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第三章 烃的衍生物
第三节 醛 酮
第一课时 乙醛
肉桂醛
苯甲醛
香草醛
柠檬醛
生活中的醛
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。
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。
1.定义:醛基与烃基(或H原子)直接相连的化合物称为醛
简写为:R—CHO
2.官能团:
-CHO
CnH2nO (n≥1 )或CnH2n+1CHO
3.饱和一元醛通式:
醛
不能写成-COH
H
H
H
H
C
C
O
不要写成—COH
分子式:
C2H4O
结构式:
结构简式:
CH3CHO
或—CHO
官能团:
H
醛基
C
O
吸收强度
10 8 6 4 2 0
如何确定乙醛的结构?
结构模型:
H
CH3
C
O
一、乙醛
1.乙醛的结构
CH3
色态味
溶解性
无色、有刺激性气味的液体;
能跟水、乙醇、氯仿等互溶
易挥发,沸点低(20.8℃)
挥发性
比水小
密 度
毒 性
有毒
2.乙醛的物理性质
结构分析
:受C=O影响,C-H键极性较强,易断裂
羰基
不饱和,C=O双键之一易断裂
易加成被H2还原为醇(还原反应)
易被氧化成相应羧酸(氧化反应)
氧化性
还原性
δ+
δ-
H
H
C
H
H
sp2杂化,夹角接近120°
4原子共面,
最多5原子共面
(1)羰基碳不饱和,可发生加成反应;
(2)羰基碳的氧化数为+1,能发生氧化反应;
(3)碳氧双键具有较强的极性,使α-H具有一定的活性,能被卤素取代发生α-H的卤化。
结构分析
(1)醛基的加成反应
→
+
+
C
O
δ
δ
-
A—B
δ+
δ-
O
A
C
B
双键变单键,异性相吸
羰基可与H2、HCN、NH3及氨的衍生物、醇发生加成反应。
但羰基不能和HX、X2、H2O发生加成反应。
3.乙醛的化学性质
有机物得氢或去氧, 发生还原反应
有机物得氧或去氢, 发生氧化反应
催化加氢又称为还原反应
①与H2加成:(条件为催化剂、加热)
CH3CH2OH
【注意】
a.乙醛不能与X2、HX、H2O进行加成反应
b.酯基(-COO-)和羧基 (-COOH) 中的C=O不能与H2发生加成反应
(1)醛基的加成反应
在醛基中,由于氧原子电负性较大,碳氧双键中电子偏向氧原子,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。乙醛能和极性试剂发生加成反应。
δ+
δ-
+H—CN →
—C—CN
OH
α-羟基腈
②与HCN加成
CH3—C—H+H—CN→
O
=
醛与氢氰酸加成,在有机合成中可以用来增长碳链。
2-羟基丙腈
(1)醛基的加成反应
δ+
δ-
写出下列反应的化学方程式
H- C - C-H + 2H2
O
‖
O
‖
CH2-CH2
OH
OH
催化剂
C
HO
+4H2
催化剂
C
H2OH
拓展:与NH3、醇的加成反应:
CH3—C—H+H—NH2→
O
=
CH3—C—H+H—OCH3→
O
=
OH
CH3—CH—NH2
OH
CH3—C—OCH3
H
(1)醛基的加成反应
羟醛缩合反应:在稀碱作用下,一个醛分子的α-H加到另一个醛分子醛基氧原子上,其余部分加到醛基碳原子上,生成β-羟基醛。
CH3 C H
O
+ CH2CHO
OH-
H
CH3 CH CH2CHO
OH
α H
β-羟基醛
【拓展】
下列反应属于什么反应类型?
2CH3 C H
O
OH-
CH3 CH CH2CHO
OH
加成反应
δ-
δ+
δ+
δ-
增长碳链
羟醛缩合反应
【知识巩固】
以下合成路线
分析:B的结构简式
分析:B→C的机理
【知识延伸】
—H
α—H
醛酮的羟醛缩合
醛基中碳原子的氧化数为+1,具有较强还原性,易被氧化,产物通常为相应的羧酸
(2)与银氨溶液的反应
(4)与溴水的反应
(5)与KMnO4(H+)的反应
(3)与新制Cu(OH)2悬浊液反应
(1)与 O2 的反应
弱氧化剂
(2)醛基的氧化反应
①可燃性
2CH3CHO+5O2 4CO2+4H2O
点燃
②催化氧化
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)醛基的氧化反应
a.配制银氨溶液
在洁净试管,加入2ml2%的AgNO3溶液,再逐滴滴入2%的稀氨水,至生成的沉淀恰好溶解
③银镜反应
AgNO3+NH3·H2O = AgOH↓+NH4NO3
AgOH+2NH3·H2O =[Ag(NH3)2]OH +2H2O
(银氨溶液(弱氧化剂))
b .银镜反应
在银氨溶液中滴入三滴乙醛溶液,热水浴中静置。
CH3COONH4
+2Ag↓+3NH3+H2O
CH3CHO+2Ag(NH3)2OH
水浴
试管内壁上附有一层光亮如镜的金属银
(1)试管内壁必须洁净;
(2)必须水浴;
(3)加热时不可振荡和摇动试管;
(4)须用新配制的银氨溶液;
(5)实验后,银镜清洗
银镜反应注意事项
记住
1mol醛基 ~ 2mol Ag
生成物:一水、二银、三氨、乙酸铵
A
g
(
N
H
3
)
2
O
H
N
H
3
Ag
O
H
2
C
H
3
C
H
O
C
H
3
C
O
N
H
4
O
+
2
+
+
+
3
2
用HNO3浸泡,再用水洗
银镜反应用途
(1)检验醛基的存在
(2)测定醛基的数目
(3)工业上用来制瓶胆和镜子
【课堂练习3】完成下列化学方程式
①CH3CH2CHO + [Ag(NH3)2]OH
③ HCHO + [Ag(NH3)2]OH
HCHO+ 4Ag(NH3)2OH
(NH4)2CO3+2H2O+4Ag↓+6NH3
△
CH3CH2CHO+ 2Ag(NH3)2OH
CH3CH2COONH4+H2O+2Ag↓+3NH3
Δ
② + + [Ag(NH3)2]OH
+2[Ag(NH3)2]OH
H2O+ 2Ag↓+3NH3 +
△
COONH4
a.配制新制的Cu(OH)2悬浊液:
Cu2++2OH-= Cu(OH)2
b.乙醛的氧化:
在新制Cu(OH)2悬浊液中加入乙醛溶液,加热至沸腾
④与新制的Cu(OH)2反应
在10% NaOH溶液中滴几滴2%CuSO4溶液
CH3CHO+2Cu(OH)2+NaOH
CH3COONa+Cu2O↓+3H2O
砖红色沉淀
CH3CHO+2Cu(OH)2+NaOH
CH3COONa+Cu2O↓+3H2O
砖红色沉淀
定量:
1mol —CHO → 2mol Cu(OH)2 → 1mol Cu2O
1 –CHO~ 2Cu(OH) 2~ 1NaOH~ 1Cu2O~ 3H2O
(1)检验醛基的存在
(2)检验醛基数
(3)医疗上测定尿糖含量
注意:
(1)氢氧化铜溶液要新制
(2)碱要过量
应用:
【课堂练习4】完成下列化学方程式
①CH3CH2CHO + Cu(OH)2 + NaOH
③ HCHO + Cu(OH)2 + NaOH
② + + Cu(OH)2 + NaOH
CH3CH2CHO + 2Cu(OH)2 + NaOH CH3CH2COONa + Cu2O↓ + 3H2O
+ 2Cu(OH)2 + NaOH
COONa
+ Cu2O↓ + 3H2O
HCHO+4Cu(OH)2+2NaOH Na2CO3 + 2Cu2O↓ + 6H2O
【小结】醛类的两个特征反应及—CHO的检验
特征反应 银镜反应 与新制的Cu(OH)2反应
现象 产生 。 产生 沉淀
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 加热,不可用酒精灯直接加热 ④醛用量不宜太多 ⑤银镜可用 浸泡洗涤除去 ①新制的Cu(OH)2要随用随配,不可久置
②配制新制的Cu(OH)2时,所用NaOH溶液必须过量
③Cu(OH)2的量要少
④加热至沸腾,但温度不能过高
共同点 ①两个反应都必须在 性环境中进行 ②-CHO与[Ag(NH3)2]OH或Cu(OH)2均以物质的量比 反应 银镜
砖红色
水浴
稀HNO3
碱
1:2
2、苯甲醛在空气中久置,在容器内壁会出现苯甲酸的结晶,这是为什么
1、由丙醛如何得到1-丙醇或丙酸
苯甲醛在空气中久置被氧化为苯甲酸
3、乙醛能不能使酸性高锰酸钾溶液褪色
酸性高锰酸钾溶液属于强氧化剂,故乙醛能使酸性高锰酸钾溶液褪色。
思考与讨论
能使酸性KMnO4溶液、酸性K2Cr2O7溶液褪色。
加入乙醛溶液
酸性KMnO4溶液
醛
紫红色变成无色
酸性K2Cr2O7溶液
醛
橙色变成绿色
⑤与强氧化剂反应
CH3CHO + Br2 + H2O
CH3COOH + 2HBr
注意:乙醛不能使溴的CCl4溶液褪色,不能发生加成反应
醛与溴水反应比较复杂,主要有两类:
一是醛的α-H与Br2的取代反应;
二是Br2氧化醛基生成乙酸。
⑥与溴水反应
常
课堂检测
①乙烯、②甲烷、③苯、 ④乙酸、
⑤乙醇、⑥甲苯、⑦乙醛、⑧葡萄糖、⑨SO2、⑩H2S、 苯酚、 裂化汽油
以上哪些能使酸性KMnO4溶液褪色?
哪些能使溴水褪色?
①⑤⑥⑦⑧⑨⑩
①⑦⑧⑨⑩
不饱和键(加成)
含醛基的物质(氧化)
还原性物质(氧化)
酚(取代)
(氧化反应)不饱和键、
醇、苯的同系物(本碳有氢)
含醛基的物质
还原性物质
酚
4、乙醛的制备方法
2CH3CH2OH+O2 2CH3CHO+2H2O
△
Cu
(3)乙炔水化法:
(1)乙醇氧化法:
(2)乙烯氧化法:
2CH2 CH2 +O2 2CH3-C-H
钯盐
O
加压、加热
CH CH + H2O CH3-C-H
汞盐
O
总结
乙醛既有氧化性又有还原性
(1)写出一个乙醛体现氧化性的化学方程式
(2)写出四个乙醛体现还原性的化学方程式
2CH3CHO+5O2 4CO2+4H2O
点燃
Ni
CH3CHO+H2
CH3CH2OH
2CH3CHO+O2
2CH3COOH
催化剂
△
A
g
(
N
H
3
)
2
O
H
N
H
3
Ag
O
H
2
C
H
3
C
H
O
C
H
3
C
O
N
H
4
O
+
2
+
+
+
3
2
CH3CHO + 2Cu(OH)2+NaOH CH3COONa+ +3H2O
Cu2O↓
砖红色
乙醇 乙醛 乙酸
氧化
氧化
还原
结论: 乙醛既有氧化性又有还原性
醛
醇
加氢还原
催化氧化
银镜反应
新制Cu(OH)2反应
酸
加氧氧化
【小结】
去氢氧化