醛、酮、醌--　醛和酮

 

第十五章　醛、酮、醌

　　醛、酮和醌的分子构造中都含有相同的官能团―羰基 ，因而统称为羰基化合物。它们在性质上有很多相似的地方。许多醛和酮是重要的工业原料，有些是香料或重要药物。

第一节　醛和酮

一、醛和酮的构造

　　羰基与一个氢原子和一个烃基相连的化合物叫做醛（甲醛例外，它的，羰基与两个氢原子相连），可用通式表示 。 ”称为醛基，是醛的官能团，可简写为-CHO，它位于碳链的一端。

　　羰基与两个烃基相连的化合物叫做酮，可用通式 表示。酮的官能团 称为酮基，位于碳链中间。在一元酮中，两个烃基相同的叫单酮，两个烃基不同的叫做混酮。

　　羰基中的碳原子为sp ² 杂化，其中一个sp ² 杂化轨道与氧原子的一个p轨道按轴向重叠形成σ键；碳原子未参与杂化的p轨道与氧原子的另一个p轨道平行重叠形成π键。因此，羰基碳氧双键是由一个σ键和一个π键组成的。

由于氧原子的电负性比碳原子大，因此羰基中π电了云偏向于氧原子一边，使羰基碳原子带有部分正电荷，而氧原子则带有部分负电荷。羰基的极化情况可表示如下：

二、醛和酮的命名

（一）普通命名法

简单的脂肪醛按分子中的碳原子的数目，称为某醛。例如：

简单的酮可按羰基所连接的两上烃基命名。例如：

（二）系统命名法

对构造比较复杂的醛、酮则用系统命名法命名。命名时先选择包括羰基碳原子在内的最长碳链作主链，称为某醛或某酮。从醛基一端或从靠近酮基一端开始把主链中碳原子编号。由于醛基一定在碳链的链端，故不必用数字标明其位置，但酮基的位置必须标明，写在酮名的前面。主链上如有支链或取代基，应标明位次，把它的位次（按次序规则）、数目、名称写在某醛、某酮的前面。主链中碳原子的编号也可以用希腊字母表示，即把与羰基碳直接相连的碳原子用α表示，其它碳原子依次为β，γ…

命名不饱和醛、酮则需标出不饱和键和羰基的位置。

多元醛、酮命名时，同样选择包括羰基碳原子在内的最长碳链作为主链，编号时使羰基位置数字最小，同时加上用汉字数字表示的羰基数目。

芳香醛、酮的命名，是以脂肪醛、酮为母体，芳香烃基作为取代基。

三、醛、酮的物理性质

在常温下，除甲醛是气体外，12个碳原子以下的脂肪醛、酮都是液体，高级脂肪醛、酮和芳香酮多为固体。

由于醛或酮分子之间不能形成氢键，没有缔合现象，故它们的沸点比相对分子质量相近的醇低。但由于羰基的极性，增加了分子间的引力，因此沸点较相应的烷烃高。如表15-1所示。

表15－1　相对分子质量相近的烷、醇、醛、酮的沸点

名称 正戊烷 正丁醇 丁醛 丁酮 相对分子质量 72 74 72 72 沸点/℃ 36.1 117.7 74.7 79.6

醛、酮羰基上的氧可以与水分子中的氢形成氢键，因而低级醛、酮（如甲醛、乙醛、丙酮等）易溶于水，但随着分子中碳原子数目的增加，它们的溶解度则迅速减小。醛和酮易溶于有机溶剂。一些醛、酮的物理常数见表15-2。

表15-2一些醛、酮的物理常数

名称 构造式 熔点/℃ 沸点/℃ 相对密度 溶解度

　　g・(100H2O)-1 甲醛 HCHO -92 -19.5 0.815 55 乙醛 CH ₃ CHO -123 20.8 0.781 溶 丙醛 CH ₃ CH ₂ CHO -81 48.8 0.807 20 丁醛 CH ₃ CH ₂ CH ₂ CHO -97 74.7 0.817 4 乙二醛

15 50.4 1.14 溶 丙烯醛 CH ₂ =CHCHO -87.7 53 0.841 溶 苯甲醛

　 -26 179 1.046 0.33 丙酮 CH ₃ COCH ₃ -95 56 0.792 溶 丁酮 CH ₃ COCH ₂ CH ₃ -86 79.6 0.805 35.3 2-戊酮 CH ₃ COCH ₂ CH ₂ CH ₃ -77.8 102 0.812 几乎不溶 3-戊酮 CH ₃ CH ₂ COCH ₂ CH ₃ -42 102 0.814 4.7 环己酮

　 -16.4 156 0.942 微溶 4-甲基-3-戊烯-2-酮 （CH ₃ ） ₂ C=CHCOCH ₃ -59 130 0.865 溶 丁二酮

　 -2.4 88 0.980 25 2，4-戊二酮

　 -23 138 0.792 溶