大学有机化学第八章《醛酮醌》

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第八章 醛 酮 醌

【目的要求】

1、掌握醛酮的分类和命名;羰基化合物的结构特征;醛酮的主要化学性质。

2、熟悉醛酮的物理性质;α ,β-不饱和醛酮的分类和性质;醌的化学性质。

3、了解醛酮的制备;醌的分类。 【教学内容】

第一节 醛、酮的结构、分类和命名

一、羰基的结构 二、分类

三、命名 (一)、 普通命名法 (二)、系统命名法

对于结构较复杂的醛酮,可选择含羰基碳的最长碳链为主链。醛的编号从羰基的碳原子开始,酮则从离羰基最近一端的碳原子开始编号,表示羰基位置的数字写在名称之前;并补充与主链相连的支链的名称与位置。

第二节 醛、酮的物理性质 第三节 醛、酮化学性质

一、亲核加成

(一)、与含碳亲核试剂加成

1、与氢氰酸加成:

(CH 3)H

C

O

R

(CH 3)H

C

R

CN

2、与炔化物加成

R C O C

O

H 2

Na

+

Na

+

R C OH

C

NaOH

R C

3、与格氏试剂的加成

格氏试剂RMgX 与醛、酮的反应是制备各种醇类最重要的方法之一。

R

OMgX

C MgX

+

—R

OH

Mg(OH)X

(二)、与含硫亲核试剂的加成

大多数醛和甲基酮都能和亚硫酸氢钠加成。

O

C C NaHSO 3

SO 3Na

(三)、与含氧亲核试剂加成 1、与水的加成

醛、酮与水形成的水合物,称之偕二醇(或胞二醇)。

O

OH

C OH H 2O

C

2、与醇加成

在干燥氯化氢作用下,醛与等克分子的醇亲核加成,其生成物半缩醛可继续与另一克分子醇反应,生成缩醛。

R H C

O

HCl

C

'R

'

'H OR OH

HCl

'C

R

'H OR OR H 2O

(四)、与含氮亲核试剂的加成

含氮的亲核试剂例如氨NH

3和取代氨NH 2—Y 都能和醛、酮的羰基发生亲核加成反应。

O

C H

+

Y

OH

2Y +

OH

NH Y ∶

H

+

最后产物含有C=N 双键,总的反应式可表示为:

H

+

H 2O

Y

Y

N

N C

二、α-活泼氢引起的反应 (一)、 卤代反应

醛、酮在碱催化下,其α-碳上的氢可以被卤素取代,生成卤代醛(酮)。

C

O CH 3H 2

C

O

CH 2H Cl

2

C

O Cl 3C

H

C

O CH 3CH 3

2

C

O

ClCH 2CH 3

2

C

O Cl 3C

CH 3

(二)、醇醛缩合反应

醛在稀碱(或酸)的催化下,形成的碳负离子作为亲核试剂进攻另一分子醛的羰基,加成产物是β-羟基醛。

CH 3C

O H

CH 2C O

H

NaOH

%10CH 3

CH

OH

CH 2C

O H

(三)、交叉醇醛缩合反应

Ph CHO

Ph

CH CH CHO 肉桂醛

O CH 3

C CH 3O

CH 3

C Ph CH

CH 苄叉丙酮

(四)、与其他负碳离子对羰基的加成反应 1、与醇醛(酮)缩合有关的反应 (1)、柏金(Perkin)缩合反应:

C O

CH OH PhCHO

CH 3O

C O CH 3Ph

CH 2COOH

(2)、克脑文盖尔(Knoevenagel )反应:

C(COOEt)2

PhCHO

CH 2(COOEt)CH Ph

CHNO 2

PhCHO

CH Ph

CH 3NO NaOH

(3)、达尔森(Darzen)反应:

'R C

O R '''

(H)

ClCHCO 2C 2H 5

R NaOR

CO 2

C 2H 5

R R (H)

C O ''

2、安息香(Benzoin )缩合反应

苯甲醛在氰离子的催化下加热,发生双分子缩合,生成α-羟酮(二苯羟乙酮),这反应称安息香缩合反应:

O CH

CN

C

2Ph Ph OH

3、维蒂希(Witting )反应

膦内盐作为强烈的亲核试剂与醛、酮迅速反应,直接合成烯烃的反应叫Witting 反应。

Ph 3P

Ph 3P

C

R

R '

'

'

'''R R C

O

C

C

R R '

''

'''R R O

三、氧化、还原

(一)、 醛、酮的氧化反应

醛极易氧化,常用的有两种碱性的弱氧化剂:吐仑(Tollen )试剂和斐

林(Fehling )溶液。吐仑试剂是银氨络离子Ag(NH 3)2+(硝酸银的氨水溶液),斐林溶液是碱性的铜络离子的溶液,硫酸铜的Cu 2+离子在碱性酒石酸钾钠中成为深蓝色的络离子溶液。

R C H

O

2Ag(NH 3)

2+

2R C O O

NH 4

23NH H 2

O

R C H

O R C O O

Cu

2+

)

(络离子Na

Cu 2O

C=C 双键可被KMnO 4氧化,但不受吐仑或斐林溶液的影响。

Cu

2+

CH 3CH

CH

CHO

Ag +

或CH 3CH

CH COOH

(二)、 醛、酮的还原反应

1、还原为醇。醛催化加氢生成一级醇,而酮则生成二级醇:

H

C

O R H 2

R

CH 2OH

C O R H 2

R CH

'

R R 'O

2、还原成亚甲基。一般有两个方法可将羰基还原为亚甲基:克莱门森(Clemmensen )还原法和开息纳尔-武尔夫(Kishner-Wolff )-黄鸣龙法。

(三)、 歧化反应[康尼查罗

(Cannizzaro)反应]

芳醛及不含α-H 的脂肪醛与浓碱(50%)共热,发生自氧化一还原反应,即一分子醛被氧化为酸,另一分子醛还原为醇,这叫歧化反应,称为康尼查罗(Cannizzaro)反应

HCHO

2CH 3HCOONa