醛和酮分子中都含有羰基官能团它们都是羰基化合物醛和酮Word文档格式.docx
《醛和酮分子中都含有羰基官能团它们都是羰基化合物醛和酮Word文档格式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《醛和酮分子中都含有羰基官能团它们都是羰基化合物醛和酮Word文档格式.docx（9页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
1．习惯命名法
醛的习惯命名法与伯醇相似，只需把“醇”字改为“醛”字即可。
例如：
CH3CH2CH2CH2OH（CH3）2CHCH2OHCH2OH
正丁醇异丁醇苯甲醇CH3CH2CH2CHO
（CH3）2CHCHOCHO正丁醛异丁醛苯甲醛
还有一些醛的名称，是由相应羧酸的名称而来。
HCHOCHOCHCHCHOOH
蚁醛肉桂醛水扬醛
酮的命名：
在羰基所连接的两个烃基名称后再加上“甲酮”两字，“甲”字习惯上可以
省略。
脂肪混酮命名时，要把“次序规则”中较优先烃基写在后面。
但芳基和脂基的混酮，要把芳基写在前面。
例如:
OOOCCHCH2CHCCHCHCCHCH33323
二甲基（甲）酮（二甲酮）甲基乙基（甲）酮（甲乙酮）苯基乙烯基（甲）酮
2．系统命名法
其要点如下：
（1）选取主链（母体）选择含有羰基的最长碳链作为主链。
不饱和醛酮的命名，主链须包含不饱和键。
芳香族醛酮命名时，常把脂链作为主链，芳环作为取代基。
54321OCH3CH2CHCH2CHOCH3母体CH3CH__C__321CHCH3CH3CH3CH2CH2CHCH2CHO母体4CH3CH5CH2
3-甲基戊醛α，α′-二甲基-3-戊酮3-正丙基-4-戊烯醛（β-甲基戊醛）（2，4-二甲基-3-戊酮）
OOOOOCH3CH3CCH2BrCH3CCH2CHCH2CHCH2CCH3HCCH
乙二醛α-溴丙酮4-苯基-2-戊酮4-戊烯-2-酮
还可用希腊字母表示二酮的碳位。
CH3OCOCCH2CH3CH3OCCH2OCCH3
2，3-戊二酮2，4-戊二酮（α-戊二酮）（β-戊二酮）
第二节醛和酮的制法
一、炔烃的水合
在汞盐催化下，炔烃与水化合生成羰基化合物。
乙炔水合生成乙醛，其他炔烃水合都生
成酮。
HC__CH+H2OHgSO4,稀H2SO490~95℃，0.1~0.2MPaCH3CHO乙醛
OC__CH+H2O环己基乙炔__HgSO4,稀H2SO4CCH3甲基环己基酮
二、烯烃的氧化
α-烯烃与一氧化碳和氢在八羰基二钴[Co（CO）4]2催化下生成多一个碳原子醛的反应称为羰基合成，又称为烯烃的醛化。
乙烯羰基合成得到丙醛，其他α-烯烃羰基合成可得到直链醛和支链醛两种，其产物以直链醛为主。
CH2CH2+CO+H2Co（CO）42110~120℃,10~20MPaCo（CO）42CH3CH2CHO
CH3__CHCH2+CO+H2170℃,25MPaCH3CH2CH2CHO+CH3CHCHOCH3正丁醛（75%）异丁醛（25%）
三、醇的氧化和脱氢
1．氧化伯醇和仲醇在重铬酸钾和硫酸等氧化剂的作用下，被氧化成相应的醛和酮。
K2Cr2O7CH3CH2CH2OHCH3CH2CHO
H2SO4OH__O__K2Cr2O7H2SO4CH__C__二苯甲醇二苯甲酮
2．脱氢
OHO+1__2O2Cu,250℃+H2O由醇脱氢得到的产品纯度高，工业上常用此法制备低级醛酮。
四、芳烃的酰基化（傅-克反应）
在无水三氯化铝催化下，芳烃与酰卤或酸酐作用，芳环上的氢原子被酰基取代生成芳酮。
这个反应叫傅列德尔—克拉夫茨酰基化反应。
OO__AlCl3CCH3+CH3CCl+HCl
第三节醛和酮的物理物质
常温常压下除甲醛是气体外，十二个碳原子以下的醛、酮都是液体，高级醛和酮是固体。
低级醛具有强烈刺激气味，但C8-C13的中级脂肪醛和一些芳醛、芳酮有花果香味。
一般低级醛和酮的沸点比相对分子质量相近的醇要低得多，但比相对分子质量相近的烃或醚高。
低级醛和酮在水中有相当大的溶解度。
一元脂肪醛（酮）的相对密度小于1，比水轻；
多元脂肪醛（酮）和芳香醛（酮）的相对密度大于1，比水重。
第四节醛和酮的化学性质
醛和酮可发生反应的部位为：
O①____H（）RRCHC
③H①CO中π键断裂，能发生加成及还原反应。
②②Cα-H键断裂，发生卤代、卤仿或缩合反应。
O____中C-H键断裂，发生氧化或歧化反应。
③CH一、羰基的亲核加成反应醛和酮分子中的羰基中含有π键，容易断裂，因此醛和酮可以和氢氰酸、亚硫酸氢钠、
醇、格氏试剂以及氨的衍生物等试剂发生加成反应。
除格氏试剂外，其余几种试剂与醛、酮的加成反应可用下列通式表示：
+OHO+H-CNuCNuNu:
CNSO3Na1．与氢氰酸加成
ORNHOHNHNH2NHNH在少量碱催化下，醛和脂族甲基酮能与氢氰酸发生加成反应，生成α-羟基腈（即氰醇）。
RC（CH3）HO+HCNOH-RC（CH）HOHCN3
羟基腈（氰醇）产物α-羟基腈比原来的醛或酮增加了一个碳原子，这是使碳链增长的一种方法。
羟基
腈在酸性水溶液中水解，即可得到羟基酸。
CH3__OCOHH2O,H+OHCH3CHCOOH+NH3__H+HCNCH3CHCNα-羟基丙腈α-羟基丙酸（乳酸）
2．与亚硫酸氢钠加成
醛、脂族甲基酮和低级环酮（C8以下）都能与亚硫酸氢钠饱和溶液（40﹪）发生加成反应，生成α-羟基磺酸钠。
RRO+HSO3NaOH-OHCSO3NaC（CH3）H（CH3）H羟基磺酸钠α-羟基磺酸钠为无色结晶，易溶于水，但不溶于饱和的亚硫酸氢钠溶液，以结晶析出。
所以这个反应可用来鉴别醛、脂族甲基酮和C8以下的环酮。
生成的α-羟基磺酸钠遇稀酸或稀碱都可以分解为原来的醛或酮，利用这个反应可以分离和提纯醛和酮。
OCOOHRCSO3Na稀HClR____H（CH3）+NaCl+SO2+H2OH（CH3）稀Na2CO3R__C__H（CH3）+Na2SO3+NaHCO3α-羟基磺酸钠与氰化钠或氰化钾水溶液反应，也可生成α-羟基腈，这样可避免使用易挥发的氢氰酸。
CH3__OC__OHH+NaHSO3稀OH-OHNaCNCH3CHCN+Na2SO3
【例10-1】由正己醇氧化制备正己醛时，有少量副产物正己酸，如何提纯产物正己醛。
CH3CHSO3Na【解析】正己酸可与NaOH溶液作用生成溶于水的羧酸钠而与中性的正己醛和正己醇分离。
正己醛可与饱和亚硫酸氢钠溶液作用生成白色结晶，正己醇则不能。
利用以上性质可提纯正己醛。
沉淀CH3（CH2）4CHO正己醛CH3（CH2）5OH正己醇CH3（CH2）4COOH正己酸NaOH溶液①加油层正己醛、正己醇②分液水层CH3（CH2）4COONa正己酸钠饱和溶液①加NaHSO3②过滤滤液OHCH3（CH2）4CHSO3NaCH3（CH2）5OH,H2O,NaHSO3①加稀HCl②分离水层NaCl,H2O（H2SO3）
油层粗正己醛干燥蒸馏纯正己醛3．与醇加成
在干燥氯化氢气体或其他无水强酸催化下，醛能与一分子醇发生加成反应生成半缩醛，半缩醛不稳定，可以与另一分子醇进一步发生脱水反应生成缩醛。
RR
RCHO+HOR干HClOHORC+H2OORCHORROH干HCl（缩醛）（半缩醛）上述反应可以看成是一分子醛与两分子醇间脱去一分子水生成缩醛。
H
R干HClRHOR+H2OCCOHORORHH
缩醛在稀酸溶液中很容易水解成原来的醛和醇。
OR
4．与格氏试剂加成
C+CH3CHOCH3OCH3H2OH+CH3CHO+2CH3OH乙醛缩二甲醇因为醛基比较活泼，在有机合成上常常利用缩醛的生成和水解来保护醛基。
OMg某O-+RMg某干醚CH3O+OHCRR甲醛与格氏试剂加成水解生成伯醇，其他醛生成仲醇，酮则得到叔醇。
OMgBr干醚OMgBrCH3CHCH（CH3）2OMgCl____HCHH3O+OHCH3CHCH（CH3）23-甲基-2-丁醇（53%~54%）（仲醇）H3O+__
CH3CH+CH3CHCH3
OCH+H
__干醚__MgCl__CH2OH苯甲醇（90%）（伯醇）NH4Cl,H2OO__C__+__MgBr干醚OMgBr____COH____C三苯甲醇（55%）（叔醇）OH【例10-2】用及适当的无机物为原料合成CH3CH2CH2OH【解析】①由原料到产物需增加碳原子,此题使用格氏试剂是最方便的增长碳原子的方法。
合成产物是仲醇,可由格氏试剂与醛反应制得。
②用“切断法”把被合成化合物分成两部分。
共有两种切断方式，根据所给原料按方法①切断较好。
①__CH3CH2CH2CCH2CH3OHCCH3CH2CH2②__CH2CH3③根据所选择的切断方式再进行倒推，可知合成物可由丙醛和正丙基卤化镁加成而得。
全部合成路线为：
CH3CH2CH2OHK2Cr2O7H2SO4HBrCH3CH2CH2BrMg干醚CH3CH2CH2MgBrOHH3O+OMgBr3（CH2）2OHCHCH3CH2CHOCH3（CH2）2MgBrCH3CH2C（CH2）2CH3CH3CH2C（CH2）2CH35.与氨的衍生物加成—缩合反应
氨分子中氢原子被其他原子或基团取代后生成的化合物叫做氨的衍生物。
如
羟氨（NH2OH）、肼（NH2NH2）、苯肼（）、2.4一二硝基苯肼
NH2NH
（）NH2NHNO2等都是氨的衍生物。
醛、酮可以和氨的衍生物发生加成
反应，产物分子内继续脱水得到含有碳氮双键的化合物。
分别生成肟、腙、苯腙及2，4-二硝基苯腙。
这一反应可用下列通式表示：
Y:
OHNH2
上式也可直接写成：
NHNHNO2NO2CO+HHNY加成NO2OHHCNYH2OCNY不稳定
CO+H2NYCNY+H2O所以醛和酮与氨的衍生物的反应是加成—脱水反应，这一反应又叫做羰基化合物与氨的衍生物的缩合反应。
H2NH2NCCH3O+肼OH（CH3）2C丙酮肟NOH羟胺CH3NH2（CH3）2C丙酮腙NNH2+H2OH2NNH（CH3）2CNNH苯肼丙酮苯腙H2NNHNO22，4-二硝基苯肼NO2（CH3）2CNNHNO2NO2丙酮-2，4-二硝基苯腙醛和酮与氨的衍生物的缩合产物一般都是具有固定熔点的结晶固体，因此，只要测定反应产物的熔点，就能确定参加反应的醛和酮。
醛和酮与2.4-二硝基苯肼作用生成的2，4-二硝基苯腙是黄色晶体，反应明显，便于观察，常被用来鉴别醛和酮。
所以上述氨的衍生物又称为羰基试剂。
二、α-氢原子的反应
1.卤化与卤仿反应
Cl2Cl2
CH3CHOCH2ClCHOCHCl2CHOH2O
Cl2CCl3CHO三氯乙醛在酸催化下，卤代反应可以控制在生成一卤代物阶段。
OCH3__O__CCH3+Br2CH3COOH65℃CH3__C__CH2Br+HBr-溴丙酮O____在碱催化下，卤代反应速度很快，具有“”构造的醛（乙醛）、酮（甲基酮）CH3C一般不易控制在生成一卤代或二卤代物阶段，而是生成同碳三卤代物
____C某3C“”,而这种三卤代物在碱性溶液中不稳定，立即分解成三卤甲烷（卤仿）和羧酸
盐。
CH3__O（H）R__O__CCH3+3NaO某（某2+NaOH）（H）R__C__C某3+3NaOHNaOH（H）RCOONa+CH某3C__H（R）+3NaO某H（R）COONa+CH某3+2NaOH因为这个反应有卤仿生成，所以称为卤仿反应。
CH3CH2OHNaOI
CH3CHONaOIHCOONa+CHI3碘仿（黄色）碘仿为黄色晶体，难溶于水，并有特殊气味，容易识别，因此可利用碘仿反
OH应来鉴别乙醛、甲基酮以及含有“”构造的醇。
CH3CH
2.羟醛缩合反应
（1）羟醛缩合含有α-氢原子的醛在稀碱溶液中相互作用，一分子醛的α-氢原子加到另一分子醛的羰基氧原子上，剩余部分加到羰基碳原子上，生成β-羟基醛。
因此这个反应称为羟醛缩合。
β—羟基醛在加热下易脱水生成α，β-不饱和醛。
OCH__OHHCH3__H+CH2CHO10%NaOH5COCH3CH___CHCHOH2OCH3CHCHCHO-羟基丁醛2-丁烯醛（巴豆醛）α，β-不饱和醛进一步催化加氢，则得到饱和醇。
CH3CHCHCHOCH3CH2CH2CH2OHNi
（2）交叉羟醛缩合两种含有α-氢原子的不同醛之间发生的羟醛缩合反应称为交叉羟醛缩合。
产物为四种产物的混合物，在有机合成上没有多大实际意义。
稀NaOH______CHO+CH3CHOCHCHCHO
肉桂醛H2三、氧化还原反应
1．还原反应
（1）还原成醇醛或酮都能很容易地分别被还原为伯醇或仲醇。
OOHH________RCH（R）RCHH（R）
在不同的条件下，用不同的试剂可以得到不同的产物。
a.用金属氢化物还原
b.催化加氢
CHCHCHOH2NiO__ClC__CH2BrKBH4,CH3OH25,5hOH____CCH2BrCl1-邻氯苯基-2-溴乙醇
（2）还原成烃醛和酮可以被还原成烃，常用的还原方法有以下两种：
a.克莱门森（Clemmenen）还原醛或酮与锌汞齐和浓盐酸共热，羰基可直接还原成亚甲基。
这个反应称为克莱门森还原。
AlCl3CH2CH2CH2OH+CH3（CH2）16COCl__CO（CH2）16CH3ZnHg,浓HCl__（CH2）17CH3（不发生重排）十八烷基苯（77%）b.沃尔夫－凯惜纳－黄鸣龙（Wolff-Kihner-Huangminglong）还原醛或酮
与水合肼在高沸点溶剂（如二甘醇、三甘醇等）中与碱共热，羰基被还原成亚甲基。
这一反应最初由俄国人沃尔夫和德国人凯惜纳共同发明的，后经我国化学家黄鸣龙改进了反应条件，所以称为沃尔夫—凯惜纳—黄鸣龙还原法。
H3CONH__C
__OCCH2CH2COOHH2NNH2,KOH140~160二甘醇，CH3CONH____（CH2）3COOH4-对乙酰氨苯基丁酸2.氧化反应
（1）与托伦（Tollen）试剂反应托伦试剂:
硝酸银的氨溶液。
RCHO+2Ag（NH3）2OHRCOONH4+2Ag+3NH3+H2O如果反应器壁非常洁净，会在容器壁上形成光亮的银镜。
因此这一反应又称为银镜反应。
托伦试剂不能氧化碳碳双键和碳碳叁键，选择性较好。
例如，工业上用它来氧化巴豆醛制取巴豆酸。
CH3CHCHCHOAg（NH3）2OHCH3CHCHCOOH
（2）与费林试剂（Fehling）反应
费林试剂：
是由硫酸铜与酒石酸钾钠的碱溶液等体积混合而成的蓝色溶液。
费林试剂能将脂肪醛氧化成脂肪酸，同时二价铜离子被还原成砖红色的氧化亚铜沉淀。
但费林试剂不能氧化芳香醛。
因此可用费林反应来区别脂肪醛和芳香醛。
RCHO+2Cu（OH）2+NaOH蓝色RCOONa+Cu2O+3H2O红色
甲醛的还原性较强，与费林试剂反应可生成铜镜，可借此性质鉴别甲醛和其他醛类。
HCHO+Cu（OH）2+NaOHHCOONa+Cu+2H2O
3.坎尼扎罗（Cannizzaro）反应
不含α-氢的醛在浓碱溶液作用下，可以发生自身氧化还原反应。
一分子醛被还原成醇，另一分子醛被氧化成羧酸，此反应叫做坎尼扎罗反应。
又叫做歧化反应。
2__CHO①浓NaOH②H+__COOH+__CH2OH苯甲酸苯甲醇两种不含α-氢的醛在浓碱的作用下，也能发生歧化反应（交叉歧化反应）,但产物相当复杂。
工业上用甲醛和乙醛为原料制取季戊四醇。
第五节重要的醛酮
一、甲醛
____甲醛（-21℃,HC）俗称蚁醛，在常温下是无色的有特殊刺激气味的气体，沸点H易燃，与空气混合后遇火爆炸，爆炸范围7%～77%（体积分数）。
甲醛易溶于水，它的31%～40%水溶液（常含8%甲醇作稳定剂）称为“福尔马林”，常
用作消毒剂和防腐剂，也可用作农药防止稻瘟病。
原因是甲醛溶液能使蛋白质变性,致使细菌死亡，因而有消毒、防腐作用。
甲醛有毒，对眼粘膜、皮肤都有刺激作用，过量吸入蒸气会引起中毒。
甲醛性质活泼，还原性较强，容易氧化。
甲醛还容易发生自身的羰基加成生成聚合度不同的各类聚合物。
例如，在常温下，甲醛气体能自动聚合为三聚甲醛。
60～65%的甲醛水溶液在少量硫酸存在下煮沸，也可聚合为三聚甲醛。
3HCHO聚合解聚CH2OOCH2CH2O三聚甲醛三聚甲醛为无色晶体，熔点62℃，沸点112℃。
在中性或碱性条件下相当稳定，但在酸性环境中加热，容易解聚重新生成甲醛。
二、丙酮
丙酮（CH3COCH3）是无色、易燃、易挥发的具有清香气味的液体，沸点56℃，在空气中的爆炸极限为2.55%～12.80%（体积分数）。
丙酮是常用的有机溶剂，能溶解油脂、树脂、蜡和橡胶等许多物质。
丙酮也是各种维生素和激素生产过程中的萃取剂。
丙酮具有典型的酮的化学性质，是重要的有机化工原料，可用来制造环氧树脂、有机玻璃、氯仿等。
工业上除用淀粉发酵、异丙醇催化氧化或催化脱氢制备外，目前使用较多的是异丙苯氧化制苯酚和丙酮（见§
3-4）。
也可由丙烯直接氧化制得：
CH3CHCH2+2O2CH390~120,1MPa1PdCl2-CuCl2O__C__CH3糖尿病患者由于新陈代谢紊乱，体内有过量的丙酮生成，可用尿排出或随呼吸呼出。
三、丙酮四、环己酮
【知识窗】室内隐形杀手
升级会员 