教案 第十章 醇酚.doc

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： （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。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。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-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 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、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，a、b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：HIHBrHCl (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：CrO3C5H5N例：3、脱氢反应（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3、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（CH2）4CHOC CH3COCH3 + CH3CHO + 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。r-p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）。 (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r-p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） ROH H2O C6H5OH H2CO3 pKa： 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。结论：取代酚的酸性与芳环上取代基的种类、数目有关。吸电子基团，降低苯环的电子云密度，使酚的酸性增强。给电子基团，可增加苯环的电子云密度，使酚的酸性减弱。（二）与三氯化铁的显色反应给出反应通式，指出，酚不同，颜色不同。凡是含有稀醇结构的化合物均可与FeCl3显色。（三）成醚反应芳基烷基醚的制备，通常采用威廉姆逊（Willamson）合成法，用酚钠与卤代烃反应：（四）氧化反应在氧化剂的作用下，酚被氧化成醌。反应式：对苯二酚、苯酚氧化成对苯醌。应用：（1）对苯二酚作为还原剂，使照相底片上感光后的溴化银还原为金属银。反应式：对苯二酚+2AgBr- 对苯醌+2Ag+2HBr（2）对苯二酚可用作阻聚剂（自由基链反应的抑制剂）（五）芳环上的取代反应1、卤代反应反应式：苯酚+溴水-三溴苯酚白色沉淀特点：反应迅速、灵敏，可定量完成。用于苯酚的定性和定量分析。要获取一溴代酚通常需在非极性或低极性溶剂（二硫化碳、氯仿、四氯化碳等）中进行。例：00C，苯酚与溴在四氯化碳（或二硫化碳）中反应，主要产物对溴苯酚。（以反应式表示，由powerpoint课件给出）3、磺化反应(1)与苯类似，反应可逆(2)邻位与对位异构体的比例与温度有关，温度升高，有利于生成对位异构体。反应式：15-200C 邻羟基苯磺酸49%，（速率控制），1000C对羟基苯磺酸90%（平衡控制），1000C时邻羟基苯磺酸转化成对羟基苯磺酸。2、硝化反应室温下，稀硝酸（20%）可使苯酚硝化，主要生成邻硝基苯酚o