第九章醛和酮(4hr).ppt
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1、第九章第九章 醛和酮醛和酮(4学时)学时)本章要点:本章要点:掌握醛酮的命名和结构特点掌握醛酮的命名和结构特点亲核加成亲核加成亲核加成亲核加成 -H-H的反应的反应的反应的反应 氧化与还原氧化与还原氧化与还原氧化与还原 熟悉醛酮的制备方法熟悉醛酮的制备方法 掌握醛酮的化学性质掌握醛酮的化学性质醛酮亲核加成机理和反应活性影响因素醛酮亲核加成机理和反应活性影响因素醛酮亲核加成机理和反应活性影响因素醛酮亲核加成机理和反应活性影响因素互变异构现象互变异构现象互变异构现象互变异构现象醛酮的结构共性:含有羰基醛酮的结构共性:含有羰基 C=O羰基化合物的种类:羰基化合物的种类:醛:醛:醛:醛:结构通式结构通
2、式 (Ar)R-C-HO官能团官能团醛醛(羰羰)基基酮:酮:酮:酮:(Ar)R-C-R(Ar)O酮酮(羰羰)基基醌:醌:醌:醌:含有醌型结构的一类化合物:含有醌型结构的一类化合物:OOOO一、醛酮的分类一、醛酮的分类1 1、根据烃基的结构分类:、根据烃基的结构分类:、根据烃基的结构分类:、根据烃基的结构分类:脂肪族醛酮脂肪族醛酮脂肪族醛酮脂肪族醛酮饱和脂肪族醛酮饱和脂肪族醛酮饱和脂肪族醛酮饱和脂肪族醛酮芳香族醛酮芳香族醛酮芳香族醛酮芳香族醛酮脂环酮脂环酮脂环酮脂环酮不饱和脂肪族醛酮不饱和脂肪族醛酮不饱和脂肪族醛酮不饱和脂肪族醛酮(芳环与羰基直接相连)(芳环与羰基直接相连)(芳环与羰基直接相连)
3、(芳环与羰基直接相连)(羰基在环上)(羰基在环上)(羰基在环上)(羰基在环上)2 2、根据羰基的数目分类:、根据羰基的数目分类:、根据羰基的数目分类:、根据羰基的数目分类:一元醛酮、二元醛酮一元醛酮、二元醛酮一元醛酮、二元醛酮一元醛酮、二元醛酮 多元醛酮等多元醛酮等多元醛酮等多元醛酮等OOAr-C-R(Ar)O(H)例:例:例:例:CHCH3 3CHCH2 2CHCHO CHCHO CHCH3 3CHCHCHCH3 3 O O C=C C=C CHCH3 3CHCH2 2 CHCH2 2CHO CHO CHCH3 3 H H CHCH3 3C=CHCCHC=CHCCH3 3OCHCH3 3 3
4、-3-甲基甲基甲基甲基-2-2-乙基丁醛乙基丁醛乙基丁醛乙基丁醛 6-6-甲基甲基甲基甲基-4-4-乙基乙基乙基乙基-3-3-庚酮庚酮庚酮庚酮 3-3-甲基甲基甲基甲基-3-3-己烯醛己烯醛己烯醛己烯醛4-4-甲基甲基甲基甲基-3-3-戊烯戊烯戊烯戊烯-2-2-酮酮酮酮 1、脂肪族醛酮:、脂肪族醛酮:命名原则:命名原则:命名原则:命名原则:选择含羰基碳在内的最长链为主链,选择含羰基碳在内的最长链为主链,选择含羰基碳在内的最长链为主链,选择含羰基碳在内的最长链为主链,称称称称“某醛某醛某醛某醛”或或或或“某酮某酮某酮某酮”,酮基须标注,酮基须标注,酮基须标注,酮基须标注位次;近羰基端编号。位次;
5、近羰基端编号。位次;近羰基端编号。位次;近羰基端编号。二、醛酮的命名二、醛酮的命名系统命名法系统命名法(Z Z)-例:例:例:例:C=CH-C=O C=CH-C=O 苯甲醛苯甲醛苯甲醛苯甲醛2、芳香族醛酮:、芳香族醛酮:命名原则:命名原则:命名原则:命名原则:侧链为母体,芳基为取代基,遵从侧链为母体,芳基为取代基,遵从侧链为母体,芳基为取代基,遵从侧链为母体,芳基为取代基,遵从脂肪族醛酮的命名原则。脂肪族醛酮的命名原则。脂肪族醛酮的命名原则。脂肪族醛酮的命名原则。CHO CHO CHO CHO CHCH3 3O O COCHCOCH3 3C C OCHC CHC OCHCH3 3 CHCH3
6、3 4-4-甲氧基苯甲醛甲氧基苯甲醛甲氧基苯甲醛甲氧基苯甲醛苯乙酮苯乙酮苯乙酮苯乙酮二苯甲酮二苯甲酮二苯甲酮二苯甲酮1,2-1,2-二苯基二苯基二苯基二苯基-1-1-丙酮丙酮丙酮丙酮3-3-苯基苯基苯基苯基-2-2-丁烯醛丁烯醛丁烯醛丁烯醛(,-不饱和脂肪醛)不饱和脂肪醛)不饱和脂肪醛)不饱和脂肪醛)H H 例:例:例:例:CCHCCH2 2CHCH3 33、脂环酮:、脂环酮:命名原则:命名原则:命名原则:命名原则:根据环碳原子的数目称根据环碳原子的数目称根据环碳原子的数目称根据环碳原子的数目称“环某酮环某酮环某酮环某酮”;使羰基编号最小。;使羰基编号最小。;使羰基编号最小。;使羰基编号最小。
7、5-5-甲基甲基甲基甲基-2-2-异丙基环己酮异丙基环己酮异丙基环己酮异丙基环己酮(属于脂肪酮)(属于脂肪酮)(属于脂肪酮)(属于脂肪酮)O O HH3 3C C CH(CHCH(CH3 3)2 2O O CHCH3 32-2-甲基环戊酮甲基环戊酮甲基环戊酮甲基环戊酮1-1-环己基环己基环己基环己基-1-1-丙酮丙酮丙酮丙酮O例:例:例:例:HCCHHCCH2 2CHCH2 2CHCH2 2CHOCHO4、多元醛酮:、多元醛酮:命名原则:命名原则:命名原则:命名原则:选择含所有羰基碳在内最长链为主选择含所有羰基碳在内最长链为主选择含所有羰基碳在内最长链为主选择含所有羰基碳在内最长链为主链,使羰
8、基编号尽可能小,同时标链,使羰基编号尽可能小,同时标链,使羰基编号尽可能小,同时标链,使羰基编号尽可能小,同时标注羰基位次。注羰基位次。注羰基位次。注羰基位次。O O CHCH3 3CCHCCH2 2CCH(CHCCH(CH3 3)2 2O O CHCH3 3戊二醛戊二醛戊二醛戊二醛OOO5-5-甲基甲基甲基甲基-2,4-2,4-己二酮己二酮己二酮己二酮CHCH3 3CCHCCH2 2CHCH2 2CHOCHOO2-2-甲基甲基甲基甲基-1,4-1,4-环庚二酮环庚二酮环庚二酮环庚二酮4-4-羰基戊醛羰基戊醛羰基戊醛羰基戊醛(-二酮类)二酮类)二酮类)二酮类)(-氧代戊醛)氧代戊醛)氧代戊醛)
9、氧代戊醛)三、醛酮的结构三、醛酮的结构结构特点:结构特点:1 1、C C、OO均为均为均为均为spsp2 2杂化:杂化:杂化:杂化:2 2、与、与、与、与 C=C C=C 类似,类似,类似,类似,C=O C=O 亦由亦由亦由亦由1 1+1+1 键构成;键构成;键构成;键构成;3 3、与、与、与、与 C=C C=C 不同,不同,不同,不同,C=O C=O 为为为为极性双键极性双键极性双键极性双键,更易,更易,更易,更易 断裂。断裂。断裂。断裂。spsp2 2p pspsp2 2p pC C:OO:.C O+-四、醛酮的化学性质四、醛酮的化学性质(一)加成反应(一)加成反应1 1、加氢氰酸、加氢氰
10、酸、加氢氰酸、加氢氰酸反应:反应:反应:反应:R-C=OR-C=OHH+H-CN H-CN R-C-OR-C-OHHHHCN CN +-+-氰醇氰醇氰醇氰醇现象:现象:现象:现象:a.a.反应可逆;反应可逆;反应可逆;反应可逆;b.b.+加酸加酸加酸加酸HH正反应速度正反应速度正反应速度正反应速度加碱加碱加碱加碱OHOH-正反应速度正反应速度正反应速度正反应速度加盐加盐加盐加盐CNCN-正反应速度正反应速度正反应速度正反应速度CN CN -CN CN -CN CN -+HHCNCN-HCN HCN 或或或或-羟腈羟腈羟腈羟腈解释:解释:解释:解释:(弱酸)(弱酸)(弱酸)(弱酸)结论:结论:b
11、.b.醛酮加成反应机理醛酮加成反应机理醛酮加成反应机理醛酮加成反应机理 离子型亲核加成离子型亲核加成离子型亲核加成离子型亲核加成 a.HCNa.HCN对醛酮的加成反应,对醛酮的加成反应,对醛酮的加成反应,对醛酮的加成反应,CNCN 起着决定性作用起着决定性作用起着决定性作用起着决定性作用-(1 1)C COO(H)R(H)R+NuNu-A-AC COOA A+NuNu +-+-(H)R(H)R(H)R(H)R(H)R(H)R-RDS RDS 快快快快慢慢慢慢C COONuNu (H)R(H)R(H)R(H)R-(2 2)+C COOA ANuNu (H)R(H)R(H)R(H)R 负性中间体负
12、性中间体负性中间体负性中间体解释:解释:Why?首先形成的是负性而不是正性中间体?首先形成的是负性而不是正性中间体?C COONuNu (H)R(H)R(H)R(H)R-C COOA A(H)R(H)R(H)R(H)R 负氧离子中间体负氧离子中间体负氧离子中间体负氧离子中间体+正碳离子中间体正碳离子中间体正碳离子中间体正碳离子中间体C COO(H)R(H)R+AANuNu +-+-(H)R(H)R 稳定性:稳定性:亲核加成反应活性的影响因素:亲核加成反应活性的影响因素:b.b.电子效应:电子效应:电子效应:电子效应:(1 1)亲核试剂)亲核试剂)亲核试剂)亲核试剂NuNu 亲核性大小亲核性大小
13、亲核性大小亲核性大小-由于亲核试剂亲核性大小的不同,每一种亲由于亲核试剂亲核性大小的不同,每一种亲由于亲核试剂亲核性大小的不同,每一种亲由于亲核试剂亲核性大小的不同,每一种亲核试剂并不一定能与所有醛酮发生反应。核试剂并不一定能与所有醛酮发生反应。核试剂并不一定能与所有醛酮发生反应。核试剂并不一定能与所有醛酮发生反应。(2 2)NuNu 相同时,反应活性取决于醛酮自身的结构相同时,反应活性取决于醛酮自身的结构相同时,反应活性取决于醛酮自身的结构相同时,反应活性取决于醛酮自身的结构-醛酮反应活性的影响因素:醛酮反应活性的影响因素:醛酮反应活性的影响因素:醛酮反应活性的影响因素:R-R-的推电子效应
14、的推电子效应的推电子效应的推电子效应 ,反应活性,反应活性,反应活性,反应活性 a.a.空间效应:空间效应:空间效应:空间效应:R-R-的空间位阻的空间位阻的空间位阻的空间位阻 ,反应活性,反应活性,反应活性,反应活性 R-R-可以阻碍可以阻碍可以阻碍可以阻碍NuNu 对羰基碳的进攻对羰基碳的进攻对羰基碳的进攻对羰基碳的进攻 R C=OR C=O羰基碳电正性羰基碳电正性羰基碳电正性羰基碳电正性 使负氧离子中间体稳定性使负氧离子中间体稳定性使负氧离子中间体稳定性使负氧离子中间体稳定性C COONuNu R R-解释下列醛酮亲核加成反应的活性次序:解释下列醛酮亲核加成反应的活性次序:空间效应:空间
15、效应:甲醛甲醛甲醛甲醛a.a.空间位阻:空间位阻:空间位阻:空间位阻:醛醛醛醛酮酮酮酮 反应活性:反应活性:反应活性:反应活性:醛醛醛醛酮酮酮酮 O=CO=CHHHH HHCHCH3 3 C C6 6HH5 5 HHCHCH3 3C C6 6HH5 5 C C6 6HH5 5C C6 6HH5 5乙醛乙醛乙醛乙醛苯甲醛苯甲醛苯甲醛苯甲醛苯乙酮苯乙酮苯乙酮苯乙酮二苯甲酮二苯甲酮二苯甲酮二苯甲酮O=CO=CO=CO=CO=CO=CO=CO=Cb.b.R-R-的空间位阻:的空间位阻:的空间位阻:的空间位阻:-H-H -CH-CH3 3 -C-C6 6HH5 5 反应活性:反应活性:反应活性:反应活性
16、:甲醛甲醛乙醛乙醛苯甲醛苯甲醛苯乙酮苯乙酮二苯甲酮二苯甲酮电子效应:电子效应:推电子共轭(推电子共轭(推电子共轭(推电子共轭(+C C)-CH-CH3 3 推电子诱导(推电子诱导(推电子诱导(推电子诱导(+I I )推电子共轭(推电子共轭(推电子共轭(推电子共轭(+C C)-C-C6 6HH5 5 吸电子诱导(吸电子诱导(吸电子诱导(吸电子诱导(-I I )(-H-H不存在电子效应)不存在电子效应)不存在电子效应)不存在电子效应)反应活性反应活性反应活性反应活性 :甲醛甲醛乙醛乙醛苯甲醛苯甲醛苯乙酮苯乙酮二苯甲酮二苯甲酮(-I I +C C)HHHHOOC C(-)(-)OOC C结结 论:论
17、:(1)亲核加成反应活性:)亲核加成反应活性:醛醛 酮酮(2)对于)对于不同醛不同醛或或酮酮,亲核加成反应活,亲核加成反应活 性取决于性取决于R-的的电子效应电子效应和和空间效应空间效应 两方面因素:两方面因素:R-的推电子效应的推电子效应 ,反应活性,反应活性 R-的空间位阻的空间位阻 ,反应活性,反应活性 例:比较下列甲基酮的亲核加成反应活性:例:比较下列甲基酮的亲核加成反应活性:例:比较下列甲基酮的亲核加成反应活性:例:比较下列甲基酮的亲核加成反应活性:CHCH3 3CHCHCHCH2 2-C-CH-C-CH3 3OCHCH3 3 CHCH3 3C-CHC-CH2 2-C-CH-C-CH
18、3 3OCHCH3 3 CHCH3 3 CHCH3 3CHCH2 2CHCH2 2-C-CH-C-CH3 3OCHCH3 3-C-CH-C-CH3 3O(空间效应为主要影响因素)(空间效应为主要影响因素)(空间效应为主要影响因素)(空间效应为主要影响因素)结论:结论:结论:结论:例:比较下列醛亲核加成反应活性:例:比较下列醛亲核加成反应活性:例:比较下列醛亲核加成反应活性:例:比较下列醛亲核加成反应活性:CHOCHOOCHOCH3 3ClClNONO2 2结论:结论:结论:结论:CHCH3 3CHOCHOCHOCHOCHOCHOCHOCHO(取代基取代基取代基取代基-Y-Y的吸电子效应的吸电子
19、效应的吸电子效应的吸电子效应 ,氧负离子稳定性,氧负离子稳定性,氧负离子稳定性,氧负离子稳定性 )比较实质:氧负离子比较实质:氧负离子比较实质:氧负离子比较实质:氧负离子 的稳定性的稳定性的稳定性的稳定性Y YC OC O-HH(电子效应为主)(电子效应为主)(电子效应为主)(电子效应为主)(一)加成反应(一)加成反应1、加氢氰酸、加氢氰酸 HCN反应试剂:反应试剂:反应试剂:反应试剂:HCN HCN 反应:反应:反应:反应:C COOHHR R+H-CN H-CN C COOHHHHR RCN CN-氰醇氰醇氰醇氰醇 或或或或 -羟腈羟腈羟腈羟腈反应范围:反应范围:反应范围:反应范围:所有醛
20、、脂肪族甲基酮和低级环酮所有醛、脂肪族甲基酮和低级环酮所有醛、脂肪族甲基酮和低级环酮所有醛、脂肪族甲基酮和低级环酮R-C-R-C-CHCH3 3O(n n 8 8 )离子型亲核加成反应离子型亲核加成反应(NaCNNaCN+H+H2 2SOSO4 4)能与氢氰酸发生加成反应的是:能与氢氰酸发生加成反应的是:CHCH3 3CCHCCH2 2CHCH2 2CHCH3 3OCHCH3 3CHCH2 2CCHCCH2 2CHCH3 3OCHO CHO CHCH3 3 4-4-甲基苯甲醛甲基苯甲醛甲基苯甲醛甲基苯甲醛C=C C=C CHCH3 3 CHCH2 2CHO CHO CHCH3 3 H H 反反
21、反反-3-3-甲基甲基甲基甲基-3-3-戊烯醛戊烯醛戊烯醛戊烯醛2-2-戊酮戊酮戊酮戊酮3-3-戊酮戊酮戊酮戊酮COCHCOCH3 3苯乙酮苯乙酮苯乙酮苯乙酮CHCH2 2CCHCCH3 31-1-苯基苯基苯基苯基-2-2-丙酮丙酮丙酮丙酮OCCHCCH2 2CHCH3 31-1-苯基苯基苯基苯基-1-1-丙酮丙酮丙酮丙酮O(反应)(反应)(反应)(反应)(反应)(反应)(反应)(反应)(反应)(反应)(反应)(反应)(不反应)(不反应)(不反应)(不反应)(不反应)(不反应)(不反应)(不反应)(反应)(反应)(反应)(反应)(不反应)(不反应)(不反应)(不反应)应用:应用:应用:应用:H
22、HR-C=OR-C=OHCN HCN HHR-C-R-C-CNCN反应:反应:反应:反应:-羟基酸的合成羟基酸的合成羟基酸的合成羟基酸的合成HH3 3OO+OOHHHHR-C-R-C-COOHCOOHOOHH例:例:例:例:CHCH3 3CHCH2 2CCHCCH3 3OCHCH2 2=CHCH=CHCH2 2CHCH3 31 1-丁烯丁烯丁烯丁烯丁酮丁酮丁酮丁酮2-2-甲基甲基甲基甲基-2-2-羟基丁酸羟基丁酸羟基丁酸羟基丁酸CHCH3 3CHCH3 3CHCH2 2-C-C-OOHH2 2OOHH2 2SOSO4 4CHCH3 3CHCHCHCH2 2CHCH3 3OHOHKK2 2CrC
23、r2 2OO7 7HH2 2SOSO4 4HCN HCN CHCH3 3CHCH3 3CHCH2 2-C-CN-C-CNOHOHHH3 3OO+(增加增加增加增加1 1个碳原子个碳原子个碳原子个碳原子)(补补补补)COOHCOOHHH2、加亚硫酸氢钠、加亚硫酸氢钠 NaHSO3反应试剂:反应试剂:反应试剂:反应试剂:NaHSONaHSO3 3反应:反应:反应:反应:R-C=OR-C=O+HSOHSO3 3NaNaHHR-C-OR-C-OHH反应范围:反应范围:反应范围:反应范围:所有醛、脂肪族甲基酮和低级环酮所有醛、脂肪族甲基酮和低级环酮所有醛、脂肪族甲基酮和低级环酮所有醛、脂肪族甲基酮和低级
24、环酮R-C-R-C-CHCH3 3O(n n 8 8 )HH+-SOSO3 3NaNa(与(与(与(与HCNHCN相同)相同)相同)相同)亚硫酸氢钠加成物亚硫酸氢钠加成物亚硫酸氢钠加成物亚硫酸氢钠加成物(常用(常用(常用(常用饱和饱和饱和饱和NaHSONaHSO3 3溶液溶液溶液溶液)(结晶析出)(结晶析出)(结晶析出)(结晶析出)(补补)(1 1 1 1)醛酮的)醛酮的)醛酮的)醛酮的鉴别试剂鉴别试剂鉴别试剂鉴别试剂 饱和饱和饱和饱和NaHSONaHSO3 3溶液溶液溶液溶液COCHCOCH3 3CHCH2 2COCHCOCH3 3饱和饱和饱和饱和NaHSONaHSO3 3溶液溶液溶液溶液C
25、OCHCOCH3 3CHCH2 2COCHCOCH3 3结晶析出结晶析出结晶析出结晶析出()2-2-戊酮戊酮戊酮戊酮饱和饱和饱和饱和NaHSONaHSO3 3溶液溶液溶液溶液结晶析出结晶析出结晶析出结晶析出()3-3-戊酮戊酮戊酮戊酮2-2-戊酮戊酮戊酮戊酮3-3-戊酮戊酮戊酮戊酮(CH(CH3 3COCHCOCH2 2CHCH2 2CHCH3 3 )(CH(CH3 3CHCH2 2COCHCOCH2 2CHCH3 3 )应用:应用:(2 2 2 2)醛酮的分离和提纯。)醛酮的分离和提纯。)醛酮的分离和提纯。)醛酮的分离和提纯。C=OC=ONaHSONaHSO3 3C COOHHSOSO3 3
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