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醛和酮分子里都含有羰基(C=O),统称为羰基化合物。羰基所连接的两个基团都是烃基的叫做酮,其中至少有—个是氢原子的叫做醛。如:羰基很活泼,可以发生多种多样的有机反应,所以羰基化合物在有机合成中是极为重要的物质,同时也是动植物代谢过程中十分重要的中间体。羰基是由碳与氧以双键结合成的基团,其中的碳是sp2杂化的。它以一个sp2杂化轨道与氧结合成一个δ键,余下的一个p轨道与氧的—个P轨道以π键结合,最简单的羰基化合物是甲醛,其分子呈平面型。一、命名1、普通命名法:简单的醛和酮,用普通命名法,醛按氧化后所生成的羧酸的名称来命名,将相应的“酸”改成“醛”字,碳链可以从醛基相邻碳原子开始,用α,β,γ…编号。酮按羰基所连接的两个烃基的名称来命名,按顺序规则,简单在先,复杂在后,然后加“甲酮”,下面括号中的“基”字或“甲”字可以省去,但对于比较复杂的基团的“基”字,则不能省去。酮的羰基与苯环连接时,则称为酰基苯。2.系统命名法:选择含羰基最多的最长碳链为主链,醛从醛基的碳原子一端开始编号;酮从靠近羰基的一端开始,使羰基的位号最小,把羰基的位号写在名称前面,如主链上有支链或取代基,就在某醛或某酮名称之前写上支链或取代基的位号及名称。如含有两个以上羰基的化合物,可以用二醛,二酮等。醛作取代基时,可用词头“甲酰基”表示;酮作取代基时,用词头“氧代”表示。脂环酮的羰基在环内,称环某酮;如羰基在环外,则将环作取代基,含羰基的脂链作母体,按脂肪族酮的命名法命名:1-苯基-2-丁酮3-丁烯-2-酮不饱和醛、酮按系统命名法命名时需标出不饱和键和羰基的位置。如:二、物理性质①除甲醛是气体外,十二个碳原子以下的脂肪醛、酮是液体,高级肪脂醛、酮和芳香酮多为固体。②醛、酮没有缔合作用,所以脂肪醛、酮的沸点比相应的醇低很多。③醛、酮易溶于有机溶剂,由于羰基是极性基团,所以四个以下碳原子的脂肪醛、酮易溶于水。④某些中级醛、酮和一些芳香醛有特殊的香气,可用于调制化妆品和食品香精。三、化学性质①羰基的亲核加成;②a-H的反应;③氧化还原反应;④a,b-不饱和羰基化合物的共轭加成。1、羰基上的亲核加成反应羰基是由碳一氧双键组成的,由于氧原子的电负性比碳强,碳—氧双键是一个极性不饱和键;氧原子上的电子密度较高而碳原子上电子密度较低,分别以δ-及δ+表示:由于碳原子上电子密度较低,而且羰基是平面型的,空间位阻相对较小,亲核试剂较易由羰基平面的两侧向羰基的碳进攻,所以按离子历程进行的亲核加成是羰基化合物的一类重要反应。能与羰基进行亲核加成的试剂很多,可以是含C,S,N或O的一些试剂。羰基化合物发生亲核加成反应的活性顺序:⑴与氢氰酸的加成醛或酮与氢氰酸作用,得到α-羟基腈。反应是可逆的。羰基与氢氰酸的加成,是接长碳链的方法之一,也是制备α-羟基酸的方法。如果在反应中加入少量碱,能大大加速反应,但如果加入酸,则抑制反应的进行。反应历程如下:影响亲核加成反应的因素:①羰基碳原子上电子的密度,越低,反应越容易进行。②羰基碳原子上连接的基团在空间所占的体积,对反应也有影响,基团的体积越大,位阻也越大,反应越难进行。所以,亲核加成的活性顺序如下:因此,所有的醛都可以与氢氰酸加成。而对于酮来说,羰基必须与两个烃基相连,最小的烃基是甲基,所以必须至少是含有一个甲基的酮(甲基酮)才可能与氢氰酸加成。及八个碳以下的环酮。(2)与格氏试剂的加成格氏试剂也是含碳的亲核试剂,格氏试剂中的C-Mg键是高度极化的,由于Mg的电正性,使与其相连的碳上带有部分负电荷。醛或酮都能与格氏试剂加成,加成产物经水解后,分别得到伯醇、仲醇或叔醇。根据所要合成的化合物的结构特点,可以选用适当的格氏试剂及羰基化合物来制备各种伯、仲、叔醇。Cram规则:与羰基相连的手性碳上,两个较小的基团在羰基两旁呈邻交叉型,较大的基团与R呈重叠型。反应时,试剂主要从位阻小的一边进攻羰基。⑶与亚硫酸氢钠的加成(醛及甲基酮才能反应)醛与饱和亚硫酸氯钠水溶液作用,生成加成产物羟基磺酸钠,即硫上未共用电子对作为亲核中心,与羰基碳原子相连所得的产物。羟基磺酸钠不溶于饱和亚硫酸氢钠溶液中而呈结晶析出。反应是可逆的,所以必须使用过量的饱和亚硫酸氢钠,以促使平衡右移。反应的范围与氢氰酸的加成相同,也就是醛与位阻较小的甲基酮可与亚硫酸氢钠加成。加成产物磺酸盐,具无机盐的性质,能溶于水而不溶于有机溶剂;并且与稀酸或稀碱共热,则分解而析出原来的羰基化合物。由于加成产物不溶于有机溶剂,并且可以分解为原来的羰基化合物,所以这个反应可用来由其它有机物中分出醛及某些甲基酮。(4)与氨的衍生物的加成缩合氨及其某些衍生物是含氮的亲核试剂,可以与羰基加成,氨与一般的羰基化合物不易得到稳定的加成产物。氨的某些衍生物如伯胺、羟胺、肼、苯肼、2,4-