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有机化学 第十章

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有机化学第二版第十章醛和酮

有机化学第二版第十章醛和酮

第十章 醛酮含有羰基的化合物：O H O CH3CCH3 O C CH3醛和酮：CH 3C羧酸 羧酸：CH3CO OHCOOH COOH COOHOH CH3CHCOOHO羧酸衍生物：CH3COCl (CH3CO) ( )2OCOOC 2H 5NHOβ-二羰基化合物：CH3CCH2COOC 2H5CH2COOC2H5 COOC2H5210 醛和酮教学大纲（醛和酮）醛和酮的结构与物理性质 醛和酮的结构与物理性质； 醛和酮的化学性质:1.与氢氰酸加成； 2.与亚硫酸氢钠加成； 3.与醇亲核加成； 4.与氨的衍生物反应； 5.与Grignard试剂加成； 试剂加成 6.醇醛缩合反应； 7 卤化和卤仿反应； 7. 卤化和卤仿反应 还 原 反 应 —— 催 化 加 氢 、 金 属 氢 化 物 还 原 、 Clemmenson 还 原 、 WolffKishner黄鸣龙还原、Cannizzaro反应；氧化反应）。

羰基 carbonylOR C H R O C R'醛（aldehyde）O R C O R C R' Ar H Ar O C O C R H酮（Ketone K t ）Oβ αC H(R)CC脂肪族醛、酮芳香族醛、酮α,β-不饱和醛、酮4命名：O CH3CCH2CH2CHOO O CH3CCHCCH3 CH2CH=CH24-氧代戊醛3-烯丙基-2,4-戊二酮OO CHO环己酮CHO2'-氧代环己基甲醛CHO OH O CHO苯甲醛2－羟基苯甲醛 (水杨醛)呋喃甲醛 （糠醛）5z醛和酮的结构2spCσOδ C+δO键角接近 120 °1 C=O双键是由一个σ键和一个π键组成的。

2 羰基碳原子为 sp2杂化轨道与氧原子的 p 轨道和其它两个原子 形成三个 形成 个σ键 键，一个 个 p轨 轨道与氧原子的 与氧 子 p轨 轨道侧面交盖成 侧面交 成π键 键， 氧原子上另有两对孤对电子处于氧的s轨道和p轨道中。

人民卫生出版社-有机化学 第10章 氮、磷化合物

人民卫生出版社-有机化学 第10章 氮、磷化合物

NaNO2 + HCl
HO−N=O + NaCl 亚硝酸
四川大学化学学院 四川大学化学学院
41 41
伯胺 伯胺与HNO2反应生成重氮盐（重氮化反应）。
脂肪重氮盐 氨基酸和多肽的定量分析
醇、烯、卤代烃 等混合物
芳香重氮盐 （氯化重氮苯）
四川大学化学学院 四川大学化学学院
42 42
干燥的重氮盐通常极不稳定，受热或振荡易爆炸。升高 温度重氮盐会逐渐分解放出氮气，反应通常在低温下进行。
45 45
叔胺 脂肪叔胺氮上没有H，不发生亚硝化作用，与HNO2 作 用生成不稳定易水解的盐，若以强碱处理，则重新游离析出 叔胺。
（弱酸弱碱盐）
四川大学化学学院 四川大学化学学院
46 46
芳香叔胺与 HNO2 作用生成对-亚硝基胺。
对位被占的芳香叔胺与 HNO2作用发生邻位取代。
N,N-二甲基-4-亚硝基苯胺 （绿色晶体，mp 86 ℃ ）
伯胺
仲胺
四川大学化学学院 四川大学化学学院
38 38
强吸电子 基团
显一定酸性
2
2
3
（溶于水）
Hinsberg(兴斯堡)试验——鉴别伯、仲和叔胺。
四川大学化学学院 四川大学化学学院
39 39
磺胺 （对氨基苯磺酰胺）
四川大学化学学院 四川大学化学学院
40 40
与亚硝酸的反应 胺与亚硝酸（HNO2）作用，伯、仲、叔胺各不同， 脂肪胺与芳香胺有差异；可用于鉴别。 亚硝酸是不稳定的弱酸，只能在反应过程中由亚硝酸 盐与盐酸或硫酸作用产生。
？
四川大学化学学院 四川大学化学学院
34 34
酰胺N采取sp2杂化，与羰基形成p-π共轭，使C-N键具有 部分双键性质。 由于羰基的吸电子作用，大大降低了N上电子云密度， 使酰胺N的碱性极弱（比水的碱性还弱，强酸也不容易使其 质子化）。

有机化学——10羧酸衍生物和脂类

有机化学——10羧酸衍生物和脂类
R C NH2 + HONO
=
R C OH + N2 + H2O
3.霍夫曼降解反应
=
O R C NH2 + Br2
NaOH
R NH2 + NaBr + Na2CO3 + H2O
反应使碳链减少一个碳原子
=
O
O
五、碳酸衍生物
（一）脲（尿素）——碳酸的二元酰胺
1. 弱碱性 不能使石蕊试纸变色, 只能与强酸成盐
= = =
O R C NHOH +
=
R'COOH
O
R C O R'
=
+ H NH OH
O R C NHOH +
= =
R'OH
O
R C NH2 + H NH OH
O R C NHOH + NH3 异羟肟酸
3R C NHOH + FeCl3
=
异羟肟酸铁 (红～紫色)
可用做羧酸及其衍生物的定性检验
=
O
O (R C NHO)3Fe + 3HCl
（四）酯缩合反应
具有α-H的酯在碱的作用下与另一分子酯发生 反应称酯缩合反应或克莱森（Claisen）缩合反应
CH3 O O O O ① C2H5ONa C OC2H5 + H CH2 C O C2H5 CH3 C CH2 C OC2H5 + C2H5OH ②H
=
=
=
（五）还原反应
卤、酸酐和酯还原成伯醇
乙酰乙酸乙酯 β 丁酮酸乙酯
羧酸衍生物比羧酸容易还原。氢化铝锂可将酰
=
O R C O R C

有机化学课件

有机化学课件
C H(C H)2 3
O2 110~120℃,0.4MPa
(C H3)2C -O -O -H
OH
稀 2SO4 H
O + C H3C C H 3
△
仅限于制备纯苯酚。
OH C H3 C H3 C H3 pKa 10.29 +I +C 10.09 +I 10.26 +I +C OH OH
所以，这三种酚的酸性均比苯酚弱。
例三、甲氧基苯酚
OH O CH 3 O CH 3 O CH 3 pKa 9.98 邻位效应 9.65 -I 10.21 +C＞-I OH OH
酚(pKa10.0) 邻甲氧基苯酚的酸性比苯酚强， 可能是邻位效应的缘故（不要求记忆）。
苯甲酸
酸性强弱顺序：
OH
CH3COOH>H2CO3>
>H2O>CH3CH2OH 10 15.7 17
pka:
4.76
6.4
取代基对酸性影响的解释：
例一、邻、间、对-硝基苯酚
OH NO2 NO2 pKa 7.22 NO2 7.15 OH
OH
-I -C
8.39
-I
-I -C
例二、邻、间、对-甲苯酚
(3) > (2) > (1) > (4)
2）与FeCl3的显色反应
酚能与FeCl3溶液发生显色反应，大多数酚能 起此反应，故此反应可用来鉴定酚。
6ArOH + FeCl3 [ Fe(OAr)6 ] 蓝紫色
3-
+ 6H + 3Cl
+
-
棕红色
不同的酚与FeCl3作用产生的颜色不同。与FeCl3的显色反应 并不限于酚，具有烯醇式结构的脂肪族化合物也有此反应。

有机化学 第10章

有机化学 第10章

2C2H5ONa
+ H2
C2H5ONa +H2O
苯乙醇水=74.118.57.4（64.9℃)
2 2(CH3)3COH + 2K
2(CH3)3COK + H2
强碱性试剂 亲核性相对弱一些
魏能俊 主讲教师：曹瑞军
有机化学
16-10
3 2C2H5OH + Mg
(C2H5O)2Mg 乙醇镁
+ H2
魏能俊
主讲教师：曹瑞军
有机化学
16-6
3、醇的异构和命名
醇的异构主要来自碳链的异构和羟基位置的异构。 醇的系统命名如下： （1）选取含羟基的最长碳链为主链，按主链碳原子数命名为某醇。 （2）从最靠近羟基的一端开始编号，羟基在末端时“1”字可以省略。 （3）不饱和醇应选取同时含不饱和键与羟基在内的最长碳链为主链。 CH3 CH3-C-OH CH3C=CHCH2CHCH3 CH CHCHCH CH H3C 3 2 3
液相测定酸性强弱
H2O > CH3OH > RCH2OH > R2CHOH > R3COH > HCCH > NH3 > RH
总的活性（酸性）顺序为：甲醇>伯醇>仲醇>叔醇 在液相中，溶剂化作用会对醇的酸性强弱产生影响。
O H H R H C
O
H O
H H O H H
CH 3 C CH 3
CH 3 O
16-14
举例如下：
-CHO + H2 Pd/C -CH2OH
CH3CH2O-CO-(CH2)8CO-OCH2CH3
Na+C2H5OH
HO-(CH2)10-OH

《有机化学》第十章 旋光异构

《有机化学》第十章 旋光异构
1
第十章 旋光异构
【知识目标】 了解物质的旋光性及其有关概念（平面偏振光、旋光仪和比旋光度等）。 掌握有机化合物对映异构与分子结构的关系。 掌握含一个手性碳原子化合物的对映异构情况。 掌握有机化合物的R/S标记法。
【技能目标】 能够根据分子结构判断分子的手性和旋光性。
2
异构现象分类
在有机化合物中，异构现象大体上分为两大类。构造异构是指分子式相同，而分子中原子相互 连接的顺序不同所产生的异构现象，如前面章节所述的碳链异构、位置异构和官能团异构等；立体 异构是指分子式相同，分子中原子相互连接的顺序相同，但在空间的排列方式不同所产生的异构现 象，旋光异构属于立体异构的一种，它与物质的旋光性有关。
5
过 渡 页
1 物质的旋光性
2 对映异构现象 与分子结构的关系
3 含一个手性碳原子 化合物的对映异构
6 第一节 物质的旋光性
一、 平面偏振光和旋光性
（一）平面偏振光
光波是一种电磁波，它的振动方向与前进方向垂直，如下图10-1所示。
第十章
光的前进方向与振动方向垂直
普通光的振动平面
7 第一节 物质的旋光性
（一）对映体——互为物体与镜像关系的立体异构体。
含有一个手性碳原子的化 合物一定是手性分子，含有两 种不同的构型，是互为物体与 镜像关系的立体异构体，称为 对映异构体（简称为对映体）。
对映异构体都有旋光性， 其中一个是左旋的，一个是右 旋的。所以对映异构体又称为 旋光异构体。
第十章
‖
20 第三节 含一个手性碳原子化合物的对映异构
碳链异构 位置异构 构造异构 官能团异构 互变异构
同分异构
顺反异构
立体异构
构型异构 对映异构（旋光异构）

有机化学第10章


• 重排: 有一些醇（除大多数伯醇外）与氢卤酸反应， 时常有重排产物生成，如： 例1：
CH3 CH3 H HCl CH3-C-CH2-CH3 CH3-C— C-CH3 Cl OH H
重排反应历程：
CH3 CH3 CH3
Why？
CH3 CH3C-CH2CH3
+
+ CH3C-CHCH3 HCl CH3C-CHCH3 -H 2O CH C-CHCH 重排 3 3 H OH H +OH2 H Cl-
构造式
习惯命名法
衍生物命名法
系统
(4) 不饱和醇的系统命名:应选择连有羟基同时含有重 键(双键和三键)碳原子在内的碳链作为主链,编号时尽 可能使羟基的位号最小:
4-(正)丙基-5-己烯-1-醇
(5) 芳醇的命名,可把芳基作为取代基:

2
1-苯乙醇 (-苯乙醇)
1
CH2 -CH3 OH
3-苯基-2-丙烯-1-醇 (肉桂醇)
H+, 25℃
(CH3)3C-OH
该反应历程：
(CH3)2C=CH2 + H+ (CH3)3 C+
H2 O
(CH3)3C-OH2 (CH3)3C-OH + H+
+
• 不对称烯烃, 在酸催化下水合,往往中间体碳正离子 可发生重排:
H+的加成符合马氏规律
(CH3)3CCH=CH2
H+
重排
①H2O ②-H+
RCH2-OH + HBr H SO RCH2Br + H2O 2 4 RCH2-OH + HCl ZnCl RCH2Cl + H2O 2

有机化学-第十章



10.2 醛酮的化学性质

如果利用NaHSO3与羰基化合物加成的可逆性，将 NaCN 与 α-羟基磺酸钠作用，使生成的 HCN 与分解出的羰基化合 物加成生成α-羟基腈，这样也可避免 HCN 的直接使用。 例如：
10.2 醛酮的化学性质
醛、酮与碳负离子的加成

Grignard 试剂，炔钠，Wittig试剂等，都含有碳负离子， 它们与羰基化合物的反应活性很高，有机合成上有广泛的 应用。
10.2 醛酮的化学性质
一、与氨、伯胺的反应

脂肪族醛、酮与氨、伯胺的反应可生成亚胺，也称为席夫 碱（Schiff base)：
10.2 醛酮的化学性质

脂肪族醛、酮生成的亚胺中含的C=N双键在反应条件下不 是很稳定的，它易于发生进一步的聚合反应。芳香族的醛、 酮与伯胺反应生成的亚胺则比较稳定。

10.1 醛酮的结构及分类

在醛、酮分子中，羰基碳原子是以sp2 杂化状态与其它三 个原子构成键的，羰基碳原子的P轨道与氧原子上的P轨道 以相互平行的方式侧面重叠形成π键，即羰基是一个平面 构型的； 与羰基碳原子直接相连的其它三个原子处于同一平面内， 相互间的键角约为120度，而π键是垂直于这个平面的。
> > >
>
>
>
>
10.2 醛酮的化学性质
一、与水的加成

甲醛、乙醛、丙酮等小分子羰基化合物在水中的溶解性非 常好，这不仅是它们与水分子之间可以形成氢键，还在于 它们可以与水分子发生加成反应，生成了水合物； 这种水合物只有在水溶液中在一定浓度范围、一定的温度 下才是比较稳定的，游离的羰基水合物（同碳二元醇）是 极不稳定的，它将迅速脱水成为羰基化合物。

有机化学课件——Chapter 10 羟基酸和酮酸

Sichuan University
第十章 羟基酸和酮酸
Hydroxy Acids and Keto Acids
1
导言
¾ 取代羧酸: 羧酸分子中烃基上的氢原子被其他原子或官能团取代 后的化合物.
¾ 常见取代羧酸: 卤代酸、羟基酸、氧代酸(酮酸)和氨基酸.
R CH COOH
X
卤代酸(halogeno acid)
烯醇型分子存在的条件
OO CH3CCH2COCH2CH3
酮型（93％）
H
O
O
C
C
CH2CH3
H3C
CH
O
烯醇型（7％）
分子中的亚甲基氢受两个吸电子基团影响而酸性增强。 形成烯醇型产生的双键应与羰基形成π－π共轭，使共 轭体系有所扩大和加强，能量有所降低。 烯醇型可形成分子内氢键，构成稳定性更大的环状螯合物。
NADH + H+
NAD+ + H2O
NH3+
HOOCCH2CH2COCOOH + NH3 α -酮戊二酸
谷氨酸脱氢酶
-OOCCH2CH2CHCOO谷氨酸
有机化学课件
31
第10章 羟基酸和酮酸
4. 酶催化下醇酸和酮酸的相互转化
OH
苹果酸脱氢酶
HOOCCH2CHCOOH
苹果酸
O HOOCCH2CCOOH
O
= =
OH HO-C
R-CH +
HC-R
C OH HO
-2H2O △
O
¾ β-醇酸分子内脱水成共轭烯酸
O
O=
R-CH C
交酯
O=C CH-R
O
CH3CH2CHCH2COOH OH COOH H OH

有机化学第10章 醛和酮


Witting反应是在醛酮基碳所在处形成碳碳双键的一个重要方法，产物中 没有双键位置不同的异构体。反应条件温和，产率也较好，但产物双键 的构型较难控制。 Witting也因该工作而与Brown H C共享了1979年的诺 贝尔化学奖。 另一种类型的磷叶立德试剂是霍纳（Horner L）提出的：用亚磷酸 酯为原料来代替三苯基膦与溴代乙酸酯得到的试剂磷酸酯，后者在强碱 作用下形成Horner试剂。
另一种类型的磷叶立德试剂是霍纳（Horner L）提出的：用亚磷酸 酯为原料来代替三苯基膦与溴代乙酸酯得到的试剂磷酸酯，后者在强碱 作用下形成Horner试剂。
补充： 醛、酮与炔化钠的加成
R-CC-Na+ NaNH2 （-NH3） R-CCH +
C=O
NH3(液) 或乙醚
C C ONa CR H O 2
• 醛和脂肪族甲基酮（或七元环以下的环酮）与之反应，生成
• －羟基磺酸钠
白色
过量
在酸碱下可逆反应，分离提纯
-羟基磺酸钠与等摩尔的NaCN作用，则磺酸基可被氰基取代， 生成 -羟基腈，避免用有毒的氰化氢，产率也比较高。
3、与醇的加成
*1 反应情况介绍 ① 与醛反应 CH3CH=O + CH3CH2OH
(hydrazine)
C 6H 5 H C O + H2NNH O2 N NO2
(hydrazone)
C 6H 5 H C NNH O 2N NO2 + H 2O
2,4–二硝基苯肼
O O + H2NNHCNH2
2,4–二硝基苯腙
O NNHCNH2 + H2O
氨基脲
(semicarbazine)
缩氨基脲 (半卡巴腙)
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第十章 醇和醚
一. 写出下列化合物用高碘酸氧化生成的产物：
3
OH CH 2
OH
1.
2.
3.
4.
二. 写出下列化合物在酸催化下的重排产物：
1. 2.
3. 4.
(C 6H 5)2C C(C 6H 5)2
OH
OH OH OH
(C 6H 5)2C C(CH 3)2
OH OH OH OH C(C 6H 5)2
三. 写出下列反应的产物：
CH 2
OH H 3C
CH 3
Br 2, CHCl 3
1.
2.
3.
4.
5.
CH 3
OH
Br
(CH 3)2C=CH 2, H 2SO 4
OH 3323
O
CHO
OH OCH 3
OH
四. 如何完成下列转变？
1. 2. 3. 4.(CH3)3C O(CH3)3C CH3 Br CH2Br
CH2OH
OH
OH
C6H5
OH
6
H5
五. 推测下列化合物的结构：
1. C9H12O, V max: 3350, 3070, 1600, 1490, 1240, 830cm-1, δH: 0.9(t, 3H), 1.5(m, 2H),
2.4(t, 2H), 5.5(b, 1H), 6.8(q, 4H)ppm。

2. C10H14O, V max: 3350, 1600, 1490, 710, 690cm-1, δH: 1.1(s, 6H), 1.4(s, 1H), 2.7(s, 2H), 7.2(s, 5H)ppm。

3. C10H14O, V max: 3340, 1600, 1490, 1380, 1230, 860cm-1, δH: 1.3(b, 9H),
4.9(b, 1H), 7.0(q, 4H)ppm。

4. C9H11BrO, V max: 3340, 1600, 1500, 1380, 830cm-1, δH: 0.9(t, 3H), 1.6(m, 2H), 2.7(s, 1H),
4.4(t, 1H), 7.2(q, 4H)ppm。

5. C8H18O2, V max: 3350, 1390, 1370cm-1, δH: 1.2(s, 12H), 1.5(s, 4H), 1.9(s, 2H)ppm.
与高碘酸无反应。

6. V max: 3600, 1600, 1500, 1160, 1010, 760, 690cm-1, δH: 2.8(s, 1H),
7.3(s, 15H)ppm, Ms, m/z: 260, 183, 78。

7. V max: 3600, 3030, 1600, 1500, 1180, 1020, 826cm-1, δH: 5.1(s, 1H, 加D2O后消失), 6.8(q, 4H)ppm, Ms, m/z: 176(M+4), 174(M+2), 172(M, B), 93(19.5), 75(1), 65(31)。

8. V max: 3200(b), 1500, 1480, 1200(b), 820cm-1, δH: 6.6(s, 4H, ), 7.5(s, 2H, 加D2O后消失)ppm, Ms, m/z: 110(M, B)。

六. 写出下列反应的反应机理：
OHOH
H
NaBH
4
H
答案
一. 写出下列化合物用高碘酸氧化生成的产物：
O
1.
2.
3.
4.
O O
+HCHO
O
O
二. 写出下列化合物在酸催化下的重排产物：
3.1. 2.
4.
(C 6H 5)2C (C 6H 5)3C C 6H 5
C O
O
3
C O
CH 3
C 6H 5
C 6H 5O
三. 写出下列反应的产物：
CH 2
OH H 3C
CH 3
1.
2.
3.
4. 5.
CH 3
OH
Br OH 3
CHO
OH OCH 3
OH Br
(H 3C)3
O O 2N
四. 如何完成下列转变？
1.2.3.
4.
(CH 3)3C
O
(CH 3)3
C
CH 3
Br
CH 2
Br
CH 2OH
OH
OH
C 6H
5
OH 6H 5CH 3MgI
H
Mg HCHO
HBr
HIO 4
NaBH 4
KMnO 4
稀
五. 推测下列化合物的结构：
1.
2.
3. 4.5.
6.
7.8.CH 3CH 2CH 2
OH
CH 2C(CH 3)2
OH
HO
C(CH 3)3
Br
CHCH 2CH 3OH
OH
HO
(C 6H 5)3C
OH
Br OH HO OH。