羥醛縮合反應(yīng)課件

第十一章醛和酮第十一章醛和酮第一節(jié)醛、酮的分類，同分異構(gòu)和命名一、分類二、同分異構(gòu)現(xiàn)象醛酮的異構(gòu)現(xiàn)象有碳鏈異構(gòu)和羰基的位置異構(gòu)。第一節(jié)醛、酮的分類，同分異構(gòu)和命名一、分類二、同分異構(gòu)現(xiàn)象三、醛酮的命名選擇含有羰基的最長碳鏈為主鏈，從靠近羰基的一端開始編號(hào)。例如：三、醛酮的命名選擇含有羰基的最長碳鏈為主鏈，從靠近羰基的一端碳原子的位置也可用希臘字母表示。例如：碳原子的位置也可用希臘字母表示。第二節(jié)醛、酮的結(jié)構(gòu)、物理性質(zhì)和光譜性質(zhì)一、醛、酮的結(jié)構(gòu)醛酮的官能團(tuán)是羰基，所以要了解醛酮必須先了解羰基的結(jié)構(gòu)。C=O雙鍵中氧原子的電負(fù)性比碳原子大，所以π電子云的分布偏向氧原子，故羰基是極化的，氧原子上帶部分負(fù)電荷，碳原子上帶部分正電荷。第二節(jié)醛、酮的結(jié)構(gòu)、物理性質(zhì)一、醛、酮的結(jié)構(gòu)二、物理性質(zhì)

三、光譜性質(zhì)UV

IR

羰基有共軛時(shí)吸收頻率移向低波數(shù)HNMR醛基氫的δ=9-10，羰基α-H的δ=2.0-2.5二、物理性質(zhì)第二節(jié)醛、酮的化學(xué)性質(zhì)

醛酮中的羰基由于π鍵的極化，使得氧原子上帶部分負(fù)電荷，碳原子上帶部分正電荷。氧原子可以形成比較穩(wěn)定的氧負(fù)離子，它較帶正電荷的碳原子要穩(wěn)定得多，因此反應(yīng)中心是羰基中帶正電荷的碳。所以羰基易與親核試劑進(jìn)行加成反應(yīng)（親核加成反應(yīng)）。此外，受羰基的影響，與羰基直接相連的α-碳原子上的氫原子（α-H）較活潑，能發(fā)生一系列反應(yīng)。親核加成反應(yīng)和α-H的反應(yīng)是醛、酮的兩類主要化學(xué)性質(zhì)。醛、酮的反應(yīng)與結(jié)構(gòu)關(guān)系一般描述如下：第二節(jié)醛、酮的化學(xué)性質(zhì)醛酮中的羰基由于π鍵的極化，一、親核加成反應(yīng)1．與氫氰酸的加成反應(yīng)反應(yīng)范圍：醛、脂肪族甲基酮、七元環(huán)以下的脂環(huán)酮。

ArCOR和ArCOAr難反應(yīng)。α-羥基腈是很有用的中間體，它可轉(zhuǎn)變?yōu)槎喾N化合物，例如：一、親核加成反應(yīng)1．與氫氰酸的加成反應(yīng)反應(yīng)范圍：醛、脂肪族甲2．與格式試劑的加成反應(yīng)

式中R也可以是Ar。故此反應(yīng)是制備結(jié)構(gòu)復(fù)雜的醇的重要方法。這類加成反應(yīng)還可在分子內(nèi)進(jìn)行。例如；2．與格式試劑的加成反應(yīng)式中R也可以是Ar。故此反應(yīng)是3．與飽和亞硫酸氫鈉（40%）的加成反應(yīng)1°反應(yīng)范圍醛、甲基酮、七元環(huán)以下的脂環(huán)酮。2°反應(yīng)的應(yīng)用a鑒別化合物b分離和提純?nèi)⑼猚用與制備羥基腈，是避免使用揮發(fā)性的劇毒物HCN而合成羥基腈的好方法。

產(chǎn)物α-羥基磺酸鹽為白色結(jié)晶，不溶于飽和的亞硫酸氫鈉溶液中，容易分離出來；與酸或堿共熱，又可得原來的醛、酮。故此反應(yīng)可用以提純?nèi)?、酮?．與飽和亞硫酸氫鈉（40%）1°反應(yīng)范圍醛、甲基4．與醇的加成反應(yīng)4．與醇的加成反應(yīng)

醛較易形成縮醛，酮在一般條件下形成縮酮較困難，用1，2二醇或1，3-二醇則易生成縮酮。反應(yīng)的應(yīng)用：有機(jī)合成中用來保護(hù)羰基。醛較易形成縮醛，酮在一般條件下形成縮酮較困難，用1，25．與氨及其衍生物的加成反應(yīng)醛、酮能與氨及其衍生物的反應(yīng)生成一系列的化合物。

醛、酮與氨或伯胺反應(yīng)生成亞胺（西佛堿），亞胺不穩(wěn)定，故不作要求。醛、酮與芳胺反應(yīng)生成的亞胺（西佛堿）較穩(wěn)定，但在有機(jī)合成上無重要意義，故也不作要求。5．與氨及其衍生物的加成反應(yīng)醛、酮與氨或伯胺反應(yīng)生成亞醛、酮與有α-H的仲胺反應(yīng)生成烯胺，烯胺在有機(jī)合成上是個(gè)重要的中間體。醛、酮與氨的衍生物反應(yīng)，其產(chǎn)物均為固體且各有其特點(diǎn)，是有實(shí)用價(jià)值的反應(yīng)。醛、酮與有α-H的仲胺反應(yīng)生成烯胺，烯胺在有機(jī)合成上是個(gè)重要6．與魏悌希（Wittig）試劑的加成反應(yīng)

魏悌希（Wittig）試劑為磷的內(nèi)鎓鹽，又音譯為葉立德（Ylide），是德國化學(xué)家魏悌希在1945年發(fā)現(xiàn)的。磷葉立德（魏悌希試劑）通常由三苯基磷與1級(jí)或2級(jí)鹵代物反應(yīng)得磷鹽，再與堿作用而生成。6．與魏悌希（Wittig）試劑的加成反應(yīng)魏悌希（W此反應(yīng)即為魏悌希反應(yīng)，是合成烯烴和共軛烯烴的好方法。其反應(yīng)特點(diǎn)是：1°可用與合成特定結(jié)構(gòu)的烯烴（因鹵代烴和醛酮的結(jié)構(gòu)可以多種多樣）。2°醛酮分子中的C=C、C≡C對(duì)反應(yīng)無影響，分子中的COOH對(duì)反應(yīng)也無影響。3°魏悌希反應(yīng)不發(fā)生分子重排，產(chǎn)率高。4°能合成指定位置的雙鍵化合物。

魏悌希（Wittig）發(fā)現(xiàn)的此反應(yīng)對(duì)有機(jī)合成作出了巨大的貢獻(xiàn)，特別是在維生素類化合物的合成中具有重要的意義，為此他獲得了1979年的諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)（1945年43歲發(fā)現(xiàn)，1953年系統(tǒng)地研究了魏悌希反應(yīng)，82歲獲獎(jiǎng)）。7．與希夫試劑（品紅醛試劑）的反應(yīng)此反應(yīng)即為魏悌希反應(yīng)，是合成烯烴和共軛烯烴的好方法。7．與希二、還原反應(yīng)利用不同的條件，可將醛、酮還原成醇、烴或胺。（一）還原成醇（）1．催化氫化（產(chǎn)率高，90~100%）二、還原反應(yīng)利用不同的條件，可將醛、酮還原成醇、烴或胺。2．用還原劑（金屬氫化物）還原（1）LiAlH4還原LiAlH4是強(qiáng)還原劑，但①選擇性差，除不還原C=C、C≡C外，其它不飽和鍵都可被其還原；②不穩(wěn)定，遇水劇烈反應(yīng)，通常只能在無水醚或THF中使用。2．用還原劑（金屬氫化物）還原LiAlH4是強(qiáng)還原劑（2）NaBH4還原NaBH4還原的特點(diǎn)：1°選擇性強(qiáng)（只還原醛、酮、酰鹵中的羰基，不還原其它基團(tuán)。2°穩(wěn)定（不受水、醇的影響，可在水或醇中使用）。3．異丙醇鋁—異丙醇還原法（麥爾外因-龐道夫MeerWein-Ponndorf還原法）（2）NaBH4還原NaBH4還原的特點(diǎn)：（二）還原為烴

較常用的還原方法有兩種。1．吉爾聶爾-沃爾夫-黃鳴龍還原法（吉爾聶爾為俄國人，沃爾夫?yàn)榈聡耍┐朔磻?yīng)是吉爾聶爾和沃爾夫分別于1911、1912年發(fā)現(xiàn)的，故此而得名。1946年-我國黃鳴龍改進(jìn)了這個(gè)方法。改進(jìn)：a將無水肼改用為水合肼；堿用NaOH；用高沸點(diǎn)的縮乙二醇為溶劑一起加熱。加熱完成后，先蒸去水和過量的肼，再升溫分解腙。（二）還原為烴較常用的還原方法有兩種。1946年-我2．克萊門森（Clemmensen）還原————酸性還原此法適用于還原芳香酮，是間接在芳環(huán)上引入直鏈烴基的方法。對(duì)酸敏感的底物（醛酮）不能使用此法還原（如醇羥基、C=C等）。2．克萊門森（Clemmensen）還原此法適用于還原芳香酮三、氧化反應(yīng)醛易被氧化，弱的氧化劑即可將醛氧化為羧酸。

土倫試劑是弱氧化劑，只氧化醛，不氧化酮和C=C。故可用來區(qū)別醛和酮。酮難被氧化，使用強(qiáng)氧化劑（如重鉻酸鉀和濃硫酸）氧化酮，則發(fā)生碳鏈的斷裂而生成復(fù)雜的氧化產(chǎn)物。只有個(gè)別實(shí)例，如環(huán)己酮氧化成己二酸等具有合成意義。三、氧化反應(yīng)醛易被氧化，弱的氧化劑即可將醛氧化為羧酸。酮被過氧酸氧化則生成酯：

用過氧酸使酮氧化，不影響其碳干，有合成價(jià)值。這個(gè)反應(yīng)稱為拜爾-維利格（Baeyer-Villiger）反應(yīng)。酮被過氧酸氧化則生成酯：用過氧酸使酮氧化，不影響其碳四、歧化反應(yīng)——康尼查羅（Cannizzaro）反應(yīng)

沒有α-H的醛在濃堿的作用下發(fā)生自身氧化還原（歧化）反應(yīng)——分子間的氧化還原反應(yīng)，生成等摩爾的醇和酸的反應(yīng)稱為康尼查羅反應(yīng)。四、歧化反應(yīng)——康尼查羅沒有α-H的醛在濃堿的作用下

交叉康尼查羅反應(yīng)：甲醛與另一種無α-H的醛在強(qiáng)的濃堿催化下加熱，主要反應(yīng)是甲醛被氧化而另一種醛被還原：

這類反應(yīng)稱為“交錯(cuò)”康尼查羅反應(yīng)，是制備ArCH2OH型醇的有效手段。交叉康尼查羅反應(yīng)：這類反應(yīng)稱為“交錯(cuò)”康尼查羅反應(yīng)，是

五、α-H的反應(yīng)

醛、酮分子中由于羰基的影響，α-H變得活潑，具有酸性，所以帶有α-H的醛、酮具有如下的性質(zhì)：

1．互變異構(gòu)在溶液中有α-H的醛、酮是以酮式和烯醇式互變平衡而存在的。

簡單脂肪醛在平衡體系中的烯醇式含量極少。五、α-H的反應(yīng)醛、酮分子中由于羰基的影響，α-H酮或二酮的平衡體系中，烯醇式能被其它基團(tuán)穩(wěn)定化，烯醇式含量會(huì)增多。

烯醇式中存在著C=C雙鍵，可用溴滴定其含量。酮或二酮的平衡體系中，烯醇式能被其它基團(tuán)穩(wěn)定化，烯醇式含量會(huì)2．α-H的鹵代反應(yīng)（1）鹵代反應(yīng)

醛、酮的α-H易被鹵素取代生成α-鹵代醛、酮，特別是在堿溶液中，反應(yīng)能很順利的進(jìn)行。（2）鹵仿反應(yīng)含有α-甲基的醛酮在堿溶液中與鹵素反應(yīng)，則生成鹵仿。2．α-H的鹵代反應(yīng)（1）鹵代反應(yīng)

若X2用Cl2則得到CHCl3（氯仿）液體若X2用Br2則得到CHBr3

（溴仿）液體若X2用I2則得到CHI3

（碘仿）黃色固體稱其為碘仿反應(yīng)。碘仿反應(yīng)的范圍：具有結(jié)構(gòu)的醛、酮和具有結(jié)構(gòu)的醇。因NaOX也是一種氧化劑，能將α-甲基醇氧化為α-甲基酮。碘仿為淺黃色晶體，現(xiàn)象明顯，故常用來鑒定上述反應(yīng)范圍的化合物。若X2用Cl2則得到CHCl3（氯仿）液體3．羥醛縮合反應(yīng)

有α-H的醛在稀堿（10%NaOH）溶液中能和另一分子醛相互作用，生成β-羥基醛，故稱為羥醛縮合反應(yīng)。3．羥醛縮合反應(yīng)有α-H的醛在稀堿（10%NaOH）（1）反應(yīng)歷程（2）交叉羥醛縮合反應(yīng)若用兩種不同的有α-H的醛進(jìn)行羥醛縮合，則可能發(fā)生交錯(cuò)縮合，最少生成四種產(chǎn)物。若選用一種無α-H的醛和一種α-H的醛進(jìn)行交錯(cuò)羥醛縮合，則有合成價(jià)值。（1）反應(yīng)歷程（3）酮的α-H的縮合困難，一般較難進(jìn)行。酮與醛的交錯(cuò)縮合可用與合成。二酮化合物可進(jìn)行分子內(nèi)羥酮縮合，是目前合成環(huán)狀化合物的一種方法。4．醛酮的其它縮合反應(yīng)——柏琴（Perkin）反應(yīng)。（3）酮的α-H的縮合困難，一般較難進(jìn)行。第四節(jié)親核加成反應(yīng)歷程

羰基的親核加成是醛酮的典型反應(yīng)，羰基是由不同元素形成的雙鍵的典型代表，因此我們對(duì)羰基的親核加成歷程作進(jìn)一步的討論。羰基的親核加成大致分為兩類，即簡單加成反應(yīng)和復(fù)雜的加成反應(yīng)。一、簡單的親核加成反應(yīng)歷程（加HCN、NaHSO3等）親核加成歷程的證明——以丙酮加HCN為例：第四節(jié)親核加成反應(yīng)歷程羰基的親核加成是醛酮的典型反實(shí)驗(yàn)證明：中性（無堿存在時(shí)）3~4小時(shí)內(nèi)只有一半原料起反應(yīng)。加一滴KOH到反應(yīng)體系中，兩分鐘內(nèi)反應(yīng)即完成。加大量酸到反應(yīng)體系中去，放置幾個(gè)星期也不反應(yīng)。這說明羰基與CN–的反應(yīng)確實(shí)是親核加成反應(yīng)。原因：HCN的電離度很小，中性條件下氰酸根的濃度很小，故反應(yīng)速度慢。加入堿OH-則中和了H+，CN–的濃度增大，故反應(yīng)速度加快。加入H+后抑制了HCN的電離，CN–的濃度大大減小，故反應(yīng)很難進(jìn)行。各類親核試劑對(duì)各類羰基化合物的加成反應(yīng)的K值各不相同，有的很大，實(shí)際上不起反應(yīng)；有的很小，實(shí)際上是不可逆反應(yīng)。通常將Kc值在104以下者看作是可逆反應(yīng)。HCN與醛酮加成的Kc值在103~10-3之間，是一種可逆反應(yīng)，且易測定，故常用HCN為試劑來研究各種因素對(duì)親核加成的影響。實(shí)驗(yàn)證明：中性（無堿存在時(shí)）3~4小時(shí)內(nèi)只有一半原料起反應(yīng)。影響親核加成的因素1．空間因素對(duì)親核加成的影響2．電負(fù)性因素對(duì)親核加成的影響（1）誘導(dǎo)效應(yīng)當(dāng)羰基連有吸電子基時(shí)，使羰基碳上的正電性增加，有利于親核加成的進(jìn)行，吸電子基越多，電負(fù)性越大，反應(yīng)就越快。（2）共軛效應(yīng)羰基上連有與其形成共軛體系的基團(tuán)時(shí)，由于共軛作用可使羰基穩(wěn)定化，因而親核加成速度減慢。3．試劑的親核性對(duì)親核加成的影響

試劑的親核性愈強(qiáng)，反應(yīng)愈快。影響親核加成的因素2．電負(fù)性因素對(duì)親核加成的影響二、復(fù)雜的親核加成反應(yīng)歷程醛、酮與氨及其衍生物的加成反應(yīng)為加成——消除歷程。三、羰基加成反應(yīng)的立體化學(xué)羰基具有平面結(jié)構(gòu)，Nu可從任何一面進(jìn)攻羰基碳原，但向兩面進(jìn)攻的幾率是否相等？下面我們從反應(yīng)物結(jié)構(gòu)和試劑體積大小來進(jìn)行討論。1.對(duì)手性脂肪酮的加成二、復(fù)雜的親核加成反應(yīng)歷程

當(dāng)R=R′時(shí)，加成產(chǎn)物為同一物。當(dāng)R≠R′時(shí)，加成產(chǎn)物為外消旋體（Nu從羰基兩面進(jìn)攻的幾率相等）。當(dāng)羰基與手性碳原子相連時(shí)，Nu從兩面進(jìn)攻的幾率就不一定相等，加成后引入第二個(gè)手性碳原子，生成的兩個(gè)非對(duì)映體的量也不一定相等。

Nu的進(jìn)攻方向主要取決于α-手性碳原子上各原子（原子團(tuán)）體積的相對(duì)大小。即其加成方向有一定的規(guī)律。加成方向遵守克拉姆（Cram）規(guī)則

Cram規(guī)則——設(shè)α-手性碳原子上所連的三個(gè)基團(tuán)分別用L、M、S代表其大、中、小，則加成時(shí)Nu主要從最小基團(tuán)S一側(cè)進(jìn)攻最為有利，生成的產(chǎn)物為主要產(chǎn)物。當(dāng)R=R′時(shí)，加成產(chǎn)物為同一物。Cram規(guī)則——設(shè)α-2．脂環(huán)酮的加成

脂環(huán)酮的羰基嵌在環(huán)內(nèi)，環(huán)上所連基團(tuán)空間位阻的大小，明顯的影響著Nu的進(jìn)攻方向。3．Nu的體積對(duì)加成的影響

對(duì)于同一反應(yīng)物，所用Nu體積的大小，也影響其進(jìn)攻方向。例如：2．脂環(huán)酮的加成脂環(huán)酮的羰基嵌在環(huán)內(nèi)，環(huán)上所連基團(tuán)空第五節(jié)醛、酮的制備一、氧化或脫氫法1．醇的氧化或脫氫（1）氧化將醇氧化成醛時(shí)要用特殊的氧化劑。（2）脫氫2.烴的氧化（主要用于制備芳香醛、酮）。二、羧酸及其衍生物還原法

1．還原成醛最有價(jià)值的還原方法是羅森曼得（Rosenmund，K.W.，）還原法。

2．還原成酮第五節(jié)醛、酮的制備一、氧化或脫氫法三、偕二鹵代物水解法

四、付-克酰化法

三、偕二鹵代物水解法五、芳環(huán)甲?；?/p>

1．加特曼-科克（Gattermann-koch）反應(yīng)此法是用CO和干HCl為原料，在無水AlCl3催化下，在芳環(huán)上引入醛基的方法。

此法主要用于苯環(huán)或烷基苯環(huán)的甲酰化，酚類和帶有間位基的芳環(huán)不適用。2．維路斯梅爾（Vilsmeier）反應(yīng)酚類和芳胺類在POCl3存在下與N,N-二取代甲酰胺反應(yīng)，可在其對(duì)位引入一個(gè)醛基。五、芳環(huán)甲酰化法1．加特曼-科克（Gattermann-k第七節(jié)不飽和羰基化合物

不飽和羰基化合物是指分子中即含有羰基，又含有不飽和烴基的化合物，根據(jù)不飽和鍵和羰基的相對(duì)位置可分為三類。（1）烯酮（RCH=C=O）（2）α,β-不飽和醛酮（RCH=CH-CHO）（3）孤立不飽和醛酮（RCH=CH（CH2）nCHO）n≥1

孤立不飽和醛酮兼有烯和羰基的性質(zhì)，α,β-不飽和醛酮、烯酮有其特性及用途，下面我們主要討論這兩類化合物。第七節(jié)不飽和羰基化合物不飽和羰基化合物是指分子一、乙烯酮

最簡單且最重要的烯酮是乙烯酮。二、α,β-不飽和醛酮

α,β-不飽和醛酮的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是碳碳雙鍵與羰基共軛，故α,β-不飽和醛酮兼有烯烴、醛、酮和共軛二烯烴的性質(zhì)，若與親電試劑加成，則應(yīng)加到碳碳雙鍵上，若與親核試劑加成則應(yīng)加到羰基上，但其特性反應(yīng)是共軛加成。1．共軛加成（1，2-加成或1，4-加成）一、乙烯酮

反應(yīng)為1,2-加成還是1,4-加成決定于三個(gè)方面：（1）親核試劑的強(qiáng)弱弱的親核試劑主要進(jìn)行1,4-加成，強(qiáng)的主要進(jìn)行1,2-加成。（2）反應(yīng)溫度低溫進(jìn)行1,2-加成，高溫進(jìn)行1,4加成。（3）立體效應(yīng)羰基所連的基團(tuán)大或試劑體積較大時(shí)，有利于1,4加成。反應(yīng)為1,2-加成還是1,4-加成決定于三個(gè)方面：3.麥克爾（Michael）反應(yīng)α,β-不飽和醛酮、羧酸、酯、硝基化合物等與有活潑亞甲基化合物的共軛加成反應(yīng)稱為麥克爾（Michael）反應(yīng)，其通式是：麥克爾（Michael）反應(yīng)在有機(jī)合成上有其應(yīng)用價(jià)值。3.麥克爾（Michael）反應(yīng)α,β-不飽和醛酮、第十一章醛和酮第十一章醛和酮第一節(jié)醛、酮的分類，同分異構(gòu)和命名一、分類二、同分異構(gòu)現(xiàn)象醛酮的異構(gòu)現(xiàn)象有碳鏈異構(gòu)和羰基的位置異構(gòu)。第一節(jié)醛、酮的分類，同分異構(gòu)和命名一、分類二、同分異構(gòu)現(xiàn)象三、醛酮的命名選擇含有羰基的最長碳鏈為主鏈，從靠近羰基的一端開始編號(hào)。例如：三、醛酮的命名選擇含有羰基的最長碳鏈為主鏈，從靠近羰基的一端碳原子的位置也可用希臘字母表示。例如：碳原子的位置也可用希臘字母表示。第二節(jié)醛、酮的結(jié)構(gòu)、物理性質(zhì)和光譜性質(zhì)一、醛、酮的結(jié)構(gòu)醛酮的官能團(tuán)是羰基，所以要了解醛酮必須先了解羰基的結(jié)構(gòu)。C=O雙鍵中氧原子的電負(fù)性比碳原子大，所以π電子云的分布偏向氧原子，故羰基是極化的，氧原子上帶部分負(fù)電荷，碳原子上帶部分正電荷。第二節(jié)醛、酮的結(jié)構(gòu)、物理性質(zhì)一、醛、酮的結(jié)構(gòu)二、物理性質(zhì)

三、光譜性質(zhì)UV

IR

羰基有共軛時(shí)吸收頻率移向低波數(shù)HNMR醛基氫的δ=9-10，羰基α-H的δ=2.0-2.5二、物理性質(zhì)第二節(jié)醛、酮的化學(xué)性質(zhì)

醛酮中的羰基由于π鍵的極化，使得氧原子上帶部分負(fù)電荷，碳原子上帶部分正電荷。氧原子可以形成比較穩(wěn)定的氧負(fù)離子，它較帶正電荷的碳原子要穩(wěn)定得多，因此反應(yīng)中心是羰基中帶正電荷的碳。所以羰基易與親核試劑進(jìn)行加成反應(yīng)（親核加成反應(yīng)）。此外，受羰基的影響，與羰基直接相連的α-碳原子上的氫原子（α-H）較活潑，能發(fā)生一系列反應(yīng)。親核加成反應(yīng)和α-H的反應(yīng)是醛、酮的兩類主要化學(xué)性質(zhì)。醛、酮的反應(yīng)與結(jié)構(gòu)關(guān)系一般描述如下：第二節(jié)醛、酮的化學(xué)性質(zhì)醛酮中的羰基由于π鍵的極化，一、親核加成反應(yīng)1．與氫氰酸的加成反應(yīng)反應(yīng)范圍：醛、脂肪族甲基酮、七元環(huán)以下的脂環(huán)酮。

ArCOR和ArCOAr難反應(yīng)。α-羥基腈是很有用的中間體，它可轉(zhuǎn)變?yōu)槎喾N化合物，例如：一、親核加成反應(yīng)1．與氫氰酸的加成反應(yīng)反應(yīng)范圍：醛、脂肪族甲2．與格式試劑的加成反應(yīng)

式中R也可以是Ar。故此反應(yīng)是制備結(jié)構(gòu)復(fù)雜的醇的重要方法。這類加成反應(yīng)還可在分子內(nèi)進(jìn)行。例如；2．與格式試劑的加成反應(yīng)式中R也可以是Ar。故此反應(yīng)是3．與飽和亞硫酸氫鈉（40%）的加成反應(yīng)1°反應(yīng)范圍醛、甲基酮、七元環(huán)以下的脂環(huán)酮。2°反應(yīng)的應(yīng)用a鑒別化合物b分離和提純?nèi)⑼猚用與制備羥基腈，是避免使用揮發(fā)性的劇毒物HCN而合成羥基腈的好方法。

產(chǎn)物α-羥基磺酸鹽為白色結(jié)晶，不溶于飽和的亞硫酸氫鈉溶液中，容易分離出來；與酸或堿共熱，又可得原來的醛、酮。故此反應(yīng)可用以提純?nèi)?、酮?．與飽和亞硫酸氫鈉（40%）1°反應(yīng)范圍醛、甲基4．與醇的加成反應(yīng)4．與醇的加成反應(yīng)

醛較易形成縮醛，酮在一般條件下形成縮酮較困難，用1，2二醇或1，3-二醇則易生成縮酮。反應(yīng)的應(yīng)用：有機(jī)合成中用來保護(hù)羰基。醛較易形成縮醛，酮在一般條件下形成縮酮較困難，用1，25．與氨及其衍生物的加成反應(yīng)醛、酮能與氨及其衍生物的反應(yīng)生成一系列的化合物。

醛、酮與氨或伯胺反應(yīng)生成亞胺（西佛堿），亞胺不穩(wěn)定，故不作要求。醛、酮與芳胺反應(yīng)生成的亞胺（西佛堿）較穩(wěn)定，但在有機(jī)合成上無重要意義，故也不作要求。5．與氨及其衍生物的加成反應(yīng)醛、酮與氨或伯胺反應(yīng)生成亞醛、酮與有α-H的仲胺反應(yīng)生成烯胺，烯胺在有機(jī)合成上是個(gè)重要的中間體。醛、酮與氨的衍生物反應(yīng)，其產(chǎn)物均為固體且各有其特點(diǎn)，是有實(shí)用價(jià)值的反應(yīng)。醛、酮與有α-H的仲胺反應(yīng)生成烯胺，烯胺在有機(jī)合成上是個(gè)重要6．與魏悌希（Wittig）試劑的加成反應(yīng)

魏悌希（Wittig）試劑為磷的內(nèi)鎓鹽，又音譯為葉立德（Ylide），是德國化學(xué)家魏悌希在1945年發(fā)現(xiàn)的。磷葉立德（魏悌希試劑）通常由三苯基磷與1級(jí)或2級(jí)鹵代物反應(yīng)得磷鹽，再與堿作用而生成。6．與魏悌希（Wittig）試劑的加成反應(yīng)魏悌希（W此反應(yīng)即為魏悌希反應(yīng)，是合成烯烴和共軛烯烴的好方法。其反應(yīng)特點(diǎn)是：1°可用與合成特定結(jié)構(gòu)的烯烴（因鹵代烴和醛酮的結(jié)構(gòu)可以多種多樣）。2°醛酮分子中的C=C、C≡C對(duì)反應(yīng)無影響，分子中的COOH對(duì)反應(yīng)也無影響。3°魏悌希反應(yīng)不發(fā)生分子重排，產(chǎn)率高。4°能合成指定位置的雙鍵化合物。

魏悌希（Wittig）發(fā)現(xiàn)的此反應(yīng)對(duì)有機(jī)合成作出了巨大的貢獻(xiàn)，特別是在維生素類化合物的合成中具有重要的意義，為此他獲得了1979年的諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)（1945年43歲發(fā)現(xiàn)，1953年系統(tǒng)地研究了魏悌希反應(yīng)，82歲獲獎(jiǎng)）。7．與希夫試劑（品紅醛試劑）的反應(yīng)此反應(yīng)即為魏悌希反應(yīng)，是合成烯烴和共軛烯烴的好方法。7．與希二、還原反應(yīng)利用不同的條件，可將醛、酮還原成醇、烴或胺。（一）還原成醇（）1．催化氫化（產(chǎn)率高，90~100%）二、還原反應(yīng)利用不同的條件，可將醛、酮還原成醇、烴或胺。2．用還原劑（金屬氫化物）還原（1）LiAlH4還原LiAlH4是強(qiáng)還原劑，但①選擇性差，除不還原C=C、C≡C外，其它不飽和鍵都可被其還原；②不穩(wěn)定，遇水劇烈反應(yīng)，通常只能在無水醚或THF中使用。2．用還原劑（金屬氫化物）還原LiAlH4是強(qiáng)還原劑（2）NaBH4還原NaBH4還原的特點(diǎn)：1°選擇性強(qiáng)（只還原醛、酮、酰鹵中的羰基，不還原其它基團(tuán)。2°穩(wěn)定（不受水、醇的影響，可在水或醇中使用）。3．異丙醇鋁—異丙醇還原法（麥爾外因-龐道夫MeerWein-Ponndorf還原法）（2）NaBH4還原NaBH4還原的特點(diǎn)：（二）還原為烴

較常用的還原方法有兩種。1．吉爾聶爾-沃爾夫-黃鳴龍還原法（吉爾聶爾為俄國人，沃爾夫?yàn)榈聡耍┐朔磻?yīng)是吉爾聶爾和沃爾夫分別于1911、1912年發(fā)現(xiàn)的，故此而得名。1946年-我國黃鳴龍改進(jìn)了這個(gè)方法。改進(jìn)：a將無水肼改用為水合肼；堿用NaOH；用高沸點(diǎn)的縮乙二醇為溶劑一起加熱。加熱完成后，先蒸去水和過量的肼，再升溫分解腙。（二）還原為烴較常用的還原方法有兩種。1946年-我2．克萊門森（Clemmensen）還原————酸性還原此法適用于還原芳香酮，是間接在芳環(huán)上引入直鏈烴基的方法。對(duì)酸敏感的底物（醛酮）不能使用此法還原（如醇羥基、C=C等）。2．克萊門森（Clemmensen）還原此法適用于還原芳香酮三、氧化反應(yīng)醛易被氧化，弱的氧化劑即可將醛氧化為羧酸。

土倫試劑是弱氧化劑，只氧化醛，不氧化酮和C=C。故可用來區(qū)別醛和酮。酮難被氧化，使用強(qiáng)氧化劑（如重鉻酸鉀和濃硫酸）氧化酮，則發(fā)生碳鏈的斷裂而生成復(fù)雜的氧化產(chǎn)物。只有個(gè)別實(shí)例，如環(huán)己酮氧化成己二酸等具有合成意義。三、氧化反應(yīng)醛易被氧化，弱的氧化劑即可將醛氧化為羧酸。酮被過氧酸氧化則生成酯：

用過氧酸使酮氧化，不影響其碳干，有合成價(jià)值。這個(gè)反應(yīng)稱為拜爾-維利格（Baeyer-Villiger）反應(yīng)。酮被過氧酸氧化則生成酯：用過氧酸使酮氧化，不影響其碳四、歧化反應(yīng)——康尼查羅（Cannizzaro）反應(yīng)

沒有α-H的醛在濃堿的作用下發(fā)生自身氧化還原（歧化）反應(yīng)——分子間的氧化還原反應(yīng)，生成等摩爾的醇和酸的反應(yīng)稱為康尼查羅反應(yīng)。四、歧化反應(yīng)——康尼查羅沒有α-H的醛在濃堿的作用下

交叉康尼查羅反應(yīng)：甲醛與另一種無α-H的醛在強(qiáng)的濃堿催化下加熱，主要反應(yīng)是甲醛被氧化而另一種醛被還原：

這類反應(yīng)稱為“交錯(cuò)”康尼查羅反應(yīng)，是制備ArCH2OH型醇的有效手段。交叉康尼查羅反應(yīng)：這類反應(yīng)稱為“交錯(cuò)”康尼查羅反應(yīng)，是

五、α-H的反應(yīng)

醛、酮分子中由于羰基的影響，α-H變得活潑，具有酸性，所以帶有α-H的醛、酮具有如下的性質(zhì)：

1．互變異構(gòu)在溶液中有α-H的醛、酮是以酮式和烯醇式互變平衡而存在的。

簡單脂肪醛在平衡體系中的烯醇式含量極少。五、α-H的反應(yīng)醛、酮分子中由于羰基的影響，α-H酮或二酮的平衡體系中，烯醇式能被其它基團(tuán)穩(wěn)定化，烯醇式含量會(huì)增多。

烯醇式中存在著C=C雙鍵，可用溴滴定其含量。酮或二酮的平衡體系中，烯醇式能被其它基團(tuán)穩(wěn)定化，烯醇式含量會(huì)2．α-H的鹵代反應(yīng)（1）鹵代反應(yīng)

醛、酮的α-H易被鹵素取代生成α-鹵代醛、酮，特別是在堿溶液中，反應(yīng)能很順利的進(jìn)行。（2）鹵仿反應(yīng)含有α-甲基的醛酮在堿溶液中與鹵素反應(yīng)，則生成鹵仿。2．α-H的鹵代反應(yīng)（1）鹵代反應(yīng)

若X2用Cl2則得到CHCl3（氯仿）液體若X2用Br2則得到CHBr3

（溴仿）液體若X2用I2則得到CHI3

（碘仿）黃色固體稱其為碘仿反應(yīng)。碘仿反應(yīng)的范圍：具有結(jié)構(gòu)的醛、酮和具有結(jié)構(gòu)的醇。因NaOX也是一種氧化劑，能將α-甲基醇氧化為α-甲基酮。碘仿為淺黃色晶體，現(xiàn)象明顯，故常用來鑒定上述反應(yīng)范圍的化合物。若X2用Cl2則得到CHCl3（氯仿）液體3．羥醛縮合反應(yīng)

有α-H的醛在稀堿（10%NaOH）溶液中能和另一分子醛相互作用，生成β-羥基醛，故稱為羥醛縮合反應(yīng)。3．羥醛縮合反應(yīng)有α-H的醛在稀堿（10%NaOH）（1）反應(yīng)歷程（2）交叉羥醛縮合反應(yīng)若用兩種不同的有α-H的醛進(jìn)行羥醛縮合，則可能發(fā)生交錯(cuò)縮合，最少生成四種產(chǎn)物。若選用一種無α-H的醛和一種α-H的醛進(jìn)行交錯(cuò)羥醛縮合，則有合成價(jià)值。（1）反應(yīng)歷程（3）酮的α-H的縮合困難，一般較難進(jìn)行。酮與醛的交錯(cuò)縮合可用與合成。二酮化合物可進(jìn)行分子內(nèi)羥酮縮合，是目前合成環(huán)狀化合物的一種方法。4．醛酮的其它縮合反應(yīng)——柏琴（Perkin）反應(yīng)。（3）酮的α-H的縮合困難，一般較難進(jìn)行。第四節(jié)親核加成反應(yīng)歷程

羰基的親核加成是醛酮的典型反應(yīng)，羰基是由不同元素形成的雙鍵的典型代表，因此我們對(duì)羰基的親核加成歷程作進(jìn)一步的討論。羰基的親核加成大致分為兩類，即簡單加成反應(yīng)和復(fù)雜的加成反應(yīng)。一、簡單的親核加成反應(yīng)歷程（加HCN、NaHSO3等）親核加成歷程的證明——以丙酮加HCN為例：第四節(jié)親核加成反應(yīng)歷程羰基的親核加成是醛酮的典型反實(shí)驗(yàn)證明：中性（無堿存在時(shí)）3~4小時(shí)內(nèi)只有一半原料起反應(yīng)。加一滴KOH到反應(yīng)體系中，兩分鐘內(nèi)反應(yīng)即完成。加大量酸到反應(yīng)體系中去，放置幾個(gè)星期也不反應(yīng)。這說明羰基與CN–的反應(yīng)確實(shí)是親核加成反應(yīng)。原因：HCN的電離度很小，中性條件下氰酸根的濃度很小，故反應(yīng)速度慢。加入堿OH-則中和了H+，CN–的濃度增大，故反應(yīng)速度加快。加入H+后抑制了HCN的電離，CN–的濃度大大減小，故反應(yīng)很難進(jìn)行。各類親核試劑對(duì)各類羰基化合物的加成反應(yīng)的K值各不相同，有的很大，實(shí)際上不起反應(yīng)；有的很小，實(shí)際上是不可逆反應(yīng)。通常將Kc值在104以下者看作是可逆反應(yīng)。HCN與醛酮加成的Kc值在103~10-3之間，是一種可逆反應(yīng)，且易測定，故常用HCN為試劑來研究各種因素對(duì)親核加成的影響。實(shí)驗(yàn)證明：中性（無堿存在時(shí)）3~4小時(shí)內(nèi)只有一半原料起反應(yīng)。影響親核加成的因素1．空間因素對(duì)親核加成的影響2．電負(fù)性因素對(duì)親核加成的影響（1）誘導(dǎo)效應(yīng)當(dāng)羰基連有吸電子基時(shí)，使羰基碳上的正電性增加，有利于親核加成的進(jìn)行，吸電子基越多，電負(fù)性越大，反應(yīng)就越快。（2）共軛效應(yīng)羰基上連有與其形成共軛體系的基團(tuán)時(shí)，由于共軛作用可使羰基穩(wěn)定化，因而親核加成速度減慢。3．試劑的親核性對(duì)親核加成的影響

試劑的親核性愈強(qiáng)，反應(yīng)愈快。影響親核加成的因素2．電負(fù)性因素對(duì)親核加成的影響二、復(fù)雜的親核加成反應(yīng)歷程醛、酮與氨及其衍生物的加成反應(yīng)為加成——消除歷程。三、羰基加成反應(yīng)的立體化學(xué)羰基具有平面結(jié)構(gòu)，Nu可從任何一面進(jìn)攻羰基碳原，但向兩面進(jìn)攻的幾率是否相等？下面我們從反應(yīng)物結(jié)構(gòu)和試劑體積大小來進(jìn)行討論。1.對(duì)手性脂肪酮的加成二、復(fù)雜的親核加成反應(yīng)歷程

當(dāng)R=R′時(shí)，加成產(chǎn)物為同一物。當(dāng)R≠R′時(shí)，加成產(chǎn)物為外消旋體（Nu從羰基兩面進(jìn)攻的幾率相等）。當(dāng)羰基與手性碳原子相連時(shí)，Nu從兩面進(jìn)攻的幾率就不一定相等，加成后引入第二個(gè)手性碳原子，生成的兩個(gè)非對(duì)映體的量也不一定相等。

Nu的進(jìn)攻方向主要取決于α-手性碳原子上各原子（原子團(tuán)）體積的相對(duì)大小。即其加成方向有一定的規(guī)律。加成方向遵守克拉姆（Cram）規(guī)則

Cram規(guī)則——設(shè)α-手性碳原子上所連的三個(gè)基團(tuán)分別用L、M、S代表其大、中、