内容正文:
第十二章 醛和酮
exit
第一节 醛酮的命名 结构和物理性质
第二节 羰基反应的基本特征
第三节 醛酮的亲核加成反应
第四节 加成反应的立体化学特征
第五节 -活泼氢的反应
第六节 醛酮的制备
本章提纲
第一节 醛酮的命名、结构和物性
(一)醛酮的命名
1.普通命名法
醛按氧化后生成的羧酸命名,酮看作是甲酮的衍生物。
CH3CH2CHO CH2=CHCHO
丙醛 丙烯醛
甲基乙基甲酮(甲乙酮)
2. 系统命名法(参见第一章)
4-甲基环己酮
3,3-二甲基环己基甲醛
3-甲基丁醛
3-烯丙基-2,4-戊二酮
选择含有羰基的最长碳链为主链,从醛基一端或从靠近羰基一端给主链编号来命名。醛基因处在链端,编号总是1 , 可以省略。而酮羰基的位次必须标出。
(二) 醛酮的结构
1 C=O双键是由一个键和一个键组成的。
2 C=O是一个极性基团,具有偶极矩。
sp3
p
sp3
p
(三) 醛酮的物理性质
1.沸点和溶解性
由于羰基的偶极矩,增加了分子间的吸引力,因此,醛酮的沸点比相应相对分子质量的烷烃高,但比醇低。醛酮的氧原子可以与水形成氢键,因此低级醛酮能与水混溶。脂肪族醛酮相对密度小于1,芳香族醛酮相对密度大于1。
2. 醛酮的光谱特征
羰基的红外光谱在1750-1680 cm-1之间有一个非常强
的伸缩振动吸收峰。-CHO中的C-H键在2720 cm-1区域有
一个非常特征的伸缩振动吸收峰。当羰基与双键共轭,
吸收向低波数位移。
其它参见第八章
第二节 羰基的基本反应特征
-活泼H的反应
(1)烯醇化
(2) -卤代(卤仿反应)
(3)醇醛缩合反应
醛的氧化
亲核加成
氢化还原
由于羰基上氧的电负性大,成键电子特别是 偏向于氧原子一边,因此羰基有较大的极性,羰基是醛酮化学反应的中心,亲核加成是醛酮羰基的基本特征。
由于羰基的吸电子影响, -H比较活泼,因而-H的反应也是醛酮化学性质的重要组成部分。此外醛酮还处于氧化还原的中间价态,氧化还原也是该类化合物的重要反应。
+
-
++
第三节 羰基的亲核加成
1 通式
2 羰基与含氧亲核试剂的加成
3 羰基与含硫亲核试剂的加成
4 羰基与含氮亲核试剂的加成
5 羰基与含碳亲核试剂的加成
1 通式
(1)反应机理
碱催化的反应机理
酸催化的反应机理
>
>
(2)醛、酮的反应活性
2 羰基与含氧亲核试剂的加成
(1)与H2O的加成
(2)与ROH的加成
(1)与H2O的加成
HCH=O + HOH
H2C(OH)2
CH3CH=O + HOH
(CH3)2C=O + HOH
CCl3-CH=O + HOH
CH3CH(OH)2
(CH3)2C(OH)2
CCl3-CH(OH)2
(100%)
(~58%)
(0 %)
三氯乙醛水合物
(安眠药)
羰基碳上取代基越大,水合物越不稳定。
吸电子基使羰基活性增大,更易水合。
酯环酮张力大的,容易水合。
+
HOH
(2)与ROH的加成
CH3CH=O + CH3CH2OH
H+
CH3CH2OH, H+
半缩醛
缩醛
*1 反应情况介绍
情况 1:与醛反应
HOCH2CH2CHCHO
OH
HCl
CH3OH
半缩醛
缩醛
情况 2:分子内也能形成半缩醛、缩醛。
半缩酮
缩酮
醛的正向平衡常数大,酮的正向平衡常数小。
分子内也能形成半缩酮、缩酮。
情况 3:与酮反应
*2 反应机理
碱催化
酸 催 化
HOCH2CH2CH2CH2CH=O
H+
-H+
分子内形成半缩醛的反应机理
*3 形成缩醛或缩酮在合成中的应用
A 保护羟基
BrCH2CH2CH2CH2OH
+
BrCH2CH2CH2CH2O
H
H+
BrCH2CH2CH2CH2O
-H+
Mg
无水乙醚
BrMgCH2CH2CH2CH2O
丙酮
H3O
+
(CH3)2CCH2CH2CH2CH2OH
OH
B 保护羰基
BrCH2CH2CHO + HOCH2CH2OH
H+
BrCH2CH2
CH3CH2CCLi
CH3CH2CCCH2CH2
H3O
+
CH3CH2CCCH2CH2CHO + HOCH2CH2OH
*1应式
与亚硫酸氢钠的反应
3 羰基与含硫亲核试剂的加成
*2 反应机理
亲核加成
分子内的酸碱反应
硫比氧有更强的亲核性
*3 讨 论
只有醛、脂肪族的甲基酮、环酮能发生此反应。
乙醛(89%)