酮和醌的分子中都含有羰基

第八章醛、酮、醌醛、酮和醌的分子中都含有羰基，统称为羰基化合物。羰基化合物不仅是有机化学和有机合成中十分重要的物质，而且也是动植物代谢过程中重要的中间体。酮和醌的分子中都含有羰基共39页，您现在浏览的是第1页!节醛和酮

一、醛和酮的结构羰基（＞C=O）是醛和酮的官能团，醛和酮的通式如下：醛酮酮和醌的分子中都含有羰基共39页，您现在浏览的是第2页!醛基：或-CHO）；

酮基：醛和酮分子中的烃基可以是烷基、烯基、环烷基和芳香烃基等。酮和醌的分子中都含有羰基共39页，您现在浏览的是第3页!羰基中碳为sp2杂化，3个sp2杂化轨道分别与氧原子及另外2个原子形成3个σ键，碳原子未杂化的p轨道与氧的p轨道则平行重叠形成π键，且垂直于σ键所在的平面。酮和醌的分子中都含有羰基共39页，您现在浏览的是第4页!二、醛和酮的命名法醛和酮的系统命名法是选择含有羰基的最长碳链作主链，称为某醛或某酮。主链碳原子的编号应从醛基一端或最靠近酮基的一端开始，并注明酮基的位置，如有取代基则将其写于母体名称的前面。例如；酮和醌的分子中都含有羰基共39页，您现在浏览的是第5页!芳香醛、酮是以脂肪醛、酮为母体，而将芳香烃基作为取代基进行命名。例如：

苯甲醛2-苯基丙醛二苯甲酮酮和醌的分子中都含有羰基共39页，您现在浏览的是第6页!三、醛和酮的化学性质醛、酮都含有碳基，决定了它们具有许多相似的化学性质。但醛与酮的结构并不完全相同，在化学性质上表现出差异。醛比酮具有更大的反应活性。某些反应为醛所特有，而酮则无。醛和酮的主要反应部位如下所示：酮和醌的分子中都含有羰基共39页，您现在浏览的是第7页!(一)醛和酮的相似性质1.加成反应羰基容易发生加成反应。带部分正电荷的碳比带部分负电荷的氧有较大的活泼性。容易接受带有负电荷或孤对电子对的亲核试剂，发生亲核加成反应。酮和醌的分子中都含有羰基共39页，您现在浏览的是第8页!α-羟腈在酸性条件下可以水解生成α-羟基酸或不饱和烯酸。因此,羰基与氢氰酸的加成，是增长碳链的方式之一。在碱的存在下，反应速度加快；若酸存在，则反应速度减慢。反应机理表示如下：酮和醌的分子中都含有羰基共39页，您现在浏览的是第9页!(2)与亚硫酸氢钠的加成：醛、脂肪

族甲基酮和少于8个碳的环酮与亚硫酸氢钠的饱和溶液反应，生成醛或酮的亚硫酸氢钠的加成物。α-羟基磺酸钠酮和醌的分子中都含有羰基共39页，您现在浏览的是第10页!(3)与氨的衍生物的加成：氨分子中的氢原子被其它原子或原子团取代后的产物称为氨的衍生物。氨的衍生物分子中的氮原子上含未共用电子对，易与醛或酮分子中的羰基进行亲核加成反应，但加成产物不稳定，立即分子内脱水，生成含有碳氮双键结构(>C＝N-)的化合物，反应产物是加成缩合产物。酮和醌的分子中都含有羰基共39页，您现在浏览的是第11页!氨的衍生物都能与碳基加成，故又称为碳基试剂，以NH2—B表示，它们与醛或酮的反应可以用下式表示：以上反应可直接写为：酮和醌的分子中都含有羰基共39页，您现在浏览的是第12页!2，4-二硝基苯肼与醛或酮生成黄色晶体，易于观察，应用广泛;在稀酸作用下，水解为原来的醛或酮，常用此反应分离和提纯醛或酮。(4)与醇加成：醇是含氧的亲核试剂。在无水酸的作用下，醇可以与醛中的羰基加成生成半缩醛。酮和醌的分子中都含有羰基共39页，您现在浏览的是第13页!半缩醛缩醛缩醛对碱、氧化剂和还原剂都很稳定，但在酸性介质中易水解成原来的醛和醇。常用此反应保护醛基。酮与醇的加成反应，速度很慢。酮和醌的分子中都含有羰基共39页，您现在浏览的是第14页!2.α-氢的反应醛、酮分子中与碳基直接相连的碳原子称为α-碳原子，连接在α-碳上的氢即α-氢。α-氢原子性质活泼，又称为α-活泼氢。因为受相邻碳基极化作用的影响，α-碳上C—H键的极性增大，α-氢原子有变成质子的趋向而显得活泼；酮和醌的分子中都含有羰基共39页，您现在浏览的是第15页!(1)卤代反应：醛、酮的α-氢原子在碱性条件下，易被卤素(Cl2、Br2

或I2)取代，反应产物为α-氢全部被卤代的碳基化合物。酮和醌的分子中都含有羰基共39页，您现在浏览的是第16页!总反应式：上述生成卤仿的反应称为卤仿反应。若所用的卤素是碘，得到碘仿，则称为碘仿反应。次碘酸钠可以把醇氧化为醛或酮，所以具有下列结构的醇也能发生碘仿反应。酮和醌的分子中都含有羰基共39页，您现在浏览的是第17页!有α-氢的酮也可生成α-羟基酮，但反应速度较慢。此反应能增长碳链。乙醛β-羟基丁醛酮和醌的分子中都含有羰基共39页，您现在浏览的是第18页!(二)醛的特殊反应1.与弱氧化剂的作用醛和酮最明显的区别是对氧化剂的敏感性。醛非常容易被氧化，既使是弱氧化剂也可以把醛氧化成含同数碳原子的羧酸，而酮不能被弱氧化剂氧化。常用的弱氧化剂有托伦(Tollens)试剂和斐林(Fehling)试剂。酮和醌的分子中都含有羰基共39页，您现在浏览的是第19页!(托伦试剂)银镜所有的醛都可以发生银镜反应，此反应可用于鉴别醛和酮。酮和醌的分子中都含有羰基共39页，您现在浏览的是第20页!砖红色(斐林试剂)脂肪醛能与斐林试剂作用；芳香醛则不起反应，故可用此反应鉴别脂肪酸和芳香醛。酮和醌的分子中都含有羰基共39页，您现在浏览的是第21页!由于碳原子与氧原子的电负性不同，电子更靠近电负性较大的氧原子，故羰基是1个极性基团，碳带部分正电荷，氧带部分负电荷。酮和醌的分子中都含有羰基共39页，您现在浏览的是第22页!2-乙基戊醛5-甲基-2-己酮2-丁烯醛环己酮酮和醌的分子中都含有羰基共39页，您现在浏览的是第23页!

1-苯基-1-丙酮3-苯基丙烯醛（肉桂醛）酮和醌的分子中都含有羰基共39页，您现在浏览的是第24页!酮和醌的分子中都含有羰基共39页，您现在浏览的是第25页!(1)与氢氰酸加成：醛和部分酮与氢氰酸（HCN）发生加成生成α-羟腈。α-羟腈酮和醌的分子中都含有羰基共39页，您现在浏览的是第26页!上述加成反应是由负离子首先进攻羰基中缺电子的碳原子，因此是亲核加成反应。HCN是亲核试剂。所有的醛都可与HCN加成，酮的加成较醛困难，脂肪族甲基酮及少于8个碳的环酮才能反应，芳香族甲基酮及其它酮难以发生反应。酮和醌的分子中都含有羰基共39页，您现在浏览的是第27页!α-羟基磺酸钠不溶于饱和亚硫酸氢钠溶液而呈结晶析出，据此可鉴别醛和酮。加成产物与稀酸或稀碱共热时，可分解为原来的难或酮，故此反应可用以分离和精制醛、酮。酮和醌的分子中都含有羰基共39页，您现在浏览的是第28页!常见的氨的衍生物：NH2-OH

NH2-NH2

(羟胺)(肼)(苯肼)(2，4－二硝基苯肼)酮和醌的分子中都含有羰基共39页，您现在浏览的是第29页!加成缩合产物NH2-OHNH2-NH2氨的衍生物(肟)(腙)(苯腙)(2，4-二硝基苯腙)酮和醌的分子中都含有羰基共39页，您现在浏览的是第30页!半缩醛

半缩醛分子中有2个官能团，1个是醇羟基，个是烃氧基，它既是醇又是醚。半缩醛分子中的羟基叫半缩醛羟基。半缩醛羟基与过量的醇作用，失去一分子水生成稳定的缩醛。酮和醌的分子中都含有羰基共39页，您现在浏览的是第31页!醛、酮的加成反应历程都属于亲核加成反应；其反应产物的结构均为试剂中的氢与碳基氧相连接，其余部分与羰基碳相连，即：酮和醌的分子中都含有羰基共39页，您现在浏览的是第32页!酮和醌的分子中都含有羰基共39页，您现在浏览的是第33页!α-碳原子上连有3个氢原子，它们与卤素的氢氧化钠溶液作用时，则3个α-氢全部被卤素取代，生成α，α，α-三卤代醛或酮。生成的三卤代物在碱性溶液中不稳定，易发生碳碳键的断裂，分解为三卤甲烷（卤仿）和羧酸盐：乙醛或甲基酮卤仿羧酸钠酮和醌的分子中都含有羰基共39页，您现在浏览的是第34页!碘仿反应不仅可以鉴别乙醛和甲基酮，还可以鉴别能氧化为乙醛和甲基酮的醇。(2)醇醛缩合反应：在稀碱的作用下,1个醛分子的α-氢原子加到另1个醛分子的羰基氧原子上，α-碳则加到羰基的碳原子上，生成β-羟基醛的反应称为醇醛缩合反应(或羟醛缩合反应)。酮和醌的分子中都含有羰基共39页，您现在浏览的是第35页!3．还原反应醛或酮分子中的羰基加氢还原为相应的醇。醛还原得伯醇，酮还原得仲醇。常用的催化剂为铂(Pt)、钯(Pd)、镍(Ni)等。醛伯醇酮仲醇酮和醌的分子中都含有羰基共39页，您现在浏览的是第36页!(1)与托伦试剂的作用：在硝酸银溶液中滴加少量氢氧化钠溶液，即产生氧化银沉淀，然后再满加氨水至沉淀恰好全部溶解，所得的银氨配合物的无色透明溶液称为托伦试剂。托伦试剂与醛共热时，醛被氧化成羧酸，试剂中的银离子被还原成金属银。金属银附着在玻璃器壁上形成银镜，所以此反应称为银镜反应。酮和醌的分子中都含有羰基共39页，您现在浏览的是第37页!(2)与斐林试剂的反应：斐林试剂由两种溶液组成，一种是硫酸铜溶液，另一种是酒石酸钾钠的氢氧化钠溶液。使用时将两种溶液等体积混合后，形成深蓝色的透明溶液，即斐林试剂。氧化作用的是Cu2+配离子。反应时醛被氧化成羧酸，Cu2+离子被还原为砖红色的氧化亚铜沉淀。酮和醌的分子中都