羰基化合物-醛酮
⑴亲核加成定义:
由亲核试剂首先进攻羰基C而进行的加成反应称亲核加成 反应。亲电试剂与羰基氧结合。常见的亲核试剂有: H+ CNHOH -NH2 ROH RMgX
⑵反应历程:
HNu
设亲核试剂为:
H +
+
R H C
Nu O- Nu
亲核试剂
R H
C
O
+
- Nu
H
+
R H
OH
C Nu
(R′)
(R′)
离子反应
B
1、羰基化合物的活性次序比较最强的是( A、CH3CHO B、HCHO C、ArCHO CH3COCH3
) D、
2. 羰基的亲核加成反应 (1)与HCN(氢氰酸)的加成
R C H (CH3) O + HCN
H (CH3) R C OH CN
-羟基腈
反应范围: 醛、脂肪族甲基酮、八个碳以下的 环酮。
CH3CH CHCHO
5-甲基-3-乙基辛醛
CH3CHCH2CCH3 CH3 O
2-丁烯醛(巴豆醛)
CH2CHO
4-甲基-2-戊酮
苯乙醛
3-羟基丙醛
1-苯基-2-丙酮
2-苯基丙醛
4-甲基环己酮
对甲氧基苯甲醛
3-甲基-4-氧代-戊醛
请按照官能团的种类不同将下列有机化合物进行分类。
AG 属于不饱和烃的是
属于醇的是 D 属于酚的是 F 属于醛的是 EI
CH 属于羧酸的是
属于酯的是 BJ
属于卤代烃的是K
按官能团的不同给有机物分类,指出下列有 机物的类别:
(1)酚类 ( 2) 羧酸 (3)卤代烃 (4) 烯烃
二、醛酮的物理性质
1、物理性质:
(1)状态味道:只有甲醛是气体,有刺激味。低级 醛(12个C以下)是液体。
2.乙缩醛
乙缩醛即二乙醇缩乙醛,在分子内有2个醚键。乙缩醛 具有木香气味和陈味感觉,乙缩醛在白酒的贮存的过程中含 量增加,是形成陈味的一种物质。
它是构成浓香酒喷香的主要物质,香味文雅、细致,给 人以愉快之感。
酸和亲电试剂进攻富电子的氧
(R)
涉及醛的反应 (氧化反应)
羟基缩合反应 卤代反应
主要化学性质如下: 1、羰基上的加成反应 ①与氢氰酸的加成 ②与格氏试剂的加成 ③与醇的加 成 ④与亚硫酸氢钠的加成 ⑤与氨的衍生物的加成缩合 2、还原 3、氧化 4、烃基(α-H)上的反应 5、歧化作用
α-H的反应
1. 亲核加成及其反应机理
⑴. a-氢的活性 : a-H由于受羰基影响,有一定的酸性,即有一定的反 应活性。 O ★由于a-H的活性可以以 H3C CH C H (R′) H+形式离解,并转移到羰 H 基的氧上,形成所谓烯醇 α-H表现出一定的活性 式异构体,平衡点在酮式。
O
H 3C C CH3 H 3C
OH
C CH
2
酮式
ห้องสมุดไป่ตู้
烯醇式
I2
蒸馏
O
H3C C CH C CH3 (脱水较难须在碘存在下蒸馏) CH3
4、还原反应
O
(1)催化氢化:H2与.
O
C
.
C C
C
C
都加成
醛→伯醇
R C
H2 H
Ni
R
CH
2
OH
酮→仲醇
O R C R′
H2
Ni
R
CH 2
OH
(2)特殊还原—金属氢化物
LiALH4 【氢化铝锂】(乙醚)
O
. C 能还原 H . C O C O
★费林试剂:硫酸铜与酒石酸 钾钠碱溶液等量混合而
成。加入酒石酸钠与铜离子生成配合物,防止氢氧化铜生 成。
O OH COOH + Cu 2O ↓ 砖红色
★实例:
R C
H + Cu2+
R
★几点说明: ①费林试剂与所有脂肪醛都反应;与所有芳香醛、酮都不反应。 ②费林试剂不能氧化醛分子中β-位以远的羟基、碳碳双键和三 键。 应用:制备羧酸、鉴别醛和酮、鉴别芳香醛和脂肪醛。
NaBH4【硼氢化钠】(醇溶液)
O O . C O C 不能还原 C C C . C
..
C
C OH
C
能还原 . C H
. OH
不能还原 C
还原性: LiALH4 (乙醚)> NaBH4 (醇溶液)
★实例:
O
R
CH
CH
C
O
H
LiAlH
4
乙醚
R
CH
CH
CH
2
OH
NaBH
H
4
CH
CH
C
CH
CH
CH
2
OH
★反应机理学生自看。 ★应用:生成的β-羟基醛加热失水生成不饱和醛。如:
CH3 CH CH2 C
O H
H2O △ CH3 CH CH C 2-丁烯醛
O
OH
β-羟基醛
H
②相同酮羟醛缩合 具有α-H的酮的羟醛缩合比醛要难。实例:
O H 稀NaOH H3C C CH3 + CH 2 C CH3 △
O
O OH H3C C CH2 C CH3 CH3
三、醛酮反应及其应用的总结
(1)醛酮反应的主要部位:
(2)醛酮氧化和还原
(3)醛酮的亲核加成及应用
四、白酒中主要的羰基化合物
醛类化合物与白酒的香气有密切的关系, 对构成白酒的主要香味物质 有重要作用。白酒中主要的羰基化合物主要以乙醛和乙缩醛为主,它们 与羟酸共同形成白酒的协调成分。酸偏重于白酒口味的平衡和协调,而 醛主要对白酒香气的平衡和协调。还有一些含量较少,例如甲醛、丙醛、 丁醛、异丁醛、正戊醛、异戊醛、正己醛、香草醛、丙酮、丁酮、己酮、 4-乙基愈创木酚。 主要作用: 乙醛和乙缩醛的携带作用 降低阈值作用 掩蔽作用 促进酒的老熟作用
sp
2
C
σ
O
δ
+
δ
C
O
C
δ
+
O
δ
键角接近120°
C=O 为一个σ键和一个π键 组成, C=O双键中氧原子的电负性比碳原 子大,所以π电子云的分布偏向氧 原子,故羰基是极化的,氧原子上 带部分负电荷,碳原子上带部分正 电荷。
三、醛酮的化学性质
碱和亲核试剂进攻缺电子的碳
O H 3C CH 2 CH H C H
★反应实例(碘仿反应)
O R C CH 3
I 2 NaOH (NaOI) O
R
C
ONa
+
CH I 3
碘仿(黄色沉淀)
OH -
应用:鉴别含有甲基结构的醛酮以及 CH3 结构的醇。是制备卤仿的方法之一。
CH
(4).羟醛缩合反应
①相同醛羟醛缩合: ★反应条件:稀碱溶液、5℃左右。醛酮必含有α-H。
★反应实例:
(R′)
两步进行,Nu-首先进攻
羰基化合物的活性次序:
HCHO > CH3 CHO > ArCHO > CH3 COCH3 > CH3 COR> RCOR' > CH3 COAr> ArCOAr'
O2N CHO > CHO
>
H3C
CHO
加成反应的活性与试剂亲核性强弱、羰基碳原子亲电性强 弱、羰基所连R基大小,即电子效应、立体效应等因素有关。羰 基连接的基团越大越难反应。羰基连接的基团是供电子基团, 供电子能力越强越难反应。反之,羰基连接的是吸电子基团, 吸电子能力越强越易反应。
O R C H + Ag( NH 3) 2
OH
R
COO + Ag ↓ + NH3 + H2O
★几点说明:
① 托伦试剂能与所有醛反应; ② 托伦试剂能与α-羟基酮反应,其他酮不反应。 ③ 托伦试剂不能氧化醛分子中β-位以远的羟基、碳碳双键和三键。 是良好的选择性氧化剂。 ★应用:制备羧酸,鉴别醛酮。
⑶ 与斐林试剂反应
O
R
C
OH
②
CH 2 CHO O O
CH 2COOH
CH 2 CH 2 COOH CH 2 CH 2 COOH + C 2 H 5COOH + CO 2
KMnO
③
4
HNO
④
H 3C
C C 2H 5
3
C H 3 COOH
⑵ 与托伦试剂反应——银镜反应
托伦试剂即硝酸银的氨溶液。银离子可将醛氧化为羧 酸,本身被还原为金属银。反应是在碱性溶液中进行。反 应式:
CH3CHCH2CHO
CH3CH2CH2CHO
CH3
CHO
正丁醛
CH3 C CH2CH3 O
异戊醛
CH3 C CH CH2 O
苯甲醛
C O
甲基乙基(甲)酮
(甲乙酮)
甲基乙烯基(甲) 酮 (丁烯酮)
二苯甲酮
(2)系统命名法
选择含有羰基的最长的链做主链,从靠近羰基的 一端开始编号
CH3CH2CH2CHCH2CHCH2CHO CH3 C2H5
R C H(R')
OH + HOR" OR"
H
+
R C H (R')
OR" OR" + H 2O
缩醛(酮)
R C H(R')
OR" OR"
H H2O
+
R C H(R') O + 2 R"OH