第九章醛、酮和醌

CH3 CH CH CH2
2-甲基-3-丁烯醛
2-甲基-4-戊烯-2-酮
碳原子的位置也可用希腊字母表示，与羰基相连的第 一个碳原子称为α碳，第二个碳原子称为β,其他与此类 推。例如：
H3C
CH

CH

CH2

CHO
β －丁烯醛
二、 醛、酮的性质
分子结构与化学性质分析： 醛、酮分子中都含有羰基，所以它们具有相似的化学 性质，主要表现加成反应、氧化还原反应。 但是它们的分子结构并不完全形同，所以它们的化学 性质又有所不同。
α
O CH
H O R α C CH H
α
H R C H
O C
H C H
α ＇
H H R αC H
O C
H
＇ Cα R1
C H
H
• 受相邻羰基极化等作用的影响，α－氢原子性质活泼，容 易发生许多反应。
（1）卤代反应 在碱性条件下，醛、酮的α －氢容易与卤 素(Cl2、Br2、I2)发生取代反应，生成一、二、三卤代物
（一）甲醛
俗名蚁醛。无色、刺激性气味的气体。 福尔马林：质量分数（ω B）为0．35～0．40的甲醛水 溶液。沸点为19 ℃。质量分数（ω B）0．02的甲醛溶液用于 外科器械消毒，体积分数为0．10的甲醛溶液用于保存动物 标本和尸体。 甲醛溶液与氨水共同蒸发时，生成环六亚甲基四胺，药 名乌洛托品。 甲醛易发生聚合反应，生成多聚甲醛固体。多聚甲醛， 加热到160～200 ℃时，能解聚重新生成甲醛。若在甲醛中 加入少量甲醇可防止甲醛聚合。
2，4-二硝基苯肼
2.还原反应 醛加氢还原为伯醇，酮加氢还原为仲醇。 铂、钯或镍等金属催化剂
O CH3CH + H2
乙醛
催 化 剂
CH3 CH2OH
乙醇
O CH3 C CH3 + H2
丙酮
催 化 剂
OH CH3 CH CH3
2-丙醇
3.α －活泼氢的反应 α－碳原子上的氢原子被称为α－氢。如：
H H
第九章 醛、酮和醌
讲师： 第二军医大学
学习目标
● 知道醛、酮、醌的结构特点、命名和分类
● 熟悉醛、酮的化学性质，认识维生素K的结构特征
● 掌握醛、酮重要代表物在临床上的应用
第一节 醛和酮
一、醛和酮的结构、分类与命名
醛、酮的官能团是醛基和酮基，醛、酮是由烃基或氢原 子与醛基或酮基组成的化合物。
O (Ar) R C H
（四）丙酮
丙酮是最简单的酮，是无色、易挥发、易燃的液体，
沸点56．5℃。它能与水、乙醇、乙醚和氯仿等混溶，并能 溶解树脂、油脂等许多有机化合物，是常用的有机溶剂。
糖尿病患者由于代谢障碍，血液及尿液中的丙酮含量较
高。
O H3C C CH3
（五）戊二醛
纯品为无色或浅黄色油状液体，有微弱的醛气味，沸点 187－189℃，易溶于水和醇。戊二醛水溶液呈酸性。 戊二醛在酸性条件下稳定，可长期贮存，商业出售的戊二 醛通常是质量分数为2%、25%、50%的酸性溶液。 戊二醛是近年使用较广泛的化学消毒剂，具有广谱高效杀
二、醛、酮的分类和命名
O
脂肪族醛： HCHO
CH3 CHO
乙醛
脂肪族酮：
脂肪醛、酮的系 统命名与醇的 命名方法相似 ：选择分子中 含羰基的最长 碳链为主链， 并从靠近羰基 的最近端开始 给主链碳原子 编号。
CH3 C
丙酮
CH3 O C
甲醛
CH3 CH CH2 CHO CH3
3-甲基丁醛 脂环族醛： 脂环族酮：
菌作用。对金属腐蚀性小，受有机物影响小等特点。消毒
用的戊二醛通常为2%的碱性溶液。
（六）樟脑
樟脑是一种脂环族酮类化合物，学名2－莰酮。它存在于 樟树中，特产于我国。樟脑为无色半透明固体，具有特殊 的芳香气味，熔点176～177 ℃，在常温下即挥发。它不 溶于水，能溶于有机溶剂和油脂中。
O
第二节 醌
氨的衍生物
反应产物
R (R1)H C O R (R1)H C O R (R1)H C O H2N NH2
肼
R (R1)H C R (R1)H C N R (R1)H C NO2 NO2 R (R1)H C N NH OH N NH2
H2N OH
羟胺
H2N NH
苯肼
N NH NO2 NO2
R (R1)H C O H2N NH
在醌类的化合物中最简单的 是苯醌，包括对苯醌和邻 苯醌（没有间苯醌）。它 们具有的结构叫醌型结构 。
二、维生素K
维生素K包含维生素K1和K2，属于α —萘醌化合物， 它们是2—甲基—1，4萘醌的衍生物。 维生素K1和K2在猪肝和苜蓿中含量最丰富，其他一切
绿色植物、蛋黄、肝脏中也含量较多。维生素K1和K2都能 促进血液凝固，是止血剂。维生素K3是人工合成的K族维 生素，有更强的凝血能力，学名为2—甲基—1，4萘醌， 黄色结晶，它的亚硫酸氢钠加成物，是白色结晶性粉末， 易溶于水，叫亚硫酸氢钠甲萘醌，应用于临床。能促进肝 脏合成凝血酶原，产生止血作用。
O (Ar)R1 C R2 (Ar)
醛的官能团是醛基 （或－CHO），醛基是羰基与氢原子 相连的基团。醛基总是位于分子的两端。醛基决定了醛类 有机化合物的化学性质。 酮的官能团是酮基 ，它是与两个碳原子相连的羰基。酮基 一般不能位于分子的末端。酮基决定了酮类有机化合物的 化学性质。 醛基与酮基的结构既有相同之处也有不同之处，因而它们 的有共同的化学性质也有各自的特性。
O CH3 C
3I 4 NaOH H + 2+
O CHI3 + H C COONa
+ NaI + 3H2O
由于反应过程中卤素在碱 性条件下生成氧化剂次点 酸钠，它可以把有结构 的
醇氧化为乙醛或甲基酮，
进而发生碘仿反应。所以 该反应也可检查具有这种 结构的醇。
碘仿
3. 羟醛缩合
在稀碱或稀酸的作用下，具有α －活泼氢的醛、酮可以相
O C
羰基
（一）醛酮相似的性质
1.加成反应 与醇加成在干燥氯化氢的作用下，醇可与醛中的羰基 加成生成半缩醛，分子中同时产生半缩醛羟基。
H R C O + H OR1
干燥HCl
H R C O OH R1
半缩醛羟基
半缩醛羟基一般较活泼，在相同条件下，过量的醇与 半缩醛进一步反应，失去一分子水生成较稳定的缩醛。
互作用
O H3C CH + H CH2

O CH
10%NaOH
OH H3C CH

O CH2

CH
生成物分子中α－氢受到羰基和－羟基的影响，极易与－羟基 结合脱去一个水分子，生成α,－不饱和醛。
OH H3C CH

H CH

O CH H3C CH

O CH

CH
（二）醛的特殊性质
1.氧化反应 （1）银镜反应 多伦试剂是硝酸银的氨溶液，主要成分是银氨配离子（［ Ag(NH3)2］+）。
NO2 CH3 CH3 C O + H2N NH NO2
-H2O
CH3 CH3 C N NH
NO2 NO2
2，4—二硝基苯肼能与所 有的醛和酮发生反应，生 成不同的晶体，具有不同
的熔点，沉淀呈橙黄色或 橙红色（见彩图），因此 常用它鉴别醛、酮化合物 。
表9－1
常见氨的衍生物及其与醛酮反应的产物
醛或酮
CH3
CH CH3
CH3
3-甲基-2-丁酮
CH O
环己基甲醛
O
环己酮 芳香族酮：
芳香族醛： 苯甲醛 二元醛：
CH O
CH2 C O
1-苯基-2-丙酮
CH3
CH2 CHO CH2 CHO
丁二醛
二元酮：
O C CH2
O
CH2 CH
CH
CHO
不饱和酮
O CH3 C
CH3—CHO+2［Ag(NH3)2］OH

CH3—COONH4 + 2Ag↓+ 3NH3 + H2O
（Ar）R—CHO+2［Ag(NH3)2］OH

(Ar)R—COONH4+2Ag↓+3NH3+H2O
银镜反应现象
• 多伦试剂
· 银镜现象
（2）斐林反应
斐林试剂由硫酸铜溶液（斐林试剂甲）、酒石酸钾钠 的氢氧化钠溶液（斐林试剂乙）两种溶液组成。
一、 醌的结构和命名
醌是α 、β —不饱和环二酮，包括一系列化合物。例 如：1，2，1，4环二酮
O
1 6 5 4 2 3
O O
H3C
O CH3
O 1,4－苯醌 （对苯醌） 1,2－苯醌 （邻苯醌）
O 2,5－二甲基－1,4－苯醌
醌的命名法是以苯醌、萘 醌作为母体，用较小数字 标出两个羰基的位置，写 在醌的前面。有时也用邻 、对、α、β远等前缀标明 两个羰基的相对位置。母 体上如有取代基，则把取 代基的位置、个数和名称 写在醌的名称前面。
H R C O O H + HO R1 R2
干燥HCl
H R C O O R1 R2 + H O 2
2.与氢氰酸、亚硫酸氢钠加成
相似地，醛、酮还可以与氢氰酸、亚硫酸氢钠加成，前
者用于有机合成上增长碳链，后者用于提纯醛、酮。
O CH3 CH + H CN
OH CH3 C H CN
3.与氨的衍生物加成
学 习 结 束 ！
（二）乙醛
乙醛（CH3CHO）是一种无色、具有刺激性气味的液体，
易挥发，沸点21 ℃，易溶于水和乙醇、乙醚等有机溶剂中