十一、醛酮
影响亲核加成反应速率的因素
常见的吸电子基团的吸电子能力:
—NO2 > —COR > —SO2R > —COOR > —CN > —C6H5 > —CH=CH2 1、羰基碳原子连有基团的体积↑,空间位阻↑,不利于 亲核试剂进攻,反应就越慢。
2、当羰基连有吸电子基时,使羰基碳上的正电性增加,有利于亲核加成的进行,吸电子基越多,反应就越快。 3、羰基上连有与其形成共轭体系的基团时,由于共轭作用可使羰基稳定化,因而亲核加成速度减慢。 4、试剂的亲核性愈强,反应愈快
5、亲核试剂的体积对加成的影响
OHHO
+(CH)C(CH)COHH(CH3)3C33 33 LiAlH490%主要决定于椅式构10% 象中e键的稳定.LiBH(SBu)3 12?%产要是进攻试剂体积庞大反式进
攻有利
LiAlH4体积小—OH在e键稳定,LiBH(sec-Bu)3体积大,—OH只能在a键
亲核加成反应
一、与氢氰酸的加成反应:生成羟基氰
CO+ HCNαCOHCN羟基睛
1° 反应范围:醛、脂肪族甲基酮。 ArCOR和ArCOAr难反应。
2°反应的应用:α-羟基腈是很有用的中间体,它可转变为多种化合物,也是增长碳链的一种方法。
(CH3)2CCN
OH
H2OH2O/HHCH3CH2=C-CN(CH3)2CCOOHOH(CH3)2CCH2NH2CH3OHHCH3CH2=C-COOCH3与HCN加成的难易 OH电子效应 HCHO 〉RCHO 〉酮
空间效应 HCHO 〉RCHO; RCHO 〉R2C=O; 环内酮 〉同碳的烷酮。 二、与饱和亚硫酸氢钠的加成反应:生成羟基磺酸盐
醇钠
COO+NaO-S-OHCONaSO3H强酸COHSO3Na1
强酸盐( 白 )反应的应用 a 鉴别化合物
b 分离和提纯醛、酮
稀NaHCO3
RCHO + Na2SO3 + CO2 + H2OOHNaHSO3R RCOC HH稀HClSO3NaRCHO + NaCl + SO2 + H2O( R' )( R' ) 杂质不反应,分离去掉c 用于制备羟基腈,是避免使用挥发性的剧毒物HCN而合成羟基腈的好方法。 —SO3Na被—CN取代 OHOHOHNaHSO3NaCNHCl
PhCHOPhCHSO3NaPhCHCNPhCHCOOHH2O 回流67%
三、与格式试剂的加成反应:生成各级醇
OMgXH2Oδδ无水乙醚δδ RCOH +HOMgXCCO+ R MgX R四、与醇的加成反应:生成缩醛或酮 OROR无水HClO H+,ROHRCRCOR+ROHRCOH HHH R R半缩醛缩醛CO+HOCH2HOCH2HRRCOCH2OCH2+H2O反应的应用: 有机合成中用来保护羰基,在加热条件下用稀酸水解:H+/H2O便可还原为原来的醛或酮
五、与氨及其衍生物的加成反应
CO+NH2B NH2B
NH2OH(羟氨) NH2NH2(肼) NH2NHC6H5(苯肼) NHNHCONH22(氨基脲)
OHHCNBCNBCCCCCNNNNNOHB(肟)NH2(腙)NHC6H5(苯腙)NHCONH2(缩氨 脲)六、与磷叶立德的加成反应:生成烯烃 R++-RC+OPhPCPhPC 33R′R′- OCRPh3PO+CCR′′
Ph3PCRR′OC2
七、与西佛试剂(品红醛试剂)的反应:区别醛酮常用的方法
(+)紫红 H2SO4颜色不 褪 甲醛品红 醛试剂 醛(+)紫红颜色 褪 去 酮 (-)
还原反应
一、催化氢化 :还原为醇
所有不饱和键均被还原,若要保留羰基,条件为:H2,5%Pd/C RNiR
H (R')CO+ H2热,加压H(R')CHOH二、金属氢化物为还原剂还原:还原为醇
CH=CHCHCHOCH32
(1)LiAlH4还原
①选择性差,是强还原剂,除不还原C=C、C≡C外,其它不饱和键都可被其原; ②不稳定,遇水剧烈反应,通常只能在无水醚或THF 中使用 LiAlH①4干乙醚②H2OCH3CH=CHCH2CH2OH( 只还原C=O)(2)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。) NaBH4不还原—NO2、—Cl、—CO2R—、—CN、双键 ②稳定(不受水、醇的影响,可在水或醇中使用
CH3CH=CHCH2CHO①NaBH4②H2OCH3CH=CHCH2CH2OH( 只还原C=O)三、用乙硼烷还原: 还原为醇
有不饱和键也一并还原
>C=O﹢1/2B2H6 (>CHO)3 H2O 3 >CHOH
四、异丙醇还原法:还原为醇
只使羰基变为醇羟基
CHCHCH33
OH
O'+RCR(i-Pr-O-)3Al(H)'+RCHROHCH3CCH3O五、金属还原法:还原为醇
(1) Na/C2H5OH还原法
RCO
R'=Na / C2H5OHRR'CHOH2° 醇3
(2) 金属镁或镁汞齐还原法
在质子性溶剂中醛还原为一级醇,酮还原为二级醇。在非质子性溶剂中双分子还原 RRRMgH3O+α - 二醇COCHCC 266R'R' R'OHOH
=六、凯西纳-沃尔夫-黄鸣龙还原法:>C=O还原为>CH2
七、克莱门森还原法:>C=O还原为>CH2
>C=O Zn-Hg,HCl >CH2 △
八、用乙硫醇还原法:(氢解)>C=O还原为>CH2 HH2SRRRHSCH2C CH2CO+HSCHRRSRaneyNi2 R氧化反应:生成羧酸
一、托伦试剂——Ag(NH3)2OH溶液(形成银镜),对C=C、C≡C不起反应
(Ar)RCHO
△+2 Ag(NH3)2OH(Ar)RCOONH4+ 2 Ag ↓白 色二、 斐林试剂——CuSO4+NaOH溶液对C=C、C≡C不起反应 (仅脂肪族醛定性鉴别)
RCHO + 2 Cu2+ + NaOH + HO2
三、空气氧化(芳醛较易氧化)
△RCOONa + Cu2O ↓砖红色CHO
+O2△COOH
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四、强氧化
五、拜尔-维林格反应 :生成脂,在羰基左边加—O—
歧化反应
一、自身歧化反应:
无α-H的醛在浓的强碱催化下加热反应
二、交叉歧化反应
甲醛与另一种无α-H的醛在强的浓碱催化下加热,总是甲醛被氧化酸而另一种醛被还原醇:
CHO+HCHO浓NaOH CH2OH+HCOONaα-H的反应
一、 互变异构
α-H的酸性越强,烯醇式含量越多
常见的吸电子基团的吸电子能力:
—NO2 > —COR > —SO2R > —COOR > —CN > —C6H5 > —CH=CH2 与之相连的—CH2酸性越强
二、α-H的卤代反应
1、酸催化卤代,反应易停留在一取代上
—CH=CO + X2(Cl、Br、I) H+ —CX=CO
2、碱催化卤代,生成多卤代产物,三卤代物再在碱液分解为三卤甲烷,其中CHI3 黄色固体(鉴别甲基
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