人教版高中化学 第三章 烃的含氧衍生物 3.1 醇酚（第3课时）课件 新人教选修5.ppt

第一节第一节醇醇酚酚第三章第三章烃的含氧衍生物烃的含氧衍生物2021/8/9 星期一1 据我国据我国周礼周礼记载，早在周朝就有酿酒记载，早在周朝就有酿酒和制醋作坊，可见人类制造和使用有机物有很和制醋作坊，可见人类制造和使用有机物有很长的历史。长的历史。从结构上看，酒、醋、苹果酸、柠檬酸等从结构上看，酒、醋、苹果酸、柠檬酸等有机物，可以看作是烃分子里的有机物，可以看作是烃分子里的氢原子氢原子被含有被含有氧原子的原子团氧原子的原子团取代而衍生成的，它们被称为取代而衍生成的，它们被称为烃的含氧衍生物烃的含氧衍生物。烃的含氧衍生物种类很多，可分为烃的含氧衍生物种类很多，可分为醇醇、酚酚、醛醛、羧酸羧酸和和酯酯等。烃的含氧衍生物的性质由所含等。烃的含氧衍生物的性质由所含官能团决定。利用有机物的性质，可以合成具有官能团决定。利用有机物的性质，可以合成具有特定性质而自然界并不存在的有机物，以满足我特定性质而自然界并不存在的有机物，以满足我们的需要。们的需要。2021/8/9 星期一2 烃分子中的氢原子可以被烃分子中的氢原子可以被羟基（羟基（OH）取取代而衍生出含羟基化合物。代而衍生出含羟基化合物。羟基与烃基或苯环侧链上的碳原子相连的羟基与烃基或苯环侧链上的碳原子相连的化合物称为化合物称为醇醇；羟基与苯环直接相连而形成的；羟基与苯环直接相连而形成的化合物称为化合物称为酚酚。CH3CH2OHCH3CHCH3OH乙醇乙醇2丙醇丙醇OH苯酚苯酚OHCH3邻甲基苯酚邻甲基苯酚2021/8/9 星期一3饱和一元醇的命名饱和一元醇的命名（2）编号（1）选主链（3）写名称选最长碳链，且含选最长碳链，且含OH从离从离OH最近的一端起编最近的一端起编取代基位置取代基位置 取代基名称取代基名称 羟基位置羟基位置 母母体名称（体名称（羟基位置用阿拉伯数字表示；羟基羟基位置用阿拉伯数字表示；羟基的个数用的个数用“二二”、“三三”等表示。等表示。）资料卡片CH2OH苯甲醇苯甲醇CH2OHCH2OH乙二醇乙二醇CH2OHCH2OHCHOH1，2，3丙三醇丙三醇（或甘油、丙三醇）（或甘油、丙三醇）2021/8/9 星期一4CH3CH2CHCH3OHCH3CHCOHCH3CH2CH3CH3练习写出下列醇的名称CH3CHCH2OHCH32甲基甲基1丙醇丙醇2丁醇丁醇2，3二甲基二甲基3戊醇戊醇2021/8/9 星期一5一、醇一、醇1醇的分类醇的分类1）根据羟基所连烃基的种类）根据羟基所连烃基的种类 2021/8/9 星期一62）根据醇分子结构中羟基的数目，醇可分为一根据醇分子结构中羟基的数目，醇可分为一元醇、二元醇、三元醇元醇、二元醇、三元醇 乙二醇和丙三醇都是乙二醇和丙三醇都是无色无色、黏稠黏稠、有甜味有甜味的的液液体体，都易溶于水和乙醇，是重要的化工原料。，都易溶于水和乙醇，是重要的化工原料。饱和一元醇通式：饱和一元醇通式：CnH2n+1OH或或CnH2n+2O 乙二醇可用于汽车作乙二醇可用于汽车作防冻剂防冻剂，丙三醇可用于配，丙三醇可用于配制制化妆品化妆品。2021/8/9 星期一7思考与交流结论：结论：相对分子质量相近的醇和烷烃相比，醇的沸相对分子质量相近的醇和烷烃相比，醇的沸点远远高于烷烃。点远远高于烷烃。原因：原因：由于醇分子中羟基的氧原子与另一醇分子羟由于醇分子中羟基的氧原子与另一醇分子羟基的氢原子间存在着相互吸引作用，这种吸引作用基的氢原子间存在着相互吸引作用，这种吸引作用叫氢键。叫氢键。甲醇、乙醇、丙醇均可与水以任意比例混溶，甲醇、乙醇、丙醇均可与水以任意比例混溶，这是因为甲醇、乙醇、丙醇与水形成了氢键。这是因为甲醇、乙醇、丙醇与水形成了氢键。2021/8/9 星期一8学与问 乙二醇的沸点高于乙醇，乙二醇的沸点高于乙醇，1，2，3丙三醇的丙三醇的沸点高于沸点高于1，2丙二醇，丙二醇，1，2丙二醇的沸点高丙二醇的沸点高于于1丙醇，其原因是：由于羟基数目增多，使得丙醇，其原因是：由于羟基数目增多，使得分子间形成的氢键增多增强。分子间形成的氢键增多增强。思考与交流 处理反应釜中金属钠的最安全、合理的方法是处理反应釜中金属钠的最安全、合理的方法是第（第（3）种方案，向反应釜中慢慢加入乙醇，由于）种方案，向反应釜中慢慢加入乙醇，由于乙醇与金属钠的反应比水与钠的反应缓和，热效应乙醇与金属钠的反应比水与钠的反应缓和，热效应小，因此是比较安全，可行的处理方法。小，因此是比较安全，可行的处理方法。2021/8/9 星期一92.乙醇的结构乙醇的结构 从从乙乙烷烷分分子子中中的的1个个H原原子子被被OH（羟羟基基）取取代代衍衍变变成成乙醇乙醇分子式分子式结构式结构式结构简式结构简式官能团官能团C2H6OHCCOH HHHHCH3CH2OH或或C2H5OH OH（羟基）（羟基）2021/8/9 星期一103.乙醇的物理性质乙醇的物理性质1）无色、透明、有特殊香味的液体；）无色、透明、有特殊香味的液体；2）沸点）沸点78；3）易挥发；）易挥发；4）密度比水小；）密度比水小；5）能跟水以任意比互溶；）能跟水以任意比互溶；6）能溶解多种无机物和有机物。）能溶解多种无机物和有机物。4.乙醇的化学性质乙醇的化学性质1）与金属钠反应（取代反应）与金属钠反应（取代反应）2CH3CH2OH+2Na2CH3CH2ONa+H22021/8/9 星期一112）消去反应）消去反应脱去脱去OH和与和与OH相邻的碳原子上的相邻的碳原子上的1个个H断键位置:浓硫酸的作用：催化剂和脱水剂浓硫酸的作用：催化剂和脱水剂2021/8/9 星期一12制乙烯实验装置制乙烯实验装置为何使液体温度迅为何使液体温度迅速升到速升到170？酒精与浓硫酸酒精与浓硫酸体积比为何体积比为何 要要为为1 3？放入几片碎放入几片碎瓷片作用是瓷片作用是什么？什么？用排水集用排水集气法收集气法收集 浓硫酸的作浓硫酸的作用是什么？用是什么？温度计的温度计的位置？位置？混合液颜色如何混合液颜色如何变化？为什么？变化？为什么？有何杂质气体？有何杂质气体？如何除去？如何除去？2021/8/9 星期一131.1.放入几片碎瓷片作用是什么？放入几片碎瓷片作用是什么？防止暴沸防止暴沸 2.2.浓硫酸的作用是什么？浓硫酸的作用是什么？催化剂和脱水剂催化剂和脱水剂3.3.酒精与浓硫酸体积比为何要为酒精与浓硫酸体积比为何要为1 3？因为浓硫酸是催化剂和脱水剂，为了保证有足够因为浓硫酸是催化剂和脱水剂，为了保证有足够的脱水性，硫酸要用的脱水性，硫酸要用98%的浓硫酸，酒精要用无的浓硫酸，酒精要用无水酒精，酒精与浓硫酸体积比以水酒精，酒精与浓硫酸体积比以1 3为宜。为宜。4.4.温度计的位置？温度计的位置？温度计感温泡要置于反应物的温度计感温泡要置于反应物的中央位置因为需要测量的是反应物的温度。中央位置因为需要测量的是反应物的温度。5.5.为何使液体温度迅速升到为何使液体温度迅速升到170？因为无水酒精和浓硫酸混合物在因为无水酒精和浓硫酸混合物在170的温度下的温度下主要生成乙烯和水，而在主要生成乙烯和水，而在140时乙醇将以另一时乙醇将以另一种方式脱水，即分子间脱水，生成乙醚。种方式脱水，即分子间脱水，生成乙醚。2021/8/9 星期一146.6.混合液颜色如何变化？为什么？混合液颜色如何变化？为什么？烧瓶中的液体逐渐变黑。因为浓硫酸有多种特性。烧瓶中的液体逐渐变黑。因为浓硫酸有多种特性。在加热的条件下，无水酒精和浓硫酸混合物的反在加热的条件下，无水酒精和浓硫酸混合物的反应除可生成乙烯等物质以外，浓硫酸还能将无水应除可生成乙烯等物质以外，浓硫酸还能将无水酒精氧化生成碳的单质等多种物质，碳的单质使酒精氧化生成碳的单质等多种物质，碳的单质使烧瓶内的液体带上了黑色。烧瓶内的液体带上了黑色。7.7.有何杂质气体？如何除去？有何杂质气体？如何除去？由于无水酒精和浓硫酸发生的氧化还原反应，反由于无水酒精和浓硫酸发生的氧化还原反应，反应制得的乙烯中往往混有应制得的乙烯中往往混有H2O、CO2、SO2等气等气体。可将气体通过碱石灰。体。可将气体通过碱石灰。8 8、为何可用排水集气法收集？、为何可用排水集气法收集？因为乙烯难溶于水，密度比空气密度略小。因为乙烯难溶于水，密度比空气密度略小。2021/8/9 星期一15学与问学与问CH3CH2OHCH3CH2Br反应条件反应条件化学键的断裂化学键的断裂化学键的生成化学键的生成反应产物反应产物NaOH、乙醇溶液、乙醇溶液、加热加热CBr、CHCO、CHC=CC=CCH2=CH2、HBrCH2=CH2、H2O浓硫酸、加热到浓硫酸、加热到170 2021/8/9 星期一163）取代反应）取代反应C2H5OH +HBr C2H5Br +H2O4）氧化反应）氧化反应2CH3CH2OH+O2 2CH3CHO+2H2O催化剂催化剂 有有机机物物分分子子中中加加入入氧氧原原子子或或失失去去氢氢原原子子的反应叫做氧化反应。的反应叫做氧化反应。CH3CH2OHCH3CHOCH3COOH氧化氧化氧化氧化乙醇乙醇乙醛乙醛乙酸乙酸2021/8/9 星期一17反应反应 断键位置断键位置分子间脱水与HX反应与金属反应(酯化反应)消去反应催化氧化小小结燃烧2021/8/9 星期一18二、酚二、酚1.定义：羟基跟苯环定义：羟基跟苯环直接相连直接相连的化合物。的化合物。2.结构：结构：苯环和羟基会相互影响，将决定苯酚的化学性质苯环和羟基会相互影响，将决定苯酚的化学性质OH2021/8/9 星期一193.物理性质物理性质 无色晶体；具有特殊气味；常温下难溶无色晶体；具有特殊气味；常温下难溶于水，易溶于乙醇等有机溶剂。于水，易溶于乙醇等有机溶剂。650C以上时，以上时，能与水混溶能与水混溶；有毒，可用酒精洗涤。；有毒，可用酒精洗涤。医院常用的医院常用的“来苏水来苏水”消毒剂便是消毒剂便是苯酚钠盐苯酚钠盐的稀溶液。的稀溶液。放置时间长的苯酚往往是放置时间长的苯酚往往是粉红粉红色色，因为空气中的氧气就能使，因为空气中的氧气就能使苯酚慢慢地氧化成苯酚慢慢地氧化成对对-苯醌苯醌。小资料小资料2021/8/9 星期一20实验现象（1）向盛有少量苯酚晶体的试管中加入2mL蒸馏水，振荡试管（2）向试管中逐滴加入5%的NaOH溶液，并振荡试管（3）再向试管中加入稀盐酸形成浑浊的液体形成浑浊的液体浑浊的液体变为浑浊的液体变为澄清透明的液体澄清透明的液体澄清透明的液体又澄清透明的液体又变浑浊变浑浊实验实验332021/8/9 星期一214.化学性质化学性质1）弱酸性）弱酸性苯酚能与碱反应，体现出它的弱酸性。因此，苯酚能与碱反应，体现出它的弱酸性。因此，苯酚俗称石炭酸。苯酚俗称石炭酸。2021/8/9 星期一22ONa+CO2+H2OOH+NaHCO3说明：苯酚酸性很弱，比碳酸还弱。说明：苯酚酸性很弱，比碳酸还弱。2）与溴反应）与溴反应OH+3Br2OHBrBrBr+3HBr（可用于苯酚定性检验与定量测定）（可用于苯酚定性检验与定量测定）2021/8/9 星期一23浓溴水与苯酚在苯环上发生取代反应。这说明浓溴水与苯酚在苯环上发生取代反应。这说明羟基对苯环产生了影响，使取代更易进行羟基对苯环产生了影响，使取代更易进行。溴取代苯环上羟基的邻、对位。（溴取代苯环上羟基的邻、对位。（与甲苯相似与甲苯相似）该反应很灵敏，可用于苯酚的定性检验该反应很灵敏，可用于苯酚的定性检验不能用该反应来分离苯和苯酚不能用该反应来分离苯和苯酚*3）苯酚的）苯酚的显显色反色反应应遇遇FeCl3溶液显溶液显紫色紫色。这一反应可用于检验苯。这一反应可用于检验苯酚或酚或Fe3+的存在。的存在。2021/8/9 星期一24苯酚苯反应物反应条件取代苯环上氢原子数反应速率结论原因溴溴 水与苯酚反应水与苯酚反应液溴与纯苯液溴与纯苯不用催化剂不用催化剂FeBr3作催化剂作催化剂一次取代苯环上三个氢原子一次取代苯环上三个氢原子一次取代苯环一次取代苯环上一个氢原子上一个氢原子瞬时完成瞬时完成初始缓慢，后加快初始缓慢，后加快苯酚与溴取代反应比苯容易苯酚与溴取代反应比苯容易酚羟基对苯环影响，使苯环上氢原子变得活泼酚羟基对苯环影响，使苯环上氢原子变得活泼苯酚与苯取代反应的比较苯酚与苯取代反应的比较2021/8/9 星期一25学与问学与问苯酚分子中苯环上连有一羟基，苯酚分子中苯环上连有一羟基，由于羟基对由于羟基对苯环的影响苯环的影响，使得苯酚分子中苯环上的氢原子比，使得苯酚分子中苯环上的氢原子比苯分子中的氢原子更活泼，因此苯酚比苯更易发苯分子中的氢原子更活泼，因此苯酚比苯更易发生取代反应。生取代反应。乙醇分子中乙醇分子中OH与乙基相连，与乙基相连，OH上上H原子原子比水分子中比水分子中H原子还难电离，因此乙醇不显酸性。原子还难电离，因此乙醇不显酸性。而苯酚分子中的而苯酚分子中的OH与苯环相连，受苯环影响，与苯环相连，受苯环影响，OH上上H原子易电离，使苯酚显示一定酸性。原子易电离，使苯酚显示一定酸性。由由此可见：此可见：不同的烃基与羟基相连，可以影响物质不同的烃基与羟基相连，可以影响物质的化学性质。的化学性质。2021/8/9 星期一265.苯酚的用途苯酚的用途 苯酚是一种重要的化工原料，可用来制造苯酚是一种重要的化工原料，可用来制造酚醛酚醛塑料塑料（俗称（俗称电木电木）、合成纤维（如锦纶）、医药、）、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。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。药皂中也掺入少量的苯酚。酚醛树脂的合成酚醛树脂的合成2021/8/9 星期一271.怎样分离苯酚和苯的混合物怎样分离苯酚和苯的混合物加入加入NaOHNaOH溶液溶液分液分液在苯酚钠溶液中加酸或在苯酚钠溶液中加酸或通入通入COCO2 22.如何鉴别苯酚如何鉴别苯酚B 利用与浓溴水生成三溴苯酚白色沉淀利用与浓溴水生成三溴苯酚白色沉淀A利用与三价铁离子的显色反应利用与三价铁离子的显色反应巩固练习巩固练习2021/8/9 星期一281.醛基醛基2.醛的定义：醛的定义：C:HO：结构式结构式结构简式结构简式不能写成不能写成电子式电子式分子里由烃基跟醛基相连而构成的化合物。分子里由烃基跟醛基相连而构成的化合物。饱和一元醛的通式：饱和一元醛的通式：CnH2n+1CHO 或或CnH2nOCHOCOHC HO一、醛基和醛一、醛基和醛2021/8/9 星期一293.常见的醛：常见的醛：甲醛：甲醛：无色有刺激性气味的气体，它的水溶液无色有刺激性气味的气体，它的水溶液（又称福尔马林）具有杀菌、防腐性能。（又称福尔马林）具有杀菌、防腐性能。苯甲醛苯甲醛肉桂醛肉桂醛CH2 2=CHCHOCHO2021/8/9 星期一301.物理性质物理性质2.分子结构：分子结构：结构简式结构简式甲基甲基+醛基醛基=乙醛乙醛二、乙醛二、乙醛（课本（课本P56）2021/8/9 星期一31学学与与问问 乙醛分子结构中含有两类不同位置的乙醛分子结构中含有两类不同位置的氢原子，因此在核磁共振氢谱中有两组峰，氢原子，因此在核磁共振氢谱中有两组峰，峰的面积与氢原子数成正比。因此峰面积峰的面积与氢原子数成正比。因此峰面积较大或峰高较高的是甲基氢原子，反之，较大或峰高较高的是甲基氢原子，反之，是醛基上的氢原子。是醛基上的氢原子。3.乙醛的化学性质乙醛的化学性质（1）氧化反应）氧化反应a.银镜反应银镜反应CH3CHO+2Ag（NH3）2OH CH3COONH4+2Ag+3NH3+H2O 2021/8/9 星期一32资料卡片资料卡片银氨溶液的配制银氨溶液的配制AgOH+2NH3H2O=Ag(NH3)2 OH+2H2O AgNO3+NH3H2O=AgOH+NH4NO3CH3CHO+2Cu(OH)2 CH3COOH+Cu2O+2H2O b.与新制氢氧化铜反应与新制氢氧化铜反应c.与氧气反应与氧气反应O+O22CH3 C HO2CH3 C OH 催化剂催化剂Ag+NH3H2O=AgOH+NH4+AgOH+2NH3H2O=Ag(NH3)2+OH+2H2O 2021/8/9 星期一33（2）加成反应）加成反应O+H2CH3 C HCH3 CH2OH 催化剂催化剂同时也是还原反应同时也是还原反应还原反应：加氢或失氧还原反应：加氢或失氧氧化反应：加氧或失氢氧化反应：加氧或失氢有机的氧化有机的氧化还原反应还原反应2021/8/9 星期一34学与问学与问（1）（2）在在有有机机化化学学反反应应里里，通通常常还还可可以以从从加加氢氢或或去去氢氢来来分分析析氧氧化化还还原原反反应应，即即加加氢氢就就是是还还原原反反应去氢就是氧化反应。应去氢就是氧化反应。HCHO+4Ag（NH3）2OH（NH4）2CO3+4Ag+6NH3+2H2O HCHO+4Cu（OH）2 CO2+2Cu2O+5H2O 2021/8/9 星期一35总结：总结：CH3CH2OH CH3CHO CH3COOH氧化氧化还原还原氧化氧化CnH2n+2O CnH2n O CnH2nO2（3）乙乙醛醛能能发发生生氧氧化化反反应应是是由由于于醛醛基基上上的的H原原子子受受C=O的的影影响响，活活性性增增强强，能能被被氧氧化化剂剂所所氧氧化化；能能发发生生还还原原反反应应是是由由于于醛醛基基上上的的C=O与与C=C类似，可以与类似，可以与H2发生加成反应发生加成反应。2021/8/9 星期一36 C=O称羰基，是酮的官能团，丙称羰基，是酮的官能团，丙酮是最简单的酮。酮是最简单的酮。科学视野科学视野酮：羰基碳原子与两个烃基相连的化合物。酮：羰基碳原子与两个烃基相连的化合物。丙酮丙酮丙酮丙酮 丙酮不能被银氨溶液、新制的氢氧丙酮不能被银氨溶液、新制的氢氧化铜等弱氧化剂氧化，但可催化加氢生化铜等弱氧化剂氧化，但可催化加氢生成醇。成醇。2021/8/9 星期一37一、羧酸一、羧酸1.1.定义：定义：由烃基与羧基相连构成的有机化合物。由烃基与羧基相连构成的有机化合物。2.2.分类：分类：烃基不同烃基不同羧基数目羧基数目芳香酸芳香酸脂肪酸脂肪酸一元羧酸一元羧酸二元羧酸二元羧酸多元羧酸多元羧酸2021/8/9 星期一383.3.乙酸乙酸(冰醋酸冰醋酸)1）物理性质）物理性质2）结构）结构结构式：结构式：结构式：结构式：电子式：电子式：电子式：电子式：CHOOCHHH OH C C O HHH 乙酸又叫醋酸，无色冰状晶体（所以又称冰乙酸又叫醋酸，无色冰状晶体（所以又称冰醋酸），溶点醋酸），溶点16.6，沸点，沸点117.9。有刺激性气。有刺激性气味，易溶于水。味，易溶于水。2021/8/9 星期一39科科学学探探究究碳酸钠固体碳酸钠固体乙酸溶液乙酸溶液苯苯酚酚钠钠溶溶液液 乙酸与碳酸钠反应，放出乙酸与碳酸钠反应，放出CO2气体，根据强酸制弱酸的气体，根据强酸制弱酸的原理，说明乙酸的酸性比碳酸原理，说明乙酸的酸性比碳酸强；将产生的强；将产生的CO2气体通入苯气体通入苯酚钠溶液中，生成苯酚，溶液酚钠溶液中，生成苯酚，溶液变浑浊，说明碳酸酸性比苯酚变浑浊，说明碳酸酸性比苯酚强。强。Na2CO3+2CH3COOH 2CH3COONa+CO2+H2O2021/8/9 星期一403）化学性质）化学性质a.乙酸的酸性乙酸的酸性b.乙酸的酯化反应乙酸的酯化反应乙酸乙酯乙酸乙酯 18O CH3COH+HOC2H518O CH3C2H5H2O浓浓H2SO2021/8/9 星期一41自然界中的有机酸自然界中的有机酸资料卡片资料卡片蚁酸蚁酸(甲酸甲酸)HCOOH柠檬酸柠檬酸HOCCOOHCH2COOHCH2COOH未成熟的未成熟的梅子梅子、李子李子、杏子杏子等水果中等水果中,含有含有草酸草酸、安息香安息香酸酸等成分等成分 草酸草酸（乙二酸）（乙二酸）COOHCOOH安息香酸安息香酸（苯甲酸）（苯甲酸）COOH2021/8/9 星期一42二、酯二、酯1.1.定义：定义：羧酸分子羧基中的羧酸分子羧基中的OH被被 OR取代后的取代后的产物。物。2.2.简式：简式：RCOOR3.3.化学性质：化学性质：（水解反应）（水解反应）稀稀H2SO4CH3COC2H5+H2OOCH3COH+HOC2H5OCH3COC2H5+NaOHOCH3CONa+HOC2H5O2021/8/9 星期一43自然界中的有机酯自然界中的有机酯资料卡片资料卡片含有：含有：丁酸乙酯丁酸乙酯含有：含有：戊酸戊酯戊酸戊酯含有：含有：乙酸异戊酯乙酸异戊酯2021/8/9 星期一44思考与交流思考与交流1）由于乙酸乙酯的沸点）由于乙酸乙酯的沸点比乙酸、乙醇都低，因此比乙酸、乙醇都低，因此从反应物中不断蒸出乙酸从反应物中不断蒸出乙酸乙酯乙酯可提高其产率。可提高其产率。2）使用过量的乙醇使用过量的乙醇，可提高乙酸转化为乙酸乙，可提高乙酸转化为乙酸乙酯的产率。酯的产率。根据化学平衡原理，提高乙根据化学平衡原理，提高乙酸乙酯产率的措施有：酸乙酯产率的措施有：3）使用浓使用浓H2SO4作吸水剂作吸水剂，提高乙醇、乙酸的，提高乙醇、乙酸的转化率。转化率。2021/8/9 星期一45一、有机合成的过程一、有机合成的过程 利用利用简单简单、易得易得的原料，通过有机反应，的原料，通过有机反应，生成具有特定生成具有特定结构和功能结构和功能的有机化合物。的有机化合物。1.1.有机合成的有机合成的概念概念2.2.有机合成的有机合成的任务任务 有机合成的任务包括目标化合物有机合成的任务包括目标化合物分子骨架分子骨架的构建的构建和和官能团的转化官能团的转化。2021/8/9 星期一46有机合成过程示意图有机合成过程示意图基础原料基础原料辅助原料辅助原料副产物副产物副产物副产物中间体中间体中间体中间体辅助原料辅助原料辅助原料辅助原料目标化合物目标化合物3 3、有机合成的、有机合成的过程过程2021/8/9 星期一47思考与交流思考与交流1.1.引入碳碳双键的三种方法：引入碳碳双键的三种方法：卤代烃的消去；醇的消去；炔烃的不完全加成。卤代烃的消去；醇的消去；炔烃的不完全加成。2.2.引入卤原子的三种方法：引入卤原子的三种方法：醇（或酚）的取代；烯烃（或炔烃）的加成；醇（或酚）的取代；烯烃（或炔烃）的加成；烷烃（或苯及苯的同系物）的取代。烷烃（或苯及苯的同系物）的取代。3.3.引入羟基的四种方法：引入羟基的四种方法：烯烃与水的加成；卤代烃的水解；酯的水解；烯烃与水的加成；卤代烃的水解；酯的水解；醛的还原。醛的还原。2021/8/9 星期一48二、有机合成的方法二、有机合成的方法1.1.有机合成的常规方法有机合成的常规方法（1）官能团的引入）官能团的引入引入双键引入双键（C=C或或C=O）1 1）某些醇的消去引入）某些醇的消去引入C=CCH3CH2 OH浓硫酸浓硫酸170 CH2=CH2+H2O醇醇CH2=CH2+NaBr+H2O CH3CH2Br+NaOH2 2）卤代烃的消去引入）卤代烃的消去引入C=C2021/8/9 星期一493 3）炔烃加成引入）炔烃加成引入C=C4 4）醇的氧化引入）醇的氧化引入C=O引入卤原子引入卤原子（X）1 1）烃与）烃与X2取代取代CH4+Cl2 CH3Cl+HCl光照光照2CH3CH2OH+O2 2CH3CHO+2H2O催化剂催化剂CHCH+HBr CH2=CHBr催化剂催化剂2021/8/9 星期一503 3）醇与）醇与HX取代取代 CH2=CH2+Br2 CH2BrCH2Br2 2）不饱和烃与）不饱和烃与HX或或X2加成加成引入羟基引入羟基（OH）1 1）烯烃与水的加成）烯烃与水的加成 CH2=CH2+H2O CH3CH2OH催化剂催化剂加热加压加热加压2 2）醛（酮）与氢气加成）醛（酮）与氢气加成CH3CHO+H2 CH3CH2OH催化剂催化剂C2H5OH +HBr C2H5Br +H2O2021/8/9 星期一513 3）卤代烃的水解（碱性）卤代烃的水解（碱性）C2H5Br+NaOH C2H5OH+NaBr水水4 4）酯的水解）酯的水解稀稀H2SO4CH3COOH+C2H5OHCH3COOC2H5+H2O（2）官能团的消除）官能团的消除通过加成消除通过加成消除不饱和键不饱和键通过消去或氧化或酯化或取代等消除通过消去或氧化或酯化或取代等消除羟基羟基通过加成或氧化消除通过加成或氧化消除醛基醛基通过消去反应或水解反应可消除通过消去反应或水解反应可消除卤原子卤原子（3）官能团的衍变）官能团的衍变2021/8/9 星期一52主要有机物之间转化关系图主要有机物之间转化关系图主要有机物之间转化关系图主要有机物之间转化关系图还原还原还原还原水水水水解解解解 酯酯酯酯 化化化化酯酯酯酯羧酸羧酸羧酸羧酸醛醛醛醛醇醇醇醇卤代烃卤代烃卤代烃卤代烃氧化氧化氧化氧化氧化氧化氧化氧化 水解水解水解水解 烯烯烯烯 烷烷烷烷炔炔炔炔2021/8/9 星期一532.2.正向合成分析法正向合成分析法 此法采用正向思维方法，从此法采用正向思维方法，从已知原料已知原料入手，入手，找出合成所需要的直接可间接的找出合成所需要的直接可间接的中间产物中间产物，逐步，逐步推向推向目标合成有机物目标合成有机物。基础原料基础原料中间体中间体中间体中间体目标化合物目标化合物正向合成分析法示意图正向合成分析法示意图2021/8/9 星期一543.3.逆向合成分析法逆向合成分析法 是将目标化合物倒退一步寻找上一步反应的是将目标化合物倒退一步寻找上一步反应的中间体，该中间体同辅助原料反应可以得到目标中间体，该中间体同辅助原料反应可以得到目标化合物。化合物。基础原料基础原料中间体中间体中间体中间体目标化合物目标化合物逆向合成分析法示意图逆向合成分析法示意图 所确定的合成路线的各步反应，其反应条件所确定的合成路线的各步反应，其反应条件必须比较必须比较温和温和，并具有，并具有较高的产率较高的产率，所使用物基，所使用物基础原料和辅助原料应该是础原料和辅助原料应该是低毒性低毒性、低污染低污染、易得易得和和廉价廉价的。的。2021/8/9 星期一552 C2H5OHCOC2H5COC2H5OOCOHCOHOO+草酸二乙酯的合成草酸二乙酯的合成H2COHH2COHH2CClH2CClCH2CH2CHCHOO2021/8/9 星期一56复习课复习课第三章第三章烃的含氧衍生物烃的含氧衍生物2021/8/9 星期一57一、烃的各类衍生物的重要性质一、烃的各类衍生物的重要性质类别通式官能团代表性物质分子结构特点主要化学性质卤代烃RXX卤原子溴乙烷C2H5BrCBr易断裂1.取代反应：与NaOH水溶液反应生成醇。2.消去反应：与强碱的乙醇溶液共热，脱去卤代氢，生成烯烃。醇ROHOH羟基乙醇C2H5OHOH与链烃基相连，CO键和OH键易断裂1.跟金属钠反应。2.跟氢卤酸反应。3.分子间脱水。4.分子内脱水。5.氧化反应。6.酯化反应。2021/8/9 星期一58类别通式官能团代表性物质分子结构特点主要化学性质酚OHOH直接跟苯环相连1.弱酸性：与强碱溶液反应，生成苯酚盐和水。2.取代反应：跟浓溴水反应。3.显色反应：跟铁盐反应，生成紫色物质。醛RCHOCHO醛基乙醛CH3CHOCHO具有不饱和性和还原性1.加成反应：加氢生成乙醇。2.具有还原性：能被弱氧化剂氧化成羧酸（如：银镜反应）OH2021/8/9 星期一59类别通式官能团代表性物质分子结构特点主要化学性质羧酸RCOOHCOOH羧基乙酸受C=O双键影响，OH能够电离，产生H+1.具有酸类通性。2.能起酯化反应。酯RCOORCOOR酯基乙酸乙酯分子中RCO和OR之间的键容易断裂发生水解反应，生成羧酸和醇2021/8/9 星期一60二、有机反应的主要类型二、有机反应的主要类型1.取代反应取代反应：有机物分子中某些原子或原子团：有机物分子中某些原子或原子团被其它原子或原子团所代替的反应。被其它原子或原子团所代替的反应。取代反应包括卤代、硝化、磺化、水解、取代反应包括卤代、硝化、磺化、水解、酯化等反应类型。酯化等反应类型。是原子或原子团与另一原子或原子团的交换；是原子或原子团与另一原子或原子团的交换；两种物质反应，生成两种物质，有进有出的；两种物质反应，生成两种物质，有进有出的；该反应前后的有机物的空间结构没有发生变化；该反应前后的有机物的空间结构没有发生变化；取代反应总是发生在单键上；取代反应总是发生在单键上；这是饱和化合物的特有反应。这是饱和化合物的特有反应。2021/8/9 星期一612.加成反应加成反应：有机物分子中未饱和的碳原子：有机物分子中未饱和的碳原子跟其它原子或原子团直接结合生成别的物质跟其它原子或原子团直接结合生成别的物质的反应。的反应。加成反应试剂包括加成反应试剂包括H2、X2（卤素）、（卤素）、HX、HCN等。等。加成反应发生在不饱和加成反应发生在不饱和 碳碳 原子上；原子上；该该反反应应中中加加进进原原子子或或原原子子团团，只只生生成成一一种种有有机机物物 相当于化合反应），只进不出。相当于化合反应），只进不出。加加成成前前后后的的有有机机物物的的结结构构将将发发生生变变化化，烯烯烃烃变变烷烷烃烃，结结构构由由平平面面形形变变立立体体形形；炔炔烃烃变变烯烯烃烃，结结构由直线形变平面形；构由直线形变平面形；加加成成反反应应是是不不饱饱和和化化合合物物的的较较特特有有反反应应，另另外外，芳香族化合物也有可能发生加成反应。芳香族化合物也有可能发生加成反应。2021/8/9 星期一623.消去反应消去反应：有机物在一定条件下，从一个：有机物在一定条件下，从一个分子中脱去一个小分子（如：分子中脱去一个小分子（如：H2O、HX、NH3等）生成不饱和化合物的反应（消去小等）生成不饱和化合物的反应（消去小分子）。分子）。消去反应发生在分子内；消去反应发生在分子内；发生在相邻的两个碳原子上；发生在相邻的两个碳原子上；消去反应会脱去小分子，即生成小分子；消去反应会脱去小分子，即生成小分子；消去后生成的有机物会产生双键或叁键；消去后生成的有机物会产生双键或叁键；消去前后的有机物的分子结构变发生变化，它与加消去前后的有机物的分子结构变发生变化，它与加成反应相反，因此，分子结构的变化正好与加成反成反应相反，因此，分子结构的变化正好与加成反应的情况相反。应的情况相反。2021/8/9 星期一634.氧化反应氧化反应：有机物得氧或失氢的反应。：有机物得氧或失氢的反应。氧化反应包括：氧化反应包括：（1 1）烃和烃的衍生物的燃烧反应；）烃和烃的衍生物的燃烧反应；（2 2）烯烃、炔烃、二烯烃、苯的同系物、醇、）烯烃、炔烃、二烯烃、苯的同系物、醇、醛等与酸性高锰酸钾反应；醛等与酸性高锰酸钾反应；（3 3）醇氧化为醛和酮；）醇氧化为醛和酮；（4 4）醛氧化为羧酸等反应。）醛氧化为羧酸等反应。5.还原反应还原反应：有机物加氢或去氧的反应。：有机物加氢或去氧的反应。2021/8/9 星期一646.加聚反应加聚反应：通过加成反应聚合成高分子化：通过加成反应聚合成高分子化合物的反应（加成聚合）。主要为含双键的合物的反应（加成聚合）。主要为含双键的单体聚合。单体聚合。7.缩合（聚）反应缩合（聚）反应：单体间通过缩合反应生：单体间通过缩合反应生成高分子化合物，同时生成小分子（成高分子化合物，同时生成小分子（H2O、NH3、HX等）的反应。等）的反应。缩聚反应主要包括：醇酸缩聚、羟酸缩聚、缩聚反应主要包括：醇酸缩聚、羟酸缩聚、氨基酸缩聚等。氨基酸缩聚等。2021/8/9 星期一658.8.酯化反应酯化反应（属于取代反应）：酸（有机（属于取代反应）：酸（有机羧酸、无机含氧酸）与醇作用生成酯和水的羧酸、无机含氧酸）与醇作用生成酯和水的反应。反应。9.9.水解反应水解反应：有机物在一定条件下跟水作用：有机物在一定条件下跟水作用生成两种或多种物质的反应。生成两种或多种物质的反应。水解反应包括卤代烃水解、酯水解、糖水解反应包括卤代烃水解、酯水解、糖(除单除单糖外糖外)水解、蛋白质水解等。水解、蛋白质水解等。10.裂化反应裂化反应：在一定温度下，把相对分子：在一定温度下，把相对分子质量大、沸点高的长链烃断裂为相对分子质质量大、沸点高的长链烃断裂为相对分子质量小、沸点低的短链烃的反应。量小、沸点低的短链烃的反应。2021/8/9 星期一66三、有机反应的官能团三、有机反应的官能团有机物无机物/有机物反应名称烷,芳烃,酚 X2卤代反应苯的同系物 HNO3硝化反应苯的同系物 H2SO4磺化反应 醇 醇脱水反应醇 HX取代反应酸 醇 酯化反应酯 醇 酯交换反应酯/卤代烃酸溶液或碱溶液水解反应二糖多糖H2O水解反应蛋白质H2O水解反应 羧 酸 盐碱石灰脱羧反应1.1.发生取代反应的基发生取代反应的基/官能团官能团 结构变化形式 等 价 替 换2021/8/9 星期一672.2.发生加成反应的官能团发生加成反应的官能团官能团 C=C C CCHOC=OC6H5-有 机 物反应条件COOHCOHCOOCO 2021/8/9 星期一683.3.发生氧化反应的官能团发生氧化反应的官能团C=C C CC-OH CHO C6H5-R CH3CH2CH2CH3 试剂条件产物CH2OH CHO为脱氢重键式为脱氢重键式 CHO COOH为氧原子插入式为氧原子插入式 2021/8/9 星期一69 反应条件常 见 反 应 催化剂 加热加压 乙烯水化、乙烯氧化、丁烷氧化、氯苯水解、油脂氢化催化剂 加热 烯炔醛酮加氢、乙醇消去、乙醇氧化、酯化反应 水浴加热C6H5NO2制备、银镜反应、树脂制备、纤维素水解、CH3COOC2H5水解 只用催化剂 苯的溴代、乙醛被空气氧化 只需加热 制CH4、苯的磺化、R-OH的卤代 R-X水解和消去不需外加条件 烯与炔加溴、苯酚的取代 烯炔与苯的同系物氧化、四、有机反应的条件四、有机反应的条件2021/8/9 星期一70五、主要有机物之间的转化关系五、主要有机物之间的转化关系还原还原还原还原水水水水解解解解 酯酯酯酯 化化化化酯酯酯酯羧酸羧酸羧酸羧酸醛醛醛醛醇醇醇醇卤代烃卤代烃卤代烃卤代烃氧化氧化氧化氧化氧化氧化氧化氧化 水解水解水解水解 烯烯烯烯 烷烷烷烷炔炔炔炔加成加成加成加成加成加成加成加成加加加加成成成成消消消消去去去去取取取取代代代代加加加加成成成成消消消消去去去去氧氧氧氧化化化化2021/8/9 星期一71CH2CH2nCH3CH3CH2=CH2CHCHCH3CH2ClCH3COOHCH3CH2OHCH3CHOCH3COONaCH2CH2ClClCH2=CHClCH=CHClClHCCHClClClClBrOHONaCH3COOCH2CH3（1）（2）（3）（4）（5）（6）（8）（7）（9）（10）（11）（12）（13）（14）（15）（16）（17）（18）（19）（20）（21）（22）（23）（24）（25）OHBrBrBr2021/8/9 星期一72