H2
R CH OH
热 , 加 压H
(R')
2. 用还原剂(金属氢化物)还原 (1)LiAlH4还原
① Li4 A 干 乙 l醚 H
C3 C HH= 2 C CH H ② O H C 2 O H
C3 C HH= 2 C C 2 O H H H C ( 只 还 原 C = O )
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