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第三节 醛 酮
学习目标
1.能基于官能团、化学键的特点分析和推断醛类的化学性质。能描述和分析醛类的重要反应,能书写相应的化学方程式。
2.能通过实验探究乙醛与银氨溶液、新制氢氧化铜悬浊液的反应及其在醛基检验中的应用。
3.结合生产、生活实际了解醛类对环境和健康可能产生的影响,关注有机化合物的安全使用。
情景引入
自然界的许多植物中含有醛,其中有些具有特殊的香味,可作为植物香料使用。
肉桂醛
苯甲醛
为求延长保质期 不良奸商竟然给冰鲜鱼浸甲醛保鲜,食用甲醛过量会休克和致癌。
新装修的房子,甲醛超标易诱发儿童白血病
生活中的醛
室内去除甲醛植物高手
吊兰
绿萝
袖珍椰子
白掌
生活小能手
联想 质疑
甲醛水溶液——福尔马林
丙酮——重要的有机溶剂
葡萄糖——供给人体能量
一、常见的醛和酮
醛分子:羰基碳原子分别与氢原子和烃基(或氢原子)相连。
官能团是醛基( 或 CHO )。
醛和酮都是分子中含有羰基的化合物。
C H
O
酮分子:与羰基碳原子相连的两个基团均为烃基,烃基可以
相同也可以不同。
官能团是酮羰基( )。
C R’
O
R
任务一:认识醛和酮
命名规则
(1)选取分子中连有醛基或酮羰基的最长碳链作为主链,按照
主链所含碳原子数称为“某醛”或“某酮” 。
(2)从醛基开始或距离酮羰基最近的一端给主链碳原子编号。
(3)在“某醛”或“某酮”之前加上取代基的位次号和名称。
二、醛、酮的命名
任务一:认识醛和酮
CnH2nO
饱和一元醛的通式
饱和一元酮的通式
CH3CH2CHO
CH3 CH3
C
O
任务一:认识醛和酮
分子中碳原子数相同的饱和一元醛和饱和一元酮互为同分异构体。
名称 甲醛 苯甲醛
结构简式
俗称
物理性质 颜色 无色 无色
气味 强烈刺激性气味 苦杏仁气味
状态 气体 液体
溶解性 易溶于水 —
用途 合成多种有机化合物;福尔马林(甲醛水溶液)可用于______和制作__________ 制造染料、香料及药物的重要原料
四、常见的醛
HCHO
蚁醛
苦杏仁油
消毒
生物标本
任务一:认识醛和酮
丙酮的物理性质:无色透明液体,沸点56.2℃,易挥发,能与水、乙醇等互溶
酮是重要的有机溶剂和化工原料。例如,丙酮可用作化学纤维、钢瓶储存乙炔等的溶剂,还用于生产有机玻璃、农药和涂料等。
五、常见的酮
任务一:认识醛和酮
交流探讨
(1)请分析醛的结构特点:
①分析含有何种官能团,是否含有不饱和键?
②找出极性键的位置,根据基团的相互影响,思考哪些极性键容易断裂?
(2)综上分析,醛类物质可能发生哪些反应类型,生成何种产物?
(3)思考酮的化学性质与醛的化学性质有哪些相同点和不同点。
(1)与氢气反应
醛的催化加氢反应
也是它的还原反应
试写出丙酮与氢气催化加氢的反应
CH3—C—CH3+H2 CH3—CH—CH3
O
=
OH
催化剂
△
1.羰基的加成反应
任务二:醛、酮的化学性质
任务二:醛、酮的化学性质
(2)与极性试剂反应
在醛基的碳氧双键中,由于氧原子的电负性较大,碳氧双键中的电子偏向氧原子,使氧原子带部分负电荷,碳原子带部分正电荷,从而使醛基具有较强的极性。
当极性分子与醛基发生加成反应时,带正电荷的原子或原子团连接在氧原子上,带负电荷的原子或原子团连接在碳原子上。
① H—CN
δ-
δ+
② H—OCH3
δ-
δ+
以乙醛、丙酮为例,分别写出与上述两种极性试剂发生加成反应的化学方程式
CH3—C—H+H—CN → CH3—CH—CN
O
OH
醛或酮与氢氰酸加成,反应产物的分子比原来的醛分子或酮分子多了一个碳原子。这类反应在有机合成中可以用来增长碳链。
CH3—C—CH3+H—CN → CH3—CH—CN
O
OH
① H—CN
δ-
δ+
任务二:醛、酮的化学性质
CH3—C—H+H—OCH3 → CH3—CH—OCH3
O
OH
CH3—C—CH3+H—OCH3 → CH3—CH—OCH3
O
OH
② H—OCH3
δ-
δ+
任务二:醛、酮的化学性质
思考交流
1.乙醛能否与溴水发生加成反应?
提示:乙醛一般不能与溴水发生加成反应,而是乙醛被溴水氧化。
提示:乙醛能发生氧化反应是由于醛基上的氢原子受C=O键的影响,活性增强,能被氧化剂所氧化;能发生还原反应是由于醛基上的C=O键与C=C键类似,可以与H2发生加成反应。
2.结合乙醛的结构,说明乙醛的氧化反应和还原反应有什么特点。
醛和酮都能发生氧化反应。空气中的氧气和强氧化剂KMnO4等都能氧化醛,一些弱氧化剂如银氨溶液、新制氢氧化铜悬浊液也能氧化醛,氧化产物通常为相应的羧酸。酮的氧化反应则需要断裂碳碳单键,比较困难。
2.氧化反应
任务二:醛、酮的化学性质
(1)与O2反应
2CH3CHO + O2 2CH3COOH
催化剂
△
在催化剂作用下,被空气中的氧气氧化为乙酸
2.氧化反应
2CH3CHO+5O2 4CO2+4H2O
燃烧
2.氧化反应
(2)与银氨溶液反应
实验操作:在洁净的试管中加入1 mL 2% AgNO3溶液,然后边振荡试管边逐滴滴入2%氨水,使最初产生的沉淀溶解,制得银氨溶液。再滴入3滴乙醛,振荡后将试管放在热水浴中温热。观察实验现象。
AgNO3溶液+稀氨水
生成白色沉淀
继续滴加氨水
沉淀恰好完全溶解
(2)与银氨溶液反应
银氨溶液
滴入3滴乙醛 水浴加热
试管内壁上附有一层光亮如镜的金属银
AgNO3+NH3·H2O → AgOH↓+NH4NO3
AgOH+2 NH3·H2O === [Ag(NH3)2]OH+2H2O
每摩尔醛基可生成2摩尔银:—CHO ~ 2Ag
CH3CHO+ 2Ag(NH3)2OH CH3COONH4+H2O+2Ag↓+3NH3
△
(2)与银氨溶液反应
还原性糖(葡萄糖)、甲酸、甲酸某酯
【想一想】能发生银镜反应的一定是醛类物质吗?
1.该反应可以用来检验分子中是否存在醛基;
2.工业上可用银镜反应对玻璃涂银制镜和制保温瓶瓶胆。
银镜反应的应用:
(2)与银氨溶液反应
思考交流
1.实验过程中有些同学没有得到光亮的银镜,可能的原因有哪些?
2.试管内部光亮的银镜,如何除去?
①试管内壁必须光滑、洁净;
②实验的银氨溶液应现配现用;
③必须用水浴加热,不可用酒精灯直接加热;
④加热时不能振荡和摇动试管。
可用稀硝酸浸泡,再用水洗除去。
(3)与新制得Cu(OH)2反应
2.氧化反应
实验操作:在试管里加入2 mL 10% NaOH溶液,加入5滴5% CuSO4溶液,得到新制的Cu(OH)2,振荡后加入0.5 mL乙醛溶液,加热。观察实验现象。
(3)与新制得Cu(OH)2反应
2.氧化反应
实验现象 结论
乙醛具有较强的还原性
【想一想】如何配新制Cu(OH)2悬浊液?
在试管里加入2 mL 10% NaOH溶液,加入5滴5% CuSO4溶液,得到新制的Cu(OH)2。
碱性环境!
砖红色沉淀:Cu2O
CH3CHO+2Cu(OH)2+NaOH CH3COONa+Cu2O↓+3H2O
△
(3)与新制得Cu(OH)2反应
(1)所用Cu(OH)2必须是新制的,在制备Cu(OH)2时,应向NaOH溶液中滴加少量硫酸铜,NaOH溶液必须明显过量。
(2)加热时须将混合溶液加热至沸腾。
(3)加热煮沸时间不能过久,过久将出现黑色沉淀,原因是Cu(OH)2受热分解为CuO。
(3)与新制得Cu(OH)2反应
实验注意事项
深入思考
相关定量计算
一元醛发生银镜反应或与新制的Cu(OH)2反应时,量的关系如下:
醛的氧化与还原规律
甲醛和乙醛含有共同的官能团——醛基,与乙醛的化学性质相似,分析甲醛的结构,你能找出与乙醛不同的地方吗?
H
H
C
O
(1)—CHO官能团中含有一个C=O双键,与乙醛化学性质相似,可发生加成反应;
(2)C=O双键两边各有一个C—H键,相当于一个二元醛(通常归类为饱和一元醛)。
思考交流
1、乙醛能否其他强氧化剂氧化呢
可以被酸性KMnO4溶液、酸性K2Cr2O7溶液、溴水等强氧化剂氧化
醛的化学性质
R C C H
H
H
O
加成反应
(与 H2 、HCN、氨及氨的衍生物、醇类等)
氧化反应
(酸性 KMnO4 溶液)
( O2,催化剂)
(银氨溶液)
(新制氢氧化铜悬浊液)
d
+
d
-
归纳小结
酮的化学性质
R C R’
O
d
+
d
-
加成反应
(与 H2 、HCN、氨及氨的衍生物、醇类等)
氧化反应
( 比较稳定,只有很强的氧化剂才能将其氧化)
归纳小结
R C C H
H
H
O
从结构角度分析有机化合物化学性质的思路
先关注官能团
再分析化学键
关注邻近基团的相互影响
预测分子的反应
活性部位
(键的饱和性、键的极性)
思维建模
化学与生活
1.福尔马林溶液(35%~40%的甲醛水溶液),杀菌防腐,可用于消毒或制作生物标本。
2.室内装修主要污染物之一——甲醛。
3.植物香料,桂皮中含有肉桂醛,杏仁中含有苯甲醛。
4.甲醛是重要的化工原料,可用于制备酚醛树脂(课本P136)。
酚醛树脂主要用作绝缘、隔热、阻燃、隔音材料和复合材料。
酮是重要的有机溶剂和化工原料
有机玻璃、农药、涂料
化学与生活
1、下列说法错误的是( )
A.甲醛是一种有特殊刺激性气味的无色气体,是新装修家庭中 的主要污染物
B.福尔马林是甲醛的水溶液,具有杀菌、防腐性,可用于保鲜鱼肉等食品
C.苯甲醛属于芳香醛,是制造染料、香料及药物的重要原料
D.丙酮是一种重要的有机溶剂和化工原料。例如,钢瓶贮存乙 炔时,常用丙酮作为溶剂溶解乙炔
课堂检测
B
2、自然界中的许多植物中含有醛,例如桂皮含肉桂醛( ),下列说法错误的是( )
A.肉桂醛和苯甲醛互为同系物
B.肉桂醛能发生加成反应和加聚反应
C.1 mol肉桂醛分子在一定条件下最多与5 mol氢气加成
D.可用新制氢氧化铜检验肉桂醛分子中的含氧官能团
A
课堂检测