有机化学第10章醛、酮及亲核加成反应
- 格式:ppt
- 大小:588.50 KB
- 文档页数:55


1. 重要的亲核加成反应
(1) 加氰化氰 醛、脂肪族甲基酮和含8个碳以下的脂环酮都可以加氰化氢,生成氰醇(α-羟基腈)。
CO+COHCHNCN α-羟基腈
实验证明碱对这个反应的影响颇大。例如,丙酮和氰化氢作用,不加任何催化剂,3至4小时内只有50%的丙酮起反应;当加入一滴氢氧化钠溶液,反应在两分钟内完成。若加入酸,反应速度减慢;加入较多的酸,放置几个星期也不反应;因为氢氰酸是弱酸,酸或碱的存在将直接影响它的电离平衡。
+H+--COHHHNCN+
加入碱,平衡向右移动,CN-的浓度增加;加入酸,平衡向左移动,CN-的浓度降低。这些事实说明在丙酮与氰化氢的反应中起决定作用的是CN-本身的性质和浓度。
醛、酮加氰化氢的反应是可逆的,亲核试剂是CN-,其历程可以表示如下:
反应分两步进行,第一步是CN-进攻羰基碳,生成氧负离子中间体。这是个慢步骤,也是决定速度的步骤。第二步是氧负离子中间体和质子结合,形成氰醇,这是个快步骤。
醛、酮和氰化氢直接加成反应的产率较好,但是氰化氧有剧毒,且挥发性大(沸点26.5℃)。使用起来不安全。为了避免反应中直接使用氰化氢,一般采用醛或酮与氰化钾(钠)的水溶液混合,然后加入无机酸,使氰化氢一旦生成立即和醛或酮作用。.但在加酸时应控制溶液的pH值,使之始终偏于碱性(pH≌8),以利于反应的进行。
醛、酮加氰化氢在有机合成中很有实用价值。它是增长碳链的一种方法;此外加成物含有双官能团,是一类较活泼的化合物,可进一步转化为多种其它化合物。例如:
CH3CH3CH2CH3CH3CH3CH3CH3(CH3)2CCH2NH2CH3H
H2SO4CH3OHCOHOHO+CHCOOOHNCNCOCCHOCH3+O浓,Δ
α-甲基丙烯酸甲酯(90%)
α-甲基丙烯酸甲酯是合成有机玻璃——聚α-甲基丙烯酸甲酯的单体。 CRRR`δδ+OH()O+--慢快CHCHNCN+R`)H(-CROCNR`)H((2)加亚硫酸氢钠 大多数醛、脂肪族甲基酮和8个碳以下的脂环酮与亚硫酸氢钠饱和溶液(40%)加成,生成白色的α-羟基磺酸钠晶体。
有机化学基础知识点整理醛和酮的亲核加成反应
有机化学基础知识点整理:醛和酮的亲核加成反应
亲核加成反应是有机化学中常见的反应类型之一,醛和酮作为常见的碳酸酯化合物,也会参与到亲核加成反应当中。本文将对醛和酮的亲核加成反应进行整理和归纳,以帮助读者更好地理解和掌握这一反应过程。
一、醛和酮的亲核加成反应基础概念
亲核加成反应是指一个亲核试剂(如醇、胺等)的亲电中心攻击碳酰基(醛或酮)的羰基碳,形成一个新的共价键。醛和酮的亲核加成反应一般可以分为醛酮亲核加成反应和酮酮亲核加成反应两类。
二、醛酮亲核加成反应
1. 醛酮与缩合试剂的反应
醛酮与缩合试剂(如水合肼和氨等)反应时,会经历酮缩反应,生成相应的醇和胺。
2. 醛酮与氰基试剂的反应
醛酮与氰基试剂(如氢氰酸和氰化物等)反应时,会生成相应的羟基腈和氨基腈。
3. 醛酮与硫醇试剂的反应 醛酮与硫醇试剂(如氢硫酸和硫化钠等)反应时,会生成相应的硫醇和亚硫酸盐。
三、酮酮亲核加成反应
1. 酮酮与亲核试剂的反应
酮酮与亲核试剂(如胺、醇等)反应时,会经历亲核加成反应,生成相应的醇和胺。
2. 酮酮与腈试剂的反应
酮酮与腈试剂(如氰化物和亚氨基甲酸酯等)反应时,会生成相应的羟基腈。
3. 酮酮与水试剂的反应
酮酮与水试剂反应时,会经历水解反应,生成相应的醇。
四、醛和酮的亲核加成反应机理
醛和酮的亲核加成反应机理主要涉及亲核试剂的亲电攻击和质子迁移等步骤。
在醛酮亲核加成反应中,亲核试剂的亲电攻击会使羰基碳中的空本电子对与亲核试剂的亲电中心形成共价键。此后,质子迁移会重新确定醛或酮中的羰基碳骨架。
在酮酮亲核加成反应中,亲核试剂的亲电攻击同样会使羰基碳中的空本电子对与亲核试剂的亲电中心形成共价键。在这种情况下,质子迁移通常不会发生,因为酮中存在两个相邻的碳酰基。 五、总结
醛和酮的亲核加成反应是有机化学中重要而常见的反应类型。理解和掌握醛和酮的亲核加成反应对于有机化学的学习至关重要。本文对醛酮和酮酮亲核加成反应进行了整理和概述,为读者提供了一定的参考和指导。
原创——醛、酮化学反应归纳
醛、酮化学反应归纳
一、与RMgX加成
甲醛产生一级醇,其他的醛生成二级醇。
酮生成三级醇。
羰基两旁的基团太大
时,酮不能正常地反应。
会发生烯醇化反应或还原
反应:
烯醇化反应:
还原反应:
当格式试剂反应结果不好时,用烷基锂反应可以得到较好的结果。
Cram规则一:大基团L与R呈重叠型,两个较小的基团在羰基两旁呈邻交叉型,与格式试剂(包括氢化铝锂等)反应时,试剂从羰基旁空间位阻较小的基团S一边接近分子,故(i)是主要产物,(ii)为副产物。
R与L处于重叠型为最有利的反应时的构象。
二、与HCN反应(碱性条件下)
生成的,—羟基腈可用于制备,—羟基酸,羟基酸可进一步失水变为,,,—不饱和酸(如有机玻璃)。
氢氧根可以增加氰离子的浓度,但碱性不能太强。
该反应符合Cram规则一。
Cram规则二:当醛、酮的,—C上有—OH,—NHR时,由于它们能与羰基氧形成氢键,反应物主要为重叠型构象,发生亲核加成反应时,亲核试剂主要从S基团的一侧进攻。
Strecker(斯瑞克)反应:羰基化合物与氯化铵、氰化钠生成,—氨基腈、再水解制备,—氨基酸的反应
三、与炔化物的反应
四、与含氮亲核试剂的加成
A、与NH或RNH反应(与一级胺生成亚胺,又称西弗碱)(弱酸性条件) 32
亚胺在稀酸中水解,可得原羰基化合物与胺:
故该反应可用来保护羰基。
B、与RNH反应(生成烯胺) 2
要使反应完全,需将水除去。
在稀酸水溶液中烯胺可水解得到羰基化合物与二级胺。
可发生氮烷基化与碳烷基化反应。
C、与氨衍生物的反应
a.与羟胺的反应(生成肟)
肟与亚硝基化合物发生互变异构。
亚硝基化合物与酮肟的互变异构:
亚硝基化合物与醛肟的互变异构:
亚硝基化合物在没有,氢时是稳定的,有,氢时有利于平衡肟。肟的Z构型一般不稳定。
Beckmann(贝克曼)重排反应:酮肟在酸性催化剂中重排生成酰胺的反应
1第10章醛、酮及亲核加成反应
本章内容
10.1醛、酮的结构和命名
10.2醛、酮的物理性质和光谱性质
10.3醛、酮的制备
10.4醛、酮的亲核加成反应
10.5 羰基的还原反应
10.6 醛酮的氧化反应
、酮的分子中都含有羰基(>C=O)
RO
HRO
R'
-CHO 醛基>C=O 酮基酮醛
分子中的烃基(R)可以相同也可以不相同。醛、酮分子
中的烃基可以是直链的或是环状的,脂肪的或芳香的
210.1 醛、酮的结构和命名
10.1.1 羰基的结构
COσπ
COδδ
•碳原子SP2杂化轨道与另外三个原子以σ键结合的,所以这
三个σ键都处于同一个平面上,键角约为120°。
•碳原子未参与杂化的一个P轨道与氧原子的一个P轨道侧
面重叠(肩并肩)形成一个π键,垂直于这个羰基平面。
•羰基是由一个σ键和一个π键组成的碳氧双键,类似于
烯烃的碳碳双键。
•由于氧的电负性比碳大,吸电子能力比碳强,因此,
羰基中电子密度分布是不均匀的,流动性较大的π电
子云偏向于电负性强的氧原子。所以羰基是一个极性
基团,氧原子上带部分负电荷,碳原子上带部分正电
荷。
310.1.2 醛、酮的命名
系统命名法:
*是以含有羰基的最长碳链为主链,醛从醛基的碳原子开
始编号,酮从靠近羰基的一端开始编号,把羰基的位
号写在名称前面。
*如主链上有取代基,则将取代基的位号及名称写在醛酮
的名称前。
*如有两个以上的羰基,可以用二醛、二酮等命名。
*编号可用阿拉伯数字,也可以用希腊字母。与醛酮的羰
基(官能团)直接相连的碳原子为α,依此为β、γ
等。
CH
3
CHCHCHCHO
CH
3CH
2CH
3CHCC
H
3
C
CH
3CCH
2CH
3O
2,3-二甲基-4-戊烯醛4,5-二甲基-5-庚烯-3-酮
OOCH
3
CH
3CCH
2CH
2CHCH
2CCH
3
4-甲基-2,7-辛二酮
410.2醛、酮的物理性质和光谱性质
物理性质
羰基是极性基团,因此醛酮分子一般都是极性分子,
羰基中的氧原子可以与水形成氢键,低分子量的醛酮
可溶于水,也可溶于有机溶剂。