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醛的性质

醛的概念


分子中含有-CHO(醛基)的化合物称为醛,通式为RCHO。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。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。


醛的物理性质


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刺激性气味,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。



醛的化学性质


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。


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)。


1、氧化反应


甲酰基还易被氧化成相应的羧酸(-COOH)。工业中Z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、qing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。


2、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。


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Z后产生自身氧化还原所形成的醇与酸。


3、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】。


2005-02-14
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