第十一周有机化学教案第六章醇酚醚Word格式.doc
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8.1醇(2学时)
8.1.1醇的结构、分类和命名
一、醇的结构
醇可以看成是烃分子中的氢原子被羟基(OH)取代后生成的衍生物(R-OH)。
二、醇的分类
1.一级醇(伯醇)、二级醇(仲醇)、三级醇(叔醇)。
2.脂肪醇、脂环醇和芳香醇
3.一元醇、二元醇和多元醇。
两个羟基连在同一碳上的化合物不稳定,这种结构会自发失水,故同碳二醇不存在。
另外,烯醇是不稳定的,容易互变成为比较稳定的醛和酮。
三、醇的命名
1.俗名:
如乙醇俗称酒精,丙三醇称为甘油等。
2.简单的一元醇用习惯命名法命名。
例如:
3.系统命名法
结构比较复杂的醇,采用系统命名法。
选择含有羟基的最长碳链为主链,以羟基的位置最小编号,称为某醇。
多元醇的命名,要选择含-OH尽可能多的碳链为主链,羟基的位次要标明。
8.2醇的性质
8.2.1醇的物理性质
1.性状:
(略)
2.沸点:
3.溶解度:
4.结晶醇的形成
低级醇能和一些无机盐(MgCl2、CaCl2、CuSO4等)作用形成结晶醇,亦称醇化物。
如:
8.1.2醇的化学性质
1.与活泼金属的反应
Na与醇的反应比与水的反应缓慢的多,反应所生成的热量不足以使氢气自燃,故常利用醇与Na的反应销毁残余的金属钠,而不发生燃烧和爆炸。
CH3CH2O-的碱性比-OH强,所以醇钠极易水解。
醇的反应活性:
CH3OH>
伯醇(乙醇)>
仲醇>
叔醇
pKa15.0915.93>
19
醇钠(RONa)是有机合成中常用的碱性试剂。
金属镁、铝也可与醇作用生成醇镁、醇铝。
2.与氢卤酸反应(制卤代烃的重要方法)
1)反应速度与氢卤酸的活性和醇的结构有关。
HX的反应活性:
HI>
HBr>
HCl
2)醇的活性次序:
烯丙式醇>
叔醇>
仲醇>
伯醇>
CH3OH
例如,醇与卢卡斯(Lucas)试剂(浓盐酸和无水氯化锌)的反应:
Lucas试剂可用于区别伯、仲、叔醇,但一般仅适用于3—6个碳原子的醇。
原因:
1—2个碳的产物(卤代烷)的沸点低,易挥发。
大于6个碳的醇(苄醇除外)不溶于卢卡斯试剂,易混淆实验现象。
3.与酸反应(成酯反应)
1)与无机酸反应
醇与含氧无机酸硫酸、硝酸、磷酸反应生成无机酸酯。
高级醇的硫酸酯是常用的合成洗涤剂之一。
如C12H25OSO2ONa(十二烷基磺酸钠)。
2)与有机酸反应
4.脱水反应
醇与催化剂共热即发生脱水反应,随反应条件而异可发生分子内或分子间的脱水反应。
醇的脱水反应活性:
3°
R-OH>
2°
1°
R-OH
醇脱水反应的特点:
主要生成札依采夫烯,例如:
5.氧化和脱氢
1)氧化:
伯醇、仲醇分子中的α-H原子,由于受羟基的影响易被氧化。
伯醇被氧化为羧酸。
仲醇一般被氧化为酮。
脂环醇可继续氧化为二元酸。
叔醇一般难氧化,在剧烈条件下氧化则碳链断裂生成小分子氧化物。
2)脱氢:
伯、仲醇的蒸气在高温下通过催化活性铜时发生脱氢反应,生成醛和酮。
8.2酚(1.5学时)
8.2.1酚的结构及命名
1.结构
酚是羟基直接与芳环相连的化合物(羟基与芳环侧链的化合物为芳醇),即酚是烃的羟基衍生物。
2.命名
酚的命名一般是在酚字的前面加上芳环的名称作为母体,再加上其它取代基的名称和位次。
特殊情况下也可以按次序规则把羟基看作取代基来命名。
8.2.2酚的化学性质
羟基即是醇的官能团也是酚的官能团,因此酚与醇具有共性。
但由于酚羟基连在苯环上,苯环与羟基的互相影响又赋予酚一些特有性质,所以酚与醇在性质上又存在着较大的差别。
1.酚羟基的反应
(1)酸性
酚的酸性比醇强,但比碳酸弱。
故酚可溶于NaOH但不溶于NaHCO3,不能与Na2CO3、NaHCO3作用放出CO2,反之通入CO2于酚钠水溶液中,酚即游离出来。
利用酚的这种能溶于碱,而又可用酸将它从碱溶液中有离出来的性质,工业上常被用来回收和处理含酚污水。
利用醇、酚与NaOH和NaHCO3反应性的不同,可鉴别和分离酚和醇。
当苯环上连有吸电子基团时,酚的酸性增强;
连有供电子基团时,酚的酸性减弱。
(2)与FeCl3的显色反应
酚能与FeCl3溶液发生显色反应,大多数酚能起此反应,故此反应可用来鉴定酚。
不同的酚与FeCl3作用产生的颜色不同。
见P292表10-6。
与FeCl3的显色反应并不限于酚,具有烯醇式结构的脂肪族化合物也有此反应。
(3)酚醚的生成
醚不能分子间脱水成醚,一般是由醚在碱性溶液中与烃基化剂作用生成。
在有机合成上常利用生成酚醚的方法来保护酚羟基。
酚也可被卤素取代,但不象醇那样顺利;
酚也可以生成酯,但比醇困难。
2.芳环上的亲电取代反应
羟基是强的邻对位定位基,由于羟基与苯环的P-π共轭,使苯环上的电子云密度增加,亲电反应容易进行。
(1)卤代反应苯酚与溴水在常温下可立即反应生成2,4,6三溴苯酚白色沉淀。
反应很灵敏,很稀的苯酚溶液(10ppm)就能与溴水生成沉淀。
故此反应可用作苯酚的鉴别和定量测定。
如需要制取一溴代苯酚,则要在非极性溶剂(CS2,CCl4)和低温下进行。
(2)硝化苯酚比苯易硝化,在室温下即可与稀硝酸反应。
邻硝基苯酚易形成分子内氢键而成螯环,这样就削弱了分子内的引力;
而对硝基苯酚不能形成分子内氢键,但能形成分子间氢键而缔合。
因此邻硝基苯酚的沸点和在水中的溶解度比其异构体低得多,故可随水蒸气蒸馏出来。
3.氧化反应
酚易被氧化为醌等氧化物,氧化物的颜色随着氧化程度的深化而逐渐加深,由无色而呈粉红色、红色以致深褐色。
多元酚更易被氧化。
对苯二酚是常用的显影剂。
酚易被氧化的性质常用来作为抗氧剂和除氧剂。
四、重要的酚(自学)
8.3醚(0.5学时)
8.3.1醚的结构,分类和命名
2.分类
3.命名
1)简单醚在“醚”字前面写出两个烃基的名称。
例如,乙醚、二苯醚等。
2)混醚是将小基排前大基排后;
芳基在前烃基在后,称为某基某基醚。
例如:
3)结构复杂的醚用系统命名法命名。
可以看作是烃的衍生物来命名,将较大的烃基作母体,剩下的RO-部分看作取代基。
4)环醚:
命名常采用俗名,没有俗名的称为氧杂某烷
5).多元醚:
首先写出潜含多元醇的名称再写出另一部分烃基的数目和名称,最后加上“醚”字。
8.3.2醚的化学性质
醚是一类不活泼的化合物,对碱、氧化剂、还原剂都十分稳定。
醚在常温下与金属Na不起反应,可以用金属Na来干燥。
醚的稳定性仅次于烷烃。
但其稳定性是相对的,由于醚键(C-O-C)的存在,它又可以发生一些特有的反应。
1.烊盐的生成
醚的氧原子上有未共用电子对,能接受强酸中的H+而生成烊盐。
烊盐是一种弱碱强酸盐,仅在浓酸中才稳定,遇水很快分解为原来的醚。
利用此性质可以将醚从烷烃或卤代烃中分离出来。
醚还可以和路易斯酸(如BF3、AlCl3、RMgX)等生成烊盐。
烊盐的生成使醚分子中C-O键变弱,因此在酸性试剂作用下,醚链会断裂。
2.醚链的断裂
在较高温度下,强酸能使醚链断裂,使醚链断裂最有效的试剂是浓的氢碘酸(HI)。
醚键断裂时往往是较小的烃基生成碘代烷,例如:
芳香混醚与浓HI作用时,总是断裂烷氧键,生成酚和碘代烷。
3.过氧化物的生成
醚长期与空气接触下,会慢慢生成不易挥发的过氧化物。
过氧化物不稳定,加热时易分解而发生爆炸,因此,醚类应尽量避免暴露在空气中,一般应放在棕色玻璃瓶中,避光保存。
蒸馏放置过久的乙醚时,要先检验是否有过氧化物存在,且不要蒸干。
检验方法:
硫酸亚铁和硫氰化钾混合液与醚振摇,有过氧化物则显红色。
除去过氧化物的方法:
(1)加入还原剂(5%的FeSO4)于醚中振摇后蒸馏。
(2)贮藏时在醚中加入少许金属钠。
教法:
启发、互动教学,培养自主学习能力
1.通过设问、启发来引导学生深入思考、激发兴趣
2.通过讲授、讨论解决问题
3.“教、学、做”相结合
手段:
多媒体课件、板书、课堂练习
作业
书本上的作业:
8.1(a,c,h,i)、8.5(b,d,h)、8.6(b,c)、8.8、8.9(a,c,e,g,h)
完成作业看参考书的相关内容
预习第七章醛、酮、醌
主要
参考资料
•《有机化学》范望喜,张爱东主编华中师范大学出版社,2007
•《有机化学》汪小兰主编(第四版)高等教育出版社,2010
•《有机化学》王积涛主编(第二版)南开大学出版社,2009
•《有机化学》胡红纹主编(第三版)高等教育出版社,2006
•《有机化学》邢其毅主编(第三版)高等教育出版社,2005
备注
涉及到醇的酸性可能学生难以理解,要以相对性来解释;
醇和酚的性质上差异和化学鉴别方法是重点。
电视墙也就是电视背景装饰墙,是居室装饰特别是大户型居室的重点之一,在装修中占据相当重要的地位,电视墙通常是为了弥补客厅中电视机背景墙面的空旷,同时起到修饰客厅的作用。
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- 第十 一周 有机化学 教案 第六 章醇酚醚