第11章 醛和酮

本章核心思路:醛酮的灵魂是 羰基 C=O。C 部分正电(亲电),O 部分负电(亲核/能被质子化),α-H 因羰基拉电子而有酸性。三条主线:① 羰基碳的亲核加成;② α-H 的烯醇/烯醇负离子化学;③ 羰基的氧化还原。把每个反应归到这三条线,就不会乱。

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类型规律
亲核加成活性HCHO > RCHO > R₂CO > 大位阻酮(电子 + 位阻一致)
羟醛缩合(有 α-H)稀碱低温 → β-羟基醛酮;浓碱/Δ → 脱水 → α,β-不饱和醛酮
Cannizzaro(无 α-H)HCHO / PhCHO + 浓强碱 → 歧化(醇 + 羧酸盐)
碘仿黄沉 CHI₃CH₃CO– 或 CH₃CH(OH)– 结构(甲基酮 / 乙醛 / 乙醇 / 2-醇)
缩醛 / 缩酮2 ROH / 干 HCl,可逆,保护羰基(稀酸水解还原)
WittigPh₃P=CHR + 醛酮 → 烯(定向 C=C)+ Ph₃P=O
NaBH₄ vs LiAlH₄NaBH₄ 只还原醛酮;LiAlH₄ 强,连酸/酯一起还原 → 醇
C=O → CH₂Clemmensen(Zn-Hg/HCl,耐酸)|Wolff-Kishner(NH₂NH₂/KOH/Δ,耐碱
鉴别三件套2,4-DNP(验羰基)/ Tollens 银镜(验醛)/ 碘仿(验甲基酮)
Tollens vs FehlingTollens 脂肪+芳醛都灵;Fehling 只对脂肪醛(芳醛阴性)

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三条主线反应跳转
① 亲核加成活性顺序11.2 活性
+HCN(增 1 C)11.3①
+NaHSO₃ / +RMgX11.3②③
+ROH 缩醛(保护)11.3④
Wittig / +含氮亲核体11.3⑤ / 11.3⑥
② α-H 反应羟醛缩合(稀碱 vs 浓碱)11.4①
交叉羟醛11.4②
卤仿 / 碘仿11.4③
Mannich / Stork 烯胺11.4④ / 11.4⑤
③ 氧化还原NaBH₄ / LiAlH₄ 还原11.5①
Clemmensen / Wolff-Kishner11.5②
Tollens / Fehling / Cannizzaro11.5③ / 11.5④
鉴别2,4-DNP / Tollens / 碘仿11.6 鉴别
教材依据:本页按沈增明《有机化学》(第三版,SJTU 自编)醛酮章组织;反应条件与产物已对照标准有机化学核对。⚠️ 醛酮章无独立真题卷,碘仿底物范围 / Cannizzaro 适用 / 缩醛保护等细节,考前请再用教材核对一遍措辞。波谱内容本页不做。

核心知识点

11.1 命名 (Nomenclature)

醛的命名
酮的命名
易错:醛基 C1 不写位次("丁醛"不写"丁-1-醛");酮一定要写位次("戊-2-酮"≠"戊-3-酮")。

11.2 羰基结构 + 亲核加成活性顺序

羰基 C=O 的极性

C=O 中 O 电负性大 → 电子偏向 O:C 带 δ⁺(亲电中心,挨亲核试剂打)、O 带 δ⁻(亲核 / 可被质子化)。共振式 C=O ↔ C⁺–O⁻ 描述了这点。所以醛酮的两类进攻方式:亲核试剂打 C、亲电试剂(H⁺)抓 O

亲核加成活性顺序(电子 + 位阻一致)

HCHO > RCHO > R₂CO > 大位阻酮

HCHO 最活泼 RCHO 居中
R2CO 较钝
口诀烷基越多 → 越不活泼(既挡路又喂电子)。这个顺序同时决定了 HCN/NaHSO₃/Grignard 等所有亲核加成的难易,以及谁能/不能做 NaHSO₃ 加成。

主线 ① 亲核加成(羰基碳被进攻)

11.3 亲核加成反应(六类)

统一机理骨架:亲核试剂 Nu⁻ 进攻羰基碳 → 四面体烷氧负离子 → 质子化得加成产物。酸催化时先质子化 O 活化羰基,再让中性 Nu 进攻。

① 与 HCN — α-羟基腈(氰醇,增 1 C)

机理 2 步
HCN step 1: CN- 进攻 HCN step 2: 质子化

Step 1:CN⁻(强亲核体)从羰基平面上下进攻 C → 四面体烷氧负离子(决速步)。

Step 2:烷氧负离子被 HCN/H⁺ 质子化 → α-羟基腈(氰醇)

用途:① 给碳链增 1 个 C(–CN);② –CN 可水解成 –COOH(得 α-羟基酸)或还原成 –CH₂NH₂。

催化条件:需微量碱提供 CN⁻(纯 HCN 解离弱、太慢;强酸又把 CN⁻ 质子化掉)。常用 KCN + 微量酸调 pH。

② 与 NaHSO₃ — α-羟基磺酸钠(白色结晶,鉴别)

醛 / 甲基酮 + 饱和 NaHSO₃ → 白色结晶析出
NaHSO3 加成

亲核的 S 进攻羰基碳 → α-羟基磺酸钠(加成物难溶,结晶析出)。

选择性 = 鉴别价值:只有醛和位阻小的甲基酮(CH₃CO–)能反应(位阻大的酮不行)→ 可用来鉴别醛/甲基酮,也用于提纯(加成结晶分离后,稀酸或稀碱即可逆回羰基)。

③ 与 Grignard 试剂 RMgX — 增碳成醇

R⁻ 进攻羰基碳 → 烷氧镁 → 水解成醇
羰基底物产物增碳
甲醛 HCHO1° 醇RMgX 的 R 直接接 CH₂OH
其他醛 RCHO2° 醇
酮 R₂CO3° 醇
CO₂羧酸(+1 C)见 ch9 Grignard
环氧乙烷1° 醇(+2 C)见 ch10 环氧开环

这是逆推合成醇的主力:看到目标醇,就在 C–OH 的某根 C–C 键处"断",一边做 RMgX、一边做羰基。

陷阱:Grignard 遇活泼 H(–OH / –NH / –COOH / 端炔 ≡C–H)会被当场质子化失活(变回 RH)。底物含这些基团时要先保护。

④ 与醇 ROH — 缩醛 / 缩酮(保护羰基)

机理 4 步(酸催化,半缩醛 → 缩醛)
acetal step 1: 质子化羰基 acetal step 2: ROH 进攻 → 半缩醛 acetal step 3: 失水 → 氧鎓离子 acetal step 4: 第二个 ROH → 缩醛
  1. 质子化羰基 O → 羰基碳更缺电子(活化)。
  2. 第 1 分子 ROH 的 O 进攻碳 + 失 H⁺ → 半缩醛 (hemiacetal)(一个 OH + 一个 OR 在同一碳)。
  3. 半缩醛的 OH 质子化 → 脱 H₂O 生成氧鎓离子(C=O⁺R,共振稳定)。
  4. 第 2 分子 ROH 进攻氧鎓 + 失 H⁺ → 缩醛 (acetal)(一个碳上两个 OR)。
缩醛是"保护基":缩醛在碱/亲核/还原条件下惰性,但稀酸 + 水可定量水解还原回羰基。所以遇到"分子里有羰基又有别处要做 Grignard/还原"的合成题——先把羰基做成缩醛(常用乙二醇 → 1,3-二氧戊环环状缩醛),保护好,做完别处反应再稀酸脱保护。
全程可逆:成缩醛需无水 + 除水(推平衡向右);脱保护用稀酸 + 大量水(推平衡向左)。这是"水位"控制的经典案例。

⑤ Wittig 反应 — 定向成烯

叶立德 (ylide) + 醛酮 → 烯 + Ph₃P=O
叶立德结构

叶立德怎么来:Ph₃P + R–CH₂–X →(SN2)→ 鏻盐 [Ph₃P–CH₂R]⁺X⁻ → 强碱(如 BuLi)拔走 α-H → 叶立德 Ph₃P⁺–CH⁻R(≡ Ph₃P=CHR)

机理 2 步(连环图)
Wittig step 1: 叶立德进攻羰基 Wittig step 2: 四元环裂解 → 烯

Step 1:叶立德的碳负进攻醛酮羰基碳 → 经内鎓盐(betaine)/ 氧磷四元环(oxaphosphetane)中间体。

Step 2:四元环顺向裂解,P–O 强键的形成(Ph₃P=O)是驱动力 → 把 C=O 换成 C=C

为什么爱用 Wittig:双键位置完全确定(就在原羰基碳处),不像醇脱水那样可能给混合烯、也不重排。是定向造碳碳双键的标准方法。
:苯甲醛 + Ph₃P=CH₂ → 苯乙烯 PhCH=CH₂ + Ph₃P=O。要造 R₂C=CHR',把"=CHR'"放进叶立德、"R₂C="留在羰基即可。

⑥ 与含氮亲核体 — 肟 / 腙 / 缩氨脲(鉴别)

羰基 + H₂N–G → C=N–G + H₂O(加成 - 消除)
丙酮 + 羟胺 → 肟
试剂 H₂N–G产物用途
羟胺 NH₂OH肟 (oxime) C=N–OH结构鉴定;肟可 Beckmann 重排(了解)
肼 NH₂NH₂腙 (hydrazone) C=N–NH₂Wolff-Kishner 还原中间体
2,4-二硝基苯肼 (2,4-DNP)2,4-二硝基苯腙黄/橙红色沉淀 → 验羰基
氨基脲 H₂N–CO–NHNH₂缩氨脲 (semicarbazone)结晶鉴定
2,4-DNP 验羰基
2,4-DNP(布拉迪试剂):醛和酮都给黄→橙红色沉淀,是"这分子里有没有羰基"的总开关式鉴别(不区分醛酮,区分醛酮再用 Tollens / 碘仿)。

主线 ② α-H 反应(烯醇 / 烯醇负离子化学)

11.4 α-H 的反应

羰基的 α-H 因 C=O 拉电子而有酸性(拔掉后生成被羰基共振稳定的烯醇负离子)。α-碳因此能当亲核试剂去进攻别的亲电体——这是羟醛、卤仿、Mannich、烯胺的共同根。

① 羟醛缩合 (Aldol) — 稀碱 vs 浓碱

机理(稀碱低温,停在 β-羟基醛)
aldol step 1: 拔 α-H 成烯醇负离子 aldol 共振: 负电分到 O aldol step 2: α-碳进攻另一分子羰基 aldol step 3: 质子化 → β-羟基醛
  1. 稀 OH⁻ 拔 α-H → 烯醇负离子(碳负离子,被羰基共振稳定,负电主要分到 O 上)。
  2. 烯醇负离子的 α-碳进攻另一分子的羰基碳 → β-烷氧负离子。
  3. 质子化 → β-羟基醛/酮("3-羟基丁醛",稀碱低温停在此)。
浓碱 / 加热 → 脱水 → α,β-不饱和醛酮
脱水 → 2-丁烯醛

β-羟基醛在浓碱/加热下走 E1cb 消除(先拔 α-H 成碳负离子,再赶走 β-OH⁻)→ α,β-不饱和醛酮。产物里 C=C 与 C=O 共轭,能量大幅降低 → 热力学把产物推到这。

:2 CH₃CHO ─稀NaOH/低温→ 3-羟基丁醛 ─浓碱/Δ→ 2-丁烯醛(巴豆醛)

记法:稀碱低温 = "温柔",只做到加成(β-羟基);浓碱加热 = "狠",连水一起脱掉,凑成稳定的共轭烯酮。双键永远在 α,β 之间(与羰基共轭)。
前提:底物必须有 α-H。没有 α-H(HCHO/PhCHO/三甲基乙醛)做不了烯醇负离子,浓碱下走的是 Cannizzaro(见 11.5④)。

② 交叉羟醛 (Crossed Aldol)

关键:一方无 α-H 只当亲电体,一方有 α-H 当亲核体
苯甲醛 + 乙醛 → 肉桂醛

两种都有 α-H 的醛混在一起会给4 种交叉产物(乱)。考试一般限定为:无 α-H 的醛(HCHO、PhCHO)只作羰基亲电体,另一个有 α-H 的供烯醇负离子 → 产物干净。

:苯甲醛(无 α-H)+ 乙醛(有 α-H)─碱→ 脱水 → 肉桂醛 PhCH=CH–CHO

判别口诀:交叉羟醛里,谁没有 α-H 谁挨打(当羰基),谁有 α-H 谁出拳(当 α-碳亲核体)

③ 卤仿 / 碘仿反应 (Haloform)

机理 2 步(甲基酮 + 3 X₂/NaOH → CHX₃↓ + 羧酸盐)
haloform step 1: 三卤代甲基 haloform step 2: 裂解出 CHX3
  1. 碘代:碱拔 α-H 成烯醇负离子,X₂ 逐个卤代甲基。每代一个 X,–C 上吸电子↑ → 剩下 H 更酸 → 越代越快 → 一口气代到 –CX₃
  2. 裂解:OH⁻ 进攻羰基碳,CX₃⁻ 作为稳定的离去基离去 → 羧酸根 + CHX₃↓(碘仿为黄色沉淀)
碘仿(黄沉)鉴别范围——只对含以下结构者阳性:① 甲基酮 CH₃CO–R;② 乙醛 CH₃CHO;③ 能被次碘酸氧化成上述结构的醇:乙醇 CH₃CH₂OH 和 仲醇 CH₃CH(OH)–R(即 2-醇)
注意:甲醇、其它伯醇、非甲基酮 阴性。"甲基酮"指 CH₃ 直接连在羰基上(乙酰基),不是分子里随便哪个甲基。

④ Mannich 反应 — 造 β-氨基酮

机理:甲醛 + 仲胺 → 亚胺离子;酮烯醇 α-碳进攻它
Mannich step 1: 亚胺离子生成 Mannich step 2: 烯醇 α-碳进攻

三组分:含 α-H 的酮 + 甲醛(HCHO)+ 仲胺(如二甲胺)。

  1. HCHO + 仲胺缩合 → 亚胺离子 CH₂=N⁺R₂(亲电体)。
  2. 酮的烯醇 α-碳进攻亚胺离子 → β-氨基酮(Mannich 碱)

Mannich 碱受热消除胺 → α,β-不饱和酮(一个间接造烯酮的路子)。

⑤ 烯胺 (Stork) 烷基化 — α-碳定向修饰

机理:酮 + 仲胺 → 烯胺;烯胺 α-碳当亲核体
enamine step 1: 酮 + 仲胺 → 烯胺 enamine step 2: α-碳烷基化
  1. 酮 + 仲胺(吡咯烷 / 哌啶 / 吗啉)脱水 → 烯胺(enamine, C=C–N)。N 推电子使 β-碳(=原 α-碳)带亲核性
  2. 烯胺 α-碳进攻 R–X(烷基化)或酰氯(酰基化),再水解把 C=N 变回 C=O → α-取代的酮
Stork 烯胺法的价值:直接用强碱拔酮的 α-H 烷基化容易多取代 + 自身羟醛;走烯胺则温和、单取代、选择性好。是"给酮的 α-位精准接一个基团"的经典方法。

主线 ③ 氧化还原

11.5 氧化与还原

① 还原成醇 — NaBH₄ / LiAlH₄

机理:H⁻ 进攻羰基碳 → 烷氧负离子 → 质子化成醇
NaBH4 还原醛酮 LiAlH4 还原酸/酯/醛酮
还原剂能还原不动条件
NaBH₄(温和)醛、酮 → 醇–COOH、–COOR、C=C可在醇/水中用(较缓和)
LiAlH₄(强)醛、酮、羧酸、酯、酰胺、腈 → 醇/胺孤立 C=C遇水/质子剧烈反应,须无水醚,后处理再加水

选择性记法:分子里同时有酮和酯、只想还原酮 → 用 NaBH₄(酯不动)。要把酯/酸也还原到醇 → 用 LiAlH₄

催化加氢 H₂/Ni 也能还原 C=O → 醇,但同时会还原 C=C(不选择性)。要保留双键只还羰基 → 用 NaBH₄。

② 羰基彻底还原成 CH₂ — Clemmensen / Wolff-Kishner

C=O → CH₂(不是 → CH–OH,是去掉氧)
Clemmensen 还原
方法试剂适用底物
ClemmensenZn-Hg(锌汞齐)/ 浓 HCl,Δ耐酸、不耐碱的底物
Wolff-Kishner(黄鸣龙改良)NH₂NH₂ + KOH/NaOH,高沸醇,Δ耐碱、不耐酸的底物
Wolff-Kishner 机理 2 步
WK step 1: 成腙 WK step 2: 放 N2 → CH2

Step 1:酮 + 肼 → 腙 (C=N–NH₂)Step 2:强碱 / 加热下放出 N₂,C=O 变成 CH₂

经典用法:Friedel-Crafts 酰基化给芳酮(不重排),再用 Clemmensen/Wolff-Kishner 把 C=O 还原成 CH₂ → 等于在苯环上"安全"接一条直链烷基(避开 F-C 烷基化的碳正离子重排!)。这是 ch7 ↔ ch11 的串联考点。
选耐酸还是耐碱:底物含对酸敏感基团(如缩醛、叔醇)→ 用 Wolff-Kishner(碱性);含对碱敏感基团(如酯易皂化)→ 用 Clemmensen(酸性)。

③ 氧化 / 鉴别 — Tollens(银镜)/ Fehling(砖红)

醛易被氧化成羧酸(酮不被一般氧化剂动)
Tollens 银镜 Fehling 砖红
试剂现象选择性
Tollens [Ag(NH₃)₂]⁺(银氨溶液)银镜(析出 Ag)脂肪醛、芳醛都灵;酮不反应
Fehling(Cu²⁺ 酒石酸碱液)砖红 Cu₂O↓只对脂肪醛;芳醛(如苯甲醛)一般阴性

醛 → 羧酸(被氧化),金属离子被还原(Ag⁺→Ag、Cu²⁺→Cu₂O)。

Tollens vs Fehling 的差别 = 区分脂肪醛/芳醛:两者都验醛,但 Fehling 对芳醛不灵。所以苯甲醛:Tollens 阳性、Fehling 阴性。

④ Cannizzaro 反应 — 无 α-H 醛的歧化

机理 2 步(歧化:一半氧化、一半还原)
Cannizzaro step 1: OH- 加成 Cannizzaro step 2: H- 转移歧化

条件(缺一不可):① 醛无 α-H;② 浓强碱

  1. OH⁻ 进攻一分子醛羰基 → 四面体烷氧负离子中间体
  2. 该中间体的 C–H 以 H⁻ 转移到另一分子醛的羰基碳上 → 给出 H⁻ 的被氧化成羧酸根,接受 H⁻ 的被还原成醇(歧化)。
为什么必须无 α-H:有 α-H 时碱会优先拔 α-H 走羟醛缩合(快得多)。只有不能做羟醛的醛(HCHO/PhCHO/三甲基乙醛)才"退而求其次"走 Cannizzaro。判断第一件事永远是数 α-H。
:苯甲醛 + 浓 NaOH/Δ → 苯甲醇 + 苯甲酸钠(理想各 50%)。
交叉 Cannizzaro:常用 HCHO 当还原剂(HCHO 给 H⁻ 倾向最强 → 被氧化成甲酸盐,另一无 α-H 醛被定向还原成醇),产物干净。

11.6 鉴别方法

醛酮专属鉴别试剂
试剂用来鉴别阳性现象
2,4-DNP(2,4-二硝基苯肼)有没有羰基(醛+酮总开关)黄 / 橙红色沉淀
Tollens(银氨)醛 vs 酮醛出银镜;酮无反应
Fehling(Cu²⁺碱液)脂肪醛 vs 芳醛脂肪醛砖红 Cu₂O↓;芳醛阴性
NaHSO₃(饱和)醛 / 甲基酮(位阻小)白色结晶加成物析出
碘仿 I₂/NaOH甲基酮 / 乙醛 / 乙醇 / 2-醇黄色 CHI₃↓(特殊气味)
实战 — 鉴别 丙醛 / 丙酮 / 苯甲醛 / 苯乙酮
方案

第一步 — 2,4-DNP:四个都显黄/橙红(都含羰基)→ 确认都是醛酮,但不能彼此区分。

第二步 — Tollens(银镜):只有丙醛、苯甲醛出银镜(醛);丙酮、苯乙酮无(酮)。先把醛/酮两类分开。

第三步 — 碘仿(对剩下需细分的):

  • 丙酮 CH₃COCH₃(甲基酮)→ 黄沉;苯乙酮 CH₃COPh(甲基酮)→ 黄沉;要区分这两个酮,可用 Fehling 无效(都阴),改看其它(如 NaHSO₃ 对苯乙酮位阻大不灵、对丙酮灵)。
  • 两个醛里:丙醛(脂肪醛)→ Fehling 砖红;苯甲醛(芳醛)→ Fehling 阴性。这样丙醛/苯甲醛也分开了。

总结路线:2,4-DNP 确认羰基 → Tollens 分醛酮 → 碘仿 / Fehling / NaHSO₃ 细分。

跨章联动:把 ch11 的醛酮鉴别和 ch10 的 FeCl₃(酚)、Lucas(醇级)、HIO₄(邻二醇)拼在一起,就能鉴别期末范围里几乎所有含氧化合物。

合成应用

醛酮在合成里的"七种武器"
目标用醛酮的反应要点
增碳成醇RMgX + 醛/酮 → 2°/3° 醇在 C–OH 处断键逆推
增 1 C 成酸HCN 加成 → 氰醇 → 水解 → α-羟基酸–CN 水解
造 C=C(定向)Wittig双键位置确定、不重排
延长碳链 + 共轭烯酮羟醛缩合(浓碱)α,β-不饱和醛酮
羰基 → CH₂(接直链烷基)F-C 酰化 → Clemmensen/W-K避开 F-C 烷基化重排
给酮 α-位接基团Stork 烯胺 / Mannich温和、单取代
保护羰基缩醛(乙二醇)→ 做完别处 → 稀酸脱保护碱/还原条件下惰性
合成例 — 由苯 + C₂ 单元合成 正丙苯 (PhCH₂CH₂CH₃)
展开

错误想法:苯 + 1-氯丙烷 / AlCl₃(F-C 烷基化)→ 由于 1° 碳正离子重排成 2°,主产物是异丙苯,得不到正丙苯。

正确路线(醛酮救场)

  1. 苯 + 丙酰氯 CH₃CH₂COCl / AlCl₃ →(F-C 酰化,酰基阳离子共振稳定不重排)→ 苯丙酮 PhCOCH₂CH₃
  2. 苯丙酮 ──Clemmensen(Zn-Hg/HCl)或 Wolff-Kishner──► C=O → CH₂ → 正丙苯 PhCH₂CH₂CH₃ ✓。

核心:要在苯环上接无重排的直链烷基,走"酰化 → 还原羰基"两步,绕开 F-C 烷基化的碳正离子重排。

合成例 — 用羟醛缩合造 α,β-不饱和醛
展开

目标:2-乙基-2-己烯醛(己醛自身羟醛缩合的脱水产物)。

  1. 2 分子己醛 CH₃(CH₂)₄CHO,稀 NaOH → β-羟基醛(一分子的 α-碳进攻另一分子羰基)。
  2. 浓碱 / 加热脱水 → 2-乙基-2-己烯醛(α,β-不饱和醛)

双键在 α,β 之间、与 CHO 共轭。这是"自身羟醛"——若用两种不同的醛要小心交叉产物(见 11.4②)。

📝 自检 8 题(先想答案再展开)

每道题先关掉答案自己想 30 秒,再点击展开。这 8 题覆盖本章所有高频考点。
自检 1:甲醛、乙醛、丙酮三者与 HCN 加成,谁最快?为什么?
展开答案

甲醛最快。亲核加成活性 HCHO > RCHO > R₂CO。烷基既+I 喂电子(中和羰基碳 δ⁺)又位阻挡路,两效应一致 → 烷基越多越慢。甲醛 0 烷基最活泼,丙酮 2 烷基最钝。

→ 详见 11.2

自检 2:苯甲醛 + 浓 NaOH 给什么?乙醛 + 稀 NaOH 给什么?为什么不同?
展开答案

苯甲醛(无 α-H)→ Cannizzaro:歧化为苯甲醇 + 苯甲酸钠

乙醛(有 α-H)→ 羟醛缩合:稀碱低温得3-羟基丁醛(浓碱加热再脱水得 2-丁烯醛)。

分水岭就是 α-H:有 α-H → 碱优先拔它走羟醛(快);无 α-H 才走 Cannizzaro。判断第一步永远是数 α-H。

→ 详见 11.4① + 11.5④

自检 3:下列哪些给碘仿(黄沉)?乙醇 / 甲醇 / 丙酮 / 苯乙酮 / 戊-3-酮 / 异丙醇?
展开答案

阳性(黄沉):乙醇 CH₃CH₂OH、丙酮 CH₃COCH₃、苯乙酮 CH₃COPh、异丙醇 CH₃CH(OH)CH₃

阴性:甲醇(无 CH₃CO/CH₃CHOH 结构)、戊-3-酮 CH₃CH₂COCH₂CH₃(不是甲基酮,羰基两边都是乙基)。

判据:含 CH₃CO–(甲基直接连羰基)或能被氧化成它的 CH₃CH(OH)–(乙醇、2-醇)才阳性。

→ 详见 11.4③

自检 4:分子里同时有酮和酯,只想还原酮、保留酯,用什么试剂?反过来想都还原成醇呢?
展开答案

只还酮、保留酯 → NaBH₄(温和,不动 –COOR、–COOH、C=C)。

酮和酯都还原成醇 → LiAlH₄(强,连酸/酯/酰胺/腈一起还)。

若还想保留 C=C 只还羰基 → 仍用 NaBH₄(别用 H₂/Ni,会把双键也加氢)。

→ 详见 11.5①

自检 5:要在苯环上接一条正丙基(–CH₂CH₂CH₃),为什么不能直接 F-C 烷基化?正确怎么做?
展开答案

直接 F-C 烷基化(苯 + 1-氯丙烷/AlCl₃)→ 1° 碳正离子重排成 2° → 主产物是异丙苯,拿不到正丙苯。

正确:F-C 酰化 → 还原羰基:① 苯 + 丙酰氯/AlCl₃ → 苯丙酮(酰基阳离子不重排);② Clemmensen 或 Wolff-Kishner 把 C=O → CH₂ → 正丙苯

→ 详见 11.5② + 合成应用

自检 6:Wittig 反应造苯乙烯需要哪两个原料?产物副产物是什么?为什么爱用 Wittig?
展开答案

原料:苯甲醛 PhCHO + 叶立德 Ph₃P=CH₂。产物:苯乙烯 PhCH=CH₂;副产物:三苯氧膦 Ph₃P=O(P–O 强键形成是驱动力)。

优点:双键位置完全确定(就在原羰基碳上),不像醇脱水会给混合烯、也不重排。是定向造 C=C 的标准法。

→ 详见 11.3⑤

自检 7:缩醛是什么?为什么能当"保护基"?怎么脱保护?
展开答案

缩醛 = 同一碳上挂两个 OR(醛/酮 + 2 ROH / 干 HCl,常用乙二醇成环状缩醛)。

当保护基:缩醛在碱 / 亲核试剂 / 还原剂条件下惰性 → 把怕被这些条件破坏的羰基先变成缩醛藏起来,做完别处反应再放出来。

脱保护稀酸 + 大量水,水解还原回羰基(全程可逆,靠"水位"控制方向)。

→ 详见 11.3④

自检 8:交叉羟醛里,给苯甲醛 + 丙酮 / 浓碱,主产物是什么?谁当亲核体、谁当亲电体?
展开答案

苯甲醛无 α-H → 只当亲电体(羰基挨打)丙酮有 α-H → 供烯醇负离子(α-碳当亲核体)

丙酮 α-碳进攻苯甲醛羰基 → β-羟基酮 → 浓碱脱水 → 苯亚甲基丙酮 PhCH=CH–CO–CH₃(α,β-不饱和酮,与羰基共轭)。

口诀:没 α-H 的挨打,有 α-H 的出拳。

→ 详见 11.4②

考前提醒

判断羟醛 vs Cannizzaro 第一步永远是"数 α-H":有 α-H → 羟醛缩合(稀碱→β-羟基、浓碱→脱水共轭烯酮);无 α-H + 浓强碱 → Cannizzaro 歧化(醇 + 羧酸盐)。
亲核加成活性 HCHO > RCHO > R₂CO:烷基既挡路(位阻)又喂电子(+I),方向一致,越多越钝。决定所有亲核加成的难易 + 谁能做 NaHSO₃ 加成。
碘仿黄沉只认 CH₃CO– / CH₃CH(OH)–:甲基酮、乙醛、乙醇、2-醇阳性;甲醇、其它伯醇、非甲基酮阴性。
NaBH₄ 温和(只还醛酮),LiAlH₄ 强(连酸酯一起还)。选择性还原酮而保留酯/双键 → NaBH₄;要还原酸/酯 → LiAlH₄(无水醚)。
C=O → CH₂ 两法:Clemmensen(Zn-Hg/HCl,耐酸)vs Wolff-Kishner(NH₂NH₂/KOH/Δ,耐碱)。配 F-C 酰化可在苯环上安全接不重排的直链烷基。
Wittig 定向造 C=C:叶立德 + 醛酮 → 烯 + Ph₃P=O,双键位置确定、不重排。
缩醛 = 羰基保护基:碱/还原条件下惰性,稀酸 + 水可定量脱保护回羰基。合成多步题里常用乙二醇成环状缩醛保护羰基。
鉴别套路:2,4-DNP 验羰基(醛酮总开关)→ Tollens 银镜分醛酮 → 碘仿验甲基酮 / Fehling 分脂肪醛芳醛 / NaHSO₃ 分位阻。拼上 ch10 的 FeCl₃ / Lucas / HIO₄ 即可鉴别期末范围所有含氧物。
Grignard 遇活泼 H 自杀失活(–OH/–NH/–COOH/端炔)。底物含这些基团时先保护。Grignard + 甲醛→1°醇、+ 其它醛→2°醇、+ 酮→3°醇。