同碳
二醇,又称胞二醇、偕二醇或孪二醇,是指
有机化合物中的同一个
碳上连有两个
羟基的二醇,通常是反应过程中的中间体。偕二醇是指两个羟基
官能团(-OH)共价结合到同一个碳原子上的有机化合物,一般是不稳定的。最简单的偕二醇为
甲二醇,
化学式:CH4O2 或 H2C(OH)2。其它的例子还有:二羟基
丙二酸 HOOC-C(OH)2;十羟基环戊 (C(OH)2)5;(F3C)2C(OH)2,
六氟丙酮的
水合物形式,由于六个
原子的强吸
电子作用,使其水合物形式能稳定存在;
水合氯醛,CCl3C(OH)2,也是由于卤原子的强吸电子作用而稳定。
同碳二醇极不稳定,非常容易脱水变成醛或。可以理解为H2O是弱的
亲核试剂,因此H2O对
羰基加成的反应,
平衡常数比较小,倾向于醛酮一方。
由于O原子
电负性大、半径小,因此其电荷密度相当大,当两个-OH连在一个C上时,电荷密度太大,使得体系在
热力学上不稳定。然而,当醛酮的基
碳上连有吸电子
基团时则稳定存在,如图所示(水合三酮)。
这是因为强吸
电子基团增强了羰基的亲电活性,使羰基变得极为活泼,能够与水发生
加成反应并生成稳定产物偕二醇。
1、
三氯乙醛被水加成:ClCCHO+HO→ClCCH(OH)(安眠药)
3、
乙醛被水加成:CHCHO+HO→CH3CH(OH),转化率58%
由于乙醛的
羰基碳与
甲基这一给电子基团相连,羰基亲电活性被削弱,且位阻增大,因此反应性相对甲醛来说较弱。甲醛则因其高羰基活性和极低位阻而具有极高的反应性。
类似地,当一个
碳上连接了两个或多个这样的吸
电子基团(-Cl,-Br,-OH和-NH)且其一基团含H时,该结构在
热力学上都是不稳定的,容易发生1,2-
消除反应。