第十一章 教学要点和复习
一.重要反应纵横
OCO-+AgTollens试剂or:Fehling试剂只限于醛H2PtHCNOHCCNNaHSO3饱和OH反应范围:醛、脂肪族甲基酮C应用:分离、鉴别SO3NaORCOR保护羰基反应范围:醛、甲基酮KMnO4/H+OCOH无选择性Cu2O醛和酮的鉴别无选择性CHOH选择性CHOHNaBH4or:LiAlH4Zn-Hg/HClCH2Clemmensenh还原?COROH干HClNH2-YHAcCOHROHOR干HClCH2NH2NH2,NaOH?二甘醇黄鸣龙还原OCOHCHOH+Cannizzaro歧化条件:不含α-HOCHX3+CO-X2/NaOHor:NaOXCN-Y黄色沉淀,分离鉴别40%NaOH(1)RMgX(2)H+/H2OOHCROHOO制备各种类型的醇OCCHNaOH稀CHCHCH2CCHCHCHC?卤仿反应条件:含三个α-H黄色沉淀,鉴别羟醛缩合:自身亲核加成条件:含α-H增长碳链、产生双键
二.重要概念和原理
1. 亲核加成反应及其活性规律
Nu:(Nu-)d+CSP2NuO慢CSP3O-H+快NuCSP3OH 过程:
影响活性的因素:空间效应 电子效应 活性规律:(1)醛比酮活泼 (2)脂肪族比芳香族活泼 (3)羰基连吸电子基团的比连供电子基团的活泼。
注意:亲核加成反应是一类重要的有机反应类型,在不同的含羰基化合物中经常遇到,必须很好理解反应过程及其影响因素,并能够用于解释一些有机反应的基本规律。进一步思考碳碳双键主要发生亲电加成,而羰基发生亲核加成的原因,可以促进有机化学学习的系统化。
2. 酸碱性对亲核加成反应的影响
碱性:亲核试剂浓度提高,有利于亲核加成。
酸性:对于一些弱亲核性的试剂,酸性条件下羰基质子化,有利于羰基正电性提高,促进亲核加成。
注意:酸碱性对有机反应有比较重要影响,基于基础课程的教学,本课程没有系统讨论这方面的内容。但是,亲核加成中,酸性或碱性条件均有利反应,但原因不同。 3. 亲核加成反应的实际应用
亲核加成反应有不同的实际应用,比如:
(1)用于鉴别:与饱和亚硫酸氢钠反应、与氨衍生物反应、卤仿反应(特定条件)、
与Tollens试剂、Fehling试剂——只限于鉴别醛和酮。 (2)用于分离:与饱和亚硫酸氢钠反应、与氨衍生物反应。 (3)用于官能团转化:氧化和还原。
(4)用于增长碳链、官能团转化:与格氏试剂反应、羟醛缩合。 (5)用于减少碳链、官能团转化:卤仿反应 (6)用于保护羰基:与醇反应 4. 羟醛缩合反应
OCCHOCCO+-CCHOHCCHCH2OCOH-O-CC+ H+ 过程:
H
本质:一分子醛或酮作为亲核试剂,与另一分子醛或酮发生亲核加成反应 注意:(1)二分子相同的醛或酮缩合产物比较专一;(2)三个碳原子以上的醛或酮发生缩合,一定产生支链;(3)交叉缩合:一分子醛或酮不含α-H,产物唯一;(4)缩合产物受热易脱水形成烯醛或烯酮。(与简单醇的脱水条件不同)(5)酮之间的缩合比醛之间的缩合难。 三.重要考点示范
OCH3CH3OCH2CH2CHO1. 命名:
HO
答案: 3-(5-羟基-2,4-二甲氧基苯基)丙醛
注意:对于比较复杂的有机物,其遵守的命名原则依然成立。
2. 下列化合物中哪些可以发生自身羟醛缩合、哪些可以发生碘仿反应、哪些可以发生歧化反应、哪些可以与Fehling试剂反应?
CHO (A) (B) HCHO (C) (CH3CH2)2CHCHO (D) (CH3)3CCHO
COCH3(E) ICH2CHO (F)CH3CH2CHO (G) CH3CH2CH(OH)CH3 (H)
答案: 自身羟醛缩合:(C) (E) (F) (H) 碘仿反应:(E) (G) (H) 歧化反应:(A)(B) (D)
与Fehling试剂反应:(B) (C) (D) (E) (F) 注意:苯甲醛不能与Fehling试剂反应。
3. 将下列化合物与氢氰酸反应活性,由大到小排列:
COCH3CHO(A)
(B) ClCH2CHO (C) (D) CH3COCH2CH3
答案:(B) > (C) >(D) >(A)
注意:按羰基反应活性规律进行合理分组以后在判断。 4. 用简单化学方法鉴别下组化合物:
CH2CHOCOCH3CHO (A)
CH3 (B)
OCH3HO (C)
(D)
(E)
C2H5
(A)(B)(C)(D)2,4-二硝基苯肼FeCl3显色黄色沉淀Tollens试剂银镜(A)Fehling试剂砖红沉淀(C)无现象(A)(C)无现象(B)无现象(D)答案:
(E)无现象(E)
注意:比较多和比较复杂的有机物鉴别,可以先采用分组试剂进行分组,再利用特征反应对各组逐一鉴别。
5. 用简单化学方法分离:正溴丁烷、正丁醚和正丁醛 答案:
CH3CH2CH2CHOCH3CH2CH2CH2BrNaHSO3饱和过滤有机层H2SO4浓H2SO4层H2O沉淀H+/H2O有机层CH3CH2CH2CHOCH3CH2CH2CH2Br有机层(CH3CH2CH2CH2)2O分层有机层(CH3CH2CH2CH2)2O注意:利用醚在浓硫酸的质子化可以分离醚。 6. 写出下列反应主要产物:
O (CH3)2CHCCH2CH2CHONaOH
O答案:OH
注意:分子内的羟醛缩合,如果分子内含有几种不同类型的α-H,应仔细分析哪一种α-H最有可能离去形成碳负离子。 7. 写出下列反应的主要产物:
COCH2CH2COOHZn-Hg/HCl
CH2CH2CH2COOH
答案:
注意:Clemmensen还原主要还原醛酮羰基,且通常用于芳环上羰基还原为烷基。 8. 以乙烯为原料合成:
CH3CH2CH2CH2CHCH2OH 答案:
CH2CH2H+/H2OCH2CH3
CrO3/吡啶(1)稀 OH-????CH3CH2OHCH3CHOCH3CHCHCHOCH3CH2CH2CHOH2/NiCH3CH2CH2CH2OHCrO3/吡啶H2/Ni(1)稀 OH-????CH3CH2CH2CHCCHOCH2CH3CH3CH2CH2CH2CHCH2OH
CH2CH3
注意:羟醛缩合在合成中的应用,通常用于增长碳链(偶数)且有支链的醇、醛、酸等。