《基础有机化学》课件10_醛和酮
- 格式:ppt
- 大小:5.71 MB
- 文档页数:136
第十章 醛酮含有羰基的化合物:O H O CH3CCH3 O C CH3醛和酮:CH 3C羧酸 羧酸:CH3CO OHCOOH COOH COOHOH CH3CHCOOHO羧酸衍生物:CH3COCl (CH3CO) ( )2OCOOC 2H 5NHOβ-二羰基化合物:CH3CCH2COOC 2H5CH2COOC2H5 COOC2H5210 醛和酮教学大纲(醛和酮)醛和酮的结构与物理性质 醛和酮的结构与物理性质; 醛和酮的化学性质:1.与氢氰酸加成; 2.与亚硫酸氢钠加成; 3.与醇亲核加成; 4.与氨的衍生物反应; 5.与Grignard试剂加成; 试剂加成 6.醇醛缩合反应; 7 卤化和卤仿反应; 7. 卤化和卤仿反应 还 原 反 应 —— 催 化 加 氢 、 金 属 氢 化 物 还 原 、 Clemmenson 还 原 、 WolffKishner黄鸣龙还原、Cannizzaro反应;氧化反应)。
羰基 carbonylOR C H R O C R'醛(aldehyde)O R C O R C R' Ar H Ar O C O C R H酮(Ketone K t )Oβ αC H(R)CC脂肪族醛、酮芳香族醛、酮α,β-不饱和醛、酮4命名:O CH3CCH2CH2CHOO O CH3CCHCCH3 CH2CH=CH24-氧代戊醛3-烯丙基-2,4-戊二酮OO CHO环己酮CHO2'-氧代环己基甲醛CHO OH O CHO苯甲醛2-羟基苯甲醛 (水杨醛)呋喃甲醛 (糠醛)5z醛和酮的结构2spCσOδ C+δO键角接近 120 °1 C=O双键是由一个σ键和一个π键组成的。
2 羰基碳原子为 sp2杂化轨道与氧原子的 p 轨道和其它两个原子 形成三个 形成 个σ键 键,一个 个 p轨 轨道与氧原子的 与氧 子 p轨 轨道侧面交盖成 侧面交 成π键 键, 氧原子上另有两对孤对电子处于氧的s轨道和p轨道中。
有机化学中的醛和酮有机化学是研究碳及其化合物的科学,醛和酮是其中重要的有机化合物。
醛和酮是碳氧化合物,它们在生物体内起着重要的生理和生化功能。
本文将详细介绍醛和酮的化学性质、合成方法以及在生活中的应用。
一、醛的化学性质醛是含有唯一一个羰基(C=O)的有机化合物。
醛分子的一个碳原子上连接着一个羰基碳,而另一个碳原子连接着一个氢原子或者是一个有机基团。
醛的命名方式通常以带有羰基的碳作为主链,并在主链末端加上字母“-al” 表示它是一个醛。
醛具有一些特征性质。
首先,醛可以通过氧化反应将其转化为相应的羧酸。
其次,醛在酸性条件下可以发生缩合反应,形成独特的亚胺结构。
此外,醛容易与氨或者胺反应,生成相应的胺类化合物。
醛在水溶液中有时也能形成相应的季铵盐。
二、酮的化学性质酮是含有一个或多个羰基(C=O)的有机化合物。
酮分子中的羰基碳连接着两个碳原子,且没有一个碳原子连接氢原子。
酮的命名通常以长的碳链为主链,并在主链两端加上字母“-one” 表示它是一个酮。
酮也具有一些独特的性质。
和醛一样,酮可以通过氧化反应转化为相应的羧酸。
而且,酮不像醛那样容易发生缩合反应。
由于酮中没有活性氢原子,因此它不会像醛那样发生酸催化的亲核加成反应。
三、醛和酮的合成方法醛和酮的合成方法各异。
常见的醛的合成方法包括脱羧反应、氢化还原、氧化反应等。
通过脱羧反应,羧酸可以经过酰的转化形成醛。
通过氢化还原,酮可以还原为相应的醇。
氧化反应是将氨基醇酮氧化为醛或羧酸。
酮的合成方法包括羰基合成、酰基咪唑反应、酮的羟醇化、弱碱性环化反应等。
羰基合成是由酸酐和脂肪酸生成酮。
酰基咪唑反应是通过酰氯和亚胺之间的反应生成具有酮结构的酮类化合物。
酮的羟醇化是通过酮与过硼酸或缩水为盐酸亚胺反应生成氧代(亚)胺化合物。
四、醛和酮的应用醛和酮在生活中应用广泛。
对于醛,最常见的应用是在食品工业中的食品保存和香精添加剂。
醛具有杀菌抑菌的特性,可以有效延长食品的保鲜期。
第十章醛酮的结构与性质引言醛酮分之中都会含有羰基( ),羰基中碳原子是sp2杂化的,三个杂化轨道形成三个δ键,其中一个是和氯形成的δ键。
这三个键在同一平面上,彼此间理论键角为120°,但由于三个键所连基团不同,相互作用有差别,因此键角和理论值略有出入。
碳原子和剩下的一个轨道和氧原子的轨道重叠形成Л键,因此羰基是由一个δ键和一个Л键所组成的碳氧双键,如图:图10.1羰基的结构及其电子云示意图羰基中碳氧双键与烯烃中碳碳双键不同,是极性的双键(由于氯原子的电负性比碳大),成键电子云密度在氧原子处较高,氧原子带部分负电荷(δ-),而碳原子处电子云分布较低,因而带部分正电荷(δ+)。
极性碳氧双键易受到带负电荷或孤对电子的试剂(即亲核试剂)的进攻,发生亲核加成反应,这是羰酮经典的反应之一。
羰基是极性基团具有较强的吸电子诱导反应,因而羰基的α-H具有一定的“酸性”,在碱性条件下离去后形成碳负离子,作为亲核试剂与另一分子的醛(或酮)发生醇醛缩合(或醇酮缩合)反应。
另外醇酮的羰基易发生氧化还原反应。
10.1 亲核加成反应醛酮的亲核加成反应是其经典的反应之一,可用下列通式表示:在反应过程中,首先是试剂的亲核部分(Nu-)向羰基碳进攻,形成负氧离子,再与带正电荷的亲电部分(A+)结合。
影响亲核加成速度主要是电子效应和空间效应。
羰基碳原子的正电性的高低决定反应速度的快慢,吸电子取代基加快反应进程,供电子取代基减慢反应进程。
由于在决定反应速度的步骤中碳原子由于sp2杂化转变为sp3杂化,键角变小,基团的排斥作用增强,因此羰基所连的基团的大小也对反应速度产生影响。
基团越大,空间位阻越大,反应速度越慢。
下列醛酮的亲核加成反应活性由强到弱的顺序为:(1)(2)10.1.1含氧亲核试剂的加成反应1.与水的加成反应水和醇都是含氧的亲核试剂。
在一定的条件下水可与醛酮的羰基加成形成水合物,但是水合物极不稳定,很易失水:(平衡主要偏向反应物方向)只有活性较强的醛的水合物较稳定,如甲醛在水溶液中几乎全部以水合物形式存在,但不能分裂,而三氯乙醛的水合物其吸收光谱图表明不含羰基:水合氯醛2.与醇的加成反应:在干燥的HCl作用下,醛与等摩尔的醇亲核加成生成半缩醛,半缩醛可与另一摩尔的醇发生反应,生成缩醛:半缩醛缩醛缩醛对碱和氧化剂都很稳定,在有机合成中常用此反应来保护醛酮。