辽宁中医药大学杏林学院讲稿
课程名称:有机化学
第十一章醛、酮和醌
学习要求
1.掌握羰基(碳氧双键)和碳碳双键的结构差异及其在加成上的不同。
2.掌握醛酮的主要制法。
3.熟练掌握醛酮的化学性质,理解亲核加成反应历程。 4.掌握醛与酮在化学性质上的差异,如氧化反应、歧化反应等。
醛和酮都是分子中含有羰基(碳氧双键)的化合物,羰基与一个烃基相连的化合物称为醛,与两个烃基相连的称为酮。
RO( )RCR'酮
HCO醛( RCHO )RCR'O 年 月 日 x0404-08
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§11.1 醛和酮
一、分类、命名、异构和结构 1 分类
醛 酮
CHO芳香醛不饱和醛CH3CH2CH2CHOCHO脂肪醛脂环醛OCH3CH2-C-CH3
脂肪酮
CH3CH=CHCHOCH2CHOCH2CHOO脂环酮OC-CH3芳香酮OCH3CH=CH-C-CH3不饱和酮OOO二元酮CH3-C-CH2-C-CH3二元醛2 同分异构现象
醛酮的异构现象有碳连异构和羰基的位置异构。 3 醛酮的命名
选择含有羰基的最长碳链为主链,从靠近羰基的一端开始编号。例如: CH3-CH-CH2CHOCH3 3甲基丁醛 2-C-CH2CH3CH3CH
3戊酮OC6H5-CH-CHOCH32苯基丙醛OOCH3-C=CHCH2CH2-CH-CH2CHOCH2CH33,7二甲基 6辛醛H3COCH3-C-CH2-C-CH32,4戊二酮3甲基环戊酮
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碳原子的位置也可用希腊字母表示。 例如:
δγβαOCCCCCHCH3CH=CHCH2CHOβ丁烯醛
4 醛、酮的结构
醛酮的官能团是羰基,所以要了解醛酮必须先了解羰基的结构。
COCOπ键σ键H116.5。COH近平面三角形结构121.8。
sp2杂化C=O = σ+π 与 相似 CC
C=O双键中氧原子的电负性比碳原子大,所以π电子云的分布偏向氧原子,故羰基是极化的,氧原子上带部分负电荷,碳原子上带部分正电荷。<
COCπ OδCδO
电负性C < Oπ电 子云偏向氧原子极性双键 二、醛和酮的物理性质
物态:CH2O为气体;C2-C12醛、酮为液体;C13以上醛、酮为固体。
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C9、C10的醛、酮具有花果香味,常用于香料工业。 沸点:与分子量相近的醇、醚、烃相比,有b.p:醇>醛、酮>醚>烃。
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:
HR-OHH-ORHC=OHH-ORR'C=OHH-O
三、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氧负离子,它较带正电荷的碳原子要稳定得多,因此反应中心是羰基中带正电荷的碳。所以羰基易与亲核试剂进行加成反应(亲核加成反应)。
此外,受羰基的影响,与羰基直接相连的α-碳原子上的氢原子(α-H)较活泼,能发生一系列反应。亲核加成反应和α-H的反应是醛、酮的两类主要化学性质。 醛、酮的反应
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与结构关系一般描述如下:
1 亲核加成反应
1.与氢氰酸的加成反应
CO+ HCNCNα羟基睛COHCHδCδORH( )酸和亲电试剂进攻富电子的氧碱和亲核试剂进攻缺电子的碳涉及醛的反应( 氧化反应 )αH的反应羟醛缩合反应卤代反应
反应范围:醛、脂肪族甲基酮。ArCOR和ArCOAr难反应。αβγδα-羟基腈是很有用的中间体,它可转变为多种化合物,例如:
(CH3)2CCNOHH2OH2O/HHCH3CH2=C-CN(CH3)2CCOOHOH(CH3)2CCH2NH2OHCH3OHHCH3CH2=C-COOCH3 2.与格式试剂的加成反应
CO+ R MgXδ δδδ无水乙醚COMgXRH2ORCOH +HOMgX
式中R也可以是Ar。故此反应是制备结构复杂的醇的重要方法。
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