第1课时醛和酮
[目标导航] 1.了解醛、酮在自然界的存在,能列举几种常见醛、酮并写出其结构式。 2.能根据醛、酮的结构特点推测其主要化学性质。3.了解醛、酮与羧酸、醇等烃的衍生物间的转化关系。
一、常见的醛、酮
1.醛、酮的概念
(1)醛:分子中,羰基碳原子分别与氢原子和烃基(或氢原子)相连的化合物叫做醛。醛的官
能团是醛基或-CHO。最简单的醛是甲醛(HCHO)。
(2)酮:分子中,与羰基碳原子相连的两个基团均为烃基,且二者可以相同也可以不同。酮
的官能团为酮羰基或。最简单的酮是丙酮。
2.饱和一元脂肪醛、酮的通式:C n H2n O_,分子中碳原子数相同的饱和一元脂肪醛和饱和一
元脂肪酮互为同分异构体。如 CH3CH2CHO与互为同分异构体。3.醛、酮的命名(以醛基和酮羰基为主)
醛、酮的命名与醇的命名相似,如
命名为3-甲基丁醛。
命名为3-甲基-2-丁酮。
4.常见的醛、酮
议一议1.以下几种物质
①HCHO
④CH 2===CH —CHO ⑤Cl—
CH 2
—CHO
属于醛的是①②④。
2.含有
且分子式为C
4H 8O
的有机物一定属于醛吗?请写出符合该条件的所有有
机物的结构简式。
答
案
不一定,还可以是酮类物质。属于醛类的同分异构体有:CH 3CH 2CH 2CHO 、
两种,属于酮类的同分异构体只有
一种。
二、醛、酮的化学性质 1.羰基的加成反应
(1)羰基含有不饱和碳原子,可发生加成反应。能与醛、酮发生加成反应的试剂有HCN 、NH 3及氨的衍生物、醇等,其反应式如下:
。
(2)常见的加成反应 写出下列反应的化学方程式
;
;
;
(碳链加长)。
2.醛、酮的氧化反应
(1)醛能被O 2催化氧化,写出乙醛催化氧化反应的化学方程式:
――→催化剂△
2CH 3COOH 。 (2)遇到_银氨溶液、新制氢氧化铜悬浊液等弱氧化剂,也能被氧化。利用上述反应可以鉴别有机物中是否含有_醛基。
①乙醛与银氨溶液反应的化学方程式:
CH 3CHO +2[Ag(NH 3)2]OH ――→△
CH 3COONH 4+2Ag↓+3NH 3+H 2O 。 ②乙醛与新制Cu(OH)2悬浊液反应的化学方程式: CH 3CHO +2Cu(OH)2――→△CH 3COOH +Cu 2O↓+2H 2O 。 (3)乙醛的燃烧:2CH 3CHO +5O 2――→点燃4CO 2+4H 2O 。 3.醛、酮的还原反应
醛、酮的羰基可以发生多种还原反应,但还原产物一般是醇。 例如:RCHO +H 2――→Ni
高温、高压RCH 2OH ;
+H 2――→
Ni
高温、高压。
议一议
1.仔细观察实验1,写出实验现象以及在这个过程中发生反应的化学方程式。
(1)实验步骤:在洁净的试管里加入 1 mL 2%的AgNO 3溶液,然后一边摇动试管,一边滴加2%的稀氨水,至最初产生的沉淀恰好溶解为止,再滴入3滴乙醛,振荡后把试管放在60~
70_℃热水中温热。
(2)实验现象:试管内壁上附着一层光亮如镜的金属银。
实验结论:硝酸银与氨水反应生成银氨溶液,其中含有[Ag(NH 3)2]OH(氢氧化二氨合银),它能把乙醛氧化成乙酸,乙酸又与氨反应生成乙酸铵,而Ag +
被还原成金属银,还原生成的银附着在试管内壁上,形成银镜,所以这个反应叫做银镜反应。 (3)此实验涉及的主要的化学反应如下: AgNO 3+NH 3·H 2O===AgOH↓+NH 4NO 3、
AgOH +2NH 3·H 2O===[Ag(NH 3)2]++OH -+2H 2O 、CH 3CHO +2[Ag(NH 3)2]++2OH -――→△CH 3COO -
+
NH +
4+2Ag↓+3NH 3+H 2O 。
(4)注意事项:①试管内壁必须洁净;②银氨溶液随用随配,不可久置;③水浴加热,不可用酒精灯直接加热;④醛用量不宜太多,如乙醛一般滴加3滴;⑤银镜可用稀HNO 3浸泡洗涤除去。
2.仔细观察实验2,写出实验现象以及在这个过程中发生反应的化学方程式。
(1)实验步骤:在试管中加入10%的NaOH 溶液 2 mL ,滴入2%的CuSO 4溶液4~6滴,振荡后加入乙醛溶液0.5 mL ,加热至沸腾。 (2)实验现象:溶液中有砖红色沉淀产生。
(3)实验结论:乙醛能被Cu(OH)2氧化为乙酸,而Cu(OH)2被还原为砖红色沉淀Cu 2O 。 CuSO 4+2NaOH===Na 2SO 4+Cu(OH)2↓;
CH 3CHO +2Cu(OH)2――→△CH 3COOH +Cu 2O↓+2H 2O 。
(4)注意事项:①新制Cu(OH)2要随用随配,不可久置;②配制新制Cu(OH)2悬浊液时,所用NaOH 必须过量。
3.银氨溶液和新制Cu(OH)2都是弱氧化剂,那么乙醛能否被酸性KMnO 4溶液和溴水氧化?为什么?
答案 可以,因为醛具有较强的还原性,能被[Ag(NH 3)2]OH 溶液或新制Cu(OH)2悬浊液等弱氧化剂氧化。而溴水或酸性KMnO 4溶液的氧化能力比[Ag(NH 3)2]OH 溶液、新制Cu(OH)2悬浊液强得多,故溴水、酸性KMnO 4溶液也能氧化乙醛,而自身被还原,从而使溶液退色。
一、含醛基物质的性质及醛基的检验
1.醛基与醛的关系
(1)醛基为醛类有机物的官能团,因此醛中一定含醛基,而含醛基的物质不一定是醛。 (2)含醛基的物质主要有:①醛类;②甲酸;③甲酸盐;④甲酸某酯;⑤某些糖类,如葡萄糖、麦芽糖等;⑥其他含醛基的多官能团有机物。 2.醛基的性质
(1)醛基可被氧化剂氧化为羧基,也可被H 2还原为醇羟基,因此既有还原性,也具有氧化性,可用图示表示如下:
—CH 2OH ――→H 2被还原 —CHO ――→[O]
被氧化 —COOH
(2)一元醛与新制Cu(OH)2反应或发生银镜反应的定量关系:
①1 mol ~1 mol Cu 2O ~2 mol Cu(OH)2
1 mol ~
2 mol Ag
②甲醛发生氧化反应时,可理解为
――→氧化
――→
氧化
(H 2CO 3即H 2O 和CO 2)
所以,甲醛分子相当于有2个—CHO ,当与足量新制Cu(OH)2或银氨溶液反应时,可存在如下量的关系:
1 mol HCHO ~4 mol Cu(OH)2~
2 mol Cu 2O 1 mol HCHO ~4 mol Ag 3.检验
(1)能和银氨溶液发生银镜反应 实验中注意事项:
①试管内壁(玻璃)要光滑洁净; ②银氨溶液要现用现配;
③银氨溶液的制备、乙醛的用量及操作要符合实验说明中的规定; ④混合溶液的温度不能太高,受热要均匀,以水浴加热为宜; ⑤在加热过程中,试管不能振荡。 (2)与新制Cu(OH)2反应产生砖红色沉淀 实验中注意事项: ①Cu(OH)2要新制备的;
②制备Cu(OH)2是在NaOH 溶液中滴加少量CuSO 4溶液,应保持碱过量;
③反应条件必须是加热煮沸。
特别提醒
(1)使溴的CCl4溶液、KMnO4酸性溶液退色的有机物
①能使溴的CCl4溶液退色的有机物
a.分子中含、—C≡C—的不饱和有机物,与溴发生加成反应。
b.酚类与溴发生取代反应。
c.醛类或含醛基物质,能被溴氧化而使溴的CCl4溶液退色。
②能使KMnO4酸性溶液退色的有机物
a.分子中含、—C≡C—的不饱和有机物,发生氧化反应。
b.含结构的物质发生氧化反应生成
c.醇类物质发生氧化反应。
d.酚类物质发生氧化反应。
(2)能发生银镜反应的有机物一定含醛基,但不一定是醛。如甲酸、甲酸盐、甲酸某酯、葡萄糖等含醛基物质均能发生银镜反应。
例1醛类因易被KMnO4酸性溶液或溴水等氧化为羧酸。
(1)向乙醛中滴加KMnO4酸性溶液,可观察到的现象是
________________________________________________________________________。
(2)某醛的结构简式为(CH3)2C===CHCH2CH2CHO,通过实验方法检验其中的官能团。
①实验操作中,应先检验哪种官能团?________,原因是
_______________________________________________________。
②检验分子中醛基的方法是______________________________________________________,化学方程式为___________________________________________________。
③检验分子中碳碳双键的方法是_____________________________________。
解析(1)乙醛中的醛基被KMnO4酸性溶液氧化而退色。
(2)由于碳碳双键、醛基都能使溴水或KMnO4酸性溶液退色,故应先用足量的银氨溶液或新制氢氧化铜将醛基氧化,检验醛基,再加酸酸化,然后加入溴水或KMnO4酸性溶液检验碳碳双键。
答案(1)KMnO4酸性溶液退色
(2)①醛基检验碳碳双键要使用溴水或KMnO4酸性溶液,而醛基也能使溴水或KMnO4酸性溶液退色
②在洁净的试管中加入银氨溶液和少量试样后,水浴加热,有银镜生成(或在洁净的试管中加入少量试样和新制氢氧化铜悬浊液,加热煮沸,有砖红色沉淀生成)
(CH 3)2C===CHCH 2CH 2CHO +2[Ag(NH 3)2]OH ――→△
2Ag↓+3NH 3+(CH 3)2C===CHCH 2CH 2COONH 4+H 2O 或[(CH 3)2C===CHCH 2CH 2CHO +2Cu(OH)2――→△(CH 3)2C===CHCH 2CH 2COOH +Cu 2O↓+2H 2O]
③加入过量银氨溶液氧化醛基后,调节溶液至酸性再加入溴水(或KMnO 4酸性溶液),看是否退色 解题反思
(1)只要有机物的分子中含有—CHO ,就能发生银镜反应,就能被新制的Cu(OH)2悬浊液氧化。 (2)醛被银氨溶液氧化,产物写成羧酸铵,被新制Cu(OH)2悬浊液氧化,产物写成羧酸。 (3)银氨溶液或新制Cu(OH)2悬浊液为弱氧化剂,不能氧化碳碳双键,但溴水或KMnO 4酸性溶液为强氧化剂,可氧化—CHO ,故应先将—CHO 氧化后再检验碳碳双键。
变式训练1 一个学生做乙醛的还原性实验时,取1 mol·L -1
CuSO 4溶液和0.5 mol·L -1
NaOH 各1 mL ,在一支洁净的试管内混合后,向其中又加入0.5 mL 40%的乙醛,加热至沸腾,结果无砖红色沉淀出现。实验失败的原因可能是( ) A .未充分加热 B .加入乙醛太少
C .加入NaOH 溶液的量不足
D .加入CuSO 4溶液不足 答案 C
解析 醛与新制Cu(OH)2悬浊液反应,必须在强碱性条件下进行。正确的操作是在试管里加入10%NaOH 溶液2 mL ,再滴入4~5滴2%CuSO 4溶液,振荡得到Cu(OH)2碱性悬浊液,再加入乙醛后,加热至沸腾后才能出现Cu 2O 砖红色沉淀。该学生配制Cu(OH)2悬浊液中CuSO 4有余,明显不呈强碱性,则不能发生反应生成砖红色沉淀。 二、有机反应中的氧化还原反应 1.氧化反应
在有机化学反应中,有机物分子中加入氧原子或失去氢原子的反应。 (1)只加氧,如:2CH 3CHO +O 2――→催化剂△2CH 3COOH (2)只去氢,如:CH 3CH 2OH +CuO ――→△CH 3CHO +Cu +H 2O (3)氢、氧同时加,不一定是氧化还原反应 ①CH 2CH 2+H 2O ―→CH 3CH 2OH(不是氧化还原反应)
②CH 3CH 2Br +H 2O ―→CH 3CH 2OH +HBr(取代反应,不是氧化还原反应)
③R 1—CH===CH —R 2―――→一定条件
+ (氧原子数目多于氢原
子数目,氧化反应)
(4)去氢加氧,如:――→
KMnO 4(H +
)
(氧化反应)
2.还原反应
在有机化学反应中,有机物分子中加入氢原子或失去氧原子的反应。 如:CH 3CHO +H 2――→Ni
△CH 3CH 2OH 3.常见的有机氧化反应和还原反应 (1)有机还原反应
①碳碳不饱和烃[ (烯)、—C ≡C — (炔)、
(芳香烃)]――→H 2
加成
; ②醛()、酮(
)――→H 2
加成
醇。 注意:羧酸()、酯()中的羰基()很难与氢气发生加成反
应,是由于受—OH 或—OR 的影响而造成的。
(2)有机氧化反应 ①有机物的燃烧。
②烯、炔、含有α-H 的苯的同系物、醇、醛使KMnO 4酸性溶液退色。 ③醇―→醛―→羧酸或醇―→酮。 ④酚――→O 2
粉红色。
4.有机物发生氧化反应、还原反应的判断方法
特别提醒(1)具有还原性的基团主要有、—C ≡C —、—OH(醇、酚等)、—CHO 等。常见的
氧化剂有O 2、O 3、KMnO 4酸性溶液、溴水、银氨溶液、新制Cu(OH)2悬浊液等。
(2)同一个有机反应,从不同的角度来分析,它可能属于不同的反应类型,如烯烃、炔烃、醛等与H 2的反应,既属于加成反应又属于还原反应。
(3)“A ――→[O]B ――→[O]
C”这条连续氧化链是“醇――→醛――→羧酸(—CH 2OH ――→—CHO ――→—COOH)”;“C――→[H]A ――→[O]B”这条氧化还原链是“醇醛――→羧酸(HOCH 2— CHO ――→—COOH)”的特征。 例2 已知柠檬醛的结构简式为
根据已有知识判定下列说法不正确的是( ) A .它可使KMnO 4酸性溶液退色 B .它可以与溴发生加成反应 C .它可以发生银镜反应
D .它被催化加氢后最终产物的化学式为C 10H 20O
解析 柠檬醛的分子结构中有碳碳双键和醛基,无论哪一种官能团都能使高锰酸钾酸性溶液退色,A 正确;碳碳双键可与溴发生加成反应,B 正确;醛基在一定条件下可以发生银镜反应,C 正确;柠檬醛与氢气完全加成后分子式应为C 10H 22O ,D 不正确。 答案 D 解题反思
含多官能团的有机物具有每种官能团的性质,如本题目中含有和—CHO ,然后将
这两种官能团合起来,看是否有共性,如这两种官能团都能与溴水、高锰酸钾酸性溶液反应,
区别在于与溴水反应是加成反应,而醛基与溴水反应是氧化反应。
变式训练2 下列物质中既能与KMnO 4溶液反应、又能与溴水反应的一组物质是( ) ①苯 ②苯酚 ③甲苯 ④乙醇 ⑤己烯 ⑥己烷 ⑦亚硫酸 ⑧丙醛 ⑨聚乙烯 ⑩聚乙炔 A .②⑤⑧⑨⑩
B .②④⑥⑦
C.②⑤⑦⑧⑩ D.①②③④⑤⑥⑦⑧
答案 C
解析含有碳碳不饱和键、醛基的有机物能和溴、酸性高锰酸钾溶液反应而使溴水、酸性高锰酸钾溶液退色,连接苯环的碳原子上含有氢原子的苯的同系物能被酸性高锰酸钾溶液氧化,酚羟基邻对位含有氢原子的酚能和溴水发生取代反应而使溴水退色,乙醇能被酸性高锰酸钾溶液氧化而使酸性高锰酸钾溶液退色,还原性物质能被酸性高锰酸钾溶液、溴水氧化,①⑥⑨和溴水、高锰酸钾溶液都不反应;②⑤⑦⑧⑩都能和溴水、高锰酸钾溶液反应;③④和溴水不反应,但能被酸性高锰酸钾溶液氧化。
1.下列关于醛和酮的说法中不正确的是( )
A.由于醛和酮是两类不同的有机物,故它们具有完全不同的性质
B.相同碳原子的饱和一元醛和酮互为同分异构体
C.醛和酮都有羰基官能团
D.醛和酮都易发生加成反应
答案 A
解析醛和酮都有羰基官能团,但是醛分子中羰基的一端连着氢原子,另一端连着烃基或氢原子,而酮分子中羰基两端都连着烃基。相同碳原子的饱和一元醛和酮分子组成相同,互为同分异构体;由于都有羰基,故都可与氢气等发生加成反应,故选项B、C、D均正确,答案选A。
2.下列试剂可鉴别在不同试剂瓶内的己烯、甲苯和丙醛的是 ( )
A.银氨溶液和KMnO4酸性溶液
B.KMnO4酸性溶液和FeCl3溶液
C.银氨溶液和FeCl3溶液
D.银氨溶液和溴的CCl4溶液
答案 D
解析己烯、甲苯和丙醛均能使KMnO4酸性溶液退色,银氨溶液只与丙醛反应,FeCl3溶液不能区分己烯和甲苯,Br2的CCl4溶液可以区分己烯和甲苯,只有D正确。
3.下列物质不可能由醛与氢气发生加成反应得到的是( )
答案 A
解析根据醛基与H2发生加成反应的特点:—CHOH2, —CH2OH可知,生成物中一定含有—CH2OH结构。
4.某醛的分子式为C5H10O,其属于醛类的同分异构体种数为______种;写出属于酮的三种同分异构体:________、________、________。
答案 4 CH3COCH2CH2CH3CH3COCH(CH3)2CH3CH2COCH2CH3
解析可用条件变换法推断:将C5H10O变为C4H9—CHO,丁基的种数就是C4H9—CHO的种数。已知丁基有4种:①—CH2CH2CH2CH3、②CH3CHCH2CH3、
③—C(CH3)3、④—CH2CH(CH3)2,所以C4H9—CHO有4种同分异构体。分别为CH3CH2CH2CH2CHO、CH3CH2CH(CH3)CHO、(CH3)2CHCH2CHO、(CH3)3CCHO;属于酮的同分异构体有CH3COCH2CH2CH3、CH3COCH(CH3)2、CH3CH2COCH2CH3。
[经典基础题]
题组1 醛、酮的结构判断
1.下列关于醛的说法中正确的是( )
A.甲醛是甲基跟醛基相连而构成的醛
B.醛的官能团是—COH
C.甲醛和丙醛互为同系物
D.饱和一元脂肪醛的分子组成符合通式C n H2n+2O
答案 C
解析甲醛的结构式为是氢原子与醛基相连而成的,醛的官能团为“—CHO”并非“—COH”,故A、B两项错误;甲醛和丙醛都为饱和一元醛类,故为同系物,符合通式C n H2n O,故C项正确,D项错误。
2.已知某有机物的分子式为C8H8O,其中含有一个苯环、一个羰基。则该有机物可能的结构有( )
A.2种B.3种
C.4种 D.5种
答案 D
解析从C8H8O中去掉1个苯基、1个羰基后,还剩1个碳原子。如果该有机物为酮,则只有一种结构——羰基两侧分别为苯基和甲基。如果该有机物为醛,则把醛基与甲基都看做苯环上的取代基,其相对位置不同可形成邻、间、对3种同分异构体;或者苯环上只有一个取代基。因此,该有机物可能的结构有5种。
3.下列说法中正确的是( )
A.凡能发生银镜反应的有机物一定是醛
B.在氧气中燃烧时,只生成CO2和H2O的物质一定是烃
C.将1-丙醇与氧气的混合气体通过赤热的铜,发生反应生成丙醛
D.1 mol任何一元醛发生银镜反应时,最多可以得到2 mol Ag
答案 C
解析易错选A项。分子中含有醛基的物质都可以发生银镜反应,但含有醛基的物质不一定
是醛,如甲酸酯分子中含有,能发生银镜反应,但不是醛,故A项不正确;烃的含氧衍生物燃烧也只生成CO2和H2O,故B项不正确;HCHO是一元醛,但当1 mol HCHO发生银镜反应时,可以生成4 mol Ag,故D项不正确。
题组2 醛、酮的化学性质
4.下列物质中不能发生银镜反应的是( )
A.B.HCOOH
C.HCOOC2H5D.
答案 D
解析A是醛类,含有醛基;B的结构简式为,也含有醛基;C的结构简式为
,也含有醛基;D属于酮类,不含醛基,不能发生银镜反应。
5.某3 g醛和足量的银氨溶液反应,结果析出43.2 g Ag,则该醛为( )
A.甲醛B.乙醛
C.丙醛D.丁醛
答案 A
解析因1 mol一元醛通常可以还原得到2 mol Ag,现得到0.4 mol Ag,故醛为0.2 mol,
该醛的相对分子质量为3
0.2
=15,此题似乎无解,但1 mol甲醛可以得到4 mol Ag,即3 g 甲醛可得到43.2 g(0.4 mol)Ag,符合题意。
6.科学研究表明,蜜蜂用来传递警戒信息的外激素中含有一种化学物质——庚酮(CH3COCH2CH2CH2CH2CH3)。下列关于庚酮化学性质的描述中正确的是( )
A.庚酮可以由庚醇氧化制得,它也可以进一步氧化成酸
B.庚酮可以与H2发生加成反应,生成庚醇
C.庚酮可以发生银镜反应,也可以与新制的氢氧化铜悬浊液反应
D.庚酮与庚醛具有相同的化学性质
答案 B
解析醛和酮虽然都含有羰基,但由于羰基所连的原子或原子团不同,而呈现出不同的性质:醛可以被银氨溶液和新制的氢氧化铜悬浊液氧化生成羧酸,但酮不能。
题组3 多官能团性质的判断
7.2,6-二甲基-5-庚烯醛又称甜瓜醛,淡黄色油状液体,其结构简式如下:
对于甜瓜醛性质的叙述中不正确的是( )
A.该物质可使酸性KMnO4溶液退色
B.可与H2发生加成反应
C.可与新制的银氨溶液发生银镜反应
D.不能与新制的氢氧化铜悬浊液反应
答案 D
解析
8
关于A的说法正确的是( )
A.化合物A的分子式为C15H22O3
B.与FeCl3溶液发生反应后溶液显紫色
C.1 mol A最多可以与2 mol Cu(OH)2反应
D.1 mol A最多与1 mol H2加成
答案 A
解析化合物A的分子式为C15H22O3,A正确;A中无苯环,没有酚羟基,B不正确;1 mol A
中含2 mol—CHO、1 mol,则最多可与4 mol Cu(OH)2反应,可与3 mol H2发生加成反应,C、D不正确。
9.有机物A是一种重要的化工原料,其结构简式为,下列检验A中官能团的试剂和顺序正确的是( )
A.先加KMnO4酸性溶液,再加银氨溶液,微热
B.先加溴水,再加KMnO4酸性溶液
C.先加银氨溶液,微热,再加溴水
D.先加入足量的新制Cu(OH)2悬浊液,微热,酸化后再加溴水
答案 D
解析有机物A中所含的官能团有和—CHO,二者均能使KMnO4酸性溶液和溴水退色,所以A、B项错误;先加银氨溶液,微热,能检验出—CHO,但发生银镜反应之后的溶液仍显碱性,溴水和碱反应,C错误。
10.某天然拒食素具有防御非洲大群蚯蚓的作用,其结构简式如图(未表示出原子或原子团的空间排列)。该拒食素与下列某试剂充分反应,所得有机物分子的官能团数目增加,则该试剂是( )
A.Br2的CCl4溶液B.Ag(NH3)2OH溶液
C.HBr D.H2
答案 A
解析该有机物中有,能与Br2的CCl4溶液发生加成反应,加成时减少一个
同时增加两个Br原子,故官能团数目增加;Ag(NH3)2OH溶液能将—CHO氧化为—COOH,官能团数目不变;C项,有HBr加成时减少一个的同时增加一个Br原子,
官能团数目不变;D项,与H2加成时,官能团数目减少。
[能力提升题]
根据以上信息回答下列问题:
(1)可由________和________两种有机物合成。
(2)转变为需经过________、________、________等较合理的反应类型。
答案(1)HCHO CH3CH2CHO (2)消去加成消去
解析根据信息,两种醛发生反应时,一种醛的α-H与另一种醛的醛基上的氧原子相连,生成羟基,α-C与醛基上的碳原子相连,则是由HCHO和CH3CH2CHO加成生
成的。要使变为应先变为
再与H2加成得到最后再消去。
12.今有以下几种化合物:
(1)请写出丙中含氧官能团的名称:______________________________________________。 (2)请判别上述哪些化合物互为同分异构体:____________________________。 (3)请分别写出鉴别甲、乙、丙化合物的方法(指明所选试剂及主要现象即可)。 ①鉴别甲的方法:____________________________________________。 ②鉴别乙的方法:__________________________________________。 ③鉴别丙的方法:________________________________________________。 答案 (1)醛基、羟基 (2)甲、乙、丙
(3)①FeCl 3溶液,溶液变成紫色 ②Na 2CO 3溶液,有大量气泡产生 ③银氨溶液,有光亮的银镜产生[或新制的Cu(OH)2悬浊液,有砖红色沉淀产生]
解析 (2)甲、乙、丙三种有机物的分子式均为C 8H 8O 2,但结构不同,三者互为同分异构体。 (3)①甲含有酚羟基和羰基,可选用饱和溴水或FeCl 3溶液来鉴别,加饱和溴水时产生白色沉淀,加FeCl 3溶液后,溶液显紫色。②乙含有羧基,具有弱酸性,可选用Na 2CO 3溶液或NaHCO 3溶液来鉴别,均有大量气泡产生。③丙中含有醛基和醇羟基,可用银氨溶液或新制的Cu(OH)2悬浊液进行鉴别。
13.如图所示,a 中放置附着氧化铜粉末的石棉绒,向a 中持续通入气态物质X ,可以观察到石棉绒上黑色粉末变成红色固态物质,同时c 处的U 形管中有无色液体生成(假设X 气体全部反应,各处反应均完全)。
(1)X 可能是 ________(填序号)。 A .H 2 B .CO
C .H 2和CO
D .CH 3CH 2OH 蒸气
(2)写出a 处反应的化学方程式:_________________________________________________。 (3)c 处液体主要成分的结构简式为_______________________________________________; 检验该物质的操作步骤是_______________________________________________________ ____________________________________________________________________________, 其现象为___________________________________________________________________; 有关反应的化学方程式为_______________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案 (1)D (2)CH 3CH 2OH +CuO ――→△CH 3CHO +Cu +H 2O (3)CH 3CHO 取少量c 处的液体于试管中,加入新制氢氧化铜悬浊液,加热 有砖红色沉淀生成 CH 3CHO +2Cu(OH)2――→△CH 3COOH
+Cu2O↓+2H2O(或用银镜反应)
解析本题综合考查了H2、CO、CH3CH2OH和CH3CHO等物质的还原性。H2、CO和CH3CH2OH蒸气都可以使a中的黑色粉末(氧化铜)变成红色物质(铜)。但H2和CO被氧化后的产物分别是H2O和CO2,它们在通过碱石灰后均被吸收,c处的U形管中不会有无色液体生成。因此,X 只能是CH3CH2OH蒸气,c处的U形管中的无色液体为CH3CHO。CH3CHO具有很强的还原性,能被银氨溶液或新制的氢氧化铜悬浊液氧化,利用这两个反应可检验乙醛的存在。
14.A是一种可以作为药物的有机化合物。请从下列反应图示中各有机物的关系(所有无机物均已略去),回答下列问题:
(1)推测有机物A、B、C、E、F的结构简式。
(2)写出下列反应的反应类型:CD:__________________________________________;DE:________________________________________________________________________。
(3)写出下列反应的化学方程式:
AB:________________________________________________________________________;AC:________________________________________________________________________。
(2)加成反应消去反应
解析 本题图示中根据标注的反应条件,可以十分容易判断AC 发生氧化反应,CD 发生溴的加成反应,DE 发生卤代烃的消去反应,但苯甲醛和乙醛在NaOH 溶液中生成A 的反应,就是课本中醛的自身加成生成羟基醛,羟基醛加热失水发生消去反应,从A 经一系列反应可得到含9个碳原子的E ,即
15.部分有机物之间的转化关系以及转化过程、相对分子质量变化关系如下: 物质转化关系:R —CH 2OH ――→O 2RCHO ――→O 2RCOOH 相对分子质量: M M -2 M +14
已知:物质A 中只含有C 、H 、O 三种元素,一定条件下能发生银镜反应,物质C 的相对分子质量为104。A 与其他物质之间的转化关系如图所示:
请回答下列问题:
(1)F 中含有的官能团有_________________________________________________________; G 的结构简式_________________________________________________________________。 (2)一定条件下B 发生银镜反应的化学方程式是____________________________________ ____________________________________________________________________________。 (3)由C 、D 在一定条件下反应还能生成环状化合物,其化学反应方程式为______________________________________。
答案 (1)碳碳双键、醛基
(2)OHC —CH 2—CHO +4Ag(NH 3)2OH ――→△
4Ag↓+NH 4OOC —CH 2—COONH 4+6NH 3+2H 2O (3)HOCH 2CH 2CH 2OH +HOOCCH 2COOH =====浓硫酸△
解析 (1)由A 能连续两步被氧化可知A 分子中含有—CH 2OH 结构,A 在浓硫酸条件下发生消去反应,生成碳碳双键;物质A 在一定条件下能发生银镜反应,所以F 分子中还含有醛基;根据物质C 的相对分子质量为104可知C 的结构简式为HOOCCH 2COOH ,A 的结构简式为
HOCH 2CH 2CHO ,F 的结构简式为CH 2===CHCHO ,G 的结构简式为。(2)B 的结构
简式为OHCCH 2CHO ,每个分子中含有2个醛基。(3)A 的结构简式为HOCH 2CH 2CHO ,则D 的结构简式为HOCH 2CH 2CH 2OH 。
目录 一、从无机物的角度研究有机反应P2 二、各类烃的代表物的结构、特性P4 三、烃的衍生物的重要类别和化学性质P4 四、有机物的鉴别P6 五、混合物的分离或提纯(除杂)P7 六、有机物的结构P8 七、具有特定碳、氢比的常见有机物P10 八、重要的有机反应及类型P11 九、某些重要的有机反应对比P13 十、有机化学计算P14 注:打印时请选择A4纸并选择灰度打印!切记切记!
一、从无机物的角度研究有机反应 1.能使溴水(Br2/H2O)褪色的物质 (1)有机物 ①通过加成反应使之褪色:含有、—C≡C—的不饱和化合物 ②通过取代反应使之褪色:酚类 注意:苯酚溶液遇浓溴水时,除褪色现象之外还产生白色沉淀。 ③通过氧化反应使之褪色:含有—CHO(醛基)的有机物(有水参加反应) 注意:纯净的只含有—CHO(醛基)的有机物不能使溴的四氯化碳溶液褪色 ④通过萃取使之褪色:液态烷烃、环烷烃、苯及其同系物、饱和卤代烃、饱和酯 (2)无机物 ①通过与碱发生歧化反应 3Br2 + 6OH- == 5Br- + BrO3- + 3H2O或Br2 + 2OH- == Br- + BrO- + H2O S2-、SO2、SO32-、I-、Fe2+ 2.能使酸性高锰酸钾溶液KMnO4/H+褪色的物质 (1)有机物:含有、—C≡C—、—OH(较慢)、—CHO的物质 与苯环相连的侧链碳碳上有氢原子的苯的同系物(与苯不反应) (2)无机物:与还原性物质发生氧化还原反应,如H2S、S2-、SO2、SO32-、Br-、I-、Fe2+ 3.与Na反应的有机物:含有—OH、—COOH的有机物 ...COOH的有机物反应 加热时,能与卤代烃、酯反应(取代反应)与Na2CO3反应的有机物:含有酚.羟基的有机物反应生成酚钠和NaHCO3; 含有—COOH的有机物反应生成羧酸钠,并放出CO2气体; 含有—SO3H的有机物反应生成磺酸钠并放出CO2气体。 与NaHCO3反应的有机物:含有—COOH、—SO3H的有机物反应生成羧酸钠、4.既能与强酸,又能与强碱反应的物质 2Al + 2OH- + 2H2O == 2 AlO2- + 3H2↑ 2 (2)Al2O3 + 6H+ == 2 Al3+ + 3H2O Al2O3 + 2OH- == 2 AlO2- + H2O (3)Al(OH)3 + 3H+ == Al3+ + 3H2O Al(OH)3 + OH- == AlO2- + 2H2O (4)弱酸的酸式盐,如NaHCO3、NaHS等等 NaHCO3 + HCl == NaCl + CO2↑+ H2O NaHCO3 + NaOH == Na2CO3 + H2O NaHS + HCl == NaCl + H2S↑NaHS + NaOH == Na2S + H2O (5)弱酸弱碱盐,如CH3COONH4、(NH4)2S等等 2CH3COONH4 + H2SO4 == (NH4)2SO4 + 2CH3COOH CH3COONH4 + NaOH == CH3COONa + NH3↑+ H2O (NH4)2S + H2SO4 == (NH4)2SO4 + H2S↑ (NH4)2S +2NaOH == Na2S + 2NH3↑+ 2H2O (6)氨基酸,如甘氨酸等 H2NCH2COOH + HCl → HOOCCH2NH3Cl
高中化学奥林匹克竞赛辅导 醛和酮 醛和酮都是分子中含有羰基(C=O双键)的化合物,羰基与一个烃基相连的化合物称为醛,与两个烃基相连的称为酮。 1.醛、酮的分类: 2.醛、酮的命名:选择含有羰基的最长碳链为主链,从靠近羰基的一端开始编号,例如: 碳原子的位置也可用希腊字母表示,例如:
3.醛、酮的结构:醛、酮的官能团是羰基,要了解醛、酮的性质先了解羰基的结构。 C=O与C=C相似,C=O双键中氧原子的电负性比碳原子大,所以π电子云的分布偏向氧原子,故羰基是极化的,氧原子上带部分负电荷,碳原子上带部分正电荷,即。 从羰基碳的正电性分析,反应活性:HCHO>RCHO>>RCOAr>ArCOAr。 形成氢键的能力:RCOOH>ROH>RCOR、(H)。 4.醛、酮的化学性质 醛、酮中的羰基由于π键的极化,使得氧原子上带部分负电荷,碳原子上带部分正电荷。氧原子可以形成比较稳定的氧负离子,它较带正电荷的碳原子要稳定得多,因此反应中心是羰基中带正电荷的碳。所以羰基易与亲核试剂进行加成反应,发生亲核加成反应。 此外,受羰基的影响,与羰基直接相连的α-C原子上的氢原子(α-H)较活泼,能发生一系列反应。亲核加成反应和α-H的反应是醛、酮的两类主要化学性质。 醛、酮的反应与结构关系一般描述如下: 4.1亲核加成反应 (1)与含碳亲核试剂的亲核加成,含碳亲核试剂有:炔化物、金属有机化合物、HCN等。 a.与炔化物加成: b.与金属有机化合物亲核加成: 此反应是制备结构复杂的醇的重要方法,如: 这类加成反应还可在分子内进行。例如;
当RMgX无β-H,RMgX与空间位阻大的酮反应时, 当RMgX有β-H,RMgX与空间位阻大的酮反应时, c.RLi的亲核性强,酮的空间阻碍大,也可生成3级醇。 d.与氢氰酸的加成反应: 反应范围:醛、脂肪族甲基酮。ArCOR和ArCOAr难反应。 α-羟基腈是很有用的中间体,它可转变为多种化合物,例如: 总结:含碳亲核试剂的亲核性:RC≡CNa>RLi>RMgX>HCN。(2)与含氧/硫亲核试剂的亲核加成 a.与H2O反应: b.与醇的加成反应:
绝大多数含碳的化合物称为有机化合物,简称有机物。像CO、CO2、碳酸、碳酸盐等少数化合物,由于它们的组成和性质跟无机化合物相似,因而一向把它们作为无机化合物。 有机物主要化学性质 烷烃: 甲烷 ①氧化反应(燃烧) CH4+2O2――→CO2+2H2O(淡蓝色火焰,无黑烟) ②取代反应(注意光是反应发生的主要原因,产物有5种) CH4+Cl2―→CH3Cl+HCl CH3Cl +Cl2―→CH2Cl2+HCl CH2Cl2+Cl2―→CHCl3+HCl CHCl3+Cl2―→CCl4+HCl 在光照条件下甲烷还可以跟溴蒸气发生取代反应, 甲烷不能使酸性KMnO4溶液、溴水或溴的四氯化碳溶液褪色。 烯烃: 乙烯 ①氧化反应(ⅰ)燃烧 C2H4+3O2――→2CO2+2H2O(火焰明亮,有黑烟) (ⅱ)被酸性KMnO4溶液氧化,能使酸性KMnO4溶液褪色。 ②加成反应
CH2=CH2+Br2-→CH2Br-CH2Br(能使溴水或溴的四氯化碳溶液褪色)在一定条件下,乙烯还可以与H2、Cl2、HCl、H2O等发生加成反应 CH2=CH2+H2――→CH3CH3 CH2=CH2+HCl-→CH3CH2Cl(氯乙烷) CH2=CH2+H2O――→CH3CH2OH(制乙醇) ③加聚反应 nCH2=CH2――→-CH2-CH2-n(聚乙烯) 乙烯能使酸性KMnO4溶液、溴水或溴的四氯化碳溶液褪色。常利用该反应鉴别烷烃和烯烃, 如鉴别甲烷和乙烯。 苯 ①氧化反应(燃烧) 2C6H6+15O2―→12CO2+6H2O(火焰明亮,有浓烟) ②取代反应 苯环上的氢原子被溴原子、硝基取代。 +Br2――→+HBr +HNO3――→+H2O ③加成反应 +3H2――→ 苯不能使酸性KMnO4溶液、溴水或溴的四氯化碳溶液褪色。 、同系物、同分异构体、同素异形体、同位素比较。 概念同系物同分异构体同素异形体同位素 定义结构相似,在分子组成上 相差一个或若干个CH2原 子团的物质 分子式相同而结 构式不同的化合 物的互称 由同种元素组成的不 同单质的互称 质子数相同而中子数不 同的同一元素的不同原 子的互称 分子式不同相同元素符号表示相同,分 子式可不同 —— 结构相似不同不同—— 研究对象化合物化合物单质原子 6、烷烃的命名: (1)普通命名法:把烷烃泛称为“某烷”,某是指烷烃中碳原子的数目。1-10用甲,乙,丙,丁,戊,已,庚,辛,壬,癸;11起汉文数字表示。区别同分异构体,用“正”,“异”,“新”。 正丁烷,异丁烷;正戊烷,异戊烷,新戊烷。 (2)系统命名法: ①命名步骤:(1)找主链-最长的碳链(确定母体名称);(2)编号-靠近支链(小、多)的一端; (3)写名称-先简后繁,相同基请合并. ②名称组成:取代基位置-取代基名称母体名称 ③阿拉伯数字表示取代基位置,汉字数字表示相同取代基的个数 CH3-CH-CH2-CH3 CH3-CH-CH-CH3
有机化学基础 § 3 烃的含氧衍生物 教案 §3-2 醛和酮 一、醛类 1、概念和分子组成结构 (1)醛类—由烃基和醛基相连而构成的有机物。 讲解:醛基一定要连在碳原子上,例如: 讲解:特例 (2)分子组成:饱和一元脂肪醛:C n H 2n O(n ≥1) 示性式:C n H 2n+1CHO(n ≥0) 注意:饱和一元脂肪醛的Ω=1 注意:醛基必须写为-CHO ,绝对不能写成-COH ,且C-H 不要省略。 (3)分子结构:C=O 键类似C=C ,键角为120°,例如: 设问:插入氧原子为什么影响了氢原子数目 讲解:形成了双键。 (4)类别 按 烃 基:脂肪醛、脂环醛、芳香醛 按醛基数目:一元醛、二元醛、多元醛 例如: (5)同分异构体:碳链异构和官能团异构 练习:写出C 4H 8O 的同分异构体的结构简式并用系统法和习惯法命名。 C H 3O C H O H O 苯(基)甲醛 H O 环己醛 H C H O
讲解:C 3H 7CHO 设问:还有什么同分异构体 讲解:不饱和醚和环醚,请举例。 设问:丙醛的如何变换成为丙酮 例题: 2、醛类的性质 (1)物理性质: 甲醛为无色气体,有刺激性气味,易溶于水。 注:37~40%的甲醛溶液俗称“福尔马林”—Formalin 。 乙醛为无色液体,易挥发(20.8℃),与水和乙醇互溶。 读书:P56图3-11、12、资料卡片 (2)化学性质 ①氧化反应—氧化成酸 A 、与银氨溶液反应—银镜反应 演示:P57实验3-5 配置:1mL2%AgNO 3溶液,边振荡边滴入2%的氨水,直至沉淀刚好完全溶解。 反应:324Ag NH H O AgOH NH +++?=↓+、332AgOH+2NH =[Ag(NH )]OH 总式:32324Ag 3NH H O [Ag(NH )]OH NH ++++=+ 现象:无色溶液→白色沉淀→棕褐色沉淀→无色溶液 操作:在上述银氨溶液中滴加3滴乙醛,置于温水浴中。
第一章糖 一、糖的概念 糖类是一类多元醇的醛衍生物或酮衍生物,或者称为多羟基醛或多羟酮的聚合物。 分:醛糖、酮糖。 碳原子数:丙、丁、戊、己…… 最简单的糖类就是丙糖(甘油醛和二羟丙酮) 二、糖的种类 根据其能否水解和水解后的产物分类: (1)单糖:不能被水解称更小分子的糖。葡萄糖、果糖。 (2)寡糖:2-6个单糖分子脱水缩合而成。蔗糖、乳糖、麦芽糖。 (3)多糖。 (4)糖的衍生物:糖醇、糖酸、糖胺、糖苷 三、糖类的生物学功能 (1) 氧化供能。淀粉、糖原。 (2) 物质代谢的碳骨架,为蛋白质、核酸、脂类的合成提供碳骨架。 (3) 作为结构成分。 (4) 细胞识别。 单糖的结构 1、单糖的链状结构 确定链状结构的方法: a. 与Fehling试剂或其它醛试剂反应,含有醛基。 b. 与乙酸酐反应,产生具有五个乙酰基的衍生物。 c. 用钠、汞剂作用,生成山梨醇。 链状结构一般用Fisher投影式表示:碳骨架、竖直写;氧化程度最高的碳原子在上方。
2 2、单糖的环状结构 环状结构一般用Havorth结构式表示: ①画一个五元或六元环 ②从氧原子右侧的端基碳开始,画上半缩醛羟基,在Fischer投影式中右侧的居环下,左侧居环上。 3、几种重要的单糖的链状结构和环状结构 (1) 丙糖:D-甘油醛二羟丙酮 (2) 丁糖:D-赤鲜糖 (3) 戊糖:D-核糖D-脱氧核糖D-核酮糖D-木糖D-木酮糖 (4) 己糖:D-葡萄糖(α-型及β型) D-果糖 四、单糖的物理化学性质 (一)物理性质 旋光性:具有手性碳原子即具有旋光性,是鉴定糖的一个重要指标 甜度:以蔗糖的甜度为标准 溶解性:易溶于水而难溶于乙醚、丙酮等有面溶剂。羟基:水溶性。 (二)化学性质 1、变旋 在溶液中,糖的链状结构和环状结构(α、β)之间可以相互转变,最后达到一个动态平衡,称为变旋现象。 2、糖醛反应(与酸的反应) (1) Molish反应 Molish反应可以鉴定单糖的存在。 (2) Seliwannoff反应 据此区分酮糖与醛糖。还可利用溴水区分醛糖与酮糖。 3、氧化反应 氧化只发生在开链形式上。 在氧化剂、金属离子如Cu2+、酶的作用下,单糖可以发生几种类型的氧化:
高中化学常见物质的物理性质归纳 1.颜色的规律 (1)常见物质颜色 以红色为基色的物质 红色:难溶于水的Cu,Cu2O,Fe2O3,HgO等 碱液中的酚酞酸液中甲基橙石蕊及pH试纸遇到较强酸时及品红溶液 橙红色:浓溴水甲基橙溶液氧化汞等 棕红色:Fe(OH)3固体 Fe(OH)3水溶胶体等 <2>以黄色为基色的物质 黄色:难溶于水的金碘化银磷酸银硫磺黄铁矿黄铜矿(CuFeS2)等 溶于水的FeCl3 甲基橙在碱液中钠离子焰色及TNT等 浅黄色:溴化银碳酦银硫沉淀硫在CS2中的溶液,还有黄磷 Na2O2 氟气 棕黄色:铜在氯气中燃烧生成CuCl2的烟 <3>以棕或褐色为基色的物质 碘水浅棕色碘酒棕褐色铁在氯气中燃烧生成FeCl3的烟等 <4>以蓝色为基色的物质 蓝色:新制Cu(OH)2固体胆矾硝酸铜溶液淀粉与碘变蓝石蕊试液碱变蓝 pH试纸与弱碱变蓝等 浅蓝色:臭氧液氧等 蓝色火焰:硫化氢一氧化碳的火焰甲烷,氢气火焰(蓝色易受干扰) <5>以绿色为基色的物质 浅绿色:Cu2(OH)2CO3,FeCl2,FeSO4*7H2O 绿色:浓CuCl2溶液 pH试纸在约pH=8时的颜色 深黑绿色:K2MnO4 黄绿色:Cl2及其CCl4的萃取液 <6>以紫色为基色的物质 KMnO4为深紫色其溶液为红紫色碘在CCl4萃取液碘蒸气中性pH试纸的颜色 K+离子的焰色(钴玻璃)等 <7>以黑色为基色的物质
黑色:碳粉活性碳木碳烟怠氧化铜四氧化三铁硫化亚铜(Cu2S) 硫化铅硫化汞硫化银硫化亚铁氧化银(Ag2O) 浅黑色:铁粉 棕黑色:二氧化锰 <8>白色物质 无色晶体的粉末或烟尘; 与水强烈反应的P2O5; 难溶于水和稀酸的:AgCl,BaSO3,PbSO4; 难溶于水的但易溶于稀酸:BaSO3,Ba3(PO4)2,BaCO3,CaCO3,Ca3(PO4)2,CaHPO4,Al(OH)3,Al2O3,ZnO,Zn(OH)2,ZnS,Fe(OH)2,Ag2SO3,CaSO3等; 微溶于水的:CaSO4,Ca(OH)2,PbCl2,MgCO3,Ag2SO4; 与水反应的氧化物:完全反应的:BaO,CaO,Na2O; 不完全反应的:MgO <9>灰色物质 石墨灰色鳞片状砷硒(有时灰红色)锗等 2.离子在水溶液或水合晶体的颜色 水合离子带色的: Fe2+:浅绿色; Cu2+:蓝色; Fe3+:浅紫色呈黄色因有[FeCl4(H2O)2] 2-; MnO4-:紫色 :血红色; :苯酚与FeCl3的反应形成的紫色 主族元素在水溶液中的离子(包括含氧酸根)无色 运用上述规律便于记忆溶液或结晶水合物的颜色 (3)主族金属单质颜色的特殊性 A的金属大多数是银白色 铯:带微黄色钡:带微黄色 铅:带蓝白色铋:带微红色
第3节醛和酮糖类第1课时醛和酮 1.了解常见的醛、酮(存在、结构、物理性质)。 2.掌握醛、酮的化学性质和二者的异同。(重点) [基础·初探]
1.醛、酮的比较 2.醛、酮的命名 (1)选主链:选取含醛基(或酮羰基)在内的最长碳链为主链,按主链所含碳原子数称为某醛(或酮)。 (2)定碳位:如果是醛,把-CHO中的碳原子定为1号;如果是酮,则从靠近酮羰基的一端开始编号。
3.常见的醛和酮 (1)醛基的结构简式为-COH或-CHO。( ) (2)含有羰基的化合物属于酮。( ) (3) 的名称为2-甲基-1-丁醛。( ) (4)丙醛和丙酮互为同分异构体。( ) 【提示】(1)×(2)×(3)×(4)√
[核心·突破] 醛、酮的同分异构体 1.官能团类型异构 饱和一元醛、酮的分子式通式都是C n H2n O,即含有相同数目碳原子的饱和一元醛与饱和一元酮互为同分异构体。如丙醛(CH3CH2CHO)和丙酮(CH3COCH3)。 2.官能团位置异构 因为醛基一定在1号碳位上,所以醛不存在此类异构。但酮羰基的位置不同可造成异构,如2-戊酮与3-戊酮互为同分异构体。 3.碳链异构 醛类的同分异构体可以从碳链异构去考虑,将醛的分子式写成R—CHO,找出R—的碳链异构体数目即为该分子醛类异构体的数目。酮类的同分异构体可以先从碳链异构去考虑,然后考虑位置异构。 【特别提醒】 饱和一元醛、酮与烯醇之间也可能存在同分异构现象,如CH3CH2CHO、CH3COCH3、 CH2===CH-CH2OH互为同分异构体。 [题组·冲关] 题组1 醛酮的组成、结构、命名及物理性质 1.下列说法正确的是( ) A.甲醛是甲基跟醛基相连而构成的醛 B.醛的官能团是-COH C.甲醛和丙酮互为同系物 D.饱和一元脂肪醛的分子组成符合通式C n H2n O(n≥1) 【解析】甲醛的结构式为,是氢原子与醛基相连而成的,醛的官能团为“-CHO”并非“-COH”,故A、B两项错误;甲醛和丙酮属于不同类别的物质,故甲醛与丙酮不是同系物,C项错误;饱和一元脂肪醛的分子通式均为C n H2n O(n≥1),D项正确。 【答案】 D 2.用系统命名法命名下列有机物,正确的是( )
单糖的结构 T 己醛糖和己酮糖的环状结构 经研究证明,单糖不仅以开链结构存在,还可以环状结构形式存在。因为虽然大多数单糖的特 性可用开链结构来说明,但当深入一步探讨单糖的性质时,又会发现新的矛盾。下面列举的两个事 实,是不能用开链结构来说明的。 (1)糖苷的生成。按照醛类的化学性质,一般的醛溶于无水甲醇中,通入干燥氯化氢,加热反 应,得到半缩醛, 然后再变成缩醛,需消耗两分子甲醇: 0E IL KI 0CK 3 半缩醛 醛糖含有醛基,理应和两分子醇形成缩醛类。但实验 的事实证明,醛糖只能和一分子醇形成一 个稳定的化合物。例如,葡萄糖在甲醇溶液内受氯化氢的作用,生成含有一个甲基的化合物,称为 甲基葡萄糖苷。糖苷的生成是不能用葡萄糖的开链结构来说明的。 (2)糖的变旋现象。某些旋光性化合物溶液的旋光度会逐渐改变而达到恒定,这种旋光度会改 变的现象叫做变旋 现象(mulamerism )。例如,将葡萄糖在不同条件下精制可得到 a -型及B -型两 种异构体,前者的比旋光度是+ 112°,后者是+ 18.7 °,把两者分别配成水溶液, 放置一定时间后, 比旋光度都各有改变,前者降低,后者升高,最后都变为+ 52.7 °。这种变旋现象也无法用葡萄糖 的开链结构来说明。 以上事实说明只用开链结构形式来代表葡萄糖结构, 是不足以表达它的理化性质和结构关系的。 自1893年制得a -和B -甲基葡萄糖苷后,就证明糖类还可以环状结构的形式存在。因为经实 验证明,醛糖只能和一分子醇形成一个稳定的化合物,是由于醛糖中的羟基可先与它自己分子中的 醛基生成一个半缩醛,然后再与一分子甲醇失水而生成缩醛,叫甲基葡萄糖苷。 甲基葡萄糖苷没有还原性,也无变旋现象,对碱性溶液较稳定,在稀酸作用下能水解变回原来 的葡萄糖。这些实验事实都说明甲基葡萄糖苷具有环状的结构。至于环的大小,根据近代 x 射线的 测定证明,在结晶的状态中是由六个原子构成的环。甲基葡萄糖苷的 C-1也是手性碳原子,它应有 a -和3-两种立体异构体,构型可用普通的氧环式表示如下: /0弛 ECH 缩醛 R —CHO
第二节 醛 答案:(1)烃基与醛基 (2)醛基 (3)C n H 2n O (4)一元醛、二元醛、多元醛 (5)脂肪醛、芳香醛 (6)无 (7)刺激性气味 (8)小 (9)水、乙醇 (10)CH 3CHO +2Ag(NH 3)2OH ――→△ CH 3COONH 4+2Ag↓+3NH 3+H 2O (11)CH 3CHO +2Cu(OH)2――→△ CH 3COOH +Cu 2O↓+2H 2O (12)2CH 3CHO +O 2――→催化剂 加热 2CH 3COOH (13) 1.醛的结构和分类 (1)醛的结构 醛是由烃基与醛基相连而构成的化合物,简写为R —CHO 。醛类的官能团为醛基,醛基 可写成或—CHO ,但是不可写成—COH ,且醛基一定位于主链的末端,如 饱和一元醛的通式为C n H 2n O 。 破疑点 醛和酮的结构比较: ①醛是由烃基或氢原子和醛基相连构成的化合物,醛一定含有醛基;但是含有醛基的物 质未必都是醛,如将要学到的甲酸、甲酸甲酯、葡萄糖 等都含有醛基,但它们都不是醛。 ②酮的官能团是羰基(),是羰基与两个烃基相连的化合物(),R 和R′
可以相同也可以不同,饱和一元酮的通式是C n H 2n O 。最简单的酮是丙酮 。 ①根据醛分子中醛基的个数可以分为一元醛、二元醛、多元醛等; ②根据醛分子中烃基类别可以分为脂肪醛和芳香醛; ③根据醛分子中的烃基是否饱和可分为饱和醛和不饱和醛。 或HCHO 或
解析:醛的结构为R —CHO ,其中R 为H 或烃基,A 项物质不含—CHO ,B 、C 、D 项中含—CHO ,但B 项物质—CHO 连接的不是H 或烃基,B 为甲酸乙酯,不属于醛类,所以B 项为正确答案。 答案:B 2.乙醛 或CH 3CHO 从图中可以看出只有两个位置有吸收峰,说明分子中有两种氢原子;由两个峰的高度比约为1∶3可知:两种H 原子的个数比为1∶3,分别对应甲基和醛基的氢原子,其中峰值面积大的是甲基的氢原子,峰值面积小的是醛基的氢原子。 (2)乙醛的化学性质 从结构上看,乙醛可以看成甲基跟醛基(─CHO)相连而构成的化合物,由于醛基比较活泼,所以乙醛的化学性质主要由醛基决定。 ①乙醛的氧化反应 a .乙醛的银镜反应 滴加氨水先出现白色沉淀,后沉淀溶解,加入乙醛并水浴加热一段时间后,试管内壁出现一层光亮的银镜 乙醛具有还原性;+1价的银被还原成金属银,乙醛被银氨溶液氧化银氨溶液配制过程的反应方程式:
高中化学有机物知识点总结 一、重要的物理性质 1.有机物的溶解性 (1)难溶于水的有:各类烃、酯、绝大多数高聚物、高级的(指分子中碳原子数目较多的,下同)醇、醛、 羧酸等。 (2)易溶于水的有:低级的[一般指N(C)≤4]醇、醛、羧酸及盐、氨基酸及盐、单糖、二糖。 (3)具有特殊溶解性的: ① 乙醇是一种很好的溶剂,既能溶解许多无机物,又能溶解许多有机物。 ② 乙酸乙酯在饱和碳酸钠溶液中更加难溶,同时饱和碳酸钠溶液还能通过反应吸收挥发出的乙酸,溶解吸 收挥发出的乙醇,便于闻到乙酸乙酯的香味。 ③有的淀粉、蛋白质可溶于水形成胶体.. 。蛋白质在浓轻金属盐(包括铵盐)溶液中溶解度减小,会析出(即盐析,皂化反应中也有此操作)。 ④线型和部分支链型高聚物可溶于某些有机溶剂,而体型则难溶于有机溶剂。 ⑤ 氢氧化铜悬浊液可溶于多羟基化合物的溶液中,如甘油、葡萄糖溶液等,形成绛蓝色溶液。 2.有机物的密度 小于水的密度,且与水(溶液)分层的有:各类烃、酯(包括油脂) 3.有机物的状态[常温常压(1个大气压、20℃左右)] (1)气态: ① 烃类:一般N(C)≤4的各类烃 注意:新戊烷[C(CH 3)4]亦为气态 ② 衍生物类: 一氯甲烷(.....CH ..3.Cl ..,.沸点为...-.24.2....℃.). 甲醛(...HCHO ....,沸点为....-.21..℃.). (2)液态:一般N(C)在5~16的烃及绝大多数低级衍生物。如, 己烷CH 3(CH 2)4CH 3 甲醇CH 3OH 甲酸HCOOH 乙醛CH 3CHO
★特殊: 不饱和程度高的高级脂肪酸甘油酯,如植物油脂等在常温下也为液态 (3)固态:一般N(C)在17或17以上的链烃及高级衍生物。如, 石蜡C12以上的烃 饱和程度高的高级脂肪酸甘油酯,如动物油脂在常温下为固态 4.有机物的颜色 ☆绝大多数有机物为无色气体或无色液体或无色晶体,少数有特殊颜色 ☆多羟基有机物如甘油、葡萄糖等能使新制的氢氧化铜悬浊液溶解生成绛蓝色溶液; ☆淀粉溶液(胶)遇碘(I2)变蓝色溶液; ☆含有苯环的蛋白质溶胶遇浓硝酸会有白色沉淀产生,加热或较长时间后,沉淀变黄色。5.有机物的气味 许多有机物具有特殊的气味,但在中学阶段只需要了解下列有机物的气味: ☆甲烷无味 ☆乙烯稍有甜味(植物生长的调节剂) ☆液态烯烃汽油的气味 ☆乙炔无味 ☆苯及其同系物芳香气味,有一定的毒性,尽量少吸入。 ☆一卤代烷不愉快的气味,有毒,应尽量避免吸入。 ☆ C4以下的一元醇有酒味的流动液体 ☆C5~C11的一元醇不愉快气味的油状液体 ☆C12以上的一元醇无嗅无味的蜡状固体 ☆乙醇特殊香味 ☆乙二醇甜味(无色黏稠液体) ☆丙三醇(甘油)甜味(无色黏稠液体)
中化学选修五 醛和酮糖类(第2 课时) 一、教学目标 1、宏观辨识与微观探析 了解醛酮的结构特点,比较醛酮分子中官能团的相似和不同之处。能够预测醛酮可能发生的化学反应及它们在化学性质上的相似和不同之处。 2、变化观念与平衡思想 能从新的视角认识氧化还原反应的特点和规律,理解有机反应中的氧化还原和加O 去H,或加H 去O 的关系与实质。 3、实验探究与创新意识 在探究醛酮的化学性质时,通过通过问题猜想、制定方案、实验操作、分析交流和结论等步骤体会实验探究的过程和方法,提升科学素养和创新意识。 4、科学精神与社会责任 认识环境保护重要性,了解室内污染的主要污染物和相应的处理方法,推崇绿色化学的理念 二、重点难点 1、醛和酮的化学性质 --- 羰基的加成反应、氧化反应、还原反应,以及化学反应方程式的书写。 2、从新的角度认识有机氧化还原反应的实质 3、乙醛的性质实验 三、实验内容 1、验证实验 根据甲醛的化学性质,预测乙醛和丙酮是否能够发生类似的加氧氧化。选择一种操作简单现象明显的试剂进行实验。 药品:乙醛、丙酮、酸性高锰酸钾溶液。 仪器:小试管两支,胶头滴管。 2、探究实验 根据验证实验得出乙醛可以被酸性高锰酸钾氧化,具有还原性,还原性强还是弱呢?让学生选择相应的氧化剂(弱氧化剂)来探究。 药品:乙醛、硝酸银溶液、氨水、氢氧化钠溶液、硫酸铜溶液。 仪器:试管两支、小烧杯、热水、试管夹、酒精灯等。
学以致用:喝酒脸红和千杯不醉的原因 核心素养 四、设计思路 五 、设计流程 问题: 生 活中的醛 酮 预测: 根据结构推测性质 羰 基 的 加成、还原反应 学 以 致用: 蛋白质变性原因 实验探究: 醛酮氧化反应 六、教学过程 【环节一】问题导入 教师活动 学生活动 设计意图 【导入】醛酮是有机合成中重要的中间 产物,它们具有哪些化学性质呢?这是我们今天将要学习的主要内容 【问题】 【思考】 1、福尔马林的成分是什么? 2、福尔马林为何能防腐? 通过展示生活中的化学实例,不 学以致用: 通过学习,解决化学生活中的两个问题 性质实验: 乙醛和丙酮与强弱氧化剂的反应 结构分析: 分析乙醛和丙酮的官能团,键的极性,预测性质 学习活动 生活化学: 回顾福尔马林的作用和喝酒脸红的现象 醛酮的结构与化学性质 化学知识 宏观辨识与微观探析 导入:醛酮是中转站 变化观念与平衡思想 科学精神与社会责任 实验探究与创新意识 结论: 醛酮为何被称为有机合成的是中转站
第二章第3节醛和酮糖类 第一课时常见的醛、酮醛酮的化学性质(1) 教材分析: 醛和酮是含有羰基的两类重要化合物,在官能团的转化和有机合成中占有核心地位,是有机合成的“中转站”。学生已对有机物结构与性质的关系有所了解,故要应用结构推测性质的思想方法研究醛和酮的化学性质。本节教材选取的反应依据两个方面:一与生产、生活相关;二与有机化合物的相互转化有关。糖类与生命现象、人类生活相关,而结构与醛、酮相关,故放在本节中介绍,这样可以使学生更深刻地认识糖,也加深对羰基的认识。 学情分析: 学生通过学习,掌握了烃、醇的命名方法,认识到有机化合物结构与性质的密切联系,并初步建立了分类观。第二章第1节引导学生多角度的认识有机化学反应,学生通过自我构建的有机化学理论预测醇可能发生的化学反应类型。常见醛、酮的重要性质及其在生产生活中的广泛应用是本节课学习的基本要点,根据醛、酮的结构准确预测其性质是学生的提高点。 教学目标: 一、知识与能力: 1.了解醛、酮在自然界的存在,能列举几种简单的醛、酮,并能写出其结构简式,了解其在实际生产和生活中的应用。 2.能够用系统命名法对简单的醛、酮命名。 3.了解醛、酮的结构特点,比较官能团的相似和不同,能预测醛、酮可能发生的化学反应。 二、过程与方法: 通过交流研讨,培养比较、分析、演绎等思维能力及参与交流研讨活动的能力。 三、情感、态度与价值观: 了解醛、酮对环境和健康可能产生的影响,增强环境意识,关注有机物的安全使用。 重点难点: 重点:醛、酮在生产、生活的应用; 难点:醛、酮的物理性质及其结构特点。 教学方法:合作探究,讲练结合,训练建构 教学手段:多媒体课件辅助教学 设计思路: 【教学过程】
第二章糖类 提要 一、定义 糖、单糖、寡糖、多糖、结合糖、呋喃糖、吡 喃糖、糖苷、手性 二、结构 1.链式:Glc、Man、Gal、Fru、Rib、dRib 2.环式:顺时针编号,D型末端羟甲基向下,α型 半缩醛羟基与末端羟甲基在两侧。 3.构象:椅式稳定,β稳定,因其较大基团均为平 键。 三、反应 1.与酸:莫里斯试剂、西里万诺夫试剂。 2.与碱:弱碱互变,强碱分解。 3.氧化:三种产物。 4.还原:葡萄糖生成山梨醇。 5.酯化 6.成苷:有α和β两种糖苷键。 7.成沙:可根据其形状与熔点鉴定糖。 四、衍生物 氨基糖、糖醛酸、糖苷 五、寡糖 蔗糖、乳糖、麦芽糖和纤维二糖的结构 六、多糖 淀粉、糖原、纤维素的结构 粘多糖、糖蛋白、蛋白多糖一般了解 七、计算 比旋计算,注意单位。 第一节概述 一、糖的命名 糖类是含多羟基的醛或酮类化合物,由碳氢氧三种元素组成的,其分子式通常以Cn(H2O)n 表示。 由于一些糖分子中氢和氧原子数之比往往是2:1,与水相同,过去误认为此类物质是碳与水的化合物,所以称为"碳水化合物"(Carbohydrate)。 实际上这一名称并不确切,如脱氧核糖、鼠李糖等糖类不符合通式,而甲醛、乙酸等虽符合这个通式但并不是糖。只是"碳水化合物"沿用已久,一些较老的书仍采用。我国将此类化合物统称为糖,而在英语中只将具有甜味的单糖和简单的寡糖称为糖(sugar)。 二、糖的分类 根据分子的聚合度分,糖可分为单糖、寡糖、多糖。也可分为:结合糖和衍生糖。 单糖是不能水解为更小分子的糖。葡萄糖,果糖都是常见单糖。根据羰基在分子中的位置,单糖可分为醛糖和酮糖。根据碳原子数目,可分为丙糖,丁糖,戊糖,己糖和庚糖。 寡糖由2-20个单糖分子构成,其中以双糖最普遍。寡糖和单糖都可溶于水,多数有甜味。 多糖由多个单糖(水解是产生20个以上单糖分子)聚合而成, 又可分为同聚多糖和杂聚多糖。同聚多糖由同一种单糖构成,杂聚多糖由两种以上单糖构成。 糖链与蛋白质或脂类物质构成的复合分子称为结合糖。其中的糖链一般是杂聚寡糖或杂聚多糖。如糖蛋白,糖脂,蛋白聚糖等。 由单糖衍生而来,如糖胺、糖醛酸等。 1.分布糖在生物界中分布很广,几乎所有的动物,植物,微生物体内都含有糖。糖占植物干重的80%,微生物干重的10-30%,动物干重的2%。糖在植物体内起着重要的结构作用,而动物则用蛋白质和脂类代替,所以行动更灵活,适应性强。动物中只有昆虫等少数采用多糖构成外骨胳,其形体大小受到很大限制。 在人体中,糖主要的存在形式:(1)以糖原形式贮藏在肝和肌肉中。糖原代谢速度很快,对维持血糖浓度衡定,满足机体对糖的需求有重要意义。(2)以葡萄糖形式存在于体液中。细胞外液中的葡萄糖是糖的运输形式,它作为细胞的内环境条件之一,浓度相当衡定。(3)存在于多种含糖生物分子中。糖作为组成成分直接参与多种生物分子的构成。如:DNA分子中含脱氧核糖,RNA和各种活性核苷酸(ATP、许多辅酶)含有核糖,糖蛋白和糖脂中有各种复杂的糖结构。 2.功能糖在生物体内的主要功能是构成细胞的结构和作为储藏物质。植物细胞壁是由纤维素,半纤维素或胞壁质组成的,它们都是糖类物质。作为储藏物质的主要有植物中的淀粉和动物中的糖原。此外,糖脂和糖蛋白在生物膜中占有重要位置,担负着细胞和生物分子相互识别的作用。 糖在人体中的主要作用:(1)作为能源物质。一般情况下,人体所需能量的70%来自糖的氧化。(2)作为结构成分。糖蛋白和糖脂是细胞膜的重要成分,蛋白聚糖是结缔组织如软骨,骨的结构成分。(3)参与构成生物活性物质。核酸中含有糖,有运输作用
《醛和酮》教学设计 【教材分析】 醛和酮是含有羰基的两类重要化合物,醛是有机化合物中一类重要的衍生物。由于醛基很活泼,在化学反应中易受进攻,醛可以发生多种化学反应,在有机合成中起着重要的作用。在中学化学中所介绍的含氧衍生物中,醛是其相互转变的中心环节。 本节教材选取的反应依据两个方面:一与生产、生活相关;二与有机化合物的相互转化有关。学生已对有机物结构与性质的关系有所了解,故要应用结构推测性质的思想方法研究醛和酮的化学性质。教材在简单介绍了乙醛的物理性质和分子结构之后,从结构引出乙醛的两个重要化学反应:乙醛的加成反应和乙醛的氧化反应。通过乙醛与氢气的加成反应,把乙醛与乙醇联系起来,并结合乙醛的加氢还原,从有机化学反应的特点出发,定义还原反应;通过乙醛的氧化反应,又把乙醛和乙酸联系起来,同时结合乙醛的氧化,给出了有机化学反应中的氧化反应定义。从而使学生在无机化学中所学氧化还原反应的定义,在这里得到扩展和延伸。 【学情分析】 学生已有的基础知识:第1章第2节“有机化合物的结构与性质”、第2章第1节“有机化学反应类型”和乙醛和和丙酮的分子结构有了初步的认识,学生在此基础上进行学习活动会比较顺利。对利用结构推断性质来说,醛、酮是一个很好的实例。具有培养学生由结构推断性质的重要功能,教学过程中应注意帮助学生有条理地分析结构,启发他们结合已有的性质和反应类型的知识打开思路,推测醛、酮可能发生的反应、所需的试剂、对应的产物。对于有困难的学生,应结合使用表2-3-1。教师要注意对学生写出的推测结果进行分析点评,及时给予鼓励,以培养学生学习兴趣。羟醛缩合反应是学生学习的难点,可让学生将此反应与烯烃的自身加成反应做对比。注意培养学生的学习方法是自主学习法和迁移学习法:在教师指导下,引导学生自由思考学习;用已学的知识和技能迁移新知识和技能的学习。 【教学目标】 知识与技能 1、了解醛和酮在结构上的特点。 2、掌握醛和酮的化学性质----羰基的加成反应、氧化反应、还原反应。 过程与方法
有机化学第五版第十一章-醛和酮-课后习题答案
第十一章 醛和酮习题答案(最新版) 1. 用系统命名法命名下列醛、酮。 O CH 3CH 2 CH(CH 3)2(1) (2) CH 3CH 22CH 3 C 2H 5 CHO H 3C H H CH 2CH 2CHO (3) C C H 3C O H CH 3H 3C (4) CHO OCH 3 (5) COCH 3 3 (6) CH 3 H H (7)
H COCH 3 3 Br (8) OHCCH 2CHCH 2CHO (9) O (10) 解:(1) 2-甲基-3-戊酮 (2)4-甲基-2-乙基己醛 (3)反-4己烯醛 (4)Z-3-甲基-2庚烯-5-炔-4-酮 (5)3-甲氧基-4-羟基苯甲醛 (6)对甲氧基苯乙酮 (7)反-2-甲基环己基甲醛 (8)3R-3-溴-2-丁酮 (9)3-甲酰基戊二醛 (10)螺[4.5]癸-8-酮 2. 比较下列羰基化合物与HCN 加成时的平衡常数K 值大小。 (1)Ph 2CO (2)PhCOCH 3 (3)Cl 3CHO (4)ClCH 2CHO (5)PhCHO (6)CH 3CHO 解:(1)<(2)<(5)<(6)<(4)<(3) 原因: HCN 对羰基加成是亲核加成,能降低羰基碳原子上电子云密度的结构因素将会使K 值增大,故K 值顺序是:(6)<(4)<(3),而羰基碳原子的空间位阻愈小,则K 值增大,
故K 值的顺序是:(1)<(2)<(5)<(6) ,综合考虑:则K 值顺序是:(1)<(2)<(5)<(6)<(4)<(3)。 6. 完成下列反应式(对于有2种产物的请标明主次产物)。 CHO + H 2N (1) HC CH + 2CH 2O (2) O N +(3) 苯 , 加热 O + (4) NH 2 HCN/OH -H 2O/H + ? (5)
第1课时醛和酮 目标与素养:1.了解常见的醛、酮(存在、结构、物理性质)。(宏观辨识)2.掌握醛、酮的化学性质和二者的异同。(微观探析) 一、常见的醛、酮 1.醛、酮 (1)结构特点 (2)通式 饱和一元脂肪醛的分子通式为C n H2n O(n≥1);
饱和一元脂肪酮的分子通式为C n H2n O(n≥3)。 分子中碳原子数相同的饱和一元脂肪醛、酮互为同分异构体。 微点拨:书写醛的结构简式时,醛基中C、H、O三原子的排列顺序一定是CHO。2.醛、酮的命名:醛、酮的命名和醇的命名相似。请写出下面的两种物质的名称: 3.常见的醛和酮 名称结构简式状态气味水溶性用途 甲醛HCHO 气体刺激性易溶制酚醛树脂、脲醛树脂 乙醛CH3CHO 液体刺激性易溶— 苯甲醛液体杏仁味—染料、香料的重要中间体 丙酮液体特殊 气味 易溶 有机溶剂、有机 合成原料 二、醛和酮的化学性质 1.羰基的加成反应 (1)加成原理 (2)加成反应 ①加成试剂有HCN、NH3、醇等。 ②典型加成反应: 乙醛与HCN:
2.氧化反应 (1)催化氧化 乙醛催化氧化的方程式:2CH 3CHO +O 2――→催化剂 2CH 3COOH 。 (2)被弱氧化剂氧化 ①银镜反应: CH 3CHO +2[Ag(NH 3)2]OH ――→△CH 3COONH 4+2Ag↓+3NH 3+H 2O 。 ②与新制氢氧化铜悬浊液的反应: CH 3CHO +2Cu(OH)2――→△CH 3COOH +Cu 2O↓+2H 2O 。 微点拨:银镜反应口诀:银镜反应很简单,生成醋酸铵,还有一水二银三个氨。 3.还原反应 (1)还原产物:加H 2之后得到,产物属于醇类。 (2)与氢气加成的通式
单糖的结构→ 己醛糖和己酮糖的环状结构 经研究证明,单糖不仅以开链结构存在,还可以环状结构形式存在。因为虽然大多数单糖的特性可用开链结构来说明,但当深入一步探讨单糖的性质时,又会发现新的矛盾。下面列举的两个事实,是不能用开链结构来说明的。 (1)糖苷的生成。按照醛类的化学性质,一般的醛溶于无水甲醇中,通入干燥氯化氢,加热反应,得到半缩醛,然后再变成缩醛,需消耗两分子甲醇: 醛糖含有醛基,理应和两分子醇形成缩醛类。但实验的事实证明,醛糖只能和一分子醇形成一个稳定的化合物。例如,葡萄糖在甲醇溶液内受氯化氢的作用,生成含有一个甲基的化合物,称为甲基葡萄糖苷。糖苷的生成是不能用葡萄糖的开链结构来说明的。 (2)糖的变旋现象。某些旋光性化合物溶液的旋光度会逐渐改变而达到恒定,这种旋光度会改变的现象叫做变旋现象(mulamerism)。例如,将葡萄糖在不同条件下精制可得到α-型及β-型两种异构体,前者的比旋光度是+112°,后者是+18.7°,把两者分别配成水溶液,放置一定时间后,比旋光度都各有改变,前者降低,后者升高,最后都变为+52.7°。这种变旋现象也无法用葡萄糖的开链结构来说明。 以上事实说明只用开链结构形式来代表葡萄糖结构,是不足以表达它的理化性质和结构关系的。 自1893年制得α-和β-甲基葡萄糖苷后,就证明糖类还可以环状结构的形式存在。因为经实验证明,醛糖只能和一分子醇形成一个稳定的化合物,是由于醛糖中的羟基可先与它自己分子中的醛基生成一个半缩醛,然后再与一分子甲醇失水而生成缩醛,叫甲基葡萄糖苷。
甲基葡萄糖苷没有还原性,也无变旋现象,对碱性溶液较稳定,在稀酸作用下能水解变回原来的葡萄糖。这些实验事实都说明甲基葡萄糖苷具有环状的结构。至于环的大小,根据近代χ射线的测定证明,在结晶的状态中是由六个原子构成的环。甲基葡萄糖苷的C-1也是手性碳原子,它应有α-和β-两种立体异构体,构型可用普通的氧环式表示如下: 这两种立体异构体都已得到,后来又发现α-葡萄糖苷可用麦芽糖酶水解,β-葡萄糖苷可用苦杏仁酶水解。用麦芽糖酶水解α-型的甲基葡萄糖苷后,得到甲醇和旋光度较高的α-D-葡萄糖;β-型的甲基葡萄糖苷被苦杏仁酶水解后,产生旋光度较小的β-D-葡萄糖。 从上述甲基葡萄糖苷有环状结构的事实推论,葡萄糖本身应有环状结构,也应有α-和β-两种立体异构体,在溶液中,这两种环状结构可以通过开链结构形成互变异构体的平衡混合物。因此,当有一种异构体(α-或β-)在溶液中时,由于它能通过开链结构逐渐变成另一种异构体,所以表现出变旋现象,达到平衡后比旋光度就不再改变。这可用下式表示: 药典规定,测定葡萄糖的旋光度时,加入一点稀氨溶液,
学习好资料欢迎下载 ★乙醛 1.乙醛的分子组成与结构 乙醛的分子式是 O H C 4 2,结构式是,简写为 CHO CH 3。 注意对乙醛的结构简式,醛基要写为—CHO而不能写成—COH。 2.乙醛的物理性质 乙醛是无色、具有刺激性气味的液体,密度小于水,沸点为C 8. 20。乙醛易挥发,易燃烧,能与水、乙醇、氯仿等互溶。 注意因为乙醛易挥发,易燃烧,故在使用纯净的乙醛或高浓度的乙醛溶液时要注意防火。 3.乙醛的化学性质 从结构上乙醛可以看成是甲基与醛基()相连而构成的化合物。由于醛基比较活泼,乙醛的化学性质主要由醛基决定。例如,乙醛的加成反应(碳氧双键)和氧化反应(醛基氢),都发生在醛基上。 (1)乙醛的加成反应 乙醛分子中的碳氧双键能够发生加成反应。例如,使乙醛蒸气和氢气的混合气体通过热的镍催化剂,乙醛与氢气发生加成反应: 说明:①在有机化学反应中,常把有机物分子中加入氢原子或失去氧原子的反应叫做还原反应。乙醛与氢气的加成反应就属于还原反应。 ②从乙醛与氢气的加成反应也属于还原反应的实例可知,还原反应的概念的外延 应当扩大了。 (2)乙醛的氧化反应 在有机化学反应中,通常把有机物分子中加入氧原子或失去氢原子的反应叫氧化反 应。乙醛易被氧化,如在一定温度和催化剂存在的条件下,乙醛能被空气中的氧气 氧化成乙酸: 注意①工业上就是利用这个反应制取乙酸。 ②在点燃的条件下,乙醛能在空气或氧气中燃烧。乙醛完全燃烧的化学方程式为: O H CO O CHO CH 2 2 2 3 4 4 5 2 点燃 乙醛不仅能被O2氧化,还能被弱氧化剂(如银氨溶液和新制备氢氧化铜悬浊液)氧化。 银氨溶液的制备:在洁净的试管里加入1 mL 2%的AgNO3溶液,然后一边摇动试管, 一边逐滴滴入2%的稀氨水,至最初产生的沉淀恰好溶解为止(此时 得到的溶液叫做银氨溶液)。再滴入3滴乙醛,振荡后把试管放在 热水中温热。 实验现象不久可以看到,试管内壁上附着一层光亮如镜的金属银。 实验结论化合态的银被还原,乙醛被氧化。 说明: ①上述实验所涉及的主要化学反应为: 4 2 3 ·NH AgOH O H NH Ag O H OH NH Ag O H NH AgOH 2 2 3 2 3 2 ) ( · 2 O H NH Ag NH COO CH OH NH Ag CHO CH 2 3 4 3 2 3 3 3 2 2 ) ( 2 由于生成的银附着在试管壁上,形成银镜,所以这个反应又叫做银镜反应。 在这个反应里,1mol的醛基氢原子对应着2mol的银。 ②银镜反应常用来检验醛基的存在,工业上可利用这一反应原理,把银均匀地镀在玻璃 上制镜或保温瓶胆。 ③配制银氨溶液是向AgNO3稀深液中逐滴加入稀氨水,直到最初生成沉演恰好溶解为 止。滴加溶液的顺序不能颠倒,否则最后得到的溶液不是银氨溶液。银镜反应的实验 条件是水浴加热,不能直接加热煮沸。制备银镜时,玻璃要光滑洁净。玻璃的洗涤一 般要先用热的NaOH溶液洗,再用水洗净。