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第十章醛、酮类羰基化合物20151120-合肥工业大学-有机化学介绍

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华工有机化学11醛酮和醌PPT课件

华工有机化学11醛酮和醌PPT课件
10
2) 羧酸衍生物的还原
O
① DIBA–H，己烷，-78℃
R C OR'
② H3O+
O RC H
注：
(CH3)2CHCH2
CH2CH(CH3)2 Al H
DIBA–H 二异丁基氢化铝
O
C Cl
① LiAl(OBu–t)3H,乙醚，-78℃
OCH3
② H3O+
CH3
第11页/共77页
CHO
OCH3 CH3
R'''
O
Wittig 试剂：
(C6H5)3P C
内盐
R'' R'''
R''
(C6H5)3P
C R'''
44
第44页/共77页
Wittig 试剂的制备：
a)
的制备
(C6H5)3P
R'' + R''' CH X
RX: 1°，2°
(C6H5)3P
季盐
R'' CH X
R'''
b) 季 盐在强碱的作用下，生成Wittig试剂。
11
O CH3CH2CH2C Cl
+ H2
Pd–BaSO4 硫–喹啉
O CH3CH2CH2C H
(90%) +
HCl
催化氢化还原，称为Rosenmund 还原法。
12
第12页/共77页
4) 芳环的酰基化
O
+
C Cl AlCl3
(82%)
O

有机化学第10章醛酮

有机化学第10章醛酮
快
HCN + OH NC
+
CN + H2O C O
慢
质子转移反应
C CN
O
决速步
C CN
O
+
H CN
快
C CN
OH
+
OH
质子转移反应
2.与格氏试剂的加成
• 在格氏试剂的分子中，由于Mg的电正性， 使与其相连的碳原子带部分负电荷，极 易与羰基化合物起亲核加成反应。
H3O
C R
O
C R
OMgX
C R
OH
• 酸催化的卤化反应是通过烯醇式进行的：
O R C H CHR' OH R C C HR' X
+
OH X X _ R O R C CHR' X C CHR' X H
+
X
• 碱催化的卤化反应是通过烯醇负离子进行的：
O R C CHR'
+
O X X R C C HR' X
+
X
• 因此，醛酮在酸碱催化下的卤化实际是卤素对碳碳双 键的亲电加成反应
C O δ C δ O
• 羰基的结构可用共振式表示为：
C O C O
二、醛、酮的分类
• 按分子中烃基的不同分为:
脂肪族醛酮和芳香族醛酮；
• 按分子中烃基的饱和程度：
饱和醛酮和不饱和醛酮；
• 分子中羰基的数目：
一元醛酮，二元醛酮和多元醛酮。
1.普通命名法
• 醛的普通命名法和伯醇类似。
CH3CH2CH2CHO (CH3)2CHCHO C6H5CHO
•
•
• 醛 > 甲基酮>脂肪酮 > 芳香酮 • 环酮 > 脂肪酮

醛酮和羧酸类化合物(有机化学教学课件)

醛酮和羧酸类化合物(有机化学教学课件)
Fra bibliotek23H H
C =O
H + R''MgX H C
OMgX H3O+ R''
H H C
OH R''
1° 醇
H H
C =O
H + R''MgX H C
OMgX H3O+ R''
H H C
OH R''
2° 醇
R R
C =O
R + R''MgX R C
OMgX H3O+ R''
R R C
OH R''
3° 醇
C
产物α-羟基磺酸盐为白色结晶，不溶于饱和的亚硫酸氢 钠溶液中，容易分离出来；与酸或碱共热，又可得原来的
醛、酮。故此反应可用以提纯醛、酮。
1°反应范围 脂环酮。
21
醛、脂肪族甲基酮、八元环以下的
2°反应的应用 a b 鉴别化合物＊ 分离和提纯醛、酮
稀 NaHCO 3 R OH NaHSO3 R C O C H H 稀 HCl SO3Na ( R' ) ( R' ) 杂质不反应，分离去掉 RCHO + Na2SO3 + CO2 + H2O RCHO + NaCl + SO2 + H2O
CH3CH2CH2CH3 CH3CH2CHO CH3COCH3 CH3CH2CH2OH bpoC -0.5 49 56 97
13
14
15
16
醛、酮的化学性质
醛酮中的羰基由于π 键的极化，使得氧原子上带部分负
电荷，碳原子上带部分正电荷。氧原子可以形成比较稳定的

有机化学基础知识点整理酮和醛的羰基化反应的应用

有机化学基础知识点整理酮和醛的羰基化反应的应用

有机化学基础知识点整理酮和醛的羰基化反应的应用有机化学基础知识点整理：酮和醛的羰基化反应的应用引言：有机化学是研究碳为基础的化合物的科学，其中酮和醛是常见的有机化合物。

本文将整理酮和醛的羰基化反应的基本知识点，并探讨其在实际应用中的意义和应用领域。

一、酮和醛的基本概念酮和醛都是有机化合物中含有羰基（C=O）的一类化合物。

酮分子中羰基连接两个碳原子，而醛分子中羰基连接一个碳原子和一个氢原子。

二、酮和醛的羰基化反应羰基化反应是有机化学中常见的反应类型，是指酮和醛分子中的羰基发生化学变化的过程。

羰基化反应包括加氢、加氧、加氮等类型的反应，常用的反应有酯化、芳香醛的羟基化、半醛缩酮化反应等。

1. 酯化反应酮和醛可以与醇反应生成酯。

这种反应在合成某些药物和香料中广泛应用。

例如，甲醛和乙醇反应生成乙酸甲酯，该化合物具有特殊的香味，在合成香精中得到广泛应用。

2. 芳香醛的羟基化反应芳香醛（如苯醛）的羰基可以进行羟基化反应，生成相应的酚化合物。

这种反应可以通过氧化剂诱导完成，如使用过氧化氢或氧气催化。

羟基化后的芳香醛具有更强的活性和生物活性，常用于制备抗菌剂和抗氧化剂。

3. 半缩酮化反应酮和醛的羰基可以与胺或胺类化合物发生半缩酮化反应，形成相应的胺缩酮化合物。

这种反应在药物合成中经常被应用，可以用于合成多肽类化合物，具有重要的生物活性。

三、酮和醛的应用领域酮和醛作为有机化合物的重要分子结构，广泛应用于许多领域。

1. 药物合成酮和醛的羰基化反应在药物合成领域发挥着关键作用。

通过合成具有特定结构和功能的酮和醛类化合物，可以研发出治疗疾病的新药。

2. 化妆品工业许多化妆品中含有酮和醛类化合物，如香精和香料。

这些化合物赋予了化妆品特殊的香味和香气。

3. 食品工业酮和醛化合物在食品工业中也具有重要的应用。

例如，水果的香味和味道中往往含有酮和醛类化合物，这些化合物使得水果更加美味可口。

4. 材料科学酮和醛在材料科学中也有广泛的应用。

有机化学-第十章.

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
二、与醇的加成

醇分子中氧原子上具有未共用电子，它也是一种亲核试剂， 可以对醛、酮进行亲核加成。 但由于醇分子的亲核性较弱，反应也是可逆的；羰基与一 分子醇的亲核加成产物是半缩醛或半缩酮。例如：

10.2 醛酮的化学性质

半缩醛是不稳定的化合物，在酸性条件下它与另一分子的 醇发生分子间脱水生成稳定的醚型产物——缩醛:

醛、脂肪族甲基酮以及碳数少于8的环酮可以与NaHSO3的 饱和溶液（40%）发生加成反应，生成的产物是 α-羟基 磺酸钠可用来对醛、甲基酮及一般的环酮进行定性鉴别， 也可用于对含有上述某一羰基化合物的有机混合物进行分 离。

由于NaHSO3是一个较弱的酸性化合物，当向产物的水溶液 中加入较强的酸或碱时，都会促使加成产物分解而游离出 羰基化合物：
• 根据醛、酮的羰基上连接烃基的情况，可把醛、酮分为脂 肪族和芳香族醛、酮两大类。 • 根据烃基是否饱和又可分为饱和及不饱和醛、酮。 • 由分子中含有羰基的个数，可以分为一元、二元、多元醛 、酮等。 • 在一元酮中,羰基上的两个烃基相同的称作单酮，反之称 作混酮。
10.2
醛酮的化学性质
本章重点
10.2 醛酮的化学性质

有机化学全套醛和酮

有机化学全套醛和酮

_
+
O+
(CH3)2C=OH
质子转移
OH + (CH3)2C=O
第六节 醛酮的反应 一 醛酮的结构与反应 二 羰基的亲核加成 三 羰基化合物的还原 四 共轭不饱和醛酮的加成和还原 五 -活泼氢的反应 六 醛酮的氧化
亲核加成 氢化还原
一 醛酮的结构与反应
O
CCH
H
-活泼H的反应 （1）烯醇化 （2） -卤代（卤仿反应） （3）醇醛缩合反应
(3)交叉式
O
L
S
MR
(4) R-M重叠
O S
L
M R
(5)交叉式
O
S
M
LR
(6) R-L重叠
R与L、M、S 之间的相互作 用大于羰基氧 与L、M、S 之间的相互作 用。所以，三 个交叉式中 （3）最稳定。 三个重叠式中 （6）最不稳 定。
加成产物 0%
若用烷基 锂代替格 氏试剂， 可以发生 正常的加 成反应。
O (CH3)2CHCCH(CH3)2 + (CH3)2CHLi
[(CH3)2CH]3C-OLi H2O
[(CH3)2CH]3C-OH
*2 醛、酮的极限构象式
O M
S L
R
(1)交叉式
O
M
L
SR
(2) R-S重叠
O L
M
S R
第十章 醛和酮
exit
本章提纲
第一节 醛酮的命名 第二节 醛酮的结构 第三节 醛酮的物理性质 第四节 醛酮的光谱特征 第五节 醛酮的制备 第六节 醛酮的反应
第一节 醛酮的命名 一 普通命名法
醛按氧化后生成的羧酸命名，酮看作是甲酮的衍生物。

有机化学-醛酮

Ph3P=CRR'
例1：
PPh3 + phCHO
?
6、与磷叶立德反应
例2：
CH2
例3：CH3ClH-CH2-OH CH3
CH3ClH-CH=CH2 CH3
7、与Schiff (西夫)试剂的反应
品红(染料)+SO2
无色品红醛试剂( Schiff)
甲醛 无色品红醛试剂 其它醛
硫酸 紫红色
紫红色
无色
酮 无色品红醛试剂 不反应（颜色不变）
Rˊ-CH-R OH
（仲醇）
O Rˊ-C-ˊRˊ+RMgX
OH
①干醚 ②H+, H2O
Rˊ—C—Rˊˊ （叔醇）
R
O RCH
+ HO R'
干燥HCl
OH RCH
半缩醛
H2O
O R'
OH
RCH O R'
HO R' 干燥HCl H2O
O R' R C H + H2O
O R'
缩醛
H2C H2C
H2C
OH O 干燥HCl
ll CH2=CH-CH2-C-CH3
?
CH2=CH2CH2CH2CH3
O ll CH3-CH-CH2-C-CH3 Cl
? CH2-CHCH2CH2CH3
Zn-Hg HCl
Cl
O C CH2CH3
H2N-NH2,NaOH 二缩乙二醇，200oC
CH2CH2CH3
（三）氧化反应
1、醛的氧化（R-CHO 氧化剂 RCOOH）
γ-溴丁醛 γ-bromobutyraldehyde
酮
O

有机化学第十章醛酮PPT课件

注意事项
在醇氧化制备醛的过程中，应控制反应条件，如温度、浓度、催化剂 等，以避免过度氧化或其它副反应的发生。
通过醇的氧化制备酮
总结词
醇氧化是制备酮的一种常用方法，常用的氧化剂有高锰酸 钾、硝酸、铬酸等。
详细描述
醇氧化制备酮的反应机理是醇分子中的羟基被氧化成羰基， 同时生成氢离子，常用的氧化剂可以将醇氧化成相应的酮， 同时生成水或其它相应的产物。
醛酮还可以用于合成生物活性分子，如激素、维生素等，对生命过程具有重要影响。
05 醛酮的制备方法
通过醇的氧化制备醛
总结词
醇氧化是制备醛的一种常用方法，常用的氧化剂有高锰酸钾、硝酸、 铬酸等。
详细描述
醇氧化制备醛的反应机理是醇分子中的羟基被氧化成羰基，常用的 氧化剂可以将醇氧化成相应的醛，同时生成水或其它相应的产物。
亲核加成反应
与氢氰酸加成
酮在氢氰酸的作用下，可以发生亲核加成反应， 生成相应的羟基腈。
与水加成
酮在水的作用下，可以发生亲核加成反应，生成 相应的醇。
与醇加成
酮在醇的作用下，可以发生亲核加成反应，生成 相应的酯。
亲电加成反应
与溴加成
01
酮在溴的作用下，可以发生亲电加成反应，生成相应的溴代酮。
与硫酸加成
02 醛的化学性质
还原反应
还原成醇
还原成醇和烃的混合物
在催化剂存在下，醛基可被还原成醇， 如用氢化铝锂（LiAlH4）作为还原剂。
在某些条件下，醛基可被还原成醇和 烃的混合物，如用氢气作为还原剂。
还原成烃
在酸性条件下，醛基可被还原成烃， 如用硫酸铜和亚硫酸氢钠作为还原剂。
氧化反应
氧化成酸
在强氧化剂存在下，醛基可被氧化成羧基，如用高锰酸钾 （KMnO4）作为氧化剂。

(完整版)各类有机化合物的命名


O R-C-H + R'OH
亲核加成
SN 1
干HCl
OH
OR'
R-C-OR' R'OH R-C-OR'
H
干HCl
H
半缩醛（不稳定）
缩醛（稳定）
半缩醛（酮）中的羟基很活泼，在酸的催化下能继 续与另一分子醇起反应，生成稳定的缩醛或缩酮。
反应历程：
O RCH H
H R'OH
OH RCH
OR'
H OR' RCH
OR' R-CH-OR' H2O/H+
缩醛 对碱和氧化剂稳定
O R-C-H + 2R'OH
制备缩醛时必须用干燥的HCl气体，体系中不能含水。
➢醛酮反应活性比较：
醛可与一元醇或二元醇生成缩醛或环状缩醛：
例1： R H
C=O +
HO-CH2 干HCl HO-CH2
R H
C
O-CH2 O-CH2
酮只能与二元醇生成环状缩酮 （因为五元、六元环有特殊稳定性）：
C=O + H2N-Y
C-N+H2-Y O-
亲核加成
C-NH-Y -H2O OH
C=N-Y
失水（消去）
反应一般在弱酸条件下进行
I）与氨的反应（了解） ——一般难于反应、产物不稳定
甲醛与氨的反应首先生成不稳定的[H2C=NH]，然后很快三聚生成六亚甲基四胺：
旋风炸药！ HNO3 威力巨大！
II） 与伯胺的缩合
R' (H)
R
R
HNu
R' C O
R' C OH

有机化学醛和酮

R-CH2-CH-C-H
H
β α
O
-H，有弱酸性
NaOH
R-CH2-CHO
碳负离子
p- 共轭，使碳负离子稳定
1.醇醛缩合
稀OH-
4~5oC
2-丁烯醛 （α,β- 不饱和醛）
在稀碱溶液中, 含α-H的醛的α-碳可以与另一醛的羰基碳加成形成新的碳碳键，生成β-羟基醛类化合物，该反应称为醇醛缩合。
1. 与氢氰酸的加成（HCN）
适用：醛、脂肪族甲基酮、 少于8个碳的环酮。
R
C
H
O
+ HCN
R
C
H
CN
O
H
（氰醇）
（醛）
芳香酮不反应原因
电子效应
空间位阻
加碱可以促进反应
问题：下列化合物中，能与HCN加成的是：
答案： （1）、（2）、（3）、（4）、（7）。
下列化合物中，与HCN反应速度最快的是 A． 苯甲醛 B．2-丁酮 C．二苯酮 D．乙醛
性质：能与2,4-二硝基苯肼、HCN反应，与I2/NaOH发生碘仿反应，又能与FeCl3、溴水(bromine)和Na(sodium)反应
酮式-烯醇式互变异构：
酮式：20％
pKa = 9
存在酮式-烯醇式互变异构的原因：
CH
C
O
C
O
H
①亚甲基连接两个吸电子基团如羰基
② 烯醇式结构存在- 共轭
CH
苯乙醛 2-phenylethanal
例如：
● 多元醛酮：含羰基尽可能多的碳链为主链
己二醛 pentanedial
例如：
1-苯基-2-丙酮
苯乙酮
1-苯基-1-丙酮
● 脂环酮：编号从羰基碳开始 ● 不饱和醛酮：（称某烯酮或醛）编号从靠近 羰基碳端开始，且标出不饱和键位置。 3-甲基环己酮 4-甲基-3-戊烯-2-酮
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4.2 系统命名法
(1) 母体（主链）: 以醛、酮为母体，选择含羰基的最长的碳链为主链； (2) 编号： 使羰基位次最小。标出羰基的位置。醛基总在第一号
碳原子上; 酮羰基处于最小位置。
（3）其它：
环酮则在名称前加 “环”字；
芳香族醛、酮，芳烃一般作为取代基。
CH3 CH3CHCHO
2-甲基丙醛
CH3CH2COCH2CH3
COCH 3
苯乙酮
O CH2C CH3
CH CHO
2 3 1
CH3
2-苯基丙醛
O
6 5 1 2 3
4
CH3
环戊基丙酮
3-甲基环己酮
第二节 醛、酮的性质
1 醛酮的物理性质
常温下，甲醛：气体；C12以下醛、酮：液体；高级：固体。
沸点：醇、酚＞醛、酮＞醚、烃（分子量相近）
醛、酮为极性分子，但不能形成分子间氢键。 低级醛、酮易溶于水。因能与水形成氢键。高级醛、 酮不溶于水。
3-苯基-2-丙烯醛
O CH CH2 C CH3 2 3 2 1 4 4 -苯 基 -2 -丁 酮
CHO OH 邻 羟 基 苯 甲醛
O
环 己酮
CHO
6
5 1 3 2
CH 3
OCH
3
4
3
2 1
O
6
4
OH
5
3 -甲 氧 基 -4 -羟 基 苯 甲 醛
3 -甲 基 环 己 酮
CHO
苯甲醛 苯乙醛
CH2CHO
第十章
1 羰基化合物结构
醛、酮：
醛、酮和醌类化合物
第一节 醛和酮简介
分子中含有羰基结构，故称为羰基化合物。
官能团： 羰基
C O
O R C R1 O C 酮基
O R C H 醛
O C H 醛基
酮
C、O：sp2杂化； C：三个σ键，一个π键； C=O平面结构 键角：接近120°,C=O键长：122pm 羰基具有极性。
Br
CH
3
CH CH CH CHO 3 4 1 3 2 2 -丁 烯 醛 2 1 3 CH CH CHO
C H C H C H 2 C H C H 2C H O 3 3 2 1 6 5 4 3 -甲 基 -5 -溴 己 醛 O O
CH C CH CH C CH 3 3 2 2 3 4 6 5 1 CH 3 3-甲基-2，5-己二酮
易溶于有机溶剂。
低级醛具有刺激气味, C8～13醛、酮和一些芳香醛具有 花果香。
2 醛和酮的光谱性质
1. 核磁共振（NMR） 醛 酮 化学位移 δ=10，尖锐峰 化学位移 δ=2.0~ 2.5
核磁共振谱提供一种准确区别醛和酮的方法！
2. 红外光谱（IR）
羰基（C=O）的红外光谱在1750-1680 cm-1之间有一个 非常强的伸缩振动吸收峰。 C=O 伸缩振动 1740～1705cm-1 （强吸收） 醛：1740～1725cm-1 酮：1725～1705cm-1
-CHO中的C-H键在2720 cm-1和2830 cm-1区域有一个非 常特征的伸缩振动吸收峰。用于区别醛和酮类羰基化合物。 O -C-H 伸缩振动 = 2830 cm-1 （双峰） 2730 cm-1
2950
2720 2830 1740 1475 1320 1120
2950cm-1为CH2的伸缩振动 1400cm-1 为CH3弯曲振动 2830cm-1 -1 1320cm 2720cm-1 为-CHO 伸缩振动 -1为C-O伸缩振动 1120cm 1740cm-1为 C=O伸缩振动
O CH3 C C2H5
O O CH3 C CH2 C CH3
OHC CHO
3 羰基化合物的同分异构体
饱和羰基化合物通式：CnH2nO 同碳数的醛酮互为异构体。 酮 ——
碳架异构 位置异构
醛—— 碳架异构
如：C5H10O
4 命名
羰基在大多数情况下作为母体，其他为取代基命名。
4.1 普通命名法
适合简单的醛、酮。 醛： 可由相应醇的普通名称出发，仅需将名称中的醇改成醛。
甲醛(HCHO)的结构
C
δ
+
O
δ
C O
羰基化合物电子云结构
2 羰基化合物分类
2.1 按羰基连接的烃基分类
脂肪族：
CH3 CHO
O CH3 C CH3 （饱和）
O C
CH2 CH CHO CH2
O CH C CH3（不饱和）
芳香族：
2.2 按羰基数目
一 元 多 元
CHO
O CH3 C CH3
CH3CH2CH2 CHO
亲 核 加 成
H
H
卤代
加 氢 还 原
α-氢
缩合
醛基氢，活泼
羰基影响 活泼（酸性）
氧化
歧化
不含α氢的醛
3.2 羰基的亲核加成反应
反应通式： δ+ δ-
C O + A Nu
亲核试剂
δ+
δ-
慢
OC Nu
快 A+
OA C Nu
反应机理：
碱催化的反应机理：存在Nu-基团
C=O
Nu-
C
3005
2980 1475 1600 1400 1710
1280
770
690
3005cm-1为 C H 伸缩振动 1600cm-1 为 C C 伸缩振动 1475cm-1 770cm-1 为 C H 一取代弯曲振动 -1 690cm
1710cm-1为 C=O伸缩振动 1400cm-1为 CH3弯曲振动 2980cm-1为CH2的伸缩振动 1280cm-1为C-O伸缩振动
CH3OH
甲醇
CH3CH2OH
乙醇
CH3 CH CH2OH CH3
异丁醇
O HC H
甲醛
O CH3C H
乙醛
CH3 CH CHO CH3
异丁醛
酮-- 在酮字的前面加上所连接的两个烃基的名称。 （与醚命名相似） O CH3 C CH2CH3 甲乙酮 O CH3 C CH3 丙酮 （二甲 酮） CH3 O CH3 CH3CH2CH C CH CH2CH3 二仲丁 基酮 O C CH3 苯乙酮 （甲基 苯基酮）
3 醛、酮的化学性质
3.1 羰基的结构和极性
C
δ+
O
δ
C
O
碳氧双键中，因为氧原子电负性大，双键电子云偏 向氧原子，碳原子上电子云密度较低， Cδ+=Oδ-，故醛和 酮是极性较强的分子。 醛比酮活泼，含甲基的酮也较活泼，有些反应为醛所 特有。
结构与性质： 醛和酮的官能团不饱合键
3-戊酮
O CH3CH2C CH CH3
5 4 3 2 1
CH3
2-甲基-3-戊酮
CH2=CHCHO
丙烯醛
双键和羰基同时存在，羰基编号优先原则。
O CH3C CH CH CH3
1 2 3 4 5
5
4
3
2
1
3-戊烯-2-酮
OHC
CH3CH CHCHCH3 OH
3-戊烯-2-醇
CHO
注意醛基的写法： 左端醛：OHC 右端醛：CHO