大学有机化学复习——醛酮醌
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O C-OH
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(丙) 羟醛缩合反应
有α-H的醛在稀碱中进行。
dO
d+H
CH3-C-H
d+
+ dCH2-CHO
dil OH-
OH
CH3CH-CH2-CHO
-H2O 温热
O
CH3CH=CH-C-H
高级醛得到β-羟基醛后,更容易失水:
dO
d+H
CH3CH2dC+H + CH3dCH-CHO dil OH-
第十一章 醛酮
第一节 醛酮
2020/11/3
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第一节 醛酮
(一) 醛和酮的命名 (二) 醛和酮的结构 (三) 醛和酮的制法 (四) 醛和酮的化学性质 (五) α,β-不饱和醛、酮的特性2来自20/11/3精品课件
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官能团: C O (羰基)
O 醛 R-C-H (-CHO为醛基)
O 酮 R-C-R '( °两个R可以相同,也可不同)
反应范围:
亚硫酸氢钠能和所有的醛、脂肪族甲基酮、八个碳以下的 环酮进行反应。
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用途: A. 鉴别醛酮:
例:
O C-CH3
x
饱和NaHSO3
CH2CHO
白
B. 分离提纯醛酮: 在酸或碱的浓度较大时,平衡反应朝着加成产物
分解为原来的醛、酮的方向进行:
S O 3 N a
S O 3 N a
醛的活性大于酮;脂肪族醛、酮活性大于芳香族醛、酮。
② p-NO2-C6H4-CHO>ArCHO>p-CH3-C6H4-CHO ③ 例外:C6H5COCH3>(CH3)3C-CO-C(CH3)3
(后者的空间障碍特别大。)
反应范围:
HCN能和所有的醛、脂肪族甲基酮、八个碳以下的环
酮进行加成反应。
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(90%)
O + CH3CH2CH2C-Cl AlCl3
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O
+
C
CH3
+ HCl
(9%)
O CCH2CH2CH3 + HCl
(不重排!)
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(五) 醛和酮的化学性质
(1) 羰基的亲核加成
(甲) 与氢氰加成 (乙) 与亚硫酸氢钠加成 (丙) 与醇加成 (丁) 与金属有机试剂加
成 (戊) 与氨的衍生物加成
RCOOH
[O]’=Tollen’s、 Fehling’s、……
Tollen’s:AgNO3的氨溶液 Fehling’s:CuSO4(Fehling I)与NaOH+酒石酸钾钠(Fehling II)的混 合液
RCHO Tollen's RCOONH4 + Ag + NH3 + H2O
(巴豆醛)
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CH3 CH-CHO
2苯基丙醛 苯基丙醛
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OO CH3C-C2H-CC3H 2,4-戊二酮
戊二酮
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(二) 醛和酮的结构
不考虑杂化
羰基的结构:C O
C
O
sp2 杂化
d+ d
电子云分布: C O
H HC O
CH3 C O CH3
极性分子
2.27D
有偶极矩
羰基位有羟基或氨基,羰基氧与羟基
C- +H2N -Y O-
C-N-H2H O-YC=N OH
简单记忆方法
C=O + H2N-Y
C=N-Y
-Y -OH,-N2H,
H2NY 羟氨 肼 C=N-Y肟 腙
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O2N
O
-NH- , -NH- NO2,-NH-C2-,NH
苯肼 2,4-二硝基苯 氨肼 基脲
苯腙 2,4-二硝基苯 缩腙 氨脲
卤仿反应——含有CH3CO-的醛、酮在碱性介质中与卤 素作用,最后生成卤仿的反应。
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O 例:CH3-C-CH3 + 3NaOX
O
CH3-C-ONa + CHX3 + 2NaOH
少一个碳的羧酸盐 卤仿
讨论:
① α-C上只有两个H的醛、酮不起卤仿反应,只有乙醛 和甲基酮才能起卤仿反应。
缩合
(2) α-氢原子的反应
(甲) 卤化反应 (乙) 缩合反应
(3) 氧化和还原
(甲) 氧化反应 (乙) 还原反应
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(五) 醛和酮的化学性质
(1) 羰基的亲核加成
从 C=O
d+ d
的结构考虑: Nu
a.有双键,可以加成; b.稳定性 C O- >
E C+ O
所以亲核试剂首先进攻C!即发生亲核加成反应,其通式为:
醛的活性更高:
CH3CHO + Cl2 H2O ClCH2CHO + Cl2CHCHO + Cl3CCHO
一氯乙醛
二氯乙醛
三氯乙醛
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碱催化下进行的卤代反应速度更快,不会停留在一元取 代阶段:
O d + C H 3 - C - C H 2 - H
O O 慢 H - C H 3 - C - C H 2 -
CH3CH2CH2CH2OH
无黄色沉淀
b. 合成:制备不易得到的羧酸类化合物。例:
O C-CH3 NaOCl
O C-ONa H+
O C-CH3 NaOCl
O C-ONa H+
O C-OH
注:鉴别用NaOI,生成的CHI3为有特殊气味的亮黄↓,现象明显; 合成用NaOCl,氧化性强,且价格低廉。
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(一) 醛和酮的命名
(2) 系统命名法
4 32 1
CH3CHC2CHHO CH3
C5 H3C4 H2-3OC2C-HC31H3-CH
32 1
CH=CH-CHO
3-甲基丁醛 2-甲基-3-3戊 -苯酮基丙烯醛
甲基丁醛
(肉桂醛)
4 3 21
CH3CH=CHCHO 2-丁烯醛
R
(R')H
C=O
d+ d
+ Nu-
Nu
RC (R')H
O-
Nu
H2O
R C OH
(R')H
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(五) 醛和酮的化学性质
(甲) 与氢氰酸加成
Nu
反应式:
R
d+ d
H
C=O +
d+ d
H
CN
(CH3)
OH-
R C OH
(CH3)H
羟基腈或氰醇
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反应活性: ① HCHO > CH3CHO > ArCHO > CH3COCH3 > CH3COR> RCOR> ArCOAr
则产物有意义!
例1:
O
CH + H-CH2CHO
dil 。OH-
10 C
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CH=CHCHO
肉桂醛
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(3) 氧化和还原
(甲) 氧化反应
醛易氧化成酸: RCHO [O] [O]=KMnO4、K2Cr2O7+H2SO4、…… 醛还能被一些弱氧化剂氧化:
RCOOH
RCHO
[O]'
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(甲) 酮型-烯醇型互变异构(P319-321)
羰基吸电子诱导效应的一个直接结果是α-C-H键可能 电离,而形成的负碳离子与羰基组成p-π共轭体系,有一定的稳 定性,如下式所示:
因此,醛、酮具有酸性。虽然与醇、酚比较,醛、酮的酸性弱得多, 但与炔烃比较则强的多。
在上述的电离可逆平衡中,离解出来的 可以重新与α-C结合得到醛 或酮,也可以与羰基氧结合,得烯醇。即:
O -
C H 3 CC H 2 +H 2 O 活 性 更 高 ! d + X - Xd C H 3 - C O - C H 2 - X+X -
O CH3-C-CH2-X
不是最后产物!
O
2X2 OH-
CH3-C
O
CX3 OH-
OCH3-C-CX3
OH
CH3-C-O- + CHX3
卤仿
O CH3-C-OH + -CX3
丙酮
O + H2N-OH
环己酮
CH3-C-CH3 + H2O N-OH
丙酮肟
N-OH + H2O
环己酮肟
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(2) α-氢原子的反应
C=O
的作用:a. 亲核加成的场所;
性增加:
dC+ =dO
-C
B-
H
C=O -C
-
有极弱的酸性
b. 使α-H酸
-CC--O
CO C d
d
在碱性条件下,α-H更容易掉下来,所以α-H的 反应更容易在碱性介质中进行。
化合物不同结构之间的这种相互转化,叫做互变异构
(tautomerism)。
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(乙) 卤化反应
O
O
C-C3H+ B2r少 乙量 醚A, 。 l3 C0lC
C-C2BHr+