醛酮和醌 (2)课件.ppt
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1、关于醛酮和醌(2)现在学习的是第1页,共130页醛和酮的官能团:醛和酮的官能团:醛和酮的官能团:醛和酮的官能团:羰基羰基羰基羰基醛醛醛醛:羰基碳原子上至少连有一个氢原子,:羰基碳原子上至少连有一个氢原子,:羰基碳原子上至少连有一个氢原子,:羰基碳原子上至少连有一个氢原子,酮酮酮酮:羰基碳原子上同时连有两个烃基。:羰基碳原子上同时连有两个烃基。:羰基碳原子上同时连有两个烃基。:羰基碳原子上同时连有两个烃基。R=R=HR=R=H:甲醛甲醛甲醛甲醛R=HR=H,R=R=烃基:烃基:烃基:烃基:醛醛醛醛R R、R=R=烃基:烃基:烃基:烃基:酮酮酮酮现在学习的是第2页,共130页11.1 11.1 醛
2、和酮的命名醛和酮的命名11.1.1 11.1.1 11.1.1 11.1.1 普通命名法普通命名法普通命名法普通命名法 (1)(1)醛的命名:与简单醇的普通命名相似;醛的命名:与简单醇的普通命名相似;醛的命名:与简单醇的普通命名相似;醛的命名:与简单醇的普通命名相似;(2)(2)酮的命名:与醚的普通命名相似。酮的命名:与醚的普通命名相似。酮的命名:与醚的普通命名相似。酮的命名:与醚的普通命名相似。正丁醛正丁醛正丁醛正丁醛异戊醛异戊醛异戊醛异戊醛二苯二苯二苯二苯(甲甲甲甲)酮酮酮酮甲基乙烯基甲基乙烯基甲基乙烯基甲基乙烯基(甲甲甲甲)酮酮酮酮甲基乙基甲基乙基甲基乙基甲基乙基(甲甲甲甲)酮酮酮酮现在
3、学习的是第3页,共130页11.1.2 11.1.2 11.1.2 11.1.2 系统命名法系统命名法系统命名法系统命名法 (1)(1)脂脂脂脂肪肪肪肪族族族族醛醛醛醛酮酮酮酮:主主主主链链链链为为为为含含含含有有有有羰羰羰羰基基基基并并并并包包包包含含含含其其其其它它它它官官官官能能能能团团团团的的的的最最最最长长长长碳碳碳碳链链链链,支支支支链链链链为为为为取取取取代代代代基基基基,编编编编号号号号从从从从近近近近羰羰羰羰基基基基处处处处开开开开始始始始 (酮酮酮酮羰羰羰羰基基基基需需需需标标标标明明明明位位位位次次次次)。环环环环一一一一般般般般作作作作取代基。可用希腊字母取代基。可用希
4、腊字母取代基。可用希腊字母取代基。可用希腊字母 、表示表示表示表示2 2、3 3、4-4-位碳原子。位碳原子。位碳原子。位碳原子。3-3-甲基丁醛甲基丁醛甲基丁醛甲基丁醛 -甲基丁醛甲基丁醛甲基丁醛甲基丁醛2-2-丁烯醛丁烯醛丁烯醛丁烯醛 -丁烯醛丁烯醛丁烯醛丁烯醛3,3-3,3-二甲基环己基甲醛二甲基环己基甲醛二甲基环己基甲醛二甲基环己基甲醛6-6-甲基甲基甲基甲基-3-3-庚酮庚酮庚酮庚酮(-甲基甲基甲基甲基-3-3-庚酮庚酮庚酮庚酮)3,5-3,5-二溴二溴二溴二溴-4-4-庚酮庚酮庚酮庚酮(,-二溴二溴二溴二溴-4-4-庚酮庚酮庚酮庚酮)现在学习的是第4页,共130页 (2)(2)芳香
5、族醛酮:常以脂链作主链,芳环为取代基。芳香族醛酮:常以脂链作主链,芳环为取代基。芳香族醛酮:常以脂链作主链,芳环为取代基。芳香族醛酮:常以脂链作主链,芳环为取代基。4-4-苯基苯基苯基苯基-3-3-丁烯丁烯丁烯丁烯-2-2-酮酮酮酮(-苯基苯基苯基苯基-3-3-丁烯丁烯丁烯丁烯-2-2-酮酮酮酮)苯乙醛苯乙醛苯乙醛苯乙醛邻羟基苯甲醛邻羟基苯甲醛邻羟基苯甲醛邻羟基苯甲醛间硝基苯乙酮间硝基苯乙酮间硝基苯乙酮间硝基苯乙酮现在学习的是第5页,共130页 (3)(3)二二二二醛醛醛醛和和和和二二二二酮酮酮酮也也也也可可可可用用用用一一一一个个个个希希希希腊腊腊腊字字字字母母母母作作作作标标标标记记记记,
6、用用用用 (相相相相邻邻邻邻)、(隔隔隔隔一一一一个个个个碳碳碳碳)、(隔两个碳隔两个碳隔两个碳隔两个碳)表示两个羰基的相对位次表示两个羰基的相对位次表示两个羰基的相对位次表示两个羰基的相对位次;(4)(4)醛醛醛醛酮酮酮酮的的的的命命命命名名名名:醛醛醛醛作作作作母母母母体体体体:酮酮酮酮羰羰羰羰基基基基作作作作取取取取代代代代基基基基 (用用用用“氧氧氧氧代代代代”二二二二字字字字表表表表示示示示);酮醛作母体:注明酮羰基碳原子位次酮醛作母体:注明酮羰基碳原子位次酮醛作母体:注明酮羰基碳原子位次酮醛作母体:注明酮羰基碳原子位次。2,3-2,3-戊二酮戊二酮戊二酮戊二酮(-戊二酮戊二酮戊二酮
7、戊二酮)2,4-2,4-戊二酮戊二酮戊二酮戊二酮(-戊二酮戊二酮戊二酮戊二酮)4-4-氧代戊醛氧代戊醛氧代戊醛氧代戊醛(-氧代戊醛氧代戊醛氧代戊醛氧代戊醛)(4-(4-戊酮醛戊酮醛戊酮醛戊酮醛)课堂练习:课堂练习:课堂练习:课堂练习:p.379380 p.379380 习题习题习题习题11.111.1、11.211.2现在学习的是第6页,共130页11.2 11.2 醛和酮的结构醛和酮的结构sp2甲醛的结构甲醛的结构甲醛的结构甲醛的结构sp2现在学习的是第7页,共130页=2.27D2.27D=2.85D2.85D易受易受亲核试剂亲核试剂进攻进攻发生发生亲核加成亲核加成反应反应羰基羰基羰基羰基
8、 电子云示意图电子云示意图电子云示意图电子云示意图现在学习的是第8页,共130页11.3 11.3 醛和酮的制法醛和酮的制法11.3.1 11.3.1 11.3.1 11.3.1 工业合成工业合成工业合成工业合成 (1)(1)低级伯醇和仲醇的氧化和脱氢低级伯醇和仲醇的氧化和脱氢低级伯醇和仲醇的氧化和脱氢低级伯醇和仲醇的氧化和脱氢现在学习的是第9页,共130页 (2)(2)羰基合成羰基合成羰基合成羰基合成现在学习的是第10页,共130页 (3)(3)烷基苯的氧化烷基苯的氧化烷基苯的氧化烷基苯的氧化现在学习的是第11页,共130页11.3.2 11.3.2 11.3.2 11.3.2 伯醇、仲醇的
9、氧化伯醇、仲醇的氧化伯醇、仲醇的氧化伯醇、仲醇的氧化伯醇:伯醇:伯醇:伯醇:仲醇:仲醇:仲醇:仲醇:羧酸羧酸羧酸羧酸酮酮酮酮醛醛醛醛现在学习的是第12页,共130页伯醇或仲醇伯醇或仲醇伯醇或仲醇伯醇或仲醇OppenauerOppenauer氧化法氧化法氧化法氧化法 (专一性反应专一性反应专一性反应专一性反应):丙酮丙酮丙酮丙酮异丙醇异丙醇异丙醇异丙醇现在学习的是第13页,共130页11.3.3 11.3.3 11.3.3 11.3.3 烯烃的臭氧化烯烃的臭氧化烯烃的臭氧化烯烃的臭氧化现在学习的是第14页,共130页11.3.4 11.3.4 11.3.4 11.3.4 羧酸衍生物的还原羧酸衍生
10、物的还原羧酸衍生物的还原羧酸衍生物的还原 (1)(1)金属氢化物还原剂:金属氢化物还原剂:金属氢化物还原剂:金属氢化物还原剂:LiAlHLiAlH4 4(强还原剂强还原剂强还原剂强还原剂),LiAl(OBu-LiAl(OBu-t t)3 3HH、Al(Al(n n-Bu)-Bu)2 2H(H(中、弱还原剂中、弱还原剂中、弱还原剂中、弱还原剂)。醇醇醇醇酰氯酰氯酰氯酰氯醛醛醛醛现在学习的是第15页,共130页 (2)(2)催化氢化控制还原法催化氢化控制还原法催化氢化控制还原法催化氢化控制还原法 (Rosenmund(Rosenmund还原法还原法还原法还原法):酯酯酯酯醛醛醛醛酰氯酰氯酰氯酰氯醛
11、醛醛醛现在学习的是第16页,共130页11.3.5 11.3.5 11.3.5 11.3.5 芳环的酰基化芳环的酰基化芳环的酰基化芳环的酰基化(2)(2)Gattermann-Koch Gattermann-Koch反应:由烷基苯合成芳醛。反应:由烷基苯合成芳醛。反应:由烷基苯合成芳醛。反应:由烷基苯合成芳醛。(1)(1)Friedel-Crafts Friedel-Crafts反应:合成芳酮反应:合成芳酮反应:合成芳酮反应:合成芳酮现在学习的是第17页,共130页11.3.6 11.3.6 11.3.6 11.3.6 炔烃的水合和硼氢化氧化水解炔烃的水合和硼氢化氧化水解炔烃的水合和硼氢化氧化
12、水解炔烃的水合和硼氢化氧化水解现在学习的是第18页,共130页例例例例:用:用:用:用C4C4以下的市售有机原料合成以下的市售有机原料合成以下的市售有机原料合成以下的市售有机原料合成答:答:答:答:答:答:答:答:现在学习的是第19页,共130页11.4 11.4 醛和酮的物理性质醛和酮的物理性质 (1)(1)性性性性状状状状:甲甲甲甲醛醛醛醛为为为为气气气气体体体体,C C1212个个个个以以以以下下下下的的的的醛醛醛醛酮酮酮酮为为为为液液液液体体体体,高高高高级级级级醛醛醛醛酮酮酮酮为为为为固固固固体体体体;低低低低级级级级醛醛醛醛有有有有刺刺刺刺鼻鼻鼻鼻的的的的气气气气味味味味,中中中中
13、级醛级醛级醛级醛 (C(C8 8CC1313)有果香有果香有果香有果香。(2)(2)沸沸沸沸点点点点:低低低低级级级级醛醛醛醛酮酮酮酮的的的的沸沸沸沸点点点点比比比比相相相相当当当当分分分分子子子子量量量量的的的的醇醇醇醇低低低低 (分分分分子子子子间间间间无无无无氢氢氢氢键键键键);比比比比相相相相当当当当分分分分子子子子量量量量的的的的烃烃烃烃类类类类高高高高 (羰羰羰羰基基基基为为为为极极极极性基团,分子间偶极矩较大性基团,分子间偶极矩较大性基团,分子间偶极矩较大性基团,分子间偶极矩较大)。图图图图11.1 11.1 醛酮沸点与烷烃沸点的比较醛酮沸点与烷烃沸点的比较醛酮沸点与烷烃沸点的比
14、较醛酮沸点与烷烃沸点的比较现在学习的是第20页,共130页 (3)(3)溶溶溶溶解解解解性性性性:低低低低级级级级醛醛醛醛酮酮酮酮易易易易溶溶溶溶于于于于水水水水,醛醛醛醛酮酮酮酮都都都都能能能能溶溶溶溶于于于于有有有有机机机机溶溶溶溶剂剂剂剂。丙丙丙丙酮酮酮酮是是是是常常常常用用用用的有机溶剂。的有机溶剂。的有机溶剂。的有机溶剂。现在学习的是第21页,共130页11.5 11.5 醛和酮的波谱性质醛和酮的波谱性质11.5.1 IR11.5.1 IR11.5.1 IR11.5.1 IR谱谱谱谱醛、酮醛、酮醛、酮醛、酮C C=OO伸缩振动:伸缩振动:伸缩振动:伸缩振动:168016801750c
15、m1750cm-1-1(s)(s),醛基醛基醛基醛基C C HH伸缩振动:伸缩振动:伸缩振动:伸缩振动:2800cm2800cm-1-12700cm2700cm-1-1(m(m,强度相近双谱带,强度相近双谱带,强度相近双谱带,强度相近双谱带)。图图图图11.2 11.2 正辛醛的红外光谱正辛醛的红外光谱正辛醛的红外光谱正辛醛的红外光谱现在学习的是第22页,共130页图图图图11.3 11.3 苯甲醛苯甲醛苯甲醛苯甲醛IRIR谱谱谱谱现在学习的是第23页,共130页图图图图11.4 11.4 苯乙酮的红外光谱苯乙酮的红外光谱苯乙酮的红外光谱苯乙酮的红外光谱单取代单取代单取代单取代现在学习的是第2
16、4页,共130页11.5.2 11.5.2 11.5.2 11.5.2 1 1 1 1H NMRH NMRH NMRH NMR谱谱谱谱图图图图11.5 11.5 丁酮的核磁共振谱丁酮的核磁共振谱丁酮的核磁共振谱丁酮的核磁共振谱 羰基有中等强度吸电性,去屏蔽效应使邻近羰基有中等强度吸电性,去屏蔽效应使邻近羰基有中等强度吸电性,去屏蔽效应使邻近羰基有中等强度吸电性,去屏蔽效应使邻近HH核核核核 值向低场位移。值向低场位移。值向低场位移。值向低场位移。现在学习的是第25页,共130页图图图图11.6 11.6 苯甲醛的核磁共振谱苯甲醛的核磁共振谱苯甲醛的核磁共振谱苯甲醛的核磁共振谱 C CHHOO:
17、受受受受羰羰羰羰基基基基各各各各向向向向异异异异性性性性及及及及羰羰羰羰基基基基吸吸吸吸电电电电性性性性的的的的双双双双重重重重去去去去屏屏屏屏蔽蔽蔽蔽效效效效应应应应影影影影响响响响,其其其其 值向低场大大位移,约为值向低场大大位移,约为值向低场大大位移,约为值向低场大大位移,约为9 910ppm10ppm。现在学习的是第26页,共130页11.6 11.6 醛和酮的化学性质醛和酮的化学性质11.6.1 11.6.1 11.6.1 11.6.1 羰基的反应活性羰基的反应活性羰基的反应活性羰基的反应活性11.6.1.1 11.6.1.1 11.6.1.1 11.6.1.1 羰基的极性羰基的极性
18、羰基的极性羰基的极性醛、酮分子结构中的主要反应活性部位:醛、酮分子结构中的主要反应活性部位:醛、酮分子结构中的主要反应活性部位:醛、酮分子结构中的主要反应活性部位:羰基,羰基,羰基,羰基,-碳。碳。碳。碳。现在学习的是第27页,共130页亲核试剂进攻点亲核试剂进攻点有亲电性有亲电性 羰基上的羰基上的羰基上的羰基上的亲核加成亲核加成亲核加成亲核加成机理:机理:机理:机理:亲电试剂进攻点亲电试剂进攻点有亲核性有亲核性11.6.1.2 11.6.1.2 11.6.1.2 11.6.1.2 亲电和亲核反应活性亲电和亲核反应活性亲电和亲核反应活性亲电和亲核反应活性?现在学习的是第28页,共130页11.
19、6.1.3 11.6.1.3 11.6.1.3 11.6.1.3 电子效应和空间效应对反应活性的影响电子效应和空间效应对反应活性的影响电子效应和空间效应对反应活性的影响电子效应和空间效应对反应活性的影响一一一一.电子效应电子效应电子效应电子效应 C C=OO基基基基上上上上连连连连有有有有吸吸吸吸电电电电子子子子基基基基,中中中中心心心心C C原原原原子子子子正正正正电电电电性性性性增增增增加加加加,利利利利于于于于亲亲亲亲核核核核加加加加成成成成反应;连有推电子基,则不利于反应。反应;连有推电子基,则不利于反应。反应;连有推电子基,则不利于反应。反应;连有推电子基,则不利于反应。转化率转化率
20、转化率转化率:R=CHR=CH3 3,50%,50%R=CF R=CF3 3,100%,100%反应活性:反应活性:反应活性:反应活性:现在学习的是第29页,共130页二二二二.空间效应空间效应空间效应空间效应 C C=OO上上上上连连连连接接接接的的的的基基基基团团团团体体体体积积积积增增增增大大大大,空空空空间间间间位位位位阻阻阻阻增增增增大大大大,不不不不利利利利于于于于亲亲亲亲核核核核试试试试剂剂剂剂进进进进攻攻攻攻,并并并并使使使使形形形形成的中间体稳定性降低。成的中间体稳定性降低。成的中间体稳定性降低。成的中间体稳定性降低。反应活性:反应活性:反应活性:反应活性:现在学习的是第30
21、页,共130页11.6.2 11.6.2 11.6.2 11.6.2 羰基的亲核加成羰基的亲核加成羰基的亲核加成羰基的亲核加成亲核试剂亲核试剂亲核试剂亲核试剂:(1)(1)碳亲核试剂:碳亲核试剂:碳亲核试剂:碳亲核试剂:HCNHCN、RMgXRMgX、WittigWittig试剂等;试剂等;试剂等;试剂等;(2)(2)氮亲核试剂:氨衍生物;氮亲核试剂:氨衍生物;氮亲核试剂:氨衍生物;氮亲核试剂:氨衍生物;(3)(3)氧亲核试剂:氧亲核试剂:氧亲核试剂:氧亲核试剂:ROH ROH 等;等;等;等;(4)(4)硫亲核试剂:硫亲核试剂:硫亲核试剂:硫亲核试剂:NaHSONaHSO3 3,RSH RS
22、H 等;等;等;等;决速步骤决速步骤决速步骤决速步骤:现在学习的是第31页,共130页11.6.2.1 11.6.2.1 11.6.2.1 11.6.2.1 与亚硫酸氢钠加成与亚硫酸氢钠加成与亚硫酸氢钠加成与亚硫酸氢钠加成试剂试剂试剂试剂:NaHSONaHSO3 3(含硫亲核试剂含硫亲核试剂含硫亲核试剂含硫亲核试剂),一种弱亲核性试剂;,一种弱亲核性试剂;,一种弱亲核性试剂;,一种弱亲核性试剂;溶剂:溶剂:溶剂:溶剂:饱和饱和饱和饱和NaHSONaHSO3 3 或或或或 无水乙醚;无水乙醚;无水乙醚;无水乙醚;反应底物反应底物反应底物反应底物:醛、脂肪族甲基酮、:醛、脂肪族甲基酮、:醛、脂肪族
23、甲基酮、:醛、脂肪族甲基酮、C C8 8以下脂环酮;以下脂环酮;以下脂环酮;以下脂环酮;反应特点反应特点反应特点反应特点:可逆反应;:可逆反应;:可逆反应;:可逆反应;产物产物产物产物:-羟基磺酸钠羟基磺酸钠羟基磺酸钠羟基磺酸钠现在学习的是第32页,共130页-羟基磺酸钠羟基磺酸钠羟基磺酸钠羟基磺酸钠亲核试剂亲核试剂注意可能引入的立体化学因素!注意可能引入的立体化学因素!注意可能引入的立体化学因素!注意可能引入的立体化学因素!现在学习的是第33页,共130页 产物性质:产物性质:产物性质:产物性质:(1)(1)溶于水,不溶于饱和溶于水,不溶于饱和溶于水,不溶于饱和溶于水,不溶于饱和NaHSON
24、aHSO3 3溶液和醚溶液;溶液和醚溶液;溶液和醚溶液;溶液和醚溶液;利用:利用:利用:利用:使可逆反应向生成物方向进行。使可逆反应向生成物方向进行。使可逆反应向生成物方向进行。使可逆反应向生成物方向进行。(2)(2)在酸性或碱性水溶液中加热分解成原来的醛、酮。在酸性或碱性水溶液中加热分解成原来的醛、酮。在酸性或碱性水溶液中加热分解成原来的醛、酮。在酸性或碱性水溶液中加热分解成原来的醛、酮。利用:利用:利用:利用:分离、提纯醛分离、提纯醛分离、提纯醛分离、提纯醛/甲基酮甲基酮甲基酮甲基酮/环酮。环酮。环酮。环酮。现在学习的是第34页,共130页11.6.2.2 11.6.2.2 11.6.2.
25、2 11.6.2.2 与醇加成与醇加成与醇加成与醇加成试剂试剂试剂试剂:ROH(ROH(含氧亲核试剂含氧亲核试剂含氧亲核试剂含氧亲核试剂),一种弱亲核试剂;,一种弱亲核试剂;,一种弱亲核试剂;,一种弱亲核试剂;催化剂催化剂催化剂催化剂:无水强酸;:无水强酸;:无水强酸;:无水强酸;反应底物反应底物反应底物反应底物:醛、简单结构酮:醛、简单结构酮:醛、简单结构酮:醛、简单结构酮/脂环酮;脂环酮;脂环酮;脂环酮;反应特点反应特点反应特点反应特点:可逆反应;:可逆反应;:可逆反应;:可逆反应;产物产物产物产物:半缩醛半缩醛半缩醛半缩醛/酮、缩醛酮、缩醛酮、缩醛酮、缩醛/酮酮酮酮现在学习的是第35页,
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