第九章羰基化合物介绍.doc

第十二章 醛、酮 学习要点; 醛、酮的性质很活泼，可发生很多化学反应，其中的亲核加成反应是羰基的特征反应，是学习醛、酮的基础。此外，受羰基的影响，醛、酮还会发生一些涉及α-H的反应；氧化还原反应也是醛、酮化学性质的重要方面。学习和掌握这些反应对化学合成和生物转化等领域的研究具有重要意义。 醛、酮是指分子中含有羰基（carbonyl group）的化合物，它们性质较为相似，又统称为羰基化合物（carbonyl compounds）。醛和酮类化合物广泛存在于自然界中，部分还具有一定的药用价值。 通常把羰基碳至少与一个氢相连的化合物称作醛（aldehyde）；而羰基碳与两个烃基相连（即不与氢原子直接相连）的化合物称作酮（ketone）。醛的官能团是醛基（-CHO）；在酮的分子里羰基是与两个烃基相连，酮的官能团又叫做酮基（）。根据醛、酮分子中烃基的种类可以把醛、酮分为脂肪族及芳香族醛、酮，或分为饱和及不饱和醛、酮。根据醛、酮分子中羰基的数目，又可分为一元、二元及多元醛、酮。 醛、酮的结构和命名 一、结构 醛、酮分子中的羰基是由碳与氧以双键结合成的官能团，与碳碳双键相似，中心碳原子为sp2杂化，三个sp2杂化轨道处于同一平面内，且分别与氧及与碳原子以单键相连的另外两个原子形成三个σ键。此外，碳原子上未参与杂化的p轨道与氧的p轨道侧面重叠形成π键，并与σ键构成的平面相垂直。（见图9-1） 图9-1 羰基的结构图 二、命名 醛、酮通常采用普通命名法和系统命名法命名。 1、普通命名法 适用于结构简单的醛、酮的命名。脂肪醛根据分子中碳的数目称为某醛。 甲醛 丙醛 苯甲醛 酮则按羰基所连接的两个烃基的名称来命名。例如： 乙基丙基酮 苯乙酮 二苯基酮 2、系统命名法 系统命名法适用于结构较复杂的醛、酮的命名。命名时，选择含有羰基的最长碳链为主链，从醛基的一端或靠近羰基的一端开始编号，把表示羰基位次的数字写在名称之前（醛分子中的醛基碳位于链端，羰基位次可以不标明）。若分子中有支链，则须在母体前标明支链或取代基的名称及位次。例如： 2-甲基丁醛 4-甲基-2-戊酮 碳原子的位置有时也可用希腊字母来表示，紧连着醛基的碳原子为α-原子，其次为β-碳原子，……依次标出。在酮分子中与酮基相邻的都是α-原子，可分别以α,α表示，依次为β,β，……。二醛和二酮也经常用希腊字母来标记，用α（相邻）、β（隔一个碳），γ（隔两个碳）来表示羰基的相邻位置。例如： β-戊二酮（2,4-戊二酮） γ-甲氧基丁醛 脂环酮的羰基碳在环内时，称环某酮；羰基在环外，则将环作为取代基。例如： 环戊基甲醛 2-羟基环己酮 1-环己基-2-丁酮 问题9.1 用系统命名法命名下列化合物。 醛、酮的物理性质 常温下，除甲醛是气体外，低级的脂肪醛和酮一般均为液体。高级脂肪醛、酮和芳香酮多为固体。低级醛有刺激气味。C8~13醛、酮及芳香酮具有特殊香味，可应用于化妆品、香料工业及食品工业中。环酮C14-C18具有麝香味。至于环内是否含有双键与气味无关。例如环十七酮（二氢灵猫酮）与天然产的灵猫酮（环十七烯-9-酮-1）具有同样气味。 醛、酮分子间不能形成氢键，沸点比相应的醇和羧酸要低，同时，羰基还具有较强的极性，使得分子间偶极-偶极吸引作用增大，因而沸点要高于相应的烷烃和醚类。例如: 丁烷 甲乙醚 丙醛 丙酮 丙醇 -0.5 8 49 58 97 常见醛、酮的物理常数见表9-1。 表9-1 醛、酮的物理常数 名称 熔点/℃ 沸点/℃ 甲醛 -92 -21 乙醛 -121 20 丙醛 -81 49 正丁醛 -99 76 丙烯醛 -87 52 苯甲醛 -56 178 乙烯酮 -151 -56 丙酮 -95 56 苯乙酮 21 202 二苯酮 48 306 环己酮 -31 156 由于低级的醛、酮可与水分子形成分子间氢键，故低级的醛、酮易可溶于水，如丙酮与水以任意比例混溶。随着分子中烃基比例的增大，在水中的溶解性逐渐降低，含6个碳原子以上的醛、酮几乎不溶于水。通常醛、酮可溶于如苯、醚、四氯化碳等有机溶剂中。 通过红外光谱可定性地判定分子中是否有羰