第三章烃含氧衍生物第一节醇-酚课件.ppt
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- 第三 章烃含氧 衍生物 第一节 课件
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1、12/16/2022 6:35 AM第三章 烃的含氧衍生物新课标人教版选修五 有机化学基础12/16/2022 6:35 AM目录第一节第一节 醇酚醇酚 一、醇一、醇醇的概念和分类醇的概念和分类、醇的命名醇的命名和和同分异构体同分异构体、乙醇的性质乙醇的性质:、醇的醇的物理性质物理性质甲醇甲醇;乙二醇乙二醇;丙三醇丙三醇:苯酚的分子组成和分子结构苯酚的分子组成和分子结构苯酚的物理性质苯酚的物理性质苯酚的化学性质苯酚的化学性质苯酚的酸性苯酚的酸性;苯酚的取代反应苯酚的取代反应;显色反应显色反应;二、酚二、酚、重要的醇简介重要的醇简介跟金属反应跟金属反应 消去反应消去反应取代反应取代反应 氧化反应
2、氧化反应12/16/2022 6:35 AM1.1.醇和酚的概念醇和酚的概念醇醇是是羟基羟基与与链烃基或苯环侧链上的碳原子链烃基或苯环侧链上的碳原子相连相连的化合物。的化合物。酚酚是是羟基羟基与与苯环上的碳原子苯环上的碳原子直接相连直接相连的的化合物。化合物。2.2.醇的分类醇的分类根据醇分子中含有醇羟基的数目,可以将醇根据醇分子中含有醇羟基的数目,可以将醇分为分为一元醇一元醇、二元醇二元醇、多元醇多元醇等。一般将分子中含等。一般将分子中含有两个或两个以上醇羟基的醇称为多元醇。有两个或两个以上醇羟基的醇称为多元醇。一、醇一、醇醇的概念和分类醇的概念和分类12/16/2022 6:35 AM3
3、3醇的通式醇的通式醇的通式由烃的通式衍变而来,如醇的通式由烃的通式衍变而来,如烷烷烃的通式为烃的通式为CnH2n+2,则相应的,则相应的饱和一元醇饱和一元醇的通式为的通式为CnH2n2O;烯烯烃的通式为烃的通式为CnH2n,则,则相应的相应的一元醇的通式为一元醇的通式为CnH2nO;苯的同系物苯的同系物的通式为的通式为CnH2n6,则,则相应的相应的一元醇的通式一元醇的通式为为:CnH2n6O。根据醇分子中的烃基是否饱和,可以将醇分为根据醇分子中的烃基是否饱和,可以将醇分为饱和醇饱和醇、不饱和醇不饱和醇等。等。根据醇分子中的烃基是否有苯环,可以将醇分根据醇分子中的烃基是否有苯环,可以将醇分为为
4、芳香醇芳香醇、脂肪醇脂肪醇等。等。12/16/2022 6:35 AM 醇的命名和醇的命名和同分异构体同分异构体编号编号:选主链选主链:写名称写名称:选含选含C COHOH的的最长碳链为主链,称某醇最长碳链为主链,称某醇从离从离C COHOH最近的一端起编号最近的一端起编号取代基位置取代基位置 取代基名称取代基名称 羟基位置羟基位置 母体名称母体名称(羟基位置用阿拉伯数字表示;羟基的个数用羟基位置用阿拉伯数字表示;羟基的个数用“二二”、“三三”等表示。等表示。)例例1.1.给下列醇命名给下列醇命名.CH3CH(CH3)CH2CH2CH(C2H5)CH2OHCH3CH2CH(CH2OH)25-5
5、-甲基甲基-2-2-乙基乙基-1-1-己醇己醇2-2-乙基乙基-1,3-1,3-丙二醇丙二醇、醇的命名、醇的命名12/16/2022 6:35 AMCH3CH2CHOHCH3CH3CH(CH3)C(CH3)OHCH2CH3练习练习写出下列醇的名称写出下列醇的名称CH3CH(CH3)CH2OH2 2甲基甲基1 1丙醇丙醇2 2丁醇丁醇2 2,3 3二甲基二甲基3 3戊醇戊醇CH2OH苯甲醇苯甲醇CH2OHCH2OH乙二醇乙二醇CH2OHCH2OHCHOH1 1,2 2,3 3丙三醇丙三醇(或甘油)(或甘油)12/16/2022 6:35 AM醇类的同分异构体可有:碳链异构 羟基的位置异构,官能团
6、异构(相同碳原子数的饱和一元醇和醚是官能团异构)例例2.2.写出下列物质可能有的结构简式写出下列物质可能有的结构简式C4H10O C3H8O 、醇的同分异构体醇的同分异构体醇:醇:4 4种;醚:种;醚:3 3种种醇:醇:2 2种;醚:种;醚:1 1种种12/16/2022 6:35 AM思考与交流:名称结构简式相对分子质量沸点/甲醇CH3OH 32 64.7 乙烷C2H630-88.6 乙醇C2H5OH4678.5 丙烷C3H844-42.1 丙醇C3H7OH60 97.2 丁烷C4H10 58-0.5对比表格中的数据,你能得出什么结论?对比表格中的数据,你能得出什么结论?结论:1、相对分子质
7、量相近的醇和烷烃,醇的沸点远高于烷烃 2、饱和一元醇随相对分子质量的增加沸点升高 醇的物理性质醇的物理性质12/16/2022 6:35 AM R R R R R ROOOOOOHHHHHH醇分子间形成氢键示意图:醇分子间形成氢键示意图:原因:原因:由于醇分子中羟基的氧原子与另一醇分子羟由于醇分子中羟基的氧原子与另一醇分子羟基的氢原子间存在着相互吸引作用,这种吸引作用基的氢原子间存在着相互吸引作用,这种吸引作用叫氢键。(分子间形成了氢键)叫氢键。(分子间形成了氢键)醇的物理性质醇的物理性质12/16/2022 6:35 AM形成氢键的条件:有一个与形成氢键的条件:有一个与电负性电负性很强的元素
8、(如:很强的元素(如:F、O、N)以共价键结合的氢原子,同时这个与氢原子相结合的电负性很强以共价键结合的氢原子,同时这个与氢原子相结合的电负性很强的原子必须有孤对电子。的原子必须有孤对电子。电负性:用来表示两个不同原子形成化学键时吸引电子能力的电负性:用来表示两个不同原子形成化学键时吸引电子能力的相对强弱。通常以希拉字母相对强弱。通常以希拉字母为电负性的符号。为电负性的符号。“电负性是元素的原子在化合物中吸引电子能力的标度电负性是元素的原子在化合物中吸引电子能力的标度”。元素电负性数值越大,表示其原子在化合物中吸引电子的能力元素电负性数值越大,表示其原子在化合物中吸引电子的能力越强;反之,电负
9、性数值越小,相应原子在化合物中吸引电子越强;反之,电负性数值越小,相应原子在化合物中吸引电子的能力越弱(稀有气体原子除外)。的能力越弱(稀有气体原子除外)。12/16/2022 6:35 AM有机化合物中,能形成氢键的官能团有:有机化合物中,能形成氢键的官能团有:羟基(羟基(-OH)、氨基()、氨基(-NH2)醛基(醛基(-CHO)、羧基()、羧基(-COOH)表表3-1中所列出的醇均形成了分子间氢键,中所列出的醇均形成了分子间氢键,因此与相对分子质量相近的烷烃比,醇因此与相对分子质量相近的烷烃比,醇具有较高的沸点,同时,这些有机物分子具有较高的沸点,同时,这些有机物分子与水分子间也可形成氢键
10、,因此,含有这与水分子间也可形成氢键,因此,含有这些官能团的低级分子,均具有良好的水溶性。些官能团的低级分子,均具有良好的水溶性。12/16/2022 6:35 AM学与问:你能得出什么结论?你能得出什么结论?3 3、甲醇、乙醇、丙醇均可与水以任意比例混溶,这是因、甲醇、乙醇、丙醇均可与水以任意比例混溶,这是因为甲醇、乙醇、丙醇与水形成了氢键。为甲醇、乙醇、丙醇与水形成了氢键。4、随碳原子的数目增多,醇的溶解性减小、随碳原子的数目增多,醇的溶解性减小 乙二醇的沸点高于乙醇,乙二醇的沸点高于乙醇,1 1,2 2,3 3丙三醇的沸丙三醇的沸点高于点高于1 1,2 2丙二醇,丙二醇,1 1,2 2丙
11、二醇的沸点高于丙二醇的沸点高于1 1丙醇,其原因是:丙醇,其原因是:。醇的物理性质醇的物理性质 由于羟基数目增多,使得分子间形由于羟基数目增多,使得分子间形成的氢键增多增强,熔沸点升高。成的氢键增多增强,熔沸点升高。12/16/2022 6:35 AM 一、醇一、醇分子式分子式结构式结构式结构简式结构简式官能团官能团C2H6OHCCOH HHHHCH3CH2OH或或C2H5OH OH(羟基)(羟基)、乙醇、乙醇1.1.组成与结构组成与结构:12/16/2022 6:35 AM球棒模型球棒模型比例模型比例模型乙醇的分子式结构式及比例模型乙醇的分子式结构式及比例模型空间结构空间结构:12/16/2
12、022 6:35 AM 物理性质物理性质乙醇是一种乙醇是一种无色无色、有、有香香味的液体,密度比水味的液体,密度比水小小,易易挥发,挥发,易易溶于水,是一种良好的有机溶剂,溶于水,是一种良好的有机溶剂,俗称俗称酒精酒精。化学性质化学性质醇的化学性质主要由醇的化学性质主要由羟基羟基所决定,乙醇中的碳所决定,乙醇中的碳氧键和氧氢键有较强的极性,在反应中都有断裂的氧键和氧氢键有较强的极性,在反应中都有断裂的可能。可能。(如如K、Na、Ca、Mg、Al):2Na2CH3CH2OH2CH3CH2ONaH2。该反应中乙醇分子断裂了该反应中乙醇分子断裂了OHOH键。键。、乙醇、乙醇(1)1)跟金属反应跟金属
13、反应12/16/2022 6:35 AM钠与水钠与水钠与乙醇钠与乙醇钠是否浮在液面上钠是否浮在液面上 浮在水面浮在水面沉在液面下沉在液面下钠的形状是否变化钠的形状是否变化 熔成小球熔成小球仍是块状仍是块状有无声音有无声音发出嘶嘶响声发出嘶嘶响声没有声音没有声音有无气泡有无气泡放出气泡放出气泡放出气泡放出气泡剧烈程度剧烈程度剧烈剧烈缓慢缓慢化学方程式化学方程式2Na2H2O 2 NaOH H2 问题问题11比较钠与水、乙醇反应的实验现象,比比较钠与水、乙醇反应的实验现象,比较二者羟基上氢原子的活泼性较二者羟基上氢原子的活泼性 结论结论11乙醇羟基上的氢原子比水中氢原子不活泼。乙醇羟基上的氢原子比
14、水中氢原子不活泼。学生完成学生完成P49P49思考与交流思考与交流12/16/2022 6:35 AM练习:练习:写出甲醇、正丙醇、乙二醇、丙三醇分别与金属钠反应的化学方程式写出甲醇、正丙醇、乙二醇、丙三醇分别与金属钠反应的化学方程式 讨论醇分子中羟基数目与讨论醇分子中羟基数目与n(醇醇)和和n(氢气氢气)之间的关系之间的关系 CH2OH CH2ONa +2Na +H2 CH2OH CH2ONa CH2OH CH2ONa 2CHOH+6Na 2 CH ONa +3H2 CH2OH CH2ONa2CH3OH +2Na 2CH3ONa +H2 2CH3CH2CH2OH +2Na 2CH3CH2CH
15、2ONa +H2 醇分子有一个羟基时,n(醇醇)n(氢气氢气)=2 1醇分子有二个羟基时,n(醇醇)n(氢气氢气)=1 1醇分子有三个羟基时,n(醇醇)n(氢气氢气)=2 312/16/2022 6:35 AM(2)(2)消去反应消去反应实验实验 3-1 3-1实验现象:实验现象:温度升至温度升至170 170 左右,有气体产生,该左右,有气体产生,该气体使溴的四氯化碳溶液的橙色和酸性高锰酸钾溶液气体使溴的四氯化碳溶液的橙色和酸性高锰酸钾溶液的紫色依次褪去的紫色依次褪去。烧瓶内液体的颜色逐渐加深,最后变成黑色烧瓶内液体的颜色逐渐加深,最后变成黑色。实验结论:实验结论:乙醇在浓硫酸的作用下,加热
16、至乙醇在浓硫酸的作用下,加热至170 170 时发生消去反应生成乙烯时发生消去反应生成乙烯。作用:可用于制备乙烯作用:可用于制备乙烯12/16/2022 6:35 AM制乙烯实验装置制乙烯实验装置为何使液体温度迅速升为何使液体温度迅速升到到170170,不能过高或高低?,不能过高或高低?酒精与浓硫酸酒精与浓硫酸混合液如何配置混合液如何配置 放入几片碎放入几片碎瓷片作用是什瓷片作用是什么?么?用排水集用排水集气法收集气法收集 浓硫酸的浓硫酸的作用是什么?作用是什么?温度计温度计的位置?的位置?混合液颜色如混合液颜色如何变化?为什么?何变化?为什么?有何杂质气体?有何杂质气体?如何除去?如何除去?
17、12/16/2022 6:35 AM放入几片碎瓷片作用是什么?放入几片碎瓷片作用是什么?防止暴沸防止暴沸 浓硫酸的作用是什么?浓硫酸的作用是什么?催化剂和脱水剂催化剂和脱水剂酒精与浓硫酸体积比为何要为酒精与浓硫酸体积比为何要为1313?因为浓硫酸是催化剂和脱水剂,为了保证有足够因为浓硫酸是催化剂和脱水剂,为了保证有足够的脱水性,硫酸要用的脱水性,硫酸要用98%98%的浓硫酸,酒精要用无的浓硫酸,酒精要用无水酒精,酒精与浓硫酸体积比以水酒精,酒精与浓硫酸体积比以1313为宜。为宜。温度计的位置?温度计的位置?温度计感温泡要置于反应物的温度计感温泡要置于反应物的中央位置因为需要测量的是反应物的温度
18、。中央位置因为需要测量的是反应物的温度。为何使液体温度迅速升到为何使液体温度迅速升到170170?因为无水酒精和浓硫酸混合物在因为无水酒精和浓硫酸混合物在170170的温度下的温度下主要生成乙烯和水,而在主要生成乙烯和水,而在140140时乙醇将以另一时乙醇将以另一种方式脱水,即分子间脱水,生成乙醚。种方式脱水,即分子间脱水,生成乙醚。12/16/2022 6:35 AM混合液颜色如何变化?为什么?混合液颜色如何变化?为什么?烧瓶中的液体逐渐变黑。烧瓶中的液体逐渐变黑。因为浓硫酸有多种特性。因为浓硫酸有多种特性。在加热的条件下,无水酒精和浓硫酸混合物的反在加热的条件下,无水酒精和浓硫酸混合物的
19、反应除可生成乙烯等物质以外,浓硫酸还能将无水应除可生成乙烯等物质以外,浓硫酸还能将无水酒精氧化生成碳的单质等多种物质,碳的单质使酒精氧化生成碳的单质等多种物质,碳的单质使烧瓶内的液体带上了黑色。烧瓶内的液体带上了黑色。有何杂质气体?如何除去?有何杂质气体?如何除去?由于无水酒精和浓硫酸发生的氧化还原反应,反由于无水酒精和浓硫酸发生的氧化还原反应,反应制得的乙烯中往往混有应制得的乙烯中往往混有H2O、CO2、SO2等气等气体。可将气体通过碱石灰。体。可将气体通过碱石灰。为何可用排水集气法收集?为何可用排水集气法收集?因为乙烯难溶于水,密度比空气密度略小。因为乙烯难溶于水,密度比空气密度略小。12
20、/16/2022 6:35 AMn H Hn|nHC CH n|n H O H 浓硫酸1700CCH2=CH2+H2O 乙烯乙烯(2)(2)消去反应消去反应12/16/2022 6:35 AM 讨论讨论 醇发生消去反应与卤代烃发生消去反应有何异同醇发生消去反应与卤代烃发生消去反应有何异同?CH3CH2BrCH3CH2OH反应条件化学键的断裂化学键的生成反应产物NaOHNaOH的乙醇溶液、的乙醇溶液、加热加热CBr、CHCO、CHC=CC=CCH2=CH2、HBrCH2=CH2、H2O浓硫酸、加热到浓硫酸、加热到170170 结论结论醇发生消去反应的分子醇发生消去反应的分子结构结构条件条件:与与
21、C-OH相邻相邻的碳原子上有氢原子的碳原子上有氢原子.外部外部条件:条件:浓硫酸、加热到浓硫酸、加热到170 12/16/2022 6:35 AM练习:练习:1、下列醇在浓硫酸作催化剂的条件下能发生、下列醇在浓硫酸作催化剂的条件下能发生消去反应的有消去反应的有_A.甲醇甲醇 B.2-甲基甲基-2-丙醇丙醇 C.苯甲醇苯甲醇 D.2-甲基甲基-3-戊醇戊醇 E.环己醇环己醇 F.乙二醇乙二醇 G.2,2-二甲基二甲基-1-丙醇丙醇2、完成、完成2-丙醇、丙醇、2-丁醇发生消去反应的化学反应方丁醇发生消去反应的化学反应方程式程式BDEF 浓硫酸1700CCH3CHCH3 OHCH2CHCH3 +H
22、2OCH3CHCH2CH3 OHCH3CHCHCH3 +H2O 浓硫酸1700CCH2CHCH2CH3 +H2O 浓硫酸1700CCH3CHCH2CH3 OH(主)(主)(次)(次)12/16/2022 6:35 AM 取代反应取代反应C2H5-OH+HBr C2H5-Br+H2OC2H5-OH+HO-C2H5 C2H5-O-C2H5+H2O浓硫酸浓硫酸140CH3COOH+HO-C2H5 CH3COOC2H5+H2O浓硫酸浓硫酸a 乙醇的分子间脱水反应乙醇的分子间脱水反应讨论:醚类发生分子间脱水反应的可能产物如丙醇再如丙醇与乙醇b 加热条件下与浓氢溴酸反应加热条件下与浓氢溴酸反应CH3CH2
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