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第十一章 醛和酮 ( Aldehydes and Ketones ). 教学基本要求. 了解醛和酮的分类、同分异构及命名; 掌握醛酮的结构,了解它们的物理性质; 掌握醛酮的反 应,注意它们之间的差异; 理解醛酮亲核加成反应历程;掌握重要醛酮的制法和性质 ; 理解 α,β- 不饱和醛酮与有机金属化合物的反应 ; 掌握 Michael 反应及其合成上的应用 ; 熟悉 Vilsmeier 甲酰化反应. 第一节 醛、酮的分类,同分异构和命名. 一、分类. 脂肪族醛、酮;芳香族醛酮. 一元醛酮和多元醛酮. 醛、酮. 醛、酮. 饱和醛酮与不饱和醛酮.
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第十一章 醛和酮 (Aldehydes and Ketones) 教学基本要求 • 了解醛和酮的分类、同分异构及命名; • 掌握醛酮的结构,了解它们的物理性质; • 掌握醛酮的反 应,注意它们之间的差异; • 理解醛酮亲核加成反应历程;掌握重要醛酮的制法和性质; • 理解α,β-不饱和醛酮与有机金属化合物的反应; • 掌握Michael反应及其合成上的应用; • 熟悉Vilsmeier甲酰化反应.
第一节 醛、酮的分类,同分异构和命名 一、分类 脂肪族醛、酮;芳香族醛酮 一元醛酮和多元醛酮 醛、酮 醛、酮 饱和醛酮与不饱和醛酮
二、同分异构现象 三、命名 1)普通命名法 [醛] αβγδ…标记取代基位置。 γ -甲基戊醛 γ-甲氧基丁醛 -苯基丙烯醛 [酮] 乙酰苯 (苯乙酮) 甲基异丙基酮 甲基乙烯基酮
2)IUPAC命名法 [醛] 2-甲基-4-苯基丁醛 3-甲酰基戊二醛 试命名 [酮] [酮醛] 3-氧代戊醛 或 3-戊酮醛 1-苯基-2-丁酮 3-丁烯-2-酮
确定主官能团顺序: -NO2、-X、-OR、-R、-NH2、 -OH、-COR、-CHO、-CN、-CONH2、 -COX、-COOR、-SOH、-COOH、 -NR3+
第二节 醛、酮结构和物理性质 1.结构 羰基 >C=O: 一个键、 一个键 羰基碳:sp2杂化;羰基为平面型。 羰基是极性基团。 =2.3—2.8D 羰基位有羟基或氨基,羰基氧与羟基或氨基氢键缔合。 优势构象
二.物理性质 醛酮的沸点比相应的醇低比相应的烷烃高,Why?
第三节 醛、酮化学性质 d- 羰基氧可以与亲电试剂结合; 羰基碳可与亲核试剂结合; a-氢相关的反应. d+ 一.羰基的亲核加成
1)与氢氰酸加成 产物:-羟基腈;制备-羟基酸。
范围: 醛、脂肪族甲基酮、八个碳以下的环酮 增长碳链方法之一
2)与格式试剂的加成生成醇 3)与亚硫酸氢钠饱和溶液的加成 用途 分离纯化醛酮
腈醇的制备 该反应的使用范围: 所有的醛、脂肪族甲基酮,C8以下的环酮
4)与醇加成 A. 半缩醛、缩醛的生成
缩醛对碱、氧化剂稳定。在稀酸溶液中易水解成醛和醇。缩醛对碱、氧化剂稳定。在稀酸溶液中易水解成醛和醇。
B. 缩酮的生成 平衡主要逆向。 (不断除水) 环状缩酮 缩酮在稀酸中水解,生成原来的醇和酮。
载 体 前 药 前列腺素E2缩酮 前列腺素E2 C.保护羰基 缩醛、缩酮对碱、氧化剂稳定。
5)胺及氨衍生物反应 • 与1o胺加成-脱水反应 产物:亚胺( Schiff base)
与2o胺反应 产物:烯胺 为什么含 的羰基化合物与2o胺反应生成烯胺而不是亚胺? 两位反应性
用活泼卤代烷,主要发生碳烷基化反应。 通过烯胺进行酰基化
6)与磷ylide的反应: 制备: 反应:
合成与应用: -胡萝卜素
7)与西佛试剂反应: 加硫酸不腿色 甲醛 紫红色 品红醛溶液 醛、酮 加硫酸腿色 醛 不显色 酮
二.还原反应 (1) 催化氢化 (2) 用金属氢化物还原 [NaBH4]选择性较强
[LiAlH4]还原性强。 • LiAlH4极易水解, 无水条件下反应; NaBH4不与水、质子 • 性溶剂作用。
(3) Clemmensen还原法 适用于对酸稳定的化合物
弥补Clemmensen还原法的不足,适用于对酸敏感的化合物弥补Clemmensen还原法的不足,适用于对酸敏感的化合物 的还原。 对甾酮及大分子量的羰基化合物的还原特别有效。
抗肿瘤药——苯丁酸氮芥中间体的合成 [讨论] 用什么试剂完成下列转变? • 总结由羰基转变成亚甲基的三种方法及其应用。
(5) 酮的双分子还原 产物:邻二叔醇 钠、镁、铝或镁汞剂、铝汞剂等。非质子溶剂。水解。
(6)用醇铝还原 (Oppenauer醇氧化的逆反应)
酮 酯 • 用过氧酸氧化(Baeyer-Villiger 反应) 基团迁移优先顺序:
四、 Cannizzaro反应(歧化反应) 无H 的醛,在浓碱作用下发生的自身氧化还原反应。
2. -氢的反应 1)-氢的活泼性-互变异构 碱催化下形成碳负离子;酸催化下形成烯醇。
烯醇式一般较不稳定。 当两个羰基连在一个 CH2上,烯醇含量增大,平衡主要偏向 烯醇式。 当-C上连三个>C=O时,主要以烯醇式存在。 酮式(不稳定) 烯醇式(稳定)
2) 醛酮的-卤代 (1) 酸催化卤代 (一卤代产物) 生成烯醇决定反应速度。
(2)碱催化卤代及卤仿反应(haloform reaction) 通过烯醇负离子进行 形成烯醇负离子决定反应速率。碱催化-卤代难停留在一元取代。
用卤仿反应制少一个碳的羧酸: 3) 羟醛缩合反应(aldol condensation) (增长碳链的反应) -羟基醛
,-不饱和醛 机制:
自身羟醛缩合 • 分子内羟醛缩合