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时间:2020-09-26
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1、第五章醛和酮§5.1醛、酮的结构、分类和命名§5.2醛、酮的物理性质§5.3醛、酮的化学性质§5.4重要的醛酮习题§5.1醛、酮的结构、分类和命名在醛和酮分子中,都含有一个共同的官能团—羰基,故统称为羰基化合物。一、结构醛分子中,羰基至少要与一个氢原子直接相连,故醛基一定位于链端。酮分子中的羰基与两个烃基直接相连,故羰基必然位于碳链中间。二、分类同分异构现象醛酮的异构现象有碳连异构和羰基的位置异构。三、命名选择含有羰基的最长碳链为主链,从靠近羰基的一端开始编号。例如:碳原子的位置也可用希腊字母表示。例如:§5.2醛、酮的物理性质(略)由于羰基为一极性基团,故醛、酮的
2、b.p比相对分子质量相近的烃和醚高。但因其分子间不能形成氢键,其b.p又比相同碳原子数的醇要低。醛、酮的羰基能与水中的氢原子形成氢键,故低级醛、酮可溶于水;但芳香族醛、酮则微溶或不溶于水。IR谱:C=O的伸缩振动吸收峰出现在1850~1700cm-1处,若羰基与双键处于共轭体系,其吸收峰将向低波数区移动。醛基的C—H在~2720cm-1处有中等强度尖锐的吸收峰,可用于—CHO存在与否的鉴别。§5.3醛、酮的化学性质5.3.1亲核加成反应5.3.2-氢的反应5.3.3氧化反应5.3.4还原反应5.3.5歧化反应5.3.1亲核加成反应1、酮与氢氰酸的加成反应适用范围:
3、醛、脂肪族甲基酮以及8碳以下的环酮;芳香族酮难反应-羟基腈氢氰酸剧毒,反应必须在通风厨中进行-羟基氰衍生物制备有机玻璃的单体1、亲核加成产物的结构(-羟基腈)2、反应的适用范围(醛、甲基酮、8碳以下的环酮)3、增加碳链的一种方法2、与格氏试剂的加成反应(1)格氏试剂与醛反应,可制伯、仲醇,例如:(2)格氏试剂与酮反应,可制叔醇,例如:3、与亚硫酸氢钠(40%)的加成反应反应用来分离,提纯和鉴别醛酮阿斯巴甜(APM)与亚硫酸氢钠加成反应应用纽甜(NTM)4、与醇的加成反应缩醛对碱、氧化剂、还原剂都比较稳定,在酸性溶液中易水解醛较易形成缩醛,酮在一般条件下形成缩酮
4、较困难,用1,2二醇或1,3-二醇则易生成缩酮。反应的应用:有机合成中用来保护羰基。5、与氨的衍生物加成缩合反应-H2Oa.反应现象明显(产物为固体,具有固定的晶形和熔点),常用来分离、提纯和鉴别醛酮。b.2,4-二硝基苯肼与醛酮反应,生成2,4-二硝基苯腙黄色晶体,现象非常明显,故常用来鉴别醛酮。亲核加成反应规律5.3.2-氢的反应醛、酮分子中由于羰基的影响,α-H变得活泼,具有酸性,所以带有-H的醛、酮具有如下的性质:1.互变异构在溶液中有α-H的醛、酮是以酮式和烯醇式互变平衡而存在的。简单脂肪醛在平衡体系中的烯醇式含量极少。酮或二酮的平衡体系中,烯醇式能被
5、其它基团稳定化,烯醇式含量会增多。烯醇式中存在着C=C双键,可用溴滴定其含量。2.α-H的卤代反应(1)卤代反应醛、酮的α-H易被卤素取代生成α-卤代醛、酮,特别是在碱溶液中,反应能很顺利的进行。若X2用Cl2则得到CHCl3(氯仿)液体若X2用Br2则得到CHBr3(溴仿)液体若X2用I2则得到CHI3(碘仿)黄色固体称其为碘仿反应。(2)卤仿反应含有α-甲基的醛酮在碱溶液中与卤素反应,则生成卤仿。若X2用Cl2则得到CHCl3(氯仿)液体若X2用Br2则得到CHBr3(溴仿)液体若X2用I2则得到CHI3(碘仿)黄色固体称其为碘仿反应。碘仿反应的范围:具有结构的
6、醛、酮和具有结构的醇。因NaOX也是一种氧化剂,能将α-甲基醇氧化为α-甲基酮。碘仿为浅黄色晶体,现象明显,故常用来鉴定上述反应范围的化合物。3.羟醛缩合反应有α-H的醛在稀碱(10%NaOH)溶液中能和另一分子醛相互作用,生成β-羟基醛,故称为羟醛缩合反应。(1)反应历程:1%(2)交叉羟醛缩合反应若用两种不同的有α-H的醛进行羟醛缩合,则可能发生交错缩合,最少生成四种产物。若选用一种无α-H的醛和一种α-H的醛进行交错羟醛缩合,则有合成价值。(3)酮的α-H的缩合困难,一般较难进行。酮与醛的交错缩合可用与合成。二酮化合物可进行分子内羟酮缩合,是目前合成环状化合物
7、的一种方法。5.3.3氧化反应醛易被氧化,弱的氧化剂即可将醛氧化为羧酸。土伦试剂是弱氧化剂,只氧化醛,不氧化酮和C=C。故可用来区别醛和酮。弱氧化:Tollens(吐伦)试剂:AgNO3氨溶液。Fehling(斐林)试剂:CuSO4、Na2CO3、酒石酸钠溶液。Bnidict(本尼地)溶液:CuSO4、Na2CO3、柠檬酸钠溶液。其中起作用的为Ag+、Cu2+酮被过氧酸氧化则生成酯:用过氧酸是酮氧化,不影响其碳干,有合成价值。这个反应称为拜尔-维利格(Baeyer-Villiger)反应。酮难被氧化,使用强氧化剂(如重铬酸钾和浓硫酸)氧化酮,则发生碳链的断裂而生
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