羟基官能团的性质与有机物的脱水反应
教学目标
知识技能:使学生进一步理解羟基官能团的结构和主要反应,掌握羟基的各种脱水反应原理。
能力培养:通过复习归纳,使知识在头脑中有序贮存,提高迁移、转换、重组及分析、归纳的能力。
科学思想:运用辩证唯物主义观点认识官能团性质的普遍性和特殊性。
科学品质:对学生进行严谨、认真、细致的科学态度教育,通过讨论、总结激发学生学习的积极性和主动性。
科学方法:讨论、归纳发散思维。
重点、难点 通过羟基官能团的复习,掌握一些有机物脱水反应的原理。
教学过程设计
教师活动
【引言】我们学习各类重要的有机化合物,必须紧紧抓住物质的结构特征,特别是官能团的结构。从官能团着手,理解物质的性质。今天,我们复习羟基的性质及有机物的脱水反应。
【板书】一、羟基的性质:
【小结】(1) 键断裂,可提供H+,使之与Na或NaOH反应,但由于与羟基相连的基团吸引电子的能力不同,其提供H+的能力有很大区别。
强化理解。
【投影】烃的羟基衍生物比较
【板书】酸性:CH3COOH>C6H5OH>
H2CO3>H2O>C2H5OH
理解、记忆。
【启发回忆】羟基还具有什么性质?能发生什么类型的反应?请举例说明。
回忆、思考。
羟基还可以结合氢原子生成水分子,即脱水反应。因此,含羟基的化合物一般能脱水生成其它类物质,如醇可发生分子内、分子间脱水,分别生成烯和醚;醇还可以与酸反应脱水生成酯类。
【投影】请完成下列典型脱水反应的化学方程式,并分析其反应的机理。指出反应类型。
乙醇分别发生分子内和分子间脱水反应。
乙醇和乙酸的反应。
练习书写并分析。
乙醇分子内脱水反应:消去反应
乙醇分子间脱水反应:取代反应
乙醇与乙酸分子间脱水反应:酯化反应
【评价】肯定和表扬学生的分析和书写。
【小结】(2) 碳氧键断裂,脱去羟基,表现为被其它官能团取代或与分子内相邻碳原子上的氢结合脱去水(消去)成烯烃。
【过渡】下面我们就不同的脱水反应进行讨论。
【启发】首先回忆我们所学的有机化合物中,哪些类物质能发生脱水反应?应具备什么样的内在条件?
回忆、归纳:一般分子内含羟基的化合物,如:醇、羧酸、蔗糖、氨基酸、无机含氧酸、纤维素等。
【再问】你能归纳出多少种脱水方式?又各生成哪类物质?
可两个羟基去一分子水,也可一个羟基与一个非羟基氢脱去一分子水;既可分子内,也可分子间;生成烯、醚、酯……等等。
【投影】请大家看例题,总结一下此题
中有多少种脱水方式。
例1 [1993年―35]烯键碳原子上连接的羟基中的氢原子,容易自动迁移到烯键的另一个碳原子上,形成较为稳定的碳基化合物:
有机分子内,有机分子间常可脱去水分子。下列反应图示中,就有6步可以看作是脱水反应。所有的反应条件和其它无机物都已略去。请从图中情景推断化合物为A、B、E、G的结构简式。
A是_____;B是____;
E是____;G(有6角环)是____。
根据学生的讨论发言板书,最后让学生完成反应的化学方程式,找出不同的类型放投影下展示,大家评定。
【板书】(1)醇的(一元、二元)脱水反应
①一元羧酸与二元醇发生分子间脱水生成酯。
②一元羧酸分子间脱水生成酸酐。
③二元醇分子内脱去1分子水生成醛。
④二元醇分子间脱去1分子水生成醇醚。
⑤二元醇分子间脱去2分子水生成环醚。
⑥醇醚分子内去1分子水生成环醚。
讨论、归纳。
完成反应的化学方程式:
①
②
③
④
⑤
⑥
【小结】
指出:将单官能团的性质运用于双官能团,这是对知识的迁移和应用,因此对于二元醇除上题的脱水形式外,分析判断还有没有其它形式的脱水?
思考。
乙二醇分子内脱二分子水、乙二醇分子间脱水生成高分子。
【板书】
⑦二醇分子内脱2分子水生成乙炔
⑧二醇分子间脱水生成聚合物请同学写出这两个反应的化学方程式
四、脱水反应的类型
⑦
⑧
【过渡】请大家分析下面物质是由什么物质怎样形成的?请写出原物质的结构式。
【投影】
①
【问】反应的机理?
【继续投影】
②CH3CH2OSO3H
③
④
⑤
⑥
⑦
⑧
①是由高级脂肪酸R1COOH、R2COOH、R3COOH和甘油 通过分子间脱去3分子水,即酯化反应生成。
酸去羟基,醇去羟基氢。
认真分析、讨论。
②由乙醇CH3CH2OH和硫酸H2SO4通过分子间脱去1分子水,生成硫酸氢乙酯。
③由丙三醇和硝酸通过分子间脱去3分子水,生成的三硝酸甘油酯。
④是由乙二酸和2分子乙醇分子间脱去2分子水而生成的乙二酸二乙酯。
⑤是2分子乙酸和1分子乙二醇分子间脱去2分子水而生成的二乙酸乙二酯。
⑥是由乙二酸和乙二醇分子间脱去1分子水生成的醇酸酯。
⑦是由乙二酸和乙二醇分子间脱去2分子水生成的环酯。
⑧是由n个乙二酸和n个乙二醇分子间脱去n个分子水形成的聚酯。
总结、归纳,边练习化学用语写化学方程式:
根据以上分析,请总结酸和醇反应(仅一元和二元)、酯化反应的不同脱水方式。
【板书】(2)生成酯的脱水反应
①一元羧酸和一元醇
②无机酸和醇,如HNO3与甘油
注意:无机酸去氢,醇去羟基。
③二元羧酸和一元醇
④一元羧酸和二元醇
⑤二元羧酸和二元醇
A:脱一分子水
B:脱二分子水
C:脱n分子水
指出: 是纤维素与硝酸脱掉n分子水而生成的。
【启发】大家想一想:我们前边讨论了一个醇分子内含两个羟基可分子内互相脱水,那如果一个分子中既有羟基,也有羧基能不能互相脱水呢?如果能的话生成哪一类物质呢?
【板书】(3)含羟基的羧酸自身分子内脱水生成酯。
思考、讨论。
能,应生成环酯。
请同学们完成下列两题:
1.
分子内脱水。
2.乳酸的结构简式为:
写出它与乙酸、乙醇酯化的化学方程式及2分子乳酸相互反应的化学方程式。
练习书写化学用语:
1.
2.
【小结】请同学们小结羟基酸的各种脱水反应,并根据学生的小结板书。
小结:
①羟基酸可自身分子内脱1分子水生成环酯。
②羟基酸可分子间脱2分子水生成环酯。
③羟基酸既可与酸又可与醇分别脱水生成酯。
④羟基酸分子间也可脱去n个水,而生成高分子。
【启发】你所学过的知识中有哪类物质像羟基酸,有类似的脱水形式?它的分子中应有几种官能团?
指出:氨基酸同羟基酸有类似的脱水反应,当脱水成环时,一般生成五元环、六元环稳定。
请写出① 分子内脱水的化学方程式。
② 分子间脱水的化学方程式。
回忆、思考、讨论。
分子中一定有两种官能团――氨基酸。
理解、记忆。
①
②
【启发引导】根据以上各种形式的脱水反应,我们总结一下其中有多少种成环的反应。
【板书】(4)脱水成环的反应
①二元醇分子脱水反应生成环醚化合物。指出:二元醇由于分子内有两个羟基,因此在适当条件下可发生分子内或分子间的脱水反应,一般生成较稳定的五元环醚或六元环醚。
②多元羧酸可形成酸酐。
请写出 在一定条件下脱水的化学方程式。
③二元羧酸与二元醇酯化脱水生成环脂化合物。
如: 与乙二醇反应。
④含羟基的羧酸和含氨基的羧酸它们可以分子内、也可以分子间形成环状化合物。
回忆、总结、归纳。
练习:
【板书】(5)其它形式的脱水反应
①含氧酸分子内脱水:如H2CO3
②含氧酸分子间脱水
如:磷酸分子间脱水
③苯的硝化反应和磺化反应:
如: 的硝化, , 的磺化。
请大家回忆今天课的主要内容。
小结:今天我们围绕羟基的性质,复习归纳了脱水反应。有机物的脱水反应很多。
①醇分子内脱水成烯烃(消去反应)。
②醇分子间脱水成醚(取代反应)。
③醉与羧酸间酯化生成酯。
④羧酸与羧酸之间脱水生成酸酐。
⑤二元醇之间脱水可生成链状、环状或高分子化合物。
⑥二元醇和二元羧酸之间通过酯化的形式生成链状和环状的酯,也可缩聚成高分子化合物。
⑦羟基羧酸可自身脱水生成内酯,也可以生成链状、环状的酯,也可以生成高分子化合物。
⑧氨基酸也可自身脱水生成环状化合物,也可以生成链状,可以生成高分子化合物。
精选题
一、选择题
1.ag某有机物与过量钠反应得到VaL气体;ag该有机物与过量小苏打反应得同条件下的气体也是VaL,则此有机物是下列的
( )
A.HO(CH2)2COOH
B.
C.
D.
2.下列哪种化合物能缩聚成高分子化合物 ( )
A.CH3―CH2Cl
B.CH2=CH2
C.
D.CH2=CH―COOH
3.今有CH4O和C3H8O的烃的衍生物的混合物,在一定条件下脱水,可能得到的有机物的种类数为 ( )
A.5 B.6 C.7 D.8
4.尼龙-6是一种含有酰胺键 结构的高分子化合物,其结构可能是 ( )
A.
B.
C.H2N―(CH2)5―CH3
D.
5.分子式为C4H8O3的有机物,在浓H2SO4存在时具有下列性质:①能分别与乙醇及乙酸反应;②能生成一种无侧链的环状化合物;③能脱水生成一种且只能生成一种能使溴水褪色的有机物。则该有机物C4H8O3的结构简式是 ( )
A.HOCH2COOCH2CH3
B.CH3―CH(OH)―CH2―COOH
C.HOCH2CH2CH2COOH
D.CH3CH2CH(OH)COOH
6.某有机物的结构简式为 ,它可以发生反应的类型有:①取代,②加成,③消去,④水解,⑤酯化,⑥中和,⑦氧化,⑧加聚,下列正确的有 ( )
A.①②③⑤⑥④
B.②③①⑥⑧
C.①②③⑤⑥⑦
D.③④⑤⑥⑦⑧
7.下列各有机物,在一定条件下,同种分子间能发生缩聚反应,且在适当条件下自身分子能形成环状结构的是 ( )
A.
B.CH2=CH―OH
C.
D.
8.某组成为C3H5O2Cl的纯净的含氯有机物A与NaOH水溶液共热,产物酸化后可得到分子组成为C3H6O3的有机物B,在适当条件下,每两分子的B可相互发生酯化反应,生成一分子C,那么C的结构不可能是 ( )
A.CH3CH(OH)COOCH(CH3)COOH
B.CH3CH(OH)COOHCH2CH2COOH
C.
D.
9.常见的有机反应类型有:①取代反应,②加成反应,③消去反应,④酯化反应,⑤加聚反应,⑥缩聚反应,⑦氧化反应,⑧还原反应,其中可能在有机物分子中生成羟基的反应类型有 ( )
A.①②③④
B.⑤⑥⑦⑧
C.①②⑦⑧
D.③④⑤⑥
二、非选择题
10.已知戊醇(C5H12O)共有8种属于醇的同分异构体。请回答:
(1)这些同分异构体中能氧化成醛的有4种,它们是:CH3(CH2)3CH2OH和(写结构简式)_____,______,_____。
(2)这些同分异构体脱水后可得______种烯烃。
(3)分子式为C5H12O的醇与分子式为C4H8O2的羧酸经酯化反应能生成______种酯。
11.α-氨基酸能与HNO2反应得到α-羟基酸,如:
试写出下列各变化中(a)(b)(c)(d)(e)五种有机物的结构简式:____。
答 案
一、选择题
1.B 2.C 3.C 4.A 5.C
6.C 7.C、D 8.B 9.C
二、非选择题
10.(1)
(2)5 (3)16,因为C5H12O有8种属于醇的结构,C4H8O2有2种属于羧酸的结构。
11.