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14 第10章 醛和酮.ppt

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本课件讲解醛和酮,从羰基结构与命名入手,系统分析亲核加成反应及其机理,并介绍氧化还原、缩合反应与醛酮的常用制备方法。并通过亲核加成、氧化还原与制备的例题巩固本章重点。

第10章 醛和酮章节封面,说明羰基Carbonyl group醛Aldehydes酮Ketones羧酸酯酰胺酰卤醛
10.1 羰基,说明表中各项数据的对应关系
10.2 醛酮的命名,归纳首先选择含有羰基的最长碳链为主链
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第1页:第10章 醛和酮

羰基Carbonyl group醛Aldehydes酮Ketones羧酸酯酰胺酰卤醛酮第10章醛和酮

第2页:10.1 羰基

10.1羰基的结构偶极矩:2.3~2.9 D

第3页:10.2 醛酮的命名

  • 10.2醛酮的命名
  • 首先选择含有羰基的最长碳链为主链,从醛基一端或从靠近羰基一端开始编号,醛羰基一定在碳链的一端,永远是第一位,故命名时羰基的位次可以不用标出,但酮羰基的位次必须标出(个别例外)

第4页:化合物中含有不饱和键

化合物中含有不饱和键时,编号依然是从靠近羰基一端开始,标明双键的位次,碳原子的数目在不饱和键的前面表示

第5页:如果碳链上连有芳基或环烷基,把它们作为取

如果碳链上连有芳基或环烷基,把它们作为取代基对待

第6页:羰基在环内时,则

羰基在环内时,则命名为环某酮,编号时羰基为第一位

第7页:多元醛酮编号时应使羰基的位次尽可能小

多元醛酮编号时应使羰基的位次尽可能小
见本页图示说明。
基,可将某一个羰基作为取代基,酮羰基作为取代基时
羰基,醛羰基作为取代基时称为甲酰基
4-氧代戊醛
见本页图示说明。

第8页:IR:10.3醛酮的物理

IR:10.3醛酮的物理性质

第9页:

第10页:

第11页:1H NMR

1H NMR:

第12页:

第13页:R)-Carvone (S)-Carv

(R)-Carvone (S)-Carvone(R)-香芹酮(S)-香芹酮薄荷味蒿子味

第14页:10.4 醛酮

10.4醛酮的制备1.醇的氧化最常用的氧化剂:(1)高锰酸钾(2)铬氧化剂铬酸(适合于将仲醇氧化为酮)Collins试剂氯铬酸吡啶盐(PCC)重铬酸吡啶盐(PDC)

第15页:Swern试剂

Swern试剂:二甲基亚砜-二环己基碳二亚胺(DMSO-DCC)二甲基亚砜-乙酸酐(DMSO-Ac2O)二甲基亚砜-三氟乙酸酐[DMSO-(CF3CO)2O]二甲基亚砜-草酰氯Swern氧化的反应活性高,特别适合于有立体位阻的醇的氧化,但通常都需要在低温下进行

第16页:绿色合成

绿色合成

第17页:2.炔烃和胞二卤代物的水解

2.炔烃和胞二卤代物的水解

第18页:3.烯烃的氧化

3.烯烃的氧化

第19页:烯烃的羰基化法

烯烃的羰基化法是制备醛的重要方法。反应一般需要高压和过渡金属催化,最常用的催化剂为羰基钴。工业上用丙烯羰基合成法来制备丁醛:

第20页:4.傅氏酰基化

4.傅氏酰基化

第21页:5.瑞默-梯曼

5.瑞默-梯曼(Reimer-Tiemann)反应

第22页:工业上如何合成一些简单的醛和酮

工业上如何合成一些简单的醛和酮?

第23页:

第24页:

第25页:10.5 醛

10.5醛、酮的亲核加成反应含碳亲核试剂:HCN,RM含氧亲核试剂:ROH, H2O, OH-含硫亲核试剂:NaHSO3,RSH含氮亲核试剂:NH3,N3

第26页:1.与含碳亲核试剂的加成(1)与氢氰酸加

  • 1.与含碳亲核试剂的加成(1)与氢氰酸加成α-羟基腈(α-腈醇)剧毒bp26.5
  • C

第27页:

第28页:(2)与有机金属试剂加成

(2)与有机金属试剂加成

第29页:

第30页:Reformatsky

Reformatsky反应——

第31页:2.与含氧亲核试剂的加成催化剂

2.与含氧亲核试剂的加成催化剂:干燥的氯化氢气体,或无水强酸

第32页:反应机理

反应机理:

第33页:如果一个分子中同时含有羟基和醛基

如果一个分子中同时含有羟基和醛基,只要二者位置适当,通常可自动生成环状半缩醛,并且能够稳定存在

第34页:酮也能与醇生成半缩酮或缩酮,但

酮也能与醇生成半缩酮或缩酮,但反应比较困难。常用原甲酸酯在酸催化下与酮反应来制备缩酮

第35页:环状缩醛或酮——有机合成中的保护基团

环状缩醛或酮——有机合成中的保护基团

第36页:3.与含硫亲核试剂的加成饱和(40%)亚

3.与含硫亲核试剂的加成饱和(40%)亚硫酸氢钠溶液α-羟基磺酸钠

第37页:α-羟基磺酸钠能与

α-羟基磺酸钠能与NaCN反应制备α-腈醇,这种制备腈醇的方法可以避免直接使用剧毒的HCN,比较安全

第38页:环状硫代缩酮

环状硫代缩酮

第39页:4.与含氮亲核试剂的加成伯胺亚胺

4.与含氮亲核试剂的加成伯胺亚胺(imines)席夫碱(Schiff base)

第40页:肼(NH,肼

肼(NH2NH2)和羟胺(NH2OH)与伯胺相似,它们与醛、酮加成,分别生成腙(hydrazones)和肟(oximes)

第41页:

第42页:仲胺与醛

仲胺与醛、酮反应时,其加成产物也脱去一分子水,但脱水产物不是亚胺,而是含C-C双键的烯胺(enamines)

第43页:问题:分子中同时含有羟基和羰基

问题:分子中同时含有羟基和羰基的化合物通常以更稳定的环状半缩醛或环状缩醛形式存在,试写出下列环状半缩醛和环状缩醛的开链式结构:

第44页:问题:试写出下列

问题:试写出下列反应的预期产物:

第45页:α,β-不饱和醛酮的1,4-共轭

α,β-不饱和醛酮的1,4-共轭加成——Michael加成反应

第46页:

第47页:2.6 醛和酮α-碳

2.6醛和酮α-碳上的反应1、α-氢的酸性酮式烯醇式(8%)(92%)pKa=9苯酚pKa=9.98

第48页:羰基等吸电子基团活化α-氢的能力有

羰基等吸电子基团活化α-氢的能力有以下次序:CHO>COPh>COR>CN>COX>CO2R>CO2H丙酮pKa=20RCH2NO2pKa=10NCCH2CNpKa=11

第49页:问题:薄荷酮、孟烷酮和异孟烷酮

问题:薄荷酮、孟烷酮和异孟烷酮是三个具有光学活性的天然化合物:(-)-薄荷酮孟烷酮异孟烷酮试对以下现象提出合理的解释:(1)在乙醇钠的乙醇溶液中放置一段时间,光学纯的薄荷酮([α]D=-32o)会变成消旋的薄荷酮([α]D=0)

(2)用90%的硫酸处理,孟烷酮转变为孟烷酮和异孟烷酮的混合物

第50页:2、 α-卤化反应

2、α-卤化反应

第51页:酸催化过程

酸催化过程:

第52页:不对称酮的两种不同α-氢被卤素取代的优先

不对称酮的两种不同α-氢被卤素取代的优先次序为:CH>CH2>CH3

第53页:

第54页:碱催化过程

碱催化过程:

第55页:——卤仿反应强拉电子作用

——卤仿反应强拉电子作用

第56页:黄色沉淀,黄色沉淀88%53%

黄色沉淀88%53%

第57页:

第58页:问题:预测下列

问题:预测下列反应的产物:

第59页:3、 α-烷基化反应

3、α-烷基化反应

第60页:动力学控制产物热力学控制产物

动力学控制产物热力学控制产物

第61页:问题:在叔丁醇中于室温下用叔丁醇

问题:在叔丁醇中于室温下用叔丁醇钾处理酮A,几乎完全得到酮B。而酮A在低温下(-72oC)于四氢呋喃中与二异丙基氨基锂作用,接着加热,则主要得到酮C。试写出酮B和酮C的形成过程,并解释在这两种不同条件下生成两种不同产物的原因

第62页:Michael加成

Michael加成反应

第63页:4、 羟醛缩合

4、羟醛缩合反应碱只是一个催化剂

第64页:

第65页:

第66页:交叉羟醛缩合

交叉羟醛缩合

第67页:问题:试写出下列

问题:试写出下列反应的预期产物:

第68页:——Robinson并环

——Robinson并环反应

第69页:问题:试写出下列

问题:试写出下列反应的预期产物:

第70页:10.7 羰基的还原

10.7羰基的还原反应醛、酮的羰基可发生多种还原反应,还原产物有醇和烃两种类型1.金属氢化物还原金属氢化物还原剂:LiAlH4、NaBH4、KBH4

第71页:反应机理

反应机理:

第72页:NaBH4的还原能力不如LiAlH4的强

NaBH4的还原能力不如LiAlH4的强,但具有较高的选择性,例如,NaBH4还原醛、酮的羰基时,分子中的酯基(CO2R)、羧基(CO2H)、腈基(CN)和硝基(NO2)等基团可不受影响,而这些基团都能被LiAlH4还原。NaBH4和LiAlH4都不能将分子中的碳-碳双键和三键还原

第73页:2.催化氢化在催化加氢

2.催化氢化在催化加氢条件下,分子中的碳-碳双键和三键、CN和NO2等基团都容易被还原

第74页:3 .Meerwein-Ponndorf

3 .Meerwein-Ponndorf还原

第75页:谁是还原剂,谁是还原剂?

谁是还原剂?

第76页:4.Clemmensen还原

4.Clemmensen还原88%

第77页:5.Wolff-Kishner-黄鸣龙还

5.Wolff-Kishner-黄鸣龙还原82%

第78页:6.Cannizzaro

6.Cannizzaro反应

第79页:反应机理

反应机理:

第80页:使用两种不同的无α-氢的醛,可进行交叉

使用两种不同的无α-氢的醛,可进行交叉的歧化反应。例如:甲醛的羰基比苯甲醛的活泼,因此首先被OH-进攻,从而成为氢的供体,本身被氧化成甲酸

第81页:工业生产季戊四醇

工业生产季戊四醇:

第82页:问题1.试写出下列

问题1.试写出下列反应的预期产物:

第83页:问题2.试写出实现下列转化的最佳试剂

问题2.试写出实现下列转化的最佳试剂:

第84页:10.8 醛酮的氧化

10.8醛酮的氧化反应1.醛氧化成酸常用氧化剂:铬酸和高锰酸钾乙醛、苯甲醛等许多醛可被空气氧化

第85页:2.Baeyer-Villiger氧化

2.Baeyer-Villiger氧化

第86页:过氧酸酯酯羧酸基团的迁移能力有以下顺序

过氧酸酯酯羧酸基团的迁移能力有以下顺序:R3C->R2CH->RCH2->CH3-

第87页:67%

67%

第88页:问题.写出下列化合物与过氧酸发生氧化

问题.写出下列化合物与过氧酸发生氧化反应的产物:

第89页:10.9 磷和硫叶立德与醛

10.9磷和硫叶立德与醛、酮的缩合反应磷叶立德(Ylide)——Wittig反应

第90页:

第91页:锍盐二甲基硫叶立德锍盐二甲亚砜叶立德硫叶

锍盐二甲基硫叶立德锍盐二甲亚砜叶立德硫叶立德

第92页:

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