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羰基活性強弱判斷(羰基)
大家好,小霞來為大家解答以上的問題。羰基活性強弱判斷,羰基這個很多人還不知道,現在讓我們一起來看看吧!
1、羰基 由碳和氧兩種原子通過雙鍵連接而成的有機官能團(C=O)。
2、是醛,酮,羧酸,羧酸衍生物等官能團的組成部分。
3、 物理性質:具有強紅外吸收。
4、 化學性質:由于氧的強吸電子性,碳原子上易發生親核加成反應。
5、其它常見化學反應包括:親核還原反應,羥醛縮合反應。
6、 羰基(tāngjī)carbonylgroup 由碳原子與一個氧原子通過雙鍵相結合而成的二價基團。
7、構成羰基的碳原子的另外兩個鍵,可以單鍵或雙鍵的形式與其他原子或基團相結合而成為羰基化合物羰基化合物可分為醛酮類和羧酸類兩類:①醛酮類,如醛R-CH=O、酮R-CO-R;②羧酸類,如羧酸R-CO-OH、羧酸酯R-CO-ORˊ、酸酐R-CO-O-CO-Rˊ、酰基過氧化R-CO-O-O-CO-Rˊ、酰胺R-CO-NH2、酰鹵R-CO-X(X為F、Cl、Br、I)、烯酮R-CH=C=O、異氰酸酯R-N=C=O。
8、羰基的性質很活潑,容易起加成反應,如與氫生成醇。
9、二、反應 α-氫的反應 (1)羥醛縮合 在稀堿或稀酸的作用下,兩分子的醛或酮可以互相作用,其中一個醛(或酮)分子中的α-氫加到另一個醛(或酮)分子的羰基氧原子上,其余部分加到羰基碳原子上,生成一分子β-羥基醛或一分子β-羥基酮。
10、這個反應叫做羥醛縮合或醇醛縮合(aldolcondensation)。
11、通過醇醛縮合,可以在分子中形成新的碳碳鍵,并增長碳鏈。
12、 羥醛縮合反應歷程,以乙醛為例說明如下: 第一步,堿與乙醚中的α-氫結合,形成一個烯醇負離子或負碳離子: 第二步是這個負離子作為親核試劑,立即進攻另一個乙醛分子中的羰基碳原子,發生加成反應后生成一個中間負離子(烷氧負離子)。
13、 第三步,烷氧負離子與水作用得到羥醛和OH。
14、 稀酸也能使醛生成羥醛,但反應歷程不同。
15、酸催化時,首先因質子的作用增強了碳氧雙鍵的極化,使它變成烯醇式,隨后發生加成反應得到羥醛。
16、 生成物分子中的α-氫原子同時被羰基和β-碳上羥基所活化,因此只需稍微受熱或酸的作用即發生分子內脫水而生成,α,β-不飽和醛。
17、 凡是α-碳上有氫原子的β-羥基醛、酮都容易失去一分子水。
18、這是因為α-氫比較活潑,并且失水后的生成物具有共軛雙鍵,因此比較穩定。
19、 除乙醛外,由其他醛所得到的羥醛縮合產物,都是在α-碳原子上帶有支鏈的羥醛或烯醛。
20、羥醛縮合反應在有機合成上有重要的用途,它可以用來增長碳鏈,并能產生支鏈。
21、 具有α-氫的酮在稀堿作用下,雖然也能起這類縮合反應,但由于電子效應、空間效應的影響,反應難以進行,如用普通方法操作,基本上得不到產物。
22、一般需要在比較特殊的條件下進行反應。
23、例如:丙酮在堿的存在下,可以先生成二丙酮醇,但在平衡體系中,產率很低。
24、如果能使產物在生成后,立即脫離堿催化劑,也就是使產物脫離平衡體系,最后就可使更多的丙酮轉化為二丙酮醇,產率可達70%~80%。
25、二丙酮醇在碘的催化作用下,受熱失水后可生成α,β-不飽和酮。
26、 在不同的醛、酮分子間進行的縮合反應稱為交叉羥醛縮合。
27、如果所用的醛、酮都具有α-氫原子,則反應后可生成四種產物,實際得到的總是復雜的混合物,沒有實用價值。
28、一些不帶α-氫原子的醛、酮不發生羥醛縮合反應(如HCHO、RCCHO、ArCHO、RCCOCR、ArCOAr、ArCOCR等),可它們能夠同帶有α-氫原子的醛、酮發生交叉羥醛縮合,其中主要是苯甲醛和甲醛的反應。
29、并且產物種類減少,可以主要得到一種縮合產物,產率也較高。
30、反應完成之后的產物中,必然是原來帶有α-氫原子的醛基被保留。
31、在反應時始終保持不含α-氫原子的甲醛過量,便能得單一產物。
32、芳香醛與含有α-氫原子的醛、酮在堿催化下所發生的羥醛縮合反應,脫水得到產率很高的α,β-不飽和醛、酮,這一類型的反應,叫做克萊森-斯密特(Claisen-Schmidt)縮合反應。
33、在堿催化下,苯甲醛也可以和含有α-氫原子的脂肪酮或芳香酮發生縮合。
34、另外,還有些含活潑亞甲基的化合物,例如丙二酸、丙二酸二甲酯、α-硝基乙酸乙酯等,都能與醛、酮發生類似于羥醛縮合的反應。
35、羧酸的結構羧基是羧酸的官能團,一元羧酸的通式為R-COOH。
36、羧基中的碳原子是sp2雜化,羧基中羥基氧原子上的未共用電子對與羰基的π鍵形成p-π共軛體系。
37、羧基不是羰基和羥基的簡單加合,所以羧基中不存在典型的羰基和羥基的性質,而是兩者互相影響的統一體。
38、羧酸分子間可以形成氫鍵,締合成較穩定的二聚體和多聚體,羧酸的沸點比分子量相近的醇還高。
39、2、羧酸的命名羧酸的系統命名與醛的命名相似,選擇包括羧基碳原子在內的最長碳鏈為主鏈,根據主鏈碳原子數目稱為某酸,由羧基碳原子開始給主鏈編號,或用希臘字母α、β等從與羧基相鄰碳原子開始編號。
40、二元脂肪酸的命名,主鏈兩端必須是羧基。
41、許多羧酸都根據其來源或生理功能有俗名。
42、3.羧酸化學性質(1)羧酸的酸性 羧基p-π共軛體系的存在,使羥基氧原子的電子云密度降低,增強了O-H鍵的極性,有利于離解H+;而酸根的p-π共軛更為顯著,實驗證明在酸根離子中2個C-O鍵長是完全相等的,這說明羧基碳與2個氧間的電子密度是完全平均化的,其負電荷分散在兩個氧與一個碳上,故酸根負離子比較穩定,易生成。
43、因此羧酸的酸性比水和醇要強得多。
44、但與硫酸、鹽酸等無機強酸相比,一般的羧酸還屬弱酸。
45、羧酸的酸性受烴基的影響。
46、一般芳香族羧酸的酸性比脂肪族羧酸強;如果烴基上連吸電子基團,羧基中O-H鍵的極性加大,更易解離出H+,酸性增強。
47、基團的電負性愈大,取代基數目愈多,距羧基的位置愈近,吸電子誘導將就愈強,則使羧酸的酸性愈強。
48、羧基是吸電子基團。
49、(2)羧基上的羥基(-OH)的取代反應羧酸分子中羧基上的-OH可被一系列原子或原子團取代生成羧酸的衍生物。
50、①酯化反應 羧酸和醇共熱生成酯和水的反應。
51、酯化反應必須在酸的催化及加熱下進行,否則反應速度極慢。
52、催化劑可以是硫酸、磷酸、鹽酸、苯磺酸,也可以是反復使用的強酸性離子交換樹脂和固體超強酸等。
53、酯化反應是可逆的,要提高酯的收率,則需增加一種容易得到、成本較低又易于回收的反應物的用量,或是不斷從反應體系中移去一種或多種生成物以使平衡右移。
54、酯化反應多是按酰氧鍵斷裂方式進行的。
55、羧酸和醇的結構對酯化反應速度影響很大。
56、一般說來,-碳上沒有側鏈的脂肪酸與伯醇的酯化反應最快。
57、②酰鹵的生成 由羧酸與亞硫酰氯(SOCl2)、PX3、PCl5作用則生成酰鹵。
58、酰鹵是一類具有高度反應活性的化合物,在有機合成、制藥工業中常用作提供酰基的試劑,即作為酰化劑來使用。
59、③酸酐的生成 飽和一元羧酸在脫水劑作用下加熱,兩分子間失去一分子水生成酸酐。
60、很多二元羧酸可直接加熱成酐。
61、如丁二酸、戊二酸、鄰苯二甲酸等加熱分子內脫水生成五元或六元環狀酸酐。
62、羧酸酐還可以由酰鹵和無水羧酸鹽加熱得到,應用這個方法,主要制備混合酸酐。
63、④酰胺的生成 在羧酸中通入氨氣或加入碳酸銨,可得到羧酸銨鹽,銨鹽熱解失水而生成酰胺。
64、羰基一般存在于醛基、羧基、酯基中,沒有太明顯的特征性質。
65、高中階段只需記住酮和醛中的羰基可以與氫氣發生加成反應,而羧基、酯基中的羰基不能與氫氣加成。
66、羰基就是碳氧雙鍵存在于醛,酮,羧酸,羧酸衍生物等官能團c=o2、根據所在的不同官能團,可以通過羥醛縮合反應,與氫氰酸、格氏試劑及醇的加成反應等來檢驗3、生活中常見的甲醛、乙醛、丙酮、乙酸(醋)等都含有羰基。
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