基本介紹
- 中文名：酮
- 外文名：ketone
- 形式：羰基與兩個烴基相連的化合物
- 領域：化學
- 分類：脂肪酮、脂環酮、芳香酮
- 官能團：羰基C=O
- 反應：還原反應、加成反應
定義,結構命名,結構,命名,化學性質,加成反應,與含氮親核試劑加成,還原反應,其它,
定義
酮是羰基與兩個烴基相連的化合物。根據分子中烴基的不同，酮可分為脂肪酮、脂環酮、芳香酮或飽和酮、不飽和酮。 芳香酮的羰基直接連在芳香環上；羰基嵌在環內的，稱為環內酮。按羰基數目又可分為一元酮、二元酮和多元酮。一元酮中，羰基連線的兩個烴基相同的稱單酮，例如丙酮（二甲基甲酮）。互不相同的為混酮，例如苯乙酮（苯基甲基甲酮）。酮分子間不能形成氫鍵，其沸點低於相應的醇，但羰基氧能和水分子形成氫鍵，所以低碳數酮（低級酮）溶於水。一般情況下，低級酮是液體，具有令人愉快的氣味，高碳數酮（高級酮）是固體。
結構命名
結構
酮的分子中都含有羰基，且其羰基碳原子上連有兩個烴基。
命名
酮可分為脂肪族和芳香族兩類，原則如下：
a. 選擇含有羰基的最長的碳鏈做主鏈；
b 合併相同取代基名稱，標明位置，寫在酮母體名稱前。
酮的取代法命名是加後綴“酮（-one）”或“二酮（-dione）”到母體氫化物名稱後。母體氫化物為烷烴時習慣上將“烷”字省略，如可能混淆時也可保留“烷”字。當存在有其他優先作為主要特性基團的基團時，酮基則是以前綴“氧亞基（oxo-）”來表示其結構中的“O=”。單酮和鄰二酮等採用官能團類別定名法命名時，將2個連線到羰基上的基團名稱作為前綴，依英文字母順序前後排列，後再以類別名“酮（ketone）”，“二酮（diketone）”等結尾。中文“酮”字既作後綴，也作類別名，使用時需注意二者含義不同，前者“酮”字的含義中不包含碳，僅指結構中的“=O”；而後者則含一個碳和一個氧，指結構中的“>C=O”。為免於此類混淆，現建議在後一場合將“酮（ketone）”改稱“甲酮”，作為試行方案。
具有最大非累積雙鍵數的環狀母體氫化物（熳環），其中有2個—CH=基團轉變成>C=O基團，同時雙鍵重排而成醌式結構的二酮類也可採用加後綴“-醌（-quinone）”到芳香母體氫化物名稱後的方式來命名。由熳環衍生的一般酮類化合物可採用加額外氫的方式進行命名。
環狀母體氫化物的醯基衍生物命名可將環狀母體氫化物作為取代基前綴置於無環酮名稱前。
英文中苯或萘的醯基衍生物也可以醯基名加後綴“-ophenone”或“-onaphthone”來命名，IUPAC僅建議作為俗名保留acetophenone、propiophenone以及benzophenone三詞，但中文中建議不作保留，上述三詞仍按常規命名為苯乙酮或苯基甲基酮（苯基甲基甲酮）、苯丙酮或苯基乙基酮（苯基乙基甲酮）、二苯酮（二苯甲酮）。
化學性質
如果在 C=O 的α-C 聯有三個體積不同的基團，就會造成羰基平面兩側的空間阻礙不同，給親核試劑進攻羰基創造了空間上的選擇性，我們用 L、M、S 分別表示α-C 上體積大、中、小的三個基團。
加成反應
親核加成反應
α,β- 不飽和酮的親核加成也分為兩種情況，1,2- 加成和 1,4- 加成。α，β- 不飽和醛酮的 1,4- 加成實際相當於 3,4- 加成。
Michael加成
有活潑亞甲基化合物形成的碳負離子，對α，β-不飽和羰基化合物的碳碳雙鍵的親核加成，是活潑亞甲基化物烷基化的一種重要方法，該反應稱為Michael反應。Michael加成最重要的套用是Robinson增環（annelation）反應。若以環酮作為Michael反應的供體，同甲基乙烯基酮（受體）作用，可得產物1,5-二酮，後者經分子內的羥醛縮合併脫水，可在原來環上再增加一個新的六元環，該過程稱為Robinson增環反應。
Robinson成環
從現代有機合成的觀點看，羅賓遜成環反應實際上屬於一種串聯反應。是由一個麥可加成與羥醛縮合相串聯而成的反應。在反應開始時，由一個羰基化合物生成的烯醇鹽親核進攻一個α,β-不飽和酮，發生麥可加成。產物隨即進行分子內羥醛縮合，得到羅賓遜成環反應產物。
與HCN 的親核加成
與含氧硫親核加成
1. 與 H2O 反應——生成二醇
2. 與 ROH 反應——生成縮醛（酮）
特點：
a. 縮醛（酮）的結構特點是含有 O-C-O 鍵；
b. 縮醛（酮）反應可用於保護羰基；
c. 縮醛（酮）反應僅發生於醛(酮)的羰基，對於其它羰基化合物不發生此反應；
d. 分子內同時含有羥基和醛（酮）羰基時，可發生分子內縮醛（酮），形成五、六元環；
e. 與 RSH親核加成
f. 與NaHSO3親核加成
分子內同時含有強鹼性基團-ONa 和強酸性基團 -SO3H，發生分子內酸鹼中和使反應不可逆，生成α-羥基磺酸鈉晶體從有機相中沉澱出來，α-羥基磺酸鈉在酸性條件下可水解為原來的醛（酮）。所以，該反應可以用於醛(酮)的分離。-SO3H 是一個很好的離去基團，可以通過親核取代反應換成其他基團。
與含氮親核試劑加成
含氮親核試劑 (G-NH2) 對醛酮的親核加成後再消除 H2O，從而生成 C=N-G 的 C=N 鍵：
因 G 的不同生成的亞胺類化合物具有各自的名稱
1. 與 NH3 的親核加成
2. 與 RNH2 及 ArNH2 的親核加成
3. 與肼的衍生物的親核加成
4. 與 H2NOH 的親核加成及 Beckmann 重排
5. 與 R2NH親核加成生成烯胺
還原反應
1.催化加氫
2.還原劑法
3. Wolff-Kishner-黃鳴龍還原
4. Carnnizzarro反應
5.安息香縮合
其它
Perkin反應
Knoevenagel反應
Wittig反應
Mannich反應
