第十二章酮和醛核磁共振谱.ppt

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1、教材:徐寿昌 主编 高等教育出版社 有机化学OrganicChemistry 主讲:赵宇 办公室:化学化工学院 1-302 中国海洋大学化学化工学院 第十二章酮和醛核磁共振谱 寄 违 匣 侥 砾 鲸 淑 走 春 唬 鲤 底 蹈 艘 昂 市 嵌 桅 拄 彬 愚 戌 颗 滞 线 毙 添 短 贡 栽 庆 粳 第 十 二 章 酮 和 醛 核 磁 共 振 谱 第 十 二 章 酮 和 醛 核 磁 共 振 谱 作业(P300) 5(注意比较4、5,在酸存在下氧化性强些) 10 11(注意第3题,先保护羰基,再制备格利雅试剂) 16(文中:多重峰改为:双峰) 19。 第十二章 酮和醛 核磁共振谱 播 逢 敷

2、璃 澳 抚 蔬 粉 雾 筐 乃 亚 昆 呈 故 差 稼 姻 荒 浪 萌 熄 零 疹 洞 倍 随 论 搁 经 淆 颜 第 十 二 章 酮 和 醛 核 磁 共 振 谱 第 十 二 章 酮 和 醛 核 磁 共 振 谱 醛和酮均含有羰基官能团: 羰基碳原子上至少连有一个氢原子的叫醛: CHO或叫醛基。 羰基碳原子上同时连有两个烃基的叫酮。 第十二章酮和醛核磁共振谱 罐 刹 廖 柿 善 殊 瑟 邮 溶 欢 罚 贷 冠 经 枣 通 厉 翔 滥 伍 引 秤 侧 设 僻 甘 蚤 敬 培 诛 涤 丽 第 十 二 章 酮 和 醛 核 磁 共 振 谱 第 十 二 章 酮 和 醛 核 磁 共 振 谱 sp2 易受亲核

3、试剂进攻, 发生亲核加成 12.1醛、酮的结构和命名 (1)醛酮的结构 甲醛的结构 羰基电子云示意图 偶极矩2.27D偶极矩2.85D 麦 真 乐 剂 院 钥 行 喻 葱 誉 曹 邓 涎 茁 该 截 尧 子 涡 由 退 砸 邪 邱 洪 陇 镰 达 臀 瞩 蛆 涤 第 十 二 章 酮 和 醛 核 磁 共 振 谱 第 十 二 章 酮 和 醛 核 磁 共 振 谱 脂肪族醛酮命名:以含有羰基的最长碳链为主链, 支链作为取代基,主链中碳原子的编号从靠近羰基 的一端开始(酮需要标明位次): 也可用希腊字母表示靠近羰基的碳原子,其次为、 、. (2)醛酮的命名 守 诲 棘 岸 倚 敬 肇 哉 渍 岂 偶 掇

4、 胖 规 柳 衫 撇 油 旷 潦 秉 侨 腊 葫 闻 矣 种 韭 淋 风 踊 续 第 十 二 章 酮 和 醛 核 磁 共 振 谱 第 十 二 章 酮 和 醛 核 磁 共 振 谱 例如: (2)芳香醛、酮的命名,常将脂链作为主链,芳环为取 代基: 遥 设 躺 定 惮 姓 替 古 患 证 倡 峻 幸 辫 题 畦 遁 婆 难 沽 归 鲤 雾 舍 侩 仑 奸 溢 兽 毡 科 臼 第 十 二 章 酮 和 醛 核 磁 共 振 谱 第 十 二 章 酮 和 醛 核 磁 共 振 谱 (4) 二元酮命名时,两个羰基的位置除可用数字标明外, 也可用、表示它们的相对位置, 表示两个羰 基相邻,表示两个羰基相隔一个碳原

5、子: (3)比较简单的酮还常用羰基两边烃基的名称来命名: 匹 咖 恶 谊 槽 薪 桃 埂 勇 盔 裹 燎 项 万 匹 诸 历 讳 林 囊 赃 尼 衷 爆 砾 唬 吧 坟 驱 宦 耽 涪 第 十 二 章 酮 和 醛 核 磁 共 振 谱 第 十 二 章 酮 和 醛 核 磁 共 振 谱 12.2醛、酮的制备 烯烃炔烃芳烃 醇醛酮羧酸羧酸衍生物 氧化和脱氢 氧化取代 还原 1侧链氧化2卤化-水解 3傅氏酰基化4加特曼-科赫反应 1氧化 2醛基合成 1水合 2硼氢化-氧化 婆 撮 剧 敞 罕 扔 澡 谩 酮 现 屯 衡 推 雪 环 惺 兼 趴 沁 皋 窿 前 歧 倡 际 心 痴 冤 慈 秉 轧 息 第

6、十 二 章 酮 和 醛 核 磁 共 振 谱 第 十 二 章 酮 和 醛 核 磁 共 振 谱 伯醇和仲醇氧化或脱氢反应,可分别生成醛、酮 。 例1: 例2: 1.醇的氧化和脱氢 数 早 貉 瓶 疡 白 妈 练 馅 淋 西 宵 吾 此 话 况 滦 包 杉 阴 军 钒 累 碉 扭 茄 谱 虹 辐 子 垃 编 第 十 二 章 酮 和 醛 核 磁 共 振 谱 第 十 二 章 酮 和 醛 核 磁 共 振 谱 例3:以三氧化铬和吡啶的络合物为催化剂制醛产率高 : 例4:(主要制酮):含有不饱和C=C 双键的醛氧化,需采取特殊催化剂,如:丙酮-异丙醇 铝(或叔丁醇铝)或三氧化铬-吡啶络合物作氧化剂达 到此目的

7、。 欧芬脑尔氧化法 羰基与羟基互换 绽 码 慕 囤 韧 黑 唾 邵 宅 词 越 垫 辕 押 琵 殃 济 俏 屉 靳 瑞 傈 椅 串 牙 滞 锈 绍 蜂 勇 敏 曹 第 十 二 章 酮 和 醛 核 磁 共 振 谱 第 十 二 章 酮 和 醛 核 磁 共 振 谱 例5:醇在适当的催化剂条件下脱去一分子氢,生 成醛酮。 该反应得到的产品纯度高,但为一吸热反应,工业上常 在脱氢的同时,通入一定量的空气,使生成的氢与氧结 合放出的热量供脱氢反应。这种方法叫氧化脱氢法。 芦 殆 吞 俏 驮 宏 蛙 骗 藕 愿 求 襟 汗 箱 唤 梅 招 司 某 厂 俩 希 纪 霸 狂 碍 鸽 池 胃 宋 梭 肥 第 十

8、二 章 酮 和 醛 核 磁 共 振 谱 第 十 二 章 酮 和 醛 核 磁 共 振 谱 例2: 例1: 在汞盐催化下,生成羰基化合物,除乙炔外,其 他炔烃水合均生成酮: 主要生产乙醛。2.炔烃水合 玻 讯 辗 闪 佛 邢 尘 脐 狗 绞 幻 隘 阔 殴 馁 空 岳 旨 呻 犬 灌 漳 字 锰 索 故 喷 夺 扳 蓄 四 炎 第 十 二 章 酮 和 醛 核 磁 共 振 谱 第 十 二 章 酮 和 醛 核 磁 共 振 谱 生成相应的羰基化合物,该法主要制备芳香族醛 酮(因为芳环侧链上-容易被卤化。) 例1: 例2: 3.同碳二卤化物水解 赂 氰 胶 端 沙 岗 垒 额 醛 曝 菌 隘 芳 圾 祖

9、埋 崖 斟 板 慈 坞 欣 旁 郝 琵 纲 泄 赶 故 钎 状 吗 第 十 二 章 酮 和 醛 核 磁 共 振 谱 第 十 二 章 酮 和 醛 核 磁 共 振 谱 芳烃在无水三氯化铝催化下,与酰卤或酸酐作 用,生成芳酮: 该反应也是一个芳环上的亲电取代反应: 4.傅-克酰基化反应 苯甲酰氯二苯甲酮 吐 惜 淌 恤 织 兄 滇 溶 兵 俐 起 敝 瞪 恼 掸 猎 近 遣 纬 嫂 犊 赊 赁 居 漾 哎 刑 乎 嫉 占 展 王 第 十 二 章 酮 和 醛 核 磁 共 振 谱 第 十 二 章 酮 和 醛 核 磁 共 振 谱 芳烃与直链卤烷发生烷基化反应,往往得到重排 产物,但酰基化反应没有重排现象:

10、 酰基是间位定位基,甲基,甲氧基为邻对位取代基。 在AlCl3-Cu2Cl2催化剂下,芳烃与CO、HCl作用可在 环上引入一个甲酰基的产物,叫。伽特曼-科赫反应 袒 贡 成 绎 痪 迅 概 低 阐 滩 迸 舔 酸 以 毫 饿 擎 寨 敛 疗 吵 涡 散 索 乘 果 耪 依 泼 虑 凭 弃 第 十 二 章 酮 和 醛 核 磁 共 振 谱 第 十 二 章 酮 和 醛 核 磁 共 振 谱 芳烃侧链上的-活泼易被氧化. 控制条件可生成相应的芳醛和芳酮(注意选择适 当的催化剂)。 5.芳烃侧链的氧化 恩 释 慢 斌 目 仇 傻 灌 柞 马 闯 劲 淤 铅 蹋 验 呻 句 降 漏 懒 恋 隆 肆 惦 磊

11、宴 漾 妻 丘 魁 断 第 十 二 章 酮 和 醛 核 磁 共 振 谱 第 十 二 章 酮 和 醛 核 磁 共 振 谱 烯烃与CO和H2在某些金属的羰基化合物催化下 ,与110200、1020 MPa下,发生反应,生成 多一个碳原子的醛。 羰基合成的原料多采用双键在链端的-烯烃,其产 物以直链醛为主(直:支=4:1)。 6.羰基合成 晌 济 鞍 援 媳 靴 颖 胰 册 赖 奥 舟 旺 箕 渣 落 详 脚 锋 滇 李 塑 易 廷 烟 茧 吗 然 尼 丧 银 轨 第 十 二 章 酮 和 醛 核 磁 共 振 谱 第 十 二 章 酮 和 醛 核 磁 共 振 谱 室温下,甲醛为气 体,12个碳原子以下

12、的醛酮为液体,高级 醛酮为固体。 低级醛有刺鼻的气 味, 中级醛(C8C13)则 有果香。 低级醛酮的沸点比 相对分子量相近的醇 低。(分子间无氢键 )。 12.3醛酮的物理性质 醛酮沸点与烷烃沸点的比较 太 邯 淹 箍 奇 铣 世 萎 负 邓 枢 葫 伐 有 敞 邢 囚 早 驾 访 庚 瑰 鼻 劝 障 奄 详 丹 铱 针 擎 竿 第 十 二 章 酮 和 醛 核 磁 共 振 谱 第 十 二 章 酮 和 醛 核 磁 共 振 谱 由于羰基是个极性基团,分子间偶极的静电引力 比较大,所以醛酮的沸点一般比相对分子量的非 极性化合物(如烃类)高。 低级醛酮易溶于水。丙酮能溶解很多有机化合物, 是很好的有

13、机溶剂。 每 革 已 疥 媚 篱 彤 企 愿 征 榷 蒸 制 垛 邵 倘 氟 彤 像 蜜 萝 低 涧 盖 翠 窄 哺 臃 坷 铀 拒 恶 第 十 二 章 酮 和 醛 核 磁 共 振 谱 第 十 二 章 酮 和 醛 核 磁 共 振 谱 12.4醛酮的化学性质 12.4.1加成反应 吼 蒙 左 偷 谷 电 芭 风 淮 屠 拱 虚 辰 嘘 姿 骇 烩 略 佑 皿 枕 夯 势 琉 庄 号 长 荧 卞 洁 贷 归 第 十 二 章 酮 和 醛 核 磁 共 振 谱 第 十 二 章 酮 和 醛 核 磁 共 振 谱 烯烃的加成一般为亲电加成; 醛酮的加成为亲核加成,易于HCN、NaHSO3、 ROH、RMgX等

14、发生亲核加成反应。 在碱性溶液中反应加 速,在酸性溶液中反 应变慢: - (氰醇 ) (1)与氰化氢加成 恕 请 狼 偿 谓 慢 程 启 风 泅 苏 绝 残 嗡 祝 猴 煤 侠 虑 扳 若 捐 硝 跌 晓 嘿 狈 帆 蛇 王 瘦 虫 第 十 二 章 酮 和 醛 核 磁 共 振 谱 第 十 二 章 酮 和 醛 核 磁 共 振 谱 CN-离子为强的亲核试剂,它与羰基的加成反应历 程: 注意:由于氰化氢剧毒,易挥发。通常由氰化钠和无 机酸与醛(酮)溶液反应。pH值约为8有利于反应。 臂 念 识 狸 王 混 焚 当 卷 数 芜 戏 瘁 遂 双 秉 熊 桶 靠 赫 俏 耶 帜 豫 旁 硼 砖 置 压 听

15、 炮 驰 第 十 二 章 酮 和 醛 核 磁 共 振 谱 第 十 二 章 酮 和 醛 核 磁 共 振 谱 氯甲基化反应 伽特曼-科赫反应 揖 子 尹 希 奴 兰 陷 讳 诬 画 瞥 般 拭 江 燃 胞 扛 惠 柯 吩 弦 或 肃 瞥 筑 铬 禁 侧 蓟 酉 奢 拦 第 十 二 章 酮 和 醛 核 磁 共 振 谱 第 十 二 章 酮 和 醛 核 磁 共 振 谱 醛和脂肪族甲基酮(或七元环以下的环酮P285 )与之反应,生成-羟基磺酸钠 -羟基磺酸钠易溶于水,不溶于饱和亚硫酸氢钠。将 醛酮与过量的饱和亚硫酸氢钠水溶液混合在一起,醛和 甲基酮很快会有结晶析出。可以此来鉴别醛酮。 在酸碱下可逆反应,分

16、离提纯 (2)与亚硫酸氢钠加成 (注意:苯甲醛可以,但苯乙酮不与之反应) 呈 栽 据 角 洛 兢 迎 褒 檄 囤 铂 缮 汾 将 箩 原 搐 戏 息 芽 熟 临 洽 伪 瑚 搜 渺 伏 型 捐 级 珠 第 十 二 章 酮 和 醛 核 磁 共 振 谱 第 十 二 章 酮 和 醛 核 磁 共 振 谱 将醛溶液在无水醇中通入HCl气体或其他无水强酸 ,则在酸的催化下,醛能与一分子醇加成,生成半 缩醛。半缩醛不稳定,可以和另一分子醇进一步缩 合,生成缩醛: (3)与醇加成 卸 振 娟 戈 硷 止 剩 寻 询 矣 酌 示 异 两 失 吧 亦 夏 出 型 眺 篙 痒 缄 刹 瞻 壳 仙 欺 霸 锦 捶 第

17、 十 二 章 酮 和 醛 核 磁 共 振 谱 第 十 二 章 酮 和 醛 核 磁 共 振 谱 质子化 半缩醛在酸催化下,可以失去一分子水,形成一个 碳正离子,然后再与另一个醇作用,最后生成稳定的 缩醛: 半缩醛反应历程: 岩 俐 顾 橱 侥 学 发 馒 妮 侍 碉 彩 恿 刑 院 错 宵 锌 木 懦 础 瑶 清 乖 定 便 罐 除 蔓 歹 哨 唉 第 十 二 章 酮 和 醛 核 磁 共 振 谱 第 十 二 章 酮 和 醛 核 磁 共 振 谱 缩醛的反应历程: 孩 捍 府 莱 刺 井 唉 野 垂 碱 溉 飘 宇 以 篙 畔 族 驼 陇 舰 蜀 顷 机 着 躇 吓 汲 扬 颅 侥 或 资 第 十

18、二 章 酮 和 醛 核 磁 共 振 谱 第 十 二 章 酮 和 醛 核 磁 共 振 谱 缩醛对碱和氧化剂都相当稳定。由于在酸催化下 生成缩醛的反应是可逆反应,故缩醛可以水解成 原来的醛和醇: 在有机合成中常利用缩醛的生成和水解来保护醛基。 兼 隘 瘫 捕 麦 座 详 漫 肖 馒 旨 掖 瘫 顺 稠 稼 英 楞 枣 匣 忌 精 题 霖 酪 仇 讲 虎 翼 猎 抿 弟 第 十 二 章 酮 和 醛 核 磁 共 振 谱 第 十 二 章 酮 和 醛 核 磁 共 振 谱 酮也能与醇生成半缩酮或缩酮,但反应较为困难 。而酮和1,2-或1,3-二元醇比较容易生成环状缩酮 : 常用1,2-或1,3-二元醇与生成

19、环状缩醛以保护羰基。 择 斗 冀 苔 约 睹 殃 痒 咽 潞 爷 冯 睁 纯 厅 碗 噎 沂 乡 畴 瑰 芒 巴 斑 磺 硼 冷 辱 拭 既 纺 绝 第 十 二 章 酮 和 醛 核 磁 共 振 谱 第 十 二 章 酮 和 醛 核 磁 共 振 谱 补充1:保护羰基 例1 究 陆 绽 拱 濒 协 敖 皂 桂 雕 烬 挚 让 絮 彬 柳 泛 恿 孽 镇 铡 匪 菱 辜 挨 响 墟 门 经 俗 帕 蛋 第 十 二 章 酮 和 醛 核 磁 共 振 谱 第 十 二 章 酮 和 醛 核 磁 共 振 谱 醛酮与格利雅试剂加成,后水解成醇: 强亲核试剂 利用其水解得醇反应,可以使许多卤化物转变为一 定的醇: 例

20、1: (4)与格利雅试剂的加成醇 颇 免 云 旦 具 爆 什 翁 邮 苯 留 刊 墨 紊 拎 丘 驹 凛 准 汪 凰 苗 宋 澄 瑞 溺 溅 泥 卓 俄 摄 舌 第 十 二 章 酮 和 醛 核 磁 共 振 谱 第 十 二 章 酮 和 醛 核 磁 共 振 谱 例2: 例3:同一种醇可由不同的格利雅试剂和不同的羰基化 合物生成: 陋 喀 又 甭 寐 昂 递 乏 旬 阳 热 绞 熊 荒 乒 猾 勉 逮 披 嫩 砂 护 殃 雾 不 权 慎 菠 硒 汗 晦 洗 第 十 二 章 酮 和 醛 核 磁 共 振 谱 第 十 二 章 酮 和 醛 核 磁 共 振 谱 与氨的衍生物,例如:羟胺(NH2OH),肼 (N

21、H2NH2), 2,4-二硝基苯肼和氨基脲等反应. 羟胺 例1: 例2: 肟(wu) (5)与氨的衍生物反应 膊 维 瞳 米 睡 褒 寇 陇 凹 匈 娥 木 遍 受 跌 鹤 许 讼 望 臀 均 渤 毖 宦 噎 侠 鹰 诺 松 雏 吗 凌 第 十 二 章 酮 和 醛 核 磁 共 振 谱 第 十 二 章 酮 和 醛 核 磁 共 振 谱 例4: 2,4-二硝基苯肼 氨基脲 例3: 腙 (zong) 脲(niao) 馋 仙 挪 尿 纱 顾 到 牵 铀 己 傻 米 骚 冠 谈 浸 鲸 佐 拙 惑 午 燎 授 允 蕉 匡 揭 骑 来 咸 瞩 杜 第 十 二 章 酮 和 醛 核 磁 共 振 谱 第 十 二

22、章 酮 和 醛 核 磁 共 振 谱 第一步:羰基的亲核加成,生成不稳定的加成产物; 第二步:失去一分子水. 醛酮与氨衍生物的反应是加成-脱水反应. 氨衍生物对羰基的加成一般可在弱酸催化下进行 ,其历程和醇对羰基的加成相类似。 醛酮与氨衍生物的反应历程: 邮 纷 铸 鸡 爬 沟 暇 灰 眉 微 调 髓 惶 薪 雨 把 眉 回 姐 吏 焰 显 薪 聊 墩 帽 橙 赛 稳 幌 二 惰 第 十 二 章 酮 和 醛 核 磁 共 振 谱 第 十 二 章 酮 和 醛 核 磁 共 振 谱 醛酮与氨衍生物的反应,也常用来对羰基化合 物的鉴定和分离: (1)生成物为具有一定熔点的固体,可利用来鉴 别醛酮; (2)

23、它们在稀酸作用下可水解成原来的醛酮,因 此可利用来分离、提纯醛酮。 此类反应,多出现在 推结构等题中出现 煎 涛 扳 逢 芋 非 诞 铸 吧 犊 捡 哩 丝 仰 丽 填 疲 龚 曲 咎 锯 淮 沟 掩 戮 面 佯 滤 惠 嗅 液 军 第 十 二 章 酮 和 醛 核 磁 共 振 谱 第 十 二 章 酮 和 醛 核 磁 共 振 谱 亚胺极不稳定,极容易水解成原来的醛酮。 希夫碱还原可得仲胺。在有机合成上常利用芳醛与伯 胺作用生成希夫碱,加以还原以制备仲胺。 (A)醛酮与氨的反应: (B)醛酮与伯胺的反应生成取代亚胺(希夫碱) 堵 血 则 咖 测 众 频 烟 枚 联 咙 奏 脐 销 掂 醛 骄 搀

24、惧 藤 郧 石 羽 缨 辛 港 压 挪 经 奴 呈 掌 第 十 二 章 酮 和 醛 核 磁 共 振 谱 第 十 二 章 酮 和 醛 核 磁 共 振 谱 总结醛酮加成反应都是亲核加成;在加成反 应过程中,羰基碳原子由原来sp2杂化的三角形结 构变成了sp3杂化的四面体结构;当碳原子所连接 基团体积较大时,加成可能产生立体障碍。 醛酮加成反应活性,一般具有如下由易到难的顺 序: 例如:醛和脂肪族甲基酮能与NaHSO3加成,而非甲 基酮就难于加成。 瞅 焊 耳 崇 酿 罚 碱 彦 愉 惦 慢 骇 悟 姆 坟 奈 鹿 并 戚 责 核 待 承 以 柬 该 划 斋 瘸 媒 榴 气 第 十 二 章 酮 和

25、醛 核 磁 共 振 谱 第 十 二 章 酮 和 醛 核 磁 共 振 谱 (1)酮-烯醇互变异构 接受质子的方向 在微量酸或碱的存在下,酮和烯醇相互转变很快达 到动态平衡,这种能够相互转变而同时存在的异构 体叫互变异构体。(酮-烯醇互变异构) 12.4.2氢原子的活泼性 解 匹 雾 陡 屑 泞 液 赘 做 张 井 防 见 滥 顿 榔 颖 逝 诸 衔 庶 啤 洒 估 傅 嘉 园 票 亩 挽 篱 炒 第 十 二 章 酮 和 醛 核 磁 共 振 谱 第 十 二 章 酮 和 醛 核 磁 共 振 谱 简单的醛酮(乙醛、丙酮等)的烯醇式在互变平 衡混合物中含量很少(酮式的总键能大于烯醇式 ): 迎 碘 荣

26、急 匪 推 潜 颓 台 儿 击 缅 晌 义 除 臭 勇 刺 显 藤 原 继 怜 抢 镁 晨 犬 喳 善 箔 妥 吵 第 十 二 章 酮 和 醛 核 磁 共 振 谱 第 十 二 章 酮 和 醛 核 磁 共 振 谱 -二羰基化合物,由于共轭效应,烯醇式的能量 低,因而比较稳定: (1)与FeCl3显色反应 (2)使溴水褪色 攫 姆 补 缺 局 卑 龋 煌 佑 龟 早 绘 怜 信 米 铱 搏 迟 闪 欢 缩 证 寸 聚 促 共 浇 慧 脐 霄 炼 岁 第 十 二 章 酮 和 醛 核 磁 共 振 谱 第 十 二 章 酮 和 醛 核 磁 共 振 谱 在稀碱存在下,醛可以两分子相互作用,生成- 羟基醛,叫

27、羟醛缩合(或醇醛缩合)反应: (2)羟醛缩合反应 + 算 聪 蔗 延 湖 场 戏 赦 洗 后 洁 卒 淹 瘪 泼 咸 覆 狡 神 巳 毋 樟 讣 芽 丢 捶 猪 立 土 释 庶 尊 第 十 二 章 酮 和 醛 核 磁 共 振 谱 第 十 二 章 酮 和 醛 核 磁 共 振 谱 第二步:负离子作为亲核试剂与另一分子乙醛发生亲 核加成,生成烷氧负离子 羟醛缩合反应历程 第一步:在碱作用下,生成烯醇负离子 + 岗 县 远 铲 硼 窜 诬 庞 摄 怂 赫 呐 途 式 反 侮 踏 蒂 酶 励 卑 太 隧 憨 协 样 挥 奢 辞 沿 歧 慰 第 十 二 章 酮 和 醛 核 磁 共 振 谱 第 十 二 章

28、酮 和 醛 核 磁 共 振 谱 凡碳上有氢原子的-羟基醛都容易失去一分子水,生成 烯醛。 含有氢原子的酮也能起类似反应,生成,-不饱和酮 -羟基醛受热时容易失去一分子水,生成,-不饱和醛 忱 凿 鸣 迸 婚 廓 移 所 沧 忙 绢 牟 老 抹 里 考 琅 泵 诱 闰 乘 尚 狄 镶 条 劈 衡 止 焰 件 聋 资 第 十 二 章 酮 和 醛 核 磁 共 振 谱 第 十 二 章 酮 和 醛 核 磁 共 振 谱 补充1: 完成下列反应,写出主要产物。 揩 颂 靠 毕 踪 昨 二 搀 遂 拘 磺 便 凌 暖 冠 莲 虏 储 牙 计 窑 棕 胎 愁 巳 卉 任 洱 猖 壁 硝 好 第 十 二 章 酮

29、和 醛 核 磁 共 振 谱 第 十 二 章 酮 和 醛 核 磁 共 振 谱 两种不同的含有氢原子的羰基化合物之间进行 羟醛缩合反应(称为交叉羟醛缩合);若参加反 应的一种化合物不含-H原子,产物种类减少: 苯甲醛与含有氢原子的脂肪族醛酮缩合,可以生成 芳香族的,-不饱和醛、酮: (甲醛、三甲基乙醛、苯甲醛、糠醛等) OH OH 10 格 窿 婴 裁 名 晒 狼 酌 算 妙 检 宁 碍 诊 汇 塞 宪 硫 泉 哲 绝 递 仰 沁 拜 乍 郎 逼 绞 昼 车 碴 第 十 二 章 酮 和 醛 核 磁 共 振 谱 第 十 二 章 酮 和 醛 核 磁 共 振 谱 例2 醛、酮分子中的-H容易被卤素取代,

30、生成- 卤代醛、酮。 例1 一卤代醛、酮往往可以继续卤化成二卤代、三卤代产物 (3)卤化反应和卤仿反应 结 玛 撰 献 物 屡 黍 丢 坪 演 握 怕 牵 陌 闯 暖 颐 籍 领 唆 衣 甲 综 臀 或 奉 可 瓣 东 符 熔 轮 第 十 二 章 酮 和 醛 核 磁 共 振 谱 第 十 二 章 酮 和 醛 核 磁 共 振 谱 碱催化(不易控制,直至同碳三卤代物,易被碱分解): 烯醇负离子 卤代物继续反应: -卤代醛、酮反应的历程 患 偶 疲 疏 蛆 先 胡 亏 氦 痈 奏 紊 疽 拙 蠕 环 渝 会 刺 愿 甘 顾 韶 懦 秃 酥 痛 谱 奴 栅 崩 扼 第 十 二 章 酮 和 醛 核 磁 共

31、 振 谱 第 十 二 章 酮 和 醛 核 磁 共 振 谱 (B)酸催化历程 酸催化可停 留一卤代 视 叛 殊 许 窜 闭 镁 翔 诅 强 便 泥 躲 耽 捏 蛤 涣 汐 病 扭 麦 芦 丁 车 讲 备 皖 漾 别 军 抨 欢 第 十 二 章 酮 和 醛 核 磁 共 振 谱 第 十 二 章 酮 和 醛 核 磁 共 振 谱 凡具有CH3-CO-结构的醛、酮(乙醛和甲基酮)与 卤素的碱溶液作用时,反应总是得到同碳三卤代物: 三卤代物在碱存在下,会进一步发生三卤甲基和羰基 碳之间的裂解,得到三卤甲烷和羧酸盐: 三卤甲烷俗称卤仿(氯仿、溴仿和碘仿(亮黄色))。该 反应叫卤仿反应,通式: 3 - 跃 乳

32、馈 姓 抽 贯 烈 予 楞 勤 沟 添 误 印 膛 挝 舞 墟 叙 西 驶 蘑 剖 瓤 涟 爵 囤 光 入 坝 搭 雁 第 十 二 章 酮 和 醛 核 磁 共 振 谱 第 十 二 章 酮 和 醛 核 磁 共 振 谱 能发生碘仿反应的结构: 乙醛 甲基酮 辣 涵 培 塔 赫 爷 古 寞 萨 死 邀 堤 娘 驳 烧 冕 嵌 塔 旺 宿 氓 妆 肘 梯 酱 聚 雏 克 膘 赦 韧 姐 第 十 二 章 酮 和 醛 核 磁 共 振 谱 第 十 二 章 酮 和 醛 核 磁 共 振 谱 下列化合物哪些能发生碘仿反应? (1)CH3CH2OH (2)CH3CHO (3)异丙醇 (4)-苯乙醇 (5)CH3-C

33、O-CH2-CH2-COOH 答:都可以。注意:乙酸不可以(Why?) 二元酸 脖 牵 搜 擂 工 鸯 柞 庙 瞪 铀 夫 勤 迅 狰 件 薄 袒 措 脆 枕 香 睛 醋 陋 碱 瓢 酋 拇 躯 肥 莆 礁 第 十 二 章 酮 和 醛 核 磁 共 振 谱 第 十 二 章 酮 和 醛 核 磁 共 振 谱 乙酸中也含有CH3CO基团,但不发生碘仿反应,为什么? 乙酸在碱性条件下,形成CH3COO-,氧负离子 与羰基共轭,电子均匀化的结果,降低了羰基碳的正 电性,因此氢活泼性降低,不能发生碘仿反应。 纂 粹 雁 怂 莽 氏 靡 墓 橡 认 馏 漓 硝 腐 孟 菇 楷 埠 瞄 嘿 但 室 耿 苔 馒

34、叔 绎 蝎 澜 曾 糜 筑 第 十 二 章 酮 和 醛 核 磁 共 振 谱 第 十 二 章 酮 和 醛 核 磁 共 振 谱 (1)氧化反应 由于醛的羰基碳上有一个氢原子,所以醛比酮 容易氧化;使用弱的氧化剂都能使醛氧化: 以酒石酸盐为络合剂 的碱性氢氧化铜溶液(绿色),能与醛作用,铜 被还原成红色的氧化亚铜沉淀。 硝酸银的氨溶液,与 醛反应,形成银镜。 12.4.3氧化和还原 (A)费林试剂(Fehling): (B)托伦斯试剂(Tollens): 崖 疵 路 息 洽 纠 隔 畦 樊 讨 研 猎 见 驯 牙 簇 掂 唆 粤 鹊 缔 讹 挛 佑 桶 土 雅 毒 灾 参 抠 陡 第 十 二 章 酮

35、 和 醛 核 磁 共 振 谱 第 十 二 章 酮 和 醛 核 磁 共 振 谱 制备,-不饱和酸可使用这些弱氧化剂(托伦斯试剂): 例如: 蚤 芬 丰 茵 盼 辣 沮 筹 簿 箩 情 舞 哪 卓 滑 言 闽 蔗 幻 渐 减 新 铸 旨 玫 括 低 十 叭 绊 萄 迫 第 十 二 章 酮 和 醛 核 磁 共 振 谱 第 十 二 章 酮 和 醛 核 磁 共 振 谱 酮不易发生氧化,但在强氧化剂作用下,发生羰基 和碳原子间发生碳碳键的断裂,生成低级羧酸混 合物: 重铬酸钾 浓硫酸 a.氧化性:TollensFehlings Tollens可氧化所有的醛(包括芳甲醛); Fehlings只氧化脂肪醛。

36、b.用途:鉴别醛酮。例: 黍 怂 伺 赔 智 酷 制 弦 泪 咬 惕 愧 闺 鼠 揭 疥 脚 泰 佳 醛 虽 存 滁 粉 认 浚 饰 条 逻 阁 剔 臼 第 十 二 章 酮 和 醛 核 磁 共 振 谱 第 十 二 章 酮 和 醛 核 磁 共 振 谱 (2)还原反应在不同的条件下,使用不同的 试剂可得到不同的产物: 在催化剂(Ni、Cu、Pt、Pd等)作用下与氢气作 用,生成醇,产率高。醛生成伯醇,酮生成仲醇 : (A)催化加氢 操 阶 算 滚 茶 魁 蔬 蘸 圈 厚 稻 瘩 薯 绍 兼 郡 具 饰 少 憎 何 嘱 存 轨 网 哼 肯 肩 猛 贼 池 强 第 十 二 章 酮 和 醛 核 磁 共

37、振 谱 第 十 二 章 酮 和 醛 核 磁 共 振 谱 若醛、酮分子中有其他不饱和基团(C=C、CC 、 NO2、CN等),也同时被还原: 苛 叁 兹 散 盗 禽 敬 网 祁 阅 落 沈 诀 鞍 摔 堰 榆 盆 锤 谢 几 钮 舆 亢 妄 几 说 疫 嚏 骚 撂 姜 第 十 二 章 酮 和 醛 核 磁 共 振 谱 第 十 二 章 酮 和 醛 核 磁 共 振 谱 制醇,产率高,选择性 好 只还原醛、酮中的羰基,不影响其他不饱和键: 还原性比NaBH4强,对C=C、CC没有还原作用,但对 醛酮,以及羧酸和酯的羰基、NO2、CN等都能还原 。 (B)用金属氢化物还原 硼氢化钠NaBH4: 氢化锂铝L

38、iAlH4: 镍 五 她 芯 佰 车 坟 轴 沛 菱 特 纵 向 裁 如 绎 丈 劈 赃 擎 贰 恭 弟 矛 销 赔 臂 亏 炸 猪 帐 斯 第 十 二 章 酮 和 醛 核 磁 共 振 谱 第 十 二 章 酮 和 醛 核 磁 共 振 谱 将醛、酮用锌汞齐加盐酸还原成烃: 这是将羰基还原成亚甲基的一个较好方法,在有机合成上常 应用(注意:对醛-CHO而言还原到甲基-CH3)。 芳烃与直链卤烷进行傅-克烷基化反应有重排,所以可先进行 傅-克酰基化反应再用克莱门森还原反应制取直链烷基苯: (C)克莱门森(Clemmensen)还原转化为烃 l 畏 荤 薄 向 夺 你 仅 女 盔 沁 赴 薪 避 邦

39、涕 墟 箭 减 藉 抽 愤 爬 脆 皮 彭 痢 绚 操 窿 糖 柞 杜 第 十 二 章 酮 和 醛 核 磁 共 振 谱 第 十 二 章 酮 和 醛 核 磁 共 振 谱 醛、酮与肼在高沸点溶剂(如一缩乙二醇)中与碱 一起加热,羰基先与肼生成腙,腙在碱性加热条件 下失去氮,结果羰基变成亚甲基。 (D)沃尔夫-凯惜钠-黄鸣龙反应 雨 柯 容 修 翌 糜 韧 访 猖 货 届 雍 这 铝 班 隙 漠 戮 坏 栗 瓣 担 蒲 作 狭 君 屎 波 迎 瘤 诽 杀 第 十 二 章 酮 和 醛 核 磁 共 振 谱 第 十 二 章 酮 和 醛 核 磁 共 振 谱 例1 例2 不含氢原子的醛在浓碱存在下可以发生歧化

40、反 应,即两个分子醛相互作用,其中一分子醛还原 成醇,一个氧化成酸: 两种不同的不含氢原子的醛在浓碱存在下可以发生 交叉歧化反应,产物复杂(两个酸两个醇)。 (3)坎尼扎罗(Cannizzaro)反应 肮 蓖 绑 仇 婆 釉 黍 糖 滔 裴 柬 贫 衬 怜 涎 淘 迭 凹 滦 主 盒 篮 啃 溃 愧 封 扎 业 隧 寇 馒 拨 第 十 二 章 酮 和 醛 核 磁 共 振 谱 第 十 二 章 酮 和 醛 核 磁 共 振 谱 :由于甲醛还原性强,反应 结果总是另一种醛被还原成醇,而甲醛氧化成酸:如 甲醛和乙醛制备季戊四醇包括交叉羟醛缩合和交叉歧 化反应: 季戊四醇是重要化工原料,它的硝酸酯是心血管

41、扩张 药物。 若两个醛之一为甲醛 思考:用乙烯和甲醛为原料合成之? 死 泪 胰 沾 袍 另 考 沿 制 丸 饥 沙 搓 沁 纯 驴 撩 钎 冲 丁 除 都 钮 哑 蛛 圣 讣 瓦 舜 迁 谢 车 第 十 二 章 酮 和 醛 核 磁 共 振 谱 第 十 二 章 酮 和 醛 核 磁 共 振 谱 由于醛基直接连在芳环上的芳醛都没有氢原子 ,所以可以用坎尼扎罗反应来制备芳香族醇: 丢 劲 屉 枚 瑰 死 伊 失 殖 炭 扇 疮 慎 觉 定 缝 峪 等 遂 税 妓 型 惹 新 叛 篡 氰 奇 状 侩 临 舶 第 十 二 章 酮 和 醛 核 磁 共 振 谱 第 十 二 章 酮 和 醛 核 磁 共 振 谱

42、甲醛是无色有刺激性气味的气体,易溶于水。 含甲醛37%40%、甲醇8%的水溶液叫做“福尔 马林”,用作杀菌剂和防腐剂(制作标本)。 在酸性介质中加热, 可解聚再生成甲醛。 用此法储运甲醛。 12.5重要的醛和酮 12.5.1甲醛 (1)甲醛极易氧化和聚合 庸 肠 嫁 痹 渡 敏 围 寓 鹅 何 蚁 娠 寞 年 蓬 阵 铅 徘 篷 脆 凤 树 编 擦 奸 集 舍 呐 确 虐 蹈 傲 第 十 二 章 酮 和 醛 核 磁 共 振 谱 第 十 二 章 酮 和 醛 核 磁 共 振 谱 (2)甲醛在水中与水加成 甲二醇 浓缩甲醛水溶液和甲醛水溶液储存较久会生成白色 的多聚甲醛(加热重新分解成甲醛): (3

43、)甲醛与氨作用乌洛托品(橡胶促进剂) 蜜 笺 畔 媒 素 唬 彦 蓄 嘲 描 年 辊 女 屑 贱 霹 丫 狼 柯 许 箕 拢 肯 朋 龄 滁 胃 唁 科 杜 顺 揍 第 十 二 章 酮 和 醛 核 磁 共 振 谱 第 十 二 章 酮 和 醛 核 磁 共 振 谱 合成气(CO+2H2)或天然气(CH4)制甲醇; 甲醇氧化脱氢制甲醛: CH3OH+O22HCHO+2H2O Ag 600700 甲醛用于制造酚醛树脂、脲醛树脂、合成纤维(维 尼纶)及季戊四醇等 (4)甲醛的生产甲醇氧化脱氢法 怖 芬 计 伶 距 靡 嫉 磨 趋 邑 抑 纷 勉 饼 啡 穿 扮 爪 唬 皮 毫 醛 谓 腊 蝇 祥 狡 椅

44、 钝 辟 咎 霹 第 十 二 章 酮 和 醛 核 磁 共 振 谱 第 十 二 章 酮 和 醛 核 磁 共 振 谱 无色有刺激性气味的低沸点气体,易氧化和聚合。 用来合成乙酸、乙酐、季戊四醇、三氯乙醛 (1)乙醛的聚合三聚或四聚乙醛 在硫酸存在下加热, 可解聚再生成乙醛。 用此法储运乙醛。 补充三聚乙醛为香味液体;四聚乙醛为白色固体 ,熔点246,燃烧时无烟,用作固体无烟燃料。 12.5.2乙醛 婆 恼 故 椭 筋 家 蜘 胁 或 肠 攘 乌 酉 余 作 熟 相 排 像 账 镜 列 晨 脓 旭 夹 课 嫉 撒 淑 脓 悄 第 十 二 章 酮 和 醛 核 磁 共 振 谱 第 十 二 章 酮 和 醛

45、 核 磁 共 振 谱 具有愉快香味的液体。重要的有机溶剂;能溶解 多种有机物。 (1)丙酮的制备 A:玉米或糖蜜发酵 B:异丙苯氧化制苯酚和丙酮(P249) (2)用途: 有机合成原料;在高分子工业中用以制备有机玻璃、 环氧树脂等。 12.5.3丙酮 C:丙烯直接氧化 堆 秃 湃 郎 哲 似 愿 胖 诸 噎 砂 谰 究 误 副 越 丧 街 枪 排 留 歧 霄 荒 咯 箱 柑 威 橙 缘 室 歌 第 十 二 章 酮 和 醛 核 磁 共 振 谱 第 十 二 章 酮 和 醛 核 磁 共 振 谱 元素分析 元素组成 u质谱(MS) 分子量及部分结构信息 u红外光谱(IR) 官能团种类 u紫外可见光谱(

46、UV / Vis) 共轭结构 u核磁共振波谱(NMR) C-H骨架及所处化学环境 uX-射线单晶衍射 立体结构 有机化合物结构研究方法 或 紊 壬 推 胰 曲 片 宫 驯 采 抓 悯 糟 坯 慧 瘩 掌 捆 糙 坛 笼 轰 流 有 旅 暑 奏 硕 掘 孽 禹 锤 第 十 二 章 酮 和 醛 核 磁 共 振 谱 第 十 二 章 酮 和 醛 核 磁 共 振 谱 核磁共振谱是由具有磁矩的原子核,受辐射而 发生跃迁所形成的吸收光谱(原子核自旋运动引起) 。 凡原子序数为奇数的原子核由于自旋而具有磁性。 常见的C12、O16、S32没有磁性,不发生核磁共振;F19 、P31具有强的磁矩,但不重要;N13

47、、Cl35太复杂, 所以核磁共振的主要研究对象是H1;C13近年来已引 起注意。 12.6核磁共振谱(NMR) 确定分子的C-H骨架及所处化学环境 质质量数原子序数自旋量子数INMR信号电电荷分布 偶数偶数0无均匀 偶数奇数 1,2,3, (I为为整数) 有不均匀 奇数奇数或偶数 1/2,3/2,5/2, (I为为半整数) 有 I=的均匀 其它不均匀 团 悟 喳 帚 煌 髓 青 乃 迸 矛 勘 潮 剂 貌 浇 枉 熟 捌 瞪 氯 川 厘 宵 狼 运 泛 豹 菊 毁 旁 藐 峻 第 十 二 章 酮 和 醛 核 磁 共 振 谱 第 十 二 章 酮 和 醛 核 磁 共 振 谱 H1的自旋量子数I=1

48、/2;所以自旋磁量子数m=1/2 ,即氢原子核在外场中应有两种取向。 能量低 能量高 (1)核磁共振的基本原理 丸 畴 诗 钾 鸳 熬 温 苛 乍 霍 刺 又 了 丛 喻 湛 躺 注 于 完 蒂 军 偿 轩 赋 侨 耐 雍 右 敬 拌 烃 第 十 二 章 酮 和 醛 核 磁 共 振 谱 第 十 二 章 酮 和 醛 核 磁 共 振 谱 E=h0 在外场作用下,自旋能级的裂分: 掂 强 久 铝 枷 托 傣 屡 拾 结 家 懈 配 德 河 闻 勇 讶 峦 骑 凸 场 湍 饵 阐 起 粒 授 蚜 限 公 酬 第 十 二 章 酮 和 醛 核 磁 共 振 谱 第 十 二 章 酮 和 醛 核 磁 共 振 谱

49、 质子的能级差是一定的,但有机化合物中的质子周 围都有电子,电子对外加电场有屏蔽作用,质子周围 电子云密度越高,屏蔽作用就越大,该质子信号就要 在越高的磁场下获得: Cl Cl-CH2-C-CH3 Cl 1,2,2-三氯丙烷 低场 (2)核磁共振谱分析 鹏 柳 父 刊 挠 背 容 诺 逮 据 种 腑 酒 撂 丽 蹄 寇 珍 煮 祷 贷 搐 湍 盗 税 耸 谷 更 式 祈 绪 拓 第 十 二 章 酮 和 醛 核 磁 共 振 谱 第 十 二 章 酮 和 醛 核 磁 共 振 谱 锌 悬 添 狗 雪 宁 帘 傀 酣 细 够 满 历 侧 祭 鲁 挂 骨 飘 神 允 钱 缘 盼 灾 喷 迪 疽 荫 歧 巫 孕 第 十 二 章 酮 和 醛 核 磁 共 振 谱 第 十 二 章 酮 和 醛 核 磁 共 振 谱 例1:乙醇的核磁共振谱 cba ab c 积分曲线 高度比(峰 面积)可得 质子比。 (3)吸收峰的裂分 租 锗 摊 肿 洲 争 题 壕 恢 窃 棒 疆 墨 耽 训 叙 岭 绊 镍 群 鸽 招 思 遵 陪 涸 辜 双 离 囤 傍 捂 第 十

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