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  • 含醛基的化合物的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)

    含醛基的化合物的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)
    化學(xué)人氣:799 ℃時間:2020-05-04 15:55:42
    優(yōu)質(zhì)解答
    檢驗方法
    1.銀氨溶液水浴加熱
    硝酸銀與氨水生成的銀氨溶液中含有Ag(NH3)2OH(氫氧化二氨合銀),這是一種弱氧化劑,在堿性條件下能把乙醛氧化成乙酸,乙酸又與氨反應(yīng)生成乙酸銨,而Ag被還原成金屬銀:
    CH3CHO+2Ag(NH3)2OH→CH3COONH4+2Ag↓+3NH3+H2O
    注意事項:(1)試管內(nèi)壁必須潔凈
    (2)銀氨溶液隨用隨配不可久置
    (3)水浴加熱,不可用酒精燈直接加熱
    (4)乙醛用量不宜太多,一般加3滴
    (5)銀鏡可用稀HNO3浸泡洗滌除去
    加熱還原生成的銀附著在試管壁上,形成銀鏡,所以,這個反應(yīng)也叫銀鏡反應(yīng).
    2.Cu(OH)2懸濁液加熱
    溶液中有磚紅色沉淀產(chǎn)生.該紅色沉淀是Cu2O,它是由反應(yīng)中生成的Cu(OH)2被乙醛還原產(chǎn)生的:
    CH3CHO+2Cu(OH)2→CH3COOH+Cu2O↓+2H2O
    注意事項:(1)新制2Cu(OH)2懸濁液要隨用隨配、不可久置
    (2)配制新制Cu(OH)2懸濁液時,所用NaOH溶液必須過量
    (3)反應(yīng)液必須直接加熱至沸騰
    3物理性質(zhì)
    醛的性質(zhì)大不相同,其具體性質(zhì)取決于醛的分子大小.小分子的醛類大多易溶于水,如:甲醛,乙醛.揮發(fā)性醛大多具有刺激性氣味.醛的降解可通過自身氧化來完成.
    工業(yè)中有兩種醛非常重要:甲醛和乙醛.它們有復(fù)雜的化學(xué)特性,因為兩者都具有形成低聚物或多聚物的傾向.它們還可發(fā)生水合,形成偕二醇.多聚物與低聚物和其母體醛分子存在著化學(xué)平衡.
    醛易于通過光譜方法來進(jìn)行鑒定,如:紅外光譜,醛的νCO鍵吸收一般出現(xiàn)在1700 左右.而在H NMR譜中,醛基氫的位置一般在δ9左右,該信號屬醛基氫的特征信號.
    常見反應(yīng)
    醛具有很高的反應(yīng)活性,參與了眾多反應(yīng).從工業(yè)角度來看,重要的反應(yīng)大多數(shù)是縮和反應(yīng),如:制備可塑劑和多羥基化合物、還原反應(yīng)制備醇(尤其羰基醇類).從生物角度,重要的反應(yīng)主要包括:制備亞胺的反應(yīng),即甲酰基的親核加成反應(yīng),如:氧化去胺反應(yīng)、半縮醛結(jié)構(gòu)(醛糖).
    4化學(xué)反應(yīng)
    還原反應(yīng)
    主條目:醛的還原
    甲?;妆贿€原為伯醇(-CH2OH).這種典型轉(zhuǎn)化使用了催化氫化,或直接的轉(zhuǎn)移氫化進(jìn)行.
    氧化反應(yīng)
    甲?;€易被氧化成相應(yīng)的羧酸(-COOH).工業(yè)中最常用的氧化劑是空氣或氧氣.實驗室條件下,常用的氧化試劑包括:高錳酸鉀、硝酸、氧化鉻和重鉻酸.混合二氧化錳、氰化物、乙酸和甲醇可將醛轉(zhuǎn)化成甲酯.
    還有一種氧化反應(yīng)基于銀鏡反應(yīng),該反應(yīng)中,醛與Tollens試劑混合(其制備方法為:滴加氫氧化鈉溶液至硝酸銀溶液中,得到析出的氧化銀,而后滴加足量的氨水溶液以溶解析出的固體,并形成[Ag(NH3)2]絡(luò)合物).此反應(yīng)過程不會影響碳碳雙鍵.取名“銀鏡反應(yīng)”是由于形成的氧化銀能夠轉(zhuǎn)化為銀鏡,從而鑒定醛基結(jié)構(gòu).
    若醛不能夠轉(zhuǎn)化為烯醇式(沒有α-H,如:苯甲醛),加入堿后可發(fā)生Cannizzaro反應(yīng).該反應(yīng)機(jī)理即:歧化現(xiàn)象,反應(yīng)最后產(chǎn)生自身氧化還原所形成的醇與酸.
    加成反應(yīng)
    親核試劑易與羰基發(fā)生反應(yīng).在反應(yīng)過程中,羰基碳發(fā)生sp雜化而與親核試劑鍵合,氧原子則被質(zhì)子化:
    RCHO + Nu → RCH(Nu)ORCH(Nu)O + H → RCH(Nu)OH
    通常一個水分子在加成發(fā)生時會被脫除,這種反應(yīng)稱為:加成-消除或加成-縮和反應(yīng).以下是幾個親核加成反應(yīng)的變化:
    氧親核試劑
    在縮醛化反應(yīng)中,在酸或堿催化下,醇分子進(jìn)攻羰基,質(zhì)子轉(zhuǎn)移后形成半縮醛.酸性條件下,半縮醛與另外一個醇繼續(xù)反應(yīng)得到縮醛和一分子水.除環(huán)狀半縮醛,如:葡萄糖可以穩(wěn)定存外,其他簡單的半縮醛通常不穩(wěn)定.而相比縮醛就穩(wěn)定的多,只有酸性條件下會轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的醛.醛還可與水反應(yīng)形成水合物(R-C(H)(OH)(OH)).這些二醇分子在很強(qiáng)的吸電子基團(tuán)存在下比較穩(wěn)定,如:三氯乙醛,其穩(wěn)定的機(jī)理被證實與半縮醛形態(tài)有關(guān).
    葡萄糖(醛式)轉(zhuǎn)變?yōu)榘肟s醛式.
    氮親核試劑
    在烷基氨化-去氧-雙取代反應(yīng)中,一級與二級胺進(jìn)攻羰基,質(zhì)子從氮原子轉(zhuǎn)移至氧原子上,形成碳氮化合物.當(dāng)?shù)孜餅椴?一水分子可在該過程中消除,并形成亞胺,該反應(yīng)通常由酸進(jìn)行催化.此外羥氨(NH2OH)也可與醛基反應(yīng),所形成產(chǎn)物稱為:肟;當(dāng)親核試劑是氨的衍生物(H2NNR2),如肼(H2NNH2)則形成了肼化合物,如:2,4-二硝基苯肼,其脫水后形成的化合物為:腙.該反應(yīng)常用于鑒定醛酮.
    醛轉(zhuǎn)化為肟與腙
    碳親核試劑
    氫氰酸中的氰基可進(jìn)攻羰基,形成氰醇(R-C(H)(OH)(CN)).在格氏反應(yīng)中,格氏試劑進(jìn)攻羰基,形成了格氏基團(tuán)取代的醇.相類似的反應(yīng)還有:Barbier反應(yīng)和Nozaki-Hiyama-Kishi反應(yīng).在有機(jī)錫加成反應(yīng)中,錫試劑取代了鎂試劑參與該反應(yīng).
    在羥醛縮和反應(yīng)中,酮、酯、酰胺、羧酸的金屬烯醇式也可進(jìn)攻醛形成:β-羥基羰基化合物,即:羥醛.酸或堿催化的脫水反應(yīng)能繼續(xù)讓上述化合物發(fā)生脫水反應(yīng),形成α,β-不飽和羰基化合物,以上兩步反應(yīng)即熟知的:羥醛縮和反應(yīng).當(dāng)親核基團(tuán)替代為烯烴或炔烴進(jìn)攻羰基,稱為:Prins反應(yīng),該反應(yīng)產(chǎn)物因不同反應(yīng)條件與底物而改變.
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