醛和酮是在有机化学中非常常见的官能团。两者共同拥有 羰基。
羰基是指碳原子和氧原子通过双键连接的部分。
C=O
醛和酮的区别并不在于羰基本身，而在于 羰基碳连接了什么。
先整理醛和酮的区别
| 类型 | 一般式 | 区分要点 | 代表例 |
|---|---|---|---|
| 醛 | R-CHO |
羰基碳连接有氢 | 乙醛 |
| 酮 | R-CO-R' |
羰基碳两侧都连接碳基 | 丙酮 |
阅读结构式时，首先要找到 C=O，然后确认这个碳连接了什么。
什么是醛？
醛是指羰基碳至少连接一个氢原子的化合物。
其一般式如下。
R-CHO
这个 -CHO 就是醛基。代表性的例子是乙醛。
CH3CHO
在这个结构中，羰基碳与氧双键相连，同时还连接一个氢和一个甲基。因此，乙醛属于醛。
什么是酮？
酮是指羰基碳连接两个碳基的化合物。
其一般式如下。
R-CO-R'
代表性的例子是丙酮。
CH3COCH3
在丙酮中，中间的羰基碳两侧连接的都是甲基。羰基碳上没有直接连接氢。因此，丙酮属于酮。
如何从结构式中区分
区分醛和酮的步骤很简单。
- 找到
C=O。 - 检查羰基碳是否连接有氢。
- 如果有氢，就是醛。
- 如果两侧都是碳基，就是酮。
可以整理如下。
| 羰基碳连接的对象 | 分类 |
|---|---|
| 氢和碳基 | 醛 |
| 碳基和碳基 | 酮 |
对于初学者来说，可以先这样理解。
- 位于链末端的
C=O往往是醛 - 位于碳链中间的
C=O往往是酮
不过，在更复杂的结构中，最可靠的方法仍然是直接确认羰基碳的连接对象。
反应性的差异
醛和酮都具有羰基，因此会表现出相似类型的反应性。在羰基中，氧会吸引电子密度，因此羰基碳通常带有部分正电荷。
因此，羰基碳容易受到亲核试剂攻击。
不过，一般来说醛往往比酮更活泼。主要有以下两个原因。
立体位阻更小
在醛中，羰基碳连接的是较小的氢原子。而在酮中，羰基碳两侧都连接碳基。因此当亲核试剂接近羰基碳时，酮中的碳基会带来更多位阻。
酮在电子上往往更稳定
碳基可以表现出一定的给电子效应。由于酮中的羰基碳连接两个碳基，其正电性会稍微减弱。因此醛通常更容易受到亲核攻击。
易氧化性的差异
醛和酮在被氧化的难易程度上也不同。
| 类型 | 易氧化性 | 氧化后 |
|---|---|---|
| 醛 | 容易被氧化 | 往往变成羧酸 |
| 酮 | 通常不易被氧化 | 需要更强条件 |
醛由于羰基碳上带有氢，因此容易被氧化成羧酸。相比之下，酮在普通条件下不像醛那样容易被氧化。
这种差异也与银镜反应和斐林反应等鉴别反应有关。
命名法的差异
在 IUPAC 命名中，醛和酮使用不同的后缀。
| 类型 | 后缀 | 例子 |
|---|---|---|
| 醛 | -al |
乙醛的系统名 ethanal |
| 酮 | -one |
丙酮的系统名 propanone |
例如，CH3CHO 是 ethanal，CH3COCH3 是 propanone。常用名中，ethanal 叫 acetaldehyde，propanone 叫 acetone。
常见实例
醛和酮也存在于许多日常熟悉的物质中。
| 类型 | 例子 | 用途或特点 |
|---|---|---|
| 醛 | 甲醛 | 树脂原料等 |
| 醛 | 乙醛 | 与乙醇代谢有关 |
| 醛 | 香草醛 | 香草香味成分 |
| 酮 | 丙酮 | 溶剂、卸甲水等 |
| 酮 | 环己酮 | 工业原料 |
总结
醛和酮都是含有羰基 C=O 的化合物。区别在于羰基碳连接的对象不同。
- 醛是
R-CHO - 酮是
R-CO-R' - 如果羰基碳连接氢，就是醛
- 如果羰基碳两侧都是碳基，就是酮
- 醛通常比酮更活泼
- 醛容易被氧化为羧酸
- 酮在普通条件下通常较难氧化
看结构式时，最好先找到 C=O，然后确认羰基碳连接了什么。
References
- LibreTexts, Aldehydes and Ketones.
- OpenStax, Chemistry: Atoms First 2e, Aldehydes, Ketones, Carboxylic Acids, and Esters.
