酮和醛 核磁共振谱精选课件.ppt
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1、关于酮和醛 核磁共振谱第一页,本课件共有91页第十二章第十二章醛和酮醛和酮学习要求计划课时数学习要求计划课时数4课时课时1、掌握醛、酮的结构特点及命名方法。、掌握醛、酮的结构特点及命名方法。2、掌握醛酮的亲核加成反应(与醇、氢氰酸、亚掌握醛酮的亲核加成反应(与醇、氢氰酸、亚硫酸钠、格林那试剂,氨及其衍生物的加成)。硫酸钠、格林那试剂,氨及其衍生物的加成)。3、掌握掌握H的反应:羟醛缩合发生的条件、形式和的反应:羟醛缩合发生的条件、形式和应用;卤仿反应的条件和在鉴别及合成上的应用。应用;卤仿反应的条件和在鉴别及合成上的应用。4、理解亲核加成反应的历程。、理解亲核加成反应的历程。5、理解、理解C=
2、C和和C=O双键的结构差异以及在加成双键的结构差异以及在加成反应上的不同点。反应上的不同点。第二页,本课件共有91页6、理解醛酮化合物的还原方法,并能区、理解醛酮化合物的还原方法,并能区别各种还原剂的应用范围。别各种还原剂的应用范围。7、理解醛酮化合物的氧化反应、与托伦、理解醛酮化合物的氧化反应、与托伦试剂和斐林试剂反应的结构要求及应用试剂和斐林试剂反应的结构要求及应用8、理解康尼查罗反应的条件和交错康尼、理解康尼查罗反应的条件和交错康尼查罗的应用。查罗的应用。9、了解饱和一元醛酮的常用制备方法。、了解饱和一元醛酮的常用制备方法。10、了解饱和一元醛酮的代表物。、了解饱和一元醛酮的代表物。第三
3、页,本课件共有91页醛和酮均含有醛和酮均含有羰基官能团羰基官能团:羰基碳原子上至少连有一个氢原子的叫醛:羰基碳原子上至少连有一个氢原子的叫醛:CHO或或叫醛基。叫醛基。羰基碳原子上同时连有两个烃基的叫酮。羰基碳原子上同时连有两个烃基的叫酮。第十二章醛和酮第十二章醛和酮第四页,本课件共有91页sp2易受易受亲核试剂亲核试剂进攻,进攻,发生亲核加成发生亲核加成12.1醛、酮的结构和命名醛、酮的结构和命名1、醛酮的结构醛酮的结构甲醛的结构甲醛的结构羰基羰基电子云示意图电子云示意图偶极矩偶极矩2.27D偶极矩偶极矩2.85D第五页,本课件共有91页2、命名、命名(1)普通命名法普通命名法醛醛可由可由相
4、应醇相应醇的普通名称出发,仅需将名称中的的普通名称出发,仅需将名称中的醇醇改成改成醛醛CH3OH甲甲醇醇CH3CH2OH乙乙醇醇CH3CHCH3CH2OH异异丁丁醇醇COHHCH3COHCHOCH3CHCH3甲甲醛醛乙乙醛醛异异丁丁醛醛第六页,本课件共有91页酮酮在在酮酮字的前面加上所连接的两个字的前面加上所连接的两个烃基烃基的名称。的名称。(与与醚醚命名相似)命名相似)甲甲乙乙酮酮二二仲仲丁丁基基酮酮CH3COCH2CH3CH3CH2CHCH3C CHO CH3CH2CH3CH3COCH3C CH3O丙丙酮酮(二二甲甲酮酮)苯苯乙乙酮酮(甲甲基基苯苯基基酮酮)第七页,本课件共有91页2.系统
5、命名法系统命名法选主链选主链含有含有羰基羰基的的最长最长碳链为主链。碳链为主链。编编号号从靠近从靠近羰基羰基的的一端一端开始编号。开始编号。取代基的位次、数目及名称写在醛酮名称前面,并注明取代基的位次、数目及名称写在醛酮名称前面,并注明酮酮分分子中子中羰基羰基的位置。的位置。233CHCHCH3CHCH2CHOCH3CHCOCH3CH4-甲甲基基-2-戊戊酮酮3-甲甲基基丁丁醛醛(-甲甲基基丁丁醛醛)124335124第八页,本课件共有91页CHOCHCHCH3OCCH2CH3OCHCCH33CHOCHCH CH22CH CHOCH3CHBrCHCHCH32-丁丁烯烯醛醛41233-苯苯基基丙
6、丙烯烯醛醛1235-溴溴-3-甲甲基基己己醛醛6241353-甲甲基基-2,5-己己二二酮酮325614第九页,本课件共有91页CH2CH2COCH3CHOOHCHOOCH3OHOOCH3邻邻羟羟基基苯苯甲醛甲醛环环己己酮酮4-苯苯基基-2-丁丁酮酮41234-羟羟基基-3-甲甲氧氧基基苯苯甲甲醛醛5123463-甲甲基基环环己己酮酮123456第十页,本课件共有91页 醇的氧化醇的氧化通过控制条件可以由通过控制条件可以由伯醇伯醇氧化制得氧化制得醛醛CH3CH2OHCH3CHOK2Cr2O7H2SO4b.P.78b.P.20.8控制条件控制条件 控制控制氧化剂氧化剂的的量量 不断不断蒸出乙醛蒸
7、出乙醛,以防止继续以防止继续氧化氧化RCH2OHRCHOR-COOHOHOHRRCHOHRRC=OOOH=OO氧化剂:氧化剂:KMnO4、K2Cr2O7/H+、HNO3等等12.2醛、酮的制备醛、酮的制备一、一、醇的醇的氧化法氧化法第十一页,本课件共有91页例例1:以以三三氧氧化化铬铬和和吡吡啶啶的的络络合合物物(沙沙瑞瑞特特试试剂剂)为为催催化化剂制醛产率高:剂制醛产率高:例例2:(主主要要制制酮酮):含含有有不不饱饱和和C=C双双键键的的醛醛氧氧化化,需需采采取取特特殊殊催催化化剂剂,如如:丙丙酮酮-异异丙丙醇醇铝铝(或或叔丁醇铝)或三氧化铬叔丁醇铝)或三氧化铬-吡啶络合物作氧化剂达到此目
8、的。吡啶络合物作氧化剂达到此目的。欧芬脑尔氧化法欧芬脑尔氧化法羰基与羟基互换羰基与羟基互换第十二页,本课件共有91页例例3:醇在适当的催化剂条件下醇在适当的催化剂条件下脱脱去一分子去一分子氢氢,生成醛酮。,生成醛酮。该该反反应应得得到到的的产产品品纯纯度度高高,但但为为一一吸吸热热反反应应,工工业业上上常常在在脱脱氢氢的的同同时时,通通入入一一定定量量的的空空气气,使使生生成成的的氢氢与与氧氧结结合合放放出出的热量供脱氢反应。这种方法叫的热量供脱氢反应。这种方法叫氧化脱氢法氧化脱氢法。第十三页,本课件共有91页例例2:例例1:在在汞汞盐盐催催化化下下,生生成成羰羰基基化化合合物物,除除乙乙炔炔
9、外外,其其他他炔炔烃烃水水合合均生成酮:均生成酮:主要生产乙醛。主要生产乙醛。12.2.2炔烃水合炔烃水合第十四页,本课件共有91页生生成成相相应应的的羰羰基基化化合合物物,该该法法主主要要制制备备芳芳香香族族醛醛酮酮(因因为芳环侧链上为芳环侧链上-容易被卤化。)容易被卤化。)例例1:例例2:12.2.3同碳二卤化物水解同碳二卤化物水解第十五页,本课件共有91页芳芳烃烃在在无无水水三三氯氯化化铝铝催催化化下下,与与酰酰卤卤或或酸酸酐酐作作用用,生成芳酮:生成芳酮:该反应也是一个芳环上的亲电取代反应:该反应也是一个芳环上的亲电取代反应:12.2.4傅傅-克酰基化反应克酰基化反应 苯甲酰氯苯甲酰氯
10、二苯甲酮二苯甲酮第十六页,本课件共有91页芳芳烃烃与与直直链链卤卤烷烷发发生生烷烷基基化化反反应应,往往往往得得到到重重排排产产物物,但酰基化反应但酰基化反应没有重排没有重排现象:现象:酰基是间位定位基,甲基,甲氧基为邻对位取代基。酰基是间位定位基,甲基,甲氧基为邻对位取代基。在在AlCl3-Cu2Cl2催催化化剂剂下下,芳芳烃烃与与CO、HCl作作用用可可在在环环上上引入一个甲酰基的产物,引入一个甲酰基的产物,叫叫。伽特曼伽特曼-科赫反应科赫反应第十七页,本课件共有91页芳烃侧链上的芳烃侧链上的-活泼易被氧化活泼易被氧化.控控制制条条件件可可生生成成相相应应的的芳芳醛醛和和芳芳酮酮(注注意意
11、选选择择适适当当的的氧氧化剂)。化剂)。12.2.5芳烃侧链的氧化芳烃侧链的氧化CH2CH3Mn(OAc)2C_CH3+O2130O=第十八页,本课件共有91页烯烯烃烃与与CO和和H2在在某某些些金金属属的的羰羰基基化化合合物物催催化化下下,与与110200、1020MPa下下,发发生生反反应应,生生成成多多一一个个碳碳原子的醛。原子的醛。羰羰基基合合成成的的原原料料多多采采用用双双键键在在链链端端的的-烯烯烃烃,其其产产物以物以直链醛为主直链醛为主(直(直:支支=4:1)。)。12.2.6羰基合成羰基合成第十九页,本课件共有91页室室温温下下,甲甲醛醛为为气气体体,12个个碳碳原原子子以以下
12、下的的醛醛酮酮为为液液体体,高级醛酮为固体。高级醛酮为固体。低级醛有刺鼻的气味,低级醛有刺鼻的气味,中中级级醛醛(C8C13)则则有有果果香香。低低级级醛醛酮酮的的沸沸点点比比相相对对分分 子子 量量 相相 近近 的的 醇醇 低低。(分子间无氢键)。(分子间无氢键)。12.3醛酮的物理性质醛酮的物理性质醛酮沸点与烷烃沸点的比较醛酮沸点与烷烃沸点的比较第二十页,本课件共有91页丙丙酮酮丙丙醇醇甲甲乙乙醚醚分分子子量量沸沸点点58606056.2975由于醛酮的羰基氧原子能与水分子中的氢原子由于醛酮的羰基氧原子能与水分子中的氢原子形成氢键形成氢键,所以,所以低级醛酮能低级醛酮能溶于水溶于水。其它的
13、醛酮的水溶性随分子量的增大而减小。其它的醛酮的水溶性随分子量的增大而减小。高级醛酮高级醛酮微溶微溶或或不溶于水不溶于水,而溶于一般的有机溶剂。,而溶于一般的有机溶剂。脂肪族醛酮相对密度脂肪族醛酮相对密度小于小于1,芳香族醛酮相对密度,芳香族醛酮相对密度大大于于1。第二十一页,本课件共有91页11.5醛和酮的化学性质醛和酮的化学性质醛和酮的反应部位:醛和酮的反应部位:亲核加成反应亲核加成反应氧化还原反应氧化还原反应-氢的反应氢的反应第二十二页,本课件共有91页亲核加成通式:亲核加成通式:12.4.1加成反应加成反应第二十三页,本课件共有91页羰基的反应活性羰基的反应活性影响反应活性的因素影响反应
14、活性的因素(a)烃基的电子效应烃基的电子效应烷基的给电效应使羰基稳定,烷基的给电效应使羰基稳定,降低反应活性;降低反应活性;取代基的吸电效应活化羰基,取代基的吸电效应活化羰基,提高反应活性。提高反应活性。第二十四页,本课件共有91页(b)烃基的空间效应烃基的空间效应产物中基团的拥挤程度增大。产物中基团的拥挤程度增大。R:HCH3 99%99%这种现象在单糖化合物中很普遍!这种现象在单糖化合物中很普遍!第四十页,本课件共有91页第四十一页,本课件共有91页醛酮与格利雅试剂加成,后水解成醇:醛酮与格利雅试剂加成,后水解成醇:强亲核试剂强亲核试剂利利用用其其水水解解得得醇醇反反应应,可可以以使使许许
15、多多卤卤化化物物转转变变为为一一定定的醇:的醇:例例1:(4)与格利雅试剂的加成)与格利雅试剂的加成醇醇第四十二页,本课件共有91页 例例2:例例3:同一种醇可由不同的格利雅试剂和不同的羰基化合物生同一种醇可由不同的格利雅试剂和不同的羰基化合物生成:成:第四十三页,本课件共有91页这个反应可利用来制备各种醇:例如,从甲醛可以得到这个反应可利用来制备各种醇:例如,从甲醛可以得到伯醇,从其他醛可以得到仲醇,从酮可以得到叔醇。伯醇,从其他醛可以得到仲醇,从酮可以得到叔醇。反应必须在醚(例如无水乙醚或四氢呋喃)中进行:反应必须在醚(例如无水乙醚或四氢呋喃)中进行:伯醇伯醇例例1:从格利雅试剂制备从格利
16、雅试剂制备各种醇各种醇甲醛甲醛第四十四页,本课件共有91页例例2:例例3:仲醇仲醇叔醇叔醇醛醛酮酮第四十五页,本课件共有91页制制备备所所需需要要的的醇醇,可可以以从从连连接接醇醇羟羟基基碳碳上上的的三三个个基基团团的的结构结构来考虑:来考虑:2-甲基甲基-2-己醇己醇2-甲基甲基-2-己醇己醇正丁基溴正丁基溴化镁化镁丙酮丙酮2-己己酮酮甲基溴化镁甲基溴化镁利用格利雅试剂,可由利用格利雅试剂,可由简单简单的醇合成的醇合成复杂复杂的醇。的醇。第四十六页,本课件共有91页第第10章的作业题:章的作业题:11.合成题合成题(1)干醚,()干醚,(2)H3+O解答:解答:第四十七页,本课件共有91页综
17、合应用:缩醛(酮)在合成上的应用综合应用:缩醛(酮)在合成上的应用综合应用:缩醛(酮)在合成上的应用综合应用:缩醛(酮)在合成上的应用保护羰基保护羰基保护羰基保护羰基例:例:例:例:分析:分析:分析:分析:分子内羰基将参与反分子内羰基将参与反应,应先保护。应,应先保护。第四十八页,本课件共有91页与氨的衍生物与氨的衍生物,例如:例如:羟胺羟胺(NH2OH),肼肼(NH2NH2),2,4-二硝基苯肼和二硝基苯肼和氨基脲氨基脲等反应等反应.羟胺羟胺例例1:例例2:肟(肟(w)(5)与氨的衍生物反应)与氨的衍生物反应 第四十九页,本课件共有91页 例例4:2,4-二硝基苯肼二硝基苯肼氨基脲氨基脲例例
18、3:腙腙(zong)脲脲(niao)第五十页,本课件共有91页第一步第一步:羰基的亲核加成羰基的亲核加成,生成不稳定的加成产物生成不稳定的加成产物;第二步第二步:失去一分子水失去一分子水.醛酮与氨衍生物的反应是醛酮与氨衍生物的反应是加成加成-脱水反应脱水反应.氨衍生物对羰基的氨衍生物对羰基的加成加成一般可在弱酸催化下进行,一般可在弱酸催化下进行,其历程和醇对羰基的加成相类似。其历程和醇对羰基的加成相类似。醛酮与氨衍生物的反应历程醛酮与氨衍生物的反应历程:第五十一页,本课件共有91页醛醛酮酮与与氨氨衍衍生生物物的的反反应应,也也常常用用来来对对羰羰基基化化合合物物的的鉴鉴定定和和分离分离:(1)
19、生生成成物物为为具具有有一一定定熔熔点点的的固固体体,可可利利用用来来鉴鉴别别醛醛酮;酮;(2)它它们们在在稀稀酸酸作作用用下下可可水水解解成成原原来来的的醛醛酮酮,因因此此可可利利用用来来分离、提纯分离、提纯醛酮。醛酮。此类反应,多出现在推此类反应,多出现在推结构等题中出现结构等题中出现第五十二页,本课件共有91页亚胺极不稳定,极容易水解成原来的醛酮。亚胺极不稳定,极容易水解成原来的醛酮。希夫碱还原可得仲胺。在有机合成上常利用芳醛与伯希夫碱还原可得仲胺。在有机合成上常利用芳醛与伯胺作用生成希夫碱,加以还原以制备胺作用生成希夫碱,加以还原以制备仲胺。仲胺。(A)醛酮与氨的反应:)醛酮与氨的反应
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