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教案 第十章 醇酚

第十章醇和酚授课对象:化学师范;化学类.学时安排:9学时教材:<<有机化学>> (第3版),胡宏纹主编,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显色。

4、掌握酚的结构,化学性质:酸性、氧化、亲电取代。

5、了解醇、酚的物理性质,重要的醇、酚。

二、教学重点1、醇的中、英文命名法。

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。

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:①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。

②编号主链碳原子从靠近羟基的一端开始依次编号。

③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-butanol2,3-二甲基-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、5,5-dimethyl-2-hexanol5、HOCH2C(CH3)3 (英文名)6、7、二、醇的物理性质CH2-CH(OH)-31、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、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 、-OH 被取代和4受羟基影响,α、β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。

CH 3CH 2OH CH 3CH 2ONa + H 2O + NaOH2、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:无色固体,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:S N 1(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:S N 1历程易重排,常有重排产物。

为避免重排,常用PX 3或SOCl 2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)R-C-C-O-H 34RONa + R 'I ROR '+NaI ROH + Na RONa + H 2ROH + HX RX + H 2O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-CH 3,-CH 2CH 3 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:KMnO 4、K 2CrO 4/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,颜色改变。

(橙色--绿色)2、伯醇被Sarret 试剂氧化成醛,且分子中的不饱和键不被氧化。

试剂组成:CrO 3 C 5H 5N例:3、脱氢反应CH 3CHCH3OHCH 3CH 2OH CH 3CHO + H 2CH 3CCH3O+ H 2(五) 与无机含氧酸的 酯化反应不同类型醇与无机酸反应形成的酯的结构和名称由powerpoint 课件一一列出。

1、多元醇与一元酸形成酯2、一元醇与多元酸形成酯 CH 3CHC(CH 3)3 (CH 3)2C=C(CH 3)2 + (CH 3)2CHC=CH 2 + CH 2=CHC(CH 3)3H 2SO 4OHCH3RCH 2OH RCHORCOOH RCHR 'RCOR'OH C 6H 5-C H=C H-C H 2O H 3C 5H 5NC 6H 5-C H=C H-C HO3、无机酸酯的命名4、医药、工业上的应用(药物、合成洗涤剂、农药、脂类化合物等)(六)、邻多醇的特性反应 1、与新制Cu(OH)2 反应甘油 + Cu(OH)2 ——蓝色溶液(络合物)应用:区别邻多醇与非邻多醇例:用简单的方法区别1,2丙二醇1,3-丙二醇 2、与过碘酸反应规律:在碳碳键断裂处加入-OH ,同碳二醇脱去一分子水,即得产物结构。

以甘油为例,分步写出产物结构 ,机理不详。

应用:鉴别多元醇,或推断结构。

例:三种化合物A 、 B 、 C 被高碘酸氧化后产物如下,试推断它们的结构.A → 环已酮 + HCHOB → OHC (CH 2)4CHOC → CH 3COCH 3 + CH 3CHO + HCOOH四、常见的醇介绍常见醇的性质与与作用2 酚一、酚的结构、分类与命名1、结构羟基直接和芳环相连的化合物称为酚。

以苯酚为例,分析分子中的成键情况以及电子效应。

ρ-π共轭的结果,(1)C-O 键增强,较醇中的C-O 难断裂,同时,芳环上的电子云密度增强,易发生环上的亲电取代。

(2)另外,O-H 键减弱,利于氢原子的离解,使酚表现出弱酸性。

2、分类根据酚羟基所连的芳环不同,酚可以分为苯酚、萘酚等。

根据酚羟基的数目,可将酚分为一元酚、二元酚、三元酚等。

含两个以上酚羟基的统称为多元酚。

3、命名酚的命名在相应芳环的名称之后加“酚”字。

如:苯酚、1-萘酚(1)当芳环上有多个官能团时,按优先次序,若羟基优先,则以酚为母体,这类化合物为取代酚。

取代基的名称在母体名称之前。

powerpoint 课件给出例子:间硝基苯酚,邻氨基苯酚,2-甲基-1-萘酚(2)若羟基不是优先官能团,则分属于不同化合物。

例如:对羟基苯磺酸、邻羟基苯甲醛(水杨醛)。

CH 2OH CHOH CH 2OH + HIO 4 2HC HO + HC O O H(3) 一些酚习惯用俗名例:对苯二酚(氢醌)、苦味酸(2,4,6-三硝基苯酚)二、物理性质1、状态:酚易被氧化,故酚因含有被氧化物质而往往带有颜色。

2、熔、沸点比分子量相当的烃要高。

酚的沸点、熔点和在水中的溶解度均比相应的醇强。

3、一元酚不溶或难溶于水,易溶于乙醚、乙醇等溶剂。

羟基增多,水中溶解度增大。

三、化学性质酚发生化学反应的主要部位如右图:1、羟基中氢原子被取代2、芳环上的亲电取代3、与三氯化铁的反应 (一)酸性 由于ρ-π共轭效应的影响,氧氢键减弱,利于氢原子以质子形式离去,同时形成稳定的芳氧负离子。

酚显弱酸性。

反应式:苯酚与氢氧化钠反应生成苯酚钠(溶于水的盐)。

苯酚酸性比碳酸弱。

在苯酚钠的水溶液中通入二氧化碳,则会重新析出苯酚。

(用反应式表示)OH+ NaOHONa + H2OROH H 2O C 6H 5OH H 2CO 3pKa : 16-19 15 10 6.38应用:鉴别、分离或提纯苯酚。

例:设计方案分离对硝基甲苯、对甲基苯酚的混合物。

取代酚的酸性强弱怎样比较呢? 让学生比较下列酚的酸性强弱:(1)苯酚 (2)对硝基苯酚 (3)对氯苯酚 (4)对甲基苯酚 (2) > (3) > (1) > (4) 以苯酚为例,从电子效应来分析。

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