有机化学-第十章.

合集下载

有机化学第二版第十章醛和酮

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

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

《有机化学》第十章 旋光异构
1
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

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

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

有机化学课件——Chapter 10 羟基酸和酮酸
Sichuan University
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

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

有机化学第10章 醇、酚、醚
1.醇的分类
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:
  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)。


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。
相关文档
最新文档