内容正文:
第4讲 醛、酮、羧酸及其衍生物
[复习目标] 1.掌握醛、酮、羧酸及其衍生物的典型代表物的生成、结构及性质。2.掌握醛、酮、羧酸及其衍生物与其他有机物的相互转化。3.了解有机分子中官能团之间的相互影响。
一、醛、酮
1.醛
(1)组成与结构
醛是由烃基(或氢原子)与醛基相连而构成的化合物,官能团为醛基(或—CHO),饱和一元醛的通式为CnH2nO(n≥1)。
(2)常见醛的物理性质
物质
颜色
气味
状态
溶解性
甲醛(HCHO)
无色
强烈刺激性气味
气体
易溶于水
乙醛(CH3CHO)
无色
刺激性气味
液体
与水、乙醇互溶
(3)化学性质(以乙醛为例)
醛类物质氧化还原关系为:
醇醛羧酸
[强调]
(1)—CHO具有明显的还原性,能被酸性高锰酸钾溶液、溴水等强氧化剂氧化为羧基,故能使酸性高锰酸钾溶液、溴水褪色。
(2)醛发生银镜反应及与新制Cu(OH)2反应都必须在碱性条件下才能进行。
(4)在生产、生活中的作用和影响
①35%~40%的甲醛水溶液称为福尔马林,具有杀菌消毒作用和防腐性能,常用作防腐剂和消毒剂,用于种子消毒和浸制生物标本。但甲醛有毒,不可用于食品保鲜。
②劣质的装饰材料中挥发出的甲醛,对环境和人体健康影响很大,是室内主要污染物之一。
2.酮
(1)组成与结构
酮是羰基与两个烃基相连的化合物,其结构可表示为。丙酮是最简单的酮。
(2)化学性质(以丙酮为例)
①不能被银氨溶液、新制Cu(OH)2等弱氧化剂氧化。
②催化加氢
③与HCN加成
判断正误。正确的打“√”,错误的打“×”并指明错因。
(1)醛基的结构简式可以写成—CHO,也可以写成—COH。(×)
错因:醛基不能写成—COH。
(2)甲醛、乙醛、丙醛均无同分异构体。(×)
错因:丙醛与丙酮互为同分异构体。
(3)欲检验CH2===CH—CHO分子中的官能团,应先检验“”后检验“—CHO”。(×)
错因:检验“”一般用溴水或KMnO4(H+)溶液,而两试剂均可氧化“—CHO”,故应先检验“—CHO”,后检验“”。
(4)凡是能发生银镜反应的有机物都是醛。(×)
错因:甲酸、甲酸盐、甲酸酯都可发生银镜反应。
(5)1 mol HCHO与足量银氨溶液充分反应,可生成2 mol Ag。(×)
错因:甲醛分子中相当于有2个—CHO,故1_mol_HCHO与足量银氨溶液充分反应,可生成4_mol_Ag。
(6)乙醛分子中的所有原子不可能都在同一平面上。(√)
错因:________________________________________________________
二、羧酸及其衍生物
1.羧酸
(1)概念:由烃基(或氢原子)与羧基相连构成的有机化合物,官能团为—COOH,饱和一元羧酸的通式为CnH2nO2(n≥1)。
(2)分类
(3)几种重要的羧酸
物质及名称
结构
类别
性质特点或用途
甲酸(蚁酸)
饱和一元脂肪酸
酸性,还原
性(醛基)
乙二酸(草酸)
HOOC—COOH
二元羧酸
酸性,还原性(+3价碳)
苯甲酸(安息香酸)
芳香酸
防腐剂
(4)羧酸的化学性质
羧酸的性质取决于羧基,反应时的主要断键位置如图:
①酸性(以乙酸为例):乙酸是一种弱酸,其酸性比碳酸强,在水溶液里的电离方程式为CH3COOHCH3COO-+H+。可以与Na、NaOH、Na2CO3、NaHCO3反应。
②酯化反应:酸脱羟基,醇脱氢。
CH3COOH和CH3CHOH发生酯化反应的化学方程式为:CH3COOH+C2HOHCH3CO18OCH2CH3+H2O。
[提醒] 能与NaHCO3反应产生CO2气体的有机物中一定含有羧基,且1 mol —COOH与NaHCO3反应产生1 mol CO2。
2.羧酸衍生物
1)酯
(1)结构:羧酸酯的官能团为(或酯基),可表示为,饱和一元羧酸与饱和一元醇所生成酯的通式为CnH2nO2(n≥2)。
(2)物理性质
(3)化学性质
酯的水解反应原理
无机酸只起催化作用,碱除起催化作用外,还能中和水解生成的酸,使水解程度增大。
[提醒] 酯的水解反应为取代反应;在酸性条件下的水解为可逆反应;在碱性条件下,碱能中和产生的羧酸,使反应完全进行。
2)油脂
(1)油脂的组成
油脂的主要成分是一分子甘油与三分子高级脂肪酸脱水形成的酯。常见的形成油脂的高级脂肪酸有:
①饱和脂肪酸
②不饱和脂肪酸
(2)油脂的结构
R′—COOCHR—COOCH2R″—COOCH2,官能团: (酯基),有的还含有 (碳碳双键),若R、R′、R″相同,称为简单甘油酯;若R、R′、R″不同,称为混合甘油酯,天然油脂大多数是混合甘油酯。
(3)油脂的物理性质
①油脂一般难溶于水,密度比水小。
②