首页化学有机化学有机化学 06 第八章 醛 酮 醌.ppt

06 第八章 醛 酮 醌.ppt

页数:31页文件大小:642.0 KB来源: 有机化学ppt课件

本课件讲解醛、酮、醌三类羰基化合物。先介绍醛酮的分类命名与物理性质,再系统展开亲核加成反应、α-H 的卤代与羟醛缩合、氧化与还原反应,最后说明醌型结构与醌的加成还原性质。

第八章醛酮醌章节封面,标出羰基、醛基与酮基三种官能团并提示本章的三类化合物主线
醛酮分类与命名规则页,说明含羰基最长链为主链且酮羰基需标位次并给出己酮、硝基苯乙酮示例
醛酮命名示例页,列出甲基丁醛、苯基丙烯醛与水杨醛、香草醛等脂肪族与芳香族醛的命名
查看本课件的文字版(共 31 页,供检索与复制)

第1页:醛酮醌章节封面

8 醛酮醌

羰基
C=O,醛与酮的共同官能团
醛基
—CHO
酮基
>C=O

第2页:醛酮的分类与命名

8.1 醛(aldehydes)酮(ketones)——一、分类、命名

分类
①根据羰基所连接的 -R;②根据羰基的数目
命名
含羰基的最长碳链为主链,编号从靠近羰基的一端开始;酮羰基需标明位次
芳香族醛、酮
以脂肪族醛、酮为母体,芳基作为取代基

示例:5-甲基-3-己酮、5-甲基-5-己烯-3-酮、3-硝基苯乙酮

第3页:醛酮命名示例

命名示例

  • 3-甲基丁醛
  • 3-甲基-3-丁烯醛
  • 3-苯基丙烯醛
  • 2-羟基苯甲醛(水杨醛)
  • 4-羟基-3-甲氧基苯甲醛(香草醛)
  • 3-苯基-2-丁烯醛

第4页:醛酮的物理性质

二、物理性质

溶解度
羰基中的氧可与 H2O 分子形成氢键,低级的醛、酮可溶于水;其他醛、酮在水中的溶解度随相对分子质量的增加而减小,芳醛、芳酮微溶或不溶于水。
沸点
醛、酮的沸点比分子量相近的烃及醚高;分子间不能形成氢键,沸点较相应的醇低。

第5页:醛酮的化学性质概览

三、化学性质:发生反应的主要部位为羰基与 α-H

  1. 亲核加成反应
  2. α-H 的反应
  3. 氧化反应
  4. 还原反应

第6页:与HCN的加成

(1)与 HCN 加成反应:生成 α-羟基腈,反应可逆,是有机合成上增长碳链的方法。

实验现象

  • HCN 与丙酮加成,3~4 小时内只有一半原料反应
  • 加 1 滴 KOH 溶液,2 min 内即可完成反应
  • 加酸反应速率减小,加入大量酸放置多天也不发生反应

第7页:亲核加成机理与活性

事实表明:HCN 与羰基的加成反应起决定作用的是 CN-。碱催化下的反应分步进行,首先与羰基碳结合的是 CN-;由亲核试剂进攻而引起的加成反应称为亲核加成。

  • 醛、酮与 HCN 亲核加成反应活性由易到难的次序可用电子效应和空间效应解释
  • 注意:C=C 不与 HCN 反应
  • 反应范围:醛、脂肪族的甲基酮和小于 8 个碳的环酮

第8页:与NaHSO3的加成

(2)与饱和 NaHSO3 加成:生成白色结晶状加成物。

反应范围
与 HCN 相同,即醛、脂肪族甲基酮和 C8 以下的环酮
用途
鉴别、分离或提纯醛、脂肪族甲基酮和 C8 以下的环酮

第9页:半缩醛与缩醛的生成

(3)与 ROH 的加成

半缩醛
先生成含半缩醛羟基的半缩醛,一般不稳定,很难分离出来
缩醛(酮)
可看作是同碳二元醇的醚(胞二醚),对碱、氧化剂、还原剂都稳定

生成缩醛的方法在有机合成中可用来保护醛基。

第10页:醛酮章节过渡页

本页源文件仅提取到章节名页眉「8 醛酮醌」,无正文文字,内容以原课件图片中的结构式与反应式呈现。

注:本页正文字符少于 60 字,建议对照原课件图片补充本页要点。

第11页:环状半缩醛与缩酮

  • 酮与醇形成半缩酮的反应较难;若使酮在酸催化下与乙二醇作用并移去生成的水,可得到环状缩酮
  • 环状的半缩醛较稳定,能够分离得到
  • 半缩醛结构在糖化学中具有重要意义

第12页:与Grignard试剂的加成

(4)与 Grignard 试剂的加成:Grignard 试剂中的碳镁键高度极化,碳原子带部分负电荷,是较强的亲核试剂。

  • 与甲醛反应 → 生成伯醇
  • 与其他醛反应 → 生成仲醇
  • 与酮反应 → 生成叔醇

第13页:与H2O的加成

(5)与 H2O 的加成:生成胞二醇(同碳二醇),一般不稳定。

水合三氯乙醛
可作安眠药和兽医麻醉剂
水合茚三酮
可用于氨基酸色谱分析的显色剂

第14页:与氨的衍生物加成

(6)与氨的衍生物加成:属加成—消除反应。

羰基试剂:羟胺、肼、苯肼、2,4-二硝基苯肼、氨基脲

第15页:羰基试剂与加成产物

常见羰基试剂及其加成缩合产物
羰基试剂加成缩合产物
羟胺肟
肼腙
苯肼苯腙
2,4-二硝基苯肼2,4-二硝基苯腙
氨基脲缩氨脲

上述产物都是结晶、具有固定熔点,可用来鉴别醛、酮;在稀酸作用下能水解为原来的醛和酮,可用于分离、提纯醛、酮。

第16页:卤代反应与卤仿反应

2、α-H 的反应——(1)卤代反应及卤仿反应

  • 在酸或碱催化下,醛、酮分子中的 α-H 被卤素取代,生成 α-卤代醛、酮
  • 酸催化下卤代反应可停留在一卤代物阶段
  • 碱性条件下含多个 α-氢原子的醛、酮难停留在一卤代物阶段,得到同一 α-C 上的多卤代物

第17页:碘仿反应

卤仿反应:含 3 个 α-H 的醛、酮在碱性条件下卤代时,3 个 α-H 全被卤素取代,生成的三卤代醛、酮在碱性溶液中分解成 CHX3 和羧酸盐,称为卤仿反应。

碘仿反应
用次碘酸钠(I2 + NaOH)作试剂,产生具有特殊气味的黄色结晶碘仿(iodoform reaction),可用于鉴别含 CH3CO— 结构的化合物

第18页:羟醛缩合反应

(2)羟醛缩合反应:在稀碱作用下,一分子醛的 α-H 与另一分子醛的羰基加成,生成 β-羟基醛,称为羟醛缩合反应。

从反应机理看,羟醛缩合实际上也是亲核加成反应。

第19页:交叉羟醛缩合

  • 含有 α-H 的两种不同的醛在稀碱作用下发生交叉羟醛缩合,可生成至少 4 种不同产物,分离困难,实用意义不大
  • 甲醛或其他不含 α-H 的醛与含有 α-H 的醛进行交叉羟醛缩合,有一定的应用价值

第20页:酮的羟醛缩合

酮在相同条件下进行羟醛缩合反应时,只能得到少量 β-羟基酮。

注:本页源文件以反应式为主,具体产物与条件以原课件图片为准。

第21页:醛的氧化与弱氧化剂

3、氧化和还原反应——(1)氧化反应:醛很容易被氧化,弱氧化剂可氧化醛成羧酸而不能使酮氧化,利用这一性质可区别醛和酮。

常用弱氧化剂的组成与适用对象
试剂组成说明
Tollen 试剂银氨溶液 Ag(NH3)2+醛发生银镜反应
Fehling 试剂A:CuSO4;B:NaOH、酒石酸钾钠产生砖红色沉淀;不氧化芳醛
Benedict 试剂CuSO4、Na2CO3、柠檬酸钠不氧化甲醛

上述氧化不氧化分子中的重键。

第22页:弱氧化剂的使用注意

  • Fehling 试剂不氧化芳醛
  • Benedict 试剂不氧化甲醛
  • Tollen 试剂反应时出现银镜反应
  • Fehling 试剂反应时出现砖红色沉淀

第23页:还原反应的主要方法

(2)还原反应

  • A、催化加氢(Ni、Pt)
  • B、金属氢化物还原
  • C、Clemmensen 还原

第24页:黄鸣龙反应与Cannizzaro反应

D、Kishner-Wolff-黄鸣龙反应
在碱性条件下进行,可还原对酸敏感的醛、酮,与 Clemmensen 还原法互补
E、Cannizzaro 反应(歧化反应)
不含 α-氢原子的醛在浓碱作用下自身发生氧化还原反应,一分子醛氧化成羧酸,另一分子醛还原成醇

分子间同时进行性质相反的两种反应称歧化反应;在不同分子间进行的称为交叉 Cannizzaro 反应。

第25页:季戊四醇的制备

甲醛参加的交叉 Cannizzaro 反应中,因甲醛有强还原性,通常甲醛被氧化为甲酸。

该反应是实验室和工业上制备季戊四醇的方法。

注:本页源文件以反应式为主,具体配比与条件以原课件图片为准。

第26页:醛酮合成练习

合成:本页为醛酮相关合成路线的练习,源文件仅提取到「合成」标题。

注:本页正文字符少于 60 字,具体合成目标与路线以原课件图片为准。

第27页:合成练习(C2以下原料)

合成:C2 和 C2 以下的化合物任用,设计目标分子的合成路线。

注:本页源文件以结构式为主,目标分子与路线以原课件图片为准。

第28页:增长碳链的方法小结

小结:增长碳链的方法

  • 1、羟醛缩合反应
  • 2、利用格氏试剂增一个、二个、多个碳
    • A 与环氧乙烷反应
    • B 与二氧化碳反应
    • C 与醛、酮反应
  • 3、引入 CN- 增长一个碳
    • A 卤代烃与氰化钠反应
    • B 羰基化合物与氢氰酸反应

第29页:醌的结构和命名

8.2 醌——一、结构和命名

醌型结构
C=C 与 C=O 之间组成 π-π 共轭体系

常见醌:对苯醌、邻苯醌、α-萘醌、β-萘醌、蒽醌

第30页:醌的加成反应

二、醌的化学性质——1、加成反应:醌具有典型的烯烃和羰基化合物的性质。

双键加成
可发生 1,2-加成与 1,4-加成
羰基加成
羰基可按羰基化合物的方式加成

第31页:醌的还原反应

2、还原反应:醌还原生成氢醌(对苯二酚)。

氢醌与醌组成氢醌电极,可用于测定 H+ 浓度。

顶部目录