硝酸结构式

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结构式

结构简式：(—CO—）

使含该结构的有机物有还原性

如：草酸HOOC—COOH

在生物中，另有专业名称，羰基。

构成羰基的碳原子的另外两个键，可以单键或双键的形式与其他原子或基团相结

合而成为种类繁多的羰基化合物。羰基化合物可分为醛酮类和羧酸类两类(R为

烷基)：

羰基的性质很活泼，容易起加成反应，如与氢生成醇。

性质编辑

物理性质：具有强红外吸收。

化学性质：由于氧的强吸电子性，碳原子上易发生亲核加成反应。其它常见化学反应包括：

亲核还原反应，羟醛缩合反应。

反应：α-氢的反应

羟醛缩合

（1）羟醛缩合

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。

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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

（Clain-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。

烃基上的卤代反应

（2）烃基上的卤代反应

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

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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。

醚

编辑[mí]

水分子中的两个氢原子均被烃基取代的化合物称为醚。醚类化合物都含有醚键。醚是由一个

氧原子连接两个烷基或芳基所形成，醚的通式为：R–O–R。它还可看作是醇或酚羟基上的

氢被烃基所取代的化合物。醚类中最典型的化合物是乙醚，它常用于有机溶剂与医用麻醉剂。

醚类化合物的应用常见于有机化学和生物化学，它们还可作为糖类和木质素的连接片段。

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1醚的分类编辑

两个烃基相同的醚成为对称醚，也叫简单醚。两个烃基不相同的醚称为不对称醚，也叫混合

醚。

CH3—O—CH3CH3—O—CH2CH3

对称醚不对称醚

根据两个烃基的类别，醚还可以分为脂肪醚和芳香醚。

CH3CH2OCH2CH3

[1][1]

脂肪醚芳香醚芳香醚

在脂肪醚中，分子中没有环的醚称为无环醚。还可细分为饱和醚和不饱和醚。烃基成环的醚

称为环醚。环上含氧的醚称为内醚或环氧化合物。含有多个氧的大环醚因形如皇冠称之为冠

醚。例如：

CH3CH2OCH(CH3)2CH2=CH—O—CH3

饱和醚（无环醚）不饱和醚（无环醚）

[1]

[1]

[1]

环醚环氧化合物冠醚

[1]

2命名编辑

一般醚以与氧相连的烃基加醚字命名，例如，C2H5─O─C2H5称二乙基醚，简称乙醚，

CH3─O─C2H5称甲基乙基醚，简称甲乙醚。环醚一般用俗名。[2]

3物理性质编辑

多数醚是易挥发、易燃的液体。与醇不同，醚分子之间不能形成氢键，所以沸点比同组分醇

的沸点低得多，如乙醇的沸点为78.4℃，甲醚的沸点为-24.9℃；正丁醇的沸点为117.8℃，

乙醚的沸点为34.6℃。常用醚的沸点如下表所示。

多数醚不溶于水，但常用的四氢呋喃和1,4-二氧六环却能和水完全互溶，这是

由于二者和水形成氢键。乙醚的碳氧原子数虽然和四氢呋喃的相同，但因后者的

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氧和碳架共同形成环，氧原子突出在外，容易和水形成氢键，而乙醚中的氧原子

“被包围”在分子之中，难以和水形成氢键，所以乙醚只能稍溶于水。在室温下，

乙醚中可溶有1%～1.5%的水；水中可溶解7.5%的乙醚。由于二者相互溶解很少，

而多数有机物易溶于乙醚，故常用乙醚从水中各种提取易溶于乙醚的物质，但醚

提取液中会含有少量水，在蒸馏乙醚之前，需要经过干燥去水，同时，在提取过

程中也会损失一部分乙醚。乙醚是实验室中常用的溶剂，而盐类化合物在其中不

溶，故于盐类化合物的乙醇溶液中加入乙醚，可从中析出沉淀物——盐类化合物。

乙醚极易挥发、着火，乙醚气体和空气形成爆炸性混合气体，一个电火花即会引

起剧烈爆炸。

乙醚是在外科手术中常用的麻醉剂，其作用不是化学性质的，而是溶于神经组织

脂肪中引起的生理变化。这种麻醉作用决定于醚在脂肪相和水相中的分配系数。

乙烯基醚也是一种麻醉剂，其麻醉性能比乙醚强7倍，而且作用极快，但有迅速

达到麻醉程度过深的危险，因而限制了它在这方面的实际应用。[1]

醛（英语：aldehyde）有机化合物的一类，是醛基(-CHO)和烃基（或氢原子）连接而成的化

合物。醛基由一个碳原子、一个氢原子及一个双键氧原子组成。醛基也称为甲酰基。

醛的通式为R-CHO，-CHO为醛基。（R基团中，与-CHO中C原子直接相连的原

子不能为O或-OH，否则就是羧酸或酯类）。醛类的通式是RCHO。饱和一元醛的

通式为CnH2nO。乙醛分子式为C2H4O，结构简式为CH3CHO，官能团是醛基（-CHO）

醛基是羰基(-CO-)和一个氢连接而成的基团。

醛类分子的结构特点是含有醛基。醛类催化加氢还原成醇，易为强氧化剂甚至弱

氧化剂所氧化，醛基既有氧化性，又有还原性。

醛、酮分子中都含有羰基，均能还原成醇，但醇分子中的羟基在碳链上位置不同。

酮分子中不含醛基，不能被银氨溶液和新制的Cu(OH)2氧化，因此，可用此来鉴

别醛和酮。

化学性质编辑

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。

醛通常具有较强的还原性与一定的氧化性。

甲醛发生银镜反应为：HCHO+4Ag(NH3)2OH———(条件：水浴加热)——→CO2↑+8NH3+

4Ag↓+3H2O【现象：试管内壁出现光亮的银镜】

R-CHO+2Ag（NH3）2OH—（条件：水浴50~60℃加热）→R-COONH4+2Ag↓+3NH3+H2O

与新制氢氧化铜（斐林试剂、班氏试剂、本尼迪特试剂）反应：【现象：出现砖红色沉淀】

R-CHO+2Cu（OH）2—（条件：加热）→R-COOH+Cu2O↓+2H2O

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与溴水反应：R-CHO+Br2+H2O—→R-COOH+2HBr

加成反应：R-CHO+H2—（条件：镍做催化剂，加热）→R-CH2-OH

2R-CHO+O2—（条件：铜或者银做催化剂，加热）→2R-COOH

醛类也可通过和高锰酸钾反应（条件：加热）得到羧酸。

醛类可以发生银镜反应.

甲醛与苯酚发生缩聚反应生成酚醛树脂。

反应规律

醛基是带有极性的，氧原子是碳氧键中的负极，将碳原子的电子扯向氧原子。由于醛的结构

特点，在羰基中的π键极化，使得氧原子上带部分负电荷，而碳原子上带部分正电荷。在

反应中，分子中的碳氧双键很容易被带有负电荷的试剂，即亲核试剂，进攻，并发生反应。

此外，受羰基的影响，与羰基直接相连的碳原子上的氢原子很活泼，能发生一系列反应。因

此羰基的亲核加成和相邻氢原子的活泼性是醛的主要反应。

氧化反应

甲酰基还易被氧化成相应的羧酸（-COOH）。工业中最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、氰化物、乙酸和甲醇可将醛转化成甲酯。[7]

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。

若醛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，反应最后产生自身氧化还原所形成的醇与酸。

醇可以根据分子中所含羟基的数目来分类。含一个羟基的称为一元醇，含两个羟基的称为二

元醇，二元以上的醇统称为多元醇。醇也可以根据羟基所连接碳原子的级来分类，羟基连在

一级碳原子的醇成为一级醇，也称为伯醇；羟基连在二级碳原子上的醇称为二级醇或仲醇，

羟基连在三级碳原子上的醇称为三级醇或叔醇。

羟基与不饱和碳原子相连，如RCH=CHOH，称为烯醇，这种醇很不稳定，很容易异构化为醛、

酮。[1]

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2物理性质编辑

低级的一元饱和醇为无色中性液体，具有特殊的气味和辛辣味道。水与醇均具有羟基，彼此

可以形成氢键，根据相似相溶的原则，甲醇、乙醇和丙醇可与水以任意比例混溶，4～11个

碳的醇为油状液体，仅可部分地溶于水；高级醇为无臭、无味的固体，不溶于水。随着相对

分子质量的增大，烷基对整个分子的影响也越来越大，从而使高级醇的物理性质与烷烃近似。

一元饱和醇的密度虽比相应的烷烃大，但仍比水轻。醇的沸点随相对分子质量的增大而升高，

在同系列中，少于10个碳原子的相邻两个醇的沸点差为18～20℃，高于10个碳原子者，

沸点差较小。叉链醇的沸点总比相同碳原子数的直链醇低，如下表所示。

一些常见醇的名称及物理常数

醇羟基的取代反应

醇中，碳氧键是极性共价键，由于氧的电负性大于碳，所以其共用电子对偏向于

氧，当亲核试剂进攻正性碳时，碳氧键异裂，羟基被亲核试剂取代。其中最重要

的一个亲核取代反应是羟基被卤原子取代。常采用的方法如下：

1.与氢卤酸的反应

(1）一般情况

氢卤酸与醇反应生成卤代烷，反应中醇羟基被卤原子取代。

ROH+HX——>RX+H20

醇羟基不是一个好的离去基团，需要酸的帮助，使羟基质子化后以水的形式离去。

各种醇的反应性为3°>2°>1°，三级醇易反应，只需浓盐酸在室温振荡即可反

应，氢溴酸在低温也能与三级醇进行反应。如用氯化氢、溴化氢气体在0℃通过

三级醇，反应在几分钟内就可完成，这是制三级卤代烷的常用方法。

在氢卤酸中，氢碘酸酸性最强，氢溴酸其次，浓盐酸相对最弱，而卤离子的亲核

能力又是I->Br->Cl-，故氢卤酸的反应性为HI>HBr>HCl。若用一级醇分别与这

三种氢卤酸反应，氢碘酸可直接反应，氢溴酸需用硫酸来增强酸性，而浓盐酸需

与无水氯化锌混合使用，才能发生反应。氯化锌是强的路易斯酸，在反应中的作

用与质子酸类似。

在结构式最边边的碳上的羟基能够变成醛

连接有羟基的那个碳原子有氢原子但是两边是碳原子的被氧化成酮

连接有羟基的碳原子周围有三个碳原子的不能被氧化

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醇催化氧化的本质是：去氢，也就是去掉醇羟基上的H和连接有醇羟基的C

原子上的氢，这两个H原子与氧气的O原子结合生成水。

所以，如果连接有醇羟基的C原子上有2个或者3个H，这样的醇催化氧化后形

成醛

连接有醇羟基的C原子上有1个H，醇催化氧化后的产物是酮

连接有醇羟基的C原子上没有H原子，这样的醇不能发生催化氧化

如CH3CH2OH====》CH3CHO

（CH3）2CHOH===》CH3COCH3

(CH3)3COH醇不能发生催化氧化

乙醇的催化氧化，相当于复分解反应。将碳上的羟基与氧化铜上的氧互换，乙醇

氧化后不是成乙醛了吗，准确的说乙醇催化氧化是来自不同分子的氧反应后变为

醛基和水的。