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1、第十三章 醛和酮 分类分类: 根据烃基的不同,可将醛、酮分为:脂肪族醛、酮,芳香族醛、酮;饱和醛、酮,不饱和醛、酮; 根据醛、酮分子中羰基的个数,可分为:一元醛、酮,二元醛、酮等; 根据酮羰基所连的两个烃基是否相同,分为: 单酮,混酮。 官能团:醛 RCHO酮 (CHO为醛基)(两个R可以相同,也可不同)C O(羰 基)RCROCH3(CH2)5CHCH3OHCH3(CH2)5CCH3OK2Cr2O7+H2SO4 100 C。所以,生成的乙醛很容易脱离体系。CH3CH2OHK2Cr2O7+H2SO450 C。CH3CHOK2Cr2O7+H2SO4CH3COOHb.p 78 C。b.p 21 C
2、。b.p 118 C。例:H2O,2-辛醇2-辛酮CH3C-CH=CHCH=CCH=CH2CH3OCH3CHCH=CHCH=CCH=CH2OHCH3丙酮,异丙醇铝苯,回流,80%Oppenauer氧化CH3CHCH3OHCH3CCH3O(or ZnO,380 C。Cu,300 C。)脱氢:(2) 羰基合成羰基合成 由烯烃合成多一个碳的醛! CH2=CH2 + COCH3CH2CHOCo(CO)42,加压CH2-CH2COH2八羰基二钴CH3CH2CH2CHO +CH3CHCHOCH3正丁醛(多)异丁醛(少)H2CH3CH=CH2+COCo(CO)42,加压CH3CH-CH2CO例1:例2:(3
3、) 同碳二卤化物水解同碳二卤化物水解 该法一般主要用于制备芳香族醛、酮。例如: BrC-CH3ClClBrCH2CH3BrC-CH3OOH-H2O2Cl2光间溴乙苯间溴苯乙酮间溴二氯乙苯CHCl2+ H2OH+CHO+ 2HCl苯二氯甲烷苯甲醛或Fe不用碱! 因醛对碱敏感(4) 羧酸衍生物的还原羧酸衍生物的还原 (Rosenmond还原) CH3OCH3COClCH3OCH3CHO(1) LiAl(OBu-t)3H,乙醚,-78 C。(2) H2O , H+ , 60%(2) H2O , H+ , 88%(1) Al(n-Bu)2H , 己烷,-78 C。CH3(CH2)10COC2H5OCH
4、3(CH2)10CHO三叔丁基氢化铝锂,空间障碍大,还原性不及LiAlH4二丁基氢化铝RCClO+ H2RCHOPd/BaSO4(5) 芳烃的氧化芳烃的氧化 甲基直接与芳环相连时,可被氧化成醛基。例如甲苯用铬酰氯、铬酐等氧化或催化氧化则生成苯甲醛: CH3CHO + H2O+ O2V2O5CH2CH3COCH3+ O2硬脂酸钴120-130 C。乙苯用空气氧化可得苯乙酮: CH3CrO3(CH3CO)2OH2OCH(OCCH3)2OCHO二乙酸酯不易被氧化易被氧化H,(6) 芳环上的酰基化芳环上的酰基化 + HClCH3C-ClO+AlCl3H3CCOCH3CO+(90%)(9%)苯甲酰氯+
5、CH3CH2CH2C-ClOAlCl3+ HClCCH2CH2CH3O(不重排!)AlCl3,Cu2Cl2+ CO + HClCHOCH3+ CO + HClAlCl3,Cu2Cl2CH3CHO(46-51%)该反应的本质是亲电取代反应,CO与HCl首先生成 HCOAlCl4-。 加入Cu2Cl2的目的是使反应可在常压下进行,否则需要加压才能完成。 Gattermann-Koch 反应(由苯或烷基苯制芳醛): (四) 醛和酮的物理性质 物态:CH2O为气体;C2C12醛、酮为液体;C13以上醛、酮为固体。沸点:与分子量相近的醇、醚、烃相比,有b.p:醇醛、酮醚烃:醇醛、酮醚烃。原因:a. 醇分
6、子间可形成氢键,而醛、酮分子间不能形成氢键; b. 醛、酮的偶极矩大于醚、烃的偶极矩: C=OORRDD溶解度:与醇相似。低级醛、酮可溶于水;高级醛、酮不溶于水。 因为醇、醛、酮都可与水形成氢键: R-OHHH-OC=OHRC=ORH-OHH-OHRIR光谱:光谱: CO:16801850cm-1(很强峰); 注意:丙酮的CO为1715 cm-1,乙醛的CO为1730 cm-1。CH(醛):2720cm-1(中等强度尖峰)。讨论:不同羰基的大致吸收位置: I效应、环张力等使CO波数升高;共轭效应使CO波数波数降低 例1:正辛醛的红外光谱 例2:苯乙酮的红外光谱 NMR谱 CH3-C-R-CH2
7、-C-R-C-HOOO例1:丁酮的核磁共振谱 例2:苯甲醛的核磁共振谱 (五) 醛和酮的化学性质 (1) 羰基的亲核加成 (甲) 与氢氰加成 (乙) 与亚硫酸氢钠加成 (丙) 与醇加成 (丁) 与金属有机试剂加成 (戊) 与氨的衍生物加成缩合 (己) 与Wittig试剂加成 (2) -氢原子的反应 (甲) 卤化反应 (乙) 缩合反应 (丙) Mannich反应 (3) 氧化和还原 (甲) 氧化反应 (乙) 还原反应 (丙) Cannizzaro反应(岐化反应) (五) 醛和酮的化学性质 羰基的亲核加成羰基的亲核加成 从 的结构考虑: C=O a.有双键,可以加成; b.稳定性 C OC ONu
8、E+-所以亲核试剂首先进攻!即发生亲核加成反应亲核加成反应,其通式为: R(R)H+ Nu-ROHNu(R)HCC(R)HRNuO-H2OC=O(甲甲) 与氢氰酸加成与氢氰酸加成 反应式: 实验证明: OH加速反应,H减慢反应。 Why? + NaCNRHC=OOH-x(CH3)OH-+ H CNRH羟基腈氰醇或ROHNu(CH3)HCC=O(CH3)HCNOH-H+CN- + H2O比H CN更 强的N u加O H-可使 C N-C=OH+C=OH+C-OH+(羰基碳更正) 以上实验事实说明:HCN与醛、酮的加成是分步进行的,首先由CN(亲核试剂)首先进攻,也就是说HCN与醛、酮的加成是亲核
9、加成。即: 慢-H2ORH+ CN-H2OCHRCNO-C=O(CH3)ROHCNHC(CH3)(CH3)反应活性:反应活性: HCHOCH3CHOArCHOCH3COCH3CH3CORRCORArCOAr 醛的活性大于酮;脂肪族醛、酮大于芳香族醛、酮。 p-NO2-C6H4-CHOArCHOp-CH3-C6H4-CHO 例外:C6H5COCH3(CH3)3C-CO-C(CH3)3 (后者的空间障碍特别大。)反应范围:反应范围: 所有的醛、脂肪族甲基酮、八个碳以下的环酮。例1 :CH3-C-H + HCNOCH3-CH-CNOHOH-H2O/H+CH3-CH-COOHOH乳酸羟基丙酸乙醛 例2
10、:OH-CH3-C-CNOHOCH3-C-CH3 + HCNCH3CH2=C-COOCH3CH3CH3OH,H2SO4甲基丙烯酸甲酯MMA丙酮 丙酮氰醇水解、酯化、脱水同时进行用途、意义用途、意义:制备羟基酸、多一个碳的羧酸。(乙乙) 与亚硫酸氢钠加成与亚硫酸氢钠加成 饱和N a HSO3易溶于水不溶于溶液C(CH3)HSO3HONaRROHSO3Na(CH3)HC羟基磺酸钠(白 )饱和N a HSO3分子内中和+ NaHSO3R(CH3)HC=O反应范围:反应范围: 所有的醛、脂肪族甲基酮、八个碳以下的环酮。反应活性:反应活性:似与HCN的加成。(醛酮、脂肪族芳香族)用途:用途:A. 鉴别醛
11、酮鉴别醛酮: C-CH3OCH2CHO饱和NaHSO3白x例:B. 分离提纯醛酮分离提纯醛酮: 在酸或碱的浓度较大时,平衡反应朝着加成产物分解为原来的醛、酮的方向进行: orROHSO3Na(CH3)HCRHOSO3NaH(CH3)C+ NaHSO3R(CH3)HC=O遇酸或碱 分解CH2CHO饱和N a HSO3白CH2CHSO3NaOHH+orOH-过滤CH2CHO例1 :C-CH3OC-CH3O例2 :饱和N a HSO3CHOOHOHCHSO3Nax白()过滤H+orOH-CHOC 制备制备-羟基腈羟基腈 CHOCHOHSO3NaCHOHCNCHOHCOOHNaHSO3NaCNH2OH
12、Cl苦杏仁酸(67%)此法的优点是可以避免使用有毒的氰化氢,而且产率也较高。 (丙丙) 与醇加成与醇加成 醛加醇容易,酮困难。 R-C-H + ROHO干H Cl亲核加成R-C-OROHHR-C-ORHOR半缩醛(不稳定)缩醛(稳定)干H ClROHS 1N反应式: 半缩醛C=OHRH+R-CH-O-ROH+H-H+R-CH-O-ROH快H+慢ROH更有利于N u 进攻C=ORH反应机理:R-CH-O-ROH快H+R-C+H-ORROHR-CH-OROH2+-H2O+H2OR-CH-ORH+OR-H+R-CH-OR OR缩醛半缩醛 缩醛具有双醚结构,对碱和氧化剂稳定,但遇酸迅速水解为原来的醛和
13、醇 R-CH-OR ORH2O/H+R-C-H + 2ROHO缩醛对碱和氧化剂稳定所以,制备缩醛时必须用干燥的HCl气体,体系中不能含水。 醛可与一元醇或二元醇生成缩醛或环状缩醛: C=ORH+HO-CH2HO-CH2干H ClCRH O-CH2 O-CH2例1 : 酮只能与二元醇生成环状缩醛(因为五元、六元环有特殊稳定性): 例2 :+HO-CH2HO-CH2干H ClOOO用途: a. 保护醛基保护醛基: 例: 由 CH3CH=CHCHOCH3CH2CH2CHOCH3CH=CHCHOHOCH2CH2OH干H ClCH3CH=CHCHO-CH2O-CH2H2,NiO-CH2O-CH2CH3C
14、H2CH2CHH2O/H+CH3CH2CH2CHOCH2CH-CH2CHOHOHnCH2CH2OOCH2-CHCHn+ nH2O+ nCH2OH2SO460-70 C。聚乙烯醇可溶于水维尼纶 不溶于水b. 制造制造“维尼纶维尼纶”: (丁丁) 与金属有机试剂加成与金属有机试剂加成 RMgX与甲醛反应,水解后得到与甲醛反应,水解后得到1醇;醇;RMgX与其他醛反应,水解后得到与其他醛反应,水解后得到2醇;醇;RMgX与酮反应,水解后得到与酮反应,水解后得到3醇。醇。 A加RMgX + R-MgX干醚R-C-OMgXH2O/H+R-C-OH烷氧基卤化镁C=OCl环己基甲醇Mg干醚HCHOMgClC
15、H2OMgClH2O/H+CH2OH1 醇。用途:制1、2、3醇。例: 同一种醇可用不同的格氏试剂与不同的羰基化合物作用生成。可根据目标化合物的结构选择合适的原料。 例:用格氏反应制备3甲基2丁醇 CH3-CH-CH-CH3CH3OHab方法a: H2O/H+CH3-CH-CH-CH3CH3OHMg干醚CH3-CH-CH3BrO=C-CH3HCH3-CH-CH3MgBrCH3IMg干醚CH3-CH-CHOCH3CH3-CH-CH-CH3CH3OHH2O/H+方法b: 由于乙醛及2溴丙烷都很容易得到,故方法a较为合理。 有机锂的亲核性和碱性均比格氏试剂强。例如下列反应格氏试剂不能发生: B. 加
16、有机锂加有机锂乙醚-60 C。H2O体积大(CH3)3C3C-OH三叔丁基甲醇(CH3)3CLi + (CH3)3C-C-C(CH3)3OC加炔钠加炔钠 OCH C-Na+,液NH3,-33 C。(2) H2O,H+,65%-75%(1)OHC CH炔醇DReformasky反应反应 醛、酮与有机锌试剂进行亲核加成,再水解得到-羟基酸酯或-羟基酸的反应称为Reformasky反应。 OHR-CH-CH2-C-OC2H5OH2O/H+羟基酸乙酯OHR-CH-CH2-C-OHOH2O/H+羟基酸OZnBr RCH-CH2-C-OC2H5OBrZnCH2-C-OC2H5O干醚R-C-HO+或甲苯无水
17、乙醚BrZnCH2-C-OC2H5OBrCH2COOC2H5 Zn+溴代乙酸酯或甲苯不须分离,直接使用活性低于格氏试剂有机锌试剂的生成: OOHCH2COOC2H5+ BrCH2COOC2H5(1) Zn,甲苯(2) H2O,H+,70%羟基酸酯例: (戊戊) 与氨的衍生物加成缩合与氨的衍生物加成缩合 所有的醛、酮都能与NH3及其衍生物反应。但醛、酮与NH3反应的产物不稳定,而与NH3的衍生物反应的产物稳定。反应实际上为加成缩合反应: + H2N-YC-N+H2-YO-C-NH-YOHC=N-Y-H2OC=OC=N-Y+ H2N-YC=O-OH-NH2-NH-C-NH2OO2NNO2-NH-
18、-NH-Y-Y,H H2 2NYNY羟氨肼苯肼2,4-二硝基苯肼氨基脲C=N-YC=N-Y肟腙苯腙2,4-二硝基苯腙缩氨脲简单记忆方法 反应实例:反应实例: CH3-C-CH3 + H2ON-OHCH3-C-CH3 + H2N-OHO丙酮丙酮肟O+ H2N-OHN-OH+ H2O环己酮环己酮肟CH3CHO + NH2O2NNO2-NH-CH3CH=NHO2NNO2-NH-+ H2O乙醛- 2 ,4-二 硝 基苯腙 CHO + H2N-NH-C-NH2O+ H2OCH=N-NH-C-NH2O苯甲醛苯甲醛缩氨脲 甲醛与氨的反应首先生成不稳定的H2C=NH,然后很快三聚生成六亚甲基四胺: 6CH2O
19、 + 4NH3(CH2)6N4 + 6H2O六亚甲基四胺(乌洛托品)NNNN利尿剂交联剂(己己) 与与Wittig试剂加成试剂加成 醛、酮与磷叶立德反应,制备烯烃的反应: (C6H5)3P + RCH2X(C6H5)3P+-CH2R X-C6H5Li三苯基膦卤烷季磷盐磷叶立德强碱(C6H5)3P+-C-HR(C6H5)3P=CHRC=O + RHC=P(C6H5)3C=CHR + O=P(C6H5)3+ C2H5C=P(C6H5)3n-C3H7CHOCH3CH3n-C3H7CH=C-C2H5+ O=P(C6H5)3 H2C=P(C6H5)3O +CH2+ O=P(C6H5)3例:PhCHO +
20、 (C6H5)3P=CH-CH=C6H5PhCH=CH-CH=C6H5+ O=P(C6H5)3(2) -氢原子的反应氢原子的反应 的作用:a. 亲核加成的场所; b. 使H酸性增加: C=O有极弱的酸性C=O-CHB-C=O-CC-O-CC O C 在碱性条件下,H更容易掉下来,所以H的反应更容易在碱性介质中进行。 (甲甲) 卤化反应卤化反应 溴苯乙酮C-CH3O+ Br2少量AlCl3乙醚,0 C。+ HBrOC-CH2BrH,受羰基影响,活性增加(88%-96)O+ Cl2OCl+ HClH2O61%-66%CH3CHO + Cl2H2OClCH2CHO + Cl2CHCHO + Cl3C
21、CHO一氯乙醛三氯乙醛二氯乙醛 醛的活性更高: 酸催化下进行的卤代反应可以停留在一元取代阶段:CCH3OCCH2BrOBr2 , 催化量AlCl3乙醚 , 0 Co(8896%)OOClCl2H2O , 6166%机理:CH3CCH3OH+快- H+慢CH3CCH2OHCH3CCH2OHH- H+CH3CCH2BrO酸的催化作用是加速形成烯醇。CH3CCH2OHBrBrCH3COHCH2BrCH3COHCH2Br碱催化下进行的卤代反应速度更快,不会停留在一元取代阶段: 卤仿OCH3-C-CH2-X2X2OH-OCH3-C CX3OH-CH3-C-O-O+ CHX3不是最后产物!CH3-C-OH
22、O+ -CX3CH3-C-CX3OHO-卤仿反应卤仿反应含有CH3CO的醛、酮在碱性介质中与卤素作用,最后生成卤仿的反应。 CH3-C-CH2-HOOCH3-C-CH2-+ H2OCH3CCH2O-OH-慢活性更高!OCH3-C-CH2-X + X-X-X例:CH3C C H3 + 3NaOXOCH3-C-ONa + CHX3 + 2NaOHO少一个碳的羧酸盐卤仿讨论:讨论: C上只有两个H的醛、酮不起卤仿反应,只有乙醛和甲基酮才能起卤仿反应。 乙醇及可被氧化成甲基酮的醇也能起卤仿反应: CH3-C-ROCH3-CH-R + NaOXOHNaOXRCOONa + CHX3(H)(H)(H) 卤
23、仿反应的用途: CH2CHOC-CH3ONaOI无黄色沉淀CHI3(黄 )CH3CH2OHCH3CH2CH2CH2OHNaOI无黄色沉淀CHI3(黄 )C-CH3ONaOClOC-ONaH+OC-OHH+NaOClOC-ONaOC-OHOC-CH3注:鉴别用NaOI,生成的CHI3为有特殊气味的亮黄,现象明显; 合成用NaOCl,氧化性强,且价格低廉。 b. 合成:合成:制备不易得到的羧酸类化合物。例: a. 鉴别:鉴别: (乙乙) 缩合反应缩合反应 有H的醛在稀碱中进行。 dil OH-CH3-C-HO+ CH2-CHOHCH3CH-CH2-CHOOH-H2O温热CH3CH=CH-C-HOC
24、H3CH2CHO+ CH3CH-CHOHdil OH-CH3CH3CH2CH=C-CHOCH3CH2CH-CH-CHOCH3OH-H2O高级醛得到羟基醛后,更容易失水: CH3-C-CH3 + CH2-C-CH3NaOHOOHCH3-C=CH-C-CH3OCH3需及时蒸出4-甲基- 3 -戊 烯 - 2 - 酮CH3-C-CH2-C-CH3CH3OOH酮的羟醛缩合反应比醛困难: 分子内的羟醛缩合: OOONa2CO3H2O,96%(解释)交错羟醛缩合(交叉羟醛缩合):交错羟醛缩合(交叉羟醛缩合): CH3CHO + CH3CH2CHOdil OH-有四种产物,不易分离,无意义但若采取下列措施:
25、 a. 反应物之一为无H的醛(如甲醛、芳甲醛); b. 将无H的醛先与稀碱混合; c. 再将有H的醛滴入。则产物有意义! 例1 :CHO+ H-CH2CHOdil OH-10 C。CH=CHCHO肉桂醛 例2 : CH3CHO + 3CH2Odil OH-HOCH2-C-CHOCH2OHCH2OHCH2OOH-HOCH2-C-CH2OHCH2OHCH2OH+ HCOO-季戊四醇(Perkin 反应)CHOCH=CHCOOH+ (CH3CO)2O无水CH3COOK肉桂酸例3:(丙丙) Mannich反应反应 含有-H的醛、酮,与醛和氨(伯胺、仲胺)之间发生的缩合反应,称为Mannich反应。该反
26、应可看成是氨甲基化反应: C-CH2-HOC-CH2-CH2-N(CH3)2 HClOCH2O+ H-N(CH3)2+70%HCl氨基酮 -氨基酮容易分解为氨(或胺)和,-不饱和酮,所以Mannich反应提供了一个间接合成,-不饱和酮的方法。例如: NOH(C2H5)2O减压蒸馏氨基酮不饱和酮(3) 氧化和还原氧化和还原 (甲甲) 氧化反应氧化反应 醛易氧化成酸: RCHO RCOOHO=KMnO4、K2Cr2O7+H2SO4、醛还能被一些弱氧化剂氧化:RCHO RCOOHOTollens、 Fehlings、Tollens:AgNO3的氨溶液Fehlings:CuSO4(Fehling I)
27、与NaOH+酒石酸钾钠(Fehling II)的混合液 OORCHORCOONH4 + Ag + NH3 + H2O(银镜)TollensRCHORCOONa + Cu2O + H2O(砖红色)Fehlings讨论: a. 氧化性:Tollens Fehlings Tollens可氧化所有的醛(包括芳甲醛); Fehlings只氧化脂肪醛。 b. 用途: 鉴别醛酮。鉴别醛酮。例: CH3CCH3CH3CHOC6H5CHOOTollensAgAgxFehlingsx砖红R-CH=CH-CHOR-CH=CH-COOHAg(NH3)2NO3H+若用K M nO4氧化,则断开!C=C巴豆醛巴豆酸 合成
28、合成: 酮类一般不易被氧化。在强氧化条件下,被氧化成碎片,无实际意义。 但工业上: OCH2CH2COOHCH2CH2COOH浓H NO3铜钒催化剂环己酮己二酸(尼龙6 6 原料)RCH2CCH2ROOabbaRCOOH + HOOCCH2RRCH2COOH + HOOCR四种产物!(乙乙) 还原反应还原反应 (A)C=OCH-OHHH=H2/Ni NaBH4 LiAlH4 (CH3)2CHO3Al、不还原双键! H:Zn-Hg/HCl (Clemmensen还原法,酸性介质)NH2NH2,NaOH,三乙二醇醚(黄鸣龙还原法,碱性介质)(b.p约2 00 C)。(B)C=OCH2HRCH=CH
29、CHOH2/NiRCH2CH2CH2OH-CH=CHCHO-CH=CHCH2OHNaBH4肉桂醛肉桂醇例:OH+ CH3-C-CH3OOOH+ CH3-C-CH3异丙醇铝CC lOOZn-Hg/HCl四氢萘分子内亲电取代AlCl3例:分子量大,缩酮基对酸敏感NH2NH2,KOH,二甘醇OOH3CCHOH3CH3CCH3H3COO(丙丙) Cannizzaro反应反应(岐化反应岐化反应) 浓碱中,无H的醛发生岐化反应。例: 浓N aOHCHOCOONaCH2OH2+苯甲醛苯甲酸钠苯甲醇2HCHOHCOONa + CH3OH浓N aOH甲酸钠甲醇甲醛 若反应物之一是甲醛,则一定是甲醛被氧化,另一分
30、子无H的醛被还原。例: 浓N aOHHCHOCH2OHHCOONaCHO+CH2OOH-HOCH2-C-CH2OHCH2OHCH2OH+ HCOO-季戊四醇HOCH2-C-CHOCH2OHCH2OH(六) ,-不饱和醛、酮的特性 1,4-亲电加成 (2) 1,4-亲核加成 (六) ,-不饱和醛、酮的特性 1,4-亲电加成亲电加成 ,-不饱和醛、酮中,羰基降低了C=C的亲电反应活性。以丙烯醛与氯化氢的加成为例: 总的结果是1,4-加成的历程,碳-碳双键上1,2-加成的产物。例如: OOBr+ HBr+ H ClCH2 CH-CHOCH2-CH2-CHOCl-1,4-加成烯醇式重排OHCH2-CH
31、=CHCl(2) 1,4-亲核加成亲核加成 通常情况下,碳碳双键是不会与亲核试剂加成的。但由于在,-不饱和醛、酮中,C=C与C=O共轭,亲核试剂不仅能加到羰基上,还能加到碳碳双键上。 以3-丁烯-2-酮与氰化氢的加成为例。 CH2 CH-C-CH3O+ CN-HCNCH2 CH-C-CH3OHCNCH2-CH2-C-CH3OCN+羰基上的亲核加成产物1,4-加成的历程,碳碳双键上的加成产物CH2 CH-C-CH3OCH2-CH2-C-CH3OCNOHCH2-CH C-CH3CN1,4-加成HCN烯醇式重排讨论:讨论: 空间障碍:亲核试剂主要进攻空间障碍较小的位置。例如: CH2=C-CCH2C
32、H3CH3O主要进攻Nu(CH3CH2)2C=CH-CHO主要进攻Nu所以,醛基比酮基更容易被进攻。 碱性强的试剂(如RMgX、LiAlH4)在羰基上加成(1,2-加成):CH2=CH-C-CH3O+ AlH4-H+H2OCH2=CH-C-CH3OHH碱性较强CH2=CH-C-CH3OCH2=CH-C-CH3OH + CH3MgIH+H2OCH3碱性较强碱性弱的试剂(如CN-或RNH2)在碳碳双键上加成(1,4-加成): CH2=CH-C-CH3O+ CH3NH2NHCH3CH2-CH2-C-CH3O碱性较弱CH2=CH-C-CH3OCNCH2-CH2-C-CH3O+ CN-HCN碱性较弱(七
33、) 乙烯酮 卡宾 乙烯酮 (2) 卡宾 (七) 乙烯酮 卡宾 (1) 乙烯酮乙烯酮 乙烯酮是最简单的不饱和酮,也可看作是乙酸分子内脱水所形成的酐。制备: OCH3-C-OH700-720 C催化剂。CH2=C=O + H2OCH3-C-CH3O700-750 C。CH2=C=O + CH4性质性质:乙烯酮常温下为气体(b.p -56),有剧毒,性质活泼,易加成、聚合。A. 加成加成 CH2=C O + HACH2=C-OHA烯醇式重排CH3-C-AO以上反应相当于在HA中引入了 ,所以乙烯酮是一个很好的乙酰化剂。例如: CH3C-O(乙酸)(乙酸乙酯)(乙酸酐)(乙酰氯)(乙酰胺)CH2=C=
34、O +H OHH OC2H5H ClH NH2H O-C-CH3OCH3C-OHOCH3C-OC2H5OCH3C-NH2OCH3C-ClOCH3C-O-CCH3OOCH2=C=O + RMgXCH2=C-OMgXRRCH3-C=OH2O/H+干醚CH2=C-OHR烯醇式重排(甲基酮)B. 聚合聚合 CH2=C=OCH2=C=OCH2=C CH2-C=OO二乙烯酮0 C。500-600 C。2CH2=C=OR-CH=C CH-C=OOR-AKD,反应型中性施胶剂(2) 卡宾卡宾 乙烯酮在紫外光照射下分解生成卡宾(Carbene)碳烯: 碳烯CH2 + CO光或热CH2=C=O乙烯酮CHH不满足八
35、隅体,有两个未成键电子 活性高,寿命短(约一秒) 单线态两未成键电子配对,占据同一轨道,能量高; 三线态两未成键分占轨道,自旋平行,能量低。 卡宾的结构 由于卡宾的碳原子周围只有六个电子,是缺电子的,具有亲电性,可与C=C、CC发生亲电加成反应,生成三元小环: CH3CHC HCH3+ CH2CH3CH CHCH3CH2+ CH2CH2双环 4 ,1,0庚 烷+ CH2CH2重排环庚三烯卡宾还可与烷烃反应(插入反应): CH+ CH2CC H2H本章重点: 羰基上亲核加成反应(加HCN、NaHSO3、ROH、H2NY、RMgX等);羟醛缩合反应、碘仿反应及Cannizarro反应;醛与Toll
36、ens及Fehllings的反应;羰基还原为羟基的反应,羰基还原为亚甲基的反应;波谱数据: IR:乙醛CO:1730cm-1; 乙醛C-H:2720cm-1; 丙酮CO:1715cm-1;CH3-C-R-CH2-C-R-C-HOOONMR:正辛醛的正辛醛的IR苯乙酮的苯乙酮的IR2-丁酮的NMR苯甲醛的NMRCH3-C-CNOHCH3H2O,H2SO4水解CH3OH酯化 CH3-C-COOHOHCH3CH2=C-COOCH3CH3加热脱水CH3CH3-C-COOCH3OH水解、酯化、脱水同时进行:NaHSO3Na2CO321HClNa2SO3 + CO2 + H2O2121NaCl + SO2 + H2OorROHSO3Na(CH3)HCRHOSO3NaH(CH3)C+ NaHSO3R(CH3)HC=O遇酸或碱分解OOOHOH-OO-H2OH2OOOHHOO