导图社区 醛酮醌学习笔记
化学竞赛基础有机化学醛酮醌部分的内容有碳基的亲核加成反应、共轭不饱和醛酮的加成反应、AH的反应、醌、其他反应等,赶快收藏下图学习吧!
烃分子中的氢原子被卤素原子取代后的化合物称为卤代烃,简称卤烃。本图梳理了有机金属化合物、卡宾、消除反应、E1cb反应、E2反应、领基参与的立体化学等。
芳烃通常指分子中含有苯环结构的碳氢化合物,是闭链类的一种,具有苯环基本结构,历史上早期发现的这类化合物多有芳香味道。下图梳理了芳烃的相关内容,赶快收藏下图学习吧!
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醛酮醌
羰基的亲核加成反应
活性:甲醛>脂肪醛>芳香醛>脂肪甲基酮>环酮>芳香甲基酮>二芳香基酮
进攻羰基碳因为羰基碳带部分正电
酸催化可活化羰基
立体化学
cram规则1:画出Newman式让最大基团重叠并选择位阻小的一面进攻
cram规则2:若可以形成分子内氢键则按形成氢键构象从小集团一面进攻
与HCN发生反应
与NaHSO3发生反应
再加稀盐酸或碳酸钠可生成气体拖动平衡从而提纯醛酮
生成α-羟基磺酸钠可鉴别醛酮,并可与氰化钾发生反应制得α-氰醇而不用到剧毒的HCN
与水的加成
生成偕二醇,一般情况下不稳定,除水合甲醛、水合氯醛、水合茚三酮
与醇的加成
在酸性条件下与醇羟基上的氧发生亲核加成生成半缩酮(或半缩醛)
半缩醛(或半缩酮)一般不稳定,除乙醇合三氯乙醛、甲醇合环丙醛
半缩醛(或半缩酮)在酸性条件下羟基会继续质子化而脱水形成醛(或酮)从而进行第二次亲核加成反应而变成缩醛(或缩酮),缩醛(或缩酮)比半缩醛(或半缩酮)稳定
γ-或σ-羟基醛会发生分子内亲核加成反应(例如葡萄糖)(β型葡萄糖更稳定)
在合成中可通过生成缩醛(或缩酮)的形式来保护羰基,后在酸性水溶液中水解变为羰基
与硫醇的加成
硫缩醛(酮)比缩醛(酮)更易生成,也更稳定
水解时可用氯化汞的水和乙腈溶液与硫醇生成重金属盐沉淀
可制备α-羟基酮
羰基可通过硫缩酮来催化加氢还原为亚甲基
与胺的衍生物反应
与一级胺反应生成碳氮双键的亚胺化合物
经酸水解生成原来的醛酮,因此可用于提纯
若是羟胺则产物为肟、肼则产物为腙、尿素则产物为缩氨脲
若N所连基团为烷烃(即产物为亚胺)又叫Schiff碱
与二级胺反应生成烯胺,主要产物为Hoffmann产物
经酸水解变为原底物
可通过此反应制备羰基α位连一个酰基或烷基的化合物
肟和Beckmann重排
类似于频那醇在酸性水溶液条件下重排
重排后为酰胺
与有机金属试剂的加成
炔基化合物的加成
共轭不饱和醛酮的加成反应
与质子酸加成
一般是1,4加成,变为烯醇式后变回酮式
格氏试剂加成——尽量进攻位阻小的C(活性中等)
若羰基右侧所连基团为H、Me、Et则为1,2加成
比Et位阻更大则为1,4加成
有机锂试剂加成——得到1,2加成产物
活性极高
二烃基铜锂试剂——得到1,4加成产物
活性相对较低
Michael加成
稳定化碳负离子的1,4加成
稳定化碳负离子试剂:如丙二酸二乙酯等
有可能会发生酯的水解
酸催化
碱催化
有可能会发生脱羧反应
净效应为脱去一分子CO2
亲核试剂选择取代基较多的C亲核(电荷密度较高)
插烯作用
插烯前与插烯后化学性质相似
α-H的反应
酮式与烯醇式的互变异构
会导致产物外消旋化
卤代反应和卤仿反应
卤代反应
酸催化下易停在单取代
卤素会钝化烯醇中间体的双键
更快
不易停留在单卤代
羰基α-氢的酸性随卤代度增大而增大
卤仿反应
可在氢氧根存在的条件下发生亲核取代生成少一个C的羧酸和卤仿
烃基化反应
用强碱拔掉α-H并发生亲核取代
注意碱的位阻对产物的影响
缩合反应
Aldol反应
碱将一醛的羰基α-H给拔掉后作为亲核剂与另一羰基反应形成β-羟基醛
若升高反应温度(有时不一定升温)则会发生E2消除成为α,β-不饱和醛
两个产物都叫羟醛缩合产物,题中具体指那个产物需要自己判断
一些羰基化合物会发生自缩合反应
区域选择性:看碱的位阻以及α碳的碱性
定向缩合反应:一个有αH一个没有
Claisen-Schmidt缩合:芳醛与脂肪醛酮交叉aldol反应
立体化学:生成反式消除产物
分子内也可发生羟醛缩合反应
Robinson增环反应
分子内aldol反应
E2消除
类羟醛缩合反应
只要有类似于羰基(不饱和吸电子基)的化合物都可发生类aldol反应
如硝基、氰基
Perkin反应
芳香醛与酸酐在碱性条件下发生反应生成α,β不饱和酸
Knoevenagel反应
perkin反应中碱去拔酸酐的氢比较困难,故将酸酐换为丙二酸二乙酯或丙二酸来增大酸性
Mannich反应
具有活泼氢的醛酮的一个活泼氢被甲醛与胺生成的氨甲基取代生成Mannich碱
氨甲基化反应
醌
亲电加成反应
与溴单质发生亲电加成生成2,3二溴苯醌
继续反应生成2,3,5,6-四溴苯醌
消除后制得2,5二溴苯醌
D-A反应
亲核加成反应
与羰基共轭加成类似
其它反应
Wittig反应
磷叶立德
安息香缩合
氧化还原反应
氧化反应
醛的氧化
可被氧化剂氧化为羧酸,其中强氧化剂(高锰酸钾、重铬酸钾等)无选择性
弱氧化剂(氧化银、过氧化氢)的选择性
仅氧化醛基
不氧化双键及羟基
Tollens试剂(银氨溶液)
鉴别醛和酮(醛会产生银镜)
斐林试剂(新制氢氧化铜)
鉴别脂肪醛和芳香醛(芳香醛不反应,脂肪醛产生砖红色沉淀)
酮的氧化
断键氧化成酸
使用强氧化剂如高锰酸钾或硝酸
Baeyer-Villiger反应
使用过氧酸将醛酮氧化成酯
氢最易迁移,其余基团与频那醇重排类似
迁移基团若带手性则迁移后构型保持
Riley氧化
邻二羰基化合物的α羟基酸重排
还原反应
还原成醇
催化氢化
氢化锂铝或硼氢化钠还原,前者不会还原不饱和键
Meerwein-Ponndorf还原
使用三异丙氧基铝的醇溶液只还原酮羰基
若存在潜手性酮则会生成混合物,主产物符合cram规则
金属还原
使用活泼金属(如Na、Mg、Li等)在能提供质子的溶剂下还原羰基
自由基机理
若处于非质子溶剂中则会二聚,后处理加水变成邻二醇
在酸性条件下会发生频那醇重排
还原为亚甲基
Clemmensen还原(锌汞齐还原)
Wolff-Kishner-黄鸣龙还原
使用硫缩酮(醛)再催化加氢还原
Cannizzaro反应(醛的歧化反应)