(理学)中南大学有机化学-第八章醛和酮

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1、仲卤代烷和β-碳原子上有支链的伯卤代烷,因空间阻碍,试剂难以从背面接近α-碳原子,而易于进攻β-氢原子,故不利于SN2,而有利于E2反应第八章醛和酮AldehydesandKetones含羰基(carbonylgroup)>C=O定义:醛酮就是分子中含有羰基的化合物,又叫羰基化合物。羰基连接一个烃基和一个H原子的叫醛。羰基连接两个烃基的叫酮。一、醛、酮的分类、命名和结构1、醛、酮的分类(1)根据烃基是脂肪族的还是芳香族的分为两类:即脂肪族醛酮和芳香族醛酮。(2)根据烃基是饱和的还是不饱和的分为饱和醛酮与不饱和醛酮。(3)根

2、据分子中所含羰基的数目分为一元醛酮和二元醛酮。(4)一元酮中羰基连接的两个烃基相同的称为单酮,不相同的称为混酮。2、醛酮的命名(1)普通命名法醛与醇的习惯命名相似,相应的碳原子数的烃基后面加一个“醛”字即可。CH3CH2CHO丙醛CH2=CHCHO丙烯醛正丁醛异戊醛酮的习惯命名按照羰基所连接的两个烃基命名,称为“某(基)某(基)(甲)酮”。甲基乙基甲酮(甲乙酮)(丁酮)二甲酮(丙酮)甲异丙酮(异戊酮)(2)系统命名法(a)选主链。选取包含羰基在内的最长碳链为主链,并根据主链碳原子数命名为“某醛”或“某酮”。(b)编号。从离

3、羰基最近的一端开始编号。醛的羰基位次在链端,命名时不需要标明位次;酮的羰基位次在链中间,命名时需标明羰基位次。(c)有支链的,应标出支链的位次和名称。4-甲基戊醛2-甲基-3-戊酮(d)对于芳香族、脂环族醛酮,一般将芳烃或脂环烃看作取代基,其它原则同前。苯甲醛苯乙醛苯乙酮(e)若羰基碳原子参与成环,命名原则同脂肪族酮,并在名称之前加一“环”字。环己酮(f)二醛或二酮的命名,只需将两个羰基的位次分别标出即可。或用α(相邻),β(隔一个碳),γ(隔两个碳)来表示。3、醛酮的结构甲醛的结构与羰基的极性醛、酮的结构特点1、羰基的杂

4、化类型:sp22、共价键类型:C=O双键由一个键和一个键组成;3、键的极性:属于极性较大的不饱和双键(氧的电负性比碳强)。C=O与C=C的重要差别1、氧原子上有孤对电子;2、氧原子的电负性比碳大,C=O是一个极性基团,电子云易发生极化,使电子云偏向氧原子的一端。二、醛酮的化学性质1、醛酮的结构与反应亲核加成反应氢化还原醛的氧化α-活泼氢的反应(1)烯醇化(2)-卤代(卤仿反应)(3)醇醛缩合反应醛酮分子中羰基C=O与C=C双键比较:(1)C=C中,电子云受两个C原子约束小,易与亲电试剂发生亲电加成反应;而C=O中,电

5、子云分布不均匀。偏向O原子的一边,使得C原子带部分正电荷,易发生亲核加成(与C加成);(2)无论是C=C还是C=O,α-H原子均受双键的影响而变得活泼,因此易发生α-H反应;(3)都含有π键,易发生氧化反应,羰基C=O还可发生羟醛缩合反应。亲核试剂:Nu:A如氢氰酸、醇、水及氨的衍生物等。2、羰基的亲核加成反应影响亲核加成的因素:一般来说,醛比酮活泼些。这是因为一方面酮的羰基碳连有两个烷基,而烷基具有给电子的诱导效应,这样使羰基碳所带正电荷比只连有一个烷基的醛少;另一方面,两个烷基的空间位阻也比一个烷基大。例如:脂肪族醛酮

6、的活性顺序为:对于芳香醛、酮而言,苯环上有吸电子基团使羰基碳的正电性增强,有利于亲核加成;反之,活性降低:小结a、烷基的供电性,降低羰基碳的正电性;b、羰基碳的正电性愈强,愈有利于亲核加成;c、醛比酮容易进行亲核加成,脂肪族比芳香族容易;d、羰基碳所连的R(Ar)愈大,反应愈难进行。总的趋势是例外(1)与HCN加成HCN是一种弱酸,在溶液中可以发生电离生成H+和CN-。醛和大多数甲基酮能与氢氰酸作用,生成α-羟基腈,又称α-氰醇。1、在碱催化下,有利于反应的进行;2、反应首先是由氰根负离子进攻羰基碳原子而发生的。碱催化下的

7、亲核反应机理为:由于HCN是一个极弱的酸,不容易离解为H+和CN-,因此,未经离解的HCN与羰基的反应很慢。如果在溶液中加入碱,则可以大大加快反应速度,若加入酸,则可抑制反应的进行。实验证明:中性溶液中碱性溶液中酸性溶液中事实表明,在氢氰酸与羰基化合物的加成反应中,起决定性作用的是CN-,碱的存在能增加CN-的浓度,酸的存在减低了CN-的浓度。反应的用途:可用来增长碳链,在有机合成上应用广泛。反应可一步完成氢氰酸有剧毒,易于挥发,一般采用NaCN+HCl代替HCN,使得氢氰酸一生成立即与醛或酮反应,但在加酸时应控制溶液PH

8、值为8,以利于反应的进行。下列哪些化合物难与HCN发生反应?答案:(1),(3),(5),(6)(2)与NaHSO3加成α-羟基磺酸钠不溶于饱和NaHSO3溶液而析出沉淀,羰基上不含甲基的酮难发生此反应,因此,该反应可用来鉴别醛和甲基酮。a、反应机理羰基的碳原子是和硫原子结合的,HSO3-的亲核性与CN

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