第十三章 不饱和醛酮及取代醛酮
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有机化学基础知识点整理醛酮的取代和加成反应有机化学基础知识点整理:醛酮的取代和加成反应醛酮是有机化合物中常见的官能团,它们在许多重要的有机合成反应中起着关键作用。
本文将对醛酮的取代和加成反应进行详细讨论和整理,以帮助读者更好地理解和掌握这些基础知识。
一、醛酮的取代反应醛酮的取代反应可以发生在羰基碳上或α-碳上,具体取代位置取决于反应条件和反应物的特性。
主要的醛酮取代反应有:1. 亲核试剂的加成取代反应亲核试剂(如水、氨、醇、酚等)可以在碱性条件下加成到醛酮的羰基碳上,形成相应的取代产物。
这种反应又称为亲核加成反应。
例如,乙醇和乙醛反应产生乙醇醛:[图1:亲核加成反应示意图]2. 氧化还原反应醛酮可以通过氧化还原反应进行取代,例如醛可以被氢气还原为相应的醇,酮可以通过氧化剂(如酸性高锰酸钾)氧化为羧酸。
需要注意的是,醛在氧化剂存在下也可以氧化为相应的羧酸。
[图2:氧化还原反应示意图]3. 消旋反应通过消旋反应,可以将手性醛酮转化为其对映异构体。
这种反应常通过手性催化剂或生物催化剂来实现。
例如,具有手性中心的醛或酮在酶的催化下发生还原或氧化反应,生成对映异构体。
二、醛酮的加成反应醛酮的加成反应是指通过醛酮与其他有机物的加成反应,形成更复杂的有机分子。
一些常见的醛酮加成反应包括:1. 亲电加成反应亲电试剂(如卤代烷、烯烃等)可以在酸性或碧性条件下加成到醛酮的羰基碳上,形成新的化学键。
这种反应常由亲电反应机理控制,产物通常是稳定的醇或酮。
[图3:亲电加成反应示意图]2. 核磁共振取代反应醛酮与含有活泼氢原子的化合物发生取代反应,例如氨基化合物和醛酮反应生成亚胺。
这种反应常受亲核试剂对醛酮羰基碳的亲核性以及酮体上α-碳上氢的活性程度的影响。
[图4:核磁共振取代反应示意图]3. 立体特异性加成反应有机化学中还存在一些具有立体特异性的醛酮加成反应。
这些反应通常由于反应物的几何构型或反应条件的选择而产生。
例如,通过催化加成反应,可以实现对醛酮的立体选择性控制,生成具有特定立体构型的产物。
不饱和醛酮不饱和醛酮是一类广泛存在于环境中的化学物质,也被称为电离式或互相交联的醛酮化合物。
这类化合物通常具有一个或多个可变的双键和卡宾双键,使它们能够形成极具反应性和稳定性的直接交叉连接。
不饱和醛酮经常被用作涂料、塑料、橡胶、饲料和农药的中间体,同时还有用于制造电子材料、医药、化妆品、食品添加剂及其它许多工业产品。
不饱和醛酮涂料是一种常见的涂料类型,常常被应用于汽车涂漆、空气动力学和其他高性能的航空航天及工业材料上。
这类涂料非常适合于用于曲面和异形表面。
在汽车领域中,不饱和醛酮涂料因其整体性能优良,而被广泛应用于车身部件、保险杠、翼子板、侧面板和其他关键的外观和结构部件。
而在航空航天和工业领域,不饱和醛酮涂料也被广泛用于高温环境、气动阻力小以及耐腐蚀性高的条件下。
不饱和醛酮塑料是一种非常通用的塑料类型,通常用于制造船舶、汽车、飞机、工业机器、或结构性建筑材料。
不饱和醛酮塑料具有优异的张拉强度、耐化学性、耐腐蚀性和热性能。
同时,这种塑料还拥有出色的综合物理和机械特性、高粘接强度和冲击阻力,使其成为一种广泛适用的工业产品材料。
不饱和醛酮橡胶也是一种广泛运用于各领域的橡胶类型。
不饱和醛酮橡胶几乎涵盖了所有传统的橡胶类型的性质,同时还具备很高的抗静电、阻燃和耐化学性。
这种橡胶的特性使其被广泛应用于制造医疗设备、电子器件、工业密封件和车辆轮胎等。
作为一种常见的饲料添加剂,不饱和醛酮被添加在饲料中以促进动物体内对营养成分的吸收。
同时,这类添加剂还可以有效预防动物肠胃道疾病和提高动物的产奶量和羊毛产量,从而在畜牧业中被广泛使用。
尽管不饱和醛酮在工业和农业领域中具有广泛的应用和价值,然而,这类化学物质同样也存在着潜在的风险。
不饱和醛酮的生产和应用通常会产生一些有害的化学物质,例如壬基酚、苯甲醛、甲醛和丁醛等,它们对人体健康和环境都会造成潜在威胁。
因此,对于不饱和醛酮的使用和监管,我们需要高度重视和有效管理,以确保它们的生产和应用最大程度地利益和保护人民和环境的安全与健康。
第十三章不饱和醛酮及取代醛酮(Unsaturated Aldehydes and Ketones)(Substituted Aldehydes and Ketones)一α, β–不饱和醛酮 (α,β- Unsaturated Aldehydes、Ketones)制备:反应:1 加HCNα,β-不饱和酮主要发生1 , 4-加成α,β-不饱和醛发生1 , 2 -加成例:例:例:2 加RMgX格氏试剂与α, β–不饱和醛、酮发生反应,1 , 2 -加成,1 , 4-加成产物均有,哪种产物为主,取决于α, β–不饱和醛、酮的结构。
体系中微量Cu+的存在,1,4-加成产物比例增加:例:例:3 加R2CuLiR2CuLi 与α,β-不饱和醛酮主要发生1 , 4-加成4 插烯作用5 迈克尔(Michael)反应定义:烯醇负离子与α,β-不饱和羰基化合物的1,4-加成反应。
能提供烯醇负离子的化合物:共轭体系:例:结论:利用迈克尔反应可以合成1,5-二羰基化合物。
用途:通常用迈克尔反应和羟醛缩合一起合成环状化合物。
例:例:例:练习:合成:分析:例:合成:分析:例:合成:分析:6 还原反应例:7 D–A反应二醌定义:含有共轭环己二烯二酮结构的一类化合物。
醌是一类特殊的环酮,可由芳香族化合物制备,但醌环没有芳香族化合物的特性。
11. 命名2 反应X-射线测出对苯醌的碳碳键长是不均等的,实测数据表明对苯醌是一个环烯酮,相当于α,β-不饱和酮。
1). 还原反应2). 羰基的亲核加成3). 共轭加成4). D-A反应4 制备三羟基醛酮 (Hydroxy Aldehydes、Ketones)α-羟基醛酮的制备:1 安息香缩合反应在氰离子的催化作用下,两分子苯甲醛缩合生成二苯羟乙酮(安息香)的反应。
注意:安息香缩合反应的原子利用率高达100%,但其使用的催化剂KCN有剧毒,催化剂改成维生素B1后,这个反应更符合绿色化学的要求。