有機(jī)化學(xué)第十章醛與酮_第1頁
有機(jī)化學(xué)第十章醛與酮_第2頁
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文檔簡介

1、關(guān)于有機(jī)化學(xué)第十章醛和酮第一張,PPT共七十九頁,創(chuàng)作于2022年6月醛(aldehyde)酮(Ketone) 醛和酮醛酮的類型和命名羰基carbonyl 醛、酮的分類脂肪族醛、酮芳香族醛、酮a, b不飽和醛、酮 第二張,PPT共七十九頁,創(chuàng)作于2022年6月 醛酮的命名巴豆醛 甲基乙基甲酮反-2-丁烯醛丁 酮1-環(huán)己基-2-丁酮3-氧代(正)戊醛5, 5-二甲基-1, 3-環(huán)己二酮(E)-but-2-enalbutanone1-cyclohexylbutan-2-one5,5-dimethylcyclohexane-1,3-dione3-oxopentanal第三張,PPT共七十九頁,創(chuàng)作于

2、2022年6月苯甲醛苯乙酮2羥基苯甲醛呋喃甲醛水楊醛乙酰苯1, 3二苯基丙烯酮查爾酮(chalcone)benzaldehyde2-hydroxybenzaldehydefuran-2-carbaldehydeacetophenone(E)-chalcone第四張,PPT共七十九頁,創(chuàng)作于2022年6月醛、酮的制備幾種已知的方法 炔烴的水解末端炔甲基酮第五張,PPT共七十九頁,創(chuàng)作于2022年6月 氧化法 氧化醇R 可為不飽和基團(tuán)Sarrett 試劑Sarrett 試劑Jones 試劑Oppenauer 氧化第六張,PPT共七十九頁,創(chuàng)作于2022年6月 氧化烯烴例有合成價(jià)值第七張,PPT共七

3、十九頁,創(chuàng)作于2022年6月 芳香酮和醛的合成Friedel-Crafts 反應(yīng)Gattermann-Koch 反應(yīng)芳香酮芳香醛第八張,PPT共七十九頁,創(chuàng)作于2022年6月一些制備醛酮的新方法 通過酰氯的還原制備醛Rosenmund 反應(yīng)第九張,PPT共七十九頁,創(chuàng)作于2022年6月反應(yīng)活性比較還原能力:羰基的親電性:很快較快快慢選擇性好選擇性差LiAlH4LiAlH(OBu-t)3第十張,PPT共七十九頁,創(chuàng)作于2022年6月通過酰氯合成酮(?;系挠H核取代)比較:R2CuLi和R2Cd活性較低,但選擇性好第十一張,PPT共七十九頁,創(chuàng)作于2022年6月醛、酮的性質(zhì) (I) 性質(zhì)分析羰基氧

4、有弱堿性可與酸結(jié)合羰基碳有親電性可與親核試劑結(jié)合a碳有吸電子基a氫有弱酸性碳與氧相連氫易被氧化烯醇負(fù)離子 a氫與堿的反應(yīng) 第十二張,PPT共七十九頁,創(chuàng)作于2022年6月羰基氧的堿性(與H+或Lewis酸的作用)碳上正電荷少親電性較弱碳上正電荷增加親電性加強(qiáng)例:ROH 為弱親核試劑縮醛第十三張,PPT共七十九頁,創(chuàng)作于2022年6月醛酮羰基上的親核加成反應(yīng)(1) 一些常見的與羰基加成的親核試劑負(fù)離子型相應(yīng)試劑親核試劑分子型親核能力較強(qiáng)強(qiáng)不強(qiáng)第十四張,PPT共七十九頁,創(chuàng)作于2022年6月 醛酮與負(fù)離子型親核試劑加成的兩種形式 不可逆型(強(qiáng)親核試劑的加成) 可逆型(一般親核試劑的加成)親核加成親

5、核加成不可逆可逆第十五張,PPT共七十九頁,創(chuàng)作于2022年6月2.1 醛酮與 RMgX 或 RLi 的加成1o醇2o醇3o醇第十六張,PPT共七十九頁,創(chuàng)作于2022年6月2.2 醛酮與炔化物的加成進(jìn)一步應(yīng)用a炔基醇cis烯基醇trans烯基醇a羥基酮a, b不飽和酮第十七張,PPT共七十九頁,創(chuàng)作于2022年6月2.3 醛酮與LiAlH4 或 NaBH4 還原反應(yīng)1o醇2o醇第十八張,PPT共七十九頁,創(chuàng)作于2022年6月2.4 醛酮與NaCN 的加成機(jī)理:a-羥基腈第十九張,PPT共七十九頁,創(chuàng)作于2022年6月 合成上進(jìn)一步應(yīng)用 Strecker反應(yīng)a-氨基腈a-羥基酸a, b-不飽和

6、酸a-氨基酸第二十張,PPT共七十九頁,創(chuàng)作于2022年6月2.5 與NaHSO3 加成醛(芳香醛、脂肪醛)脂肪族甲基酮應(yīng)用:醛或甲基酮的 分析、純化反應(yīng)可逆NaHSO3的親核性白色結(jié)晶物(酸處理)第二十一張,PPT共七十九頁,創(chuàng)作于2022年6月第十章 醛 和 酮(2)主要內(nèi)容:醛酮的化學(xué)性質(zhì)(II) 醛酮與醇的加成縮醛(酮)的生成 醛酮與胺類化合物的加成生成亞胺和烯胺 第二十二張,PPT共七十九頁,創(chuàng)作于2022年6月 復(fù)習(xí):醛酮與負(fù)離子型親核試劑的加成一. 醛酮的性質(zhì)(II)第二十三張,PPT共七十九頁,創(chuàng)作于2022年6月 分析:分子型親核試劑的特點(diǎn)及與醛酮的加成特點(diǎn)分析有活潑 H親核

7、性不強(qiáng)親核能力不強(qiáng)羰基親電性較弱可逆醛酮羰基上的親核加成反應(yīng)(2)水、醇、胺結(jié)論:分子型親核試劑難直接與羰基加成預(yù)測:直接與羰基加成較易離去第二十四張,PPT共七十九頁,創(chuàng)作于2022年6月羰基親電性增強(qiáng)易加成預(yù)測: H+存在下與羰基加成不穩(wěn)定,可進(jìn)一步轉(zhuǎn)變偕二醇半縮醛(酮)a-羥基胺結(jié)論:酸性條件有助分子型親 核試劑向羰基的加成第二十五張,PPT共七十九頁,創(chuàng)作于2022年6月1.1 醛酮與 H2O 加成偕二醇第二十六張,PPT共七十九頁,創(chuàng)作于2022年6月縮醛(酮)半縮醛(酮)1.2 醛酮與醇的加成 縮醛(酮)的形成不斷除去例1:生成縮醛(酮)環(huán)狀縮醛(酮)較易生成一般不穩(wěn)定堿性和中性中

8、穩(wěn)定第二十七張,PPT共七十九頁,創(chuàng)作于2022年6月 縮醛(酮)的形成機(jī)理半縮醛(酮)縮醛(酮)提示:逆向?yàn)榭s醛(酮)的水解機(jī)理親電性增強(qiáng)第二十八張,PPT共七十九頁,創(chuàng)作于2022年6月 縮醛(酮)在合成上的應(yīng)用(i) 用于保護(hù)羰基例 1:分析:分子內(nèi)羰基將參與反應(yīng),應(yīng)先保護(hù)。第二十九張,PPT共七十九頁,創(chuàng)作于2022年6月合成:醚鍵,堿性條件下穩(wěn)定縮酮水解,除去保護(hù)第三十張,PPT共七十九頁,創(chuàng)作于2022年6月(ii) 用于保護(hù)鄰二醇例:合成多元醇單酯保護(hù)鄰二醇直接酯化難控制 酯化位置 酯化數(shù)量去保護(hù)?第三十一張,PPT共七十九頁,創(chuàng)作于2022年6月 縮硫酮的制備及應(yīng)用應(yīng)用:保護(hù)羰

9、基(縮硫酮較易制備,但較難除去,應(yīng)用受到限制)。還原成亞甲基縮硫酮第三十二張,PPT共七十九頁,創(chuàng)作于2022年6月除去方法:共沸或用干燥劑1.3 醛酮與胺類化合物的縮合(i) 與伯胺的縮合例:醛較活潑,易反應(yīng)亞胺(imine)(Schiff 堿)第三十三張,PPT共七十九頁,創(chuàng)作于2022年6月 與伯胺縮合成亞胺的機(jī)理酸催化,使羰基親電性增強(qiáng)第三十四張,PPT共七十九頁,創(chuàng)作于2022年6月(ii) 與氨衍生物的縮合羥胺氨基脲肟 (oxime)縮氨脲(用于分析)腙類 (hydrazone)2, 4二硝基苯腙(黃色固體)(用于分析)2, 4二硝基苯肼取代肼(hydrazine)第三十五張,PP

10、T共七十九頁,創(chuàng)作于2022年6月(iii) 與仲胺的縮合例:醛較活潑,可用堿催化a 位有氫烯胺 (enamine)用共沸或用干燥劑除去第三十六張,PPT共七十九頁,創(chuàng)作于2022年6月 與仲胺縮合成烯胺的機(jī)理(酸催化)+第三十七張,PPT共七十九頁,創(chuàng)作于2022年6月 亞胺、肟、腙和烯胺類化合物在合成上的應(yīng)用 通過還原制備胺類化合物 2o 胺1o 胺還原時(shí)被取代第三十八張,PPT共七十九頁,創(chuàng)作于2022年6月烯 胺類似羰基2o or 3o 胺3o 胺 通過加成制備胺類化合物 通過烯胺還原制備胺類化合物 第三十九張,PPT共七十九頁,創(chuàng)作于2022年6月第十章 醛 和 酮(3)主要內(nèi)容:醛

11、酮的化學(xué)性質(zhì)() 醛酮的還原反應(yīng) 醛酮的氧化反應(yīng) Cannizzaro反應(yīng)第四十張,PPT共七十九頁,創(chuàng)作于2022年6月醛、酮的還原反應(yīng) 氫化金屬還原(第III主族元素) LiAlH4, NaBH4, B2H6 催化氫化還原: H2, 加壓 / Pt (or Pd, or Ni) / 加熱 Meerwein-Ponndorf 還原法: (i-PrO)3Al / i-PrOH 金屬還原法:Na, Li, Mg, Zn羰基的兩種主要還原形式 Clemmensen還原 Zn(Hg) / HCl Wolff-Kishner還原 NH2NH2 / Na / 200oC 黃鳴龍改良法 NH2NH2 /

12、NaOH/ (HOCH2CH2)2O/ 第四十一張,PPT共七十九頁,創(chuàng)作于2022年6月氫化金屬還原第四十二張,PPT共七十九頁,創(chuàng)作于2022年6月催化氫化還原第四十三張,PPT共七十九頁,創(chuàng)作于2022年6月Meerwein-Ponndorf 還原反應(yīng)逆反應(yīng)為Oppenauer 氧化反應(yīng)第四十四張,PPT共七十九頁,創(chuàng)作于2022年6月醛酮被金屬還原至醇或二醇單分子還原雙分子還原醛或酮醇 鄰二醇( 頻哪醇, Pinacol)酮第四十五張,PPT共七十九頁,創(chuàng)作于2022年6月Clemmensen還原醛酮羰基至亞甲基適用于對酸穩(wěn)定的體系 合成上的應(yīng)用舉例Clemmensen 還原Fried

13、el-Crafts反應(yīng)烷基苯第四十六張,PPT共七十九頁,創(chuàng)作于2022年6月Wolff-Kishner還原酮羰基至亞甲基黃鳴龍改良法(Huang-Minlon modification)反應(yīng)在封管中進(jìn)行適用于對堿穩(wěn)定的體系第四十七張,PPT共七十九頁,創(chuàng)作于2022年6月醛、酮的氧化反應(yīng)氧化劑溫和氧化劑: Ag(NH3)2OH(Tollens 試劑,銀鏡反應(yīng)) Cu(OH)2/NaOH ( Fehling試劑)應(yīng)用:醛類化合物的鑒定分析制備羧酸類化合物 (優(yōu)點(diǎn):不氧化CC)醛的氧化銀 鏡紅色沉淀第四十八張,PPT共七十九頁,創(chuàng)作于2022年6月 強(qiáng)氧化劑:KMnO4, K2CrO7, HNO

14、3等第四十九張,PPT共七十九頁,創(chuàng)作于2022年6月酮的氧化i. 強(qiáng)氧化劑(如:KMnO4, HNO3等) 氧化成羧酸產(chǎn)物復(fù)雜,合成應(yīng)用意義不大對稱環(huán)酮的氧化(制備二酸)有合成意義第五十張,PPT共七十九頁,創(chuàng)作于2022年6月ii. 過氧酸氧化 生成酯 ( Baeyer-Villiger反應(yīng))常用過氧酸:Baeyer-Villiger反應(yīng)O 插入第五十一張,PPT共七十九頁,創(chuàng)作于2022年6月Baeyer-Villiger氧化在合成上應(yīng)用 合成酯類化合物(特別是內(nèi)酯)第五十二張,PPT共七十九頁,創(chuàng)作于2022年6月Cannizzaro 反應(yīng)(歧化反應(yīng))例:R = 無a-H的基團(tuán) (3o

15、 R 或 芳基)Cannizzaro 反應(yīng)第五十三張,PPT共七十九頁,創(chuàng)作于2022年6月 交叉Cannizzaro 反應(yīng)有合成意義的交叉Cannizzaro 反應(yīng)甲醛總是被氧化產(chǎn)物復(fù)雜,一般無合成意義第五十四張,PPT共七十九頁,創(chuàng)作于2022年6月分析:甲醛的空間位阻較小,優(yōu)先與堿反應(yīng)應(yīng)用舉例:季戊四醇的合成位阻小,有利位阻大,不利季戊四醇羥醛縮合Cannizzaro反應(yīng)第五十五張,PPT共七十九頁,創(chuàng)作于2022年6月主要內(nèi)容:醛酮的化學(xué)性質(zhì)() 羰基 a 位 H 的弱酸性及烯醇負(fù)離子 醛酮 a 位的氫-氘交換和鹵代 醛酮的羥醛縮合( Aldol縮合反應(yīng))第十章 醛 和 酮(4)第五十

16、六張,PPT共七十九頁,創(chuàng)作于2022年6月醛酮羰基 a 位 H 的弱酸性和烯醇負(fù)離子烯醇負(fù)離子 (enolate) 碳負(fù)離子烯醇 (enol)第五十七張,PPT共七十九頁,創(chuàng)作于2022年6月主要反應(yīng) 烯醇負(fù)離子性質(zhì)分析醛酮羰基a位的反應(yīng)a-碳和氧有親核性或堿性第五十八張,PPT共七十九頁,創(chuàng)作于2022年6月 羰基a位的反應(yīng)概況氫氘交換鹵代反應(yīng)烷基化反應(yīng)羥醛縮合(aldol縮合)有親核性(親電試劑)產(chǎn)物反應(yīng)名稱第五十九張,PPT共七十九頁,創(chuàng)作于2022年6月醛酮a位的氫-氘交換例:H-D交換機(jī)理:第六十張,PPT共七十九頁,創(chuàng)作于2022年6月醛酮a位的鹵代反應(yīng) 堿催化鹵代機(jī)理第六十一張

17、,PPT共七十九頁,創(chuàng)作于2022年6月醛酮羰基a位的烷基化烷基化烯醇硅醚可分離除去異構(gòu)體第六十二張,PPT共七十九頁,創(chuàng)作于2022年6月羥醛縮合反應(yīng)( Aldol縮合,醇醛縮合)例:醛或酮b-羥基醛(酮)a, b-不飽和醛(酮)醇(alcohol)醛(aldehyde)aldol condensation羥醛縮合、醇醛縮合第六十三張,PPT共七十九頁,創(chuàng)作于2022年6月 反應(yīng)可逆 一些酮的反應(yīng)不易脫水,需用輔助方法脫水。4.1 醛酮的自身羥醛縮合(同種醛酮之間的縮合)醛 或 對稱酮 強(qiáng)堿有利于脫水成不飽和醛酮 與Cannizzaro反應(yīng)區(qū)別:Aldol縮合所用堿濃度相對較稀,而 Cann

18、izzaro反應(yīng)則在濃堿下進(jìn)行。第六十四張,PPT共七十九頁,創(chuàng)作于2022年6月例:醛酮的自身羥醛縮合第六十五張,PPT共七十九頁,創(chuàng)作于2022年6月 羥醛縮合機(jī)理第六十六張,PPT共七十九頁,創(chuàng)作于2022年6月4.2 交叉羥醛縮合(兩種不同醛酮之間的羥醛縮合) 無選擇性的交叉羥醛縮合一般意義不大!多種產(chǎn)物自身縮合產(chǎn)物or+第六十七張,PPT共七十九頁,創(chuàng)作于2022年6月 一些有意義的交叉羥醛縮合反應(yīng) 醛(無a氫)+ 醛酮(有a氫)查爾酮(Chalcone)主要產(chǎn)物(動(dòng)力學(xué)控制)第六十八張,PPT共七十九頁,創(chuàng)作于2022年6月主要內(nèi)容醛酮的化學(xué)性質(zhì)() 羥醛縮合在合成中的應(yīng)用第十章 醛 和 酮(5)第六十九張,PPT共七十九頁,創(chuàng)作于2022年6月羥醛縮合在合成上的應(yīng)用 合成 b-羥基醛(酮) 合成 a, b-不飽和醛(酮) 轉(zhuǎn)換成其它相關(guān)化合物b-羥基醛(酮)a, b-不飽和醛(酮)1, 3-二羰基化合物(b-二羰基化合物)1, 3-二醇類化

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