1、第八章 醛、酮和醌,酮:,羰基:,醛:,醛基,酮基,(一) 醛和酮的结构,醛和酮的分类: 根据烃基的不同,可将醛、酮分为:脂肪族醛、酮:CH3CHO,CH3COCH3芳香族醛、酮:C6H5CHO,C6H5COCH3 ;饱和醛、酮:CH3CHO, CH3COCH2CH3 不饱和醛、酮:CH2=CHCHO,CH3COCH=C(CH3)2 根据醛、酮分子中羰基的个数,可分为:一元醛、酮,二元醛、酮等; 根据酮羰基所连的两个烃基是否相同,分为:单酮:CH3COCH3 ( R=R )混酮:CH3COCH2CH3 , C6H5COCH3 ( RR ),(二)醛和酮的命名 (1)普通命名法,醛的普通命名法与
2、醇相似; 酮则按所连两个烃基来命名。,正丁醛,异戊醛,苯甲醛,甲基乙基(甲)酮(甲乙酮),甲基乙烯基(甲)酮(丁烯酮),二苯甲酮,(2)系统命名法,5-甲基-3-乙基辛醛,2-丁烯醛(巴豆醛),4-甲基-2-戊酮,苯乙醛,2-羟基苯甲醛(水杨醛),2,3-戊二酮(-戊二酮),2,4-戊二酮(-戊二酮),4-氧代戊醛或4-戊酮醛(-戊酮醛),乙苯 O2 苯乙酮,(四) 醛和酮的物理性质,物态:CH2O为气体;C2C12醛、酮为液体;C13以上醛、酮为固体。沸点:与分子量相近的醇、醚、烃相比,b.p:醇醛、酮醚烃。例:原因:a. 醇分子间可形成氢键,而醛、酮分子间不能形成氢键;b. 醛、酮的偶极矩
3、大于醚、烃的偶极矩,溶解度:与醇相似。低级醛、酮可溶于水;高级醛、酮不溶于水。因为醇、醛、酮都可与水形成氢键:,IR光谱:,CO:16801850cm-1(很强峰,无其他峰干扰)注意:丙酮的CO为1715 cm-1,乙醛的CO为1730 cm-1。CH(醛):2720cm-1(中等强度尖峰,特征性强),(五)醛和酮的波谱性质,I效应、环张力等使CO波数升高;共轭效应(+C、-C)使CO波数波数降低,例1:正辛醛的红外光谱 例2:苯乙酮的红外光谱,讨论:不同羰基的大致吸收位置:,NMR谱,例1:丁酮的核磁共振谱 例2:苯甲醛的核磁共振谱,(六)醛和酮的化学性质,羰基的反应活性,由于氧的电负性大于
4、碳,碳氧双键具有极性:,例:,(a) 羰基的极性,(b) 亲电和亲核反应活性,从 的结构考虑:,a.有双键,可以加成; b.稳定性,所以亲核试剂首先进攻!即发生亲核加成反应,其通式为:,(c) 电子效应和空间效应的影响,电子效应:羰基碳愈正,愈有利于亲核加成; 空间效应:羰基碳上连接的基团体积愈大,愈不利于亲核加成。(d) 羰基的反应活性 HCHOCH3CHOArCHOCH3COCH3CH3CORRCORArCOAr活性:醛酮 ; 脂肪族醛、酮芳香族醛、酮 p-NO2-C6H4-CHOArCHOp-CH3-C6H4-CHO羰基碳愈正,反应活性愈强 例外:C6H5COCH3(CH3)3C-CO-
5、C(CH3)3因为叔丁基的空间障碍特别大!,1 羰基的亲核加成,(甲)与HCN的加成,羰基化合物的活性次序:,甲基丙烯酸甲酯,过氧化苯甲酰,聚甲基丙烯酸甲酯,该反应是可逆反应,产品经稀酸或稀碱处理, 可除去 NaHSO3。由此可用于醛、脂肪族甲基 酮和8个C以下环酮的分离、提纯,胡椒醛的提纯:,半缩醛 缩醛,苯甲醛缩 二乙醇(60%),环状的半缩醛比较稳定:,缩醛或缩酮的生成可用于保护羰基:,缩醛(酮)与醚的性质相似,但在稀酸中 易水解:,(丁)与格利雅试剂的加成,格氏试剂:,Grignard: 1912 Nobel Prize,(戊)与氨的衍生物加成缩合,羟氨 肼 苯肼 2,4-二硝基苯肼
6、氨基脲 肟 腙 苯腙 2,4-二硝基苯腙 缩氨脲,六亚甲基四胺(乌咯托品),H2NY,(己)与Wittig试剂加成,VA中间体,2 -氢原子的反应,(甲)卤化反应,-超共轭效应使-氢原子的酸性增强,(乙)卤仿反应,具有,结构的化合物与卤素的碱溶液(或,三卤代醛、酮在OH溶液中不稳定, 分解为羧酸盐、三卤甲烷(卤仿):,次卤酸钠)反应,生成,三卤代醛、酮,卤仿反应还用于制备某些羧酸:,(丙) 羟醛缩合(aldol condensation),2乙基3羟基己醛,酮的缩合反应,平衡不利于产物生成。 使用提取器,不断除去产物,使平衡向 右移动:,4甲基4-羟基2戊酮 (二丙酮醇)(70%),3 氧化和
7、还原 (甲)氧化反应,银镜,砖红色,Ag+或Cu2+是温和氧化剂,只氧化醛基, 不氧化不饱和碳键。,醛很容易被H2O2、RCO3H、KMnO4、CrO3等氧化为羧酸。,多数酮的氧化无应用价值,环己酮的氧化例外。,酮比较稳定,只被酸性KMnO4或浓HNO3氧化。,(乙)还原反应(a)催化加氢,催化加氢无选择性。,(b)金属氢化物还原,LiAlH4活性高,不能使用质子溶剂,金属氢化物只还原羰基,不还原不饱和碳键。,(c) Meerwein-Ponndorf 还原,异丙醇是还原剂,异丙醇铝是催化剂。,与金属氢化物类似,异丙醇只还原羰基,不还原不饱和碳键。,(d) Clemmensen 还原,要求反应
8、物不能含有对酸或还原剂敏感基团(卤原子、羟基、硝基、碳碳双键及三键等)羧基不受影响。,(e) Wolff-Kishner 还原,与Clemmensen还原互补,要求反应物不能含有对碱敏感基团,羟基、碳碳双键及三键等不受影响。,黄鸣龙改进了Wolff-Kishner还原:,(f)Cannizzaro反应(歧化反应),无-氢原子,正辛醛的IR,苯乙酮的IR,2-丁酮的NMR,苯甲醛的NMR,11.9 醌,醌是作为相应芳烃的衍生物来命名的:,醌不具有芳香性,常常显示不饱和酮的性质。,P415 习题11.14 命名下列化合物,11.9.1 醌的制法,(1) 由酚或芳胺氧化制备,(2) 由芳烃氧化制备,(3) 由其它方法制备,11.9.3 醌的化学性质,(1) 还原,(2) 加成反应,1,4-加成,碳碳双键加成,双烯合成,综上所述,醌无芳香性,只具有不饱和酮的性质。,本章重点,羰基上亲核加成反应(加HCN、NaHSO3、ROH、H2NY、RMgX、BrCH2COOC2H5等); 羟醛缩合反应、碘仿反应及Cannizarro反应; 醛与Tollens及Fehllings的反应; 羰基还原为羟基的反应,羰基还原为亚甲基的反应; 波谱数据:,IR:乙醛CO:1730cm-1; 乙醛C-H:2720cm-1; 丙酮CO:1715cm-1;,NMR:,