高中化學(xué) 第二章 第三節(jié) 醛和酮 糖類課件 魯科版選修5.ppt

第3節(jié)醛和酮糖類 常見的醛 酮 1 醛和酮的結(jié)構(gòu) 為羰基 含有羰基的化合物 如醛和酮被稱為羰基化合物 醛的結(jié)構(gòu)為 當(dāng)R為H時(shí) 是最簡(jiǎn)單的醛 甲醛 酮的結(jié)構(gòu)為 R與R 是烴基 可以相同也可以不同 注意 1 從結(jié)構(gòu)上可以看出醛的羰基至少要與一個(gè)H原子相連 而酮的羰基只與烴基相連 正是由于兩者結(jié)構(gòu)上的相近和差異 使得兩者在性質(zhì)上會(huì)出現(xiàn)相似和不同 2 飽和一元醛和酮的通式均為CnH2nO 含有相同數(shù)目碳原子飽和一元醛和酮互為同分異構(gòu)體 如 2 醛和酮的命名 選含有羰基的最長(zhǎng)碳鏈為主鏈 編號(hào)從羰基離端部近的一端開始 如 3 常見的醛和酮 1 甲醛 HCHO 是無(wú)色 有強(qiáng)烈刺激性氣味的氣體 易溶于水 是重要的有機(jī)合成原料 常用于制造酚醛樹脂 脲醛樹脂 染料等 35 40 的甲醛水溶液俗稱福爾馬林 具有殺毒 防腐性能等 甲醛除具有醛類的通性外 還具有一定的特性 如1mol甲醛與足量的銀氨溶液反應(yīng)可得4molAg 2 乙醛 CH3CHO 是無(wú)色 有刺激性氣味的液體 密度比水小 沸點(diǎn)是20 8 易揮發(fā) 易燃燒 能跟水 乙醇等互溶 可由乙醇氧化制得 乙醛是有機(jī)合成的重要原料 主要用于制乙酸 丁醇 乙酸乙酯等 3 苯甲醛是有杏仁氣味的液體 沸點(diǎn)是178 工業(yè)上稱其為苦杏仁油 它與糖結(jié)合存在于杏仁 桃仁等果實(shí)的種子中 苯甲醛是制造染料 香料的重要中間體 4 丙酮是組成最簡(jiǎn)單的酮 是有特殊氣味的無(wú)色液體 沸點(diǎn)為56 2 能與水以任意比例互溶 并能溶解多種有機(jī)物 下列關(guān)于醛的說(shuō)法正確的是 A 甲醛是甲基跟醛基相連而構(gòu)成的醛B 醛的官能團(tuán)是 COHC 飽和一元醛的分子式符合CnH2nOD 甲醛 乙醛 丙醛均無(wú)同分異構(gòu)體 解析 甲醛是氫原子與醛基相連而構(gòu)成的 即 故A錯(cuò)誤 醛基應(yīng)寫為 CHO 故B錯(cuò)誤 丙醛與丙酮互稱為同分異構(gòu)體 甲醛和乙醛無(wú)同分異構(gòu)體 故D錯(cuò)誤 答案 C 變式訓(xùn)練1 已知丁基共有4種 則分子式為C5H10O的醛應(yīng)有 A 3種B 4種C 5種D 6種 解析 C5H10O符合飽和一元脂肪醛的通式CnH2nO 可寫為C4H9 CHO的結(jié)構(gòu)形式 又已知丁基共有4種同分異構(gòu)體 故C5H10O的醛應(yīng)有4種 答案 B 醛 酮的化學(xué)性質(zhì) 1 醛 酮的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系 2 羰基的加成反應(yīng) 羰基含有不飽和碳原子 可發(fā)生加成反應(yīng) 能與醛 酮發(fā)生加成反應(yīng)的試劑有氫氰酸 HCN 氨 NH3 及氨的衍生物 Y NH2 醇 R OH 等 鍵的極性與加成連接的部位如下圖 羰基具有較強(qiáng)的極性 當(dāng)發(fā)生加成反應(yīng)時(shí) 碳原子與加成試劑中帶部分負(fù)電荷的基團(tuán)結(jié)合 氧原子與加成試劑中帶部分正電荷的基團(tuán)結(jié)合 1 與氫氰酸的加成反應(yīng) HCN加到醛 酮的羰基上 得到的產(chǎn)物叫做 羥基腈 或叫 氰醇 2 與氨或氨的衍生物的加成反應(yīng) 反應(yīng)的產(chǎn)物會(huì)發(fā)生分子內(nèi)脫水反應(yīng) 從結(jié)果來(lái)看 相當(dāng)于在醛 酮和氨的衍生物的分子之間脫掉了一個(gè)水分子 其轉(zhuǎn)化可表示為 3 與醇類的加成反應(yīng) 如乙醛與甲醇的加成 4 羥醛縮合反應(yīng) 受羰基吸電子作用的影響 醛 酮分子中的 H活潑性增強(qiáng) 在稀酸或稀堿的作用下 分子中含有 H的醛或酮會(huì)發(fā)生自身加成反應(yīng) 兩分子的醛 或酮 結(jié)合生成一分子 羥基醛 或一分子 羥基酮 由于加成產(chǎn)物的分子中既有羥基又有醛基 故這一反應(yīng)稱為羥醛縮合反應(yīng) 或叫醇醛縮合 例如 3 氧化反應(yīng) 1 氧化反應(yīng) 醛羰基中碳原子的氧化數(shù)為 1 酮羰基中碳原子的氧化數(shù)為 2 醛和酮都能被氧化 相比而言 醛比酮更容易被氧化 如在空氣中的氧氣就能把醛氧化為羧酸 另外一些弱氧化劑如銀氨溶液 新制氫氧化銅懸濁液也都能氧化醛 反應(yīng)的過(guò)程是醛基轉(zhuǎn)化為羧基的過(guò)程 氧化產(chǎn)物通常為相應(yīng)的羧酸 例如 而在上述同樣的情況下 酮就表現(xiàn)出了相對(duì)穩(wěn)定的性質(zhì) 而不被氧化 只有當(dāng)遇到很強(qiáng)的氧化劑時(shí) 酮分子中的碳碳單鍵發(fā)生斷裂 才能被氧化 注意 利用醛基的還原性檢驗(yàn)醛基時(shí) 除了不飽和鍵會(huì)干擾外 酚羥基 苯環(huán)上的側(cè)鏈也有可能會(huì)干擾 在進(jìn)行相關(guān)反應(yīng)時(shí)一定注意排除干擾 定量關(guān)系 1mol一元醛 2molAg或1molCu2O來(lái)進(jìn)行計(jì)算判斷 但甲醛例外 甲醛作為一種一元醛 它的分子中相當(dāng)于有2個(gè)醛基 能夠發(fā)生銀鏡反應(yīng)的有機(jī)物中含醛基 但不一定是醛 例如 甲酸 甲酸某酯 甲酸鹽 葡萄糖 麥芽糖等都能發(fā)生銀鏡反應(yīng) 2 醛基的檢驗(yàn) 在生成羧酸的同時(shí)會(huì)得到單質(zhì)銀 控制好反應(yīng)條件 就可以得到光亮的銀鏡 注意 試管內(nèi)壁必須潔凈 用水浴加熱 60 70 控制溫度 不可用酒精燈直接加熱 加熱時(shí)不可搖動(dòng)試管 銀氨溶液的配制 在一支潔凈的試管中 加入1mL20 AgNO3溶液 邊振蕩邊滴加20 的氨水 直到最初產(chǎn)生的沉淀恰好消失 其化學(xué)成分是 Ag NH3 2 OH 乙醛用量不宜太多 實(shí)驗(yàn)后試管上的銀鏡可用硝酸浸泡 再用水洗除去 為使生成的銀能很好地附著在試管壁上 實(shí)驗(yàn)前可先在試管中加入NaOH溶液 加熱煮沸1分鐘 以除去試管壁上的油污 硝酸銀溶液要新配制的 若放置太久或酸性太強(qiáng)實(shí)驗(yàn)效果都不佳 氨水要稍過(guò)量一點(diǎn) 保證反應(yīng)在弱堿性條件下進(jìn)行 醛基也可被弱氧化劑氫氧化銅所氧化 同時(shí)氫氧化銅本身被還原成磚紅色的氧化亞銅沉淀 這是檢驗(yàn)醛基的另一種方法 該實(shí)驗(yàn)應(yīng)注意 a 硫酸銅與堿反應(yīng)時(shí) 堿必須過(guò)量制取氫氧化銅 b 將混合液加熱到沸騰才有明顯磚紅色沉淀 4 還原反應(yīng) 1 在Pt Ni等催化劑的作用和高溫 高壓下 醛和酮可以被H2還原為醇 例如 特別提醒 驗(yàn)證淀粉的水解產(chǎn)物時(shí) 首先要加入NaOH溶液中和至堿性 再進(jìn)行實(shí)驗(yàn) 要驗(yàn)證混合液中是否還有淀粉應(yīng)直接取水解后的混合液加碘水 而不能在加入NaOH溶液后再碘水 因?yàn)榈馑畷?huì)與NaOH溶液反應(yīng) 解析 認(rèn)為甲和乙方案正確的原因是對(duì)淀粉的水解及產(chǎn)物判斷不能有序地進(jìn)行 只把現(xiàn)象與結(jié)論 對(duì)號(hào)入座 不看實(shí)質(zhì) 方案甲 在中和液中加入碘水 溶液變藍(lán)證明中和液中有淀粉 淀粉的存在有兩種可能 一是淀粉沒有水解 二是淀粉部分水解而剩余 認(rèn)為甲方案正確的同學(xué) 只看到了一方面 方案乙 淀粉在加入硫酸后加熱 而后又直接加入了銀氨溶液 第一步反應(yīng)剩余的硫酸沒有用堿中和 沒有被中和的硫酸和銀氨溶液反應(yīng) 使其失去了弱氧化性 也就不會(huì)產(chǎn)生銀鏡了 認(rèn)為此方案正確的同學(xué) 忽略了過(guò)程的變化和實(shí)驗(yàn)的嚴(yán)密性 只注重了結(jié)論的導(dǎo)出 答案 方案甲結(jié)論不正確 因?yàn)榈矸劭赡懿糠直凰?而未水解的殘留淀粉也會(huì)與碘水反應(yīng)使溶液變藍(lán) 方案乙設(shè)計(jì)不正確 結(jié)論也不正確 因?yàn)樵谒嵝詶l件下 加入的銀氨溶液被破壞 不能與葡萄糖發(fā)生銀鏡反應(yīng) 方案丙的設(shè)計(jì)和結(jié)論都正確 按設(shè)計(jì)的方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn) 有銀鏡現(xiàn)象 說(shuō)明淀粉已水解生成了葡萄糖 方案丁設(shè)計(jì)和結(jié)論都正確 按設(shè)計(jì)方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn) 淀粉變藍(lán) 又有銀鏡現(xiàn)象 說(shuō)明既有淀粉又有葡萄糖 淀粉部分水解 點(diǎn)評(píng) 這是一道實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)型題 思考問(wèn)題應(yīng)緊緊圍繞淀粉的檢驗(yàn)和葡萄糖的檢驗(yàn)所需的實(shí)驗(yàn)條件進(jìn)行細(xì)致地分析 這是解決本題的關(guān)鍵 本題同時(shí)也較好地考查了同學(xué)們文字的表達(dá)能力 在具體設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí) 要注意兩點(diǎn) 在檢驗(yàn)葡萄糖存在時(shí) 加銀氨溶液之前 要加堿中和溶液中的硫酸 否則銀氨絡(luò)離子要被破壞 檢驗(yàn)淀粉存在時(shí) 不能是堿性溶液 因?yàn)榈饽芎蜌溲趸c反應(yīng) 因此水解液可以直接加碘水檢驗(yàn) 不必先中和 變式訓(xùn)練3 雙選 蔗糖和麥芽糖互為同分異構(gòu)體 下列敘述中不正確的是 A 它們分子結(jié)構(gòu)中的最大區(qū)別是麥芽糖有醛基而蔗糖沒有醛基B 蔗糖不能發(fā)生銀鏡反應(yīng) 它的水解產(chǎn)物也不能發(fā)生銀鏡反應(yīng)C 蔗糖和麥芽糖都屬于低聚糖 它們都能水解產(chǎn)生二分子單糖 同樣二分子單糖在一定條件下能脫水聚合成二糖D 蔗糖比麥芽糖甜 蔗糖是重要的甜味食物 麥芽糖不用作甜味食物 解析 選項(xiàng)A指出蔗糖和麥芽糖結(jié)構(gòu)中的最大區(qū)別是麥芽糖有醛基而蔗糖沒有 敘述是正確的 選項(xiàng)B前半句指出蔗糖不能發(fā)生銀鏡反應(yīng)是正確的 其水解產(chǎn)物之一的葡萄糖可以發(fā)生銀鏡反應(yīng) 故后半句敘述是不正確的 選項(xiàng)C指出在不同條件下單 雙糖可以互變 敘述是正確的 選項(xiàng)D中麥芽糖甜度雖然比蔗糖低 但也用作甜味食物 該敘述是不正確的 答案 BD