第九章 醛和酮（课件）-《有机化学》同步教学（武汉大学出版社）

第九章 醛和酮 学习目标: 1.掌握醛和酮的分类及命名； 2.掌握常见醛和酮的性质； 3.掌握常见醛和酮的制备方法； 4.了解醛酮重要制法和在实际生产和生活中的应用。 定义 醛和酮的分子中都含有羰基 羰基是它们的官能团，醛和酮统称为羰基 化合物。 羰基碳的两端至少有一端与氢原子相连者 叫做醛。 羰基的两端都与烃基相连者，叫做酮 9.1醛和酮的分类和命名 根据醛和酮分子中烃基的不同，可以将醛和酮分成若干类。 按照烃基：可以分为脂肪族醛（酮）、脂环族醛（酮）、芳香族醛（酮）。 否是饱和：分为饱和醛（酮）、不饱和醛（酮）。 两个烃基是否相同：可分为单酮和混酮。 羰基个数：分为一元醛酮或多元醛酮。 一元醛酮中最简单的醛为甲醛，最简单的酮为丙酮。 9.1.2醛和酮的命名 醛酮的命名方法有普通命名法和系统命名法等，重点介绍系统命名法。 1.普通命名法 醛的普通命名法与醇相似。 有些醛还有俗名，它是由相应酸的名称而来。 酮的普通命名法是按照羰基所连接的两个烃基的名称命名为“某某甲酮”。 2.系统命名法 （1）对于脂肪族一元醛和酮的命名，首先选择含有羰基的最长的碳链作为主链，支链作为取代基，根据主链碳原子个数命名为“某醛或某酮”；然后，从靠近羰基的一端开始将主链编号。醛基总是在碳链一端，因此不需注明位次，酮基需要注明位次（只有少数例外）。 (2)对于不饱和醛酮，命名需要表明不饱和键的位次，命名为“某烯醛或某烯酮”，酮的位次用阿拉伯数字表示在“酮”字前，并前后用短线相连。 （3）芳香族醛和酮的命名，是将芳环作为取代基。当芳环上连有其他取代基时，则从与羰基相连的碳原子开始编号，使其他取代基的位次尽可能的小。 （4）对于很复杂的芳香醛酮，可以将芳基作为取代基，命名方法与脂肪族醛酮相似。 （5）有机化合物中取代基位次的表示方法，除用阿拉伯数字以外，还可以用希腊字母α、β、γ……表示。两者的区别是：用1,2,3……表示时，是从官能团或连接官能团的碳链一端开始；用α、β、γ……表示时，则是从与官能团直接相连的碳原子开始。 9.2醛和酮的性质 9.2.1羰基的结构 羰基是醛和酮的官能团，羰基的结构决醛和酮的性质。 图9-1 羰基的结构 9.2.2醛和酮的物理性质 1.物态 常温常压下，甲醛是气体，其他低级醛、酮是液体，高级醛、酮是固体。低级醛具有强烈地刺激性气味。某些醛和酮具有果香味（可用于配制香精）。 2.沸点 羰基的极性较强，醛和酮都是极性分子，醛酮分子之间存在静电引力，故它们的沸点比相对分子质量相近的烃或醚高。由于醛和酮分子之间不能形成氢键，故沸点比相应的醇低很多。 3.溶解性 羰基氧原子能与水分子中的氢原子形成氢键，故低级醛和酮在水中有一定的溶解度，随着碳原子数的增加，羰基的影响减弱，高级醛和酮不溶于水，而溶于有机溶剂。 9.2.3醛和酮的化学性质 醛和酮的化学反应主要发生在羰基官能团上，以及受羰基影响较大的α-氢原子上。 1.羰基的加成反应 醛酮分子中的羰基由π键和σ键组成，其中π键比较活泼，容易断裂，可以与氢氰酸、亚硫酸氢钠、醇、格氏试剂和氨等进行加成反应 (1) 与氢氰酸加成 在少量碱的催化下，醛、脂肪族甲基酮和含有 8 个碳原子以下的环酮都能与氢氰酸作用，生成α-羟基腈或称氰醇。其它的醛和酮很难与氢氰酸加成。 (2)与亚硫酸氢钠加成 醛、低级脂肪族甲基酮和低级的环酮都能与过量的亚硫酸氢钠饱和溶液（40%）发生加成反应，生成α-羟基磺酸钠： (3)与醇的加成 在干燥氯化氢催化下，醛与醇起加成反应，生成不稳定的半缩醛，半缩醛再与过量的醇发生缩合反应，生成稳定的缩醛： (4)与格利雅试剂(简称格氏试剂)的加成 格氏试剂(Grignard reagent)具有强极性的键,是含碳的强亲核试剂，可与醛、酮的羰基进行亲核加成反应，增长碳链。例如： (5)与氨衍生物的反应 醛、酮能与氨的衍生物（羟胺、肼、2,4－二硝基苯肼、氨基脲等）发生缩合反应，通过加成-消除反应，生成肟、腙、缩氨脲等缩合产物，反应的通式可表示如下： 2.α-氢的反应 醛和酮的α-氢原子，因受羰基吸电子效应的影响，比较活泼，具有一定的酸性，可被其他原子或基团取代。 (1) 羟醛缩合反应 在稀碱的催化下，含有α-氢的醛或酮能够相互作用生成β-羟基醛或β-羟基酮，这类反应称为羟醛缩合反应。例如： (2) 卤代反应和卤仿反应 在碱存在下，醛、酮的α-氢被卤原子取代生成α-卤代醛或α-卤代酮的反应，称为α-氢的卤代反应。例如： 3.氧化和还原反应。 (1) 氧化反应 醛易被氧化为羧酸，酮则较难氧化，只有在强烈的条件下酮才被氧化，发生碳链的断裂。甲醛可以将Fehling试剂还原为单质酮，自身被氧化为甲酸。例如： (2) 还原反应