第八章 烃的含氧衍生物 第三节乙醛 第四节 乙酸.doc

第八章 烃的含氧衍生物第三节 乙醛 第四节 乙酸1、 认识乙醛、乙酸的分子组成和结构2、 理解乙醛、乙酸的结构与性质的关系3、 知道乙醛、乙酸的用途乙醛、乙酸的结构和性质的关系讲 授 教材及参考书新课引入： 同学们，醛是醇的氧化产物，也是烃的含氧衍生物。醛和是重要的有机化合物，它们广泛存在于自然界，常用作溶剂、香料、药物及制药的原料。在日常生活中，美味佳肴里有时用到的醋；当人们的皮肤受到蚊虫叮咬后，会引起皮肤红肿、痛痒。你知道这是什么吗？实际上，这些物质或现象都与羧酸有关。今天我们就一起来学习乙醛、乙酸。 第三节 乙醛 当羰基与一个羟基和一个氢原子相结合时就是醛，醛基的简写为-CHO。醛的通式为：乙醛（CH3CHO）是一种无色易流动液体，有刺激性气味。熔点121，沸点20.8，相对密度小于1。可溶于水和乙醇等一些有机物质。易燃易挥发，蒸气与空气能形成爆炸性混合物，爆炸极限4.057.0（体积）。在少量酸存在下很易聚合成三聚乙醛（液体，熔点124），低温时生成多聚乙醛。以上两种聚合体能在少量硫酸作用下分解为乙醛。在工业上主要由乙炔在高汞盐的催化下水合而生成；新的生产方法是将乙烯在氯化铜-氯化钯的催化下用空气直接氧化。主要用于生产乙酸、乙酸乙酯和乙酸酐，也用于制备季戊四醇、巴豆醛、巴豆酸和水合三氯乙醛。一、乙醛的化学性质【知识链接】（1）氧化反应醛的羰基碳原子上连有氢原子，因此容易被氧化，不仅强氧化剂，即使氧化剂也可以使它氧化。醛氧化时生成同碳数的羧酸。例如： 在工业上，可利用这个反应制取乙酸。【活动探究】 实验1：在试管里加入10%的NaOH溶液2mL，滴入2%的CuSO4溶液46滴（费林试剂），振荡后加入乙醛溶液0.5mL，加热至沸腾，观察现象。实验现象： 溶液中有砖红色沉淀产生。推理： 结论：此反应可用于检验醛基的存在。实验2：在洁净的试管里加入0.1 mol/L AgNO3溶液2ml，然后加入稀氨水，边加边振荡，直到最初产生的沉淀恰好溶解为止（这是得到的溶液称为银氨溶液或托伦试剂，为弱氧化性的无色溶液）。再滴入乙醛溶液1ml，将试管制热水浴中，观察现象。 实验现象： 有银镜产生。 乙醛发生氧化 反应，转化成乙酸 。托伦试剂是由硝酸银碱溶液与氨水制得的银氨配合物的。它与醛共热时，醛被氧化成羧酸，试剂中的一价银离子被还原成金属银析出。由于析出的银附着在容器壁上形成银镜，因此，这个反应叫做银镜反应。在同样条件下，酮不会发生反应，因此可以利用银镜反应鉴别醛和酮。（2）加成反应在催化剂镍的存在下，乙醛能与氢气发生加成反应，生成乙醇。例如：二、醛类1、分类：据烃基的不同可分为：脂肪醛；芳香醛2、命名简单的脂肪醛、酮命名：按分子中的碳原子的数目，称为某醛。例如：用系统命名法命名时，原则同前。（1） 先选择包括羰基碳原子在内的最长碳链作主链，称为某醛或某酮。（2） 从醛基一端或从靠近酮基一端开始把主链中碳原子编号。（3） 主链上如有支链或取代基，应标明位次，把它的位次（按次序规则）、数目、名称写在某醛的前面。（二）芳香醛的命名：以脂肪醛为母体，芳香烃基作为取代基。【知识补充】 常见的醛（一）甲醛：又叫蚁醛，具有强烈刺激臭味的无色气体，沸点-21。易溶于水，其40%的水溶液叫“福尔马林“，用作消毒剂和防腐剂。甲醛溶液能够消毒防腐的原因是因为甲醛具有使蛋白质凝固的性能。（二）苯甲醛苯甲醛为最简单的，同时也是工业上最常为使用的芳醛。在室温下其为无色液体，具有特殊的杏仁气味。苯甲醛广泛存在于植物界 ，特别是在蔷薇科植物中，主要以苷的形式存在于植物的茎皮、叶或种子中，例如苦杏仁中的苦杏仁苷。苯甲醛天然存在于苦杏仁油、藿香油、风信子油、依兰依兰油等精油中。苯甲醛是医药、染料、香料和树脂工业的重要原料，主要用于制造月桂醛、月桂酸、品绿等，还可用作溶剂、增塑剂和低温润滑剂等。在香精业中主要用于调配食用香精，少量用于日化香精和烟用香精中。（三）乙醛：乙醛是一种醛，性状为无色易流动液体，有刺激性气味。熔点121，沸点20.8，相对密度小于1。可溶于水和乙醇等一些有机物质。易燃易挥发，蒸气与空气能形成爆炸性混合物，爆炸极限4.057.0（体积）。在少量酸存在下很易聚合成三聚乙醛（液体，熔点124），低温时生成多聚乙醛。以上两种聚合体能在少量硫酸作用下分解为乙醛。在工业上主要由乙炔在高汞盐的催化下水合而生成；新的生产方法是将乙烯在氯化铜-氯化钯的催化下用空气直接氧化。主要用于生产乙酸、乙酸乙酯和乙酸酐，也用于制备季戊四醇、巴豆醛、巴豆酸和水合三氯乙醛。第三节 乙酸 羧酸新课引入：在日常生活中，美味佳肴里有时用到的醋；当人们的皮肤受到蚊虫叮咬后，会引起皮肤红肿、痛痒。人剧烈运动之后，会感到全身肌肉酸痛。你知道这是什么吗？实际上，这些物质或现象都与羧酸和取代羧酸有关。乙酸（CH3COOH）：是食醋的主要成分，故俗名醋酸。纯乙酸是具有强烈刺激气味的无色液体，沸点1180C，熔点16.60C，在低于熔点温度时，很容易凝结为冰状固体，故常将无水乙酸称为冰醋酸。乙酸易溶于水及其它许多有机物中，是人类最早使用的一种酸，也是重要的化工原料，可以合成醋酸纤维、乙酐、乙酸乙酯等许多有机物。一、乙酸的化学性质1、乙酸的酸性乙酸和碳酸都能使紫色的石蕊试液变红，都具有酸的通性。它们酸性的强弱又怎样呢？【观察思考】向一盛有少量碳酸钠的粉末的试管里，加入3mL CH3COOH溶液，观察有什么现象发生。CH3COOH + Na2CO3 CH3COO Na + CO2 + H2O可以看到是管理有气泡产生，这是有二氧化碳气体。说明乙酸的酸性强于碳酸。2、乙酸的酯化反应【活动探究】 在1支试管中加入3mL乙醇，然后边摇动试管边慢慢加入2mL浓硫酸和2mL冰醋酸。按图8-4-3所示，连接好装置。用酒精灯小心加热试管35min，产生的蒸气经导管通到饱和碳酸钠溶液的液面上。在液面上可以看到有透明的油状液体产生，并可闻到一种香味。CH3COOH + HOCH2CH3 CH3COO CH2CH3 + H2O羧酸与醇在酸的催化作用下生成酯的反应，称为酯化反应。酯化反应是可逆反应，为了提高酯的产率，可增加某种反应物的浓度，或及时蒸出反应生成的酯或水，使平衡向生成物方向移动。 【知识补充】 （1）酯的结构：它可以看作是烃羧酸分子中的羧基中的羟基被烃氧基取代后生成的化合物。一般通式是RCOOR，其中R和R可以相同，也可以不同。（2）酯的命名： 按照羧酸和醇的名称命名为“某酸某酯”（3）酯的化学性质：水解：酯的水解反应是酯化反应的逆反应。【知识补充】 酯类化合物广泛存在于自然界，例如乙酸乙酯存在于酒、食醋和某些水果中；乙酸异戊酯存在于香蕉、梨等水果中；苯甲酸甲酯存在于丁香油中；水杨酸甲酯存在于冬青油中。高级和中级脂肪酸的甘油酯是动植物油脂的主要成分；高级脂肪酸和高级醇形成的酯是蜡的主要成分。甲基丙烯酸甲酯是制造有机玻璃（聚甲基丙烯酸甲酯）的单体。聚酯树脂主要用于纤维和油漆工业，也可制成压塑粉。许多带有支链的醇形成的酯是优良的润滑油。酯还可用于香料、香精、化妆品、肥皂和药品等工业。二、羧酸1、结构2、分类3、命名系统命名：主链含-COOH，编号自羧基始。可用、等来注明取代基的位置，不饱和羧酸要标明不饱和键位置，芳香羧酸芳环作取代基。俗名：按来源命名。【知识补充】1.甲酸（HCOOH）甲酸最初是从蚂蚁体内发现的，故俗称蚁酸，也存在于昆虫的毒汁中。它是无色有刺激性的液体，沸点100.50C，易溶于水，甲酸的腐蚀性很强。2乙酸（CH3COOH）乙酸是食醋的主要成分，故俗名醋酸。纯乙酸是具有强烈刺激气味的无色液体，沸点1180C，熔点16.60C，在低于熔点温度时，很容易凝结为冰状固体，故常将无水乙酸称为冰醋酸。乙酸易溶于水及其它许多有机物中，是人类最早使用的一种酸，也是重要的化工原料，可以合成醋酸纤维、乙酐、乙酸乙酯等许多有机物。3苯甲酸（C6H5COOH）苯甲酸俗称安息香酸，是最简单的芳香酸，为无味白色晶体，熔点121.70C，微溶于冷水，受热易升华。苯甲酸有抑菌、防腐作用，且毒性较低，故常作食品、药物和日常用品的防腐剂。但由于苯甲酸的水溶性差，故常用其钠盐。4乙二酸（HOOCCOOH）乙二酸俗称草酸，是无色晶体，因为大部分植物尤其是许多草中都含有草酸盐而得名。5.丁二酸（HOOCCH2CH2COOH）丁二酸俗名琥珀酸，最初是由蒸镏琥珀而得到的，因此而得名。琥珀是松脂的化石，含琥珀酸8%左右。【知识链接】 羟基酸和酮酸一、结构C=O中C、O都是SP2杂化，A上的电子向C=O转移。 （A代表-X、-OCOR、-OR、-NH2）二、命名醇酸的命名是以羧酸为母体，羟基作为取代基，用阿拉伯数字或希腊字母表示羟基的位置。由于许多醇酸来自自然界，故常根据其来源而采用俗名。例如：2-羟基丙酸（乳酸） 羟基丁二酸（苹果酸） 2，3-二羟基丁二酸（酒石酸）（-羟基丙酸）酮酸的命名是以羧酸为母体，选择包括羧基和酮基在内的最长碳链作为主链，称为“某酮酸”，酮基的位置用阿拉伯数字或希腊字母标出。例如： 丙酮酸 2-丁酮酸（-丁酮酸）三、重要的取代羧酸1乳酸（CH3CH（OH）COOH ） 乳酸的化学名称为2-羟基丙酸，存在于酸牛奶中，也是肌肉中糖原的代谢产物。2苹果酸（COOHCH（OH）CH2COOH ）最初是从苹果中分离得到的，因此而得名。苹果酸的钠盐为白色粉末，易溶于水，可作为禁盐病人的食盐代用品。3柠檬酸（COOHCH2（OH）C（COOH）CH2COOH ） 柠檬酸（枸椽酸）的化学名称为3-羟基-3-羧基戊二酸，存在于柑桔类果实中,尤以柠檬中含量最多。4酒石酸（COOHCH（OH）CH（OH）COOH ） 酒石酸的化学名称为2，3- 二羟基丁二酸。存在于各种水果中，葡萄中含量较多。5、水杨酸：6.丙酮酸（CH3COCOOH） 丙酮酸是最简单的羰基酸，为无色有刺激性臭味的液体，能与水混溶，酸性强于丙酸及乳酸。丙酮酸是动植物体内糖、脂肪和蛋白质代谢的中间产物，在酶的催化作用下能转变成氨基酸或柠檬酸等，是一个重要的生物活性中间体。7.-丁酮酸(CH3COCH2COOH) -丁酮酸也称为乙酰