引入醛基的方法有哪些【引入醛基的方法有哪些,有机物中引入醛基的方法】
伯醇的催化氧化、乙炔与水加成可得乙醛、RCH=CHR被高锰酸钾氧化、RCHX2水解 。
羰基中的一个共价键跟氢原子相连而组成的一价原子团,叫做醛基 。醛基结构简式是-CHO,醛基是亲水基团 , 因此有醛基的有机物(如乙醛等)有一定的水溶性 。醛、糖醛、葡萄糖、麦芽糖等分子中都含有醛基 。
有机物中引入醛基的方法1、概念:羰基中的一个共价键跟氢原子相连而组成的一价原子团 , 叫做醛基,醛基结构简式是-CHO,醛基是亲水基团,因此有醛基的有机物(如乙醛等)有一定的水溶性 。
2、引入方法: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和反应,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) 。
(1)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 。
(2)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、氧化铬和重铬酸钾 。混合二氧化锰、氰化物、乙酸和甲醇可将醛转化成甲酯 。
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 。
(3)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sp杂化而与亲核试剂键合 , 氧原子则被质子化:
RCHO + Nu → RCH(Nu)ORCH(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 。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 。
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
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 。
文章插图
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