第九章 醛和酮 生命科学与化学学院
本章目录 1.醛酮的分类、命名与结构 2.醛酮的来源和制法 3.醛酮的性质 4. 不饱和羰基化合物 5.醌 Company Logo
重点 重点 重点 重点 醛、酮、的结构及命名 醛、酮、的化学性质 醛、酮的重要代表物 醌的性质 Company Logo
羰基化合物 醛 酮 羧酸 酰卤 酸酐 酰胺 酯 RCHO RCO-R’ RCO-OH RCO-X RCO-OCOR’ RCO-NH2 RCO-OR Company Logo
9.1 醛酮的结构、分类和命名 一、 醛酮的结构 1 C=O双键是由一个键和一个键组成的。 2 C=O是一个极性基团,具有偶极矩。 9.1 醛酮的结构、分类和命名 一、 醛酮的结构 1 C=O双键是由一个键和一个键组成的。 2 C=O是一个极性基团,具有偶极矩。 3 当羰基的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,倾向于以重叠 式为优势构象形式存在。 Company Logo
醛酮的官能团是羰基,所以要了解醛酮必须先了解羰基的结构。 C=O双键中氧原子的电负性比碳原子大,所以π电子云的分布偏向氧原子,故羰基是极化的,氧原子上带部分负电荷,碳原子上带部分正电荷。 Company Logo
二、醛酮的分类和命名 1、醛酮的分类: R-结构:饱和醛酮、不饱和醛酮、芳香醛酮、环酮 C=O数目:一元醛酮、二元醛酮、多元醛酮 酮RCOR’:R= R’,单酮,R≠R’,混酮 同分异构现象 醛酮的异构现象有碳连异构和羰基的位置异构 。 Company Logo
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2、醛酮的命名 (1、)普通命名法 醛按氧化后生成的羧酸命名,酮看作是甲酮的衍生物。 CH3CH2CHO CH2=CHCHO BrCH2CH2CH2CHO 丙醛 丙烯醛 γ-溴丁醛 甲基乙基甲酮(甲乙酮) Company Logo
(2、) 系统命名法 4-氧代戊醛 3-烯丙基-2,4-戊二酮 环己酮 2’-氧代环己基甲醛 Company Logo
选择含有羰基的最长碳链为主链,从靠近羰基的一端开始编号。 例如: Company Logo
碳原子的位置也可用希腊字母表示。 例如: Company Logo
第二节、醛酮的来源和制备 烯烃 炔烃 芳烃 醇 醛 酮 羧酸 羧酸衍生物 乙醛和丙酮的工业制备 取代 氧化 1 氧化 2 卤化-水解 1 氧化 2 卤化-水解 3 傅氏酰基化 4 加特曼-科克反应 1氧化 2直接醛基化 1 水合 2 硼氢化-氧化 烯烃 炔烃 芳烃 取代 氧化 醇 醛 酮 羧酸 羧酸衍生物 氧化 还原 乙醛和丙酮的工业制备 Company Logo
一、醇的氧化和脱氢 二、烃类的氧化 工业上常采用控制氧化法,使活泼的α-H氧化。烯烃的臭氧化可用于制备醛酮,由于脂肪烃类氧化很难控制在醛酮阶段,含有侧链的芳烃氧化较易控制在醛酮阶段。 Company Logo
用臭氧氧化烯烃,加锌还原水解使烯烃中双键断裂生成小分子醛、酮。 Company Logo
ArCOCl 三、用羧酸、羧酸衍生物制备 H2/Pd-BaSO4硫-喹啉(罗森孟德还原) RCHO + HCl 1 由酰卤制备 还原 LiAlH(OBu-t)3 RCHO NaCCR 与金属化合物反应 ArCOCl C6H5CdCl or (C6H5)2Cd R’2CuLi -H+ Cl- AlCl3 低温 Company Logo
2 、 由酰胺和腈制备 ArCN ArCH=O ArCH=NH -H2O -C10H7MgBr H2O H+ n n n H2O HCl SnCl2 H2O ArCH=O ArCH=NH -H2O PCl5 Company Logo
3、 由羧酸制备 ArCOOH ArCOOH + R’MgX ArCOOMgX + R’ H R’Li R’Li H2O -H2O 3、 由羧酸制备 R’Li R’Li ArCOOH H2O -H2O ArCOOH + R’MgX ArCOOMgX + R’ H Company Logo
三、偕二卤代物水解法 四、付-克酰化法 Company Logo
三、重要醛酮的制备和用途 1、甲醛 别称:蚁醛(formaldehyde),产品别名: 福尔马林, 英文名称Formaldehyde, 化学式:CH2O, HCHO, 结构简式:HCHO, 分子量:30.03,密度1.083, 折射率1.3755-1.3775,闪点60 ℃,沸点-19.5 ℃, 熔点-118 ℃. 一种无色,有强烈刺激性气味的气体。易溶于水、醇和醚。甲醛在常温下是气态,通常以水溶液形式出现。易溶于水和乙醇,35~40%的甲醛水溶液叫做福尔马林。甲醛分子中 醛基生缩聚反应,得到酚醛树脂(电木)。 Company Logo
甲醛是一种重要的有机原料,主要用于塑料工业(如制酚醛树脂、 脲醛塑料—电玉)、合成纤维(如合成维尼纶—聚乙烯醇缩甲醛)、 皮革工业、医药、染料等。福尔马林具有杀菌和防腐能力,可浸 制生物标本,其稀溶液(0.1—0.5%)农业上可用来浸种,给种子 消毒。工业上常用催化氧化法由甲醇制取甲醛。甲醛可与银氨 溶液产生银镜反应,使试管内壁上附着一薄层光亮如镜的金属 银(化合态银被还原,甲醛被氧化);与新制的氢氧化铜悬浊 液反应生成红色沉淀氧化亚铜。 Company Logo
甲醛的应用 1)、木材工业 用于生产脲醛树脂及酚醛树脂,由甲醛与尿素按一定摩尔比混合进行 反应生成。 2)、纺织业 用于生产脲醛树脂及酚醛树脂,由甲醛与尿素按一定摩尔比混合进行 反应生成。 2)、纺织业 服装在树酯整理的过程中都要涉及甲醛的使用。服装的面料生产,为了 达到防皱、防缩、阻燃等作用,或为了保持印花、染色的耐久性,或为了改 善手感,就需在助剂中添加甲醛。目前用甲醛印染助剂比较多的是纯棉纺织 品,因为纯棉纺织品容易起皱,使用含甲醛的助剂能提高棉布的硬挺度。含 有甲醛的纺织品,在人们穿着和使用过程中,会逐渐释出游离甲醛,通过人 体呼吸道及皮肤接触引发呼吸道炎症和皮肤炎症,还会对眼睛产生刺激。甲 醛能引发过敏,还可诱发癌症。厂家使用含甲醛的染色助剂,特别是一些生 产厂为降低成本,使用甲醛含量极高的廉价助剂,对人体十分有害。 Company Logo
甲醛是由(即甲醛亚硫酸氢钠)在60℃以上分解释放出的一种 物质,它无色,有刺激气味、易溶于水。35%~40%的甲醛水 3)、防腐溶液 甲醛是由(即甲醛亚硫酸氢钠)在60℃以上分解释放出的一种 物质,它无色,有刺激气味、易溶于水。35%~40%的甲醛水 溶液俗称福尔马林,具有防腐杀菌性能,可用来浸制生物标本, 给种子消毒等。 甲醛具有防腐杀菌性能的原因主要是构成生物 体(包括细菌)本身的蛋白质上的氨基能跟甲醛发生反应。 4)、食品行业 利用甲醛的防腐性能,加入水产品等不易储存的食品中 Company Logo
2、乙醛 结构式: H C O C O H 醛基: C O H 结构简式:CH3CHO 或 CH3 Company Logo
3、丙酮 制备:主要有异丙醇法、异丙苯法、发酵法、乙炔水合法和丙烯 直接氧化法。目前世界上丙酮的工业生产以异丙苯法为主。 世界上三分之二的丙酮是制备苯酚的副产品,是异丙苯氧化后 的产物之一。该技术目前主要的专利生产商有 Kellogg Brown & Root公司、三井化学公司和UOP公司。 Solutia公司开发了一种用氮氧化物氧化苯生产苯酚的技术, 但是该公司去年取消了采用该工艺建厂的计划,因为采用该 项技术毛利水平太低。日本的研究人员最近还开发了一种 采用铕-钛催化剂以苯为原料的一步法生产苯酚和丙酮的生产工艺。 Company Logo
个别人可能出现肝、肾和胰腺的损害。、酸中度和酮症,甚至 暂时性意识障碍。丙酮对人体的长期损害,表现为对眼的刺激 毒 性 丙酮主要是对中枢神经系统的抑制、麻醉作用,高浓度接触对 个别人可能出现肝、肾和胰腺的损害。、酸中度和酮症,甚至 暂时性意识障碍。丙酮对人体的长期损害,表现为对眼的刺激 症状如流泪、畏光和角膜上皮浸润等,还可表现为眩晕、 灼热感,咽喉刺激、咳嗽等。 Company Logo
第三节、醛酮的性质 (一、)醛酮的物理性质 (二、)醛 酮 的 光 谱 特 征 由于羰基的偶极矩,增加了分子间的吸引力,因此,醛酮的沸点比相应相对分子质量的烷烃高,但比醇低。醛酮的氧原子可以与水形成氢键,因此低级醛酮能与水混溶。脂肪族醛酮相对密度小于1,芳香族醛酮相对密度大于1。 (二、)醛 酮 的 光 谱 特 征 羰基C=O的红外光谱在1750-1680 cm-1之间有一个非常强的伸缩振动吸收峰。-CHO中的C-H键在2720 cm-1区域有一个非常特征的伸缩振动吸收峰。当羰基与双键共轭,吸收向低波数位移。 Company Logo
(三、)醛酮的化学性质 一、 羰基的亲核加成 二、 -活泼氢的反应 三 、氧化和还原 醛酮的反应 醛酮的反应 醛酮的反应 一、 羰基的亲核加成 醛酮的反应 二、 -活泼氢的反应 醛酮的反应 三 、氧化和还原 醛酮的反应 Company Logo
此外,受羰基的影响,与羰基直接相连的α-碳原子上的氢原子(α-H)较活泼,能发生一系列反应。 醛 酮中的羰基由于π键的极化,使得氧原子上带部分负电荷,碳原子上带部分正电荷。氧原子可以形成比较稳定的氧负离子,它较带正电荷的碳原子要稳定得多,因此反应中心是羰基中带正电荷的碳。所以羰基易与亲核试剂进行加成反应(亲核加成反应)。 此外,受羰基的影响,与羰基直接相连的α-碳原子上的氢原子(α-H)较活泼,能发生一系列反应。 亲核加成反应和α-H的反应是醛、酮的两类主要化学性质。醛、酮的反应与结构关系一般描述如下: Company Logo
C=C–C=O 醛酮的结构与反应 亲核加成 氢化还原 -活泼H的反应 (1)碳碳双键的亲电加成 (1)烯醇化 醛的氧化 (2) -卤代(卤仿反应) (3)羟醛缩合反应 (1)碳碳双键的亲电加成 (2)碳氧双键的亲核加成 (3),-不饱和醛酮的共轭加成 (4)还原 醛的氧化 Company Logo
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1 、羰基与含碳亲核试剂的加成 2、羰基与含氧亲核试剂的加成 3、羰基与含氮亲核试剂的加成 4、羰基与含硫亲核试剂的加成 一、 羰基的亲核加成 1 、羰基与含碳亲核试剂的加成 2、羰基与含氧亲核试剂的加成 3、羰基与含氮亲核试剂的加成 4、羰基与含硫亲核试剂的加成 Company Logo
(1)反应机理 总述 碱催化的反应机理 酸催化的反应机理 Company Logo
> > (2)醛、酮的反应活性 HCHO > RCHO > ArCHO > RCOR’ > RCOAr 给电子效应,空间位阻 Company Logo
1、 羰基与含碳亲核试剂的加成 (1)醛、酮与格氏试剂的加成 若羰基与两个氢原子相连---伯醇:甲醛 若是其它醛----仲醇 格氏试剂RMgX中有一个很强的碳—金属键,与金属相连的碳是一个很强的亲核试剂,它与绝大多数醛酮发生加成得到不同的醇,并且是不可逆的 若羰基与两个氢原子相连---伯醇:甲醛 若是其它醛----仲醇 酮与格氏试剂---叔醇 Company Logo
例如:1.由乙烯(或丙烯)制备2-丁醇 Company Logo
例如:2. 丙烯制备丁醇 Company Logo
(2)与HCN的加成 -H2O *1 反应式 反应必须在弱碱性条件下进行。 (CH3)2C=O + HCN -羟腈(或-氰醇) H+ H2O -H2O CH2=C-COOH CH3 -羟基酸 ,-不饱和酸 反应范围:醛、脂肪族甲基酮。ArCOR和ArCOAr难反应。 α-羟基腈是很有用的中间体,它可转变为多种化合物, Company Logo
例1:由乙炔制备α-羟基丙酸: 例2:丙烯合成α-羟基丁酸 Company Logo
例2:丙烯合成α-羟基丁酸 Company Logo
(3)与炔化物的加成 金属炔化物是一种很强的亲核试剂,与羰基加成得到炔醇。 工业上通常是将炔在氢氧化钾或氢氧化钠的作用下直 接与醛作用。 Company Logo
2、 羰基与含硫亲核试剂的加成 与亚硫酸氢钠的反应 *1反应式 *2 反应机理 硫比氧有更强的亲核性 Company Logo
产物α-羟基磺酸盐为白色结晶,不溶于饱和的亚硫酸氢钠溶液中,容易分离出来; 与酸或碱共热,又可得原来的醛、酮。故此反应可用以提纯醛、酮。 1°反应范围:醛、脂肪族甲基酮、8元环以下的环酮。(磺酸的体积较大的缘故) 2°反应的应用 a 鉴别化合物 b 分离和提纯醛、酮 c 用与制备羟基腈,是避免使用挥发性的剧毒物HCN而合成羟基腈的好方法。 Company Logo
利用这个性质分离或提纯醛或脂肪族甲基酮。 α-羟基磺酸钠用稀酸或弱减(如碳酸钠)处理,又可得 到原来的醛或脂肪族甲基酮。 利用这个性质分离或提纯醛或脂肪族甲基酮。 Company Logo
3、羰基与含氧亲核试剂的加成 (1)与H2O的加成 有吸电子基团可以形成稳定水合物。水合物在酸性介质中不稳定。 (100%) HCH=O + HOH H2C(OH)2 (~58%) CH3CH=O + HOH CH3CH(OH)2 (CH3)2C(OH)2 (0 %) (CH3)2C=O + HOH 三氯乙醛水合物 (安眠药) CCl3-CH=O + HOH CCl3-CH(OH)2 有吸电子基团可以形成稳定水合物。水合物在酸性介质中不稳定。 Company Logo
(2)与ROH的加成 情况 1:与醛反应 CH3CH=O + CH3CH2OH 半缩醛 CH3CH2OH, H+ 缩醛 H+ Company Logo
情况 2:分子内也能形成半缩醛、缩醛。 OH HCl HOCH2CH2CHCHO 半缩醛 CH3OH 缩醛 Company Logo
醛的正向平衡常数大,酮的正向平衡常数小。 半缩酮 情况 3:与酮反应 缩酮 分子内也能形成半缩酮、缩酮。 醛的正向平衡常数大,酮的正向平衡常数小。 Company Logo
*酮与简单的醇不易得到缩酮,但与乙二醇或丙三醇作用 可得到环状的缩酮 R CH2OH R O—CH2 C===O + ===== C + H2O *硫醇与醛酮也能起类似的缩合反应,并且比醇与醛酮缩合更 容易,因为硫的亲核能力比氧大。 *缩醛和缩酮是一种醚类化合物,暴露在空气中易生成过氧化物。 *缩醛和缩酮在碱性条件下稳定,但在酸性水溶液中易水解成醛 或酮,在有机合成中常用缩醛和缩酮的生成来保护羰基。 Company Logo
4 、羰基与含氮亲核试剂的加成 与氨及其衍生物的加成 *1 反应式 亚胺 亚胺 席夫碱 烯胺 与氨 HO H -H2O *1 反应式 与氨 HO H 亲核加成 -H2O CH3CH=O + NH3 CH3CH-NH CH3CH=NH 亚胺 与伯胺 HO H -H2O 亲核加成 CH3CH=NR CH3CH=O + RNH2 CH3CH-NR 亚胺 席夫碱 脂肪族亚胺一般不稳定,席夫碱较稳定,在PH=4-5时反应容易发生。 与仲胺 H OH -H2O 亲核加成 CH2=CH-NR2 CH2CH-NR2 CH3CH=O + R2NH 烯胺 Company Logo
与肼和氨基脲的作用—与肼作用得到腙;与氨基脲作用得到缩氨脲 与羟胺 CH3CH=O + NH2OH CH3CH=NOH + H2O 醛肟 (CH3)2C=O + NH2OH (CH3)2C=NOH + H2O 酮肟 与肼和氨基脲的作用—与肼作用得到腙;与氨基脲作用得到缩氨脲 (1)肟、苯腙及缩氨脲等大多数是白色晶体,有固定的结晶和熔点,因此常用 来鉴别醛酮 (2)肟、苯腙及缩氨脲在酸性条件下能水解成原来的醛酮,也可用来分离醛酮 Company Logo
5、与磷叶立德的加成 磷叶立德—通常是由三烷基膦或三芳基膦与烷基卤化物作用得到季膦盐,再与碱作用生成。 Ph3P + R2CHX Ph3P+CHR2X- Ph3P==CR2 磷叶立德 磷叶立德又叫维蒂希试剂,合成的烯烃具有很强的立体选择性。 Company Logo
6、与席夫试剂的作用 席夫试剂——将二氧化硫通入品红中得到一种无色的 品红醛试剂; (1)区别醛酮:醛类显紫红色 (2)区别甲醛及其他醛:甲醛显色后加硫酸其颜色不 消失。 二氧化硫使品红褪色,原理是它和品红化合生成无色的有机物, 但加热时,该有机物不稳定,有分解回品红,所以会出现再次变红现象; 品红:分子式 C20H16N4Na2O9S2 分子量 566.480 Company Logo
二、醛酮中α-H的酸性及有关的反应 醛、酮分子中由于羰基的影响,α-H变得活泼,具有酸性,所以带有 α-H的醛、酮具有如下的性质: 1.互变异构 在溶液中有α-H的醛、酮是以酮式和烯醇式互变平衡而存在的。 简单脂肪醛在平衡体系中的烯醇式含量极少。 Company Logo
酮或二酮的平衡体系中,烯醇式能被其它基团稳定化,烯醇式含量会增多。 烯醇式中存在着C=C双键,可用溴滴定其含量。 Company Logo
2.α-H的卤代反应 (1)卤代反应 醛、酮的α-H易被卤素取代生成α-卤代醛、酮,特别是在碱溶液中, 反应能很顺利的进行。 (2) 卤仿反应 含有α-甲基的醛酮在碱溶液中与卤素反应,则生成卤仿。 若X2用Cl2则得到CHCl3 (氯仿) 液体 若X2用Br2则得到CHBr3 (溴仿) 液体 若X2用I2则得到CHI3 (碘仿) 黄色固体 称其为碘仿反应。 碘仿反应的范围: 具有CH3CO— 结构的醛、酮和具有CH3CHOH— 结构的醇。 因NaOX也是一种氧化剂,能将α-甲基醇氧化为α-甲基酮。 碘仿为浅黄色晶体,现象明显,故常用来鉴定上述反应范围的化合物。 Company Logo
反应 机理 酸催化下的反应机理 碱催化下的反应机理 1 只要加极少量的酸,因为反应一开始就会产生酸,此酸就能自动起催化作用。因此反应有一个诱导期,一旦酸产生,反应就快发生。 2 对于不对称的酮,卤化反应的优先次序是: COCHR2> COCH2R > COCH3 3 V一元卤化 > V二元卤化 > V三元卤化 通过控制卤素的用量,可将卤化反应控制在一元、二元、三元阶段。 1 碱催化时。碱用量必须超过1mol,因为除了催化作用外,还必须不断中和反应中产生的酸。。 2 对于不对称的酮,卤化反应的优先次序是: COCHR2< COCH2R < COCH3 3 V一元卤化 < V二元卤化 < V三元卤化 卤化反应不能控制在一元卤化阶段。 Company Logo
3.羟醛缩合反应 (1)定义: 有-H的醛或酮在酸或碱的作用下,缩合生 成-羟基醛或-羟基酮的反应称为羟醛缩合。 Ba(OH)2 -H2O Company Logo
(2)反应机理 酸催化下的反应机理 -H+ H+ 烯醇化 亲核加成 -H+ -H2O 酸碱反应 Company Logo
-CH2CH=O -B: 碱催化下的反应机理 CH3CH=O CH3CH=O 亲核加成 烯醇化 酸碱反应 -H2O CH3CH=CHCHO 常用的碱性催化剂有:KOH, C2H5ONa, (t-BuO)3Al . 催化剂用量应在0.5mol以上。 Company Logo
*1、自身缩合-----分子间缩合和分子内缩合 (3)羟醛缩合反应的分类 *1、自身缩合-----分子间缩合和分子内缩合 -OH CH3CH2CH2CHO + CH2CHO CH2CH3 OH I2 CH3CH2CH2CHCHCHO CH3CH2CH2CH=CCHO CH2CH3 CH2CH3 Company Logo
~ ~ ~ 酮的自身缩合 插烯系规则 分子内缩合 Soxhlex 提取器 Ba(OH)2 -H2O I2 H+ 1,4加成 互变异构 Company Logo
A、 甲醛的羟甲基化反应 康尼查罗反应 CH2O + H-CH2CHO HOCH2-CH2CHO (HOCH2)3CCHO (HOCH2)4C + HCOOH CH2O 康尼查罗反应 -OH + CH2O(过量) Company Logo
B 、克莱森-施密特反应 一种无-H的芳香醛和一种有-H的脂肪醛或酮 ,在NaOH和乙醇的混合体系内,进行混合的缩合反应,得到产率很高的、-不饱和醛酮,这一反应称为克莱森-施密特反应。 NaOH H2O-C2H5OH E 构型为主 88 % -93% Company Logo
三、氧化还原反应 (1)催化氢化 (产率高,90~100%)金属Ni、Pt、Pd存在 也能还原碳碳双键,可以还原不饱和醛酮生成饱和醇 Ni 利用不同的条件,可将醛、酮还原成醇、烃或胺。 1、还原成醇 (1)催化氢化 (产率高,90~100%)金属Ni、Pt、Pd存在 也能还原碳碳双键,可以还原不饱和醛酮生成饱和醇 Ni RCH2CH=CHCHO + H2 RCH2CH2CH2CH2OH Δ加压 Company Logo
①选择性差,除不还原C=C、C≡C外,其它不饱和键都可 被其还原; ②不稳定,遇水剧烈反应,通常只能在无水醚或THF中使用 。 (2)用还原剂(金属氢化物)还原 LiAlH4还原 LiAlH4是强还原剂,有如下特点: ①选择性差,除不还原C=C、C≡C外,其它不饱和键都可 被其还原; ②不稳定,遇水剧烈反应,通常只能在无水醚或THF中使用 。 Company Logo
中文名: 四氢呋喃;氧戊环 英文名:Tetrahydrofuran; THF CAS号:109-99-9 RTECS:LU5950000 分子式:C4-H8-O THF 四氢呋喃是一类杂环有机化合物.它是最强的极性醚类之一,在化学反应和萃 取时用做一种中等极性的溶剂。THF是一种澄清、低粘度的液体,具有类似乙醚 的气味。室温时THF与水完全混溶。THF在储存时很容易变成过氧化物。因此, 商用的THF经常是用BHT,即2,6一二叔丁基对甲酚来防止氧化。另外,THF也 可以通过氢氧化钠置于密封瓶中存放在暗处。THF是芳香族化合物呋喃的完全 氢化的类似物。 危险性 蒸气能与空气形成爆炸性混合物,遇明火、高热极易引起燃烧爆炸。与氧 化剂能发生强烈反应。接触空气或在光照条件下可生成具有潜在爆炸危险性的过 氧化物。此外,因其蒸气比空气重,所以能扩散至很远,遇火源会引着回燃。若 遇高热,容器内压增大,有开裂和爆炸的危险。燃烧时分解产物:一氧化碳,二 氧化碳。 Company Logo
[用途] 四氢呋喃具有低毒、低沸点、流动性好等特点,是一种 重要的有机合成原料和优良的溶剂,具有广泛的用途,四氢 呋喃对许多有机物有良好的溶解性,它能溶解除聚乙烯,聚 丙烯及氟树脂以外的所有有机化合物,特别是对聚氯乙烯, 聚偏氯乙烯,和叮苯胺有良好的溶解作用,被广泛用作反应性 溶剂,有“万能溶剂”之称。作为常用溶剂,四氢呋喃已普遍用 于表面涂料,保护性涂料,油墨,萃取剂和人造革的表面处理, 四氢呋喃是生产聚四亚甲基醚二醇(PTMEG)重要原料, 也是制药行业的主要溶剂。 Company Logo
NaBH4还原 NaBH4还原的特点: 1° 选择性强(只还原醛、酮、酰卤中的羰基,不还原其它基团。 2° 稳定(不受水、醇的影响,可在水或醇中使用)。 3.异丙醇铝—— 异丙醇还原法(米尔魏因-庞多尔夫MeerWein-Ponndorf 还原法) 优点:所生成的低沸点的丙酮不断蒸出,反应向生成物方向进行; 只还原羰基而不还原C=C、—NO2 Company Logo
(3)用金属还原 在酸性溶液中,醛酮可被活泼金属还原成醇。反应是分步进行的: A、羰基从金属接受一个电子变成负离子自由基; B、再接受一个电子变成二价负离子; C、从溶剂中接受质子成醇。 常用的金属主要有:Na、Li、Zn、Mg等 Company Logo
2、还原为烃 此方法不适用于对碱敏感的醛酮 较常用的还原方法有两种。 (1)吉斯尼尔-沃尔夫-黄鸣龙还原法(吉斯尼尔为俄国人,沃尔夫为德国人) 此反应是吉斯尼尔和沃尔夫分别于1911、1912年发现的,故此而得名。 1946年-黄鸣龙改进了这个方法。 改进:a 将无水肼改用为水合肼;碱用NaOH;用高沸点的缩乙二醇为溶剂 一起加热。加热完成后,先蒸去水和过量的肼,再升温分解腙。 此方法不适用于对碱敏感的醛酮 Company Logo
(2)克莱门森(Clemmensen)还原————酸性还原 此法适用于还原芳香酮,是间接在芳环上引入直链烃基的方法。 对酸敏感的底物(醛酮)不能使用此法还原(如醇羟基、C=C等)。 Company Logo
3、 氧 化 反 应 (1) 醛极易氧化,许多氧化剂都能将醛氧化成酸。 (2) 许多醛能发生自动氧化。 (1) 醛极易氧化,许多氧化剂都能将醛氧化成酸。 (2) 许多醛能发生自动氧化。 (3) 用Tollen(托伦)试剂氧化发生银镜反应(只氧化醛,不氧化酮)。 (4) 用斐林试剂氧化生成红色氧化亚铜沉淀(只氧化脂肪醛,不氧化 芳香醛和酮)。 KMnO4, K2Cr2O7, H2CrO4, RCOOOH, Ag2O, H2O2, Br2(水) O2 RCHO RCHO RCOOOH 2RCOOH Company Logo
托伦试剂是弱氧化剂,只氧化醛,不氧化酮和C=C。故可用来区别醛和酮。 醛易被氧化,弱的氧化剂即可将醛氧化为羧酸。 托伦试剂是弱氧化剂,只氧化醛,不氧化酮和C=C。故可用来区别醛和酮。 酮难被氧化,使用强氧化剂(如重铬酸钾和浓硫酸)氧化酮,则发生碳链的断裂而生成复杂的氧化产物。只有个别实例,如环己酮氧化成己二酸等具有合成意义。 Company Logo
用过氧酸是酮氧化,不影响其碳干,有合成价值。这个 反应称为拜耳-维立格(Baeyer-Villiger)反应。 酮被过氧酸氧化则生成酯: 用过氧酸是酮氧化,不影响其碳干,有合成价值。这个 反应称为拜耳-维立格(Baeyer-Villiger)反应。 Company Logo
4、歧化反应——坎尼扎罗(Cannizzaro)反应 没有α-H的醛在浓碱的作用下发生自身氧化还原(歧化)反应 ——分子间的氧化还原反应,生成等摩尔的醇和酸的反应称为坎尼 扎罗反应。 两分子不同的醛发生交叉的坎尼扎罗反应时,还原性强的甲醛易被 氧化成酸,另一分子醛则被还原成醇。 Company Logo
第四节 不饱和羰基化合物 一、 α,β-不饱和醛酮 烃基的化合物,根据不饱和键和羰基的相对位置可分为三类。 (1)烯酮(RCH=C=O) 第四节 不饱和羰基化合物 一、 α,β-不饱和醛酮 不饱和羰基化合物是指分子中即含有羰基,又含有不饱和 烃基的化合物,根据不饱和键和羰基的相对位置可分为三类。 (1)烯酮(RCH=C=O) (2)α,β-不饱和醛酮(RCH=CH-CHO) (3)孤立不饱和醛酮 (RCH=CH(CH2)nCHO) n≥1 孤立不饱和醛酮兼有烯和羰基的性质,α,β-不饱和醛酮、 烯酮有其特性及用途,下面我们主要讨论α,β-不饱和醛酮。 Company Logo
α,β-不饱和醛酮的结构特点是碳碳双键与羰基共轭,故α,β-不 饱和醛酮兼有烯烃、醛、酮和共轭二烯烃的性质,若与亲电试剂加 成,则应加到碳碳双键上,若与亲核试剂加成则应加到羰基上,但 其特性反应是共轭加成。 1.共轭加成(1,2-加成或1,4-加成) Company Logo
反应为1,2-加成还是1,4-加成决定于三个方面: (1)亲核试剂的强弱 弱的亲核试剂主要进行1,4-加成,强的主要进行 1,2-加成。 (2)反应温度 低温进行1,2-加成,高温进行1,4加成。 (3)立体效应 羰基所连的基团大或试剂体积较大时,有利于1,4加成。 Company Logo
迈克尔(Michael)反应 α,β-不饱和醛酮、羧酸、酯、硝基化合物等与有活泼亚甲基化合 Company Logo
二、 醌 含有共轭环己二烯二酮结构单元的化合物。 醌的分子结构中都含有环已二烯二酮结构: Company Logo
1、醌的命名: 具有较大的共轭体系的化合物都是有颜色的,所以醌都是有颜色的物质。 对位醌多呈黄色,邻位醌则常为红色或橙色。 Company Logo
2、重要的醌 天然醌类主要有四种类型 苯醌 benzoquinones 萘醌 naphthoquinones 菲醌 phenanthraquinones 蒽醌 anthraquinones Company Logo
2、重要的醌 (1)苯醌 苯醌有邻苯醌和对苯醌两种异构体。邻苯醌是红色结晶,对苯醌是有刺激性气味的黄解结晶。 Company Logo
1,4-萘醌为黄色固体,维生素K1和K2就是它的衍生物有促进凝血的作用。 (2)1,4-萘醌 1,4-萘醌为黄色固体,维生素K1和K2就是它的衍生物有促进凝血的作用。 Company Logo
分为α-(1,4)、β-(1,2)及amphi-(2,6)三种类型。自然界中绝大多数为α-萘醌类。 (2)萘醌类 分为α-(1,4)、β-(1,2)及amphi-(2,6)三种类型。自然界中绝大多数为α-萘醌类。 Company Logo
萘醌类( Naphthoquinones ) 生物活性:止血、抗炎、抗菌、抗病毒和抗癌等。 常见的醌类化合物: 紫草素 Company Logo
3、醌的化学性质 1.还原 电荷转移络合物 对苯醌 氢醌 醌氢醌 Company Logo
加成 Company Logo
羰基加成反应 对苯醌双肟 双键加成反应 对苯醌单肟 Company Logo
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1,4-加成: Company Logo
综上所述,醌无芳香性,只具有不饱和酮的性质。 碳碳双键加成 双烯合成 综上所述,醌无芳香性,只具有不饱和酮的性质。 Company Logo
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