《醛酮醌》有机化学

合集下载

大学有机化学第八章《醛酮醌》

大学有机化学第八章《醛酮醌》

第八章 醛 酮 醌【目的要求】1、掌握醛酮的分类和命名;羰基化合物的结构特征;醛酮的主要化学性质。

2、熟悉醛酮的物理性质;α ,β-不饱和醛酮的分类和性质;醌的化学性质。

3、了解醛酮的制备;醌的分类。

【教学内容】第一节 醛、酮的结构、分类和命名一、羰基的结构 二、分类三、命名 (一)、 普通命名法 (二)、系统命名法对于结构较复杂的醛酮,可选择含羰基碳的最长碳链为主链。

醛的编号从羰基的碳原子开始,酮则从离羰基最近一端的碳原子开始编号,表示羰基位置的数字写在名称之前;并补充与主链相连的支链的名称与位置。

第二节 醛、酮的物理性质 第三节 醛、酮化学性质一、亲核加成(一)、与含碳亲核试剂加成1、与氢氰酸加成:(CH 3)HCOR(CH 3)HCRCN2、与炔化物加成R C O COH 2Na+Na+R C OHCNaOHR C3、与格氏试剂的加成格氏试剂RMgX 与醛、酮的反应是制备各种醇类最重要的方法之一。

ROMgXC MgX+—ROHMg(OH)X(二)、与含硫亲核试剂的加成大多数醛和甲基酮都能和亚硫酸氢钠加成。

OC C NaHSO 3SO 3Na(三)、与含氧亲核试剂加成 1、与水的加成醛、酮与水形成的水合物,称之偕二醇(或胞二醇)。

OOHC OH H 2OC2、与醇加成在干燥氯化氢作用下,醛与等克分子的醇亲核加成,其生成物半缩醛可继续与另一克分子醇反应,生成缩醛。

R H COHClC'R''H OR OHHCl'CR'H OR OR H 2O(四)、与含氮亲核试剂的加成含氮的亲核试剂例如氨NH3和取代氨NH 2—Y 都能和醛、酮的羰基发生亲核加成反应。

OC H+YOH2Y +OHNH Y ∶H+最后产物含有C=N 双键,总的反应式可表示为:H+H 2OYYNN C二、α-活泼氢引起的反应 (一)、 卤代反应醛、酮在碱催化下,其α-碳上的氢可以被卤素取代,生成卤代醛(酮)。

有机化学 第9章 醛、酮、醌

有机化学 第9章  醛、酮、醌
对于脂肪醛、酮来说,α-H的活泼性表现在可以H+的 形式解离,并转移到羰基的氧上,形成所谓烯醇式异构体。
O CH3-C-CH3
酮式
OH CH3-C=CH2
烯醇式
碱和酸都可以促使烯醇化,原因如下: 碱促进烯醇化的理由:碱可以夺取α-H,而产生碳负离子
O B: + H-CH2-C-CH3
O 碳负离子 -CH2-C-CH3
3、氧化
醛和酮最主要的区别是对氧化剂的敏感性。因为醛中羰 基的碳上连有氢,所以醛很容易被氧化为相应的羧酸。而酮 则不易被氧化。因此用此性质可区别醛酮,常用弱的氧化剂 如托伦试剂(硝酸银的氨溶液),Ag+即可将醛氧化为羧酸, 本身被还原为金属银Ag。P:164页
OH-
RCHO + Ag+ 托伦试剂
Ag + RCOO- 银镜反应
由于生成复杂的氧化产物,酮氧化一般没有合成意义。 但环己酮氧化是工业上生产己二酸的方法。
O KCrO4 + H2SO4 HOOCCH2CH2CH2CH2COOH
环己酮
己二酸
4、烃基上的反应
(1)α-H的活性 与羰基相邻的碳(α-C)上的氢叫α-H,由于羰基中氧
原子的电负性较强,使得α-C上电子密度有所降低,从而 使α-H与分子中其它碳原子上的氢相比,酸性有所增强, 即具有一定的活性。
6、酮还有一种命名法:根据羰基所连的两个烃基而命名, 简单在前,复杂在后,最后加一酮字。如:
O C-CH3
苯乙酮 甲基苯基酮
O CH3-C-CH2CH3
丁酮 甲基乙基酮
物理性质
醛、酮分子间不能形成氢键,没有缔 合作用,但由于极性较强, 因此沸点比相 应(或分子量相近的)醇低,比相应的烷 烃和醚高。

有机化学第八章醛酮醌

有机化学第八章醛酮醌

7. 生物标本防腐剂“福尔马林”的成分是 ( )
A.40%的乙醇水溶液 B.40%的苯甲醇溶液
) D.苯
) D.丙醛
D.三氯化铁溶液
D.乙醛
D.苯甲醛
C.氨及衍生物
C.40%的甲醛水溶液
D.碘和氢氧化钠溶液 D.40%的丙酮水溶液
三、完成下列反应方程式
四、用化学方法鉴别下列各组化合物 1. 丙醛、丙醇和丙酮 2. 甲醛、乙醛和丙酮 3. 甲醛、乙醛、苯甲醛
A.苯甲醛
B.乙醇
C.乙醛
3. 能鉴别乙醛和苯乙醛的试剂是( )
A.托伦试剂 B.班氏试剂 C.希夫试剂
4. 下列哪种化合物不能发生碘仿反应( )
A.异丙醇
B.丙酮
C.3-己酮
5. 不能被斐林试剂氧化的是( )
A.乙醛
B.甲醛
C.丙烯醛
6. 鉴别醛和酮常用的试剂是 ( )
A.2,4-二硝基苯肼 B.托伦试剂
(一)醛和酮的结构 羰基与一个氢原子和一个烃基相连而成的化合物,称为醛,官能团为醛基(-CHO)。醛的结
构通式为(Ar)R-CHO。羰基与两个烃基相连形成的化合物称为酮,结构通式为(Ar)RCOR′(Ar′), 酮分子中的羰基又称为酮基,是酮的官能团。醛、酮结构可表示如下:
(二)醛和酮的分类
1.根据羰基所连接的烃基种类不同,可分为脂肪醛(酮)、脂环醛(酮)和芳香醛(酮)。 2.根据烃基中是否含有不饱和键,可分为饱和醛(酮)、不饱和醛(酮)。 3.根据羰基数目不同,可分为一元醛酮、多元醛酮。 4. 根据酮分子中羰基所连的两个烃基是否相同,可将一元酮分为简单酮和混合酮。两个烃基 相同的称为简单酮;两个烃基不相同的称为混合酮。 饱和一元脂肪醛、酮的分子组成通式为CnH2nO(醛n≥1,酮n≥3)。当n≥3时,两者互为同分 异构体。例如,C3H6O可代表丙醛和丙酮。

考研 有机化学-醛_酮_醌(2010)

考研 有机化学-醛_酮_醌(2010)
H+
H+
O + HCN
CH3—CH—COOH | OH CH3 C—COOH | CH3 OH
CH3
五、化学性质— 五、化学性质—加成反应

与R—MgX加成:(增碳反应) MgX加成:(增碳反应 加成:(增碳反应)
|
H2O
|
C O + R—MgX
R—C—OMgX
|
R—C—OH
|
H C O + R—MgX H
O || —NO2 —NH—C—NH2
反应过程:(弱酸催化,PH=3~5左右) 反应过程:
C O + NH2—Y C—N—Y | | HO H 醇胺) (醇胺)
-H2O
C
N—Y
化学性质— 化学性质—加成反应
举例: CH3CHO + NH2—OH H3C C H3 C O + NH2NH— H3C CH3CH H3C C N—NH— N—OH
HCHO 甲醛 乙醛 (蚁醛) CH3 蚁醛) | CH3CH—CH—CH2CHO | CH3 3,4—二甲基戊醛 二甲基戊醛 || CH3CHO CH3CH2CCH2CH3 3—戊酮 戊酮 O || CH3CCH3
丙酮 O || CH3CHCH2—C—CH3 | CH3 4—甲基 甲基—2—戊酮 甲基 戊酮
OH | R—C—SO3Na ↓白色 白色 | H (CH3) R—CHO + SO2 + H2O + NaCl R—CHO + Na2SO3 + NaHCO3
OH | R—C—H | SO3Na
H+ Na2CO3
五、化学性质— 五、化学性质—加成反应

有机化学——醛、酮、醌ppt课件

有机化学——醛、酮、醌ppt课件

醛、酮对氢氰酸的加成反应活性次序
H H
O
O C O > CH3 C H> R
O C H>
O C
H
> CH3CCH3
O
O
>
> CH3
O C
R
>
O R C
R' &g;
C
适用范围:只有醛、脂肪族甲基酮、八 个碳原子以下的环酮才能与氢氰酸反应。
练习题
将下列化合物与HCN反应的活性按由大到
小顺序排列:
OH

C
+
C N

-
OH C-CN
哪种占优,主要取决于各自中间体的相对稳定性 。
实验事实
(1) 丙酮和氢氰酸反应3-4小时,仅有一半原 料起作用。 (2)若在反应体系中加入一滴氢氧化钾溶液, 则反应可在几分钟内完成。 (3)若加入大量酸,则放置几周也不起反应 。
HCN
H +C N
+
-
实验事实说明羰基与氢氰酸的加成反应是亲核加成。
RC H S O N a 3 O H
(3)与格氏试剂加成
格氏试剂是较强的亲核试剂,非常容易与醛、酮 进行加成反应,加成的产物不必分离便可直接水解生 成相应的醇,是制备醇的最重要的方法之一。
M g X R C O
R H O 2 C O M g X+ + M g ( O H ) C X O H H
R
格氏试剂与甲醛作用,可得到比格氏试剂多一个碳 原子的伯醇;与其它醛作用,可得到仲醇;与酮作用, 可得到叔醇。
反应是可逆的,必须加入过量的饱和亚硫酸氢钠 溶液,以促使平衡向右移动。 适用范围:只有醛、脂肪族甲基酮、八个碳原子 以下的环酮才能与饱和亚硫酸氢钠溶液反应。

医学有机化学-第七章醛、酮和醌

医学有机化学-第七章醛、酮和醌
是检测醛和酮的敏感试剂。
3
尿素
与醛和酮反应形成尿素衍生物,是确 定样品中是否存在醛和酮的普遍试剂。
吐法拉酮试剂
与醛反应形成复合物,可以检测硝基 和羰基化合物。
羰基化合物的天然四级试剂
Grignard试剂
由烷基卤化物和金属镁反应得到,与醛和酮形成烷基镁酸盐。
有机锂试剂
与醛和酮形成烷基锂,常用于制备羰基化合物的中间体。
医学有机化学-第七章醛、 酮和醌
本章深入探讨醛、酮和醌的特性、化学反应和医药应用,让我们一起探索这 些有机物质的神奇之处。
醛和酮的命名

以所属的烷基为前缀,以"醛"结尾。若醛中出现双键,则用更高的优先级进行顺序编号。

以所属的羰基所在的碳的编号为前缀,后接"酮"。若酮中有分支,对分支进行编号后,以数 字代表其出现的位置。
凯特尔反应和环醚的合成
1
凯特尔反应
通过醛或酮与1,2-或1,3-二醇反应,形成对应的环醚。
2
环醚的合成
由于环醚的稳定性和化学惰性,被广泛应用于制药领域,如二氢埃托品等药品。
3
自由基加成反应减少的应用
随着凯特尔反应的发展和改进,自由基加成反应的使用已经逐渐减少。
羰基化合物的光学异构体
几何异构体
互变异构体
由于羰基碳和附近的碳通常不 具有四面环聚的构象,因此羰 基化合物可以存在几何异构体。
一些羰基化合物具有互变异构 体,它们可以相互转化并形成 具有不同性质的同分异构体。
手性异构体
手性羰基化合物与手性环境发 生互作用,产生光学异构体, 如天然产物和药物分子。
简介醌和它在医药领域中的应用
1 醌的特点和应用

有机化学——第8章醛酮醌

有机化学——第8章醛酮醌

甲基乙烯基酮
甲基-α-氯乙基酮
6
系统命名法
选择含羰基的最长碳链为主链,从靠近羰基一端给主链编号;
醛基因处在链端,因此编号总为1;
酮羰基的位置要标出(个别例外)。
2-甲基丙醛
丁酮
2-甲基-3-戊酮
4-氧代戊醛 3-甲基-4-己烯-2-酮 4-氧基戊醛 7
羰基在环内的脂环酮,称为环某酮;若羰基在环外,则将环作为取代基
茚三酮
H2C(OH)2 CH3CH(OH)2 (CH3)2C(OH)2 CCl3-CH(OH)2
(100%) (Formalin) (~58%) (0 %)
三氯乙醛水合物 m.p.57C(安眠药)
水合茚三酮 m.p.125C 用作鉴别氨基酸和蛋白质
吸电子基团可以形成稳定水合物;水合物在酸性介质中不稳定。
O RMgX + R1CR2 酮
醛、酮与格氏试剂RMgX反应,当烃基的体积不是很大时,可 得到正常的加成产物,但当基团体积太大时,则不能得到正常 的加成反应产物。 OH
(CH3 )2 CHCOCH(CH3 )2 + RMg X R=Et R=n-P r R=i-P r
(CH3 )2 CH C CH(CH3 )2
羰基和两个烃基结合的化合物叫酮(也有称-CO-酮基);
醌是一类不饱和环二酮,在分子中含有两个双键和两个羰基; 羰基是醛、酮和醌的官能团。 2
第一节 醛、酮
一、醛和酮的结构
. . . .
羰基 sp2杂化轨道
O
C
羰基的双键结构
羰基中的碳原子sp2杂化,它的三个sp2杂化轨道形成的三个σ键 在同一平面上,键角120°;
羰基具有极性
dd+

有机化学-第九章醛酮醌

有机化学-第九章醛酮醌
2、低级醛有刺鼻的气味,中级醛(C8~C13)则有 果香。
3、低级醛酮的沸点比相对分子量相近的醇低。 (分子间无氢键)。
4、低级醛酮易溶于水,醛酮都能溶于水。丙酮能 溶解很多有机化合物,是很好的有机溶剂。
二、 醛酮的化学性质
1、 加成反应
• 烯烃的加成一般为亲电加成; • 醛酮的加成为亲核加成,易于HCN、NaHSO3、ROH、 RMgX等发生亲核加成反应。
(1)一般过酸 + 无机强酸(H2SO4) (2)强酸的过酸 :CF3COOOH (3)一般酸 + 一定浓度的过氧化氢(产生的过酸立即反应)。
反应机理
O
H+ +OH
R-C-R'
R-C-R'
OH
R-C-R'
+
-H+ O R"COO-H
OH R-C-R'
O-OCR" O
R
O
R' C
O O
H
O
C R"
R’重排 O-O键断裂 -R”COO- , -H+
(1)碳碳双键加成
2,3,5,6-四溴环己二酮
注意:两种方法的适用范围
• 克莱门森还原——适用对酸不敏感的化合物; 如:NH2-CH2-CH2-CO-CH3,就不能用此方法,
含有-NO2也被同时还原。 • 武尔夫-克日聂尔-黄鸣龙反应——适用对碱不敏感的
化合物; 如:含有羧基等就不行。
补充:
-CO,-NO2均 还原!
用HCl,可使 之变为酚!
• 由于醛基直接连在芳环上的芳醛都没有氢原子, 所以可以用坎尼扎罗反应来制备芳香族醇:
二、烃基的反应
1、α-氢原子的卤代反应
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

H
HOR
H
HOR
OH2
- H2O
C
C
OR
-H
OR
OR
半缩醛(酮)
H OR C OR
OR -H
C
H
OR
缩醛(酮)
•提示:
逆向为缩醛(酮) 的水解机理
同样条件下,酮很难与一元醇作用得到缩酮,但可与乙二醇 等反应生成环状缩酮。
缩酮可以看作是同碳二元醚,性质与醚相似,对碱,氧化剂, 还原剂都比较稳定,但在稀酸中易水解成原来的醛和醇, 因此,在缩醛反应中要使用无水HCL做催化剂。 在有机合成中,常利用这种特性来保护醛基。
OO CH3 C C CH2 CH3
2,3-戊二酮
O
O
CH3 C CH2 C CH2 CH3 2,4-己二酮
8.1.3 醛、酮的物理性质
常温下状态
甲醛 C2-C12脂肪醛酮 高级脂肪醛酮和芳香醛酮
气体
液体
固体
沸点
分子量相近的烃类 < 醛酮 < 分子量相近的醇
溶解性 低级醛酮与水混溶,芳香醛酮微溶或不溶。
O C R' R''
RMgX RMgX
H2O H2O H2O
R CH2 OH
OH R' CH R
OH R' C R
R ''
1o醇 2o醇 3o醇
利用醛与格氏试剂的反应来增长碳链
(4) 与醇的加成 —— 缩醛(酮)的形成
不断
除去
O R O H /干 H C l C
需要酸催化
O H C O R
R O H / 干 H C l
• 醛,酮亲核加成反应的活性受分子的电 子效应和空间效应的影响。从电子效应 考虑,羰基碳原子上的电子云密度越低, 所带正电性越大,越有利于亲核试剂的 进攻.相反,羰基相连的基团供电子能力 越强,羰基碳原子的正电性越小,越不 利于亲核加成的进行。
合成上进一步应用
无机酸+氰化钠+醛酮(pH~8)
HO CC
HCN NaOH
H OH C C CN
H2O H+
H OH C C COOH
a-羟基酸
95%H2SO4
COOH CC
a, b不饱和酸
(2)与NaHSO3 加成 O
O
HO S O
HO S O
NaHSO3的亲核性
O (饱和溶液)
C +NaHSO3
反应可逆
ONa C SO3H
H+ (酸处理)
OH
C SO3Na
白色结晶物 易溶于水, 不溶于饱和 亚硫酸氢钠
醛(芳香醛、脂肪醛)
脂肪族甲基酮 八个碳以下的环酮
应用:醛或甲基酮的 鉴别、纯化
(3) 与 RMgX加成
O
MgX
C
R
较强的
亲核试剂
产物直接水解
OMgX
OH
H2O
C
C
R
H+
R
CH2O
RMgX
R 'C H O
• 该反应一般在醋酸等弱酸环境下进行, 因为羰基氧与质子结合,可以提高反应 的活性。但若酸性太强,氨的衍生物结 构中氮上的未共用电子对可与质子结合, 会丧失亲核性。
• 氨的衍生物与醛,酮反应的产物都有沉 淀,有固定的熔点,易于提纯,并且在 稀酸中极易水解为原来的醛酮,因而可 以利用这些性质来分离,提纯,鉴别不 同的醛酮。
CH3
3-甲基丁醛 β- 甲基丁醛
O CH3 CH C CH2 CH3
CH3 2-甲基-3-戊酮
苯甲醛
苯乙酮
CH3 C CH CHO CH3 3-甲基-2-丁烯醛
水杨醛(临羟基苯甲醛)
CH CH CHO 3-苯基丙烯醛 肉桂醛 β-苯基丙烯醛
O
环己酮
同时含有酮基和醛基,称为某酮醛
3-戊酮醛
3-氧代(正)戊醛 β-氧代(正)戊醛
H3C CH3
H3C C NCH2CH2CH3 + H2O
H3C
与伯胺缩合成亚胺的机理
H CO
C OH H2NR
酸催化,使羰 基亲电性增强
C OH NH2R
-H
H
C OH
NHR
C OH2 NHR
- H2O
-H C NHR
加成—消除反应
C NR
(2) 与氨衍生物的缩合
H2N-OH (羟胺)
>C=N-OH (肟)白色
电子效应(进攻前和进攻后)
➢羰基所连烃基大小——位阻效应
(1)与HCN 的加成
a-羟基腈
亲核加成历程的证明——以丙酮加HCN为例
碱存在时, 促进弱酸
C3H C O+H C N C3H
C3H COHHCN的电离 C3H Nu 增大了
亲核试剂
实验证明:中性(无碱存在时)3~4小时内只有一半原料起反应。 的浓度
(5)与含氮化合物的加成
(1) 与伯胺的缩合
O C
H + H 2 N R
N R C + H 2 O
亚胺(imine)
例:
醛较活泼, 易反应
脂肪族亚胺不稳定,芳香族 (Schiff 碱)亚胺较稳定。
苯 CHO+ CH3NH2
CH NCH3 + H2O
除去方法: 共沸或用 干燥剂
O
HCl
C
+ CH3CH2CH2NH2
低级醛具有强烈的刺激气味,中级醛,酮具有特殊的香味。
8.1.4 醛、酮的化学性质
结构-性质关系分析
R1
R2
a
C
H
a氢有弱酸性 羟醛缩合反应
卤代反应
O
涉及醛的反应 氧化反应
C H(R)
羰基碳更易被亲核中心进攻 亲核加成反应
醛酮羰基上的亲核加成反应
羰基加成的活性
反应历程:
加成反应的活性影响因素:
➢进攻试剂亲核性 ➢羰基碳原子亲电性
H2N-NH2 (肼)
>C=N-NH2 (腙)白色
C O+
Байду номын сангаасH2N-NH
NO2
O2N (2,4-二硝基苯肼)
>C=N-NH
NO2
O2N
黄色
(2,4-二硝基苯腙)
H2N-NH-C-NH2(氨基脲) >C=N-NH-C-NH2(缩氨脲)
O
O 黄色
上述反应的特点:
➢ 反应现象明显(产物为固体,具有固定的晶形和熔点),常用来分 离、提纯和鉴别醛酮。 ➢ 2,4-二硝基苯肼与醛酮加成反应的现象非常明显,故常用来检验羰 基,称为羰基试剂。
分子间脱水
O R C +H 2 O O R
半缩醛(酮)
缩醛(酮)
一般不稳定
碱性和中性中稳定
缩醛的特点:
➢同碳二元醇的醚,对氧化剂及还原剂稳定; ➢在稀酸中易水解成原来的醛酮; ➢反应中要不停脱水;
➢酮与醇的反应较为困难。
缩醛(酮)的形成机理
质子化—亲
H O
电性增强 OH
OH
-H
C
C
C
OH H
C
RO
醛酮的命名 (简单) 普通命名法
O
O
CH3-C-CH2CH3 CH3-CH2-C
甲(基)乙(基)酮 乙基环己基酮
O CH3-C-CH2
甲基苄基酮
系统命名法(主链选择、编号)
δ γ βα
γ β α O α′
CCCCC H O C C C C C
5 4 321
54 3 2 1
CH3 CH CH2 CHO
加一滴KOH到反应体系中,两分钟内反应即完成。
加大量酸到反应体系中去,放置几个星期也不反应。
这说明羰基与CN –的反应确实是亲核加成反应。
•机理:
HCN + OH
O C
CN
CN + H2O
O H CN C CN
OH C CN + CN
与HCN反应的醛酮:
醛(芳香醛、脂肪醛)
脂肪族甲基酮 八个碳以下的环酮
相关文档
最新文档