第七章 醛 酮 醌
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第七章 醛 酮 醌. 第一节 醛和酮 ☆. 一、醛和酮的结构、分类及命名 ☆. 二、醛酮的制法 ☆. 三、醛酮的物理性质 ☆. 四、醛酮的化学性质 ☆. 五、不饱和的醛和酮 ☆. 第二节 醌 ☆. 醛、酮、醌分子中都含有羰基( ),总称为羰基化合物。. 目录 △. 第一节 醛和酮. 一、醛和酮的结构、分类及命名. (一)醛和酮的结构. 羰基化合物是极性化合物,其极性比醇和醚都大。数据见 P.121. 目录 △. (二)醛和酮的分类和命名. 1. 分类. 2. 命名. 目录 △. 系统命名法. - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
第一节 醛和酮第一节 醛和酮☆
一、醛和酮的结构、分类及命名一、醛和酮的结构、分类及命名☆☆
三、醛酮的物理性质三、醛酮的物理性质☆☆
二、醛酮的制法二、醛酮的制法☆☆
四、醛酮的化学性质四、醛酮的化学性质☆☆
五、不饱和的醛和酮五、不饱和的醛和酮☆☆
第二节 醌第二节 醌☆☆
第一节 醛和酮第一节 醛和酮
醛、酮、醌分子中都含有羰基( ),总称为羰基化合物。醛、酮、醌分子中都含有羰基( ),总称为羰基化合物。 C O
R C H Ar C H H C H
O O O
È©£º
R C R Ar C R Ar C Ar
O O O
ͪ £º //
0
0
O
O
¶Ô±½õ«
0
0
O
O
ÝÁõ«1,4-
目录目录△
第一节 醛和酮第一节 醛和酮
第一节 醛和酮第一节 醛和酮第一节 醛和酮第一节 醛和酮
一、醛和酮的结构、分类及命名一、醛和酮的结构、分类及命名
(一)醛和酮的结构(一)醛和酮的结构
羰基化合物是极性化合物,其极性比醇和醚都大。数据见羰基化合物是极性化合物,其极性比醇和醚都大。数据见 P.121P.121
H
H
C O
sp2ÔÓ»¯
H
H
C O¦Ä+ ¦Ä-
目录目录△
第一节 醛和酮第一节 醛和酮
(二)醛和酮的分类和命名(二)醛和酮的分类和命名
1.1. 分类分类
Ö¬·¾È©Íª £º
·¼Ïãȩͪ £º
CH3CH2CH2CHO CH3CH=CHCHO
CHO C CH3
O
0 O
2.2. 命名命名
HCHO CH3CHO CH3CH2CHO CH3CH2COCH3 CH3COCH3
¼×È© ÒÒÈ© ±ûÈ© ¼×ÒÒͪ ¶þ¼×ͪ
目录目录△
第一节 醛和酮第一节 醛和酮
系统命名法系统命名法
选择含有羰基的最长碳链作为主链,从靠近羰基的一端开始编号选择含有羰基的最长碳链作为主链,从靠近羰基的一端开始编号 ((
用阿拉伯数字或希腊字母用阿拉伯数字或希腊字母编号编号 )) 。。
CH3CH2CH2CHO
CH3CH2CH2COCH3
含有双键、三键,叫烯醛、烯酮、炔醛、炔酮。含有双键、三键,叫烯醛、烯酮、炔醛、炔酮。
CH3CH=CHCHO 2- 丁烯醛
2- 戊酮
丁醛
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第一节 醛和酮第一节 醛和酮
芳香族醛酮,苯基作取代基:芳香族醛酮,苯基作取代基:
CH2CHO
苯乙醛苯乙醛
COCH3
苯乙酮 (1- 苯基 -1- 乙酮 )
CH=CHCHO
ββ-- 苯基丙烯醛苯基丙烯醛
目录目录△
第一节 醛和酮第一节 醛和酮
脂环醛酮:脂环醛酮:
CHO3,3-3,3- 二甲基环己基甲醛二甲基环己基甲醛
O
3-3- 甲基环十五酮甲基环十五酮( ( 麝香酮麝香酮 ))
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第一节 醛和酮第一节 醛和酮
酮的习惯命名法酮的习惯命名法
根据羰基所连接的两个烃基而命名,把较简单的烃基名放根据羰基所连接的两个烃基而命名,把较简单的烃基名放在前面,较复杂的烃基名放在后面,最后加上一在前面,较复杂的烃基名放在后面,最后加上一““酮酮””字。字。
CH3CCH2CH3
O甲基乙基酮(丁酮)甲基乙基酮(丁酮)
COCH3 甲基苯基酮(苯乙酮)甲基苯基酮(苯乙酮)
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第一节 醛和酮第一节 醛和酮
希腊字母标位次命名法希腊字母标位次命名法
CH3CH2CHCHO
CH3
CH CHCHOCH3
CH3CHCH2CHO
CH3
CH2CH2CH2CHO
Cl
BrCH2CH2CH2CH2CHO
¦Á- ¼×»ù¶¡È© ¦Â-¼×»ù¶¡È© ¦Ã- Âȶ¡È©
¦Ä- äåÎì È© ¦Ø- äåÎì È©£¨ £©¦Á- ¶¡Ï©È©
希腊字母标位次突出了取代基与官能团的距离希腊字母标位次突出了取代基与官能团的距离 ..
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第一节 醛和酮第一节 醛和酮
三、醛酮的物理性质三、醛酮的物理性质
由于羰基的偶极矩,增加了分子间的吸引 力,因由于羰基的偶极矩,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 醛酮相对密度小于酮能与水混溶。脂肪族 醛酮相对密度小于 11 ,芳香族,芳香族
醛酮相对密度大 于醛酮相对密度大 于 11 。。
二、醛酮的制法二、醛酮的制法
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第一节 醛和酮第一节 醛和酮
四、醛酮的化学性质四、醛酮的化学性质
一、羰基的亲核加成反应 二、还原反应 三、氧化反应 四、歧化反应 五、 -H 的酸性
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第一节 醛和酮第一节 醛和酮
C C H
H
O
- 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
羰基亲核加成及氢化还原
( 1 )碳碳双键的亲电加成 ( 2 )碳氧双键的亲核加成 ( 3 ) ,- 不饱和醛酮的共轭加成
( 4 )还原
( 1 )碳碳双键的亲电加成 ( 2 )碳氧双键的亲核加成 ( 3 ) ,- 不饱和醛酮的共轭加成
( 4 )还原
C=C–C=O
醛酮的结构与反应性醛酮的结构与反应性
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第一节 醛和酮第一节 醛和酮
四、醛酮的化学性质四、醛酮的化学性质(一)亲核加成反应(一)亲核加成反应
1. 1. 与氢氰酸的加成反应与氢氰酸的加成反应
2. 2. 与亚硫酸氢钠的加成反应与亚硫酸氢钠的加成反应
3.3. 与醇的加成反应与醇的加成反应
4. 4. 与格氏试剂的加成反应与格氏试剂的加成反应
5. 5. 与氨及其衍生物的加成反应与氨及其衍生物的加成反应
目录目录△
第一节 醛和酮第一节 醛和酮
α-α- 羟基腈羟基腈
CH3CCH3
ONaCN , H2SO4
CH3CCH3
OH
CN
CN
OHC H CNC=O +
α-α- 羟基腈是很有用的中间体,由它可转变成多种化合物。羟基腈是很有用的中间体,由它可转变成多种化合物。
1. 1. 与氢氰酸的加成反应与氢氰酸的加成反应
目录目录△
第一节 醛和酮第一节 醛和酮
碱对反应有催化作用碱对反应有催化作用
反应机理:
HCN OH CN + H2O+
C=OCN
CN
OC
H2O
CN
OHC
慢 快
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第一节 醛和酮第一节 醛和酮
空间效应对空间效应对 HCNHCN 加成反应的影响:加成反应的影响:
电子效应对电子效应对 HCNHCN 加成反应的影响:加成反应的影响:
CHO CHO CHOO2N CH3O
K 1420 210 32
38K 104
CH3CHO CH3COCH2CH3 ( CH3 )3COC( CH3 )3
1
适用范围: 醛、脂肪族甲基酮适用范围: 醛、脂肪族甲基酮
目录目录△
第一节 醛和酮第一节 醛和酮
进攻试剂是亚硫酸根负离子:进攻试剂是亚硫酸根负离子: SO32
适用范围:醛、脂肪族甲基酮、 8 碳以下的环酮
α-α- 羟基磺酸钠羟基磺酸钠
C=O + NaHSO3 COH
SO3Na
2. 2. 与亚硫酸氢钠的加成反应与亚硫酸氢钠的加成反应
为首的原子是为首的原子是 S !S !
目录目录△
第一节 醛和酮第一节 醛和酮
一些醛酮与亚硫酸氢钠反应的活性次序:一些醛酮与亚硫酸氢钠反应的活性次序:
CH3C=O
H CH3
C=OCH3 CH3
C=OCH3CH2
产率( 1h,% )
CH3CH2CH2
C=OCH3
(CH3)2CHC=O
CH3CH3
C=O(CH3)3C
12
89 36 56
23 6
目录目录△
第一节 醛和酮第一节 醛和酮
加成产物在酸、碱作用下,可分解为原来的醛和酮:加成产物在酸、碱作用下,可分解为原来的醛和酮:
SO3Na
OHC
R
H
RC=O
H+ NaCl + SO2 + H2O
+ Na2SO3 + NaHCO3
HC=O
R
H
RC
OH
SO3Na
HCl
Na2CO3
可用于提纯醛和酮可用于提纯醛和酮
目录目录△
第一节 醛和酮第一节 醛和酮
OHCC=O
ROH, H+ OR +ROH, H ORC
OR+ H2O
半缩醛半缩醛 (( 酮)酮)反应机理:反应机理:
C=O C=OH+
H+ ROH OR
COH
H
++H OR
COH
OHC
OR +H ORC
OHH
+
H2OOR
C+ROH
ORC
OR
H
+
H+
ORC
OR
缩醛缩醛 (( 酮)酮)
3. 3. 与醇的加成反应与醇的加成反应
目录目录△
第一节 醛和酮第一节 醛和酮
CH3CH2CHOCH3OH, H+
CH3CH2CHOCH3
OCH3
CH3CCH3
HOCH2CH2OH, H+
CH3 C CH3
O OO
缩醛在稀酸中水解为原来的醛和酮。缩醛在稀酸中水解为原来的醛和酮。
例:例:
有机合成中用于保护羰基有机合成中用于保护羰基
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第一节 醛和酮第一节 醛和酮
保护羰基举例:保护羰基举例:
例例 11 ::
CH3
C=CH ( CH2 )2CHCH2CHOCH3
CH3 CH3OH, H+
CH3
C=CH ( CH2 )2CHCH2CH( OCH3 )2CH3
CH3
KMnO4HOOC ( CH2 )2CHCH2CH(OCH3)2
CH3
HCl, H2O HOOC ( CH2 )2CHCH2CHO
CH3
HOOC ( CH2 )2CHCH2CHO
CH3CH3
C=CH ( CH2 )2CHCH2CHOCH3
CH3从 制备制备
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第一节 醛和酮第一节 醛和酮
用于结构复杂 用于结构复杂 的醇的制备:的醇的制备:
C=OH
H
HC=O
R
RC=O
R
1. RMgX
2. H2ORCH2OH
RCHR2. H2O
1. RMgX
OH
1. RMgX
2. H2OR3COH
O R MgX COMgX
RCOH
R+
伯醇伯醇
仲醇仲醇
叔醇叔醇
4. 4. 与格氏试剂的加成反应与格氏试剂的加成反应
H2O
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第一节 醛和酮第一节 醛和酮
例如例如:: 2-2- 丁醇的合成:丁醇的合成:
CH3CH2CHCH3
OH
(1) CH3CHO + CH3CH2MgX
(2) CH3CH2CHO + CH3MgI
3-3- 甲基甲基 -3--3- 己醇的合成:己醇的合成:
CH3
OH
CH3CH2 C CH2CH2CH3
CH3MgI + CH3CH2COCH2CH2CH3
CH3CH2MgBr + CH3COCH2CH2CH3
CH3CH2CH2MgBr + CH3COCH2CH3
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第一节 醛和酮第一节 醛和酮
CH3COCH2CH2Br OH OH
H + CH3CCH2CH2Br
O OMg, Et2O
O O
CH3CCH2CH2MgBr 1. CH3CHO
2. H2O, H+OH
CH3COCH2CH2CHCH3
思考题:
HOCH2CH2CH2CH2CHOClCH2CH2CHO 从 制备
例 2 : 制备从 CH3COCH2CH2Br CH3COCH2CH2CHCH3
OH
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第一节 醛和酮第一节 醛和酮
5.5. 与氨及其衍生物的加成反应与氨及其衍生物的加成反应
CH3CH=O + NH3 CH3CH-NH
HO H-H2O
CH3CH=O + RNH2
CH3CH=O + R2NH
CH3CH=NH
CH3CH-NR
CH2CH-NR2
HO
OH
H -H2OCH3CH=NR
H-H2O CH2=CH-NR2
亲核加成
亲核加成
亲核加成
亚胺亚胺
亚胺亚胺 西佛碱西佛碱
烯胺烯胺
醛酮与氨及氨的衍生物加成产物不稳定醛酮与氨及氨的衍生物加成产物不稳定 ,, 立即脱水立即脱水
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第一节 醛和酮第一节 醛和酮
+ H2NOHC=OH2O C=N OH
羟胺 肟
C=N NH2
H2OC=O + H2NNH2
肼 腙
+ H2NNHC=OH2O C=NNH
NO2
NO2NO2
NO2
2,4- 二硝基苯肼 2,4- 二硝基苯腙
目录目录△
第一节 醛和酮第一节 醛和酮
+ H2NNHCNH2C=OH2O C=NNHCNH2
O O
氨基脲 缩氨脲
C=N RH2O
C=O + H2NR
伯胺 西佛碱(取代基为芳基)
加成-消去反应通式:加成-消去反应通式:
+ H NH GC=O C N G
OH HH2O C=N G
用途:鉴别醛和酮
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第一节 醛和酮第一节 醛和酮
应用: 应用:
a a 提纯、鉴别醛酮提纯、鉴别醛酮a a 提纯、鉴别醛酮提纯、鉴别醛酮
b 保护羰基b 保护羰基
c c 合成合成c c 合成合成
C=N-ZC=O C=O+ H2N-Z重结晶 稀酸
C=OBA + H2NR C=NR
A
B稀酸参与反应
C=OB'
A'
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第一节 醛和酮第一节 醛和酮
(二)(二) -- 活泼氢的反应活泼氢的反应
1.1.互变异构 互变异构 2.2. 卤代反应 卤代反应 3.3. 羟醛缩合反应 羟醛缩合反应 4.4. 醛酮的其他缩合反应醛酮的其他缩合反应
醛酮分子中的醛酮分子中的 -H-H具有酸性,原因有二:羰基的极化具有酸性,原因有二:羰基的极化和烯醇负离子的稳定化作用。导致醛酮具有如下的性质:和烯醇负离子的稳定化作用。导致醛酮具有如下的性质:
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第一节 醛和酮第一节 醛和酮
1.1.互变异构互变异构 实验证明:酮式、烯醇式之间存在互变异构,体实验证明:酮式、烯醇式之间存在互变异构,体
系中酮式、烯醇式都是同时存在的。系中酮式、烯醇式都是同时存在的。
CH3 C CH2 H
O
CH3 C CH2
O H酸或碱
在一般情况下,烯醇式在平衡体系中的含量是比较在一般情况下,烯醇式在平衡体系中的含量是比较少的,但随着少的,但随着 -H-H 活性的增强,烯醇式也可能成为平活性的增强,烯醇式也可能成为平衡体系中的主要存在形式。衡体系中的主要存在形式。
在一般情况下,烯醇式在平衡体系中的含量是比较在一般情况下,烯醇式在平衡体系中的含量是比较少的,但随着少的,但随着 -H-H 活性的增强,烯醇式也可能成为平活性的增强,烯醇式也可能成为平衡体系中的主要存在形式。衡体系中的主要存在形式。
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第一节 醛和酮第一节 醛和酮
CH3CCH3
O
C2H5OCCH2COC2H5
OOO
CH3CCH2COC2H5
OO
CH3CCH2CCH3
OO
CH3CCH2CCF3
OO
1.5 1.5 10 10-4-4 7.7 7.7 10 10-3-3 2.0 2.0 10 10-2-2
7.3 76.5 7.3 76.5 最多最多
一些羰基化合物中烯醇式含量:一些羰基化合物中烯醇式含量:
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第一节 醛和酮第一节 醛和酮
22 、卤代和卤仿反应、卤代和卤仿反应
在酸或碱的催化作用下,醛酮的在酸或碱的催化作用下,醛酮的 -H-H 被被卤素取代的反应。卤素取代的反应。 在酸或碱的催化作用下,醛酮的在酸或碱的催化作用下,醛酮的 -H-H 被被卤素取代的反应。卤素取代的反应。
CH3CHO ClCH2CHOCl2
氯乙醛氯乙醛
CH3COCH3 BrCH2COCH3
Br2
溴代丙酮溴代丙酮
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第一节 醛和酮第一节 醛和酮
反应机理: 碱催化反应机理: 碱催化
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第一节 醛和酮第一节 醛和酮
酸催化酸催化 ::
H + CH2=C CH3H
HO
CH2 C CH3
OH
HO
CH3CCH3+ HCH3CCH3
O快
慢
O
CH2 C CH3Br
H
Br CH2 C CH3
OH
Br +
HO
CH2=C CH3Br Br +
快
快
目录目录△
第一节 醛和酮第一节 醛和酮
甲基酮类化合物或能被次卤酸钠氧化成甲基酮甲基酮类化合物或能被次卤酸钠氧化成甲基酮的化合物,在碱性条件下与氯、溴、碘作用分别的化合物,在碱性条件下与氯、溴、碘作用分别生成氯仿、溴仿、碘仿(统称卤仿)的反应。生成氯仿、溴仿、碘仿(统称卤仿)的反应。
甲基酮类化合物或能被次卤酸钠氧化成甲基酮甲基酮类化合物或能被次卤酸钠氧化成甲基酮的化合物,在碱性条件下与氯、溴、碘作用分别的化合物,在碱性条件下与氯、溴、碘作用分别生成氯仿、溴仿、碘仿(统称卤仿)的反应。生成氯仿、溴仿、碘仿(统称卤仿)的反应。
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第一节 醛和酮第一节 醛和酮
卤仿卤仿反应机理:反应机理:
目录目录△
第一节 醛和酮第一节 醛和酮
碘仿反应用于鉴别乙醛和甲基酮。碘仿反应用于鉴别乙醛和甲基酮。
可以发生碘仿反应的化合物有:可以发生碘仿反应的化合物有:
CH3CHO , CH3CO , CH3CH2OH, CH3CH
OH卤仿反应用于合成:卤仿反应用于合成:
COOHCCH3
O
1 X2, -OH
2 H+
(CH3)2C=CHCCH3
OKOCl
H2O
H+
(CH3)2C=CHCOOH + CHCl3
CH3COCl
AlCl3, 200oC
目录目录△
第一节 醛和酮第一节 醛和酮
反应机理:
3. 3. 醇醛缩合反应醇醛缩合反应CH3CHO + H¡ª CHCHO CH3CHCH2CHO
OH
OH-Ï¡ CH3CH CHCHO-H2O
目录目录△
第一节 醛和酮第一节 醛和酮
例 1: 2 CH3CH2CHO CH3CH2CH CHCHO
OH
CH3
OH
例 2:
例 3: OHCH3CHO + CH3CH2CHO 四种产物四种产物
OH+ CH3CHO
O
HC H HOCH2CH2CHO
目录目录△
第一节 醛和酮第一节 醛和酮
β-β- 羟基醛加热时,容易失水生成羟基醛加热时,容易失水生成 α,β-α,β- 不饱和醛:不饱和醛:
例4:
HO CH2CH2CH=O CH2=CHCH=O
例5:CH=CHCHOOH
+ CH3CHOCHO
肉桂醛肉桂醛
目录目录△
第一节 醛和酮第一节 醛和酮
酮的羟醛缩合比较困难(速度较慢):酮的羟醛缩合比较困难(速度较慢):
CH3
CH3
C=O + H CH2CCH3
OOH
( CH3 )2CCH2CCH3
OH O
O
( CH3 )2C=CHCCH3
目录目录△
第一节 醛和酮第一节 醛和酮
醛和酮的“交错”羟醛缩合容易进行,在合成醛和酮的“交错”羟醛缩合容易进行,在合成上有重要的意义。如:上有重要的意义。如:
通过羟醛缩合反应能增长碳链,产生支链,产物有两个通过羟醛缩合反应能增长碳链,产生支链,产物有两个官能团,可以进行一系列后续反应,生成各种化合物。所官能团,可以进行一系列后续反应,生成各种化合物。所以,在有机合成上是一个重要的反应。以,在有机合成上是一个重要的反应。
目录△目录△
第一节 醛和酮第一节 醛和酮
4. 4. 曼尼奇 曼尼奇 (Mannich)(Mannich) 反应反应 --------胺甲基化反应胺甲基化反应
C CH3
O
+ HCHO + (CH3)2CHCHOH+
C CH2CH2N(CH3)2.HCl + H2O
O
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第一节 醛和酮第一节 醛和酮
5. 5. 柏琴柏琴 (Perkin)(Perkin) 反应反应
芳醛和酸酐的缩合反应叫柏琴芳醛和酸酐的缩合反应叫柏琴 (Perkin)(Perkin) 反应。反应。
脱水 + 水解
目录△目录△
第一节 醛和酮第一节 醛和酮
6. 6. 克莱森克莱森 (Claisen)(Claisen) 反应反应
C H
O
+ CH3COOC2H5NaOC2H5
5 ¡æ¡«0CH CHCOOC2H5
醇醛缩合反应概括起来看,就是醛的羰基氧原子与另一反应
物的 2 个 α-H脱水的反应。
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第一节 醛和酮第一节 醛和酮
(三)氧化与还原反应(三)氧化与还原反应
醛的氧化:醛的氧化:
托伦托伦 ((Tollen)Tollen) 试剂:银氨溶液试剂:银氨溶液
银镜反应:区别醛和酮银镜反应:区别醛和酮
1. 1. 氧化反应氧化反应
RCHO + 2Cu2+ + NaOH + H2O RCOONa + Cu2O¡ý + 4H+
斐林斐林 ((Fehling)Fehling) 试剂: 试剂: CuSOCuSO44++ 酒石酸钾钠酒石酸钾钠 +NaOH+NaOH HCHO + Cu2+ + NaOH + H2O HCOONa + Cu¡ý + 4H+
斐林试剂可以用来区分脂肪醛和芳香醛
目录△目录△
第一节 醛和酮第一节 醛和酮
酮的氧化:酮的氧化: 例,环己酮的氧化:例,环己酮的氧化:
O
HOOC ( CH2 )4 COOHHNO3
酮的羰基碳原子上没有氢原子,较难被氧化。酮的羰基碳原子上没有氢原子,较难被氧化。
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第一节 醛和酮第一节 醛和酮
⑴⑴催化氢化 催化氢化
⑵⑵用金属氢化物还原 用金属氢化物还原
⑶⑶麦尔外因麦尔外因 --庞道夫庞道夫 --维尔莱还原法 维尔莱还原法
⑷⑷直接还原成烃 直接还原成烃
① ①吉日聂耳吉日聂耳 --沃尔夫沃尔夫 --黄鸣龙法 黄鸣龙法
② ②克莱门森法克莱门森法
⑴⑴催化氢化 催化氢化
⑵⑵用金属氢化物还原 用金属氢化物还原
⑶⑶麦尔外因麦尔外因 --庞道夫庞道夫 --维尔莱还原法 维尔莱还原法
⑷⑷直接还原成烃 直接还原成烃
① ①吉日聂耳吉日聂耳 --沃尔夫沃尔夫 --黄鸣龙法 黄鸣龙法
② ②克莱门森法克莱门森法
2.2. 还原反应还原反应
目录△目录△
第一节 醛和酮第一节 醛和酮
Pt ( or Pd, Ni )
0.3 MPa , 25oCRCR + H2 RCHR
OHO
RCHO + H2 RCH2OHPt ( or Pd, Ni )
0.3 MPa , 25oC
① ① 有些反应需要在加温、加压或有特殊催化剂才能有些反应需要在加温、加压或有特殊催化剂才能进行。 进行。
② ② 若只要羰基还原而保留碳碳双键,则应选用金属若只要羰基还原而保留碳碳双键,则应选用金属氢化物还原。氢化物还原。
⑴ ⑴ 催化氢化催化氢化
醛醛 伯醇伯醇
酮酮 仲醇仲醇
目录△目录△
第一节 醛和酮第一节 醛和酮
CH3CH=CHCHO CH3CH=CHCH2OH1. LiAIH4
2. H2O
( CH3 )3CCH2CCH3
O1. NaBH4
2. H2O( CH3 )3CCH2CCH3
OH保留了碳碳双键
反应活性:反应活性: NaBHNaBH44 是一种中等强度的还原剂,只对醛、是一种中等强度的还原剂,只对醛、酮和酰氯的羰基还原,可在水中或醇中使用;酮和酰氯的羰基还原,可在水中或醇中使用; LiAlH4LiAlH4的还的还原能力很强,可对醛酮、羧酸、酯等还原,遇水剧烈分解,原能力很强,可对醛酮、羧酸、酯等还原,遇水剧烈分解,通常只能在无水醚或通常只能在无水醚或 THFTHF中使用。中使用。
反应活性:反应活性: NaBHNaBH44 是一种中等强度的还原剂,只对醛、是一种中等强度的还原剂,只对醛、酮和酰氯的羰基还原,可在水中或醇中使用;酮和酰氯的羰基还原,可在水中或醇中使用; LiAlH4LiAlH4的还的还原能力很强,可对醛酮、羧酸、酯等还原,遇水剧烈分解,原能力很强,可对醛酮、羧酸、酯等还原,遇水剧烈分解,通常只能在无水醚或通常只能在无水醚或 THFTHF中使用。中使用。
⑵⑵用金属氢化物还原用金属氢化物还原
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第一节 醛和酮第一节 醛和酮
⑶⑶麦尔外因麦尔外因 -- 彭杜尔夫彭杜尔夫 Meerwein-PonndorfMeerwein-Ponndorf还原法还原法 ——奥芬脑尔氧化的逆反应——奥芬脑尔氧化的逆反应
上述反应为可逆反应,改变条件可使平衡移动。它的专上述反应为可逆反应,改变条件可使平衡移动。它的专一性很高,一般只使羰基与醇羟基互变而不影响其他基团,一性很高,一般只使羰基与醇羟基互变而不影响其他基团,在合成上很有用。在合成上很有用。例见例见 P.134P.134
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第一节 醛和酮第一节 醛和酮
①①乌尔夫乌尔夫 -- 凯惜纳凯惜纳 -- 黄鸣龙法黄鸣龙法(适用于对碱稳定的化合物)
⑷⑷羰基还原成亚甲基羰基还原成亚甲基 --------直接还原成烃直接还原成烃
醛、酮和肼反应生成的腙在氢氧化钾或乙醇钠作用下分解放醛、酮和肼反应生成的腙在氢氧化钾或乙醇钠作用下分解放出氮气而生成烃:出氮气而生成烃:
CH2CH2CH3CCH2CH3
ONH2-NH2, NaOH (HOCH2CH2)2O bp 245oC
82%
C=ONH2NH2
C=N NH2
KOHCH2 + N2
肼 腙 加热,加压加热,加压
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第一节 醛和酮第一节 醛和酮
②克莱门森法(适用于对酸稳定的化合物)
CCH3
OCH2CH3
Zn-Hg, HCl
Zn-Hg, HCl
回流
回流CH
OCH3O
HO CH3
CH3O
HO
80%
65%
酸性条件下将酸性条件下将 C=OC=O 还原成还原成 CHCH22 ,对酸敏感的醛酮需用(,对酸敏感的醛酮需用( 11 )法还原。)法还原。
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第一节 醛和酮第一节 醛和酮
康尼查罗康尼查罗 ((CannizzaroCannizzaro)) 反应反应
2 HCHO + NaOH HCOONa + CH3OH
CHO2NaOH
COONa + CH2OH
没有没有 -- 活泼氢的醛在强碱作用下,发生分子间的氧活泼氢的醛在强碱作用下,发生分子间的氧化还原而生成相应醇和相应的酸。化还原而生成相应醇和相应的酸。 没有没有 -- 活泼氢的醛在强碱作用下,发生分子间的氧活泼氢的醛在强碱作用下,发生分子间的氧化还原而生成相应醇和相应的酸。化还原而生成相应醇和相应的酸。
3.3.康尼查罗(康尼查罗( CannizzaroCannizzaro )反应)反应
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第一节 醛和酮第一节 醛和酮
交叉的交叉的 CannizzaroCannizzaro 反应:反应:
甲醛总是做还原剂甲醛总是做还原剂甲醛总是做还原剂甲醛总是做还原剂
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第一节 醛和酮第一节 醛和酮
例例 33 :季戊四醇的合成:季戊四醇的合成
3 HCHO + CH3CHO OH
HOCH2
CH2OH
CH2OH
CHOC
HCHO
OHC CH2OH + HCOO
CH2OH
CH2OH
HOCH2
康尼查罗反应康尼查罗反应
醇醛缩合醇醛缩合
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第一节 醛和酮第一节 醛和酮
(四)与希夫试剂的显色反应(四)与希夫试剂的显色反应
(( 11 )希夫试剂)希夫试剂 (Schiff(Schiff试剂试剂 )) :品红溶液中通入二氧化硫:品红溶液中通入二氧化硫气体反应得到的无色溶液叫希夫试剂,也叫品红醛试剂。 气体反应得到的无色溶液叫希夫试剂,也叫品红醛试剂。
(( 22 )希夫试剂与醛类反应显紫红色,而酮类不反应。因此,)希夫试剂与醛类反应显紫红色,而酮类不反应。因此,可用品红醛试剂检验醛及区别醛、酮。 可用品红醛试剂检验醛及区别醛、酮。
(( 33 )甲醛与希夫试剂反应所显的颜色遇硫酸后不消失,而)甲醛与希夫试剂反应所显的颜色遇硫酸后不消失,而其他醛所显的颜色则褪去。因此,品红醛试剂区别甲醛和其他醛所显的颜色则褪去。因此,品红醛试剂区别甲醛和其他醛。其他醛。
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第一节 醛和酮第一节 醛和酮
五、不饱和的醛和酮五、不饱和的醛和酮
¦Á £¬ ¦Â-²» ±¥ºÍ ȩͪ £º
¦Â £¬ ¦Ã-²» ±¥ºÍ ȩͪ £º CH2 CHCH2CHO
CH2 CHCHO CH3CH CHCHO
丙烯醛 巴豆醛
3- 丁烯醛
CH2 CH CH O C
C
C
OH
H
H
H
丙烯醛分子的共轭体系
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第一节 醛和酮第一节 醛和酮
(一)(一) α,β-α,β- 不饱和醛酮的化学性质不饱和醛酮的化学性质
1. 1. 亲核加成亲核加成
CH2 CH C CH3 + HCN CH2CH C CH3
OOH-
OH
CN
CH2CH2CCH3
O
CNÏ©́ ¼Ê½ ͪ ʽ
1£¬4-¼Ó³É
2. 2. 亲电加成亲电加成
CH2 CHCHO + Br2 CH2 CHCHO
Br Br
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第一节 醛和酮第一节 醛和酮
3. 3. 插烯规律插烯规律
CH3CH CHCHO + CH2CH CHCHO
H
OH-
CH3CH CHCH CH2CH CHCHO
OH
-H2OCH3CH CHCH CH2CH CHCHO
OH
CH2CH CHCHOCH3CH CHCH
(二)乙烯酮(二)乙烯酮 (see p.137)(see p.137)
六、重要的醛和酮(六、重要的醛和酮( see p.138-140see p.138-140 ))
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第二节 醌第二节 醌
第二节 第二节 醌醌第二节 第二节 醌醌一、醌的结构和命名一、醌的结构和命名
¶Ô±½õ«
0
1
O
O
OO1
1
ÁÚ±½õ«
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第二节 醌第二节 醌
2-ÒÒ»ù -1, 4-±½õ«
0
1
C2H5
O
O
0
1
O
O
£¨ 1, 4-ÝÁõ«£©
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1
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O9,10 - Ýìõ«
O
0
0
O
Ô¶-ÝÁõ«
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目录△目录△
第二节 醌第二节 醌
二、醌的物理性质二、醌的物理性质
三、醌的化学性质三、醌的化学性质
四、重要的醌四、重要的醌
目录△目录△