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半缩醛

半缩醛是一种有机化合物,由醛的水合物和一个醇分子结合而成。它在酸性和碱性水溶液中都不稳定。半缩醛可以进一步与醇反应形成缩醛。缩醛的生成过程是醛或与两个醇分子反应形成半缩醛,再与另一个醇分子反应形成缩醛。大多数糖类化合物都是半缩醛。

定义

半缩醛的通式

半缩醛是一类同一碳上连有一个羟基,一个氧基和一个氢的有机化合物。半缩醛由醛与醇发生亲核加成反应生成,烷氧基来自醇,其它部分来自醛。一般的半缩醛不稳定,常作为形成缩醛反应的中间体,但成环的半缩醛有一定稳定性,而半缩醛可以继续和醇反应得到缩醛。

半缩醛的通式为R1R2C(OH)OR,R1或R2有一个为H原子,而与O相连的R基团烷基,结构如图1所示。当所有的R基团都不是H原子时,则是半缩酮

半缩醛通常是不稳定的化合物,但成环的半缩醛有一定稳定性,尤其是五六元环,这种情况是因为分子内OH基团与羰基反应,葡萄糖和许多其他的醛糖就是一种环状半缩醛。

形成

反应过程

半缩醛的形成过程

反应机理

半缩醛形成的机理

首先是基和催化剂氢离子形成𨦡盐,增加羰基的亲电性,然后和一分子醇发生加成,失去氢离子后,产生不稳定的半缩醛。上述一切过程都是可逆反应,半缩醛在酸性和碱性溶液中都是不稳定的。

合成途径

半缩醛的合成途径有以下几个:

醇和醛之间的亲核加成;

醇和共振稳定的半缩醛阳离子的亲核加成;

缩醛的部分水解

应用

在实际应用中,醇和醛的亲核加成在工业中有很重要的作用。如乙烯醇的聚合体是不稳定的,它是一个易溶于水的有机高分子化合物,不能作为纤维使用,但在硫酸催化下和甲醛反应,生成缩醛,变为不溶于水的性能优良的纤维尼龙。在有机合成中,醇和醛的亲核加成还常常用来保护羰基羟基

参考资料


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