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通常在溶液中发生的反应

时间:2023-07-01 百科知识 版权反馈
【摘要】:醛、酮在催化剂镍、铂、钯等的作用下,可加氢还原成相应的醇,此反应称催化氢化。当醛与托伦试剂混合经水浴加热后,醛被氧化成羧酸铵盐,托伦试剂本身还原成金属银。只有脂肪醛能与斐林试剂反应,且甲醛与斐林试剂反应生成铜镜,而芳香醛和酮都不能发生上述反应,故可用斐林试剂鉴别脂肪醛和芳香醛。此外,醛还能与希夫试剂发生显色反应。在有机合成中,常用此法来保护醛基,待反应完毕后,再用酸分解缩醛使醛基复原。

(一)还原反应

醛、酮在催化剂镍(Ni)、铂(Pt)、钯(Pd)等的作用下,可加氢还原成相应的醇,此反应称催化氢化。醛还原为伯醇,酮还原为仲醇。反应通式分别为:

醛、酮在其他强还原剂的作用下,也能还原成相应的醇,常采用金属氢化物(NaBH4,LiAlH4等)作还原剂,这些还原剂具有极强的选择性,只还原羰基而不影响其他的重键结构,对双键()、三键(—C≡C—)等均无作用。例如:

利用醛、酮的加氢还原,可以制备相应的醇。

(二)氧化反应

醛和酮都含有羰基,故两者相似,都能被一些强氧化剂如高锰酸钾氧化,并使碳链断裂,生成小分子的羧酸混合物。但醛分子中羰基碳原子上连有1个氢原子,受羰基的影响变得较活泼,具有较强的还原性,很易被氧化,即使是弱氧化剂也能把醛氧化成相应的羧酸。常见的弱氧化剂有托伦试剂(Tollens)和斐林试剂(Fehling)。

1.醛与托伦试剂发生银镜反应 托伦试剂是由硝酸银与过量的氨水制得的含有银氨配离子[Ag(NH32的澄清透明的溶液。当醛与托伦试剂混合经水浴加热后,醛被氧化成羧酸铵盐,托伦试剂本身还原成金属银。

反应器壁非常洁净时,银附着在器壁上形成明亮的银镜。故此反应又称为银镜反应。

2.醛与斐林试剂的反应 斐林试剂由硫酸铜溶液(甲)和酒石酸钾钠的碱性溶液(乙)两种溶液组成。使用时,将甲、乙两种溶液等体积混合,就生成了深蓝色透明的含+2价铜离子的配离子,此即斐林溶液。当醛与斐林试剂经水浴加热后,Cu2+离子被还原成砖红色的氧化亚铜(Cu2O)沉淀,醛被氧化成羧酸,溶液的蓝色消失。

只有脂肪醛能与斐林试剂反应,且甲醛与斐林试剂反应生成铜镜,而芳香醛和酮都不能发生上述反应,故可用斐林试剂鉴别脂肪醛和芳香醛。

酮分子中的酮基上没有氢原子,不能被托伦试剂和斐林试剂氧化,所以可用这两种试剂鉴别醛与酮。

此外,醛还能与希夫试剂(Schiff)发生显色反应。醛与希夫试剂作用呈现紫红色,此反应非常灵敏,是检测醛存在的一种快速简便的方法,酮不能与希夫试剂反应。甲醛与希夫试剂作用生成的紫红色加成物,加硫酸后颜色消失,故还能可用此法鉴别甲醛与其他醛。再者,醛能与醇发生缩醛反应。醛与醇在干燥HCl的作用下,发生加成反应生成半缩醛。

半缩醛羟基不稳定,在干燥HCl作用下,继续与1分子醇作用,脱掉1分子水生成较稳定的缩醛。

缩醛具有与醚相似的结构,是有花果香味的液态物质,缩醛在酸性介质中很易水解,生成原来的醛和醇。因此,要得到缩醛,必须要在无水的条件下进行。在有机合成中,常用此法来保护醛基,待反应完毕后,再用酸分解缩醛使醛基复原。在相同条件下,酮很难与醇加成。

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