第九章 醇和酚
授课对象:应用化学、化工反应工程与工艺、制药工程、药学 学时安排:4-6学时
教 材:<<有机化学>> (第四版),高鸿宾主编 , 2005年5月,普通高等教育“十五”国家级规划教材
一、教学目的与要求
1、掌握醇的命名、分类、结构。
2、掌握醇的化学性质:与金属钠反应,与无机含氧酸成酯,脱水成烯,醇的氧化。 3、掌握邻二醇类的特性反应:与氢氧化铜反应、与过碘酸反应。烯醇与FeCl3显。
4、掌握酚的结构,化学性质:酸性、氧化、亲电取代。
开花的课桌5、了解醇、酚和醚的物理性质,重要的醇、酚和醚。
二、教学重点
1、醇的中、英文命名法。
1、1、
2、醇的化学性质:与金属钠反应,与无机含氧酸成酯,分子内脱水成烯,醇的氧化。邻二醇类的特性:与氢氧化铜反应、与过碘酸反应。 3、酚的亲电取代反应、氧化反应。
三、教学难点
1、醇钠的碱性
2、醇分子内脱水过程中,中间体正碳离子的重排。
四、教学方法
采用讲授法。
1、醇和酚的一般性质在中学学过,以复习的形式进行。
2、醇分子内脱水成烯,伴有重排的反应是本章的难点,只介绍1,2迁移和1,3-迁移重排。并通过多媒体课件中设置活动画面来加深印象,帮助理解。
3、邻多醇的特性反应多举实例,并结合实验课来讲解。
五、教具
电脑、幻灯投影仪、powerpoint课件、教鞭。
六、教学步骤及时间分配
导言:
1、阐述醇和酚在结构上的异同点。
2、引导学生回顾醇的通式、来源或制备方法,生活中有哪些常见的醇?
3、已经学过了的醇和酚有哪些主要的性质?
4、从日常生活中的实例引入醇和酚化合物的重要性,引入本章内容。。
9.1 醇
一、醇的结构、分类和命名
1、结构
以甲醇为例,说明醇分子中氧原子采取sp3杂化参与成键,COH为108.90。结合路易斯电子结构式和球棍模型讲述。
2、分类
(1)按羟基所在碳原子的类型分:伯、仲、叔醇
(2)按羟基的数目分:一元醇、二元醇、三元醇、多元醇
(3)按烃基的不同分:饱和醇、不饱和醇、脂环醇、芳香醇
每种类型的醇给出通式并各举一例,由投影仪一一列出。(实例见本章课件第四页)
3、命名
(1)普通命名法
规则:烃基名加“醇”字。英文加alcohol:
例如:正丙醇n-propyl alcohol
苄醇benzyl alcohol
异丙醇 isopropyl alcohol
(2)系统命名法
要点:
选主链 选择含有羟基及不饱和键的最长碳链作为主链,支链作为取代基。
编号 主链碳原子从靠近羟基的一端开始依次编号。
命名 根据主链碳原子数称为“某醇”,取代基的位次和名称按照“次序规则”的原则放在“某醇”之前,即得全名。
英文命名: 用词尾ol代替相应烷烃的词尾e。
多元醇的词尾为:二元醇用diol,三元醇用triol,命名时便于发音,保留烷烃名称词尾中的e。
例:甲醇methanol
正丁醇1-butanol
2,3-二甲基定价模型-1-丁醇(2,3-dimethyl-1-butanol)
1,3-丙二醇 (1,3-propanediol)
5-苯基- 4-己烯-2- 醇(5-phenyl-4-hexen-2-ol)
2-环己烯-1-醇 (2-cyclohexen-1-ol)
给出结构式,引导学生命名,再给出正确答案。
(3)俗名
一些醇还有俗名:甲醇又称木精,乙醇又称酒精,丙三醇又称甘油。
此外,一些醇习惯用俗名甘露醇mannitol ,山梨醇sorbitol (投影仪给出这两个化合物的结构,并比较。提问:属于哪种类型的异构体?。)
练习一:
命名或写结构式
1、顺-3-戊烯-2-醇 2、6-甲基-2,5-庚二醇
3、三苯甲醇 4、影子价格5,5-dimethyl-2-hexanol
5、HOCH2C(CH3)3 (英文名) 6、
7、
二、醇的物理性质
1、介绍醇在水中溶解度、沸点随分子量的变化规律。
2、结合示意图讲述醇与水分子之间以及醇分子之间的氢键。
3欲速则不达教学设计、分子中羟基增多,沸点升高,水中溶解度增大。
4、安全使用乙醇。
三、醇的化学性质
先回顾醇的结构,由结构推测醇的主要化学性质,再在投影仪上一一例出,然后分别介绍。
1、H被取代
2、-OH被取代
3和4受羟基影响,、氢比较活泼
(一)酸性与碱性
1、反应式:
比较醇与水的酸性强弱,指出该反应在实验室中的应用。
2、比较不同类型醇钠的碱性(不同的醇与钠反应的活性顺序)。
甲醇>伯醇>仲醇>叔醇
例:比较正丙醇、异丙醇、叔丁醇的酸性以及相应醇钠的碱性。
3、醇钠性质:无固体,易溶于乙醇,不溶于乙醚,遇水分解。
具有强碱性和强亲核性。
4、醇钠在有机上的用途:被用作缩合剂和烷氧基化剂。例:Williamson合成法制备醚。
(二)卤代反应
反应式:
1、不同HX的反应活性次序:HI>HBr>HCl (HF无反应)
2、不同类型醇的活性次序:烯丙型>叔醇>仲醇>伯醇
3、反应机理:SN1(由powerpoint课件给出反应历程)
应用:Lucas试剂区别伯、仲、叔醇。
例:用简便的化学方法鉴别下列化合物 (环己醇、叔丁醇、正丁醇)
注意:SN1历程易重排,常有重排产物。为避免重排,常用PX3或超声止血刀SOCl2作卤代试剂。
(三)脱水反应
脱水方式有两种:分子内脱水和分子间脱水。脱水方式与醇的结构和反应条件有关。通常在较低温度下主要发生分子间脱水生成醚;在较高温度下主要发生分子内脱水,生成烯烃。
1、分子内脱水成烯
机理:E1
脱水活性:叔醇>仲醇>伯醇 (与中间体正碳离子的稳定性一致)
产物取向,遵循Saytzeff规则:主要生成双键碳原子上连接烷基较多的烯烃。
例:2-戊醇分子内脱水,主要产物为2-戊烯
注意:醇酸催化下脱水常发生重排
例:
61% 31% 3%
重排机理:负氢或-CH3,-CH2CH3 等迁移,生成稳定的中间体 ,讲解1,2-迁移的过程,指出发生迁移的条件。
例:写出2,3-二甲基-1-丁醇和3,3 -二甲基-2-丁醇(新戊醇)酸催化下脱水的主要产物,并说明理由。
2、分子间脱水成醚
机理:E2历程 历程由投影仪给出。
以乙醇脱水成乙醚加以分析。
练习二 写出下列醇进行分子内脱水的主要产物
(1)2-甲基-2-丁醇 (2)1-甲基环己醇
(3)2-甲基-3-戊醇 (4)1-苯基-2-丙醇
(四)氧化和脱氢
水利工程建设项目招标投标管理规定
氧化反应的实质:去氢或得氧的反应
叔醇难氧化。
1、常用氧化剂:KMnO4、K2CrO4/H+
应用:呼吸分析仪检验汽车驾驶员是否酒后驾车原理,醇被重铬酸钾氧化,颜改变。(橙--绿)