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有机化学第10章 醛酮及亲核加成反应


CH3 CH2 CHCH CH CHO CH3 CH3CH
CH3 C C CH3
O CCH 2CH3
2,3-二甲基-4-戊烯醛
O
4,5-二甲基-5-庚烯-3-酮
CH 3 O
CH3 C CH2 CH2 CHCH 2 CCH 3
4-甲基-2,7-辛二酮
10.2醛、酮的物理性质和光谱性质
物理性质中的氧原子可以与水形成氢键,低分子量的醛酮 可溶于水,也可溶于有机溶剂。 醛或酮分子间不能形成氢键,不存在缔合现象。
H2C
OH NaOH H2O-CHCl 3 OH CHO 37-40%
10.4 醛、酮的亲核加成反应
负电子的亲核试剂首先进攻羰基上的碳原子,然后正性 基团加到氧上,完成亲核加成反应。
C O
+
Nu A
C OA Nu
10.4.1 与含碳亲核试剂的加成
(1) 与氢氰酸加成
醛及多种活泼的酮(脂肪族甲基酮及少于8个碳原子的脂环酮)与 氰基负离子的碳原子发生加成反应,生成-羟基睛.
伯醇氧化收率低,易变为羧酸,适合合成沸点低的醛

三氧化铬和吡啶氧化到醛
CH3(CH2)6 CH2OH Cr2O3(C5H5N)2 CH2 Cl2 25℃ 95% CH3(CH2)6 CHO
重铬酸吡啶盐(PDC)
OH
O
PDC DMF, 0oC
O
CHO
92%
二甲基亚砜在多种活化剂存在下可将醇顺利氧化成醛或酮
C12以下的醛酮是脂肪族醛酮的密度小于1,芳香族醛 酮的密度大于1。
光谱性质
1680-1750cm-1
O R H
2750 cm-1
O R R1
1680-1750cm-1
红外光谱
苯甲醛的红外光谱
CO-H
CO
1H-NMR谱
1H-NMR谱中,与C=O基相连的碳上的氢的化学位移在
2.1~2.5ppm范围内。由于羰基的去屏蔽作用,醛氢 (-CHO)的化学位移在低场,约在9.7ppm处,常用于 鉴别醛。
烯烃经臭氧化、还原水解可生成醛或酮
CH3 O Ph 1. O 3 2. Zn,AcOH O CH3 O Ph CHO
烯烃的羰基化法是制备醛的重要方法。反应一般需要高 压和过渡金属催化,最常用的催化剂为羰基钴
Co2(CO) 8 CH3CH CH2 + CO + H 2 19-29MPa 140-180 oC CH3CH2CH2CHO + (CH 3)2CHCHO ~70% ~17%
R (R')H C O + H CN
+ -
R (R')H
C
OH CN
加入碱促进反应进行.
在有机合成上,这是一种常用的增长碳链的方法 进一步水解得-羟基酸
CH3 COCH 3 + HCN OH H3C H3C C OH CH3 OH CN H SO 2 4 CH3 CH2 C CO2CH3 n OH H3C C CO2CH3 H3C
10.3 醛、酮的制备
10.3.1 10.3.2 10.3.3 10.3.4 10.3.5 醇的氧化 炔烃的水合和胞二卤代物的水解 烯烃的氧化 傅氏酰基化 瑞默-梯曼反应
10.3.1 醇的氧化
伯醇和仲醇通过氧化和脱氢反应,叔醇在相同条件下不被氧化.
H R-C-R' OH K2 Cr2O7 H2SO4 R-C-R' O
催化剂可以是Pd(AcO)2、Pd或Cu的配合物
10.3.2 炔烃的水合和胞二卤代物的水解
炔烃的水合可制备醛和酮
HC CH H 2O HgSO 4, H 2SO4
同碳二卤化合物水解
CH3 CH3 Br2 hν Br2CH CHBr2 OHC H2O - H2SO4 72% CHO
CH3CHO
10.3.3 烯烃的氧化
、酮的分子中都含有羰基(>C=O)
O R H R O R'
醛 -CHO 醛基
酮 >C=O 酮基
分子中的烃基(R)可以相同也可以不相同。醛、酮分子 中的烃基可以是直链的或是环状的,脂肪的或芳香的
10.1 醛、酮的结构和命名
10.1.1 羰基的结构
C O C O
碳原子 SP2 杂化轨道与另外三个原子以 键结合的,所以 这三个键都处于同一个平面上,键角约为120°。 •碳原子未参与杂化的一个 P 轨道与氧原子的一个 P 轨道侧 面重叠(肩并肩)形成一个 键,垂直于这个羰基平面。
异丙铝 CH3 COCH3 (CH3)2 C=CH(CH2)2 CHO
(CH3)2 C=CH(CH2)2 CH2OH
+
+
CH3 CHOHCH3
氧气甚至空气为氧化剂的催化氧化方法已被用来由醇制备醛、酮
OH n-C9H19 5% Pd(OAc) 2 。 Py,3A分子筛,PhMe O2, 80oC O n-C9H19
系统命名法: *是以含有羰基的最长碳链为主链,醛从醛基的碳原子开 始编号,酮从靠近羰基的一端开始编号,把羰基的位 号写在名称前面。 *如主链上有取代基,则将取代基的位号及名称写在醛酮 的名称前。 *如有两个以上的羰基,可以用二醛、二酮等命名。 *编号可用阿拉伯数字,也可以用希腊字母。与醛酮的羰 基(官能团)直接相连的碳原子为 ,依此为 、 等。
OH DMSO-(CF 3CO)2O CH2Cl2, -30oC O
常用的氧化剂有二甲基亚砜-二环己基碳二亚胺(DMSODCC)、二甲基亚砜-乙酸酐(DMSO-Ac2O)、二甲基亚砜三氟乙酸酐[DMSO-(CF3CO)2O]、二甲基亚砜-草酰氯等。
二氧化锰、异丙醇铝-丙酮也是常用的氧化剂,具有较好的选择性



羰基是由一个键和一个键组成的碳氧双键,类似于 烯烃的碳碳双键。 由于氧的电负性比碳大,吸电子能力比碳强,因此, 羰基中电子密度分布是不均匀的,流动性较大的 电 子云偏向于电负性强的氧原子。所以羰基是一个极性 基团,氧原子上带部分负电荷,碳原子上带部分正电 荷。
10.1.2 醛、酮的命名
10.3.4 傅氏酰基化
O Cl O AlCl3
+
OH (CH 3CO) 2O AlCl 3
OCOCH 3 H2O
OH
83% COCH 3 COCH 3
10.3.5 瑞默-梯曼反应
苯酚、氯仿在氢氧化钠溶液中反应可生成邻羟基苯甲醛 (也叫水杨醛),这个反应称为瑞默-梯曼(ReimerTiemann)反应
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