鉴定未知醛类和酮类

醛类和酮

醛和酮具有羰基 （C=O） 作为官能团。酮有两个烷基或芳基连接到羰基碳 （RCOR'）。最简单的酮是丙酮，它有两个甲基连接到羰基碳 （CH₃COCH₃）。

醛类似于酮，不同之处在于它们至少有一个氢 （RCOH），而不是两个连接到羰基碳的侧基。最简单的醛是甲醛 （HCOH），因为它有两个氢连接到羰基。所有其他醛都有一个与羰基相连的氢键，就像简单分子乙醛一样，它有一个氢基和一个甲基 （HCOCH₃）。

醛和酮中的羰基碳都是亲电的，这意味着由于连接的氧原子的电负性，它具有偶极子。这使得羰基碳成为亲核加成反应中亲核试剂的理想靶标。在这个反应过程中，亲核试剂或电子供体攻击羰基以形成四面体中间体。带负电的氧接受氢离子形成羟基。

通常，亲核试剂在杂原子上具有负电荷或孤对电子，可以采取多种形式（OH^-、^RO-、CN^-、R₃C^-、RNH₂、ROH）。对于伯胺 （RNH₂），反应不会在形成具有羟基的四面体中间体时停止。相反，会发生消除反应，产生称为亚胺的双键碳和氮官能团。了解醛和酮可以发生的反应提供了一种区分这些相似的有机化合物类型的方法。

DNPH 测试

试剂 2,4-二硝基苯肼 （DNPH） 来利用酮或醛形成亚胺。在这个加成消除反应中，DNPH 的伯氨基在酸性环境中攻击醛或酮的羰基。缩合反应导致形成腙，腙从溶液中沉淀出来。

黄色沉淀物表示非共轭酮或醛，而红橙色沉淀物表示共轭体系。该测试用于将酮和醛与 DNPH 不反应的醇和酯区分开来，因此不会形成沉淀。酮或醛衍生物是具有非常明确的熔点的结晶材料，在文献中已有报道，可用于鉴定特定化合物。

盐仿试验

另一种测试是卤仿测试，用于确定酮是否为甲基酮。甲基酮具有与羰基碳 （RCOCH₃） 相连的甲基。R 基团可以是氢（甲基醛）、烷基或芳基。

卤仿试验的反应机制发生在基本条件下。首先，酮发生酮-烯醇互变异构化。然后亲核烯醇化物攻击碘，产生碘离子和卤代酮。这总共重复 3 次，直到酮甲基的所有氢都被碘取代。接下来，氢氧化物与亲电羰基碳中心反应，形成带有负电荷氧的四面体中间体，该氧与羰基单键合。在 CO 双键重组后，三卤甲基基团作为稳定的离去基离开。最后，形成的羧酸被带负电荷的三卤甲基基团去质子化，得到卤仿——三卤甲烷——和羧酸盐。如果卤素是碘，沉淀物将具有特征性的黄色。该反应只会发生在甲基酮上，而对于任何其他含羰基化合物，它将产生阴性结果。

Tollens 测试

Tollens 测试是一种用于区分醛和酮的反应，因为醛能够被氧化成羧酸，而酮则不能。Tollens 试剂是硝酸银和氨的混合物，可将醛氧化成羧酸。银离子 Ag⁺ 被还原成固体银 Ag_（s）。纯银在试管内壁上形成一层薄膜，类似于银镜。酮不与 Tollen 试剂反应，因此不会导致在试管壁上形成银镜。

引用

1. Streitwieser， A.， Heathcock， C.H.， Kosower， E.M. （1998）. 有机化学导论。新泽西州上马鞍河:Prentice Hall。
2. Fuson， R.C.， Bull， B.A. （1934）.卤仿反应。化学评论。15（3），275-309。