① 醛有哪些性质
醛是分子里由烃基跟醛基相连的化合物,醛类的通式是RCHO。饱和一元醛的通式为CnH2nO。乙醛分子式为C2H4O,结构简式为CH3CHO,官能团是醛基(-CHO)。在有机反应中,加氢或去氧的反应叫还原反应,乙醛催化加氢生成乙醇,发生在碳基C=O断开形成C-O单键,乙醛被还原;去氢或加氧的反应叫氧化反应,乙醛易被氧化成乙酸,在醛基C-H处断开,形成C-OH,乙醛被氧化。
醛类分子的结构特点是含有醛基。醛类催化加氢还原成醇,易为强氧化剂甚至弱氧化剂所氧化,醛基既有氧化性,又有还原性。
醛、酮分子中都含有羰基,均能还原成醇,但醇分子中的羟基在碳链上位置不同。酮分子中不含醛基,不能被银氨溶液和新制的Cu(OH)2氧化,因此,可用此来鉴别醛和酮。
甲醛与苯酚发生缩聚反应。甲醛发生银镜反应为:
HCHO + 4Ag(NH3)2OH CO2↑+ 8NH3 + 4Ag↓+3H2O
甲醛与苯酚发生缩聚反应生成酚醛树脂。
甲醛发生银镜反应为:HCHO + 4Ag(NH3)2OH———(条件:水浴加热)—— → CO2↑+ 8NH3 + 4Ag↓+3H2O 【现象:试管内壁出现光亮的银镜】
R-CHO + 2Ag(NH3)2OH —(条件:水浴50~60℃加热)→ R-COONH4 + 2Ag↓ + 3NH3 + H2O
与新制氢氧化铜(斐林试剂、班氏试剂、本尼迪特试剂)反应:【现象:出现砖红色沉淀】 R-CHO + 2Cu(OH)2 —(条件:加热)→R-COOH + Cu2O↓ + 2H2O
与溴水反应:R-CHO + Br2 + H2O —→ R-COOH + 2HBr
加成反应:R-CHO + H2 —(条件:镍做催化剂,加热)→ R-CH2-OH
2R-CHO+O2—(条件:铜或者银做催化剂,加热)→ 2R-COOH
醛类也可通过和高锰酸钾反应(条件:加热)得到羧酸,方程式高中不需掌握
② 醛的化学性质
醇的化学性质
醇的化学性质主要由羟基官能团所决定,同时也受到烃基的一定
影响,反应的部位有 C—OH,O—H,和C—H.
分子中的C—O键和O—H键都是极性键,因而醇分子中有两个反
应中心; 又由于受C—O键极性的影响,使得α—H具有一定的活性,
所以醇的反应都发生在这三个部位上.
2.与氢卤酸反应(制卤代烃的重要方法)
反应速度与氢卤酸的活性和醇的结构有关.
HX的反应活性: HI > HBr > HCl
醇的活性次序: 烯丙式醇 > 叔醇 > 仲醇 > 伯醇 > CH3OH
伯醇
仲醇
叔醇
卢卡斯试剂
室温下1小时也不反应
5分钟内出现混浊
立即发热,混浊或分层
卢卡斯(Lucas )试剂:浓HCl + 无水ZnCl2
可用于鉴别伯,仲,叔醇
与无机含氧酸的反应
(如:HNO3, HNO2, H2SO4, H3PO4等)
甘油三硝酸酯
(可用作缓解心绞痛药物)
3. 酯化反应
另外,磷酸以酯的形式广泛存在于机体中,如:核酸,磷脂和ATP中
都有磷酸酯结构;体内的某些代谢过程是通过具有磷酸酯结构的中间体
来完成的.
4. 氧化反应
常用氧化剂: K2Cr2O7, KMnO4等.
仲醇:
叔醇:在该条件下不被氧化.
(因 -碳上没有氢原子)
伯醇:
5,脱水反应
醇与催化剂共热即发生脱水反应,随反应条件而异可发生分子内或分子间的脱水反应.
醇的脱水反应活性: 3°R-OH > 2°R-OH > 1°R-OH
主要生成札依采夫烯(即主要产物是双键碳上连有
最多烃基的烯烃)
③ 醛的化学性质
物理性质醛的性质大不相同,其具体性质取决于醛的分子大小。小分子的醛类大多易溶于水,如:甲醛,乙醛。挥发性醛大多具有刺激性气味。醛的降解可通过自身氧化来完成。 还原反应CH3CHO+H2---CH3CH2OH 氧化反应甲酰基还易被氧化成相应的羧酸(-COOH)。工业中最常用的氧化剂是空气或氧气。实验室条件下,常用的氧化试剂包括:高锰酸钾、硝酸、氧化铬和重铬酸。 2CH3CHO+O2=2CH3COOH银镜反应,该反应中,醛与Tollens试剂混合(其制备方法为:滴加氢氧化钠溶液至硝酸银溶液中,得到析出的氧化银,而后滴加足量的氨水溶液以溶解析出的固体,并形成[Ag(NH3)2]络合物)。此反应过程不会影响碳碳双键。取名“银镜反应”是由于形成的氧化银能够转化为银镜,从而鉴定醛基结构。 希望对你有所帮助,满意请采纳,亲!欢迎追问!
④ 醛的化学性质
醛的通式为R-CHO,-CHO为醛基。
醛基是羰基(-CO-)和一个氢连接而成的基团。
重要反应
银镜反应:
R-CHO
+
2Ag(NH3)2OH
—(条件:水浴60℃加热)→
R-COONH4
+
2Ag↓
+
3NH3↑
+
H2O
与新制氢氧化铜(斐林试剂、班氏试剂)反应:
R-CHO
+
2Cu(OH)2
—(条件:加热)→R-COOH
+
Cu2O↓
+
2H2O
加成反应:
R-CHO
+
H2
—(条件:镍做催化剂,加热)→
R-CH2-OH
⑤ 醛的结构有什么特点还有化学性质。
醛:分子中由烃基跟醛基相连而构成的化合物。
醛的通式为R-CHO,-CHO为醛基。
醛基是羰基(-CO-)和一个氢连接而成的基团。
醛类分子的结构特点是含有醛基。醛类催化加氢还原成醇,易为强氧化剂甚至弱氧化剂所氧化,醛基既有氧化性,又有还原性。
重要反应
甲醛与苯酚发生缩聚反应生成酚醛树脂
银镜反应:【现象:试管内壁出现光亮的银镜】
与新制氢氧化铜(斐林试剂、班氏试剂、本尼迪特试剂)反应:【现象:出现砖红色沉淀】
与溴水反应
加成反应
⑥ 醛详细资料大全
分子中含有-CHO(醛基)的化合物称为醛,通式为RCHO。R-可以不是烃基,比如羟基乙醛的R-是HOCH2-;R-也可以是烃基,比如烷基、烯基、芳香基或环烷基。依醛基的数目又可分为一元醛和多元醛。低级醛为液体,高级醛为固体,只有甲醛是气体。醛的化学性质非常活泼,能与亚硫酸氢钠、氢、氨等起加成反应,并易被弱氧化剂氧化成相应的羧酸。醛的用途很广,甲醛蒸气可消毒空气,甲醛溶液可用于生物标本的防腐等,脂肪醛类一般具有麻醉、催眠作用,如水合氯醛是早期的合成催眠药。
基本介绍
- 中文名 :醛
- 英文名 :aldehyde
- 化学式 :RCHO
- 套用 :香水,香料
- 还原性 :强
- 组成 :-CHO(醛基)和R-(R-可以不是烃基)
- 合成 :氢甲酰化反应
- 性质 :活泼
- 命名 :普通命名法
- 举例 :甲醛,乙醛
- 鉴定 :光谱
- 学科 :化学
简介,结构,命名,合成,定性分析,物理性质,化学性质,分类,按烃基分,按官能团分,按饱和程度分,常见反应,还原反应,氧化反应,亲核加成反应,氧亲核试剂,氮亲核试剂,碳亲核试剂,套用与发现,甲醛危害,
简介
结构
醛的通式为RCHO,-CHO为醛基。(R-可以不是烃基,但是与-CHO中的C原子直接相连的R-中的原子不能是O原子,否则就是甲酸或酯类)。醛类的通式是
RCHO 。饱和一元醛的通式为
CnH2nO 。乙醛分子式为
C2H4O ,结构简式为
CH3CHO ,官能团是醛基(
-CHO )醛基是羰基(-CO-)和一个H原子连线而成的基团。 醛类分子的结构特点是含有醛基。醛类催化加氢还原成醇,易为强氧化剂甚至弱氧化剂所氧化,醛基既有氧化性,又有还原性。 醛、酮分子中都含有羰基,均能还原成醇,但醇分子中的羟基在碳链上位置不同。酮分子中不含醛基,不能被银氨溶液和新制的Cu(OH)2氧化,因此,可用此来鉴别醛和酮。 醛基属sp-杂化体,其碳平面中心通过一个双键连线氧原子另外一个单键连线氢原子,此处碳-氢键不存在酸性。由于醛可发生互变异构形成烯醇式,因此醛羰基的α氢具有一定的酸性,其pKa约为17左右,比普通的烷烃化合物的C-H键pKa=45左右强的多, 这是由于:
- 甲酰基中心的吸电子效应;
- 醛的共轭碱,即烯醇的负离子能离域负电荷;
而第一点可以得到一个相关结论:醛基是有极性的,氧原子是碳氧键中的负偶极,将碳原子的电子扯向氧原子。 醛基(除甲醛外),可发生酮式或烯醇式互变(互变异构)。酮-烯醇互变异构可通过酸或碱催化引发。通常烯醇形态比例较少,但反应活性更强。
命名
简单的醛常用普通命名法。芳香醛中芳基可作为取代基来命名。 多元醛命名时,应选取含醛基尽可能多的碳链作主链,并标明醛基的位置和醛基的数目。不饱和醛的命名除醛基的编号应尽可能小以外,还要表示出不饱和键所在的位置。许多天然醛都有俗名,例如,肉桂醛(cinnamaldehyde),茴香醛(anisaldehyde),视黄醛等(retinal)。
合成
许多反应都可进行醛的合成,但其中最主要的方法是:氢甲酰化反应。这里以丙烯酰化制备丁醛为例: H2 + CO + CH3CH=CH2 → CH3CH2CH2CHO 氧化方法 醛的另外一个重要合成方法是通过醇氧化。工业中,甲醛的大量合成即通过氧化甲醇获得。而过程中氧气被选为氧化剂,因为氧气属“绿色”试剂且廉价易得。实验室中则使用了更为多样的氧化剂,其中最普遍的属:铬(VI)试剂。氧化反应可通过醇和酸性重铬酸钾溶液共热制备,而过量的重铬酸能氧化醛到羧酸形态。因此,形成醛之后就必须立即减压蒸馏出反应体系,或使用更温和的试剂,如:吡啶重铬酸盐(PCC)制备醛,从而不用担心其过分氧化为酸。 醇氧化为醛,在不受控制的氧化剂条件下继续氧化为酸 [O] + CH3(CH2)9OH → CH3(CH2)8CHO + H2O 此外氧化伯醇制备醛还可使用更为温和的条件,如:IBX、Dess-Martin过氧碘试剂、Swern氧化、TEMPO、或Oppenauer氧化。 在工业中还有一种常用的方法:Wacker法, 其操作让乙烯在铜和钯催化剂下氧化成乙醛。
定性分析
醛可通过斐林试液或多伦试液进行鉴定。斐林试液为硫酸铜(Cu2+)与酒石酸钾钠盐的碱性(NaOH)溶液,铜离子可被醛还原产生红色的氧化亚铜沉淀: 离子方程式: R-CHO + 2Cu2+ + 5OH? → R-COO? + Cu2O↓ + 3H2O 多伦试液为硝酸银的氨水溶液。当与醛共热,其二氨合银络离子会被醛还原而形成银单质析出,附于试管壁呈银镜,此反应也因此称为银镜反应:
化学方程式: R-CHO + 2[Ag(NH3)2]OH → R-COONH4 +2Ag↓ + 3NH3 + H2O 离子方程式: R-CHO + 2Ag(NH3)2+ + 2OH? → R-COO? +NH4+ +2Ag↓ + 3NH3 + H2O
物理性质
常温下,除甲醛为气体外,分子中含有12个碳原子以下的脂肪醛为液体,高级的醛为固体;而芳香醛为液体或固体。低级的脂肪醛具有强烈的 *** 性气味,分子中含有9个碳原子和分子中含有10个碳原子的醛具有花果香味,因此常用于香料工业。 由于羰基的极性,因此醛的沸点比相对分子质量相近的烃类及醚类高。但由于羰基分子间不能形成氢键,因此沸点较相应的醇低。 因为醛的羰基可以与水中的氢形成氢键,故低级的醛可以溶于水;但芳醛一般难溶于水。
化学性质
在有机反应中,加氢或去氧的反应叫还原反应,乙醛催化加氢生成乙醇,发生在羰(读tang,一声)基(即含
C=O 结构),
C=O 中的π键断开形成
C-O 单键(碳氧双键中,一个为π键,一个为σ键,π键较为活泼,易断裂;σ键相对而言较稳定),乙醛被还原;去氢或加氧的反应叫氧化反应,乙醛易被氧化成乙酸,在醛基
C-H 处断开,形成
C-OH ,乙醛被氧化。 醛通常具有较强的还原性与一定的氧化性。 甲醛发生银镜反应为:HCHO + 4Ag(NH3)2OH———(条件:水浴加热)—— → CO2↑+ 8NH3 + 4Ag↓+3H2O 【现象:试管内壁出现光亮的银镜】 R-CHO + 2Ag(NH3)2OH —(条件:水浴50~60℃加热)→ R-COONH4 + 2Ag↓ + 3NH3 + H2O 与新制氢氧化铜(斐林试剂、班氏试剂、本尼迪特试剂)反应:【现象:出现砖红色沉淀】 R-CHO + 2Cu(OH)2 —(条件:加热)→R-COOH + Cu2O↓ + 2H2O 与溴水反应:R-CHO + Br2 + H2O —→ R-COOH + 2HBr 加成反应:R-CHO + H2 —(条件:镍做催化剂,加热)→ R-CH2-OH 2R-CHO+O2—(条件:铜或者银做催化剂,加热)→ 2R-COOH 醛类也可通过和高锰酸钾反应(条件:加热)得到羧酸。 醛类可以发生银镜反应. 甲醛与苯酚发生缩聚反应生成酚醛树脂。
反应规律 醛基是带有极性的,氧原子是碳氧键中的负极,将碳原子的电子扯向氧原子。由于醛的结构特点,在羰基中的π键极化,使得氧原子上带部分负电荷,而碳原子上带部分正电荷。在反应中,分子中的碳氧双键很容易被带有负电荷的试剂,即亲核试剂进攻,并发生反应。 此外,受羰基的影响,与羰基直接相连的碳原子上的氢原子很活泼,能发生一系列反应。因此羰基的亲核加成和相邻氢原子的活泼性是醛的主要反应。
分类
按烃基分
醛可分为脂肪醛、酯环醛、芳香醛和萜(tiē)烯醛。 脂肪醛是指分子中碳原子连线成链状的一种醛,呈开链状。脂环醛是指分子中碳原子连线成闭合的碳环。芳香醛的羰基直接连在芳香环上。萜烯醛是萜类化合物的一个分支。 1、脂肪族化合物是指分子中碳原子间相互结合而成的碳链,不成环状。脂肪醛是脂肪族化合物的一种分类。 常见的无环脂肪醛有:辛醛、壬醛、癸醛、十一醛、月桂醛(十二醛)、十三醛、肉豆蔻醛(十四醛)、甲基己基乙醛、甲基辛基乙醛、甲基壬基乙醛、三甲基己醛、四甲基己醛、反-2-己烯醛、2-壬烯醛、反-4-癸烯醛、十一烯醛、壬二烯醛等。 2、脂环族化合物可看作是由开链族化合物连线闭合成环而得。脂环醛是脂环族化合物的一种分类。 常见的脂环醛有:女贞醛、艾薇醛、异环柠檬醛、柑青醛、甲基柑青醛、新铃兰醛等。 3、芳香醛的羰基直接连在芳香环上,这类醛可以看成是苯的衍生物。 常见的芳香醛有:苯甲醛、苯乙醛、苯丙醛、桂醛、铃兰醛、香兰素、乙基香兰素等。 4、萜烯醛是指萜类化合物的一种分类,萜类化合物是指具有(C5H8)n通式以及其含氧和不同饱和程度的衍生物。 常见的萜烯醛有:柠檬醛、香茅醛、羟基香茅醛、紫苏醛、三甲基庚烯醛等。
按官能团分
醛可以分为一元醛、二元醛和多元醛。
按饱和程度分
醛可以分为,饱和醛,不饱和醛。
常见反应
醛具有很高的反应活性,参与了众多反应。从工业角度来看,重要的反应大多数是缩合反应,如:制备可塑剂和多羟基化合物、还原反应制备醇(尤其羰基醇类)。从生物角度,重要的反应主要包括:制备亚胺的反应,即甲酰基的亲核加成反应,如:氧化去胺反应、半缩醛结构(醛糖)。
还原反应
甲酰基易被还原为伯醇(-CH2OH)。这种典型转化使用了催化氢化,或直接的转移氢化进行。 醛在酸性环境下被锌汞齐还原成亚甲基。
氧化反应
甲酰基还易被氧化成相应的羧酸(-COOH)。工业中最常用的氧化剂是空气或氧气。实验室条件下,常用的氧化试剂包括:高锰酸钾、硝酸、氧化铬和重铬酸。混合二氧化锰、氰化物、乙酸和甲醇可将醛转化成甲酯。[7] 还有一种氧化反应基于银镜反应,该反应中,醛与Tollens试剂混合(其制备方法为:滴加氢氧化钠溶液至硝酸银溶液中,得到析出的氧化银,而后滴加足量的氨水溶液以溶解析出的固体,并形成[Ag(NH3)2]+络合物)。此反应过程不会影响碳碳双键。取名“银镜反应”是由于形成的氧化银能够转化为银镜,从而鉴定醛基结构。 若醛不能够转化为烯醇式(没有α-H,如:苯甲醛),加入碱后可发生Cannizzaro反应。该反应机理即:歧化现象,反应最后产生自身氧化还原所形成的醇与酸。
亲核加成反应
亲核试剂易与羰基发生反应。在反应过程中,羰基碳发生sp3杂化而与亲核试剂键合,氧原子则被质子化: RCHO + Nu- → RCH(Nu)O- RCH(Nu)O- + H+ → RCH(Nu)OH 通常一个水分子在加成发生时会被脱除,这种反应称为:加成-消除或加成-缩和反应【脱水反应】。以下是几个亲核加成反应的变化:
氧亲核试剂
在缩醛化反应中,在酸或碱催化下,醇分子进攻羰基,质子转移后形成半缩醛。酸性条件下, 半缩醛与另外一个醇继续反应得到缩醛和一分子水。除环状半缩醛,如:葡萄糖可以稳定存外,其他简单的半缩醛通常不稳定。而相比缩醛就稳定的多,只有酸性条件下会转化为相应的醛。醛还可与水反应形成水合物(R-C(H)(OH)(OH))。这些二醇分子在很强的吸电子基团存在下比较稳定,如:三氯乙醛,其稳定的机理被证实与半缩醛形态有关。 葡萄糖(醛式)转变为半缩醛式。
氮亲核试剂
在烷基氨化-去氧-双取代反应中,一级与二级胺进攻羰基,质子从氮原子转移至氧原子上,形成碳氮化合物。当底物为伯胺,一水分子可在该过程中消除,并形成亚胺,该反应通常由酸进行催化。此外羟氨(NH2OH)也可与醛基反应,所形成产物称为:肟;当亲核试剂是氨的衍生物(H2NNR2),如肼(H2NNH2)则形成了肼化合物,如:2,4-二硝基苯肼,其脱水后形成的化合物为:腙。该反应常用于鉴定醛酮。 醛转化为肟与腙
碳亲核试剂
氢氰酸中的氰基可进攻羰基,形成氰醇(R-C(H)(OH)(CN))。在格氏反应中,格氏试剂进攻羰基,形成了格氏基团取代的醇。相类似的反应还有:Barbier反应和Nozaki-Hiyama-Kishi反应。在有机锡加成反应中,锡试剂取代了镁试剂参与该反应。 在羟醛缩和反应中,酮、酯、酰胺、羧酸的金属烯醇式也可进攻醛形成:β-羟基羰基化合物,即:羟醛。酸或碱催化的脱水反应能继续让上述化合物发生脱水反应,形成α,β-不饱和羰基化合物,以上两步反应即熟知的:羟醛缩和反应。当亲核基团替代为烯烃或炔烃进攻羰基,称为:Prins反应,该反应产物因不同反应条件与底物而改变。
套用与发现
重要的醛和相关化合物。从左至右:甲醛和三聚甲醛,乙醛与其烯醇式,葡萄糖(吡喃糖),食用香精肉桂醛和维生素维生素B6。 天然产物中的醛 精油中发现了许多痕量的醛类,这都由于它们具有芳香气味,如:肉桂醛、芫荽醛和香草醛。可能由于甲酰基的高活泼性,醛基在天然产物(胺基酸、核酸、油脂)中较少见。大多数的糖类是醛的衍生物,这些“醛糖”普遍以半缩醛形式存在,少数一些以醛形式存在,如水溶液中的葡萄糖有很小的一部分以醛形式存在。
甲醛危害
城市居民在经历了“煤烟型”、“光化学烟雾型”污染后,现已进入以“室内空气污染”为特点的第3次污染时期,其主角是甲醛。甲醛是一种无色易溶的 *** 性气体,长时间吸入甲醛气体,可损伤肝脏、肾脏、血液系统、消化系统、呼吸系统、中枢神经系统和免疫系统,妇女、孕妇长时间接触低浓度甲醛气体,能导致月经紊乱、胎儿畸形、新生儿免疫力降低、体质下降,智力发育产生障碍。此外,甲醛还有致畸、致癌作用。长期接触甲醛的人,可引起染色体突变,鼻腔、口腔、鼻咽、咽喉、皮肤和消化道的癌症,甚至抑制骨髓造血功能,引发再生障碍性贫血。