第2讲_醇酚醛羧酸酯_(学生).doc

第二讲 醇酚醛羧酸酯考纲要求烃及其衍生物的性质与应用1掌握烃（烷、烯、炔、芳香烃）及其衍生物（卤代烃、醇、酚、醛、羧酸、酯）的组成、结构和性质II2从官能团的角度掌握有机化合物的性质，并能列举事实说明有机物分子中基团之间的相互影响II3根据加成反应、取代反应和消去反应的特点，判断有机反应类型II4了解天然气、石油液化气和汽油的主要成分及其应用I5认识烃及其衍生物在有机合成和有机化工中的重要作用I6以上各部分知识的综合运用III基础梳理一、醇 1醇的结构与通式（1）概念：醇是羟基与烃基或苯环侧链上的碳原子相连的化合物，或者说醇是烃分子中饱和碳原子上的氢原子被羟基取代所得到的化合物。（2）通式：饱和一元醇的通式为CnH2n+1OH，碳原子数相同的饱和一元醇与饱和一元醚互为同分异构体。（3）分类：1）按烃基种类分：脂肪醇、芳香醇。2）按羟基数目分：一元醇、多元醇。2醇的物理性质（1）低级的饱和一元醇为无色的中性液体，具有特殊的气味和辛辣的味道。（2）醇的物理性质和碳原子数的关系：1）13个碳原子：无色中性液体，具有特殊的气味和辛辣味道；2）411个碳原子：油状液体，可以部分溶于水；3）12个碳原子以上：无色无味蜡状固体，难溶于水。（3）醇的沸点变化规律：1）同碳原子数醇，羟基数目越多，沸点越高。2）醇碳原子数越多。沸点越高。3）对于相对分子质量接近的醇和烷烃相比，醇的沸点远远高于烷烃的沸点。（4）醇的密度比水的密度要小。3醇的化学性质（1）醇的结构与化学性质的联系1）官能团：羟基 OH2）CO断裂脱掉羟基发生取代和消去反应；CH断裂脱掉氢原子发生取代反应；此外醇还能发生氧化反应。（2）消去反应分子内脱水：对与消去反应的注意：1）反应温度：醇的消去反应的反应条件应该是将温度快速升到并控制在170。如果把乙醇与浓硫酸的混合液共热的温度控制在140，乙醇将以另一种方式脱水，即每两个醇分子间脱去一个水分子，反应生成的是乙醚：2）同卤代烃消去反应的比较：两者都是从一个分子内去掉一个小分子，都由单键生成双键，反应条件不同，卤代烃是氢氧化钠醇溶液，而醇是浓硫酸，170。（3）取代反应CH3CH2OH + HBr CH3CH2Br + H2O此外醇与钠、羧酸的反应也可以看作为是取代反应（均为OH键的断裂引起的取代）：2CH3CH2OH + 2Na 2CH3CH2ONa + H2（4）氧化反应1）大多数醇都能和氧气发生反应生成CO2和H2O： CnH2n+1OH + 3n/2O2 nCO2 + (n+1)H2O2）在铜做催化剂的时候醇可以被氧化为醛或酮3）醇还可以被酸性KMnO4溶液或酸性K2Cr2O7溶液氧化，其氧化过程可分为两步：CH3CH2OH CH3CHO CH3COOH4乙醇的制取5常见的醇（1）甲醇：分子式：CH3OH又称木精或是木醇，无色透明液体，易溶于水。有剧毒，少量即可致人失明甚至死亡。（2）乙二醇：分子式：C2H6O2物理性质和用途：无色粘稠有甜味的液体，沸点198，熔点-11.5，密度是1.109g/mL，易溶于水和乙醇，它的水溶液凝固点很低，可用作内燃机的抗冻剂。同时也是制造涤纶的重要原料。（3）丙三醇： 分子式：C3H8O3；结构简式：物理性质和用途：俗称甘油，是无色粘稠有甜味的液体，密度是1.261g/mL，沸点是290。它的吸湿性强，能跟水、酒精以任意比混溶，它的水溶液的凝固点很低。甘油用途广泛，可用于制造硝化甘油（一种烈性炸药的主要成分，同时可以作为治疗心绞痛的药物的主要成分之一）。还用于制造油墨、印泥、日化产品、用于加工皮革，用作防冻剂和润滑剂等。二、酚 1酚的结构分子中羟基与苯环（或其他芳香环）中的碳原子直接相连的有机物称为酚。最简单的酚是苯酚。苯酚的分子式为C6H6O，结构简式为，或C6H5OH。苯酚中至少有12个原子处于同一个平面上，是极性分子。2苯酚的物理性质无色晶体，露置在空气中会部分氧化而呈粉红色。有特殊气味、易溶于有机溶剂、不易溶于冷水。苯酚有毒，其浓溶液对皮肤有强烈的腐蚀性。使用时注意，若不小心粘在皮肤上，应立即用酒精洗涤，再用水冲洗。3苯酚的化学性质苯酚的化学性质，主要是由羟基和苯环之间的相互影响所决定。（1）跟碱的反应苯酚的酸性在一个盛有水的试管中加入适量苯酚观察现象 ：混浊向上述试管中加入氢氧化钠溶液观察现象：变澄清 向一支盛有苯酚钠溶液的试管中滴加稀盐酸；向另一支苯酚钠溶液试管中通入二氧化碳。观察描述现象：溶液又重新变浑浊。由此我们可以得出苯酚具有弱酸性，俗称石炭酸。由上述实验可以看出苯酚的酸性要比H2CO3的酸性要弱。注意酸性的强弱有：H2CO3苯酚HCO3-，所依苯酚可以与Na2CO3发生反应，同时苯酚钠与CO2，H2O反应时，无论CO2是否过量，均生成NaHCO3，而不能生成Na2CO3。（2）苯环上的取代反应向苯酚稀溶液中加入浓溴水，既不需要加热，也不用催化剂，立即生成白色的三溴苯酚沉淀。值得注意的是，该反应很灵敏，常用于苯酚的定性检验和定量测定。苯酚还可以与硝酸、硫酸发生取代反应，苯酚发生硝化反应的化学方程式。苦味酸（3）苯酚与金属钠的反应注意：苯酚与钠的反应比醇比钠的反应要容易，表明苯环对酚羟基上的氢原子影响大于乙基对醇羟基上的氢原子的影响，使酚羟基上氢原子的更为活泼。（4）显色反应：苯酚跟三氯化铁溶液作用能显示紫色定性检验苯酚的存在。（5）缩聚反应产物为酚醛树脂，俗称“电木”，不易燃烧，具有良好的电绝缘性，被广泛用于电闸、电灯开关、灯口、电话机等电器。4苯酚的用途苯酚是一种重要的化工原料，可用来制造酚醛塑料（俗称电木）、合成纤维（如锦纶）、医药、染料、农药等。粗制的苯酚可用于环境消毒。纯净的苯酚可配成洗剂和软膏，有杀菌和止痛效用。药皂中也掺入少量的苯酚。三、醛1醛的结构和通式（1）醛是由烃基与醛基（）相连而成的化合物其官能团为醛基，可写成或CHO，但是不能携程COH且醛基一定位于主链的末端（2）醛类按所含醛基的数目可分为一元醛、二元醛和多元醛（3）一元醛的通式为RCHO，饱和一元脂肪醛的通式为CnH2n+1CHO（或CnH2nO），分子式相同的醛、酮、烯醇互为同分异构体2醛类的物理性质醛类除了甲醛是气体外，其余醛类都是无色液体或是固体醛类的熔沸点随分子中的碳原子数的增加而逐渐升高3醛类的化学性质（1）醛的加成反应醛基上的碳氧双键在一定条件下可与H2、HX、HCN、NH3、氨的衍生物、醇等发生加成反应，但不与Br2发生加成反应，这一点与碳碳双键的加成不同加成的通式可表示为：1）催化加氢：醛的催化加氢也是它的还原反应通式： 例如：2）与HCN的加成反应在有机合成中可以被用来增长碳链3）受碳氧双键的影响，醛、酮分子中的-H活性增强，一定条件下，分子中有-H的醛或者酮会发生自身加成反应例如： 可以连续反应：（2）醛的氧化反应1）易燃烧2）催化氧化3）被银氨溶液氧化：R-CHO + Ag(NH3)2OH R-COONH4+2Ag+3NH3+H2O4）被新制氢氧化铜氧化（银氨溶液、新制的Cu(OH)2为常见的弱氧化剂，这两个反应可以用来检验醛基）R-CHO +2Cu(OH)2 R-COOH + Cu2O + 2H2O5）醛类也能被酸性KMnO4溶液等强氧化剂氧化 4醛的重要代表（1）甲醛的结构分子式：CH2O 结构简式：HCHO 结构式：物理性质：甲醛又称蚁醛，是一种无色具有强烈刺激性气味的气体，易溶于水它的化学性质除了醛的通性外，需要注意1mol甲醛与足量的银氨溶液发生反应生成4mol的Ag甲醛是重要的有机合成原料3540的甲醛水溶液称为福尔马林，常用来浸泡尸体（2）乙醛乙醛是无色、具有刺激性气味的液体，密度比水小，沸点20.8，易挥发，易燃烧，能和水、乙醇、乙醚、氯仿等互溶可由乙醇氧化得到有机合成的重要原料，主要用于制备乙酸、丁醇、乙酸乙酯等（3）苯甲醛有杏仁味的液体，工业上称为苦杏仁油它与糖结合存在于杏仁、桃仁等果实的种子中是制造染料、香料重要的中间体5醛基的检验（1）银镜反应注意： 试管内壁必须光滑、洁净； 水浴加热； 加热过程中不能振荡试管； 银氨溶液应为新制； 醛的用量不宜太多； 试验后附有银镜的试管可以用稀硝酸浸泡，再用水洗净（2）新制氢氧化铜的反应 注意： 制备氢氧化铜的时候碱过量； 混合溶液必须加热到沸腾时才会有砖红色沉淀四、羧酸1羧酸的结构特征、分类及饱和一元酸的通式（1）羧酸的结构特征：烃基直接和羧基相连接的有机化合物，羧基是羧酸的官能团（2）分类：羧酸可以按如下几种方式进行分类1）按羧酸分子中含有羧基的个数可分为一元羧酸、二元羧酸和多元羧酸2）按分子中所含烃基是否饱和可分为饱和羧酸和不饱和羧酸3）按分子中是否含苯环可分为脂肪酸和芳香酸（3）饱和一元羧酸的通式：1）分子式通式：CnH2nO22）结构通式CnH2n+1COOH2羧酸的物理性质（1）甲酸俗称蚁酸，它是无色、有刺激性气味的液体，有腐蚀性，能跟水混溶（2）乙酸（CH3COOH），俗称冰醋酸，是一种具有强烈刺激性气味的无色液体，沸点117.9，熔点16.6，易溶于水和乙醇（3）乙二酸俗称草酸，它是没有颜色的透明晶体，能溶于水或乙醇（4）沸点比相应的醇的沸点要高；碳原子数目小于4的羧酸可以与水互溶，随着碳链的增长，溶解度迅速减小3羧酸的化学性质羧酸在水溶液中可以电离出H+，表现出酸的通性；同时羧酸也可和醇发生酯化反应（1）弱酸性：CH3COOHCH3COO+H+1）使指示剂变色2）与活泼金属反应：2CH3COOH+Zn(CH3COO)2Zn+H23）与碱性氧化物反应：CaO+2CH3COOH(CH3COO)2Ca+H2O4）与碱反应：2CH3COOH+Cu(OH)2(CH3COO)2Cu+2H2O (CH3COO)2Cu易溶于水5）与盐(Na2CO3)反应：2CH3COOH+ CO32-2CH3COO+CO2+H2O根据已有知识及上述和盐反应情况，可总结出如下酸性强弱顺序：HClCH3COOHH2CO3 HCO32-（2）酯化反应：1）概念：酸跟醇起作用，生成酯和水的反应此概念中，酸既可以是有机酸也可以是无机酸如HNO3；2）反应原理：五、酯1酯的结构（1）酯是羧酸分子中羧基上的羟基被烃氧基取代后的产物酯是一种羧酸衍生物，其分子由酰基与烃氧基相连而组成（2）羧酸酯的分子通式为分子式相同的羧酸、酯、羟基醛、羟基酮是同分异构体2羧酸酯的物理性质酯类都难溶于水，易溶于有机溶剂、密度一般比水小低级酯是具有芳香气味的液体3羧酸酯的化学性质酯的水解（1）酯在稀硫酸或稀碱液作催化剂、加热条件下可与H2O发生水解反应类似反应：（2）说明：1）酯类在碱性溶液中水解生成羧酸盐，水解程度较大CH3COOCH2CH3NaOH CH3COONa+C2H5OHRCOORNaOH RCOONaROH2）酯化反应和酯的水解反应互为可逆3）甲酸某酯中，含有醛基，表现还原性，能和银氨溶液、新制氢氧化铜反应【拓展】酯的醇解在酸或醇钠的催化下，只还可以发生醇解反应：这个反应又称酯交换反应，在有机合成中有重要的应用经典例题【例1】 乙醇的熔沸点比含相同碳原子的烷烃的熔沸点高的主要原因是 A乙醇的分子量比含相同碳原子的烷烃的分子量大B乙醇分子之间易形成氢键C碳原子与氢原子的结合没碳原子与氧原子的结合的程度大D乙醇是液体，而乙烷是气体【例2】 已知酸性大小：羧酸碳酸酚。下列含溴化合物中的溴原子，在适当条件下都能被羟基（-OH）取代（均可称之为水解反应），所得产物能跟NaHCO3溶液反应的是A B C D【例3】 下列反应能说明苯酚分子中由于羟基影响苯环使苯酚分子中苯环比苯活泼的是（ ）AB只有C和D全部【例4】 麦角醇(ergosterol)在紫外光照射下可转化为抗软骨病的维生素D2，麦角醇的结构为：下列关于该化合物的说法正确的是()A属于芳香族化合物 B分子式为C27H42OC. 1H核磁共振谱证明分子中的5个甲基上的氢属等同氢 D不能使酸性KMnO4溶液褪色【例5】 木糖醇是从玉米秸秆和果实中提炼加工后制成的一种甜味剂,由于在人体内代谢后不会增加血糖浓度,而成为糖尿病患者的理想甜味剂。木糖醇的结构如下：下列关于木糖醇的叙述不正确的是（）A木糖醇易溶于水 B木糖醇的分子式为C5H12O5C1mol木糖醇与足量的金属钠反应时,最多放出2.5 mol H2D木糖醇能发生消去反应,不能发生氧化反应【例6】 绿茶中含有的EGCG(表示没食子儿茶素没食子酸酯)物质具有抗癌作用，能使血癌(白血病)中癌细胞自杀性死亡，已知EGCG的一种衍生物如图所示。有关衍生物A说法不正确的是AA在空气中易氧化，遇FeCl3溶液能发生显色反应BA能与碳酸氢钠溶液反应放出二氧化碳C1 mol A最多可与含9 mol氢氧化钠的溶液完全作用D1 mol A与足量的浓溴水反应最多可与6 mol Br2作用【例7】 只用滴管、试管和水就能鉴别的物质组是（ ）A苯、乙酸、CCl4B乙醇、乙醛、乙酸C乙二醇、乙醛、溴代烃D乙醇、甘油、苯酚【例8】 乙醇的沸点是78，能与水任意比例混溶，乙醚的沸点是34.6 ，难溶于水，在饱和Na2CO3溶液中几乎不溶，乙醚极易燃烧。实验室制乙醚的原理是：（1）图甲与图乙是两套实验室制乙醚的装置，选装置_最合适，理由是_。（2）反应液中应加入沸石，其作用是_。（3）反应中温度计的位置是_。（4）用装置乙制得的乙醚中可能含有大量的杂质，这杂质是_，除去这种杂质的简易方法是_ _ （5）如果温度太高将会出现_反应，产物是_【例9】 二甘醇可用作溶剂、纺织助剂等，一旦进入人体会导致急性肾衰竭，危及生命。二甘醇的结构简式是HOCH2CH2OCH2CH2OH。下列有关二甘醇的叙述中正确的是A不能发生消去反应B能发生取代反应C能溶于水，不溶于乙醇D符合通式CnH2nO3【例10】 松油醇是一种调香香精，它是、三种同分异构体组成的混合物，可由松节油分馏产品A（下式中的18是为区分两个羟基而人为加上去的）经下列反应制得：（1）-松油醇的分子式 。（2）-松油醇所属的有机物类别是 （多选扣分）。（a）醇 （b）酚 （c）饱和一元醇（3）-松油醇能发生的反应类型是 （多选扣分）。（a）加成 （b）水解 （c）氧化（4）在许多香料中松油醇还有少量以酯的形式出现，写出RCOOH和-松油醇反应的化学方程式 。（5）写结构简式：-松油醇 ，-松油醇 。【例11】 紫罗兰酮是存在于玫瑰花、番茄等中的一种天然香料，它经多步反应可合成维生素A1。下列说法正确的是A.紫罗兰酮可使酸性KMnO4溶液褪色B.1mol中间体X最多能与2molH2发生加成反应C.维生素A1易溶于NaOH溶液D.紫罗兰酮与中间体X互为同分异构体【例12】 肉桂醛是一种食用香精，它广泛用于牙膏、洗涤剂、糖果以及调味品中。工业上可通过下列反应制备：CH3CHOH2O（1）请推测B侧链上可能发生反应的类型：_。（任填两种）（2）请写出两分子乙醛在上述条件下反应的化学方程式：_。（3）请写出同时满足括号内条件下B的所有同分异构体的结构简式：（分子中不含羰基和羟基；是苯的对二取代物；除苯环外，不含其他环状结构。）。【例13】 （2011年 高考北京卷） 下列说法不正确的是()A麦芽糖及其水解产物均能发生银镜反应B用溴水即可鉴别苯酚溶液、2,4己二烯和甲苯C在酸性条件下，CH3CO18OC2H5的水解产物是CH3CO18OH和C2H5OHD用甘氨酸(CH2COOHNH2)和丙氨酸(CH3CHCOOHNH2)缩合最多可形成4种二肽【例14】 下列物质中，在一定条件下既能发生银镜反应，又能发生水解和氧化反应的是（ ）A甲酸乙酯 B溴乙烯 C乙酸甲酯 D苯甲醛【例15】 用乙醛与银氨溶液共热做银镜反应实验时：（1）实验前必须将试管用 加热煮沸，目的是 。（2）配制银氨溶液时，在洗净的试管中先加入 溶液，再一边滴加入 ，并一边 ，直到 为止。（3）在银氨溶液中滴入乙醛溶液后，应将试管放在 温热，反应方程式为 。（4）反应完毕后，用 来清洗试管，反应方程式为 。【例16】 琥珀酸乙酯的键线式结构如图所示。下列关于它的说法不正确的是()A该物质的化学式为C8H14O4B该物质不溶于水C琥珀酸是丁二酸D琥珀酸乙酯与NaOH溶液反应，1 mol该物质可以得到2 mol乙醇和1 mol琥珀酸【例17】 褪黑素是一种内源性生物钟调节剂，在人体内由食物中的色氨酸转化得到。下列说法不正确的是A色氨酸分子中存在氨基和羧基，可形成内盐，具有较高的熔点B在色氨酸水溶液中，可通过调节溶液的pH使其形成晶体析出C在一定条件下，色氨酸可发生缩聚反应D褪黑素与色氨酸结构相似，也具有两性化合物的特性【例18】 已知酸性大小：羧酸碳酸酚。下列含溴化合物中的溴原子，在适当条件下都能被羟基（-OH）取代（均可称之为水解反应），所得产物能跟NaHCO3溶液反应的是A B C D【例19】 莽草酸是一种合成治疗禽流感药物达菲的原料，鞣酸存在于苹果、生石榴等植物中。下列关于这两种有机化合物的说法正确的是（ ） A莽草酸不能和溴水反应，鞣酸可以和溴水反应B两种酸遇三氯化铁溶液都显色C鞣酸分子与莽草酸分子相比多了两个碳碳双键D等物质的量的两种酸与足量金属钠反应产生氢气的量相同课后小测【小测1】 某课外小组设计的实验室制取乙酸乙酯的装置如图4-1所示，A中放有浓硫酸，B中放有乙醇、无水醋酸钠，D中放有饱和碳酸钠溶液。已知：无水氯化钙可与乙醇形成难溶于水的CaCl26C2H5OH 有关有机物的沸点：请回答：（1）浓硫酸的作用：_；若用同位素18O示踪法确定反应产物水分子中氧原子的提供者，写出能表示18O位置的化学方程式：_。（2）球形干燥管C的作用是_。若反应前向D中加入几滴酚酞，溶液呈红色，产生此现象的原因是（用离子方程式表示）_；反应结束后D中的现象是_。（3）该小组同学在实验时才取了加入过量的乙醇，目的是 ，同时慢慢滴加乙酸并加热蒸馏，原因是 。（4）从D中分离出的乙酸乙酯中常含有一定量的乙醇、乙醚和水，应先加入无水氯化钙，分离出_；再加入（此空从下列选项中选择）_；然后进行蒸馏，收集77左右的馏分，以得到较纯净的乙酸乙酯。A五氧化二磷B碱石灰 C无水硫酸钠D生石灰【小测2】 茉莉醛具有浓郁的茉莉花香，其结构简式如下图所示：关于茉莉醛的下列叙述正确的是（ ）A茉莉醛与苯甲醛互为同系物B在加热和催化剂作用下加氢，每摩尔茉莉醛最多能消耗2mol氢气C一定条件下，茉莉醛能被银氨溶液、新制氢氧化铜等多种氧化剂氧化D从理论上说，202g茉莉醛能从足量银氨溶液中还原出217g银【小测3】 已知吡啶()与苯环性质相似。有机物M与磷酸在一定条件下形成磷酸吡醛，磷酸吡醛是细胞的重要组成部分。下列说法不正确的是()AM能使酸性高锰酸钾溶液褪色B1 mol M能与金属钠反应，消耗2 mol NaC1 mol磷酸吡醛与NaOH溶液反应，最多消耗3 mol NaOHDM与