11. 3醛、酮的化学性质羰基是醛、酮的反应中心。由于羰基是极性不饱和键,使醛、酮容易遭受亲核试剂进攻发生亲核加成反应。羰基的拉电子作用使α-H变得较活泼,因此涉及α-H的反应是醛、酮化学反应的另一部分。醛、酮处于氧化还原的中间价态,所以它们既可被还原也可被氧化。总而言之,醛、酮是化学性质活泼能发生多种反应的化合物。OdR-CHC+-R(H)涉及α-H的反应亲核加成,氧化,还原
11.3 醛、酮的化学性质 羰基是醛、酮的反应中心。由于羰基是极性不 饱和键,使醛、酮容易遭受亲核试剂进攻发生亲核 加成反应。羰基的拉电子作用使α-H变得较活泼, 因此涉及α-H的反应是醛、酮化学反应的另一部分。 醛、酮处于氧化还原的中间价态,所以它们既可被 还原也可被氧化。总而言之,醛、酮是化学性质活 泼能发生多种反应的化合物
一、羰基上的亲核加成1.加氢氰酸首先介绍这类亲核加成(nucleophilic addition)反应,是想以该类反应为例,较详细地讨论醛、酮亲核加成的机理及其活性规律。(1)反应醛、酮与HCN作用,生成α-轻(亦叫氰醇):ROHRH+CN+(R')H(R')HCN
一、羰基上的亲核加成 1.加氢氰酸 首先介绍这类亲核加成(nucleophilic addition) 反应,是想以该类反应为例,较详细地讨论 醛、酮亲 核加成的机理及其活性规律。 (1)反应 醛、酮与HCN作用,生成α-轻腈(亦叫氰醇):
用无水的液体氢氰酸制备氰醇,可以得到满意的结果。但因HCN挥发性大,有剧毒,使用不方便,所以在实验室常常是将醛、酮与NaCN(或KCN)水溶液混合,再慢慢向混合液中滴加无机酸。例如:H,S0CHOKCNNCCHOH76%~80%+H,OCH,OHH,SO4NaCNCH,CCH71%~78%+10C-200CCH,CN0丙酮氰醇
用无水的液体氢氰酸制备氰醇,可以得到满意 的结果。但因HCN挥发性大,有剧毒,使用不方便, 所以在实验室常常是将醛、酮与NaCN(或KCN)水溶液 混合,再慢慢向混合液中滴加无机酸。例如:
(2)机理人们对醛、酮与HCN反应的机理研究得比较成熟:它的机理是在多种实验事实基础上提出的。例如,丙酮和HCN反应3一4小时,只有一半原料起作用,而加一滴KOH溶液则反应可在几分钟内完成。在大量酸存在下,放置几个星期也不起反应。这种少量碱加速反应、酸抑制反应的事实说明反应中进攻羰基的试剂一定是CN-,而不是H+。氢氰酸是弱酸,不易解离成CN-加碱有利氢氰酸的解离而提高CN-的浓度。加酸使CN-变成氢氰酸(HCN),会降低CN-的浓度。由此推想,醛、酮与HCN作用可能按如下的机理:大H'+CNHCNHCN解离产生CNMCN亲核试剂CN-进攻炭基快OHOH+CNON
(2)机理 人们对醛、酮与HCN反应的机理研究得比较成熟, 它的机理是在多种实验事实基础上提出的。例如,丙 酮和HCN反应3〜4小时,只有一半原料起作用,而加 一滴K0H溶液则反应可在几分钟内完成。在大量酸存 在下,放置几个星期也不起反应。这种少量碱加速反 应、酸抑制反应的事实说明反应中进攻羰基的试剂一 定是CN-,而不是H+。氢氰酸是弱酸,不易解离成CN-; 加碱有利氢氰酸的解离而提高CN-的浓度。加酸使CN- 变成氢氰酸(HCN),会降低 CN-的浓度。由此推想, 醛、酮与HCN作用可能按如下的机理:
在这单,CN-进攻羰基是决定反应速度的慢步骤氧负离子与质子结合很快,对整个反应速度无影响。显然,HCN与醛、酮反应是亲核加成,这与前面对醛、酮加成机理的概括分析是一致的。亲核加成是羰基上所有加成反应的一般特征。醛、酮与HCN的反应是可逆的,加少量碱可使平衡迅速建立。但当氰醇生成后,在蒸馏之前必须加酸将碱除去,否则,氰醇会分解而生成原来的醛、酮和HCN。在酸的存在下,氰醇是稳定的
在这里,CN-进攻羰基是决定反应速度的慢步骤。 氧负离子与质子结合很快,对整个反应速度无影响。 显然,HCN与醛、酮反应是亲核加成,这与前面对醛、 酮加成机理的概括分析是一致的。亲核加成是羰基 上所有加成反应的一般特征。 醛、酮与HCN的反应是可逆的,加少量碱可使平 衡迅速建立。但当氰醇生成后,在蒸馏之前必须加 酸将碱除去,否则,氰醇会分解而生成原来的醛、 酮和HCN。在酸的存在下,氰醇是稳定的