用热碱溶液鉴别硝基乙烷和硝基乙酯?
硝基乙烷在热碱溶液中会发生取代反应,(方程式:CH3-CH2-NO2+NaOH➡CH3-CH2-OH+NaNO2),所以反应完后两种有机物会互溶,所以没有明显现象。硝基乙酯(硝基乙酸乙酯吧),不过不管怎样,硝基什么酯都是酯类化合物,酯类化合物在碱性条件下很稳定,所以在热碱溶液中极难水解。一个是溶液另一个是有机物,二者并不互溶,所以会有明显的分层现象。综上,用热碱溶液通过分层现象可以判断硝基乙烷和硝基乙酯,有明显分层现象的是硝基乙酯,没有明显分层现象的是硝基乙烷。
望采纳,谢谢!
硝基化合物与铁粉和稀盐酸的混合物反应,在酸性条件下被还原为氨基,如硝基苯的反应:C6H5-NO2 + 2Fe + 6HCl --- C6H5-NH2 + 2FeCl3 + 2H2O
酯类化合物在碱性条件下水解就生成羧基,如乙酸乙酯在氢氧化钠溶液中加热水解:CH3COOCH2CH3 + OH- --- CH3COO- + CH3CH2OH
步骤1、将50ml浓度80%的浓硫酸、0.5g催化剂Pt-Pd/CNTs和100ml二氯乙烷加入装有温度计、机械搅拌棒、恒压漏斗的500ml三口烧瓶中;
步骤2、使用冰水浴降温至-5℃,依次缓慢滴入128ml乙酸苯乙酯和96ml浓度68%浓硝酸,滴加完毕后保温反应1h;
步骤3、搅拌下将反应液倒入盛有600ml水的1000ml四口烧瓶中,升温蒸出二氯乙烷,冷却,分液漏斗分去酸性水层,并用去离子水洗涤油相,得硝基乙酸苯乙酯;
步骤4、将上述硝基乙酸苯乙酯全部加入到装有温度计、机械搅拌、回流冷凝管的1000ml三口烧瓶中,加入甲醇600ml和0.1M的盐酸1Oml升温回流,回流温度为68℃;
步骤5、反应结束后得硝基苯乙醇的甲醇酸性溶液,冷却,用浓度30%的NaOH溶液调节水解反应液pH=7;
步骤6、常压蒸出甲醇和乙酸甲酯后减压蒸馏,冷冻,抽滤,洗涤干燥得到淡黄色2-(2-硝基苯基)乙醇晶体。
溴苯: 中文名称: 溴苯 分子式: C6H5Br 分子量: 157.02 理化特性 主要成分: 纯品 外观与性状: 无色油状液体,具有苯的气味。 熔点(℃): -30.7 沸点(℃): 156.2 相对密度(水=1): 1.50 相对蒸气密度(空气=1): 5.41 饱和蒸气压(kPa): 1.33(40℃) 燃烧热(kJ/mol): 3124.6 临界温度(℃): 397 临界压力(MPa): 4.52 闪点(℃): 51 引燃温度(℃): 565 爆炸上限%(V/V): 2.8 爆炸下限%(V/V): 0.5 溶解性:由于溴苯是极性分子,它不溶于水,溶于甲醇、乙醚、丙酮、苯、四氯化碳(CCl4)等多数有机溶剂。 主要用途: 用于溶剂、分析试剂和有机合成等。
乙酸乙酯:乙酸乙酯又称醋酸乙酯。纯净的乙酸乙酯是无色透明有芳香气味的液体,分子式 C4H8O2 结构式CH3COOC2H5 相对分子质量 88.11 实验室制取乙酸乙酯
乙酸乙酯的制取:先加乙醇,再加浓硫酸(加入碎瓷片以防暴沸),最后加乙酸, 然后加热(可以控制实验) 乙酸的酯化反应制乙酸乙酯的方程式: CH3COOH+CH3CH2OH⇄CH3COOC2H5+H2O (可逆反应、加热、浓硫酸催化剂、吸水剂、) 1:酯化反应是一个可逆反应。为了提高酯的产量,必须尽量使反应向有利于生成酯的方向进行。一般是使反应物酸和醇中的一种过量。在工业生产中,究竟使哪种过量为好,一般视原料是否易得、价格是否便宜以及是否容易回收等具体情况而定。在实验室里一般采用乙醇过量的办法。乙醇的质量分数要高,如能用无水乙醇代替质量分数为95%的乙醇效果会更好。催化作用使用的浓硫酸量很少,一般只要使硫酸的质量达到乙醇质量的3%就可完成催化作用,但为了能除去反应中生成的水,应使浓硫酸的用量再稍多一些。 2:制备乙酸乙酯时反应温度不宜过高,要保持在60 ℃~70 ℃左右,温度过高时会产生乙醚和亚硫酸等杂质。液体加热至沸腾后,应改用小火加热。事先可在试管中加入几片碎瓷片,以防止液体暴沸。 3�导气管不要伸到Na2CO3溶液中去,防止由于加热不均匀,造成Na2CO3溶液倒吸入加热反应物的试管中。 3.1:浓硫酸既作催化剂,又做吸水剂。 3.2:Na2CO3溶液的作用是: (1)饱和碳酸钠溶液的作用是冷凝酯蒸气,减小酯在水中的溶解度(利于分层),除出混合在乙酸乙酯中的乙酸,溶解混合在乙酸乙酯中的乙醇。 (2)Na2CO3能跟挥发出的乙酸反应,生成没有气味的乙酸钠,便于闻到乙酸乙酯的香味。 3.3:为有利于乙酸乙酯的生成,可采取以下措施: (1)制备乙酸乙酯时,反应温度不宜过高,保持在60 ℃~70 ℃。不能使液体沸腾。 (2)最好使用冰醋酸和无水乙醇。同时采用乙醇过量的办法。 (3)起催化作用的浓硫酸的用量很小,但为了除去反应中生成的水,浓硫酸的用量要稍多于乙醇的用量。 (4)使用无机盐Na2CO3溶液吸收挥发出的乙酸。 3.4:用Na2CO3不能用碱(NaOH)的原因。 虽然也能吸收乙酸和乙醇,但是碱会催化乙酸乙酯彻底水解,导致实验失败。
乙醛:醛(acetaldehyde)一种醛。又名醋醛,无色易流动液体,有刺激性气味。熔点-121℃,沸点20.8℃,相对密度0.7834(18/4℃),相对分子质量44.05,可溶于水、乙醇、乙醚、氯仿、丙酮和苯。易燃,易挥发。蒸气与空气能形成爆炸性混合物,易氧化而成醋酸。工业制乙醛方程式: 2CH3CH2OH+O2——→ 2CH3CHO+2H2O(加热,催化剂Cu/Ag) 乙炔水化法:C2H2+H2O-→CH3CHO(催化剂,加热)是加成反应,也是还原反应。 乙烯氧化法:2CH2=CH2+O2-→2CH3CHO(催化剂,加热,加压) 乙醛催化氧化:2CH3CHO+O2 -→2CH3COOH(催化剂,加热) 乙醛燃烧:2CH3CHO+5O2—→4H2O+4CO2 银镜反应:CH3CHO+2Ag(NH3)2OH —→CH3COONH4+2Ag +3NH3+H2O 乙醛与新制的氢氧化铜:CH3CHO+2Cu(OH)2—→ CH3COOH+Cu2O+2H2O(加热,红色Cu2O沉淀)外观与性状:无色液体,有强烈的刺激臭味,易挥发。 所含官能团:醛基(-CHO)
没有冷凝回流的装置,多了个吸收装置,就是把导管伸入吸收容器里,其他的和硝基苯制取需要的仪器基本相同。
①在大试管中加入3mL无水乙醇和2mL冰醋酸,然后边振荡边滴入2mL浓硫酸。反应物中乙醇是过量的,目的是提高醋酸的利用率。用单孔塞塞紧试管口,单孔塞上插入90°角的玻璃弯管(两段玻璃管均应长于10cm)。把试管固定在铁架台上,与桌面成45°角,将玻璃弯管的另一端伸入到盛有饱和碳酸钠溶液的试管中,导管口不可插入到溶液中。
②用酒精灯小心均匀地加热试管,使混合物保持微微沸腾。试管中的混合物含有乙酸、乙醇、乙酸乙酯和水等,它们的沸点分别为117.9℃,78.5℃,77.1℃和100℃。加热温度偏低时,不但反应进行缓慢,而且不能将生成的乙酸乙酯蒸馏出去。加热温度偏高时,会使乙醇、乙酸未经反应过多地脱离反应体系,还会使乙醇与浓硫酸之间发生反应生成乙醚等物质。长的90°角弯管与反应器连接的一段起冷凝回流乙醇和乙酸的作用,另一段起冷凝乙酸乙酯蒸气的作用。
③当反应容器中液体剩下约1/3时停止加热。此时盛饱和碳酸钠溶液的试管中,液体分为两层,上层是乙酸乙酯。饱和碳酸钠溶液可吸收乙酸乙酯中含有的乙醇、乙酸、乙醚等杂质,还能降低乙酸乙酯在水中的溶解度。
为提高乙酸乙酯的产率,可改用水浴加热,并将收集乙酸乙酯的试管放在冷水中降温,减少乙酸乙酯向空气中挥发的量。
乙酸乙酯是工业上的重要溶剂,广泛用作人造香精、乙基纤维素、硝化纤维素、赛璐珞、清漆、涂料、人造革、油毡、人造纤维、印刷油墨等溶剂。也用作人造珍珠的粘结剂,药物和有机酸的萃取剂以及水果味香料的原料。
硝基苯主要用途是: 用作溶剂,制造苯胺、染料等。但是因为其有毒,所以使用时要注意。
是丙二酸,羧酸的α-C上连有强吸电子基时,更容易脱羧。通过一个六元环进行的协同反应,首先生成烯醇,然后经重排得到酮。由于反应的过渡态是一个六元环,能量低,因而反应很易进行。
其它的情况有当羧酸的α-C上连有强吸电子基时,加热可使它较顺利地脱羧。如:临二芳香有机酸加强热的时候,也很容易脱去一个羧基,但温度低了会形成酸酐。
扩展资料
脱羧反应的共价键断裂方式:
离子型反应历程:大多数脱羧反应属于离子型反应历程。这类脱羧反应属于单分子反应。反应速率决定于慢的第一步。
如果羧酸的α一碳上连有卤素、硝基、羰基、羧基等吸电子基团,生成的负离子中间体由于负电荷得到分散而趋于稳定,脱羧反应便容易发生。
1、分子式为分子式HCON(CH3)2,所以为酰胺。酰胺是一种很弱的碱,它可与强酸形成加合物,如CH3CONH2·HCl,很不稳定,遇水即完全水解。酰胺也可形成金属盐,多数金属盐遇水即全部水解,但汞盐(CH3CONH)2Hg则相当稳定。酰胺
乙氧酰胺苯甲酯
在强酸强碱存在下长时间加热,可水解成羧酸和氨(或胺)。酰胺在脱水剂五氧化二磷存在下小心加热,即转变成腈。酰胺经催化氢化或与氢化铝锂反应,可还原成胺。酰胺还可与次卤酸盐发生反应,生成少一个碳原子的一级胺。
酰胺可以通过羧酸铵盐的部分失水,或从酰卤、酸酐、酯的氨解来制取;腈也可部分水解,停止在酰胺阶段。
低分子液态酰胺如N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺是优良的非质子极性溶剂,也可用作增塑剂、润滑油添加剂和有机合成试剂。长链脂肪酸酰胺,如硬脂酸酰胺可作纤维织物的防水剂,芥酸酰胺是聚乙烯、聚丙烯挤塑时的润滑剂。N,N-二羟乙基长链脂肪酸酰胺是非离子型表面活性剂,也是氯乙烯-乙酸乙烯酯共聚物的增塑剂。N-磺烷基取代的长链脂肪酸酰胺是合成纤维的柔软剂。二元羧酸与二元胺缩合聚合形成的聚酰胺是具有优异性能的合成纤维。
肉桂酰胺
酸碱性:酰胺一般是近中性的化合物,但在一定条件下可表现出弱酸或弱碱性。酰胺是氨或胺的酰基衍生物,分子中有氨基或烃氨基,但其碱性比氨或胺要弱得多。酰胺碱性很弱,是由于分子中氨基氮上的未共用电子对与羰基的π电子形成共轭体系,使氮上的电子云密度降低,因而接受质子的能力减弱。这时C-N键出现一定程度的双键性。 然而,氮上的电子云密度降低,却使N-H键的极性增加,从而表现出微弱的酸性。如果氨分子中有两个氢原子被一个二元酸的酰基取代,则生成环状的亚氨基化合物(酰亚胺)。由于两个羰基的吸电子作用,使亚氨基的N-H键极性明显增加,氮上的氢原子较易变为质子,而呈弱酸性。例如:
水解:酰胺在通常情况下较难水解。在酸或碱的存在下加热时,则可加速反应,但比羧酸酯的水解慢得多。 N-取代酰胺同样可以进行水解,生成羧酸和胺。
与亚硝酸反应:酰胺与亚硝酸作用生成相应的羧酸,并放出氮气。
特别的,N,N-二甲基甲酰胺(DMF)是一种透明液体,能和水及大部分有机溶剂互溶。它是化学反应的常用溶剂。纯二甲基甲酰胺是没有气味的,但工业级或变质的二甲基甲酰胺则有鱼腥味,因其含有二甲基胺的不纯物。名称来源是由于它是甲酰胺(甲酸的酰胺)的二甲基取代物,而二个甲基都位于N(氮)原子上。二甲基甲酰胺是高沸点的极性(亲水性)非质子性溶剂,能促进SN2反应机构的进行。 二甲基甲酰胺是利用蚁酸和二甲基胺制造的。二甲基甲酰胺在强碱如氢氧化钠或强酸如盐酸或硫酸的存在下是不稳定的(尤其在高温下),并水解为蚁酸与二甲基胺。
2、由于有羰基,所以一定条件下可以发生以下反应
缩合
与α-氢羟醛
在稀碱或稀酸的作用下,两分子的醛或酮可以互相作用,其中一个醛(或酮)分子中的α-氢加到另一个醛(或酮)分子的羰基氧原子上,其余部分加到羰基碳原子上,生成一分子β-羟基醛或一分子β-羟基酮。这个反应叫做羟醛缩合或醇醛缩合(aldolcondensation)。通过醇醛缩合,可以在分子中形成新的碳碳键,并增长碳链。
羟醛缩合反应历程,以乙醛为例说明如下:
第一步,碱与乙醚中的α-氢结合,形成一个烯醇负离子或负碳离子:
第二步是这个负离子作为亲核试剂,立即进攻另一个乙醛分子中的羰基碳原子,发生加成反应后生成一个中间负离子(烷氧负离子)。
第三步,烷氧负离子与水作用得到羟醛和OH。
稀酸也能使醛生成羟醛,但反应历程不同。酸催化时,首先因质子的作用增强了碳氧双键的极化,使它变成烯醇式,随后发生加成反应得到羟醛。
生成物分子中的α-氢原子同时被羰基和β-碳上羟基所活化,因此只需稍微受热或酸的作用即发生分子内脱水而生成,α,β-不饱和醛。
凡是α-碳上有氢原子的β-羟基醛、酮都容易失去一分子水。这是因为α-氢比较活泼,并且失水后的生成物具有共轭双键,因此比较稳定。
除乙醛外,由其他醛所得到的羟醛缩合产物,都是在α-碳原子上带有支链的羟醛或烯醛。羟醛缩合反应在有机合成上有重要的用途,它可以用来增长碳链,并能产生支链。
具有α-氢的酮在稀碱作用下,虽然也能起这类缩合反应,但由于电子效应、空间效应的影响,反应难以进行,如用普通方法操作,基本上得不到产物。一般需要在比较特殊的条件下进行反应。例如:丙酮在碱的存在下,可以先生成二丙酮醇,但在平衡体系中,产率很低。如果能使产物在生成后,立即脱离碱催化剂,也就是使产物脱离平衡体系,最后就可使更多的丙酮转化为二丙酮醇,产率可达70%~80%。二丙酮醇在碘的催化作用下,受热失水后可生成α,β-不饱和酮。
在不同的醛、酮分子间进行的缩合反应称为交叉羟醛缩合。如果所用的醛、酮都具有α-氢原子,则反应后可生成四种产物,实际得到的总是复杂的混合物,没有实用价值。一些不带α-氢原子的醛、酮不发生羟醛缩合反应(如HCHO、RCCHO、ArCHO、RCCOCR、ArCOAr、ArCOCR等),可它们能够同带有α-氢原子的醛、酮发生交叉羟醛缩合,其中主要是苯甲醛和甲醛的反应。并且产物种类减少,可以主要得到一种缩合产物,产率也较高。反应完成之后的产物中,必然是原来带有α-氢原子的醛基被保留。在反应时始终保持不含α-氢原子的甲醛过量,便能得单一产物。芳香醛与含有α-氢原子的醛、酮在碱催化下所发生的羟醛缩合反应,脱水得到产率很高的α,β-不饱和醛、酮,这一类型的反应,叫做克莱森-斯密特(Claisen-Schmidt)缩合反应。在碱催化下,苯甲醛也可以和含有α-氢原子的脂肪酮或芳香酮发生缩合。另外,还有些含活泼亚甲基的化合物,例如丙二酸、丙二酸二甲酯、α-硝基乙酸乙酯等,都能与醛、酮发生类似于羟醛缩合的反应。
卤代
烃基上的反应
由于羰基强烈的吸电子作用,醛、酮的α-氢原子容易被卤素取代,生成α-卤代醛、酮。
这类反应可以被酸或碱催化。用酸催化时,可通过控制反应条件(例如酸和卤素的用量,反应温度等),使所得的产物主要是一卤代物,二卤代物或三卤代物。
决定整个反应速度的步骤是生成烯醇的步骤,即取决于丙酮和酸的浓度,而与卤素的浓度无关。
生成的一卤代物继续与卤素反应的速度降低。这是由于卤素原子电负性很大,使一卤代物烯醇式双键上的电子云密度降低,因而与卤素的亲电加成难以进行。所以酸催化卤代反应常停止在一卤代产物上。
碱催化的卤代反应中决定整个反应速度的步骤是生成负碳离子(烯醇负离子)的步骤,即反应速度与丙酮和碱的浓度有关,与卤素的浓度无关。
用碱催化时,则因反应速度很快,一般不能使反应控制在生成一卤代物或二卤代物阶段。这是因为当一个卤素原子引入α-碳原子以后,由于卤素是吸电子的,使得α-氢原子更加活泼,形成新的负碳离子更加容易,形成的负碳离子更加稳定,因此⑴式反应更快,这就是碱催化难以控制在一卤代物的原因。
凡结构式为CH3-C==O的醛或酮(乙醛和甲基酮)与次卤酸或卤素碱溶液作用时,甲基上的三个α-氢原子都被卤素原子取代,生成三卤代衍生物。而这种三卤代衍生物,由于卤素的强吸电子诱导效应,使碳的正电性大大加强,在碱的存在下,发生碳碳键的断裂,分解生成三卤甲烷(俗称卤仿)和羧酸盐。因此,通常把次卤酸钠的碱溶液与乙醛或甲酮作用,α-甲基的三个氢原子都被卤素原子取代,生成的三卤衍生物在受热时,其碳碳键断裂,生成卤仿和羧酸盐的反应称为卤仿反(haloformareaction)。由于次卤酸钠是一个氧化剂,它可以使具有-CHOH-CH3结构的醇氧化变成为含-COCH3结构的醛或酮。因此,凡含有-CHOH-CH3结构的醇也都能发生卤仿反应。
如果用次碘酸钠(碘加氢氧化钠)作试剂,生成难溶于水的且具有特殊臭味黄色结晶碘仿(CHI)的反应称为碘仿反应。
因而常用这个反应来鉴别具有-COCH3结构的醛、酮和具有-CHOH-CH3结构的醇。《中华人民共和国药典》即利用此反应来鉴别甲醇和乙醇。
甲基酮的卤仿反应是制备羧酸的一个途径。另外,由于次卤酸盐对于双键没有干扰,所以一些不饱和的甲基酮也可以通过卤仿反应转变为相应的羧酸。
羰基中的π键和碳碳双键中的π键相似,也易断裂,因此与碳碳双键类似,羰基也可以通过断裂π键而发生加成反应。与碳碳双键不同的是,由于羰基氧原子的电负性比碳原子大,易流动的π电子被强烈地拉向氧原子,所以羰基的氧原子是富电子的,以致氧原子带部分负电荷,羰基的碳原子是缺电子的,使碳原子带部分正电荷(),所以羰基是一个极性基团,具有一定的偶极矩,偶极矩的方向由碳指向氧,使得羰基具有两个反应中心,在碳原子上呈现正电荷中心,在氧原子上呈现负电荷中心。一般地讲,带部分正电荷的碳原子比带负电荷的氧原子具有更大的化学反应活性。因此,与碳碳双键易于发生亲电加成反应不同,碳氧双键最易发生被亲核试剂进攻的亲核加成反应。一般是亲核试剂(NuA)的亲核部分(Nu)首先向羰基碳原子进攻,其次带正电荷的亲电部分(A)加到羰基的氧原子上。所以,羰基的典型反应是亲核加成反应。
加成
与氢氰酸
(1)与氢氰酸的加成
醛、酮与氢氰酸发生加成反应生成α-羟基腈(又叫氰醇)。
羰基与氢氰酸的加成反应在有机合成上很有用,是增长碳链的方法之一。羟基腈是一类活泼化合物,易于转化成其他化合物,因而是有机合成中间体。例如,α-羟基腈可以水解成α-羟基酸,α-羟基酸进一步失水,变成α,β-不饱和酸。
丙酮与氢氰酸在氢氧化钠的水溶液中反应,生成丙酮氰醇,后者在硫酸存在下与甲醇作用,即发生水解、酯化、脱水反应,氰基变成甲氧酰基,最后生成甲基丙烯酸甲酯。甲基丙烯酸甲酯聚合生成聚甲基丙烯酸甲酯,即有机玻璃。
醛、酮与氢氰酸加成时,虽然可以直接用氢氰酸作反应试剂,但是它极易挥发,且毒性很大,所以操作要特别小心,需要在通风橱内进行。为了避免直接使用氢氰酸,常将醛、酮与氰化钾或氰化钠的水溶液混合,然后缓缓加入硫酸来制备氰醇,这样可以一边产生HCN,一边进行反应;也可以先将醛、酮与亚硫酸氢钠反应,再与氰化钠反应制备氰醇。
与格氏试剂
(2)与格氏试剂的加成
在格氏试剂中,可以把R看作是负碳离子(R),它所起的作用与CN、OH、RO等相似。由于负碳离子的亲核性很强,所以格氏试剂可以和大多数醛、酮发生加成反应,生成碳原子更多的、具有新碳架的醇。
格氏试剂与甲醛作用生成伯醇,与其他醛作用生成仲醇,而格氏试剂与酮作用则生成叔醇。但当酮分子中的两个烃基和格氏试剂中的烃基体积都很大时,格氏试剂对羰基的加成可因空间位阻增加而大大减慢,相反却使副反应变得重要了,如空间位阻较大的二异丙基酮与叔丁基溴化镁加成时则有两种副反应产生,一种是二异丙基酮烯醇化得烯醇的镁化物。另一种副反应是羰基被还原成仲醇,格氏试剂中的烃基失去氢变成烯烃。在这种情况下,用活性更强的有机锂化合物代替格氏试剂,仍能得到加成产物,而且产率较高,并易分离。有机锂化合物和醛、酮反应的方式和与格氏试剂相似。例如和醛、酮反应,则分别得到仲醇或叔醇。与格氏试剂不同之处是,有机锂化合物和空间位阻较大的酮加成时,仍以加成产物为主。由于格氏试剂是活性很大的试剂,所以反应的第一步,即格氏试剂与羰基加成这一步,必须要在绝对无水的条件下进行反应。一般用经过干燥处理的乙醚作溶剂,极其微量的水存在都会导致反应的失败。
与醇
(3)与醇的加成
常温下羰基可与羟基发生可逆反应,生成半缩醛、半缩酮:
C=O+HOR ==== C(OR)(OH)
在有Lewis酸存在时,反应可进一步发生生成缩醛、缩酮:
C(OR)(OH)+HOR ====C(OR)2
此反应可用于羰基的保护
与α-氢羟醛
在稀碱或稀酸的作用下,两分子的醛或酮可以互相作用,其中一个醛(或酮)分子中的α-氢加到另一个醛(或酮)分子的羰基氧原子上,其余部分加到羰基碳原子上,生成一分子β-羟基醛或一分子β-羟基酮。这个反应叫做羟醛缩合或醇醛缩合(aldolcondensation)。通过醇醛缩合,可以在分子中形成新的碳碳键,并增长碳链。
羟醛缩合反应历程,以乙醛为例说明如下:
第一步,碱与乙醚中的α-氢结合,形成一个烯醇负离子或负碳离子:
第二步是这个负离子作为亲核试剂,立即进攻另一个乙醛分子中的羰基碳原子,发生加成反应后生成一个中间负离子(烷氧负离子)。
第三步,烷氧负离子与水作用得到羟醛和OH。
稀酸也能使醛生成羟醛,但反应历程不同。酸催化时,首先因质子的作用增强了碳氧双键的极化,使它变成烯醇式,随后发生加成反应得到羟醛。
生成物分子中的α-氢原子同时被羰基和β-碳上羟基所活化,因此只需稍微受热或酸的作用即发生分子内脱水而生成,α,β-不饱和醛。
凡是α-碳上有氢原子的β-羟基醛、酮都容易失去一分子水。这是因为α-氢比较活泼,并且失水后的生成物具有共轭双键,因此比较稳定。
除乙醛外,由其他醛所得到的羟醛缩合产物,都是在α-碳原子上带有支链的羟醛或烯醛。羟醛缩合反应在有机合成上有重要的用途,它可以用来增长碳链,并能产生支链。
具有α-氢的酮在稀碱作用下,虽然也能起这类缩合反应,但由于电子效应、空间效应的影响,反应难以进行,如用普通方法操作,基本上得不到产物。一般需要在比较特殊的条件下进行反应。例如:丙酮在碱的存在下,可以先生成二丙酮醇,但在平衡体系中,产率很低。如果能使产物在生成后,立即脱离碱催化剂,也就是使产物脱离平衡体系,最后就可使更多的丙酮转化为二丙酮醇,产率可达70%~80%。二丙酮醇在碘的催化作用下,受热失水后可生成α,β-不饱和酮。
在不同的醛、酮分子间进行的缩合反应称为交叉羟醛缩合。如果所用的醛、酮都具有α-氢原子,则反应后可生成四种产物,实际得到的总是复杂的混合物,没有实用价值。一些不带α-氢原子的醛、酮不发生羟醛缩合反应(如HCHO、RCCHO、ArCHO、RCCOCR、ArCOAr、ArCOCR等),可它们能够同带有α-氢原子的醛、酮发生交叉羟醛缩合,其中主要是苯甲醛和甲醛的反应。并且产物种类减少,可以主要得到一种缩合产物,产率也较高。反应完成之后的产物中,必然是原来带有α-氢原子的醛基被保留。在反应时始终保持不含α-氢原子的甲醛过量,便能得单一产物。芳香醛与含有α-氢原子的醛、酮在碱催化下所发生的羟醛缩合反应,脱水得到产率很高的α,β-不饱和醛、酮,这一类型的反应,叫做克莱森-斯密特(Claisen-Schmidt)缩合反应。在碱催化下,苯甲醛也可以和含有α-氢原子的脂肪酮或芳香酮发生缩合。另外,还有些含活泼亚甲基的化合物,例如丙二酸、丙二酸二甲酯、α-硝基乙酸乙酯等,都能与醛、酮发生类似于羟醛缩合的反应。
卤代
烃基上的反应
由于羰基强烈的吸电子作用,醛、酮的α-氢原子容易被卤素取代,生成α-卤代醛、酮。
这类反应可以被酸或碱催化。用酸催化时,可通过控制反应条件(例如酸和卤素的用量,反应温度等),使所得的产物主要是一卤代物,二卤代物或三卤代物。
决定整个反应速度的步骤是生成烯醇的步骤,即取决于丙酮和酸的浓度,而与卤素的浓度无关。
生成的一卤代物继续与卤素反应的速度降低。这是由于卤素原子电负性很大,使一卤代物烯醇式双键上的电子云密度降低,因而与卤素的亲电加成难以进行。所以酸催化卤代反应常停止在一卤代产物上。
碱催化的卤代反应中决定整个反应速度的步骤是生成负碳离子(烯醇负离子)的步骤,即反应速度与丙酮和碱的浓度有关,与卤素的浓度无关。
用碱催化时,则因反应速度很快,一般不能使反应控制在生成一卤代物或二卤代物阶段。这是因为当一个卤素原子引入α-碳原子以后,由于卤素是吸电子的,使得α-氢原子更加活泼,形成新的负碳离子更加容易,形成的负碳离子更加稳定,因此⑴式反应更快,这就是碱催化难以控制在一卤代物的原因。
凡结构式为CH3-C==O的醛或酮(乙醛和甲基酮)与次卤酸或卤素碱溶液作用时,甲基上的三个α-氢原子都被卤素原子取代,生成三卤代衍生物。而这种三卤代衍生物,由于卤素的强吸电子诱导效应,使碳的正电性大大加强,在碱的存在下,发生碳碳键的断裂,分解生成三卤甲烷(俗称卤仿)和羧酸盐。因此,通常把次卤酸钠的碱溶液与乙醛或甲酮作用,α-甲基的三个氢原子都被卤素原子取代,生成的三卤衍生物在受热时,其碳碳键断裂,生成卤仿和羧酸盐的反应称为卤仿反(haloformareaction)。由于次卤酸钠是一个氧化剂,它可以使具有-CHOH-CH3结构的醇氧化变成为含-COCH3结构的醛或酮。因此,凡含有-CHOH-CH3结构的醇也都能发生卤仿反应。
如果用次碘酸钠(碘加氢氧化钠)作试剂,生成难溶于水的且具有特殊臭味黄色结晶碘仿(CHI)的反应称为碘仿反应。
因而常用这个反应来鉴别具有-COCH3结构的醛、酮和具有-CHOH-CH3结构的醇。《中华人民共和国药典》即利用此反应来鉴别甲醇和乙醇。
甲基酮的卤仿反应是制备羧酸的一个途径。另外,由于次卤酸盐对于双键没有干扰,所以一些不饱和的甲基酮也可以通过卤仿反应转变为相应的羧酸。
羰基中的π键和碳碳双键中的π键相似,也易断裂,因此与碳碳双键类似,羰基也可以通过断裂π键而发生加成反应。与碳碳双键不同的是,由于羰基氧原子的电负性比碳原子大,易流动的π电子被强烈地拉向氧原子,所以羰基的氧原子是富电子的,以致氧原子带部分负电荷,羰基的碳原子是缺电子的,使碳原子带部分正电荷(),所以羰基是一个极性基团,具有一定的偶极矩,偶极矩的方向由碳指向氧,使得羰基具有两个反应中心,在碳原子上呈现正电荷中心,在氧原子上呈现负电荷中心。一般地讲,带部分正电荷的碳原子比带负电荷的氧原子具有更大的化学反应活性。因此,与碳碳双键易于发生亲电加成反应不同,碳氧双键最易发生被亲核试剂进攻的亲核加成反应。一般是亲核试剂(NuA)的亲核部分(Nu)首先向羰基碳原子进攻,其次带正电荷的亲电部分(A)加到羰基的氧原子上。所以,羰基的典型反应是亲核加成反应。
加成
与氢氰酸
(1)与氢氰酸的加成
醛、酮与氢氰酸发生加成反应生成α-羟基腈(又叫氰醇)。
羰基与氢氰酸的加成反应在有机合成上很有用,是增长碳链的方法之一。羟基腈是一类活泼化合物,易于转化成其他化合物,因而是有机合成中间体。例如,α-羟基腈可以水解成α-羟基酸,α-羟基酸进一步失水,变成α,β-不饱和酸。
丙酮与氢氰酸在氢氧化钠的水溶液中反应,生成丙酮氰醇,后者在硫酸存在下与甲醇作用,即发生水解、酯化、脱水反应,氰基变成甲氧酰基,最后生成甲基丙烯酸甲酯。甲基丙烯酸甲酯聚合生成聚甲基丙烯酸甲酯,即有机玻璃。
醛、酮与氢氰酸加成时,虽然可以直接用氢氰酸作反应试剂,但是它极易挥发,且毒性很大,所以操作要特别小心,需要在通风橱内进行。为了避免直接使用氢氰酸,常将醛、酮与氰化钾或氰化钠的水溶液混合,然后缓缓加入硫酸来制备氰醇,这样可以一边产生HCN,一边进行反应;也可以先将醛、酮与亚硫酸氢钠反应,再与氰化钠反应制备氰醇。
与格氏试剂
(2)与格氏试剂的加成
在格氏试剂中,可以把R看作是负碳离子(R),它所起的作用与CN、OH、RO等相似。由于负碳离子的亲核性很强,所以格氏试剂可以和大多数醛、酮发生加成反应,生成碳原子更多的、具有新碳架的醇。
格氏试剂与甲醛作用生成伯醇,与其他醛作用生成仲醇,而格氏试剂与酮作用则生成叔醇。但当酮分子中的两个烃基和格氏试剂中的烃基体积都很大时,格氏试剂对羰基的加成可因空间位阻增加而大大减慢,相反却使副反应变得重要了,如空间位阻较大的二异丙基酮与叔丁基溴化镁加成时则有两种副反应产生,一种是二异丙基酮烯醇化得烯醇的镁化物。另一种副反应是羰基被还原成仲醇,格氏试剂中的烃基失去氢变成烯烃。在这种情况下,用活性更强的有机锂化合物代替格氏试剂,仍能得到加成产物,而且产率较高,并易分离。有机锂化合物和醛、酮反应的方式和与格氏试剂相似。例如和醛、酮反应,则分别得到仲醇或叔醇。与格氏试剂不同之处是,有机锂化合物和空间位阻较大的酮加成时,仍以加成产物为主。由于格氏试剂是活性很大的试剂,所以反应的第一步,即格氏试剂与羰基加成这一步,必须要在绝对无水的条件下进行反应。一般用经过干燥处理的乙醚作溶剂,极其微量的水存在都会导致反应的失败。
与醇
(3)与醇的加成
常温下羰基可逆反应,与羟基发生可生成半缩醛、半缩酮:
C=O+HOR ==== C(OR)(OH)
在有Lewis酸存在时,反应可进一步发生生成缩醛、缩酮:
C(OR)(OH)+HOR ====C(OR)2
此反应可用于羰基的保护
然后知道了这些反应,自己找到适合自己的试剂和方法就可以去除了。
有什么不会的再问吧
Cu + 2 H2SO4浓 =加热= CuSO4 + SO2 + 2H2O,是反应物,氧化还原反应
NaCl + H2SO4浓 = NaHSO4 + HCl,复分解,制HCl
Pb + PbO2 + 2H2SO4 = 2PbSO4 + 2H2O,铅蓄电池中的反应,氧化还原
有机
CH3CH2OH -----浓硫酸170度---> CH2=CH2 + H2O,催化剂脱水剂,消去反应
2CH3CH2OH -----浓硫酸140度--> CH3CH2OCH2CH3 + H2O,催化剂脱水剂,取代反应,分子间脱水反应
C6H6 + HNO3浓 ----浓硫酸60度---> C6H5-NO2 + H2O,催化剂脱水剂,硝化反应,取代
C6H6 + H2SO4浓 -------> C6H5-SO3H + H2O,反应物,磺化反应,取代
CH3COOH + CH3CH2OH <===浓硫酸加热===> CH3COOCH2CH3 + H2O,催化剂吸水剂,酯化反应,取代