醛和酮
醛与酮:14种相同机理的反应
最后更新:2022年9月25日|
醛酮七个关键反应的简单两步模式
“反应太多了!”我记不住所有的机制!!”- - -苦恼的有机化学学生
是的，有很多反应，特别是在第二学期的有机化学课上。但在这方面有一个好消息:在这些反应中有大量的重复。
例如，如果我告诉你有一个简单的两步模式七种不同的反应每个都适用于醛和酮?通过学习这个键模式，你就会知道7 × 2 =的机制14种不同的反应．
这很有用，对吧?继续读下去!
目录
- 醛酮加成反应的“两步”模式
- 醛酮加成反应“两步”模式背后的一般机制
- 一个表显示如何“两步”机制是应用于醛与格氏，有机锂，NaBH4, LiAlH4，氰化物离子，氢氧根离子，和醇氧离子的反应
- 所以你想要详细描述这七种反应的机理?好吧
- 醛酮的格氏反应:机理
- 有机锂试剂加入醛:机理
- 硼氢化钠还原醛和酮的机理研究
- 用LiAlH还原醛和酮4:机制
- 醛酮氰化物离子的加成机理
- 氢氧根离子加入醛形成水合物(“二元醇”):机理
- 醇氧与醛和酮的加成形成半缩醛:机理
- 总结:醛酮加成反应的简单两步模式
- 测试你自己!
1.醛酮加成反应的“两步”模式
这两个步骤如下:
就是这样。
这是反应的一般情况。我画了一个醛但我在这里说的一切也适用于酮。
注意。什么样的键会形成，什么样的键会断裂?
希望你们能看到一个C-O (π)键被打破，一个C-Nu键被形成，一个O-H键也被形成。
我们绘制的任何机制都必须考虑到这些债券形成和破裂的事件。
- 第一步是a的加法亲核试剂变成亲电的羰基碳。这形成C-Nu，破坏C-O (π)，产生一个带负电的氧。
- 第二步是加酸(“质子化”)，形成O-H键。这通常是在与亲核试剂是完整的-否则酸会破坏亲核试剂，有时以暴力的方式(如LiAlH4是不你会想把它和酸放在一起)。
2.醛酮加成反应“两步”模式背后的一般机制
这是一般的机理。首先是加法亲核试剂，其次是产物的质子化醇盐．
这就是一般的例子。现在让我们来讨论具体问题。
3.一个表显示如何“两步”机制是应用于醛与格氏，有机锂，NaBH4, LiAlH4，氰化物离子，氢氧根离子，和醇氧离子的反应
这两步模式是以下七个反应的背后:
同样的，尽管这里画的是醛，这个反应同样适用于酮。所以这代表了14个反应通过这个两步机制进行。
这些类型的机制模式有点像好莱坞电影:只有这么多不同类型的情节元素，而且它们是重复的。如果你熟悉《英雄之旅》，你就会发现许多相似之处《星球大战:新希望》而且快乐吉尔摩尽管后者表面上讲的是一个冰球打手变成职业高尔夫球手的故事。同样地，你在有机化学中学到的离散机械步骤的数量可以用你的手指和脚趾数出来。
希望这对你有用。
4.所以你想要详细描述这七种反应的机理?好吧
等待。你想要的细节？比如，把每个反应单独写出来，一个一般的例子，一个具体的例子，然后是一个机理?
这听起来有点过头了。但这是MOC。过度杀戮是我们在这里所做的。
这是对这七种反应的单独处理。
5.醛酮的格氏反应:机理
格氏反应是将有机镁化合物加到羰基物种。回想一下，碳的电负性显著高于镁(2.5)，所以部分负电荷在碳上。在这个例子中，我使用了R-MgBr，尽管其他卤化物(Cl, I)也可以。同样，在酸的反应步骤中，我给H展示了一个阴离子3.O+，这通常是不必要的，但我喜欢平衡电荷，这样你就能看到所有的副产物。
6.有机锂试剂加入醛:机理
就我们的目的而言，本质上和醛酮的格氏反应一样。
7.硼氢化钠还原醛和酮的机理研究
在硼氢化物阴离子(BH4- - - - - -)重要的是要记住氢的电负性(2.2)比硼的电负性(2.0)高。这就意味着，虽然硼带负电荷，但硼的电子部分费用都在氢上。因此，它是氢这就像亲核试剂[技术上讲，“氢化物”(H- - - - - -)]。
机械模式是一样的——加成羰基碳，然后是氧的质子化。
在实践中，减少与NaBH4通常以甲醇为溶剂在低温下运行，随后的检查步骤是添加一种温和的酸，如NH4氯，以确保完全质子化醇盐．
8.用LiAlH还原醛和酮4:机制
我上面所说的关于NaBH4适用于LiAlH4它也是亲核氢化物的来源。在纸上,NaBH4和LiAlH4是否同样有效地减少an醛或酮到一个酒精．在实践中，LiAlH4是否有更强的还原剂也能还原酯类从羧酸到醇。NaBH4不会。用LiAlH4还原an醛或酮就像用大锤打死一只苍蝇。
9.醛酮氰化物离子的加成机理
加入氰化物离子(CN- - - - - -)到醛和酮的反应会导致a氰醇．理论上，这也遵循了加成-质子化的两步顺序，尽管实际上该反应可以在质子源(如H)存在的情况下进行2O;与格氏氢化物和一些氢化物不同，氰化物离子只是弱碱性的，不会被质子化不可逆转地破坏。[然而，在实际操作中，必须注意不要将pH值降低太多;这可能会导致致命的HCN气体的形成。］
一个相关的过程斯特合成对氨基酸的作用，始于亚胺中加入氰化物离子。
10.氢氧根离子加入醛形成水合物(“二元醇”):机理
氢氧根离子与醛或酮结合形成水合物，其形成机理也遵循两步模式。在实践中，这并不涉及一个单独的检查步骤;氢氧根离子至少要与一些水作为共溶剂。
然而，关于水合物，有一件事需要知道;它们不容易被分离，除非羰基与吸电子基团相邻，如水合氯醛(固体)
11.醇氧与醛和酮的加成形成半缩醛:机理
最后一个例子。在醛和酮中加入醇氧化合物会形成a半缩醛．
12.总结:醛酮加成反应的简单两步模式
可能没有人读到这里，但我想提醒那些还在的人把反应分解成形成/打破关系的关键步骤并注意它们是如何形成模式的。它们为你节省了很多工作!
笔记
测试你自己!
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和往常一样，这篇文章很棒，但在几个细节上有一个小问题:
-在第二种情况下，泛型Nu突然变成甲基;请保持一般的反应;
-在附录部分，在一些一般反应中，亲核试剂没有用蓝色表示，有一种情况(反应1)当产物中有两个R(可以表示两个不同的基团);参见反应1、3、4、5(在最后一个例子中也是如此)。
非常感谢。我希望我能付你钱。
和往常一样，这篇文章很棒，但在一些细节上有一点小问题
谢谢。你能说得更具体一点吗?
我真的很困惑如何形成醛和酮反应的产物。这篇文章对我帮助很大。非常感谢!
我真的很高兴这对梵语有帮助。
为什么氢氧根离子也不能发生缩合?
这篇文章是关于一个简单的反应模式。
优秀的文章。我将把这个分享给我的学生，他在休息了50年之后重新学习有机!他50年前就把他的方法记住了，这一次我们要去理解。我真的很喜欢你的工作
谢谢郁金香!非常感谢!
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这东西对我的学习帮助很大。你的作品聪明而简单。继续前进。
很高兴你觉得有帮助，Vidhu。
这个网站很有用。非常感谢。特别是有机化学
如果它被用于实验室工作(仅用于机械装置)，它如何能够定位呢?
这些工作人员真的帮助我认识到我在醛酮化学方面的潜力，我希望我能给你报酬。非常感谢，愿上帝保佑你。
在醇氧化合物的例子中，反应不会继续生成缩醛和酮吗?不管怎样，这是个好帖子;MOC帮了大忙。
形成缩醛和酮需要酸催化。碱的问题在于离去基必须是O(2-)这是个糟糕的离去基。
好的，所以我们需要酸来催化反应这样它就变成了OH，然后它就被质子化，脱离了分子。这不会发生在碱上，我知道。但你的机理表明是酸的作用，所以不会是缩醛的形式吗?
好问题!“检查”通常是一个简短的室温酸处理，足以中和存在的任何强碱。然而，为了完全形成缩醛，你必须在过量酒精的存在下用酸加热，并隔离生成缩醛过程中形成的水。所以反应条件有很大不同。
非常感谢，我刚刚在这里快速修改了我的rexns。干杯!
这帮助我快速记住了大部分的反应，惊人的网站