第九章 醇和酚

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
    材:<<有机化学>> (第四版),高鸿宾主编 20055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。。
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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,COH108.90。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
: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- (5-phenyl-4-hexen-2-ol)
              2-环己烯-1- 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-                                  26-甲基-2,5-庚二醇
3、三苯甲醇                                            4影子价格5,5-dimethyl-2-hexanol
5HOCH2C(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。
                                                  1H被取代
                                                  2-OH被取代
                                                  34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。
: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。
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
                                                        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。
: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
12-甲基-2-丁醇        21-甲基环己醇
32-甲基-3-戊醇        41-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:KMnO4K2CrO4/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)

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