第一篇:高等有機(jī)化學(xué)教案
有機(jī)化學(xué)是研究有機(jī)化合物的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、反應(yīng)規(guī)律的一門學(xué)科,是藥學(xué)專業(yè)很重要的一門專業(yè)基礎(chǔ)課程,是生物化學(xué)、藥物化學(xué)、藥物合成、藥物分析、天然藥物化學(xué)等專業(yè)課程的重要基礎(chǔ)。以下是高等有機(jī)化學(xué)教案,歡迎閱讀。
一、教學(xué)目的《高等有機(jī)化學(xué)》是化學(xué)各專業(yè)研究生的專業(yè)基礎(chǔ)理論課。本課程主要研究有機(jī)化學(xué)領(lǐng)域內(nèi)的結(jié)構(gòu)理論與反應(yīng)理論,通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)為學(xué)生以后的科研工作與繼續(xù)深造打下牢固的理論基礎(chǔ)。通過(guò)對(duì)該領(lǐng)域內(nèi)某些重大成果的研究思路與研究方法的分析,開(kāi)發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性思維。
二、課程的基本要求
要求學(xué)生掌握高等有機(jī)化學(xué)的基本理論:
掌握有機(jī)結(jié)構(gòu)理論和反應(yīng)理論。
掌握研究有機(jī)物的基本方法與基本思路。
掌握重要有機(jī)反應(yīng)的機(jī)理
具備分析影響反應(yīng)活性的因素的能力
三、教學(xué)內(nèi)容、學(xué)時(shí)分配及講授方法
第一章 有機(jī)化合物結(jié)構(gòu)理論
建議學(xué)時(shí):12學(xué)時(shí)
第一節(jié) 共價(jià)鍵
1-1 價(jià)鍵理論
1-2 共振論
1-3 分子軌道理論
1-4 雜化軌道
1-5 氫鍵
第二節(jié) 有機(jī)化學(xué)中的電子效應(yīng)和空間效應(yīng)
2-1 有機(jī)化學(xué)中的電子效應(yīng)
2-2 有機(jī)化學(xué)中的空間效應(yīng)
第三節(jié) 酸堿理論
3-1 無(wú)機(jī)化學(xué)中的酸堿理論
3-2 酸堿質(zhì)子理論
3-3 酸堿的Lewis理論
3-4 軟硬酸堿的概念
3-5 超強(qiáng)酸和超強(qiáng)堿
3-6 酸堿在有機(jī)化學(xué)中的應(yīng)用
授課方法:課堂講授與學(xué)生自學(xué)相結(jié)合,輔以討論與提問(wèn)
第四節(jié) 芳香性理論
芳香性、非芳香性、反芳香性、同芳香性及反同芳香性的判斷
Y芳香性
方克酸類(選講)
二茂鐵類物質(zhì)
芳香性在有機(jī)化學(xué)中的應(yīng)用
?授課方法:學(xué)生查閱資料的基礎(chǔ)上,以學(xué)生講授討論為主輔以教師講授、總結(jié)
第二篇:有機(jī)化學(xué)教案
《有機(jī)化學(xué)》實(shí)驗(yàn)課教案
(第二學(xué)期)
實(shí)驗(yàn)1 醇和酚的性質(zhì)
一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>
1.進(jìn)一步認(rèn)識(shí)醇類的一般性質(zhì)。2.比較醇和酚化學(xué)性質(zhì)上的差別。3.認(rèn)識(shí)羥基和烴基的互相影響。
二、實(shí)驗(yàn)儀器與藥品
甲醇、乙醇、丁醇、辛醇、鈉、酚酞、仲丁醇、叔丁醇、無(wú)水ZnCl2、濃鹽酸、1% KMnO4、異丙醇、NaOH、CuSO4、乙二醇、甘油、苯酚、pH試紙、飽和溴水、1%KI、苯、H2SO4、濃HNO3、5%Na2CO3、0.5%KMnO4、FeCl3、恒溫水浴鍋
三、實(shí)驗(yàn)步驟 1.醇的性質(zhì)
(1)比較醇的同系物在水中的溶解度
四支試管中分別加入甲醇、乙醇、丁醇、辛醇各10滴,振蕩觀察溶解情況,如已溶解則再加10滴樣品,觀察,從而可得出什么結(jié)論?(2)醇鈉的生成及水解
在一干燥的試管加入1ml無(wú)水乙醇,投入1小粒鈉,觀察現(xiàn)象,檢驗(yàn)氣體,待金屬鈉完全消失后,向試管中加入2ml,滴加酚酞指示劑,并解釋?(3)醇與Lucas試劑的作用
在3支干燥的試管中,分別加入0.5ml正丁醇,仲丁醇、叔丁醇、再加入2mlLucas試劑,振蕩,保持26-270C,觀察5min及1h后混合物變化。(4)醇的氧化
在試管中加入1ml乙醇,滴入1% KMnO42滴,振蕩,微熱觀察現(xiàn)象? 以異丙醇作同樣實(shí)驗(yàn),其結(jié)果如何?(5)多元醇與Cu(OH)2作用
用6ml5%NaOH及10滴10% CuSO4,配制成新鮮的Cu(OH)2中,觀察現(xiàn)象? 樣品:乙二醇、甘油 2.酚的性質(zhì)
(1)苯酚的酸性
在試管中盛放苯酚的飽和溶液6ml,用玻璃棒沾取一滴于pH試紙上試驗(yàn)其酸性.(2)苯酚與溴水作用
取苯酚飽和水溶液2滴,用水稀釋至2ml,逐滴滴入飽和溴水,至淡黃色,將 混合物煮沸1-2min,冷卻,再加入1%KI溶液數(shù)滴及1ml苯,用力振蕩,觀察現(xiàn)象?
(3)苯酚的硝化
在干燥的試管中加入0.5g苯酚,滴入1ml濃硫酸,沸水浴加熱并振蕩,冷卻后加水3ml,小心地逐滴加入2ml濃HNO3振蕩,置沸水浴加熱至溶液呈黃色,取出試管,冷卻,觀察現(xiàn)象?(4)苯酚的氧化 取苯酚飽和水溶液3ml,置于趕試管中,加5% Na2CO30.5ml及0.5% KMnO41ml,振蕩,觀察現(xiàn)象?
(5)苯酚與FeCl3作用
取苯酚飽和水溶液2滴,放入試管中,加入2ml水,并逐滴滴入FeCl3溶液,觀察顏色變化。
四、問(wèn)題討論
1.用盧卡斯試劑檢驗(yàn)伯,仲,叔醇的實(shí)驗(yàn)成功的關(guān)鍵何在?對(duì)于六個(gè)碳以上的伯,仲,叔醇是否都能用盧卡斯試劑進(jìn)行鑒別?
2.與氫氧化銅反應(yīng)產(chǎn)生絳藍(lán)色是鄰羥基多元醇的特征反應(yīng),此外,還有什么試劑能起類似的作用?
實(shí)驗(yàn)2 醛和酮的性質(zhì)
一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?/p>
1.進(jìn)一步加深對(duì)醛、酮化學(xué)性質(zhì)的認(rèn)識(shí)。2.掌握鑒別醛、酮的化學(xué)方法。
二、實(shí)驗(yàn)儀器與藥品
2,4-二硝基苯肼、甲醛、乙醛、丙酮、苯甲醛、乙醇、NaHSO3、二苯酮、3-戊酮、氨基脲鹽酸鹽、NaAc、庚醛、3-己酮、苯乙酮、I2、KI、異丙醇、1-丁醇、對(duì)品紅鹽酸鹽、Na2SO3、濃鹽酸、AgNO3、NH3?H2O、環(huán)己酮、檸檬酸鈉、碳酸鈉、硫酸銅、Cr03、濃H2SO4、丁醛、叔丁醇、恒溫水浴鍋
三、實(shí)驗(yàn)步驟
<一>醛、酮的親核加成反應(yīng)
1.2,4-二硝基苯肼試驗(yàn)
5支試管,各加入1ml2,4-二硝基苯肼,分別滴加1-2地試樣,搖勻靜置,觀察結(jié)晶顏色
試樣:甲醛、乙醛、丙酮、苯甲醛、二苯酮 2.與飽和NaHSO3溶液加成
4支分別加入2ml新配制的飽和NaHSO3,分別滴加1ml試樣,振蕩置于冰水中冷卻數(shù)分鐘,觀察沉淀析出的相對(duì)速度。試樣:苯甲醛、乙醛、丙酮、3-戊酮 3.縮氨脲的制備
將0.5g氨基脲鹽酸鹽,1.5g碳酸鈉溶于5ml蒸餾水中,然后分裝入4支試管中,各加入3滴試樣和1ml乙醇搖勻。將4支試管置于700C水浴中加熱15min,然后各加入2ml水,移去燈焰,在水浴中再放置10min,待冷卻后試管置于冰水中,用玻璃棒摩擦試管至結(jié)晶完全。試樣:庚醛、3-己酮、苯乙酮、丙酮 <二>醛、酮а-H活潑性:碘仿試驗(yàn)
5支試管,分別加入1ml蒸餾水和3-4滴試樣,再分別加入1ml10%NaOH溶液,滴加KI-I2至溶液呈黃色,繼續(xù)振蕩至淺黃色消失,析出淺黃色沉淀,若無(wú)沉淀,則放在50-600C水浴中微熱幾分鐘,(可補(bǔ)加KI-I2溶液)觀察結(jié)果。試樣:乙醛、丙酮、乙醇、異丙醇、1-丁醇 <三>醛、酮的區(qū)別 1.Schiff試驗(yàn) 在5支試管中分別加入1ml品紅醛試劑(Schiff試劑),然后分別滴加2滴試樣,振蕩搖勻,放置數(shù)分鐘,然后分別向溶液中逐滴加入濃硫酸,邊滴邊搖,觀察現(xiàn)象?
試樣:甲醛、乙醛、丙酮、苯乙酮、3-戊酮 2.Tollen試驗(yàn)
5支潔凈的試管中分別加入1ml Tollen試劑,再分別加入2滴試樣,搖勻,靜置,若無(wú)變化,50-600C水浴溫?zé)釒追昼?,觀察現(xiàn)象? 試樣:甲醛、乙醛、苯甲醛、丙酮、環(huán)己酮 3.Benedict試驗(yàn)
在4支試管中分別加入Benedict試劑各1ml,搖勻分別加入3-4滴試樣,搖勻,沸水浴加熱3-5min,觀察現(xiàn)象? 試樣:甲醛、乙醛、苯甲醛、丙酮 4.鉻酸試驗(yàn)
6支試管中分別加入1滴試樣,分別加入1ml丙酮,振蕩再加入鉻酸試劑數(shù)滴,邊加邊搖,觀察現(xiàn)象?
試樣:丁醛、叔丁醇、異丙醇、環(huán)己酮、苯甲醛、乙醇
一、問(wèn)題討論
1.醛和酮與氨基脲的加成實(shí)驗(yàn)中,為什么要加入乙酸鈉?
2.土倫試劑為什么要在臨用時(shí)才配置?土倫實(shí)驗(yàn)完畢后,應(yīng)該加入硝酸少許,立刻煮沸洗去銀鏡,為什么?
3.如何用簡(jiǎn)單的化學(xué)方法鑒定下列化合物? 環(huán)己烷 環(huán)己烯 環(huán)己醇 苯甲醛 丙酮
實(shí)驗(yàn)3 二芐叉丙酮的制備
一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?/p>
1.學(xué)習(xí)利用羥醛縮合反應(yīng)增長(zhǎng)碳鏈的原理和方法。
2.學(xué)習(xí)利用反應(yīng)物的投料比控制反應(yīng)物,利用衍生物來(lái)鑒別基化合物。
二、實(shí)驗(yàn)原理
三、儀器與藥品
苯甲醛、丙酮、95%乙醇、10%NaOH、冰醋酸、磁力攪拌器、循環(huán)水真空泵
四、實(shí)驗(yàn)步驟
1.將5.3ml(0.05mol)新蒸餾的苯甲醛,1.8ml(0.025mol)丙酮,40ml95%乙醇和50ml10%NaOH依次加入小燒杯中。2.電磁攪拌20min。3.洗滌抽干水分。
4.用1ml冰醋酸和25ml95%乙醇配成混合液浸泡洗滌,最后用水洗滌一次。5.將固體移到100ml三角燒瓶中,用無(wú)水乙醇進(jìn)行重結(jié)晶,用冰水冷到00C。6.抽濾、干燥、稱重、測(cè)定熔點(diǎn)。7.計(jì)算產(chǎn)率。
實(shí)驗(yàn)4 羧酸的性質(zhì)
一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>
驗(yàn)證羧酸的性質(zhì)
二、儀器與藥品
甲酸、乙酸、草酸、苯甲酸、10%NaOH、10%鹽酸、Ba(OH)
2、乙醇、剛果紅試紙、恒溫水浴鍋
三、實(shí)驗(yàn)步驟
1.酸性試驗(yàn)
將甲酸、乙酸各5滴及草酸0.2g分別溶于2ml水中,用洗凈的玻璃棒分別蘸取相應(yīng)的酸液在同一條剛果紅試紙上化線,比較各線條顏色和深淺程度。
2.成鹽反應(yīng)
取0.2g苯甲酸晶體放入盛有1ml水的試管中加入10%NaOH液數(shù)滴,振蕩并觀察現(xiàn)象。直接再加數(shù)滴10%的鹽酸,振蕩并觀察所發(fā)生的變化。
3.加熱分解作用
將甲酸和冰醋酸各1ml及草酸1g分別放入3支帶導(dǎo)管的小試管中導(dǎo)管的末端分別伸入3支各自盛有1-2ml Ba(OH)2試管中,加熱試管,觀察現(xiàn)象?
4.氧化作用
在3支使館中分別放置0.5ml甲酸、乙酸及0.2g草酸和1ml水所配成的溶液,然后分別加入1ml稀(1∶5)硫酸和2-3ml0.5%的KMnO4溶液加熱至沸,觀察現(xiàn)象?
5.成酯反應(yīng)
在干燥的試管中加入1ml無(wú)水乙醇和冰醋酸再加入0.2ml濃H2SO4,振蕩均勻浸在60-700C的熱水浴中約10min,然后將試管浸入冷水中冷卻,最后向試管內(nèi)加入5ml水,觀察現(xiàn)象?
實(shí)驗(yàn)5 苯甲酸的制備
一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>
1.學(xué)會(huì)用甲苯氧化制備苯甲酸原理及方法。
2.掌握熱濾、抽濾、回流、重結(jié)晶等操作技能。
二、實(shí)驗(yàn)原理
三、實(shí)驗(yàn)儀器與藥品
甲苯、KMnO4、1:1HCl、NaHSO3、冷凝管、圓底燒瓶、循環(huán)水真空泵、電熱套
四、實(shí)驗(yàn)步驟
1.在500ml三頸燒瓶中加入250ml水和5.4ml甲苯加幾粒沸石。2.裝上回流冷凝管,加熱至沸騰。
3.分批加入17g KMnO4,回流加熱1.5-2h至回流液中無(wú)明顯油珠為止。4.趁熱抽濾。(若濾液有顏色可加入NaHSO3固體至無(wú)色為止)。5.冷卻至室溫。給濾液滴加1:1HCl,至酸性為止。6.抽濾、干燥、稱重、計(jì)算產(chǎn)率。
五、問(wèn)題討論
1.在氧化反應(yīng)中,影響苯甲酸產(chǎn)量的重要因素有哪些。2.氧化反應(yīng)時(shí),向反應(yīng)中加NaHSO3的目的是什么?
實(shí)驗(yàn)6 羧酸衍生物的性質(zhì)
一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>
驗(yàn)證羧酸衍生物的性質(zhì)
二、儀器與藥品
乙酰氯、2%AgNO3、無(wú)水乙醇、20%Na2CO3、NaCl、苯胺、乙酸酐、乙酰胺、20%NaOH、10%H2SO4、紅石蕊試紙
三、實(shí)驗(yàn)步驟
1.酰氯和酸酐的性質(zhì)
(1)水解作用:在試管中加2ml水,再加入數(shù)滴乙酰氯,觀察現(xiàn)象,反應(yīng)結(jié)束在溶液中滴加數(shù)滴2%AgNO3溶液,觀察現(xiàn)象。
(2)醇解作用:在干燥的試管中加入1ml無(wú)水乙醇,慢慢滴加1ml乙酰氯,冰水冷卻,并振蕩,反應(yīng)結(jié)束后先加入1ml水,小心用中20%Na2CO3中和至中性,觀察現(xiàn)象,如沒(méi)有酯層,再加入粉狀氯化鈉至溶液飽和為止,觀察現(xiàn)象,并聞氣味。
(3)氨解作用:在干燥的試管中滴加苯胺5滴,慢慢滴加乙酰氯8滴,待反應(yīng)結(jié)束后再加入5ml水并用玻璃棒攪勻,觀察現(xiàn)象?
用乙酸酐代替乙酰氯重復(fù)上述三個(gè)試驗(yàn),比較反應(yīng)現(xiàn)象及快慢程度。2.酰胺的水解作用
(1)堿性水解:取0.1g乙酰胺和1ml20%NaOH放入一小試管中,混合均勻,小火加熱至沸,用濕潤(rùn)的紅石蕊試紙?jiān)谠嚬芸跈z驗(yàn)所產(chǎn)生氣體的性質(zhì)。(2)酸性水解:取0.1g乙酰胺和2ml10%H2SO4一起放入一小試管混合均勻,沸水浴加熱2min,聞氣味,放冷并加入20%NaOH至陳堿性,再加熱,用濕潤(rùn)的紅石蕊試紙?jiān)谠嚬芸跈z驗(yàn)所產(chǎn)生氣體的性質(zhì)。
實(shí)驗(yàn)7 乙酸乙酯的制備
一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>
1.了解從有機(jī)酸合成酯的一般原理及方法。2.掌握蒸餾、分液漏斗的使用等操作。
二、實(shí)驗(yàn)原理
三、儀器與藥品
無(wú)水乙醇、冰醋酸、濃H2SO4、飽和Na2CO3、飽和NaCl、飽和CaCl2、無(wú)水MgSO4、電熱套、球形冷凝管、圓底燒瓶、分液漏斗
四、實(shí)驗(yàn)步驟
1.在50ml圓底燒瓶中加入9.5ml(0.2mol)無(wú)水乙醇和6ml(0.1mol)冰醋酸,再小心加入2.5ml濃H2SO4,混勻后,加入沸石,裝上冷凝管。
2.小心加熱反應(yīng)瓶,緩慢回流1/2h,冷卻反應(yīng)物,將回流改成蒸餾裝置,接受瓶用冷水冷卻,蒸出生成的乙酸乙酯,直到鎦出液約為反應(yīng)物總體積的1/2為止。
3.在鎦出液中慢慢加入飽和Na2CO3,振蕩,至不再有CO2氣體產(chǎn)生為止。4.將混合液轉(zhuǎn)入分液漏斗,分去水溶液,有機(jī)層用5ml飽和NaCl洗滌,再用5mlCaCl2洗滌,最后用水洗滌一次,分去下層液體。5.有機(jī)層倒入干燥三角燒瓶中,用無(wú)水MgSO4干燥。6.蒸餾10%H2SO4、收集72-780C餾分。7.測(cè)折光率,計(jì)算產(chǎn)率。
五、問(wèn)題討論
1.酯化反應(yīng)有什么特點(diǎn)?在實(shí)驗(yàn)中如何穿創(chuàng)造條件促使酯化反應(yīng)盡量向生成物方向進(jìn)行?
2.本實(shí)驗(yàn)若才用醋酸過(guò)量的做法是否合適?為什么? 3.蒸出的粗乙酸乙酯中主要有哪些雜質(zhì)?如何除去?
實(shí)驗(yàn)8 胺的性質(zhì)
一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>
1.掌握脂肪族胺和芳香族胺化學(xué)反應(yīng)。
2.用簡(jiǎn)單的化學(xué)方法區(qū)別第一、第二和第三胺。3.掌握甲胺的制法。
二、儀器與藥品
苯胺、濃鹽酸、亞硝酸鈉、?-萘酚、NaOH、N-甲基苯胺、二乙胺、N,N-二甲苯胺、三乙胺、苯磺酰氯、KI-淀粉試紙、冰箱、水浴鍋
三、實(shí)驗(yàn)步驟
1.胺的性質(zhì)試驗(yàn)(1)與亞硝酸反應(yīng)
①伯胺的反應(yīng):取脂肪族伯胺0.5ml放入試管中,加鹽酸使成酸性,滴加5%亞硝酸鈉,觀察有無(wú)氣泡放出?液體是否澄清?
取0.5ml苯胺加2ml濃鹽酸和3ml水,冰水浴冷卻到00C,再取0.5g亞硝酸鈉溶于2.5ml水中,用冰浴冷卻慢慢加入苯胺鹽酸鹽于試管中,邊加邊攪拌,至KI-淀粉試紙呈藍(lán)色為止,此為重氮鹽溶液。取1ml重氮鹽 △ 觀察加工,聞氣味。取1ml重氮鹽數(shù)滴?-萘酚觀察現(xiàn)象?
②仲胺反應(yīng):取1ml N-甲基苯胺及1ml二乙胺,各加入1ml濃鹽酸及2.5ml水,冰水浴冷卻至00C,再取2支試管,分別加入0.75g亞硝酸鈉和2.5ml水溶解,把2支試管中的亞硝酸鈉分別慢慢加入上述盛有仲胺鹽酸鹽的溶液中,并振蕩,觀察現(xiàn)象?
③叔胺的反應(yīng):取N,N-二甲苯胺及三乙胺重復(fù)②的實(shí)驗(yàn),結(jié)果如何?(2)Hinsberg實(shí)驗(yàn)
在3支試管中,分別放入0.1ml胺樣品,5ml10%NaOH幾3滴苯磺酰氯,塞住試管口,劇烈振蕩,除去塞子,振搖下在水浴上溫?zé)?min,冷卻溶液,用試紙檢驗(yàn)是否呈堿性,觀察有無(wú)固體或油狀物析出? 試樣:苯胺、N-甲基苯胺、N,N-二甲苯胺
實(shí)驗(yàn)9 某些雜環(huán)化合物的性質(zhì)
一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>
認(rèn)識(shí)吡啶、喹啉的主要性質(zhì)
二、儀器與藥品
吡啶、喹啉、1%FeCl3、0.5%KMnO4、5%Na2CO3、飽和苦味酸、10%單寧酸、5%HgCl2、濃鹽酸、紅石蕊試紙
三、實(shí)驗(yàn)步驟
取2支試管,分別加入1ml吡啶、喹啉,各加入5ml水,搖勻,聞其氣味,并做下列實(shí)驗(yàn):
1.各取一滴試液在紅石蕊試紙上,觀察顏色變化?
2.各取0.5ml試液,分置于2支試管中,各加入1ml1% FeCl3,觀察現(xiàn)象。3.各取0.5ml試液,分別加入盛有0.5%KMnO4、5%Na2CO3各0.5ml,搖勻,觀察顏色有何變化?加熱煮沸,混合物有什么變化?
4.各取0.5ml試液,分別加入盛有2ml飽和苦味酸溶液的試管中,靜置5-10min,觀察現(xiàn)象?加入過(guò)量試液,沉淀是否溶解?
5.取2支試管,各加入2ml10%單寧酸,再分別假如0.5ml試液,搖勻,觀察有無(wú)白色沉淀生成?這些沉淀是什么?
6.取0.5ml吡啶、喹啉試液,分置于2支試管中,各加入同體積5%HgCl2,觀察有無(wú)沉淀生成?加1-2ml水,結(jié)果后怎樣?再加入0.5ml濃鹽酸,沉淀是否溶解?試解釋之。
實(shí)驗(yàn)10 乙酰苯胺的制備
一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>
1.掌握苯胺乙酰化反應(yīng)的原理和實(shí)驗(yàn)操作。
2.進(jìn)一步熟悉固體有機(jī)物提純的方法—重結(jié)晶。二、實(shí)驗(yàn)原理
三、儀器與藥品
苯胺、冰醋酸、Zn粉、電熱套、分餾柱
四、實(shí)驗(yàn)步驟
1.在50ml圓底燒瓶中,放置10ml新蒸餾過(guò)的苯胺和15ml冰醋酸及少許鋅粉。
2.裝上分餾柱,插入溫度計(jì),入圖3-24所示。3.回流加熱約1h。4.反應(yīng)結(jié)束攪拌下,趁熱將反應(yīng)物倒入盛有250ml冷水燒杯中,冷卻抽濾,洗滌粗產(chǎn)品。
5.將粗產(chǎn)品重結(jié)晶、抽濾。6.計(jì)算產(chǎn)率。
一、問(wèn)題討論 1.假設(shè)用8ml苯胺和9ml乙酸酐制備乙酰苯胺,哪種試劑是過(guò)量的?乙酰苯胺的理論產(chǎn)量是多少?
2.反應(yīng)時(shí)為什么要控制冷凝管上端的溫度在105℃?
3.用苯胺做原料進(jìn)行苯環(huán)上的一些取代反應(yīng)時(shí),為什么常常首先要進(jìn)行?;??
實(shí)驗(yàn)11 糖類物質(zhì)的性質(zhì)
一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>
1.驗(yàn)證和鞏固糖類物質(zhì)的主要化學(xué)性質(zhì)。2.熟悉糖類物質(zhì)的某些鑒定方法。
二、儀器與藥品
10%α-萘酚、95%乙醇、5%葡萄糖、果糖、麥芽糖、蔗糖、淀粉液、濾紙漿、間苯二酚、Benedict試劑、Tollen試劑、苯肼試劑、濃鹽酸、10%NaOH、I2-KI、酒精、乙醚(1∶3)、濃硫酸、恒溫水浴鍋
三、實(shí)驗(yàn)步驟
1.Molish試驗(yàn)—α-萘酚試驗(yàn)出糖
在試管中加入1ml5%葡萄糖,滴入2滴10%α-萘酚和95%乙醇溶液,將試管傾0斜45,沿管壁慢慢加入1ml濃硫酸,觀察現(xiàn)象?若無(wú)顏色,可在水浴中加熱,再觀察結(jié)果?
試樣:5%葡萄糖、果糖、麥芽糖、蔗糖、淀粉液、濾紙漿 2.間苯二酚試驗(yàn)
在試管中加入間苯二酚2ml,加入5%葡萄糖溶液1ml,混勻,沸水浴中加熱1-2min,觀察顏色有何變化?加熱20min后,再觀察,并解釋。試樣:5%葡萄糖、果糖、麥芽糖、蔗糖
3.Benedict試劑、Tollen試劑檢出還原糖
(1)與Benedict試劑反應(yīng):取6支試管分別加入1ml Benedict試劑,微熱至沸,分別加入5%葡萄糖溶液,在沸水中加熱2-3min,放冷觀察現(xiàn)象。試樣:5%葡萄糖、果糖、麥芽糖、蔗糖、乳糖、淀粉
(2)與Tollen試劑反應(yīng):取6支潔凈的試管分別加入1.5mlTollen試劑,分別加入0.5ml5%葡萄糖溶液,在60-800C熱水浴中加熱,觀察并比較結(jié)果,解釋為什么?
試樣:5%葡萄糖、果糖、麥芽糖、蔗糖、淀粉液、濾紙漿 4.糖脎的生成
取5支試管分別加入2ml苯肼試劑,分別加入5%葡萄糖、果糖、乳糖、麥芽糖、蔗糖液,沸水浴中加熱,掛查晶體形成及所需時(shí)間。5.糖類物質(zhì)的水解
(1)蔗糖的水解:取1支試管加入8ml5%蔗糖并滴加2滴濃鹽酸,煮沸3-5min,冷卻后,用10%NaOH中和,用此水解液作Benedict試驗(yàn)。
(2)淀粉水解和碘試驗(yàn) ①膠淀粉溶液的配制。
②碘試驗(yàn):向1ml膠淀粉中加入9ml水,充分混和,向此稀溶液中加入2滴碘-碘化鉀溶液,將其溶液稀釋,至藍(lán)色液很淺,加熱,結(jié)果如何?放冷后,藍(lán)色是否再現(xiàn),試解釋之。③淀粉用酸水解:在100ml小燒杯中,加30ml膠淀粉液,加入4-5滴濃鹽酸,水浴加熱,每隔5min從小燒杯中取少量液體做碘試驗(yàn),直至不發(fā)生碘反應(yīng)為止,先用10% NaOH中和,再用Tollen試劑試驗(yàn),觀察,并解釋之。④淀粉用酶水解:在一潔凈的100ml三角燒瓶中,加入30ml膠淀粉,加入1-2ml唾液充分混合,在38-400C水浴加熱10min,將其水溶液用Benedict試劑檢驗(yàn),有何現(xiàn)象?并解釋。6.纖維素的性質(zhì)試驗(yàn)
取一支大試管,加入4ml硝酸,在振蕩下小心加入8ml濃H2SO4,冷卻,把一小團(tuán)棉花用玻璃棒浸入混酸中,浸在60-700C熱水浴中加熱,充分硝化,5min后,挑出棉花,放在燒杯中充分洗滌數(shù)次,用水浴干燥,即得火藥棉。①用坩堝坩夾取一塊放在火焰上,是否立刻燃燒,另用一小塊棉花點(diǎn)燃之,比較燃燒有何不同?
②把另一塊火藥棉放在干燥表面皿上,加21-2ml酒精-乙醚液(1∶3)制成火膠棉,放到火焰上燃燒,比較燃燒速度。
實(shí)驗(yàn)12 旋光度的測(cè)定
一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>
1.了解旋光儀的構(gòu)造。
2.掌握使用旋光儀測(cè)定物質(zhì)的旋光度。3.學(xué)習(xí)比旋光度的計(jì)算。
二、計(jì)算公式
比旋光度是物質(zhì)特性常數(shù)之一,測(cè)定旋光度,可以檢驗(yàn)旋光性物質(zhì)的純度和含量。
純液體的比旋光度=[а]tλ=
溶液的比旋光度=[а]tλ=
三、儀器與藥品
葡萄糖、容量瓶、旋光儀
四、實(shí)驗(yàn)步驟
1.旋光儀零點(diǎn)的校正:在測(cè)定樣品前,需要先校正旋光儀的零點(diǎn)。
①將放樣管洗好,左手拿住管子把它豎立,裝上蒸餾水,使液面凸出管口。②將玻璃蓋沿管口邊緣輕輕平推蓋好,不能帶入氣泡,旋上螺絲帽蓋,漏水,不要過(guò)緊。
③將樣品管擦干,放入旋光儀內(nèi)罩上蓋子,開(kāi)啟鈉光燈,將標(biāo)天盤調(diào)至零點(diǎn)左右,旋轉(zhuǎn)粗動(dòng)、微動(dòng)手輪,使視場(chǎng)內(nèi)Ⅰ和Ⅱ部分的亮度均一,記下讀數(shù)。
④重復(fù)操作至少5次,取平均值,若零點(diǎn)相差太大時(shí),應(yīng)把儀器重新校正。2.旋光度的測(cè)定:準(zhǔn)確稱取2.5g樣品(如葡萄糖)放在10ml容量瓶中配成溶液,依上法測(cè)定其旋光度,這時(shí)所得的讀數(shù)與零點(diǎn)之間的差值即為該物質(zhì)的旋光度。
實(shí)驗(yàn)13 水蒸氣蒸餾
一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>
1.學(xué)習(xí)水蒸氣蒸餾的原理及其應(yīng)用。
2.掌握水蒸氣蒸餾的裝置及其操作方法。
二、水蒸氣蒸餾的應(yīng)用范圍及使用條件
1.應(yīng)用范圍:
①某些沸點(diǎn)高的有機(jī)物,在常壓蒸餾雖可與副產(chǎn)品分離,但易將其破壞。②混合物中含有大量樹(shù)脂狀雜質(zhì)或不揮發(fā)雜質(zhì),采用蒸餾、萃取等方法都難于分離。
③從較多固體反應(yīng)物中分離出被吸附的液體。2.具備的條件(被提純的物質(zhì))①不溶或難溶于水。
②共沸騰下與水不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。
0③在100C左右時(shí),必須具有一定的蒸汽壓。
三、實(shí)驗(yàn)原理
當(dāng)有機(jī)物與水一起共熱時(shí),整個(gè)系統(tǒng)的蒸汽壓根據(jù)分壓定律。應(yīng)為各組分蒸汽壓之和。
р=р(H2O)+рA
四、儀器與藥品
圓底燒瓶、冷凝管、接受器、電熱套、苯胺
五、實(shí)驗(yàn)步驟
實(shí)驗(yàn)室常用水蒸氣蒸餾裝置,包括水蒸氣發(fā)生器、蒸餾部分、冷凝部分和接受部分。
①在1000ml短頸圓底燒瓶中,配一雙孔塞,插入長(zhǎng)1m的玻管,另一孔插入內(nèi)徑約8mm的水蒸氣導(dǎo)出管。
②導(dǎo)出管與T型管相連,支管上套上橡皮管并用螺旋夾夾住。另一端與蒸餾部分導(dǎo)入管相連。
③蒸餾部分斜放于桌面成450,液面不能超過(guò)1/3。
④檢查整個(gè)裝置不漏氣,打開(kāi)T型管螺旋夾,加熱至沸騰。當(dāng)有大量蒸汽沖出時(shí),立即旋夾螺旋夾,開(kāi)始蒸餾。
⑤當(dāng)餾出液無(wú)明顯油珠時(shí),可停止蒸餾,此時(shí)必須先旋開(kāi)螺旋夾,然后移開(kāi)熱源。
六、問(wèn)題討論
1.進(jìn)行水蒸汽蒸餾時(shí),水蒸汽導(dǎo)入管的末端為什么要插入到接近于容器底部? 2.在水蒸汽蒸餾過(guò)程中,經(jīng)常要檢查什么事項(xiàng)?若安全管中水位上升很高時(shí),說(shuō)明什么問(wèn)題,如何處理才能解決呢?
實(shí)驗(yàn)十四 有機(jī)元素定性分析
一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>
1.學(xué)習(xí)元素分析的原理。
2.掌握常見(jiàn)元素的檢驗(yàn)方法。
二、實(shí)驗(yàn)原理
1.碳?xì)涞臋z定:
Ba(OH)2+CO2→BaCO3↓+H2O 試管壁上無(wú)水珠。2.氮、硫的檢定
FeSO4+6NaCN→Na4[Fe(CN)6]+Na2SO4
3Na4[Fe(CN)6]+4FeCl3→Fe4[Fe(CN)6]3↓12NaCl Na2S+2HAc→H2S+2NaAc H2S+Pb(Ac)2→PbS+2HAc 3.鹵素的檢定
NaX+AgNO3→AgX+NaNO3
2I-+Cl2→2Cl-+I2(CCl4層紫色)I2+5CL2+6H2O→2IO3-+12H++10Cl-
2Br-+Cl2→2Cl-+Br2(CCl4層出現(xiàn)棕色)
三、儀器與藥品
蔗糖、CuO、Ba(OH)
2、鈉、10%Hac、Pb(Ac)2試紙、亞硝基鐵氰化鈉、10%NaOH、FeSO4、FeCl3、10%H2SO4、稀鹽酸、5%AgNO3、稀H2SO4、CCl4、飽和氯水、稀HNO3、0.1%氨水、濃H2SO4、0.5%過(guò)硫酸鈉
四、實(shí)驗(yàn)步驟
1.碳和氫的檢定
取0.2g干燥的試樣蔗糖,與1g干燥的CuO粉末放在表面皿上混勻,放入干燥硬質(zhì)試管中,配一單孔塞,如圖示,強(qiáng)熱反應(yīng)物,如試管壁上有水,則證明有氫,若Ba(OH)2液變渾濁,則證明含有碳。2.氮、硫、鹵素的檢定
(1)鈉溶液法分解試樣:取干凈的硬質(zhì)試管如圖示,裝好裝置,用鑷子取金屬鈉一小塊,用小刀切取一粒表面光滑大小如黃豆的金屬鈉,用濾紙擦干煤油,迅速投入試管中,強(qiáng)熱試管,使鈉熔化,當(dāng)鈉蒸氣高達(dá)約10-15mm,立即加入約0.1g固體試樣,使其直落管底,強(qiáng)熱試管,使試樣全部分解,立即浸入盛有15ml純水燒杯中,使試管破裂,用5ml純水洗滌殘?jiān)?,煮沸過(guò)濾,得無(wú)色透明鈉溶液。(2)硫的檢定
①取2ml鈉液于小試管中,加入10%Hac呈酸性,煮沸,將醋酸鉛試紙置于試管中觀察現(xiàn)象?
②取一小粒亞硝基鐵氰化鈉溶于數(shù)滴水中,將此溶液滴入盛有鈉液1ml的試管中,觀察現(xiàn)象?(3)氮的檢定
①取鈉溶液2ml,加入幾滴10%NaOH溶液,再加入一小粒FeSO4晶體,將混合液煮沸1min,如有黑色硫化鐵沉淀,須過(guò)濾除去,冷卻后,加2-3滴5%FeCl3,再加10% H2SO4使Fe(OH)2沉淀恰好溶解,如有藍(lán)色沉淀生成則表明含有氮。
②取鈉溶液1ml,加入幾滴稀鹽酸,再加入1-2滴5%三氯化鐵溶液,觀察現(xiàn)象。
(4)鹵素的檢定
取1ml鈉液于小試管中,用5%硝酸酸化,加熱煮沸,放冷后,加幾滴5%AgNO3,觀察現(xiàn)象?
①溴與碘的檢定:取濾液2ml,用稀H2SO4酸化,微沸數(shù)分鐘,冷卻后加入1mlCCl4和1滴新配制氯水,觀察現(xiàn)象,如呈紫色,繼續(xù)加入氯水,邊加邊振蕩,紫色褪去,出現(xiàn)棕黃色,則表明含有溴。②氯的檢定:取10ml濾液,用稀硝酸酸化,煮沸除去硫化氫和氯化氫加入充分硝酸銀,使鹵化銀沉淀完全,過(guò)濾,棄去濾液,沉淀用30ml水洗滌,再與20ml0.1%氨水一起煮沸2min,過(guò)濾,在濾液中加HNO3酸化,滴加AgNO3,若有白色沉淀,則表明含有氯。
五、問(wèn)題討論
1.進(jìn)行元素定性分析有何意義?檢驗(yàn)其中氮和硫等為什么要用鈉(或鉀)熔法?
2.在濾紙上切取金屬鈉時(shí),粘在濾紙上的微笑鈉碎粒應(yīng)如何處理? 3.鑒定鹵素時(shí),若試樣還有硫和氯,用硝酸酸化再煮沸,可能有什么氣體放出?應(yīng)如何正確處理?
實(shí)驗(yàn)15 甲基橙的制備
一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>
1.通過(guò)甲基橙的制備學(xué)習(xí)重氮化反應(yīng)和偶合反映的實(shí)驗(yàn)操作。2.鞏固鹽析和重結(jié)晶的原理和操作。
二、實(shí)驗(yàn)原理
三、儀器與藥品
對(duì)氨基苯磺酸、5%NaOH、NaNO2、濃鹽酸、冰乙酸、N,N-二甲基苯胺、10%NaOH、NaCl、乙醇、乙醚、磁力攪拌器、循環(huán)水真空泵
四、實(shí)驗(yàn)步驟
1.對(duì)氨基苯磺酸重氮鹽的制備
①在100ml燒杯中,加入2g對(duì)氨基苯磺酸晶體,加10ml5%NaOH。熱水浴溫?zé)崛芙狻?/p>
②冷至室溫,加0.8g,溶解后,在攪拌下,將其溶解分批滴入裝有13ml冰冷水和2.5ml濃硫酸中。
③使溫度保持在50C以下,待反應(yīng)結(jié)束后,冰浴放置15min。2.偶合
①在一支試管中加入1.3ml N,N-二甲基苯氨和1ml冰醋酸,振蕩混合。②在攪拌下,將此液慢慢加到上述冷卻重氮鹽中,攪拌10min。③冷卻攪拌,慢慢加入15ml10%NaOH至為橙色。
④將反應(yīng)物加熱至沸騰,溶解后,稍冷,置于冰水浴中冷卻,使甲基橙全部重新結(jié)晶析出后,抽濾收集結(jié)晶。
⑤用飽和NaCl沖洗燒杯兩次,每次10ml,并用此沖洗液洗滌產(chǎn)品。3.精制
①將濾瓶連同濾紙移到裝有75ml熱水中微熱攪拌,全溶后,冷卻至室溫,冰浴冷卻至甲基橙結(jié)晶全部析出,抽濾。②依次用少量乙醇、乙醚洗滌產(chǎn)品。③產(chǎn)品干燥,稱重,計(jì)算產(chǎn)率。4.檢驗(yàn)
溶解少許產(chǎn)品,加幾滴稀HCl,然后用稀NaOH中和,觀察顏色變化。
五、問(wèn)題討論
1.在本實(shí)驗(yàn)中,重氮鹽的植被為什么要控制在0-5℃中進(jìn)行?偶合反應(yīng)為什么在弱酸性介質(zhì)中進(jìn)行?
2.在植被重氮鹽中加入氯化亞銅將出現(xiàn)什么樣的結(jié)果?
3.N,N-二甲基苯胺與重氮鹽偶合為什么總是在氨基的對(duì)位上發(fā)生?
實(shí)驗(yàn)16 氨基酸和蛋白質(zhì)的性質(zhì)
一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>
驗(yàn)證氨基酸和蛋白質(zhì)的某些重要化學(xué)性質(zhì)
二、儀器與藥品
清蛋白、CuSO4、醋酸鉛、HgCl2、(NH4)2SO4、5% Hac、苦味酸、鞣酸、茚三酮、1%甘氨酸、1%酪氨酸、1%色氨酸、1%雞蛋白、濃HNO3、20%NaOH、飽和CuSO4、硝酸汞試劑、30% NaOH、10%硝酸鉛、恒溫水浴鍋
三、實(shí)驗(yàn)步驟
1.用重金屬鹽沉淀蛋白質(zhì)
(1)在盛有1ml清蛋白的試管中加入飽和試樣,觀察現(xiàn)象? 試樣:CuSO4、Pb(Ac)
2、HgCl2(2)蛋白質(zhì)的可逆沉淀
在盛有2ml清蛋白的試管中加入2ml飽和(NH4)2SO4。振蕩觀察現(xiàn)象?取此渾濁液加入1-3水振蕩,觀察現(xiàn)象?
(3)蛋白質(zhì)與生物堿反應(yīng)
再支盛有0.5ml蛋白質(zhì)液的試管中加入5%Hac至呈酸性,分別加入飽和苦味酸和鞣酸,觀察現(xiàn)象? 2.蛋白質(zhì)的顏色反應(yīng)(1)與茚三酮反應(yīng)
在4支試管中分別加入1%甘氨酸、1%酪氨酸、1%色氨酸、1%雞蛋白各1ml,加入茚三酮試劑2-3滴,沸水浴中加熱10-15min,觀察現(xiàn)象?(2)黃蛋白反應(yīng) 在試管中加入1ml清蛋白和1ml濃HNO3,加熱煮沸,觀察現(xiàn)象?(3)蛋白質(zhì)的二縮脲反應(yīng)
在盛有1ml清蛋白和1ml20%NaOH溶液的試管中,滴加幾滴CuSO4液共熱,觀察現(xiàn)象?
取1%甘氨酸作對(duì)比試驗(yàn),觀察現(xiàn)象?(4)蛋白質(zhì)與硝酸汞試劑作用
在盛有2ml清蛋白的試管中,加入硝酸汞試劑2-3滴,觀察現(xiàn)象,小心加熱,觀察現(xiàn)象?
用酪氨酸重復(fù)上述過(guò)程,現(xiàn)象如何? 3.用堿分解蛋白質(zhì)
取1-2ml清蛋白放入試管中,加入2-4ml30%NaOH,煮沸2-3min,析出沉淀,繼續(xù)沸騰,用濕潤(rùn)紅石蕊試紙檢驗(yàn)。
上述熱浴液加入1ml10%Pb(NO3)2,煮沸,觀察現(xiàn)象?
四、問(wèn)題討論
1.怎樣區(qū)分蛋白質(zhì)的可逆沉淀和不可逆沉淀? 2.在蛋白質(zhì)的二縮脲反應(yīng)中,為什么要控制硫酸銅溶液的加入良?過(guò)量的硫酸銅會(huì)導(dǎo)致什么結(jié)果?
實(shí)驗(yàn)17 從茶葉中提取咖啡因
一、實(shí)驗(yàn)原理
萃取提純法
二、儀器與藥品
Soxhlet提純器、蒸發(fā)皿、茶葉、乙醇、KI-I2、鹽酸、KClO3
三、實(shí)驗(yàn)步驟
1.Soxhlet提取法:稱取10g茶葉,放入150ml Soxhlet提純器中,在圓底燒瓶中加入80-100ml95%乙醇,水浴加熱回流提取。直到提取液顏色較淺為止,待冷凝液剛剛虹吸下去時(shí),即可停止加熱。稍冷卻后,改成蒸餾裝置,把提取液中大部分乙醇蒸出(回收),趁熱把瓶中剩余液倒入蒸發(fā)皿中,留作升華法提取咖啡因。
2.提取液及咖啡因的定性檢驗(yàn)
(1)提取液的定性檢驗(yàn):取樣品液2滴于干燥白色瓷板上,噴上酸性碘-碘化鉀試劑,可見(jiàn)到棕色、紅紫色和藍(lán)紫色化合物生成。
(2)咖啡因的定性檢驗(yàn):取上述任一樣品液2-4ml置于瓷皿中,加熱蒸去溶劑,加鹽酸1ml溶解,加入KClO30.1g,在通風(fēng)櫥內(nèi)加熱蒸發(fā),待干,冷卻后滴加氨水?dāng)?shù)滴,殘?jiān)醋優(yōu)樽仙?.升華法提取咖啡因
向提取液中加入4g生石灰粉,攪成漿狀,在蒸汽浴上蒸干,除去水分,使成粉狀,然后移至石棉網(wǎng)上用酒精燈小火加熱,焙炒片刻,除去水分。在蒸發(fā)皿上蓋一張刺有許多小孔且孔刺向上的濾紙,再罩一個(gè)合適漏斗,漏斗頸部塞一小團(tuán)疏松棉花,用酒精燈隔著石棉網(wǎng)小心加熱,適當(dāng)控溫,當(dāng)發(fā)現(xiàn)有棕色煙霧時(shí),即升華完畢,停止加熱。冷卻后,取下漏斗,輕輕揭開(kāi)濾紙,刮下咖啡因,殘?jiān)?jīng)攪拌后,用較大火再加熱片刻,使升華完全。合并幾次升華的咖啡因。
實(shí)驗(yàn)18、19
學(xué)生自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)
一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>
1.學(xué)生本學(xué)期根據(jù)自己所學(xué)的基本技能自己獨(dú)立地拿出設(shè)計(jì)方案。2.對(duì)于設(shè)計(jì)合理的,可以在實(shí)驗(yàn)室獨(dú)立地做實(shí)驗(yàn)。3.對(duì)于設(shè)計(jì)不合理的,指導(dǎo)學(xué)生合理設(shè)計(jì)方案。
二、實(shí)驗(yàn)儀器與藥品
根據(jù)學(xué)生需要提供有關(guān)實(shí)驗(yàn)用品。
第三篇:有機(jī)化學(xué)教案——烷烴
第一章
緒論
一、有機(jī)化學(xué)的概念及其與醫(yī)學(xué)的關(guān)系
二、有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)與分類(一)有機(jī)化合物結(jié)構(gòu)及其表示方法(二)分類
第二章
烷烴和環(huán)烷烴
2.1 烷烴(alkane)
以CH4為例:
6C:1S2 2S2 2P2
21s22s2p2基態(tài)沿鍵軸“頭碰頭”重疊激發(fā)態(tài)HHHHSP3 雜化 HHHHHC+4HHCH4CH3CH3SP31S(一)烷烴分子中各原子間彼此以單鍵(?鍵)相連。(二)鍵參數(shù):
(三)成鍵原子可以繞鍵軸自由旋轉(zhuǎn),產(chǎn)生構(gòu)象異構(gòu)。
同分異構(gòu)現(xiàn)象:分子組成相同但分子結(jié)構(gòu)不同的現(xiàn)象。1.乙烷的構(gòu)象
CH3CH3
鋸架式(透視式)12.6KJ/mol紐曼投影式重疊式(最不穩(wěn)定)無(wú)數(shù)種構(gòu)象交叉式(最穩(wěn)定)(1)乙烷是各種構(gòu)象異構(gòu)體的混合物,室溫下可互相轉(zhuǎn)化,但無(wú)法分離。(2)乙烷主要以交叉式構(gòu)象狀態(tài)存在。(3)構(gòu)象對(duì)物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)均有影響。
(4)藥物分子的構(gòu)象異構(gòu)與藥物的活性的發(fā)揮密切相關(guān)。
藥效構(gòu)象:藥物受體一般只與藥物多種構(gòu)象中的一種結(jié)合,這種構(gòu)象稱藥效構(gòu)象。2.丁烷的構(gòu)象
(四)烷烴的通式和同系列
二、烷烴的命名
(一)普通命名法: 1~10個(gè)C原子的簡(jiǎn)單烷烴采用天干,含11個(gè)以上C 原子的,用中文數(shù)字命名。
(二)系統(tǒng)命名法(IUPAC命名法)(1892年日內(nèi)瓦國(guó)際化學(xué)會(huì)議首次擬定了有機(jī)機(jī)物系統(tǒng)命名原則,稱為日內(nèi)瓦命名法,后經(jīng)國(guó)地純化學(xué)和應(yīng)用化學(xué)聯(lián)合會(huì)多次修訂,所以又稱IUPAC命名法.)
1.烷基的命名
2.烷烴的系統(tǒng)命名法(1)選主鏈(母體):選擇連續(xù)不斷的含取代基最多的最長(zhǎng)的碳鏈作為主碳鏈,按主鏈上碳原子數(shù)稱為“某”烷。
(2)編號(hào):①?gòu)目拷〈囊欢碎_(kāi)始;
②兩端同時(shí)遇到取代基時(shí),使第三個(gè)取代基位次最小。(3)取代基:①將取代基的位次、數(shù)量(相同取代基)、名稱寫在母體名稱前面,數(shù)字與漢字之間用半字線“-”隔開(kāi);
②烷基優(yōu)先順序:甲基<乙基<丙基<丁基<異丁基<異丙基<叔丁基。
(三)碳原子類型
三、烷烴的同分異構(gòu)
四、烷烴的物理性質(zhì)
C1~C4氣體,C5~C16液體,C17以上固體;烷烴均無(wú)色。
正烷烴的沸點(diǎn)隨C原子數(shù)的增加而升高,在碳原子數(shù)相同的烷烴異構(gòu)體中,取代基越多,沸點(diǎn)就降低越多。
正烷烴的熔點(diǎn)隨C原子數(shù)的增加而升高;在碳原子數(shù)相同的烷烴異構(gòu)體中,取代基對(duì)稱性較好的烷烴比直鏈烷烴的熔點(diǎn)高越多;隨著碳原子數(shù)的增多,含偶數(shù)碳原子的正烷烴比含奇數(shù)碳原子的正烷烴的熔點(diǎn)升高幅度大,并形成一條鋸齒開(kāi)的熔點(diǎn)曲線。
正烷烴的密度隨著碳原子數(shù)的增多而增大,但在0.8g.cm-3左右時(shí)趨于穩(wěn)定。所有的烷烴的密度都小于1g.cm-3,是所有有機(jī)化合物中密度蕞小的一類化合物。
烷烴分子是非極性或弱極性化合物,易溶于非極性或極性較小的苯、氯仿、四氯化碳、乙醚等有機(jī)溶劑,而不溶于水。液態(tài)烷烴作為溶劑時(shí)可溶解弱極性化合物。
五、化學(xué)性質(zhì)
(一)穩(wěn)定性:烷烴在室溫下與強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、強(qiáng)氧化劑、強(qiáng)還原劑不發(fā)生反應(yīng)或反應(yīng)速度很慢。(二)鹵代反應(yīng) 1.甲烷的鹵代
CH4Cl2紫外光CH3ClCl2紫外光CH2Cl2Cl2紫外光CHCl3Cl2紫外光CCl4
2.反應(yīng)熱(heat of reaction):可根據(jù)單鍵均裂的離解能數(shù)據(jù)計(jì)算得到。鹵代反應(yīng)機(jī)制
3.反應(yīng)機(jī)制(reaction mechamism):對(duì)某個(gè)化學(xué)反應(yīng)逐步變化過(guò)程的詳細(xì)描述。又稱反應(yīng)歷程。
自由基的鏈反應(yīng)(free radical chain reaction)??煞譃殒溡l(fā)、鏈增長(zhǎng)和鏈終止3個(gè)階段。
(1)鏈引發(fā)(chain-initiating step):形成自由基(帶有1個(gè)單電子的高能量原子)。
ClCl光或熱Cl+Cl
+ HCl(2)鏈增長(zhǎng)(chain-propagating step):延續(xù)自由基、形成產(chǎn)物。
CH3HCH3+ClClCH3+ Cl2+ CH3Cl+ HCl+ClCH3Cl+ClCH2Cl+ Cl2CH2ClCH2Cl2
鏈終止(chain-terminating step):消除自由基。
ClCH3CH3+Cl+Cl+CH3 Cl2CH3ClCH3CH3
4. 鹵代反應(yīng)取向
CH3CH3CCH33。H1。H29/1H+ Cl2光CH3CH3CCH348%=Cl+CH2ClCH3CCH329%23%H+ 多鹵代物 + HCl48/9= 5.4:1
CH2BrCH3CH3CCH3H+ Br2光CH3CH3CCH3>99%Br+CH3CCH3痕量H
(1)氫原子反應(yīng)活性順序?yàn)?3°H > 2°H > 1°H。(2)溴代反應(yīng)具有較高的選擇性,而氯代反應(yīng)選擇性較差。(3)自由基的穩(wěn)定性順序?yàn)?3°> 2°> 1°> ·CH3。
六、烷烴混合物:汽油、煤油、柴油、石油醚、液體石蠟、凡士林和石蠟。
第四篇:04有機(jī)化學(xué)教案(14)(8學(xué)時(shí)).
04有機(jī)化學(xué)教案(14)(8學(xué)時(shí))第十四章
含氮有機(jī)化合物(1)第一節(jié)
硝基化合物
一、計(jì)劃學(xué)時(shí):
2學(xué)時(shí)
二、教學(xué)準(zhǔn)備:
教材
三、教學(xué)目的:
1、了解硝基的結(jié)構(gòu)、硝基化合物的定義和硝基化合物的物理性質(zhì);
2、掌握硝基化合物的分類和命名;
3、掌握硝基化合物的化學(xué)性質(zhì);
4、掌握有機(jī)化合物引入硝基后對(duì)原有官能團(tuán)性質(zhì)的影響。
四、重點(diǎn)難點(diǎn):硝基化合物的化學(xué)性質(zhì)、硝基對(duì)分子內(nèi)其它官能團(tuán)性質(zhì)的影響(例如對(duì)物質(zhì)酸、堿性的影響)。
五、授課方式:
講述、分析、討論、歸納、總結(jié)
六、教學(xué)過(guò)程:
1.復(fù)習(xí)舊課:
通過(guò)芳環(huán)上的硝化反應(yīng)的復(fù)習(xí)逐漸引入硝基化合物的定義、分類和命名。
2.講授新課:
[板書] 第十四章
含氮有機(jī)化合物
第一節(jié)
硝基化合物 [講述] 硝基化合物的定義、分類、結(jié)構(gòu)和命名 [板書] 第二節(jié)
硝基化合物的制備
[講述]
1、烷烴的硝化
2、亞硝酸鹽的烴化
3、芳烴的硝化
[板書] 第三節(jié)
硝基化合物的性質(zhì)
[講述]
1、物理性質(zhì)
2、脂肪族硝基化合物的化學(xué)性質(zhì)
(1)、還原
(2)、酸性
(3)、與羰基化合物縮合(4)、和亞硝酸的反應(yīng)
3、芳香族硝基化合物的化學(xué)性質(zhì)
(1)還原反應(yīng)
(2)、硝基對(duì)取代基的影響
(a)、影響鹵素的活潑性(b)、硝基影響酚的酸性
3.歸納、小結(jié):本節(jié)介紹了硝基的結(jié)構(gòu)、硝基化合物的定義、分類和命名及其理化性質(zhì)。硝基的吸電子作用對(duì)有機(jī)化合物性質(zhì)的影響;第一、第二和第三硝基化合物的區(qū)別。
七、板書計(jì)劃: 第十四章
含氮有機(jī)化合物 第一節(jié)
硝基化合物
一、硝基化合物的定義、結(jié)構(gòu)和命名
1、定義
分子中含有硝基-NO2的化合物稱為硝基化合物,2、結(jié)構(gòu)
3、命名
二、硝基化合物的制備
1、烷烴的硝化
2、亞硝酸鹽的烴化
3、芳烴的硝化
三、硝基化合物的性質(zhì)
1、物理性質(zhì)
2、脂肪族硝基化合物的化學(xué)性質(zhì)
(1)、還原
(2)、酸性
(3)、與羰基化合物縮合
(4)、和亞硝酸的反應(yīng)
3、芳香族硝基化合物的化學(xué)性質(zhì)
(1)還原反應(yīng)
(2)、硝基對(duì)取代基的影響
(a)影響鹵素的活性(b)、硝基影響酚的酸性
八、作業(yè)布置:P.125.1
九、課后小結(jié): 第十四章 含氮有機(jī)化合物(2)第二節(jié) 胺
一、計(jì)劃學(xué)時(shí):
2學(xué)時(shí)
二、教學(xué)準(zhǔn)備:
教材
三、教學(xué)目的:
1、了解胺的分類和胺的物理性質(zhì);
2、理解胺的分類和醇的分類的不同標(biāo)準(zhǔn);
3、掌握胺的立體化學(xué)和胺的化學(xué)性質(zhì);
4、掌握胺的制法和烯胺在有機(jī)合成中的作用。
四、重點(diǎn)難點(diǎn):
1、胺的命名和化學(xué)性質(zhì)(重點(diǎn));
2、胺的立體化學(xué)、烯胺在有機(jī)合成中的作用(難點(diǎn))。
五、授課方式:
講述、分析、討論、歸納、總結(jié)相結(jié)合。
六、教學(xué)過(guò)程:
1.復(fù)習(xí)舊課:
通過(guò)上節(jié)課介紹的硝基化合物的性質(zhì),將硝基化合物還原即可得到胺,再?gòu)陌返慕Y(jié)構(gòu)、分類、命名引入本節(jié)內(nèi)容。2.講授新課:
[板書] 第十四章 含氮有機(jī)化合物
第二節(jié)
胺
一、胺的定義、分類和命名[講述]
1、胺的定義
胺可以看作氨的烴基衍生物。如:R-NH2、R-NH-Rˊ等。
2、胺的分類
氨分子中的一個(gè),二個(gè)或三個(gè)氫原子被烴基取代而生成的化合物,分別稱為第一胺(伯胺),第二胺(仲胺)和第三胺(叔胺)。胺分子中如果含有兩個(gè)以上的氨基(-NH2),則根據(jù)氨基數(shù)目的多少,可分別稱為二元胺,三元胺等。
3、命名
簡(jiǎn)單的胺的命名,先寫出連在氮原子上烴基的名稱,再以胺字作詞尾即可。[板書]
二、胺的物理性質(zhì) [講述]
1、物理性質(zhì)
[板書]
三、胺的立體化學(xué)
[講述] 氮原子的電子構(gòu)型是ls22s22p3,最外層有三個(gè)未共用電子占據(jù)著三個(gè)P軌道,實(shí)驗(yàn)證明氨和胺分子具有棱錐形,氮原子象碳在甲烷分子中一樣是sp3雜化的。其中有三個(gè)未成對(duì)電子,分別占據(jù)三個(gè)sp3雜化軌道,每一個(gè)sp3雜化軌道與一個(gè)氫原子的s軌道重疊,或與碳的雜化軌道重疊生成氨或胺,第四個(gè)sp3雜化軌道含有一對(duì)電子,在棱錐體的頂點(diǎn)。苯胺的-NH2基仍然是棱錐形的結(jié)構(gòu),但是H-N-H鍵角較大,為113.90, H-N-H平面與苯環(huán)平面交叉的角度為380。[板書]
四、胺的化學(xué)性質(zhì)
[講述] 1.堿性
胺的堿性比氨強(qiáng)。第二胺的堿性應(yīng)較第一胺強(qiáng),第三胺較第二胺更強(qiáng)。這在氣體狀態(tài)時(shí)是正確的。
但在溶液中受溶劑的影響,其堿性強(qiáng)弱的次序就不一定是這樣了,而是如下的順序:
芳胺的堿性比脂肪胺弱得多,這主要是氮原子上的未共用電子對(duì)離域到苯環(huán)上,結(jié)果使氮原子的電子密度減少,接受質(zhì)子的能力亦隨著降低,因此堿性減弱。
2、酸性
伯胺和仲胺的氮原子上還有氫,能失去一個(gè)質(zhì)子而顯酸性。例如:
3、烴基化
胺作為親核試劑與鹵代烴發(fā)生SN2反應(yīng),結(jié)果產(chǎn)生第二,第三和季銨鹽。當(dāng)?shù)谝?、第二、第三胺的鹽分別用堿處理時(shí),生成游離胺。
4.酰化反應(yīng) 作為親核試劑第一,第二胺仍象氨一樣,能 跟酰氯,酸酐、酯作用,生成酰胺。第三胺氮原子上沒(méi)有氫原子,所以不能生成酰胺。
第一,第二胺在堿存在下,亦能跟苯磺酰氯作用,生成苯磺酰胺。第一胺生成的苯磺酰胺,因氨基上的氫原子受磺?;挠绊懗嗜跛嵝?,所以能溶子堿變?yōu)辂}。第二胺所生成的苯磺酰胺,氨基上沒(méi)有氫原子不能生成鹽。第三胺與苯磺酰氯不能起作用。所以常利用苯磺酰氯(或?qū)妆交酋B?來(lái)分離鑒別三種胺的混合物,這稱為興斯堡(Hinsberg)試驗(yàn)。
5、與亞硝酸作用
6、氧化
7.芳胺的特性 芳胺是氨基直接連在芳環(huán)上,氨基和芳環(huán)的相互影響呈現(xiàn)出芳胺的特殊反應(yīng)。
(1)氧化反應(yīng)(2)鹵代反應(yīng)(3)磺化作用(4)硝化作用
8.季銨鹽和相轉(zhuǎn)移催化
季銨堿加熱(100-1500C)就會(huì)分解,例如,氫氧化四甲銨加熱,生成甲醇和三甲胺。
只要烷基含有β—?dú)湓?,加熱時(shí)就會(huì)使該烷基脫落生成烯烴。此反應(yīng)常用來(lái)測(cè)定胺的結(jié)構(gòu)。[板書]
五、胺的制法和苯炔
[講述]
1、氨的烴基化
2、含氮化合物的還原
3.還原氨化
4、加布里埃爾合成法 [板書]
六、烯胺
[講述] 氨基直接與雙鍵相連的化合物稱為烯胺,烯胺的制備通常是將含有α-氫的羰基化合物與第二胺作用:在某些合成中,烯胺是一種極有用的中間體,例如: 3.歸納、小結(jié):
⑴本節(jié)介紹了胺的結(jié)構(gòu)、分類和命名,特別要注意伯、仲、叔胺與伯、仲、叔醇的分類標(biāo)準(zhǔn)是不同的;⑵胺的堿性與胺的分子結(jié)構(gòu)中氨基相聯(lián)接的基團(tuán)有關(guān),供電基使氨基氮原子上電子密度增大,堿性增強(qiáng),吸電基使氨基氮原子上電子密度減少,堿性減弱;⑶胺的化學(xué)性質(zhì)較多,如烴基化、?;?、亞硝化、氧化等,再加上芳胺的一些特殊性質(zhì)及烯胺在有機(jī)合成中的作用,胺的制法等,請(qǐng)同學(xué)們下去后認(rèn)真復(fù)習(xí)和總結(jié)。
七、板書計(jì)劃: 第十四章 含氮有機(jī)化合物 第二節(jié)
胺 一、胺的定義、分類和命名
1、胺的定義
2、胺的分類
3、胺的命名
二、胺的物理性質(zhì)
1、物理性質(zhì)
三、胺的立體化學(xué)
四、胺的化學(xué)性質(zhì)
1.堿性
2、酸性
3、烴基化
4.?;磻?yīng) 5.與亞硝酸作用
6、氧化
7.芳胺的特性(1)氧化反應(yīng)(2)鹵代反應(yīng)(3)磺化作用(4)硝化作用
8.季銨鹽和相轉(zhuǎn)移催化
五、胺的制法
1、氨的烴基化
2、含氮化合物的還原
3.還原氨化
4、加布里埃爾合成法
六、烯胺
八、作業(yè)布置:P.125-125.
九、課后小結(jié):2、3、4、511
第十四章 含氮有機(jī)化合物(3)第三節(jié)
重氮和偶氮化合物
一、計(jì)劃學(xué)時(shí):
2學(xué)時(shí)
二、教學(xué)準(zhǔn)備:
教材
三、教學(xué)目的:
1、通過(guò)講述、分析、歸納使學(xué)生掌握芳香族重氮化反應(yīng)和芳香族重氮鹽的性質(zhì);
2、掌握重氮鹽合成法及重氮鹽合成法在有機(jī)合成中的應(yīng)用;
3、了解重氮甲烷的性質(zhì)和偶氮染料的顯色原因。
四、重點(diǎn)難點(diǎn):
1、芳香族重氮化反應(yīng)和芳香族重氮鹽的性質(zhì)
2、重氮鹽合成法及重氮鹽合成法在有機(jī)合成中的應(yīng)用。
五、授課方式:
講述、分析、討論、歸納、總結(jié)
六、教學(xué)過(guò)程:
1.復(fù)習(xí)舊課:
從上次課學(xué)習(xí)的脂肪族胺的重氮化反應(yīng)引入芳香族胺的重氮化反應(yīng)。2.講授新課:
[板書] 第十四章 含氮有機(jī)化合物
第三節(jié) 重氮和偶氮化合物
[講述] 重氮和偶氮化合物都含有—N=N—官能團(tuán),該官能團(tuán)的兩端 都分別與烴基相連的化合物稱為偶氮化合物。若該官能團(tuán)的一端與烴基相連,另一端與其他原子(非碳原子,—CN是例外)或原子團(tuán)相連的化合物,稱為重氮化合物。
脂肪族的重氮化合物多符合RCH═N≡N通式。例如:
[板書]
一、芳香族重氮化反應(yīng)
[講述] 第一胺在冷的強(qiáng)酸存在下和亞硝酸作用生成重氮化合物的反應(yīng),稱為重氮化反應(yīng)。芳香族最簡(jiǎn)單的重氮化合物是氯化重氮苯:
低溫有利于重氮化,因此要控制溫度在0-5℃以利于獲得產(chǎn)率高的重氮鹽,若環(huán)上具有-NO2或-S03H等吸電子基的芳胺可以適當(dāng)提高一些溫度(40-60℃)進(jìn)行重氮化反應(yīng)。[板書]
二、芳香族重氮鹽的性質(zhì)
[講述]
1、取代反應(yīng)
重氮基在不同的條件下可以被羥基,鹵素,氰基,氫原子等取代生成各種不同的化合物。
(1)被羥基取代(2)被鹵素取代(3)被氰基取代(4)被氫原子取代
2、還原反應(yīng) 重氮鹽可以被氯化亞錫、錫和鹽酸、鋅和乙酸、亞硫酸鈉、亞硫酸氫鈉等還原成苯肼。
3、偶聯(lián)反應(yīng) 重氮鹽在弱酸,中性或堿溶液中與芳胺或酚類作用,由偶氮基-N=N-將兩個(gè)分子偶聯(lián)起來(lái),生成偶氮化合物的反應(yīng),稱為偶聯(lián)反應(yīng)。[板書]
三、重氮甲烷
[講述] 重氮甲烷是一個(gè)線型分子,可下列幾個(gè)極限式來(lái)表示:
從上面的極限式中可以看出,重氮甲烷的碳原子既具有親核性質(zhì)又具有親電性質(zhì),又是一個(gè)偶極離子,所以它的反應(yīng)是多種多樣的。
1、親核反應(yīng)2、1,3—偶極環(huán)加成反應(yīng)
[板書]
四、偶氮染料(略講)
[講述] 染料是一種可以較牢固地附著在纖維上且具有耐光和耐洗性的有色物質(zhì)。顏色是染料的主要特征,有機(jī)化合物分子中共軛體系的增長(zhǎng)導(dǎo)致顏色的加深;在有機(jī)化合物分子的共軛體系中引入助色基或生色基一般伴隨著顏色的加深。3.歸納、小結(jié): 本節(jié)主要學(xué)習(xí)了重氮鹽合成法及其在有機(jī)合成中的應(yīng)用,由于重氮基可以被多種原子和基團(tuán)所取代,所以通過(guò)此法可以合成很多常規(guī)方法不能直接合成的化合物。學(xué)生現(xiàn)在的掌握情況還不大令人滿意,必須多加練習(xí),熟練掌握此法后對(duì)今后解答有機(jī)合成習(xí)題和有機(jī)合成研究都將大有好處。
七、板書計(jì)劃: 第十四章 含氮有機(jī)化合物 第三節(jié) 重氮和偶氮化合物
一、芳香族重氮化反應(yīng)
1、取代反應(yīng)(1)、被羥基取代
(2)、被鹵素取代(3)、被氰基取代(4)、被氫原子取代
2、還原反應(yīng)
3、偶聯(lián)反應(yīng)
三、重氮甲烷
1、親核反應(yīng)(1)與酸性化合物的反應(yīng)(2)與酰氯作用2、1,3—偶極環(huán)加成反應(yīng)
八、作業(yè)布置:P.126-127.
九、課后小結(jié):6、、10、、12 1第十四章 含氮有機(jī)化合物(4)第四節(jié)
分子重排
一、計(jì)劃學(xué)時(shí):
2學(xué)時(shí)
二、教學(xué)準(zhǔn)備:
教材
三、教學(xué)目的:
1、使學(xué)生了解什么叫重排反應(yīng),理解重排反應(yīng)在理論和實(shí)用上的重要意義;
2、使學(xué)生重點(diǎn)掌握親核重排、親電重排、自由基重排和芳香族重排反應(yīng)及其在有機(jī)合成中的應(yīng)用。
四、重點(diǎn)難點(diǎn):
親核重排、親電重排、自由基重排和芳香族重排反應(yīng)及其在有機(jī)合成中的應(yīng)用。
五、授課方式:
講述、分析、討論、歸納和例題相結(jié)合。
六、教學(xué)過(guò)程:
1.復(fù)習(xí)舊課:
通過(guò)上一章有機(jī)合成路線中碳胳的形成引入改變碳胳的方法,進(jìn)一步介紹分子重排反應(yīng)。2.講授新課:
[板書] 第十四章 含氮化合物
第四節(jié) 分子重排
[講述] 所謂分子重排是指在試劑,加熱成其他因素的影響下,分 子中某些原子或基團(tuán)發(fā)生轉(zhuǎn)移或分子碳胳改變生成新的物質(zhì)的反應(yīng)。
[板書]
一、親核重排
[講述] 親核重排最多的是1,2-位移,即在反應(yīng)中,一個(gè)原子或基團(tuán)帶著一對(duì)電子轉(zhuǎn)移到相鄰的缺電子的原子上。
1、重排到缺電子的碳原子
(1)1-丙基陽(yáng)離子的重排(2)片吶醇重排(3)瓦格涅爾—麥爾外因(Wagner Meerwein)重排(4)重排反應(yīng)中的立體化學(xué)
2、重排到缺電子的氮原子
(1)貝克曼重排(2)霍夫曼重排 3.重排到缺電子的氧原子
(1)過(guò)氧化氫烴的重排(2)、拜爾-維立格(Baeyervilliger)重排的反應(yīng)歷程及重排反應(yīng)中的立體化學(xué)和在有機(jī)合成中的作用,重點(diǎn)在于重 排反應(yīng)的反應(yīng)歷程、立體化學(xué)和應(yīng)用。
七、板書計(jì)劃: 第十四章 含氮有機(jī)化合物 第一節(jié)
分子重排
一、親核重排
1、重排到缺電子的碳原子(1)、1-丙基陽(yáng)離子的重排(2)、片吶醇重排
(3)、瓦格涅爾—麥爾外因(Wagner Meerwein)重排(4)、重排反應(yīng)中的立體化學(xué)
2、重排到缺電子的氮原子(1)、貝克曼重排(2)、霍夫曼重排
3.重排到缺電子的氧原子
(1)、過(guò)氧化氫烴的重排
(2)、拜爾-維立格(Baeyer-villiger)重排
二、親電重排
三、自由基重排
四、芳香族重排
(1)聯(lián)苯胺重排(2)弗賴斯重排
八、作業(yè)布置:P.127.
九、課后小結(jié): 7、13、21、15 14
第五篇:高中化學(xué)奧賽有機(jī)化學(xué)教案 15--羧酸衍生物
中學(xué)化學(xué)資料網(wǎng)[004km.cn腈 ORCOR'脂 ORCCl?! ÷取 ORCOCR'酐 ORCNR'R"?! “?/p>
§1.羧酸衍生物的命名和物理性質(zhì)
1.命名: ⑴ 酰鹵的命名將相應(yīng)的酰基名稱放在前面,鹵素的名稱放在后面。
即將相應(yīng)的“酸”改成“酰鹵”
⑵ 酰胺的命名:和酰鹵相似。將相應(yīng)的?;筮吋右弧鞍贰弊?,既將相應(yīng)的“酸”改為“酰胺”。
⑶ 酸酐的命名:
① 由二分子相同的一元羧酸脫水形成的酸酐稱為單酐,它們的命名,可在原來(lái)的羧酸名稱之后加一“酐”字來(lái)稱呼,“酸”字也可以省略。
Acetic anhydride
② 由二分子不相同的一元羧酸脫水形成的酸酐稱為混酐。它們的命名,可把簡(jiǎn)單的或低級(jí)的羧酸名稱放在前面,復(fù)雜的或高級(jí)的羧酸名稱放在后面(即按甲、乙、丙?順序,英文按字母順序),兩者的中間加一逗點(diǎn)分開(kāi)(也可省略),再加一“酐”字來(lái)稱呼。中學(xué)化學(xué)資料網(wǎng)[004km.cna,NaH),奪取酯的α氫,形成較穩(wěn)定的α負(fù)碳離子,才能迫使反應(yīng)朝右方進(jìn)行。② 交叉Claisen縮合
如兩個(gè)酯只有一個(gè)酯有α—H,相互縮合就能得到一個(gè)單純產(chǎn)物。
中學(xué)化學(xué)資料網(wǎng)[004km.cn] 設(shè)計(jì)制作:雋桂才
③ 酮與酯縮合
酮的α-H比酯的α-H活潑:
④ Dieckmann縮合反應(yīng)
酯縮合反應(yīng)也可在分子內(nèi)進(jìn)行,形成環(huán)酯,這種環(huán)化酯縮合反應(yīng)又稱為Dieckmann反應(yīng)。(己二酸酯和庚二酸酯在醇鈉作用下進(jìn)行自身的酯縮合反應(yīng))
注意!酯縮合常用的堿性催化劑是醇鈉RONa,不是醇加鈉。醇加鈉是一組還原劑,它要將酯還原成醇。
它是合成五元環(huán)、六元碳環(huán)的一個(gè)方法。(并不是所有的二元酸酯都能發(fā)生環(huán)縮合,一般局限于生成穩(wěn)定的五、六碳環(huán)。所以,只是有α氫的己二酸酯和庚二酸酯才能起Dieckmann縮合)如: 中學(xué)化學(xué)資料網(wǎng)[004km.cn] 設(shè)計(jì)制作:雋桂才
三、個(gè)別化合物
1、蠟:蠟來(lái)自動(dòng)植物,它的主要成分是高級(jí)飽和脂肪酸和高級(jí)一元醇所組成的酯。如蜂蠟其主要成分是 C15H31COOC30H61。水解可得三十烷醇。(植物調(diào)節(jié)劑,能使農(nóng)作物增產(chǎn))蠟與石蠟組成不一樣
2.原酸酯。
原甲酸乙酯,對(duì)堿很穩(wěn)定,在微量的酸存在下,可以發(fā)生水解生成甲酸酯和乙醇。
原甲酸酯是制備縮酮的良好試劑。
§3. 酰鹵與酸酐
1水解:
2醇解:
3.氨解: 中學(xué)化學(xué)資料網(wǎng)[004km.cn] 設(shè)計(jì)制作:雋桂才
4.與Grignard試劑作用
酰鹵可以與格氏試劑作用得到酮,但是酮很容易與格氏試劑反應(yīng)得三級(jí)醇。因此,如果用一當(dāng)量的格氏試劑與酰氯反應(yīng)產(chǎn)物為酮與三級(jí)醇的混合物,因此酮的產(chǎn)率很低,如果用兩當(dāng)量以上的格氏試劑則主要產(chǎn)物為三級(jí)醇。
對(duì)于有空間阻礙的反應(yīng)物,能滿意的得到酮,產(chǎn)率很好。這種空間因素可以是酰氯(脂肪或芳香的)或者是格氏試劑,特別是三級(jí)基團(tuán)直接連接在MgX基團(tuán)上:
有機(jī)鎘化合物反應(yīng)性較低,但很容易與酰氯反應(yīng),與酮反應(yīng)很慢,因此可用于酮的合成。
§4 烯 酮
乙烯酮
H2C=C=O b.p.-56℃ 中學(xué)化學(xué)資料網(wǎng)[004km.cn] 設(shè)計(jì)制作:雋桂才
用乙酸或丙酮為條件,直接熱解得到乙烯酮。近來(lái)利用CO與H2在加熱加壓條件下,催化合成乙烯酮:
乙烯酮非常不穩(wěn)定,通常只能獲得它的二聚體:二乙烯酮
二乙烯酮與H2O,ROH,NH3反應(yīng):
二乙烯酮是CH3COCH2CO-基的等價(jià)代替物。乙烯酮可與含活潑氫的H2O,HNH2,ROH,CH3COOH,HCl,RMgX反應(yīng)。
§5. 油脂和合成洗滌劑
一.油脂 中學(xué)化學(xué)資料網(wǎng)[004km.cn] 設(shè)計(jì)制作:雋桂才
油脂普遍存在于動(dòng)物脂肪組織和植物的種子中,習(xí)慣上把室溫下成固態(tài)的叫酯,成液態(tài)的叫油。油脂是高級(jí)脂肪酸甘油酯的通稱
組成甘油酯的脂肪酸絕大多數(shù)是含偶數(shù)碳原子的直鏈羧酸,其中有飽和的,也有不飽和的。液態(tài)油比固態(tài)脂肪會(huì)有較多量的不飽和脂肪酸甘油酯。幾個(gè)概念:
1.干性:某些油涂成薄層,在空氣中就逐漸變成有韌性的固態(tài)薄膜。油的這種結(jié)膜特性叫做干性(或稱干化)。
油的干性強(qiáng)弱(即干結(jié)成膜的快慢)是和油分子中所含雙鍵數(shù)目和雙鍵結(jié)構(gòu)有關(guān)系的,含雙鍵數(shù)目多的,結(jié)膜快,數(shù)目少,結(jié)膜慢。有共軛雙鍵結(jié)構(gòu)體系的比孤立雙鍵體系的結(jié)膜快。成膜是由于雙鍵聚合形成高分子聚合物的結(jié)果。桐油結(jié)膜快是由于三個(gè)雙鍵形成共軛體系。順,反,反,—9,11,13—十八三烯酸 2.碘值:不飽和脂肪酸甘油酯的碳碳雙鍵也可以和碘發(fā)生加成反應(yīng)。100g油脂所能吸收的碘的克數(shù)稱為碘值(又稱碘價(jià))。二.肥皂和合成洗滌劑 1.肥皂: 肥皂的制造:
2.合成系滌劑
a)陰離子洗滌劑 溶于水時(shí)其有效部分是陰離子。
現(xiàn)在國(guó)內(nèi)最廣泛使用的洗滌劑是烷基苯磺酸鈉鹽,R表示C12----C18的烷基。烷基最好是直鏈的,稱為線形烷基。過(guò)去曾用過(guò)叉鏈的,但發(fā)現(xiàn)不能為微生物所中學(xué)化學(xué)資料網(wǎng)[004km.cn] 設(shè)計(jì)制作:雋桂才
降解(大分子變?yōu)檩^小分子稱降解),容易聚集在下水中或飄在河流中,引起環(huán)境的污染,因?yàn)槲⑸飳?duì)有機(jī)物的生物氧化降解有選擇性,它對(duì)直鏈的有機(jī)物可以作用,每次氧化降解兩個(gè)碳,而有叉鏈存在時(shí)破壞其作用,故現(xiàn)在國(guó)際上系用線型的C12以上的烷基制洗滌劑。它可以從石油中分出正烷烴進(jìn)行一元氯化,或石油、蠟裂解分出直鏈的1—烯烴,與苯進(jìn)行傅氏反應(yīng)得烷基苯,磺化、堿化處理得到。
b)陽(yáng)離子洗滌劑。
溶于水時(shí)其有效部分是陽(yáng)離子。如:
(3)非離子型洗滌劑
在水溶液中不離解,是中性化合物。
其中羥基和聚醚(OCH2CH2)n部分是親水基團(tuán),家用液態(tài)洗滌劑的主要成分也是非離子洗滌劑。
三.磷脂
磷脂多為甘油脂,以腦磷脂及卵磷脂為最重要,其結(jié)構(gòu)為:α—腦磷脂(磷脂酰乙醇胺)α—卵磷脂(磷脂酰膽堿)中學(xué)化學(xué)資料網(wǎng)[004km.cn] 設(shè)計(jì)制作:雋桂才
磷脂中的?;际窍鄳?yīng)的十六個(gè)碳以上的高級(jí)脂肪酸,如硬脂酸、軟脂酸、油酸、亞油酸(順,順-9,12-十八二烯酸)等;磷酸中尚有一個(gè)羥基具有強(qiáng)的酸性,可以與具有堿性的胺形成離子偶極鍵;這樣在分子中就分為兩個(gè)部分,一部分是長(zhǎng)鏈的非極性的烴基,是疏水部分,另一部分是偶極離子,是親水部分,因此磷脂的結(jié)構(gòu)與前面所講的肥皂結(jié)構(gòu)類似,如果將磷脂放在水中,可以排成二列,它的極性基團(tuán)指向水,而疏水性基團(tuán),因?qū)λ呐懦舛奂僖黄穑参蚕噙B,與水隔開(kāi),形成脂雙分子層。
磷脂在植物的種子中,蛋黃及腦子中含量較多可。由家畜屠宰后的新鮮腦或由大豆榨油后的副產(chǎn)物中提取而得。往往卵磷脂和腦磷脂不加分離而作為卵磷脂粗制品。
磷脂可以作乳化劑、抗氧劑、食品添加劑。醫(yī)療上用于治療神經(jīng)系統(tǒng)疾病。腦磷脂用于肝功能檢驗(yàn)。
[食品添加劑]:在各種食品里添加磷脂,可以保持水份和鹽份,使外形美觀。由于磷脂有乳化性,在制面包、蛋糕、炸面餅,油酥糕的面粉中添加磷脂,能添加這些食品的強(qiáng)性。延緩變硬過(guò)程。保持鹽分,還能使面包、蛋糕體積增加5%以上。
生物細(xì)胞膜是由蛋白質(zhì)和脂類(主要是磷脂)構(gòu)成的。磷脂的疏水部分相接而親水端朝向膜的內(nèi)外兩面。這樣構(gòu)成脂雙層。所有的膜都有不同成分的脂雙層和相連的蛋白質(zhì)組成。一些蛋白質(zhì)松散地連接在脂雙層的親水表面,而另一些中學(xué)化學(xué)資料網(wǎng)[004km.cn] 設(shè)計(jì)制作:雋桂才
蛋白質(zhì)劑埋入脂雙層的疏水基質(zhì)中,或穿過(guò)脂雙層。細(xì)胞膜對(duì)各類物質(zhì)的滲透性不一樣,可以選擇性地透過(guò)各種物質(zhì),在細(xì)胞內(nèi)的吸收和分泌代謝過(guò)程中其著重要的作用。
§6. 酰 胺
一 酰胺的物理性質(zhì)
除甲酰胺外,酰胺大部分是白色結(jié)晶體。液體的酰胺是有機(jī)物及無(wú)機(jī)物的優(yōu)良溶劑。最長(zhǎng)使用的是N,N-二甲基甲酰胺(DMF),它不但可以溶解有機(jī)物,也可以溶解無(wú)機(jī)物,是一種性能極為優(yōu)良的溶劑。二 酰胺的化學(xué)性質(zhì) 1.酰胺的酸堿性:
酰胺是氨(或胺)的酰基衍生物,胺是堿性物質(zhì),酰胺由于氮原子上未共用電子對(duì)與碳氧雙鍵形成P-π共額,而使氮原子上電子云密度有所降低,因而減弱了它接受質(zhì)子的能力,同時(shí)與氮相連的氫原子也變得稍微活潑。
生成亞胺基化合物,具有弱酸性,能與強(qiáng)堿的水溶液生成鹽。
2.水解: 中學(xué)化學(xué)資料網(wǎng)[004km.cn] 設(shè)計(jì)制作:雋桂才
3.脫水反應(yīng):
4.還原
酰胺很不容易還原,強(qiáng)還原劑和氫化鋰鋁可以將酰胺還原為胺。
5.Hofmann降級(jí):
利用這個(gè)反應(yīng),由羧酸可以制備少一個(gè)碳原子的第一胺。
§7. ?;苌锏乃?、氨解、醇解歷程
羧酸?;苌锟杀凰?、醇、氨等親核試劑進(jìn)攻。其中酯的水解歷程研究的最多。
一、酯的水解歷程
水解是酯化反應(yīng)的逆反應(yīng),但水解反應(yīng)歷程比酯化反應(yīng)研究的多,下面就酸催化和堿催化的歷程進(jìn)行討論。
1.酯的堿性水解:
實(shí)驗(yàn)事實(shí):酯的堿性水解速度依賴于酯的濃度和氫氧離子的濃度。
ν=k[ROOR’][OH-] 為雙分子反應(yīng)
將含有同位素18O的酯水解,證明反應(yīng)是按酰氧鍵破裂方式進(jìn)行。
根據(jù)以上事實(shí),酯的堿性水解大多屬于雙分子酰氧鍵斷裂過(guò)程??商岢鰞蓚€(gè)機(jī)理:SN2和加成-消除歷程。
SN2歷程: 中學(xué)化學(xué)資料網(wǎng)[004km.cn] 設(shè)計(jì)制作:雋桂才
加成-消除歷程:
為了判斷這一反應(yīng)的過(guò)程,進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn):將用同位素O18標(biāo)記羰基的酯放在堿的水溶液中水解,當(dāng)水解尚未完全時(shí),取出未水解的酯分析其中O18 的含量,結(jié)果測(cè)得O18含量比原來(lái)樣品中少的多,說(shuō)明反應(yīng)過(guò)程中發(fā)生了O18的交換。證明不是SN2反應(yīng),如果反應(yīng)是一步取代,未反應(yīng)的酯分子中 O18應(yīng)該保持不變。故是加成-消除歷程。
酯這樣的堿性水解歷程稱為BAC2(堿催,酰氧鍵斷裂,雙分子歷程),可表示如下:
反應(yīng)最后一步是不可逆的,因?yàn)樯傻聂人岣≧COO-)有較強(qiáng)的P-π共軛效應(yīng),是較烷氧基離子要弱的多的堿,不可能奪取醇中的氫質(zhì)子,從而使整個(gè)反應(yīng)變?yōu)椴豢赡妗?/p>
2.酯的酸性水解:
事實(shí):
說(shuō)明反應(yīng)是酰氧鍵斷裂。
②在水溶液中,ν=k[RCOOR’][H+] , 說(shuō)明是雙分子反應(yīng)。中學(xué)化學(xué)資料網(wǎng)[004km.cn] 設(shè)計(jì)制作:雋桂才
酯的酸性水解絕大多數(shù)是雙分子反應(yīng),并且是酰氧鍵斷裂,這樣的歷程叫AAC2(酸催化,酰氧鍵斷裂,雙分子歷程)
有特殊結(jié)構(gòu)的酯,酰氧鍵斷裂也可以按單分子反應(yīng)進(jìn)行:
2,4,6-三甲基苯甲酸酯,由于鄰位兩個(gè)甲基的位阻作用,試劑很難進(jìn)攻,在一般條件下很難水解。但將它溶解在濃硫酸中,然后傾入冰水內(nèi),即得2,4,6-三甲基苯甲酸,這是由于分子按上述方式離解的結(jié)果,上述反應(yīng)屬于酰氧鍵斷裂,在斷裂過(guò)程中,生成?;x子,所以屬于單分子歷程,稱為AAC1。
一些特殊結(jié)構(gòu)的酯水解時(shí)也可以烷氧基斷裂:
第三丁酯在酸性水解時(shí),由于(CH3)3C+ 離子比較容易生成,所以是按烷氧鍵斷裂單分子歷程進(jìn)行的,稱為AAL1(酸催化,烷氧鍵斷裂,單分子歷程)。
由于這種歷程是通過(guò)形成碳正離子進(jìn)行的,可以預(yù)料,如果第三碳原子是一個(gè)手性碳原子,在反應(yīng)過(guò)程中,應(yīng)通過(guò)生成平面形的碳正離子而發(fā)生外消旋化,水解所得到的醇將是外消旋體。實(shí)驗(yàn)材料證明了這個(gè)論斷。
總之,酯的酸性水解絕大多數(shù)是酰氧鍵斷裂雙分子反應(yīng)歷程,只有少量特定結(jié)構(gòu)的酯,才發(fā)生單分子的酰氧鍵或烷氧鍵斷裂歷程。