第十一章醛 酮.ppt
《第十一章醛 酮.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《第十一章醛 酮.ppt(100页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、1 醛和酮的结构、命名、制法;醛和酮的结构、命名、制法;醛和酮的物理性质及光谱性质;醛和酮的物理性质及光谱性质;醛和酮的化学性质及它们之间的差异;醛和酮的化学性质及它们之间的差异;羰基的羰基的亲核加成反应机理;亲核加成反应机理;重要的醛酮和不饱和羰基化合物的性质。重要的醛酮和不饱和羰基化合物的性质。醛和酮的化学性质和制备醛和酮的化学性质和制备;羰基的亲核加成反应机理。羰基的亲核加成反应机理。第十一章第十一章 醛和酮醛和酮2醛(醛(aldehyde)酮(酮(Ketone)醛和酮醛和酮醛和酮醛和酮3 醛、酮的分类醛、酮的分类醛、酮的分类醛、酮的分类醛醛酮酮a,ba,b不饱和不饱和醛、酮醛、酮 脂肪
2、族脂肪族芳香族芳香族4一、醛、酮的命名一、醛、酮的命名 选择含有羰基的最长碳链作为主链,醛基碳的编号是选择含有羰基的最长碳链作为主链,醛基碳的编号是1 1,酮分子中羰基位于碳链中,编号应从靠近羰基的,酮分子中羰基位于碳链中,编号应从靠近羰基的一端开始。一端开始。3-3-甲基丁醛甲基丁醛 3-3-戊酮戊酮 1 1、系统命名法、系统命名法 11-1 11-1 醛酮的命名和结构醛酮的命名和结构 52-2-苯基丙醛苯基丙醛 对甲酰基苯甲酸对甲酰基苯甲酸 3-3-羟基丁醛羟基丁醛 1,2-1,2-萘二甲醛萘二甲醛 苯甲醛苯甲醛 63-3-甲基环十五酮甲基环十五酮 2-2-甲基甲基-1-1-环己基环己基-
3、1-1-丙酮丙酮 3,3-3,3-二甲基环己基甲醛二甲基环己基甲醛羰基在环内羰基在环内羰基在环外羰基在环外72 2、习惯命名法:、习惯命名法:v碳原子的编号,也可以使用希腊字母表示,碳原子的编号,也可以使用希腊字母表示,为和羰基为和羰基碳相连的碳原子。碳相连的碳原子。甲乙酮甲乙酮苯基甲基酮苯基甲基酮3 3、主链的编号方法:、主链的编号方法:8二、醛酮的化学结构二、醛酮的化学结构 由于氧的电负性比碳大,使碳氧双键极化程由于氧的电负性比碳大,使碳氧双键极化程度较高,羰基具有偶极矩。度较高,羰基具有偶极矩。sp2杂化杂化 sp2-sp2键,键,2p-2p键键 9羰基为平面构型,与羰基碳相连的原子或原
4、子团羰基为平面构型,与羰基碳相连的原子或原子团之间的夹角约之间的夹角约120120。当羰基的当羰基的-位有羟基或氨基存在时,羰基氧原位有羟基或氨基存在时,羰基氧原子可与羟基或氨基的氢原子以氢键缔合,倾向于以子可与羟基或氨基的氢原子以氢键缔合,倾向于以重叠式为优势构象形式存在。重叠式为优势构象形式存在。121.5117101 1、物态:甲醛在室温下为气体,其试剂为物态:甲醛在室温下为气体,其试剂为37%37%的水溶液,的水溶液,其它低、中级醛酮为液体,高级醛酮为固体。其它低、中级醛酮为液体,高级醛酮为固体。2 2、沸点:比分子量相近的烃和醚高,但比相应的醇低。、沸点:比分子量相近的烃和醚高,但比
5、相应的醇低。3 3、水溶性:羰基氧原子可以和水分子中的氢原子形成氢、水溶性:羰基氧原子可以和水分子中的氢原子形成氢键,因此低级的醛、酮能和水混溶。键,因此低级的醛、酮能和水混溶。4 4、相对密度:脂肪族醛酮相对密度小于相对密度:脂肪族醛酮相对密度小于1 1,芳香族醛酮,芳香族醛酮相对密度大于相对密度大于1 1。一、物理性质一、物理性质11-2 11-2 醛酮的物性和光谱性质醛酮的物性和光谱性质 115 5、红外光谱:红外光谱:vC=O的伸缩振动在的伸缩振动在17501680cm-1 。v醛基的醛基的CH键在键在2750 cm-1附近有特征吸收峰。附近有特征吸收峰。1715cm-11665cm-
6、11675cm-11715cm-11745cm-11780cm-11815cm-112v乙醛的红外光谱乙醛的红外光谱:2846 cm-1和和2733 cm-1为甲基或亚甲基为甲基或亚甲基CH键的伸缩振动;键的伸缩振动;3001 cm-1为醛基为醛基CH键的伸缩振动。键的伸缩振动。1727 cm-1为为C=O键的伸缩振动键的伸缩振动136 6、核磁共振谱:、核磁共振谱:和羰基相连的氢和羰基相连的氢(醛基氢醛基氢)的化学位移特别大,的化学位移特别大,在在1010左右,这是碳氧双键的左右,这是碳氧双键的磁各向异性效应和氧磁各向异性效应和氧原子的吸电子诱导效应共同作用的结果原子的吸电子诱导效应共同作用
7、的结果。与与羰羰基基相相连连的的甲甲基基、亚亚甲甲基基氢氢化化学学位位移移值值在在2.02.5左右。左右。14v丁醛的核磁共振谱:丁醛的核磁共振谱:CH3CH2CH2CHOabcda.b.c.d.15亲核亲核加成,氢化,还原;加成,氢化,还原;-氢的反应:氢的反应:烯烯醇醇化化,卤卤代代,羟醛缩合;羟醛缩合;醛的氧化醛的氧化11-3 11-3 醛酮的化学性质醛酮的化学性质16一、羰基上的亲核加成一、羰基上的亲核加成 v醛醛和和酮酮的的反反应应主主要要决决定定于于它它们们的的官官能能团团羰羰基基,由由于于羰羰基基是是极极化化的的,容容易易与与亲亲核核试试剂剂发发生生加加成成反应。反应。产物产物1
8、7u只有甲醛、乙醛、只有甲醛、乙醛、-多卤代醛或酮的平衡常数大于多卤代醛或酮的平衡常数大于1 1。u随着烃基的增多,与水反应的平衡常数减小。随着烃基的增多,与水反应的平衡常数减小。1 1、与水的、与水的加成:加成:18酸或碱对这个反应都有催化作用酸或碱对这个反应都有催化作用。请彻底理解酸、碱两种催化机理的差别请彻底理解酸、碱两种催化机理的差别。192 2、与醇的加成、与醇的加成v在强酸的催化作用下生成在强酸的催化作用下生成半缩醛或酮半缩醛或酮。v在在干干燥燥的的HCl作作用用下下,半半缩缩醛醛或或酮酮可可以以和和另另一一分分子子醇醇脱脱水水,烷氧基取代羟基生成烷氧基取代羟基生成缩醛或酮缩醛或酮
9、。20反应特点:反应特点:醛与过量的醇在醛与过量的醇在H+催化下催化下较较易生成缩醛,平衡常数较大,易生成缩醛,平衡常数较大,酮的平衡常数一般较小。酮的平衡常数一般较小。2%80%21u(半)缩醛(酮)、缩醛(酮)形成过程中的酸催化作(半)缩醛(酮)、缩醛(酮)形成过程中的酸催化作用机理不同。用机理不同。22u缩缩醛醛(酮酮)对对碱碱、氧氧化化剂剂、格格氏氏试试剂剂等等都都是是稳稳定定的的,但但在在稀稀酸酸中中会会水水解解,得得到到原原来来的的醛醛或或酮酮。在在实实际际应应用用中中,常常用用乙乙二醇和醛或酮作用生成环状缩醛或缩酮以保护羰基。二醇和醛或酮作用生成环状缩醛或缩酮以保护羰基。缩醛(酮
10、)在合成上的应用缩醛(酮)在合成上的应用缩醛(酮)在合成上的应用缩醛(酮)在合成上的应用(i)(i)(i)(i)用于保护羰基用于保护羰基用于保护羰基用于保护羰基23例题:例题:例题:例题:分析:分析:分析:分析:分子内羰基将参与反应,分子内羰基将参与反应,应先保护。应先保护。24合成:合成:合成:合成:25(ii)(ii)(ii)(ii)用用用用于保护邻位二醇于保护邻位二醇于保护邻位二醇于保护邻位二醇例题:合成多元醇单酯例题:合成多元醇单酯例题:合成多元醇单酯例题:合成多元醇单酯保护邻保护邻保护邻保护邻二醇二醇二醇二醇直接酯化难控制直接酯化难控制直接酯化难控制直接酯化难控制 酯化位置酯化位置酯
11、化位置酯化位置 酯化数量酯化数量酯化数量酯化数量去保护去保护去保护去保护?263、与、与HCN的的加成:加成:u平平衡衡反反应应:由由于于HCN的的亲亲核核性性较较弱弱,酸酸或或碱碱对对反反应应速速率有极大影响。率有极大影响。u适用范围:醛、脂肪族甲基酮、适用范围:醛、脂肪族甲基酮、7 7个碳以下的环酮。个碳以下的环酮。27工工业业应应用用:-羟羟基基腈腈分分子子中中的的氰氰基基可可以以水水解解为为羧羧基基,也也可可以以还还原原为为氨氨基基,进进而而转转化化为为许许多多有有用用的的化化合物。因此在有机合成上具有重要的用途。合物。因此在有机合成上具有重要的用途。-甲基丙烯酸甲酯甲基丙烯酸甲酯 2
12、84、与、与Grignard试剂试剂的的加成加成 n格氏试剂的亲核性很强,与大多数醛酮的反应是格氏试剂的亲核性很强,与大多数醛酮的反应是不可逆的。不可逆的。n与羰基相连的烃基的体积不太大时,或格氏试与羰基相连的烃基的体积不太大时,或格氏试剂的体积不太大时,产率较高。剂的体积不太大时,产率较高。29n烷基锂的体积很小,当格氏试剂的反应结果达烷基锂的体积很小,当格氏试剂的反应结果达不到要求时,可用烷基锂代替不到要求时,可用烷基锂代替。n格氏试剂与醛或酮反应制备多种类型的醇类化格氏试剂与醛或酮反应制备多种类型的醇类化合物合物。30主要产物主要产物Cram规则,用于预测形成的主要产物。规则,用于预测形
13、成的主要产物。Cram(克拉穆)规则(克拉穆)规则312R,3S主要产物主要产物:次要产物次要产物:2S,3S325 与与NaHSO3 加成加成醛醛醛醛(芳香醛、脂肪醛)(芳香醛、脂肪醛)(芳香醛、脂肪醛)(芳香醛、脂肪醛)脂肪族甲基酮脂肪族甲基酮脂肪族甲基酮脂肪族甲基酮应用:醛或甲基酮应用:醛或甲基酮应用:醛或甲基酮应用:醛或甲基酮的分析、纯化的分析、纯化的分析、纯化的分析、纯化反应可逆反应可逆NaHSONaHSO3 3的亲核性的亲核性的亲核性的亲核性白色结晶物白色结晶物白色结晶物白色结晶物酸处理使平衡向左移动酸处理使平衡向左移动酸处理使平衡向左移动酸处理使平衡向左移动33醛醛或或酮酮和和氨
14、氨及及其其衍衍生生物物加加成成时时,所所得得到到的的加加成成产产物物往往往往不不稳稳定定,易易进进一一步步脱脱水水生生成成含含有有碳碳氮氮双双键键的的化合物。化合物。和氨反应:和氨反应:醛醛或或酮酮和和氨氨反反应应生生成成羟羟胺胺,羟羟胺胺很很不不稳稳定定,脱脱水得到亚胺水得到亚胺。6 6、加氨及其衍生物、加氨及其衍生物 34生生成成的的产产物物亚亚胺胺仍仍不不稳稳定定,常常进进一一步步生生成成复复杂杂的的产物。产物。六次甲基四胺六次甲基四胺 如如甲甲醛醛和和氨氨作作用用生生成成的的亚亚氨氨,能能进进一一步步缩缩合合为为四氮金刚烷四氮金刚烷(六次甲基四胺六次甲基四胺)。35和伯胺反应:和伯胺反
15、应:较稳定的西佛碱较稳定的西佛碱 醛醛或或酮酮与与伯伯胺胺加加成成形形成成的的羟羟胺胺,由由于于氨氨基基上上还还有有H,马上脱水生成亚胺,称为西佛碱(,马上脱水生成亚胺,称为西佛碱(Schiff base)。v脂脂肪肪族族亚亚胺胺一一般般不不稳稳定定,容容易易分分解解;芳芳香香族族亚亚胺则较稳定。胺则较稳定。36和仲胺反应:和仲胺反应:v醛醛或或酮酮与与仲仲胺胺在在弱弱酸酸性性条条件件下下形形成成羟羟胺胺,氮氮原原子子上上没有没有H,但羟基能与,但羟基能与-碳上的碳上的H脱水,生成脱水,生成烯胺烯胺。烯胺烯胺 四氢吡咯四氢吡咯37烯烯胺胺的的碳碳碳碳双双键键和和N N原原子子上上的的未未共共用
16、用电电子子对对存存在在p-p-共轭,使共轭,使-碳原子具有亲核性。碳原子具有亲核性。烯胺在碱性条件下水解可得到原来的醛或酮,烯胺在碱性条件下水解可得到原来的醛或酮,利用该反应可以实现醛、酮的利用该反应可以实现醛、酮的位的烃化和酰化位的烃化和酰化等反应。等反应。3839和氨的衍生物反应和氨的衍生物反应:v醛醛或或酮酮与与氨氨的的生生物物羟羟胺胺、肼肼、苯苯肼肼、氨氨基基脲脲等等作作用用,加成后脱去一分子水,生成有碳氮双键的产物。加成后脱去一分子水,生成有碳氮双键的产物。羟胺羟胺 肟肟 肼肼 腙腙 40苯肼苯肼 苯腙苯腙 氨基脲氨基脲 缩氨脲缩氨脲 这类反应一般在这类反应一般在pH=5的条件下进行
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 第十一章醛 第十一
限制150内