酮化学性质
醛是在其羰基碳原子上结合着两个氢原子或一个氢原子和一个烃基的化合物,通式为RCHO。酮是在其羰基碳原子上结合着两个烃基的化合物。
醛和酮具有相似的化学性质。一般醛、酮的化学性质主要表现在两个方面:一是羰基碳原子带部分正电荷,容易受到亲核试剂的进攻而发生亲核加成反应;二是a-H受羰基的影响比其他碳原子上的氢活泼。
醛与酮在结构上也有不同之处,其化学性质也有差异,一般反应中,醛比酮活泼。另外,由于-CHO有氢,某些反应只有醛才可发生。
一、亲核加成反应
1. 加氢氰酸
氢氰酸(HCN)与醛、脂肪族甲基酮和8个碳原子以下的环酮作用生成相应的加成产物氰醇,也称a-羟基腈。产物比原料增加了一个碳原子。氰醇具有醇羟基和氰基,可制备a,b-不饱和腈、b-羟基胺、a-羟基酸等化合物。
2. 加醇和水
在干燥氯化氢存在下,醇与醛的羰基加成生成半缩醛,半缩醛还可以与另一分子醇反应,失水生成缩醛,半缩醛中与醚键连在同一个碳原子上的羟基称为半缩醛羟基。
酮与醇反应生成缩酮反应较困难。但酮容易与乙二醇作用,生成具有五员环状结构的缩酮。
缩醛和缩酮对碱及氧化剂都比较稳定,遇稀酸则分解成原来的羰基化合物。在有机合成中,用来保护醛基。另外,可用乙二醇保护分子中的酮基,或者用丙酮保护邻二醇结构。
g-或d-羟基醛(酮)易自发地发生分子内的亲核加成,且主要以稳定的环状半缩醛(酮)的形式存在。
硫醇比相应的醇活泼,加成能力更强。乙二硫醇和酮在室温下就可反应,生成缩硫酮。缩硫酮被催化氢化还原,可转变为亚甲基。
水可以与醛、酮的羰基加成形成水合物。由于水是弱亲核试剂,生成的偕二醇不稳定,容易失水,反应平衡主要偏向反应物一方。
3. 加 Grignard试剂
Grignard试剂容易与羰基化合物发生亲核加成。所得的加成物经水解后即生成醇。Grignard试剂与甲醛反应可得伯醇,与其他醛反应可得仲醇,与酮反应则得叔醇。
4. 与氨衍生物的加成
醛或酮的羰基可以与许多种氨的衍生物(如羟胺、肼、苯肼、2,4-二硝基苯肼等)加成,并进一步失水,产物是含有>C=N-结构的N-取代亚胺类化合物。这些氨的衍生物称为羰基试剂,可用于鉴别羰基化合物,也用于醛、酮的分离及精制。
二、 a-碳及a-氢的反应
醛、酮分子中与羰基直接相连的碳原子称a-碳,a-碳上的氢比较活泼。
1. 醇醛缩合
在稀碱溶液中,一分子含a-H的醛的a-碳可以与另一分子醛的羰基碳加成生成b-羟基醛类化合物,称为醇醛缩合。是有机合成中增长碳链的重要方法。
2. 酮式和烯醇式的互变异构
2,4-戊二酮分子中的亚甲基氢受两个吸电子羰基的影响(常称双重α-H),比较活泼,可以重排成烯醇型。
两种或两种以上的异构体能相互转变,并共存于一体的动态平衡中,这种现象称为互变异构现象,各异构体称为互变异构体。
互变异构现象不限于含氧化合物。含氮化合物中,特别是酰亚胺类化合物中也普遍存在。
3. 卤代反应
碱催化下,卤素(Cl2、Br2、I2)与含有a-H的醛或酮迅速反应,生成a-C完全卤代的卤代物。
a-碳含有3个活泼氢的醛或酮与卤素的氢氧化钠溶液作用,生成三卤甲烷和羧酸盐,称为卤仿反应。进行卤仿反应常用碘的碱溶液,产物之一是碘仿,称为碘仿反应。可用来鉴别乙醛和甲基酮等。含有CH3CH(OH)-R(H)结构的醇也能发生碘仿反应。
三、 氧化反应和还原反应
1. 氧化反应
醛容易被氧化成羧酸,酮难被氧化。用弱氧化剂Tollens试剂鉴别醛与酮。
芳香醛不与Fehling试剂反应,可用它们来鉴别脂肪醛与芳香醛。
2. 还原反应
在金属催化剂铂、镍等存在下,氢气使醛和酮还原成相应的伯醇和仲醇。
LiAlH4、NaBH4等将醛、酮的羰基还原为伯醇和仲醇。
醛和酮与锌汞齐和浓盐酸回流,羰基将被还原成亚甲基,称为Clemmensen还原法。
㈡ 醛和酮的性质(大学化学)
一、物理性质(physical properties,自学)
C4以下醛、酮可溶于水:——氢键
醛分子之间并不能形成氢键。
二、化学性质(chemical properties):
一、亲核加成(nucleophilic addition):
——亲核试剂中谁是亲核原子?(哪一个原子直接进攻羰基碳与其成键?)
1. 与HCN加成:
⑴. 加酸抑制反应,加碱促进反应。
3~4小时,反应完成50%; 加一滴KOH,2分钟完成反应。
⑵. 影响 >C=O 加成反应的因素:
①碳原子上正电荷密度越大,越有利于反应:CCl3-CHO > H2C=O > CH3CHO > (CH3)2C=O
②. >C=O碳上所连基团越小,越有利于反应:
醛、脂肪族甲基酮和C8以下环酮能反应。
③. 芳香醛、酮中的共轭作用不利于亲核加成:
共轭效应减弱羰基碳上的正电荷密度,不利于反应。
(3). 应用:
——合成α-羟基酸
例1:
解:
2. 与NaHSO3 (饱和溶液)加成:
应用: 分离、纯化醛、甲基酮、环酮;鉴定不同类型的酮。 醛、脂肪族甲基酮、C8以下环酮能反应,其他酮不反应,如:ArCOCH3不能反应。
例2:鉴定:
解:
例3:分离乙醇和乙醛的混合物(不能用蒸馏的方法):
解:
3. 与H2O加成:
多数醛、酮的反应平衡偏向左边。
特殊结构的醛、酮水合物:
4. 与醇加成:
反应机理:
第一步:亲核加成
第二步:亲核取代:不断将水蒸出,有利于反应进行
缩醛在酸性条件下水解,重新得到醛、酮。 缩醛对氧化剂、还原剂、碱稳定。
——官能团保护,保护羰基。
例4:合成题:
解:
乙二醇常用于合成中保护羰基:
例5: (能否用KMnO4直接氧化?)
特殊的半缩醛结构:
5. 与格利雅试剂加成:
——增长碳链,广泛用于合成
酮反应得叔醇:
醛反应得仲醇:
甲醛反应得伯醇:
环氧乙烷反应得伯醇:
CO2反应得羧酸:
练习1:以乙烯为原料,合成下列化合物(无机试剂及常用有机溶剂任选):
⑴. CH3CH2CH2OH ⑵. CH3CH2CH2CH2OH ⑶. ⑷.
看答案
6. 与氨的衍生物的加成:
——合成C=N键化合物
与伯胺反应:
中任一个为芳基时,亚胺为稳定晶体,叫作西佛碱(Schiff base)。分离、提纯醛酮。
其他反应:
苯腙:低熔点固体甚至液体,鉴定醛酮。
二、 还原反应(rection reaction):
1.LiAlH4(或NaBH4)还原:
提供氢负离子 ,进攻极性键的正电部分,如: >C = O, >C = N, >S = O键等。
对>C = C<双键一般不发生作用。
NaBH4:缓和还原剂,还原醛、酮、酰氯
2. Clemmenson还原醛酮:
例:
3. Wolff-Kishner-黄鸣龙还原法:
高沸点溶剂:二缩乙二醇(HOCH2CH2)2O
三缩乙二醇(HOCH2CH2OCH2)2
练习2:合成题(无机试剂及C3以下有机试剂任选):
(1)
(2)
看答案
黄鸣龙(1898-1979):
有机化学家,江苏省扬州人,1924年获德国柏林大学博士学位,1955年当选为中国科学院学部委员(院士),是中国有机化学先辈之一。
1940—1943年间,黄鸣龙任职于昆明中央研究院化学研究所,正值抗日战争期间,用仅有的盐酸、氢氧化钠、酒精等试剂,在频繁的空袭警报干扰下,进行山道年等的立体化学研究。 黄鸣龙在做基希纳-沃尔夫还原反应时,曾突然出现意外的情况,但他并未置之不顾,而是照样研究下去,结果得到出乎意料的好结果。于是他仔细分析原因,又经过一系列改变条件的实验,终于达到了改良的目的。他的英名也载入有机化学史册。
三、氧化反应(oxydation reaction):
1.弱氧化剂氧化:
选择性氧化醛基(-CHO),不影响-OH, >C=C<键等。
练习3:鉴别甲醛、乙醛、苯甲醛:
看答案
2. KMnO4/H+或K2Cr2O7/H+强氧化:
3. 酮过氧化成酯(Bayer-Villiger重排):
4. 歧化反应(Cannizzaro反应): ——浓碱作用下,两分子无α- H的醛相互发生氧化——还原反应。
两种醛反应,HCHO HCOOH:
随堂练:完成下列化学反应方程式:
四、羟醛缩合反应: ——在稀酸或稀碱催化下,两分子含α-H的醛酮互相结合生成β-羟基醛酮的反应。
碱催化机理:
——反应是可逆的。
β-羟基醛、酮加热易脱水:
例:
——用于有机合成
例:
——无合成意义
在有机合成中,常使两种反应物中的一种不含α-H:
二羰基化合物的分子内缩合:
五、卤代反应(halogenating reaction):
酸催化:一卤代产物,用于合成:
碱催化:多卤代产物,卤仿反应(C-C键断裂,haloform reaction):
CHI3:淡黄色沉淀
碘仿反应:检验、鉴别具有 或 结构的化合物。
㈢ 酮的物理及化学性质
物理性质一、沸 酮的沸点点酮的沸点(摄氏度)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
化学性质如果在 C=O 的α-C 联有三个体积不同的 酮基团,就会造成羰基平面两侧的空间阻碍不同,给亲核试剂进攻羰基创造了空间上的选择性,我们用 L、M、S 分别表示α-C 上体积大、中、小的三个基团。HCN 亲核加成一、与 HCN 亲核加成 应用范围:1. 醛 (-CHO);2. 甲基 HCN 亲核加成酮 (-COCH3); 3. 小于8个碳的环酮。机理:例:二、与含氧硫亲核加成1. 与 H2O 反应酮2. 与 ROH 反应——生 HCN 亲核加成成缩醛(酮)酮机理:特点:a. 缩醛(酮)的结构特点是含有 O-C-O 键;b. 缩醛(酮)反应可用于保护羰基c. 缩醛(酮)反应仅发生于醛(酮)的羰基,对于其它羰基化合物不发生 酮此反应;d. 分子内同时含有羟基和醛(酮)羰基时,可发生分子内缩醛(酮),形成五、六元环。e. 与 RSH 亲核加成f. 与NaHSO3亲核加成应用范围:1. 醛 (-CHO);2. 脂肪族甲基酮 (RCOCH3); 3. 小于8个碳的环酮。分子内同时含有强碱性基团 -ONa 和强酸性基团 -SO3H,发生分子内酸碱中和使反应不可逆,生成α-羟基磺酸钠晶体从有机相中沉淀出来,α-羟基磺酸钠在酸性条件下可水解为原来的醛(酮),所以,该反应可以用于醛(酮)的分离。-SO3H 是一个很好的离去基团,可以通 酮过亲核取代反应换成其它基团:该制备 2-羟基丙腈的方法虽然历经两步,但避免在酸性条件下直接使用 HCN 所带来的危险。三、与含氮亲核试剂的亲核加成含氮亲核试剂 (G-NH2) 对醛酮的亲核加成后再消除 H2O,从而生成 C=N-G 的 C=N 键:因 G 的不同生成的亚胺类化合物具有各自的 酮名称1. 与 NH3 的亲核加成2. 与 RNH2 及 ArNH2 的亲核加成3. 与肼的衍生物的亲核加成4. 与 H2NOH 的亲核加成及 Beckmann 重排5. 与 R2NH 亲核加成——生成烯胺四、还原反应1. 催化加氢2. 还原剂法3. Wolff-Kishner-黄鸣龙还原4. Carnnizzarro反应5. 安息香缩合五、氧化反应1. Tollens 试剂、Fehling 试剂和 Benedit 试剂的氧化2. Baeyer-Villeger 氧化——RCOOOH 氧化六、Perkin反应七、Knoevenagel反应八、Wittig反应九、Mannich反应
㈣ 酮的主要化学性质
1、C=O双键很活泼,能发生氧化、还原、加成反应;
2、与C=O相连的碳原子上的α-H很活泼,能发生取代、消除反应
3 、 易燃,可与亲核试剂(胺类,醇类等)发生加成反应,可发生加氢还原
㈤ 高中化学中酮的性质
纯的乙烯酮极不稳定,须在低温(-80℃)下保存,室温即聚合
(见聚合反应)成二聚乙烯酮.此聚合物为有刺激性气味的液体,熔点
-6.5℃,沸点127.4℃;与乙醇反应,生成乙酰乙酸乙酯。乙烯酮与溴反应,生成溴代乙酰溴;与水、液氨、乙醇、乙酸、金属有机化合物反应,分别生成乙酸、乙酰胺、乙酸乙酯、乙酸酐和酮。
㈥ 谁能详细介绍一下“酮”的化学性质
醛,酮和醌的分子中都含有羰基,总称为羰基化合物。羰基至少和一个氢原子相连的化合物叫醛。简写做RCHO.-CHO叫醛基。羰基和两个烃基相连的化合物叫酮,酮分子中的羟基叫酮基。
物理性质
在常温下,除甲醛是气体外,12个碳原子一下的脂肪族醛,酮是液体,高级酮,醛是固体。含7~13个碳原子的酮类多数具有特定的清香气味,可用于各种香精的制备。由于醛,酮是极性极强的高分子所以沸点较相对分子质量相近的烃,,醚要高;但醛,酮分子间不能形成氢键,故其沸点比相应的醇要低得多。
化学性质
醛酮的化学反应主要发生在两个部位:一为羰,可发生羰基上的亲核加成,还原,歧化等反应;另一个是羰基的α-碳上,表现为α-氢的酸性,羟醛缩合,卤化等。1
亲核加成反应
2
α-氢的反应。(1)羟醛缩合反应;(2)卤代反应
3氧化还原反应
酮的代表化合物
1丙酮,环己酮。
㈦ 酮是什么和相关化学式结构简式
结构简式是为了方便有机物的书写存在的,是有机物的结构上省略原子和原子之间的共价健后的简单的式子,如已烷写成c2h6,但双键和三件不能省略,如已烯ch2=ch2。化学式可以简单理解成有把元素的原子及其个数写出来的就是化学式,如已烯c2h4。所以化学式的表达更简单,往往一个化学式表示的可以是多种物质,它们是同分异构体,如c3h6,可以是丙烯或是环丙烷
㈧ 在有机化学上,酮的基本化学性质。苯酚被酸性高锰酸钾最终氧化成什么
苯酚俗名石炭酸,故有酸性,在空气中易被氧化成红色物质,有氧化性。而酸性高锰酸钾具有具有强酸性和强氧化性。他们能反应还是有难度的。你在哪里搞的题目啊?前一问有人回答了,我就不多说了、如果我的回答有误还请帮忙改正哦,感觉都好长时间没碰化学了额。。。2天前的估计你问的是高中化学吧。
㈨ 酮和醛有什么区别
一、结构不同
1、酮的官能团羰基C=O,通式:RCOR',酮的分子中都含有羰基,且其羰基碳原子上连有两个烃基。
2、醛的通式为RCHO,官能团-CHO为醛基。醛类的通式是RCHO。饱和一元醛的通式为CnH2nO。乙醛分子式为C2H4O,结构简式为CH3CHO,官能团是醛基(-CHO)醛基是羰基(-CO-)和一个H原子连接而成的基团。
二、物理性质不同
1、酮是羰基与两个烃基相连的化合物。酮分子间不能形成氢键,其沸点低于相应的醇,但羰基氧能和水分子形成氢键,所以低碳数酮(低级酮)溶于水。低级酮是液体,具有令人愉快的气味,高碳数酮(高级酮)是固体。
2、常温下,除甲醛为气体外,分子中含有12个碳原子以下的脂肪醛为液体,高级的醛为固体;而芳香醛为液体或固体。低级的脂肪醛具有强烈的刺激性气味,分子中含有9个碳原子和分子中含有10个碳原子的醛具有花果香味,因此常用于香料工业。
由于羰基的极性,因此醛的沸点比相对分子质量相近的烃类及醚类高。但由于羰基分子间不能形成氢键,因此沸点较相应的醇低。
因为醛的羰基可以与水中的氢形成氢键,故低级的醛可以溶于水;但芳醛一般难溶于水。
三、化学性质不同
1、酮化学性质活泼,易与氢氰酸、格利雅试剂、羟胺、醇等发生亲核加成反应;可还原成醇。受羰基的极化作用,有α-H的酮可发生卤代反应;在碱性条件下,具有甲基的酮可发生卤仿反应。由仲醇氧化、芳烃的酰化和羧酸衍生物与有机金属化合物反应制备。
2、醛通常具有较强的还原性与一定的氧化性。醛类也可通过和高锰酸钾反应(条件:加热)得到羧酸。醛类可以发生银镜反应.
甲醛与苯酚发生缩聚反应生成酚醛树脂。
(9)酮化学性质扩展阅读:
醛的几个常见的化学反应方程式及现象
1、甲醛发生银镜反应为:HCHO + 4Ag(NH3)2OH———(条件:水浴加热)—— → CO2↑+ 8NH3 + 4Ag↓+3H2O 【现象:试管内壁出现光亮的银镜】
R-CHO + 2Ag(NH3)2OH —(条件:水浴50~60℃加热)→ R-COONH4 + 2Ag↓ + 3NH3 + H2O
2、与新制氢氧化铜(斐林试剂、班氏试剂、本尼迪特试剂)反应:【现象:出现砖红色沉淀】
R-CHO + 2Cu(OH)2 —(条件:加热)→R-COOH + Cu2O↓ + 2H2O
3、与溴水反应:R-CHO + Br2 + H2O —→ R-COOH + 2HBr
4、加成反应:R-CHO + H2 —(条件:镍做催化剂,加热)→ R-CH2-OH
2R-CHO+O2—(条件:铜或者银做催化剂,加热)→ 2R-COOH
㈩ 醛和酮的性质有哪些异同之处为什么会有这些异同
醛是在其羰基碳原子上结合着两个氢原子或一个氢原子和一个烃基的化合物,通式为RCHO。酮是在其羰基碳原子上结合着两个烃基的化合物。
醛和酮具有相似的化学性质。一般醛、酮的化学性质主要表现在两个方面:一是羰基碳原子带部分正电荷,容易受到亲核试剂的进攻而发生亲核加成反应;二是a-H受羰基的影响比其他碳原子上的氢活泼。
醛与酮在结构上也有不同之处,其化学性质也有差异,一般反应中,醛比酮活泼。另外,由于-CHO有氢,某些反应只有醛才可发生。
一、亲核加成反应
1. 加氢氰酸
氢氰酸(HCN)与醛、脂肪族甲基酮和8个碳原子以下的环酮作用生成相应的加成产物氰醇,也称a-羟基腈。产物比原料增加了一个碳原子。氰醇具有醇羟基和氰基,可制备a,b-不饱和腈、b-羟基胺、a-羟基酸等化合物。
2. 加醇和水
在干燥氯化氢存在下,醇与醛的羰基加成生成半缩醛,半缩醛还可以与另一分子醇反应,失水生成缩醛,半缩醛中与醚键连在同一个碳原子上的羟基称为半缩醛羟基。
酮与醇反应生成缩酮反应较困难。但酮容易与乙二醇作用,生成具有五员环状结构的缩酮。
缩醛和缩酮对碱及氧化剂都比较稳定,遇稀酸则分解成原来的羰基化合物。在有机合成中,用来保护醛基。另外,可用乙二醇保护分子中的酮基,或者用丙酮保护邻二醇结构。
g-或d-羟基醛(酮)易自发地发生分子内的亲核加成,且主要以稳定的环状半缩醛(酮)的形式存在。
硫醇比相应的醇活泼,加成能力更强。乙二硫醇和酮在室温下就可反应,生成缩硫酮。缩硫酮被催化氢化还原,可转变为亚甲基。
水可以与醛、酮的羰基加成形成水合物。由于水是弱亲核试剂,生成的偕二醇不稳定,容易失水,反应平衡主要偏向反应物一方。
3. 加 Grignard试剂
Grignard试剂容易与羰基化合物发生亲核加成。所得的加成物经水解后即生成醇。Grignard试剂与甲醛反应可得伯醇,与其他醛反应可得仲醇,与酮反应则得叔醇。
4. 与氨衍生物的加成
醛或酮的羰基可以与许多种氨的衍生物(如羟胺、肼、苯肼、2,4-二硝基苯肼等)加成,并进一步失水,产物是含有>C=N-结构的N-取代亚胺类化合物。这些氨的衍生物称为羰基试剂,可用于鉴别羰基化合物,也用于醛、酮的分离及精制。
二、 a-碳及a-氢的反应
醛、酮分子中与羰基直接相连的碳原子称a-碳,a-碳上的氢比较活泼。
1. 醇醛缩合
在稀碱溶液中,一分子含a-H的醛的a-碳可以与另一分子醛的羰基碳加成生成b-羟基醛类化合物,称为醇醛缩合。是有机合成中增长碳链的重要方法。
2. 酮式和烯醇式的互变异构
2,4-戊二酮分子中的亚甲基氢受两个吸电子羰基的影响(常称双重α-H),比较活泼,可以重排成烯醇型。
两种或两种以上的异构体能相互转变,并共存于一体的动态平衡中,这种现象称为互变异构现象,各异构体称为互变异构体。
互变异构现象不限于含氧化合物。含氮化合物中,特别是酰亚胺类化合物中也普遍存在。
3. 卤代反应
碱催化下,卤素(Cl2、Br2、I2)与含有a-H的醛或酮迅速反应,生成a-C完全卤代的卤代物。
a-碳含有3个活泼氢的醛或酮与卤素的氢氧化钠溶液作用,生成三卤甲烷和羧酸盐,称为卤仿反应。进行卤仿反应常用碘的碱溶液,产物之一是碘仿,称为碘仿反应。可用来鉴别乙醛和甲基酮等。含有CH3CH(OH)-R(H)结构的醇也能发生碘仿反应。
三、 氧化反应和还原反应
1. 氧化反应
醛容易被氧化成羧酸,酮难被氧化。用弱氧化剂Tollens试剂鉴别醛与酮。
芳香醛不与Fehling试剂反应,可用它们来鉴别脂肪醛与芳香醛。
2. 还原反应
在金属催化剂铂、镍等存在下,氢气使醛和酮还原成相应的伯醇和仲醇。
LiAlH4、NaBH4等将醛、酮的羰基还原为伯醇和仲醇。
醛和酮与锌汞齐和浓盐酸回流,羰基将被还原成亚甲基,称为Clemmensen还原法。