酮化學性質
醛是在其羰基碳原子上結合著兩個氫原子或一個氫原子和一個烴基的化合物,通式為RCHO。酮是在其羰基碳原子上結合著兩個烴基的化合物。
醛和酮具有相似的化學性質。一般醛、酮的化學性質主要表現在兩個方面:一是羰基碳原子帶部分正電荷,容易受到親核試劑的進攻而發生親核加成反應;二是a-H受羰基的影響比其他碳原子上的氫活潑。
醛與酮在結構上也有不同之處,其化學性質也有差異,一般反應中,醛比酮活潑。另外,由於-CHO有氫,某些反應只有醛才可發生。
一、親核加成反應
1. 加氫氰酸
氫氰酸(HCN)與醛、脂肪族甲基酮和8個碳原子以下的環酮作用生成相應的加成產物氰醇,也稱a-羥基腈。產物比原料增加了一個碳原子。氰醇具有醇羥基和氰基,可制備a,b-不飽和腈、b-羥基胺、a-羥基酸等化合物。
2. 加醇和水
在乾燥氯化氫存在下,醇與醛的羰基加成生成半縮醛,半縮醛還可以與另一分子醇反應,失水生成縮醛,半縮醛中與醚鍵連在同一個碳原子上的羥基稱為半縮醛羥基。
酮與醇反應生成縮酮反應較困難。但酮容易與乙二醇作用,生成具有五員環狀結構的縮酮。
縮醛和縮酮對鹼及氧化劑都比較穩定,遇稀酸則分解成原來的羰基化合物。在有機合成中,用來保護醛基。另外,可用乙二醇保護分子中的酮基,或者用丙酮保護鄰二醇結構。
g-或d-羥基醛(酮)易自發地發生分子內的親核加成,且主要以穩定的環狀半縮醛(酮)的形式存在。
硫醇比相應的醇活潑,加成能力更強。乙二硫醇和酮在室溫下就可反應,生成縮硫酮。縮硫酮被催化氫化還原,可轉變為亞甲基。
水可以與醛、酮的羰基加成形成水合物。由於水是弱親核試劑,生成的偕二醇不穩定,容易失水,反應平衡主要偏向反應物一方。
3. 加 Grignard試劑
Grignard試劑容易與羰基化合物發生親核加成。所得的加成物經水解後即生成醇。Grignard試劑與甲醛反應可得伯醇,與其他醛反應可得仲醇,與酮反應則得叔醇。
4. 與氨衍生物的加成
醛或酮的羰基可以與許多種氨的衍生物(如羥胺、肼、苯肼、2,4-二硝基苯肼等)加成,並進一步失水,產物是含有>C=N-結構的N-取代亞胺類化合物。這些氨的衍生物稱為羰基試劑,可用於鑒別羰基化合物,也用於醛、酮的分離及精製。
二、 a-碳及a-氫的反應
醛、酮分子中與羰基直接相連的碳原子稱a-碳,a-碳上的氫比較活潑。
1. 醇醛縮合
在稀鹼溶液中,一分子含a-H的醛的a-碳可以與另一分子醛的羰基碳加成生成b-羥基醛類化合物,稱為醇醛縮合。是有機合成中增長碳鏈的重要方法。
2. 酮式和烯醇式的互變異構
2,4-戊二酮分子中的亞甲基氫受兩個吸電子羰基的影響(常稱雙重α-H),比較活潑,可以重排成烯醇型。
兩種或兩種以上的異構體能相互轉變,並共存於一體的動態平衡中,這種現象稱為互變異構現象,各異構體稱為互變異構體。
互變異構現象不限於含氧化合物。含氮化合物中,特別是醯亞胺類化合物中也普遍存在。
3. 鹵代反應
鹼催化下,鹵素(Cl2、Br2、I2)與含有a-H的醛或酮迅速反應,生成a-C完全鹵代的鹵代物。
a-碳含有3個活潑氫的醛或酮與鹵素的氫氧化鈉溶液作用,生成三鹵甲烷和羧酸鹽,稱為鹵仿反應。進行鹵仿反應常用碘的鹼溶液,產物之一是碘仿,稱為碘仿反應。可用來鑒別乙醛和甲基酮等。含有CH3CH(OH)-R(H)結構的醇也能發生碘仿反應。
三、 氧化反應和還原反應
1. 氧化反應
醛容易被氧化成羧酸,酮難被氧化。用弱氧化劑Tollens試劑鑒別醛與酮。
芳香醛不與Fehling試劑反應,可用它們來鑒別脂肪醛與芳香醛。
2. 還原反應
在金屬催化劑鉑、鎳等存在下,氫氣使醛和酮還原成相應的伯醇和仲醇。
LiAlH4、NaBH4等將醛、酮的羰基還原為伯醇和仲醇。
醛和酮與鋅汞齊和濃鹽酸迴流,羰基將被還原成亞甲基,稱為Clemmensen還原法。
㈡ 醛和酮的性質(大學化學)
一、物理性質(physical properties,自學)
C4以下醛、酮可溶於水:——氫鍵
醛分子之間並不能形成氫鍵。
二、化學性質(chemical properties):
一、親核加成(nucleophilic addition):
——親核試劑中誰是親核原子?(哪一個原子直接進攻羰基碳與其成鍵?)
1. 與HCN加成:
⑴. 加酸抑制反應,加鹼促進反應。
3~4小時,反應完成50%; 加一滴KOH,2分鍾完成反應。
⑵. 影響 >C=O 加成反應的因素:
①碳原子上正電荷密度越大,越有利於反應:CCl3-CHO > H2C=O > CH3CHO > (CH3)2C=O
②. >C=O碳上所連基團越小,越有利於反應:
醛、脂肪族甲基酮和C8以下環酮能反應。
③. 芳香醛、酮中的共軛作用不利於親核加成:
共軛效應減弱羰基碳上的正電荷密度,不利於反應。
(3). 應用:
——合成α-羥基酸
例1:
解:
2. 與NaHSO3 (飽和溶液)加成:
應用: 分離、純化醛、甲基酮、環酮;鑒定不同類型的酮。 醛、脂肪族甲基酮、C8以下環酮能反應,其他酮不反應,如:ArCOCH3不能反應。
例2:鑒定:
解:
例3:分離乙醇和乙醛的混合物(不能用蒸餾的方法):
解:
3. 與H2O加成:
多數醛、酮的反應平衡偏向左邊。
特殊結構的醛、酮水合物:
4. 與醇加成:
反應機理:
第一步:親核加成
第二步:親核取代:不斷將水蒸出,有利於反應進行
縮醛在酸性條件下水解,重新得到醛、酮。 縮醛對氧化劑、還原劑、鹼穩定。
——官能團保護,保護羰基。
例4:合成題:
解:
乙二醇常用於合成中保護羰基:
例5: (能否用KMnO4直接氧化?)
特殊的半縮醛結構:
5. 與格利雅試劑加成:
——增長碳鏈,廣泛用於合成
酮反應得叔醇:
醛反應得仲醇:
甲醛反應得伯醇:
環氧乙烷反應得伯醇:
CO2反應得羧酸:
練習1:以乙烯為原料,合成下列化合物(無機試劑及常用有機溶劑任選):
⑴. CH3CH2CH2OH ⑵. CH3CH2CH2CH2OH ⑶. ⑷.
看答案
6. 與氨的衍生物的加成:
——合成C=N鍵化合物
與伯胺反應:
中任一個為芳基時,亞胺為穩定晶體,叫作西佛鹼(Schiff base)。分離、提純醛酮。
其他反應:
苯腙:低熔點固體甚至液體,鑒定醛酮。
二、 還原反應(rection reaction):
1.LiAlH4(或NaBH4)還原:
提供氫負離子 ,進攻極性鍵的正電部分,如: >C = O, >C = N, >S = O鍵等。
對>C = C<雙鍵一般不發生作用。
NaBH4:緩和還原劑,還原醛、酮、醯氯
2. Clemmenson還原醛酮:
例:
3. Wolff-Kishner-黃鳴龍還原法:
高沸點溶劑:二縮乙二醇(HOCH2CH2)2O
三縮乙二醇(HOCH2CH2OCH2)2
練習2:合成題(無機試劑及C3以下有機試劑任選):
(1)
(2)
看答案
黃鳴龍(1898-1979):
有機化學家,江蘇省揚州人,1924年獲德國柏林大學博士學位,1955年當選為中國科學院學部委員(院士),是中國有機化學先輩之一。
1940—1943年間,黃鳴龍任職於昆明中央研究院化學研究所,正值抗日戰爭期間,用僅有的鹽酸、氫氧化鈉、酒精等試劑,在頻繁的空襲警報干擾下,進行山道年等的立體化學研究。 黃鳴龍在做基希納-沃爾夫還原反應時,曾突然出現意外的情況,但他並未置之不顧,而是照樣研究下去,結果得到出乎意料的好結果。於是他仔細分析原因,又經過一系列改變條件的實驗,終於達到了改良的目的。他的英名也載入有機化學史冊。
三、氧化反應(oxydation reaction):
1.弱氧化劑氧化:
選擇性氧化醛基(-CHO),不影響-OH, >C=C<鍵等。
練習3:鑒別甲醛、乙醛、苯甲醛:
看答案
2. KMnO4/H+或K2Cr2O7/H+強氧化:
3. 酮過氧化成酯(Bayer-Villiger重排):
4. 歧化反應(Cannizzaro反應): ——濃鹼作用下,兩分子無α- H的醛相互發生氧化——還原反應。
兩種醛反應,HCHO HCOOH:
隨堂練:完成下列化學反應方程式:
四、羥醛縮合反應: ——在稀酸或稀鹼催化下,兩分子含α-H的醛酮互相結合生成β-羥基醛酮的反應。
鹼催化機理:
——反應是可逆的。
β-羥基醛、酮加熱易脫水:
例:
——用於有機合成
例:
——無合成意義
在有機合成中,常使兩種反應物中的一種不含α-H:
二羰基化合物的分子內縮合:
五、鹵代反應(halogenating reaction):
酸催化:一鹵代產物,用於合成:
鹼催化:多鹵代產物,鹵仿反應(C-C鍵斷裂,haloform reaction):
CHI3:淡黃色沉澱
碘仿反應:檢驗、鑒別具有 或 結構的化合物。
㈢ 酮的物理及化學性質
物理性質一、沸 酮的沸點點酮的沸點(攝氏度)丙酮:56.2丁酮:79.62-戊酮:102.4苯丙 酮的溶解度酮:216.5二溶解度酮的溶解度
化學性質如果在 C=O 的α-C 聯有三個體積不同的 酮基團,就會造成羰基平面兩側的空間阻礙不同,給親核試劑進攻羰基創造了空間上的選擇性,我們用 L、M、S 分別表示α-C 上體積大、中、小的三個基團。HCN 親核加成一、與 HCN 親核加成 應用范圍:1. 醛 (-CHO);2. 甲基 HCN 親核加成酮 (-COCH3); 3. 小於8個碳的環酮。機理:例:二、與含氧硫親核加成1. 與 H2O 反應酮2. 與 ROH 反應——生 HCN 親核加成成縮醛(酮)酮機理:特點:a. 縮醛(酮)的結構特點是含有 O-C-O 鍵;b. 縮醛(酮)反應可用於保護羰基c. 縮醛(酮)反應僅發生於醛(酮)的羰基,對於其它羰基化合物不發生 酮此反應;d. 分子內同時含有羥基和醛(酮)羰基時,可發生分子內縮醛(酮),形成五、六元環。e. 與 RSH 親核加成f. 與NaHSO3親核加成應用范圍:1. 醛 (-CHO);2. 脂肪族甲基酮 (RCOCH3); 3. 小於8個碳的環酮。分子內同時含有強鹼性基團 -ONa 和強酸性基團 -SO3H,發生分子內酸鹼中和使反應不可逆,生成α-羥基磺酸鈉晶體從有機相中沉澱出來,α-羥基磺酸鈉在酸性條件下可水解為原來的醛(酮),所以,該反應可以用於醛(酮)的分離。-SO3H 是一個很好的離去基團,可以通 酮過親核取代反應換成其它基團:該制備 2-羥基丙腈的方法雖然歷經兩步,但避免在酸性條件下直接使用 HCN 所帶來的危險。三、與含氮親核試劑的親核加成含氮親核試劑 (G-NH2) 對醛酮的親核加成後再消除 H2O,從而生成 C=N-G 的 C=N 鍵:因 G 的不同生成的亞胺類化合物具有各自的 酮名稱1. 與 NH3 的親核加成2. 與 RNH2 及 ArNH2 的親核加成3. 與肼的衍生物的親核加成4. 與 H2NOH 的親核加成及 Beckmann 重排5. 與 R2NH 親核加成——生成烯胺四、還原反應1. 催化加氫2. 還原劑法3. Wolff-Kishner-黃鳴龍還原4. Carnnizzarro反應5. 安息香縮合五、氧化反應1. Tollens 試劑、Fehling 試劑和 Benedit 試劑的氧化2. Baeyer-Villeger 氧化——RCOOOH 氧化六、Perkin反應七、Knoevenagel反應八、Wittig反應九、Mannich反應
㈣ 酮的主要化學性質
1、C=O雙鍵很活潑,能發生氧化、還原、加成反應;
2、與C=O相連的碳原子上的α-H很活潑,能發生取代、消除反應
3 、 易燃,可與親核試劑(胺類,醇類等)發生加成反應,可發生加氫還原
㈤ 高中化學中酮的性質
純的乙烯酮極不穩定,須在低溫(-80℃)下保存,室溫即聚合
(見聚合反應)成二聚乙烯酮.此聚合物為有刺激性氣味的液體,熔點
-6.5℃,沸點127.4℃;與乙醇反應,生成乙醯乙酸乙酯。乙烯酮與溴反應,生成溴代乙醯溴;與水、液氨、乙醇、乙酸、金屬有機化合物反應,分別生成乙酸、乙醯胺、乙酸乙酯、乙酸酐和酮。
㈥ 誰能詳細介紹一下「酮」的化學性質
醛,酮和醌的分子中都含有羰基,總稱為羰基化合物。羰基至少和一個氫原子相連的化合物叫醛。簡寫做RCHO.-CHO叫醛基。羰基和兩個烴基相連的化合物叫酮,酮分子中的羥基叫酮基。
物理性質
在常溫下,除甲醛是氣體外,12個碳原子一下的脂肪族醛,酮是液體,高級酮,醛是固體。含7~13個碳原子的酮類多數具有特定的清香氣味,可用於各種香精的制備。由於醛,酮是極性極強的高分子所以沸點較相對分子質量相近的烴,,醚要高;但醛,酮分子間不能形成氫鍵,故其沸點比相應的醇要低得多。
化學性質
醛酮的化學反應主要發生在兩個部位:一為羰,可發生羰基上的親核加成,還原,歧化等反應;另一個是羰基的α-碳上,表現為α-氫的酸性,羥醛縮合,鹵化等。1
親核加成反應
2
α-氫的反應。(1)羥醛縮合反應;(2)鹵代反應
3氧化還原反應
酮的代表化合物
1丙酮,環己酮。
㈦ 酮是什麼和相關化學式結構簡式
結構簡式是為了方便有機物的書寫存在的,是有機物的結構上省略原子和原子之間的共價健後的簡單的式子,如已烷寫成c2h6,但雙鍵和三件不能省略,如已烯ch2=ch2。化學式可以簡單理解成有把元素的原子及其個數寫出來的就是化學式,如已烯c2h4。所以化學式的表達更簡單,往往一個化學式表示的可以是多種物質,它們是同分異構體,如c3h6,可以是丙烯或是環丙烷
㈧ 在有機化學上,酮的基本化學性質。苯酚被酸性高錳酸鉀最終氧化成什麼
苯酚俗名石炭酸,故有酸性,在空氣中易被氧化成紅色物質,有氧化性。而酸性高錳酸鉀具有具有強酸性和強氧化性。他們能反應還是有難度的。你在哪裡搞的題目啊?前一問有人回答了,我就不多說了、如果我的回答有誤還請幫忙改正哦,感覺都好長時間沒碰化學了額。。。2天前的估計你問的是高中化學吧。
㈨ 酮和醛有什麼區別
一、結構不同
1、酮的官能團羰基C=O,通式:RCOR',酮的分子中都含有羰基,且其羰基碳原子上連有兩個烴基。
2、醛的通式為RCHO,官能團-CHO為醛基。醛類的通式是RCHO。飽和一元醛的通式為CnH2nO。乙醛分子式為C2H4O,結構簡式為CH3CHO,官能團是醛基(-CHO)醛基是羰基(-CO-)和一個H原子連接而成的基團。
二、物理性質不同
1、酮是羰基與兩個烴基相連的化合物。酮分子間不能形成氫鍵,其沸點低於相應的醇,但羰基氧能和水分子形成氫鍵,所以低碳數酮(低級酮)溶於水。低級酮是液體,具有令人愉快的氣味,高碳數酮(高級酮)是固體。
2、常溫下,除甲醛為氣體外,分子中含有12個碳原子以下的脂肪醛為液體,高級的醛為固體;而芳香醛為液體或固體。低級的脂肪醛具有強烈的刺激性氣味,分子中含有9個碳原子和分子中含有10個碳原子的醛具有花果香味,因此常用於香料工業。
由於羰基的極性,因此醛的沸點比相對分子質量相近的烴類及醚類高。但由於羰基分子間不能形成氫鍵,因此沸點較相應的醇低。
因為醛的羰基可以與水中的氫形成氫鍵,故低級的醛可以溶於水;但芳醛一般難溶於水。
三、化學性質不同
1、酮化學性質活潑,易與氫氰酸、格利雅試劑、羥胺、醇等發生親核加成反應;可還原成醇。受羰基的極化作用,有α-H的酮可發生鹵代反應;在鹼性條件下,具有甲基的酮可發生鹵仿反應。由仲醇氧化、芳烴的醯化和羧酸衍生物與有機金屬化合物反應制備。
2、醛通常具有較強的還原性與一定的氧化性。醛類也可通過和高錳酸鉀反應(條件:加熱)得到羧酸。醛類可以發生銀鏡反應.
甲醛與苯酚發生縮聚反應生成酚醛樹脂。
(9)酮化學性質擴展閱讀:
醛的幾個常見的化學反應方程式及現象
1、甲醛發生銀鏡反應為:HCHO + 4Ag(NH3)2OH———(條件:水浴加熱)—— → CO2↑+ 8NH3 + 4Ag↓+3H2O 【現象:試管內壁出現光亮的銀鏡】
R-CHO + 2Ag(NH3)2OH —(條件:水浴50~60℃加熱)→ R-COONH4 + 2Ag↓ + 3NH3 + H2O
2、與新制氫氧化銅(斐林試劑、班氏試劑、本尼迪特試劑)反應:【現象:出現磚紅色沉澱】
R-CHO + 2Cu(OH)2 —(條件:加熱)→R-COOH + Cu2O↓ + 2H2O
3、與溴水反應:R-CHO + Br2 + H2O —→ R-COOH + 2HBr
4、加成反應:R-CHO + H2 —(條件:鎳做催化劑,加熱)→ R-CH2-OH
2R-CHO+O2—(條件:銅或者銀做催化劑,加熱)→ 2R-COOH
㈩ 醛和酮的性質有哪些異同之處為什麼會有這些異同
醛是在其羰基碳原子上結合著兩個氫原子或一個氫原子和一個烴基的化合物,通式為RCHO。酮是在其羰基碳原子上結合著兩個烴基的化合物。
醛和酮具有相似的化學性質。一般醛、酮的化學性質主要表現在兩個方面:一是羰基碳原子帶部分正電荷,容易受到親核試劑的進攻而發生親核加成反應;二是a-H受羰基的影響比其他碳原子上的氫活潑。
醛與酮在結構上也有不同之處,其化學性質也有差異,一般反應中,醛比酮活潑。另外,由於-CHO有氫,某些反應只有醛才可發生。
一、親核加成反應
1. 加氫氰酸
氫氰酸(HCN)與醛、脂肪族甲基酮和8個碳原子以下的環酮作用生成相應的加成產物氰醇,也稱a-羥基腈。產物比原料增加了一個碳原子。氰醇具有醇羥基和氰基,可制備a,b-不飽和腈、b-羥基胺、a-羥基酸等化合物。
2. 加醇和水
在乾燥氯化氫存在下,醇與醛的羰基加成生成半縮醛,半縮醛還可以與另一分子醇反應,失水生成縮醛,半縮醛中與醚鍵連在同一個碳原子上的羥基稱為半縮醛羥基。
酮與醇反應生成縮酮反應較困難。但酮容易與乙二醇作用,生成具有五員環狀結構的縮酮。
縮醛和縮酮對鹼及氧化劑都比較穩定,遇稀酸則分解成原來的羰基化合物。在有機合成中,用來保護醛基。另外,可用乙二醇保護分子中的酮基,或者用丙酮保護鄰二醇結構。
g-或d-羥基醛(酮)易自發地發生分子內的親核加成,且主要以穩定的環狀半縮醛(酮)的形式存在。
硫醇比相應的醇活潑,加成能力更強。乙二硫醇和酮在室溫下就可反應,生成縮硫酮。縮硫酮被催化氫化還原,可轉變為亞甲基。
水可以與醛、酮的羰基加成形成水合物。由於水是弱親核試劑,生成的偕二醇不穩定,容易失水,反應平衡主要偏向反應物一方。
3. 加 Grignard試劑
Grignard試劑容易與羰基化合物發生親核加成。所得的加成物經水解後即生成醇。Grignard試劑與甲醛反應可得伯醇,與其他醛反應可得仲醇,與酮反應則得叔醇。
4. 與氨衍生物的加成
醛或酮的羰基可以與許多種氨的衍生物(如羥胺、肼、苯肼、2,4-二硝基苯肼等)加成,並進一步失水,產物是含有>C=N-結構的N-取代亞胺類化合物。這些氨的衍生物稱為羰基試劑,可用於鑒別羰基化合物,也用於醛、酮的分離及精製。
二、 a-碳及a-氫的反應
醛、酮分子中與羰基直接相連的碳原子稱a-碳,a-碳上的氫比較活潑。
1. 醇醛縮合
在稀鹼溶液中,一分子含a-H的醛的a-碳可以與另一分子醛的羰基碳加成生成b-羥基醛類化合物,稱為醇醛縮合。是有機合成中增長碳鏈的重要方法。
2. 酮式和烯醇式的互變異構
2,4-戊二酮分子中的亞甲基氫受兩個吸電子羰基的影響(常稱雙重α-H),比較活潑,可以重排成烯醇型。
兩種或兩種以上的異構體能相互轉變,並共存於一體的動態平衡中,這種現象稱為互變異構現象,各異構體稱為互變異構體。
互變異構現象不限於含氧化合物。含氮化合物中,特別是醯亞胺類化合物中也普遍存在。
3. 鹵代反應
鹼催化下,鹵素(Cl2、Br2、I2)與含有a-H的醛或酮迅速反應,生成a-C完全鹵代的鹵代物。
a-碳含有3個活潑氫的醛或酮與鹵素的氫氧化鈉溶液作用,生成三鹵甲烷和羧酸鹽,稱為鹵仿反應。進行鹵仿反應常用碘的鹼溶液,產物之一是碘仿,稱為碘仿反應。可用來鑒別乙醛和甲基酮等。含有CH3CH(OH)-R(H)結構的醇也能發生碘仿反應。
三、 氧化反應和還原反應
1. 氧化反應
醛容易被氧化成羧酸,酮難被氧化。用弱氧化劑Tollens試劑鑒別醛與酮。
芳香醛不與Fehling試劑反應,可用它們來鑒別脂肪醛與芳香醛。
2. 還原反應
在金屬催化劑鉑、鎳等存在下,氫氣使醛和酮還原成相應的伯醇和仲醇。
LiAlH4、NaBH4等將醛、酮的羰基還原為伯醇和仲醇。
醛和酮與鋅汞齊和濃鹽酸迴流,羰基將被還原成亞甲基,稱為Clemmensen還原法。