第七章醛、酮、醌讲课学时:5(6)教学目的:通过课堂教学使学生掌握醛、酮、醒的结构特征、系统命名法、物理性质与主要的化学性质。教学难点:醛、酮羰基的亲核加成机理;醛酮的氧化与还原。教学方式:课堂讲授、多媒体、模型、课堂讨论教学内容:(一)醛、酮(1)羰基的结构(2)醛和酮的系统命名法(3)醛酮的物理性质(4)醛酮的化学性质:羰基的亲核加成、醛酮的氧化与还原、羟醛缩合反应、α-取代反应(7)醛酮结构对亲核加成反应活性的影响(二) 醌(1)醌的结构(2)醌的命名(3)醌的化学性质:亲核加成、亲电加成(4)自然界存在的醌类物质课程进程:课程题目形式 时间详细内容备注或讨论1辅助手段min醛、酮醛酮的结讲授(1)醛酮的官能团一碳基,羰基多媒体辅助10构氧发生sp2杂化;氧、碳、连在碳教学;上的两个原子是在同一平面上。o!8
1 第七章 醛、酮、醌 讲课学时:5(6) 教学目的:通过课堂教学使学生掌握醛、酮、醌的结构特征、系统命名 法、物理性质与主要的化学性质。 教学难点:醛、酮羰基的亲核加成机理;醛酮的氧化与还原。 教学方式:课堂讲授、多媒体、模型、课堂讨论 教学内容:(一) 醛、酮 (1)羰基的结构 (2)醛和酮的系统命名法 (3)醛酮的物理性质 (4)醛酮的化学性质:羰基的亲核加成、醛酮的氧化与还原、 羟醛缩合反应、α-取代反应 (7)醛酮结构对亲核加成反应活性的影响 (二)醌 (1)醌的结构 (2)醌的命名 (3)醌的化学性质:亲核加成、亲电加成 (4)自然界存在的醌类物质 课程进程: 课程题目 形式 时间 min 详细内容 备注或讨论 \ 辅助手段 (一) 醛、酮 醛酮的结 构 讲授 10 (1)醛酮的官能团—羰基,羰基 氧发生 sp2 杂化;氧、碳、连在碳 上的两个原子是在同一平面上。 O 多媒体辅助 教学;
(2)分子中的碳-氧双键是极性共价键:由于氧的强电负性,使得氧原子一一端集中了比较多的负电荷,而羰基碳上带有了部分正电荷。元键极化程度较高,容易发生断裂。醛酮的系讲授20(1)讲授并要求学生掌握各类型多媒体辅助醛酮的系统命名原则:统命名法教学:选择含有羰基的最长碳链作为主连,编号要由离羰基近的一端开始:酵酮作为母体(2)介绍生活、生产与科研工作中常用、常见醛酮及其名称,例如:甲醛、苯甲醛(香料)等物质;(1)羰基不能形成分子间氢键,多媒体辅助醛酮的物讲授10理性质这类物质与分子量相当的醇相比,教学:沸点要低;列举小分子醛和酮的沸点数据;(2)羰基可以和水形成氢键,因此小分子的醛酮水溶性很好,例如丙酮可以和水互溶。醛酮的化 讲授醛酮的官能团一羰基是一个很活多媒体辅助共150学性质泼的基团,因此醛酮的化学性质很」教学;课堂讨论;多180(1)亲核加成:课堂练习;甲基酮、七个碳以下的环酮醛、可以与氢氰酸加成生成 α-羟基腈,氰基在酸性条件下水解,可以得到羧酸,这是制备羧酸的方法之一醛、甲基酮、七个碳以下的环酮与亚硫酸钠加成生成α-羟基磺酸钠,产物是白色沉淀,此反应可用于鉴别以上几种醛酮:
2 (2)分子中的碳-氧双键是极性共 价键:由于氧的强电负性,使得氧 原子一端集中了比较多的负电荷, 而羰基碳上带有了部分正电荷。π 键极化程度较高,容易发生断裂。 醛酮的系 统命名法 讲授 20 (1)讲授并要求学生掌握各类型 醛酮的系统命名原则: 选择含有羰基的最长碳链作为主 连,编号要由离羰基近的一端开 始;醛酮作为母体。 (2)介绍生活、生产与科研工作 中常用、常见醛酮及其名称,例如: 甲醛、苯甲醛(香料)等物质; 多媒体辅助 教学; 醛酮的物 理性质 讲授 10 (1)羰基不能形成分子间氢键, 这类物质与分子量相当的醇相比, 沸点要低;列举小分子醛和酮的沸 点数据; (2)羰基可以和水形成氢键,因 此小分子的醛酮水溶性很好,例如 丙酮可以和水互溶。 多媒体辅助 教学; 醛酮的化 学性质 讲授 共 150 180 醛酮的官能团—羰基是一个很活 泼的基团,因此醛酮的化学性质很 多: (1)亲核加成: a.醛、甲基酮、七个碳以下的环酮 可以与氢氰酸加成 生成 α-羟基腈,氰基在酸性条件下 水解,可以得到羧酸,这是制备羧 酸的方法之一: b. 醛、甲基酮、七个碳以下的环酮 与亚硫酸钠加成 生成 α-羟基磺酸钠,产物是白色沉 淀,此反应可用于鉴别以上几种醛 酮: 多媒体辅助 教学; 课堂讨论; 课堂练习;
SOaN不同的醛酮与格氏试剂作用,课堂练习:练水解后生成不同的醇:习由羰基化+RMex-OMgXH,O合物与格氏试剂加成、水解制备各种醇与氢的衍生物的加成缩合反应,课堂练习:练羰基化合物直接与氨加成,产物不习反应式的稳定,但与氨的许多衍生物作用,成可以得到一系列稳定的加成缩合 加成缩合产产物:物的命名,逆合成分析KNH-H0,>0-成缩合产物的K-UH某些醛酮与水加成:水是很弱的亲核试剂,一般的醛酮不能与其发生加成反应,某些结构特殊的醛酮可以与水发生加成,生成水合产物:1CCH米化建和碳氧双键共轿,这类羰基化合
3 C O + NaHSO3 R H3C C OH SO3Na R H3C c. 不同的醛酮与格氏试剂作用, 水解后生成不同的醇: d. 与氨的衍生物的加成缩合反应: 羰基化合物直接与氨加成,产物不 稳定,但与氨的许多衍生物作用, 可以得到一系列稳定的加成缩合 产物: 加成缩合产物的命名 e. f. 某些醛酮与水加成: 水是很弱的亲核试剂,一般的醛酮不能 与其发生加成反应,某些结构特殊的醛 酮可以与水发生加成,生成水合产物: g. 、-不饱和羰基化合物的亲核 加成: 这类化合物的结构特点是碳碳双 键和碳氧双键共轭,这类羰基化合 物的加成与 1,3-丁二烯相似,可 以发生 1,2-与 1,4-加成: 课堂练习:练 习由羰基化 合物与格氏 试剂加成、水 解制备 各 种 醇。 课堂练习:练 习反应式的 完成; 加成缩合产 物的命名,逆 合成分析
CH=CHCH-OMgXHCHCH-CHCH-(2)羰基还原醛和酮都可以被还原,根据条件不同,分别被还原成醇和烃:催化氢化CHORCHOSOFC用金属氢化物还原常用的金属氢化物有四氢铝锂(LiAIH4)和硼氢化钠(NaBH4),它们是选择性还原剂,双键不被还H=CHCHC氢化铝锂比硼氢化钠活泼,可以还原卤代烃、磺酸酯和硝基化合物。c.用异丙醇铝还原:异 丙 醇 铝 Ai[OCH(CH:)2l3也是一个选择性还原剂,对羰基有效,对双键无效:P2NCH《CH-CHCHCH用锌-汞齐还原(clemr法锌-汞齐可以把羰基还原为烃CCH.CHC总结归纳已CH,CH.CCH, 学过的还原反下
4 (2)羰基还原 醛和酮都可以被还原,根据条件不 同,分别被还原成醇和烃: a. 催化氢化 b. 用金属氢化物还原: 常用的 金属 氢化物 有四 氢铝锂 (LiAlH4)和硼氢化钠(NaBH4), 它们是选择性还原剂,双键不被还 原: 氢化铝锂比硼氢化钠活泼,可以还 原卤代烃、磺酸酯和硝基化合物。 c. 用异丙醇铝还原: 异丙醇铝 也是一个选择性还原剂,对羰基有 效,对双键无效: O2N CH=CHCHCH3 OH O2N CH=CHCCH3 O Al[OCH(CH3 )2 ]3 d. 用锌-汞齐还原(clemmensen 法) 锌-汞齐可以把羰基还原为烃 总结归纳已 学过的还原 反应
(3)醛酮氧化醛的羰基碳上有氢,可以被氧化,酮在相同的条件下则不易被氧化醛可以被一些弱氧化剂氧化:a和b两个反斐林溶液(Fehling)该弱氧化剂只氧化脂肪醛。由两部」应可用于鉴分组成:「硫酸铜水溶液、Ⅱ氢氧别,课堂上用化钠+酒石酸钾钠,反应时两部分」这两个反应等量混合,起氧化剂作用的是氢氧 做鉴别练习。化铜毛伦试剂(Tollens可以氧化所有的醛。该试剂即银氨溶液。上述两个氧化剂均为选择性氧化剂,对双键无效。Agte-CH-CH-CHOeCuo酮在剧烈条件下的氧化在强氧化剂,例如硝酸、高锰酸钾、重铬酸钾等作用下,酮氧化,发生碳链的断裂:CHCHCOOHTO-CHO+H(4)烃基上的反应(α-H的活泼性)a-碳由于受羰基拉电子作用的影响,电子密度降低,该碳原子上的氢活泼;-氢的分子内重排(互变异构)HCHb.卤代和卤仿反应:醛酮的α-氢可以被卤素取代,这个反应在碱性条件下更容易进行:
5 (3)醛酮氧化 醛的羰基碳上有氢,可以被氧化, 酮在相同的条件下则不易被氧化 醛可以被一些弱氧化剂氧化: a.斐林溶液(Fehling) 该弱氧化剂只氧化脂肪醛。由两部 分组成:Ⅰ硫酸铜水溶液、Ⅱ氢氧 化钠+酒石酸钾钠,反应时两部分 等量混合,起氧化剂作用的是氢氧 化铜。 b.托伦试剂(Tollens) 可以氧化所有的醛。该试剂即银氨 溶液。 上述两个氧化剂均为选择性氧化 剂,对双键无效。 c. 酮在剧烈条件下的氧化 在强氧化剂,例如硝酸、高锰酸钾、 重铬酸钾等作用下,酮氧化,发生 碳链的断裂: (4)烃基上的反应(α-H 的活泼 性) α-碳由于受羰基拉电子作用的影 响,电子密度降低,该碳原子上的 氢活泼; a. α-氢的分子内重排(互变异构): b. 卤代和卤仿反应: 醛酮的α-氢可以被卤素取代,这 个反应在碱性条件下更容易进行: a 和 b 两个反 应可用于鉴 别,课堂上用 这两个反应 做鉴别练习