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第 9 章 醛、酮和醌. aldehyde ,keone and quinone. γ. α. β. 一、醛和酮的命名. 4- 甲基 -3- 乙基戊醛. ( γ- 甲基 -β- 乙基戊醛). 2- 甲基 -1,4- 环己二酮. 5. 1. 7. 3. 柠檬醛. 肉桂醛. 3- 苯基 -2- 丙烯醛. (E)-3,7- 二甲基 -2,6- 辛二烯醛. -. δ. 121.7°. δ. +. 116.6°. 甲醛的结构与羰基的极性. 二、醛和酮的结构. ?. SP 2. HCHO. 1. 沸点.
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第9章 醛、酮和醌 aldehyde ,keone and quinone
γ α β 一、醛和酮的命名 4-甲基-3-乙基戊醛 (γ-甲基-β-乙基戊醛) 2-甲基-1,4-环己二酮
5 1 7 3 柠檬醛 肉桂醛 3-苯基-2-丙烯醛 (E)-3,7-二甲基-2,6-辛二烯醛
- δ 121.7° δ + 116.6° 甲醛的结构与羰基的极性 二、醛和酮的结构 ? SP2 HCHO
1.沸点 正戊烷 乙醚 丁醛 丁酮 丁醇 丙酸 Mr 72 72 72 72 74 74 bp/℃ 36 34.6 76 80 118 141 羧酸 醇 醛、酮 烷烃、醚 氢键 极性 三、物理性质
用作香精,如 茉莉酮 福尔马林(40%的甲醛水溶液) 2.溶解度 ? 氢键 甲醛、乙醛、丙酮易溶于水 6个碳以上醛、酮不溶于水 3.气味
-氰醇(-羟腈) 注意 反应物:醛、脂肪族甲基酮和8个碳以下 1 的环酮 NaCN + H2SO4 1. 与氢氰酸的加成
? C H C H O 6 5 想一想 亲核加成反应难易的影响因素:电子效 2 O C H ( C H ) C H O C H C O C H 3 2 2 6 5 3 应、空间效应 下列各化合物可否与HCN加成? (A) (B) (C) (D) (E) (A)、 (B) 、(C) 、(D) 均可
? 想一想 下列化合物发生亲核加成反应时由 易到难的顺序如何? A. B. D. C. F. G. E. H. F > A > B > H > D > G > E > C
? 常用于:制备多一个C 的-羟基酸 4 想一想 (有机玻璃的单体) 浓H2SO4 NaOH 2-甲基-2-丙烯酸 丙酮氰醇 反应条件:碱催化 3 - + HCN CN + H
- + H O O N a + S O (白色结晶) (饱和) 常用于: 鉴别醛、脂肪族甲基酮和8个碳以下的环酮 CH3OH (2-)甲基(-2-)丙烯酸甲酯 2. 与亚硫酸氢钠的加成
? (—) R H C l 白色结晶 + + + C O N aC l S O H O 2 2 ( C H ) H 3 O H 分离或提纯醛、脂肪族甲基酮和8个碳以下的环酮。 R C S O N a 3 R (可逆反应) H ( C H ) 3 + + + C O N a S O C O H2O 想一想 2 3 2 Na2CO3 ( C H ) H 3 饱和NaHSO3 (过量)
半缩醛羟基 半缩醛 缩醛 注意 条件:干燥HCl 1 常用于:保护醛基 2 3. 与醇和水的加成 (1) 与醇的加成
? 2C2H5OH 干燥HCl 想一想 KMnO4 H2O H+ - OH
乙二醇 缩酮 保护酮基或邻二醇结构 HOH 偕二醇 (不稳定) 醛易反应,酮较难 3 (2) 与水的加成
茚三酮 水合茚三酮(显色剂) 水合氯醛(镇静催眠药) 三氯乙醛
- + δ δ R M gX 常用于:制备各种醇(碳链增长) 4.与Grignard试剂的加成
无水乙醚 H3O+ H3O+ H3O+ 无水乙醚 醛 仲醇 酮 叔醇 无水乙醚 伯醇 甲醛
? ① ② + 想一想 + 用Grignard试剂和酮有几种方式制备
+ N-取代亚胺 氨衍生物和醛酮反应的产物 氨衍生物 结构式 加成缩合产物结构式 名称 伯胺 Schiff碱 羟胺 肟(wò) H+ - H2O 5.与氨衍生物加成
常用于醛、酮的鉴别 R H N N H N O C N N H N O 2 2 2 ( R ' ) H O N O N 2,4-二硝 2 2 基苯腙 肼(jǐng)腙(zōng) 苯肼 苯腙 2,4-二硝 基苯肼 (橙黄 或橙红 ) 氨基脲 缩氨脲
实验 醛、酮与2,4-二硝基苯肼的反应 均加入2,4-二硝基苯肼 试管①—乙醛 试管②—丙酮 ① ② ③ 均出现黄 试管③—苯甲醛 振摇
小结 亲核加成反应 试 剂 反应物 反应条件 产 物 常见的用途 HCN NaHSO3 ROH H2N-G RMgX
1. 酮式-烯醇式互变异构现象 酮式-烯醇式互变异构中的烯醇含量 化合物 互变异构平衡 烯醇式含量% 丙酮 0.00025 环己酮 0.020 乙酰乙酸乙酯 7.5 乙酰丙酮 80 苯甲酰丙酮 99 (二)α-H的反应
为什么会有酮式-烯醇式互变异构现象? 负碳离子 -H+ H+ 酮式 烯醇式 (酮的性质) (烯醇的性质) 烯醇负离子 条件:有α-H的羰基化合物(醛、酮、羧酸、酯等)及某些含氮有机物和糖类
实验 酮式和烯醇式互变异构现象 加入乙酰乙酸乙酯 加入FeCl3—显紫色 稍候又显紫色 加入饱和溴水—褪色
? π-π共轭 分子内氢键 苯甲酰丙酮 高达99%? 想一想 为什么乙酰丙酮烯醇式含量高?
(a) (b) 怎样写酮式-烯醇式互变异构?
? 想一想 下列化合物中烯醇化程度最大的是 A. B. C. D. E.
卤仿反应 α + + 2. 卤代反应
反应物要求: -C上有三个活泼氢的醛、酮 α O + + I 4 3 N aO H C H C R ( H ) 2 + + + 3 ( H ) R C O O N a N aI H O 3 3 C H I 2 3 碘仿反应 淡黄色晶体 醛: 乙醛 酮: 甲基酮 ? 醇:
实验 碘仿反应 ④ ③ ② ① ④ ③ ② ① 试管①—乙醛 各加入碘试液 加入氢氧化钠后 试管②—丙酮 ①、②、④—黄 试管③—苯甲醛 试管④—异丙醇
鉴别乙醛、甲基酮及 2-戊醇 (-) CHI3 (黄) 2-戊酮 CHI3 (黄) 黄 3-戊酮 (-) 常用于: 合成少一个C的羧酸 I2 + NaOH
O O H H α N a O H 稀 C H C H C H C H C H C H O C H C H O 3 3 2 2 5 4~ ℃ β-羟基丁醛 (醇醛) 2-丁烯醛 反应物要求: 含有-H的醛(酮较难) 稀碱 反应条件: 3. 醇醛缩合反应 +
α + 常用于合成(C成倍增加) 无α-H O H CH 3-苯丙烯醛 写法: ? 2
醛易氧化,酮较难 RCHO + 2 [Ag(NH3)2]OH RCOONH4 + 2 Ag + 3 NH3 + H2O RCHO + 2 Cu(OH)2 + NaOH RCOONa + Cu2O + 3 H2O (三)氧化与还原 1. 氧化反应
常见的弱氧化剂 名称 Tollens试剂 Fehling试剂 Benedict试剂 AgNO3 的氨水溶液 CuSO4、NaOH和酒石酸钾钠的混合液 CuSO4、Na2CO3 和柠檬酸钠的混合液 组成 现象 Ag(银镜) Cu2O(砖红) Cu2O(砖红) 适用范围 所有醛 脂肪醛 脂肪醛
实验 银镜反应 硝酸银的氨水溶液 试管①—乙醛 试管②—丙酮 ③ ② ① ①、③出现银镜 水浴加热 试管③—苯甲醛
实验 与Fehling试剂反应 试管①—乙醛 试管②—丙酮 加入Fehling试剂混合液 ① ② ③ 1 3 2 试管③—苯甲醛 水浴加热 ①出现砖红
? (—) Cu2O(砖红) 想一想 Zn-Hg, HCl(锌汞齐加浓盐酸) —— Clemmensen反应 Fehling试剂 2. 还原反应
RCH2OH C C LiAlH4、NaBH4 氢化铝锂 硼氢化钠 (不还原 ) H2/ Pt (Ni、Pd)
? 想一想 3. Cannizzaro反应:(歧化反应)
反应物: 不含-H的醛 反应条件: 浓碱 浓NaOH 交叉歧化反应中 HCHOHCOOH
O 氧化 还原 -H的酸性 C C 歧化 互变异构 醇醛缩合 H 卤代反应 (碘仿反应) 亲核加成 醛和酮化学性质小结 (与HCN、NaHSO3、ROH、RMgX、H2N-G加成)
1,4-苯醌 (对苯醌) 1,2-苯醌 (邻苯醌) 1,4-萘醌 (α-萘醌) 1,2-萘醌 (β-萘醌) 2,6-萘醌 (远萘醌) 9,10-蒽醌 五、醌 1.醌的结构和命名 醌——共轭体系的环己二烯二酮类化合物
2-甲基-1,4-萘醌(维生素K3) (人工合成) 维生素K1(存在于绿叶蔬菜中) 维生素K2(由肠道细菌合成) 2.医药学中常见的醌类化合物
+ 2H+ 氧化型 还原型 辅酶Q(泛醌) 脂溶性的苯醌类化合物 辅酶Q10 (CoQ10) —人体内的电子传递体