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文檔簡介
選修第三章烴的含氧衍生物第二節醛【知識與技能目標】
1.認識醛的典型代表物的組成、結構特點及性質,并根據乙醛,認識醛的結構特點和性質,能正確書寫相應的化學方程式;
2.能結合生產、生活實際了解醛對環境和健康可能產生的影響,討論醛的安全使用,關注醛對環境和健康的影響。
【過程與方法目標】
1.通過對醛的化學性質的演示實驗,進一步掌握醛的性質。
2.學會運用觀察、實驗、查閱資料等多種手段獲取信息及加工信息的能力。
3.通過講解醛基的結構性質,滲透“結構決定性質”的方法預測有機化物的主要性質。
【情感態度與價值觀目標】
通過對醛的性質及應用的學習,使學生認識到有機化學在科學生產、人類生活和社會經濟發展中的巨大作用。【教學重點】
(1)醛的結構特點和主要化學性質。(2)通過官能團掌握醛類的性質
【教學難點】
乙醛與銀氨溶液、新制Cu(OH)2反應的化學方程式的正確書寫。學習目標
第2頁,共50頁,2024年2月25日,星期天植物中的醛——肉桂醛肉桂醛通常稱為桂醛。存在:存在肉桂油、桂皮油、藿香油、風信子油和玫瑰油等精油中。分子式C9H8O分子量132.15,微溶于水,溶于乙醇、乙醚、氯仿和油中。能隨水蒸氣揮發。在空氣中易被氧化成肉桂酸。用于配制肥皂用香精,也用作食品的增香劑。用于口香糖對口腔可起到殺菌和除臭雙重功效可由桂皮油中分離出來,或由肉桂醇氧化或由苯甲醛和乙醛縮合制得。第3頁,共50頁,2024年2月25日,星期天
苯甲醛俗稱苦杏仁油,是工業上最重要的芳香醛。分子式C7H6O。自然界中苯甲醛以苦杏仁苷的形式存在于苦杏仁中,能與水一起蒸餾。略帶苦杏仁味的無色的無色液體。是一種重要的化工原料。用于制肉桂醛、肉桂酸、苯乙醛等,也是生產香料的原料。工業上由甲苯氧化或由苯二氯甲烷水解制得。它用途廣泛,可用于生產苯甲醇、苯胺、苯甲酮和殺蟲劑等產品,也是苯甲醛系香料最基本的原料,是某些合成醫藥產品、塑料添加劑的最基本原料。由于苯甲醛具有獨特的甜味、芳香味和杏仁氣味,因此它也是合成香精香料的一種重要中間體,苯甲醛也是合成諸如玫瑰香和茉莉香等香料的第一步,這些香料廣泛用于各種香皂和香水中。植物中的醛——苯甲醛第4頁,共50頁,2024年2月25日,星期天
茴香醛
對甲氧基苯甲醛;主要用作山楂、葵花、紫丁香等香精的香基。視黃醛也稱維生素A醛,分子式:C20H28O;視黃醛是眼球發育中重要的信號轉導分子,其在脊椎動物的眼球發育中具有多種不同的重要作用。視黃醛【生活常識】由“酒后不要立即飲茶”
(本草綱目記載:酒后飲茶傷腎,腰腿墜重,膀胱冷痛,兼患痰飲水腫)。【原因】酒精在肝臟中→乙醛→乙酸→CO2和H2O。但是,濃茶中含有較多茶堿會使尚未分解的乙醛過早進入腎臟,損害很大。第5頁,共50頁,2024年2月25日,星期天吸收甲醛的植物——獵醛香草獵醛香草;(又名:凈清香草)本植物是一種揮發性芳香植物,它釋放的芳香精油是由香茅醇、檸檬烯等多種香精成分組成。據資料表明:香茅醛、香茅醇具有提神醒腦、擴張血管、舒解緊張情緒的作用;還有緩解頭痛、神經痛的作用。獵醛香草經中國室內環境監測工作委員會檢測該植物在24小時內吸收甲醛有效率達91%、氨70%,獵醛香草具有真綠色,純環保的特點,并且清除甲醛的功效更持久不間斷。另據2003年廣州醫學院研究成果顯示“揮發性芳香精油植物具有保護和修補支氣管粘膜不受陽離子損傷的作用”,使之感冒病毒不能在支氣管粘膜處寄生,從而大大提高了城市人群抵抗傳染性病毒病的能力。
【思考】什么是醛?寫出甲醛、乙醛分子式、結構簡式。第6頁,共50頁,2024年2月25日,星期天學與問
通過乙醛的核磁共振氫譜,你能獲取什么信息?請你指出兩個吸收峰的歸屬。
吸收峰較強的為甲基氫,較弱的為醛基氫,二者面積比約為3:1醛基上的氫甲基上的氫一、醛類中具有代表性的醛-乙醛第7頁,共50頁,2024年2月25日,星期天OCHCHHH1、乙醛的結構:分子式:結構式:結構簡式:官能團:C2H4OCH3CHO-CHO第8頁,共50頁,2024年2月25日,星期天【歸納】研究有機物性質的方法官能團→決定→有機化合物性質研究有機化學和物理性質首先從研究官能團入手。醛:由烴基與醛基相連而構成的化合物,簡寫為RCHO最簡單的醛是甲醛。有代表性的是乙醛。以乙醛為例,學習醛的化學性質。第9頁,共50頁,2024年2月25日,星期天
無色、具有刺激性氣味的液體,密度比水小,沸點20.8℃,易揮發,易燃燒,能和水、乙醇、乙醚、氯仿等互溶。名稱分子式分子量沸點溶解性丙烷C3H844-42.07不溶于水乙醇C2H6O4678.5與水以任意比互溶乙醛C2H4O4420.82、乙醛的物理性質:*比較以上數據,你得出些什么結論或看法?第10頁,共50頁,2024年2月25日,星期天(1)不互為同系物的有機物,熔沸點不能由碳原子數多少來比較。在分子量接近時,通常極性強的分子間作用力強而熔沸點高。(2)相似相溶規律。第11頁,共50頁,2024年2月25日,星期天
HOHCCHH根據乙醛的結構——預測乙醛的性質不飽和
烯烴和醛都有不飽和雙鍵,能發生加成反應,這是兩者的共性。但是,C=O雙鍵和C=C雙鍵結構不同,產生的加成反應也不一樣。因此,能跟烯烴起加成反應的試劑(如溴),一般不跟醛發生加成反應。在有機化學反應中,通常還可以從加氫或去氫來分析,即去氫就是氧化反應,加氫就是還原反應。所以,乙醛跟氫氣的反應也是氧化還原反應,乙醛加氫發生還原反應,乙醛有氧化性。分析羰基對醛基上氫原子的影響,推測乙醛可能被氧化,乙醛又有還原性。第12頁,共50頁,2024年2月25日,星期天(1)加成反應NiCH3CHO+H2CH3CH2OH根據加成反應的概念寫出CH3CHO和H2
反應的方程式。
這個反應屬于氧化反應還是還原反應?還原反應3、乙醛的化學性質通常C=O雙鍵加成:H2、HCN
C=C雙鍵加成:H2、X2、HX、H2O第13頁,共50頁,2024年2月25日,星期天有機反應中的氧化反應和還原反應我們應該怎樣判斷呢?2CH3CH2OH+O2Cu△2CH3CHO+2H2O氧化反應:有機物分子中加入
氧原子或
失去氫原子的反應還原反應:有機物分子中加入氫原子或失去
氧原子的反應。NiCH3CHO+H2CH3CH2OH【辨析】第14頁,共50頁,2024年2月25日,星期天根據乙醛的結構預測乙醛的性質
HOHCCHH極性鍵乙醛的氧化反應:OCHCHHHO碳原子價態改變第15頁,共50頁,2024年2月25日,星期天(2)乙醛的氧化反應a.催化氧化2CH3CHO+O22CH3COOH催化劑工業上就是利用這個反應制取乙酸。【完全燃燒】在點燃的條件下,乙醛能在空氣或氧氣中燃燒。乙醛完全燃燒的化學方程式為:【對比】耗氧量與乙炔相同,生成CO2相同,水量不同第16頁,共50頁,2024年2月25日,星期天①銀鏡反應---與銀氨溶液的反應:(實驗3-5)Ag++NH3·H2O=AgOH↓+NH4+AgOH+2NH3·H2O=[Ag(NH3)2]++OH-+2H2O或:AgOH+2NH3·H2O=Ag(NH3)2
OH+2H2O1、
配制銀氨溶液:取一潔凈試管,加入1ml2%的AgNO3溶液,再邊振蕩試管邊逐滴滴入2%的稀氨水,至最初產生的沉淀恰好溶解為止,制得銀氨溶液。b、與弱氧化劑的反應氫氧化二氨合銀-銀氨溶液
[Ag(NH3)2]+-銀氨絡(合)離子第17頁,共50頁,2024年2月25日,星期天CH3CHO+2Ag(NH3)2OH水浴CH3COONH4+2Ag+3NH3+H2O氧化劑還原劑2、水浴加熱形成銀鏡:在配好的上述銀氨溶液中滴入3滴乙醛溶液,振蕩后把試管放在熱水浴中溫熱。注意:水浴加熱時不可振蕩和搖動試管銀鏡離子方程式?第18頁,共50頁,2024年2月25日,星期天【實驗注意事項】:(1)試管內壁應潔凈。(2)必須用水浴加熱,不能用酒精燈直接加熱。(3)加熱時不能振蕩試管和搖動試管。(4)配制銀氨溶液時,氨水不能過量.
(防止生成易爆物質)第19頁,共50頁,2024年2月25日,星期天注意1、堿性環境下,乙醛被氧化成乙酸后又與NH3反應生成乙酸銨。2、1molR–CHO被氧化,就應有2molAg被還原,此反應可用于醛基的定性和定量檢測。3、可用稀HNO3清洗試管內壁的銀鏡
工業上可利用這一反應原理,把銀均勻地鍍在玻璃上制鏡或保溫瓶膽。第20頁,共50頁,2024年2月25日,星期天②
與新制氫氧化銅的反應:(實驗3-6)10%NaOH2%CuSO4乙醛【操作】在試管里加入10%NaOH溶液2mL,滴入2%CuSO4溶液4~6滴,得到新制氫氧化銅。振蕩后加入乙醛溶液0.5mL,加熱。觀察現象并記錄。【現象】生成紅色沉淀第21頁,共50頁,2024年2月25日,星期天
新制Cu(OH)2懸濁液:
過量的NaOH溶液中滴加幾滴CuSO4溶液。
Cu2++2OH-=Cu(OH)2↓CH3CHO+2Cu(OH)2
CH3COOH+Cu2O↓+2H2O紅色沉淀該反應生成紅色沉淀,可用于醛基檢驗此反應必須在NaOH過量,堿性條件下才發生。第22頁,共50頁,2024年2月25日,星期天醛基的檢驗1、*哪些有機物中含有—CHO?2、怎樣檢驗醛基的存在?醛、HCOOH(甲酸)、HCOOR(甲酸某酯)、葡萄糖、麥芽糖新制的Cu(OH)2銀鏡反應常用的氧化劑:銀氨溶液、新制的Cu(OH)2、O2
酸性KMnO4溶液第23頁,共50頁,2024年2月25日,星期天*乙醛能否使酸性KMnO4溶液褪色?*乙醛能否使溴水褪色,是發生了什么反應?c.被強氧化劑氧化*說明:乙醛具有還原性乙醛可使溴水和酸性KMnO4溶液褪色乙醛有還原性CH3CHO+Br2+H2O→CH3COOH+2HBr5CH3CHO+2KMnO4+3H2SO4→5CH3COOH+2MnSO4+K2SO4+3H2O第24頁,共50頁,2024年2月25日,星期天能使溴水褪色的有機物:不飽和烴如烯烴、炔烴、二烯烴、苯乙烯等,不飽和烴的衍生物,如烯醇、烯醛、烯酯、鹵代烯烴、油酸、油酸鹽、油酸某酯、油等;石油產品,如裂化氣、裂解氣、裂化汽油等;苯酚及其同系物(發生取代反應);含醛基的化合物,如醛類、葡萄糖、甲酸、還原糖等水溶液。天然橡膠(聚異戊二烯)。值得強調的是①某些與溴不發生反應的有機物如鹵代烴、四氯化碳、氯仿、溴苯、直餾汽油,煤焦油、苯及苯的同系物,液態環烷烴,低級酯、液態飽和烴、二硫化碳等能萃取溴,雖能使溴水層變無色,但油層變橙紅色,一般來說使溴水褪色并不包括這類物質。②溴水與碘化鉀溶液作用后生成的I2的水溶液為深黃色至褐色,顏色并未變淺。第25頁,共50頁,2024年2月25日,星期天能使溴水褪色的無機物如還原劑H2S:Br2+H2S=2HBr+S↓
SO2:Br2+SO2+2H2O=H2SO4+2HBr
Na2SO3:Br2+Na2SO3+H2O=Na2SO4+2HBr
Mg粉(或Zn粉等):Br2+Mg=MgBr2
NaOH等強堿:Br2+2NaOH=NaBr+NaBrO+H2O鹽溶液:Na2CO3(或AgNO3等鹽)
Br2+H2O=HBr+HBrO
2HBr+Na2CO3=2NaBr+CO2↑+H2OHBrO+Na2CO3=NaBrO+NaHCO3
第26頁,共50頁,2024年2月25日,星期天高錳酸鉀有強氧化性,能讓它褪色的物質,肯定具有強還原性。①與烯烴、炔烴、二烯烴等不飽和烴類反應,使高錳酸鉀溶液褪色;與苯的同系物(甲苯、乙苯、二甲苯等)反應,使酸性高錳酸鉀溶液褪色。②與苯酚發生氧化還原反應,使高錳酸鉀溶液褪色③與醛類等有醛基的有機物發生氧化還原反應,使高錳酸鉀溶液褪色④與具有還原性的無機還原劑(如H2S、SO2、FeSO4、KI、濃HCl等)反應,使高錳酸鉀溶液褪色。
使高錳酸鉀溶液褪色的有機物第27頁,共50頁,2024年2月25日,星期天“既使高錳酸鉀溶液褪色,又使溴水褪色的物質”包括:分子結構中有C=C雙鍵、C≡叁鍵、醛基(—CHO)的有機物;苯酚和無機還原劑。苯的同系物只能使其中的酸性高錳酸鉀溶液褪色;有機萃取劑只能使其中的溴水褪色。
第28頁,共50頁,2024年2月25日,星期天*4、乙醛的工業制法A、乙炔水化法B、乙烯氧化法CHCH+H2OCH3-C-H汞鹽O2CH2CH2
+O22CH3-C-H鈀鹽O加壓、加熱第29頁,共50頁,2024年2月25日,星期天醛基中碳氧雙鍵能與H2發生加成反應醛基中碳氫鍵較活潑,能被氧化成羧基加成反應氧化反應乙醛小結:乙醛的化學性質注意:和C=C雙鍵不同的是,通常情況下,醛基中的C=O不能和HX、X2、H2O發生加成反應乙醛還原(加H)乙醇氧化(失H)氧化(加O)乙酸第30頁,共50頁,2024年2月25日,星期天1、甲醛的組成和結構:注意:醛基不能寫成-COH
官能團:-CHO或-C-H或-C=OO
H
二、醛類中具有代表性的醛-甲醛
官能團醛基,本身有一個C原子,命名時包含在主鏈內。分子式:結構式:C
H2OH—C—HO第31頁,共50頁,2024年2月25日,星期天閱讀了解甲醛的物理性質和其官能團。
任務12、甲醛的性質
甲醛又叫蟻醛,無色、有刺激性氣味的氣體,易溶于水和乙醇。35~40%的甲醛水溶液叫做福爾馬林。可用于殺菌、消毒。用途非常廣泛,是一種主要的有機合成原料,能合成多種有機化合物。【結構特點】甲醛中:醛基,有2個活潑氫可被氧化分子結構:C原子以sp2雜化軌道成鍵。分子為平面形極性分子。第32頁,共50頁,2024年2月25日,星期天甲醛的化學性質1.甲醛與酸性KMnO4溶液
2.甲醛與新制氫氧化銅
3.甲醛與銀氨溶液
總結證明甲醛具有還原性,既能被強氧化劑氧化,又可以被弱氧化劑氧化。
第33頁,共50頁,2024年2月25日,星期天3、甲醛的用途(1)甲醛的水溶液是一種良好的殺菌劑。(2)重要的有機原料,應用于塑料工業(如制酚醛樹脂、脲醛塑料—電玉)、合成纖維工業(如合成維尼綸—聚乙烯醇縮甲醛、氨基樹酯)、皮革工業、醫藥、染料等。(3)合成醫藥上的利尿劑-烏洛托品。甲醛分子中有醛基發生縮聚反應,得到酚醛樹脂(電木)。(4)在農業上常用質量分數為0.1%~0.5%的甲醛溶液來浸種,給種子消毒。此外,甲醛還是用于制氯霉素、香料、染料的原料。第34頁,共50頁,2024年2月25日,星期天甲醛的來源
甲醛在工業上是由甲醇的催化氧化制備,即將甲醇蒸氣和空氣的混合物在600~~700℃下通過銀催化劑,生成的甲醛和未作用的甲醇用水吸收,從溶液中蒸去一部分甲醇后,即得甲醛的水溶液,其中含甲醛40%、甲醇8%~~10%。這種水溶液叫做“福爾馬林”。若將含甲醇蒸氣5%~~10%(體積分數)的空氣通過氧化鐵~~氧化鉬催化劑,得到的甲醛差不多不含甲醇。第35頁,共50頁,2024年2月25日,星期天
甲醛——室內污染的罪魁禍首木板中為什么含甲醛?市面上的家具、地板可分兩大類。一類稱之為實木,另外一類為復合木材(板材)。前者為天然原木直接鋸切后成形,未經復合拼接處理的木材。后者是由天然木材切鋸后經粘接復合、表面覆以貼面而成。因為目前市面上所用的粘著劑是以甲醛為主要原料制成的,所以復合板材一般都會散發出一種刺激性的氣體,即甲醛。人體長期處于甲醛濃度超標的環境下會出現嗅覺異常、刺激、過敏、肺功能異常、免疫功能異常等方面的癥狀。第36頁,共50頁,2024年2月25日,星期天
室內空氣中甲醛污染對健康的影響
現代科學研究表明,甲醛對人體健康有不良影響。當室內空氣中甲醛含量為0.1mg/m3時就有異味和不適感,美國環保局室內空氣品質部認為人長期暴露在甲醛釋放達到0.153mg/m3室內時,就會產生不適感;0.5mg/m3可刺激眼睛引起流淚;0.6mg/m3時引起咽喉不適或疼痛;濃度隨著升高,還可引起惡心、嘔吐、咳嗽、胸悶、氣喘;當大于65mg/m3時甚至可引起肺炎、肺水腫等損傷,甚至導致死亡。長期接觸低劑量甲醛(0.017~0.068mg/m3)可以引起慢性呼吸道疾病、女性月經紊亂,引起新生兒體質降低,染色體異常,甚至引起鼻炎癌,高濃度的甲醛對神經系統、免疫系統、肝臟等都是毒害,長期接觸較高濃度的甲醛會出現急性精神抑郁癥。甲醛還有致畸、致癌作用,據流行病學調查,長期接觸甲醛的人,可引起鼻腔、口腔、鼻咽、咽喉、皮膚和消化道癌癥,國際癌癥研究所已建議將其作為可疑致癌物對待。第37頁,共50頁,2024年2月25日,星期天經濟、實用的植物去除甲醛方法:蘆薈吊蘭虎尾蘭:可吸收室內80%以上的有害氣體,吸收甲醛的能力超強。
長春藤:強力除甲醛。能分解兩種有害物質,即存在于地毯,絕緣材料、膠合板中的甲醛和隱匿于壁紙中對腎臟有害的二甲苯。
第38頁,共50頁,2024年2月25日,星期天三、醛類COHHHCCOHHHHCCOHHHCHH甲醛丙醛乙醛COHR醛討論:飽和一元醛的通式?第39頁,共50頁,2024年2月25日,星期天1、醛的分類第40頁,共50頁,2024年2月25日,星期天2、飽和一元醛的通式:CnH2n+1CHO
或CnH2nO
由于有機物分子里每有一個醛基的存在,致使碳原子上少兩個氫原子。因此若烴衍變x元醛,該醛的分子式為,而飽和一元醛的通式為(n=1、2、3……)第41頁,共50頁,2024年2月25日,星期天醛可看成醛基取代了烴中的氫原子,書寫同分異構體時應把醛寫成:
【想一想】如何寫出C5H10O表示醛的同分異構體R-CHO再判斷烴基-R有幾種同分異構體C5H10O→C4H9CHOC4H9C4H9-C4H9有四種同分異構體第42頁,共50頁,2024年2月25日,星期天3、化學性質(1)和H2加成被還原成醇醛類應該具備哪些重要的化學性質?第43頁,共50頁,2024年2月25日,星期天(2)氧化反應a.催化氧化成羧酸第44頁,共50頁,2024年2月25日,星期天b.被弱氧化劑氧化Ⅰ銀鏡反應Ⅱ與新制的氫氧化銅反應
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