高中化学奥赛有机化学教案 15--羧酸衍生物

第一篇：高中化学奥赛有机化学教案 15--羧酸衍生物

中学化学资料网[www.xiexiebang.com腈　　　　　ORCOR'脂　　　ORCCl酰　　　氯　　OORCOCR'酐　　　　ORCNR'R"酰　　　胺

§1.羧酸衍生物的命名和物理性质

1.命名： ⑴ 酰卤的命名将相应的酰基名称放在前面，卤素的名称放在后面。

即将相应的“酸”改成“酰卤”

⑵ 酰胺的命名：和酰卤相似。将相应的酰基后边加一“胺”字，既将相应的“酸”改为“酰胺”。

⑶ 酸酐的命名：

① 由二分子相同的一元羧酸脱水形成的酸酐称为单酐，它们的命名，可在原来的羧酸名称之后加一“酐”字来称呼，“酸”字也可以省略。

Acetic anhydride

② 由二分子不相同的一元羧酸脱水形成的酸酐称为混酐。它们的命名，可把简单的或低级的羧酸名称放在前面，复杂的或高级的羧酸名称放在后面（即按甲、乙、丙„顺序，英文按字母顺序），两者的中间加一逗点分开（也可省略），再加一“酐”字来称呼。中学化学资料网[www.xiexiebang.coma,NaH),夺取酯的α氢,形成较稳定的α负碳离子,才能迫使反应朝右方进行。② 交叉Claisen缩合

如两个酯只有一个酯有α—H,相互缩合就能得到一个单纯产物。

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③ 酮与酯缩合

酮的α-H比酯的α-H活泼：

④ Dieckmann缩合反应

酯缩合反应也可在分子内进行，形成环酯，这种环化酯缩合反应又称为Dieckmann反应。（己二酸酯和庚二酸酯在醇钠作用下进行自身的酯缩合反应）

注意！酯缩合常用的碱性催化剂是醇钠RONa，不是醇加钠。醇加钠是一组还原剂，它要将酯还原成醇。

它是合成五元环、六元碳环的一个方法。（并不是所有的二元酸酯都能发生环缩合，一般局限于生成稳定的五、六碳环。所以，只是有α氢的己二酸酯和庚二酸酯才能起Dieckmann缩合）如： 中学化学资料网[www.xiexiebang.com] 设计制作：隽桂才

三、个别化合物

1、蜡：蜡来自动植物，它的主要成分是高级饱和脂肪酸和高级一元醇所组成的酯。如蜂蜡其主要成分是 C15H31COOC30H61。水解可得三十烷醇。（植物调节剂，能使农作物增产）蜡与石蜡组成不一样

2.原酸酯。

原甲酸乙酯，对碱很稳定，在微量的酸存在下，可以发生水解生成甲酸酯和乙醇。

原甲酸酯是制备缩酮的良好试剂。

§３． 酰卤与酸酐

1水解：

2醇解：

3.氨解： 中学化学资料网[www.xiexiebang.com] 设计制作：隽桂才

4.与Grignard试剂作用

酰卤可以与格氏试剂作用得到酮，但是酮很容易与格氏试剂反应得三级醇。因此，如果用一当量的格氏试剂与酰氯反应产物为酮与三级醇的混合物，因此酮的产率很低，如果用两当量以上的格氏试剂则主要产物为三级醇。

对于有空间阻碍的反应物，能满意的得到酮，产率很好。这种空间因素可以是酰氯（脂肪或芳香的）或者是格氏试剂，特别是三级基团直接连接在MgX基团上：

有机镉化合物反应性较低，但很容易与酰氯反应，与酮反应很慢，因此可用于酮的合成。

§4 烯 酮

乙烯酮

H2C=C=O b.p.-56℃ 中学化学资料网[www.xiexiebang.com] 设计制作：隽桂才

用乙酸或丙酮为条件，直接热解得到乙烯酮。近来利用CO与H2在加热加压条件下，催化合成乙烯酮：

乙烯酮非常不稳定，通常只能获得它的二聚体：二乙烯酮

二乙烯酮与H2O,ROH,NH3反应：

二乙烯酮是CH3COCH2CO-基的等价代替物。乙烯酮可与含活泼氢的H2O,HNH2,ROH,CH3COOH,HCl,RMgX反应。

§5． 油脂和合成洗涤剂

一．油脂 中学化学资料网[www.xiexiebang.com] 设计制作：隽桂才

油脂普遍存在于动物脂肪组织和植物的种子中，习惯上把室温下成固态的叫酯，成液态的叫油。油脂是高级脂肪酸甘油酯的通称

组成甘油酯的脂肪酸绝大多数是含偶数碳原子的直链羧酸，其中有饱和的，也有不饱和的。液态油比固态脂肪会有较多量的不饱和脂肪酸甘油酯。几个概念：

1．干性：某些油涂成薄层，在空气中就逐渐变成有韧性的固态薄膜。油的这种结膜特性叫做干性（或称干化）。

油的干性强弱（即干结成膜的快慢）是和油分子中所含双键数目和双键结构有关系的，含双键数目多的，结膜快，数目少，结膜慢。有共轭双键结构体系的比孤立双键体系的结膜快。成膜是由于双键聚合形成高分子聚合物的结果。桐油结膜快是由于三个双键形成共轭体系。顺，反，反，—9，11，13—十八三烯酸 2．碘值：不饱和脂肪酸甘油酯的碳碳双键也可以和碘发生加成反应。100g油脂所能吸收的碘的克数称为碘值（又称碘价）。二．肥皂和合成洗涤剂 1．肥皂： 肥皂的制造：

2.合成系涤剂

a)阴离子洗涤剂 溶于水时其有效部分是阴离子。

现在国内最广泛使用的洗涤剂是烷基苯磺酸钠盐，R表示C12----C18的烷基。烷基最好是直链的，称为线形烷基。过去曾用过叉链的，但发现不能为微生物所中学化学资料网[www.xiexiebang.com] 设计制作：隽桂才

降解（大分子变为较小分子称降解），容易聚集在下水中或飘在河流中，引起环境的污染，因为微生物对有机物的生物氧化降解有选择性，它对直链的有机物可以作用，每次氧化降解两个碳，而有叉链存在时破坏其作用，故现在国际上系用线型的C12以上的烷基制洗涤剂。它可以从石油中分出正烷烃进行一元氯化，或石油、蜡裂解分出直链的1—烯烃，与苯进行傅氏反应得烷基苯，磺化、碱化处理得到。

b)阳离子洗涤剂。

溶于水时其有效部分是阳离子。如：

（3）非离子型洗涤剂

在水溶液中不离解，是中性化合物。

其中羟基和聚醚（OCH2CH2）n部分是亲水基团，家用液态洗涤剂的主要成分也是非离子洗涤剂。

三．磷脂

磷脂多为甘油脂，以脑磷脂及卵磷脂为最重要，其结构为：α—脑磷脂（磷脂酰乙醇胺）α—卵磷脂（磷脂酰胆碱）中学化学资料网[www.xiexiebang.com] 设计制作：隽桂才

磷脂中的酰基都是相应的十六个碳以上的高级脂肪酸，如硬脂酸、软脂酸、油酸、亚油酸（顺，顺－9，12－十八二烯酸）等；磷酸中尚有一个羟基具有强的酸性，可以与具有碱性的胺形成离子偶极键；这样在分子中就分为两个部分，一部分是长链的非极性的烃基，是疏水部分，另一部分是偶极离子，是亲水部分，因此磷脂的结构与前面所讲的肥皂结构类似，如果将磷脂放在水中，可以排成二列，它的极性基团指向水，而疏水性基团，因对水的排斥而聚集再一起，尾尾相连，与水隔开，形成脂双分子层。

磷脂在植物的种子中，蛋黄及脑子中含量较多可。由家畜屠宰后的新鲜脑或由大豆榨油后的副产物中提取而得。往往卵磷脂和脑磷脂不加分离而作为卵磷脂粗制品。

磷脂可以作乳化剂、抗氧剂、食品添加剂。医疗上用于治疗神经系统疾病。脑磷脂用于肝功能检验。

[食品添加剂]：在各种食品里添加磷脂，可以保持水份和盐份，使外形美观。由于磷脂有乳化性，在制面包、蛋糕、炸面饼，油酥糕的面粉中添加磷脂，能添加这些食品的强性。延缓变硬过程。保持盐分，还能使面包、蛋糕体积增加5%以上。

生物细胞膜是由蛋白质和脂类（主要是磷脂）构成的。磷脂的疏水部分相接而亲水端朝向膜的内外两面。这样构成脂双层。所有的膜都有不同成分的脂双层和相连的蛋白质组成。一些蛋白质松散地连接在脂双层的亲水表面，而另一些中学化学资料网[www.xiexiebang.com] 设计制作：隽桂才

蛋白质剂埋入脂双层的疏水基质中，或穿过脂双层。细胞膜对各类物质的渗透性不一样，可以选择性地透过各种物质，在细胞内的吸收和分泌代谢过程中其着重要的作用。

§６． 酰 胺

一 酰胺的物理性质

除甲酰胺外，酰胺大部分是白色结晶体。液体的酰胺是有机物及无机物的优良溶剂。最长使用的是N,N-二甲基甲酰胺（DMF）,它不但可以溶解有机物，也可以溶解无机物，是一种性能极为优良的溶剂。二 酰胺的化学性质 1.酰胺的酸碱性：

酰胺是氨（或胺）的酰基衍生物，胺是碱性物质，酰胺由于氮原子上未共用电子对与碳氧双键形成P-π共额，而使氮原子上电子云密度有所降低，因而减弱了它接受质子的能力，同时与氮相连的氢原子也变得稍微活泼。

生成亚胺基化合物，具有弱酸性，能与强碱的水溶液生成盐。

2.水解： 中学化学资料网[www.xiexiebang.com] 设计制作：隽桂才

3.脱水反应：

4.还原

酰胺很不容易还原，强还原剂和氢化锂铝可以将酰胺还原为胺。

5.Hofmann降级：

利用这个反应，由羧酸可以制备少一个碳原子的第一胺。

§７． 酰基衍生物的水解、氨解、醇解历程

羧酸酰基衍生物可被水、醇、氨等亲核试剂进攻。其中酯的水解历程研究的最多。

一、酯的水解历程

水解是酯化反应的逆反应，但水解反应历程比酯化反应研究的多，下面就酸催化和碱催化的历程进行讨论。

1．酯的碱性水解：

实验事实：酯的碱性水解速度依赖于酯的浓度和氢氧离子的浓度。

ν＝k[ROOR’][OH-] 为双分子反应

将含有同位素18O的酯水解，证明反应是按酰氧键破裂方式进行。

根据以上事实，酯的碱性水解大多属于双分子酰氧键断裂过程。可提出两个机理：SN2和加成-消除历程。

SN2历程： 中学化学资料网[www.xiexiebang.com] 设计制作：隽桂才

加成-消除历程：

为了判断这一反应的过程，进行了如下实验：将用同位素O18标记羰基的酯放在碱的水溶液中水解，当水解尚未完全时，取出未水解的酯分析其中O18 的含量，结果测得O18含量比原来样品中少的多，说明反应过程中发生了O18的交换。证明不是SN2反应，如果反应是一步取代，未反应的酯分子中 O18应该保持不变。故是加成-消除历程。

酯这样的碱性水解历程称为BAC2（碱催，酰氧键断裂，双分子历程），可表示如下：

反应最后一步是不可逆的，因为生成的羧酸根（RCOO-）有较强的P-π共轭效应，是较烷氧基离子要弱的多的碱，不可能夺取醇中的氢质子，从而使整个反应变为不可逆。

2．酯的酸性水解：

事实：

说明反应是酰氧键断裂。

②在水溶液中，ν＝k[RCOOR’][H+] , 说明是双分子反应。中学化学资料网[www.xiexiebang.com] 设计制作：隽桂才

酯的酸性水解绝大多数是双分子反应，并且是酰氧键断裂，这样的历程叫AAC2(酸催化，酰氧键断裂，双分子历程)

有特殊结构的酯，酰氧键断裂也可以按单分子反应进行：

2，4，6-三甲基苯甲酸酯，由于邻位两个甲基的位阻作用，试剂很难进攻，在一般条件下很难水解。但将它溶解在浓硫酸中，然后倾入冰水内，即得2，4，6-三甲基苯甲酸，这是由于分子按上述方式离解的结果，上述反应属于酰氧键断裂，在断裂过程中，生成酰基正离子，所以属于单分子历程，称为AAC1。

一些特殊结构的酯水解时也可以烷氧基断裂：

第三丁酯在酸性水解时，由于(CH3)3C+ 离子比较容易生成，所以是按烷氧键断裂单分子历程进行的，称为AAL1(酸催化，烷氧键断裂，单分子历程)。

由于这种历程是通过形成碳正离子进行的，可以预料，如果第三碳原子是一个手性碳原子，在反应过程中，应通过生成平面形的碳正离子而发生外消旋化，水解所得到的醇将是外消旋体。实验材料证明了这个论断。

总之，酯的酸性水解绝大多数是酰氧键断裂双分子反应历程，只有少量特定结构的酯，才发生单分子的酰氧键或烷氧键断裂历程。

第二篇：第十二章 羧酸和羧酸衍生物(教案)--中农有机化学教案 覃兆海

第十二章 羧酸和羧酸衍生物(教案)(学时数：10)

一、教学目的和要求

要求学生基本掌握有机化学中常用的几种效应(诱导效应、共轭效应、场效应)的基本概念及对有机化合物性质影响的分析，羧酸和羧酸衍生物的基本化学性质和制备方法，初步掌握乙酰乙酸乙酯和丙二酸二乙酯在有机合成中的应用。初步了解表面活性剂的基本概念、取代羧酸在自然界中的存在及其重要性等。

二、教学重点

1.有机化学中的电子效应：诱导效应、共轭效应、场效应等 2.羧酸酯的水解反应、Claissen缩合反应及应用等 3.乙酰乙酸乙酯和丙二酸二乙酯在有机合成中的应用

三、教学难点

1.有机化学中的电子效应：诱导效应、共轭效应、场效应 2.乙酰乙酸乙酯和丙二酸二乙酯在有机合成中的应用

四、教学内容 I.羧酸

1.羧酸的分类和命名

2.饱和一元羧酸的物理性质和光谱性质 3.羧酸的化学性质 4.羧酸的来源和制备 5.重要的一元羧酸 6.二元羧酸 7.取代羧酸 II.羧酸衍生物 8.羧酸衍生物 9.碳酸衍生物 10.油脂和合成洗涤剂

11.乙酰乙酸乙酯和丙二酸二乙酯在有机合成中的应用 12.有机合成简介

五、教学方法

课堂讲授，配合课堂讨论和课后练习。

六、课堂讨论题

1.预测下面反应的产物，并加以说明

CH3OCH3OCOH-(1equiv.)COOC(CH3)3H2OCH3OCH3OCCOOC(CH3)3HClCH2Cl2

2.为什么乙酸乙酯的偶极矩(μ=1.8D)小于2-丁酮(μ=2.8D)，因而有较低的沸点？

七、课后练习

1.完成下列反应 OCH3COCCH2PhOCH3CH3H2ONaOHCl+CO3HH3+OOOCHCHCNH2+Cl2+NaOHCOCl+OHPyridine

H+CH3CH2CH2OH+CH3COClCH3HHOOHCS2NaOHCH3I200oC500oCO+CH3NH2O300oCCH3OCH2CN+C6H5MgBrEt2OH3+O

2.设计一合成路线由乙酰乙酸乙酯和不超过三个碳原子的有机化合物合成

COOC2H5OCH3

3.设计一合成路线由丙二酸二乙酯和不超过三个碳原子的有机化合物合成 CH2OHCH3CH2CCHOCH3

第三篇：高中化学奥赛有机化学教案 19-含硫、磷的化合物

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19--含硫、磷的化合物

§

1、硫、磷原子的成键特征

价电子层构型

O 2S22pS

3S23P43d0

N 2S22Pp

3S23P33d0

1.由于价电子层构型类似，所以硫、磷原子可以形成与氧、氢相类似的共价键化合物。

醇

胺

硫醇

膦

2.由于3P轨道比2P轨道比较扩散，它与碳原子的2P轨道的相互重叠不如2P轨道之间那样有效，以硫、磷原子难以和碳原子形成稳定的P—Pπ键。

如

硫醛和硫酮，除了少数芳香硫酮（二苯硫酮）之外，一般不稳定，易于二聚，三聚或多聚成为只含σ键的化合物

3.硫，磷除了利用3S,3P电子成键外，还可以利用能量上相接近的空3d轨道参与成键。

3d轨道参与成键有两种方式，一种是s电子跃迁到3d轨道上，形成由s.p.d电子组合而成的杂化轨道

磷原子

sp3d杂化

形成五个共价单键

PCl硫原子

sp3d2杂化

形成六个共价单键

SF6

另一种方式是利用它的空3d轨道，接受外界提供的未成键电子对形成d—Pπ键,如：亚砜，砜，磷酸酯都是含有这种d-Pπ键。

4、硫，磷原子常取sp3杂化态，与胺类似具有四方体构型

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叔胺

叔膦

硫醚

季铵盐

季膦盐

锍盐

氧化叔胺

氧化叔膦

亚砜

§

2、含硫有机化合物的主要类型和命名

一

结构类型

硫原子可以形成与氧相似的低价含硫化合物

硫醇

硫酚

硫醚

二硫化物

亚砜

砜

次磺酸

亚磺酸

磺酸

[

][

]

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硫醛

硫酮

硫代羧酸

硫脲

异硫氰酸酯

黄原酸酯

二

命名

含硫化合物的命名，只需在相应的含氧衍生物类名前加上“硫”字即可。

如:

异丙硫醇

2.2-二氯二乙硫醚

-SH作取代基命名时，与其他官能团的命名原则相同。

巯基乙酸

亚砜、砜、磺酸及其衍生物的命名，也只需在类名前加上相应的烃基就可以了。

二甲亚砜

对甲苯磺酸

环丁砜

对甲苯磺酰氯

对氨基苯磺酰胺

§

3、有机硫化合物的性质及在有机合成上的应用 硫醇和硫酚

①

制备

硫脲法

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②

反应

上.醇的氧化反应在与羟基相连的碳原子上,硫醇的氧化反应发生在硫原子

乙磺酸

1.3-二噻烷 硫醚，亚砜和砜

①

制备

②、反应

碘化三甲锍

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98％可控制在生成亚砜阶段。

3.应用

①、Raney Ni 脱硫反应

②、含S碳负离子在有机合成上的应用

(i)的反应(相当于)

可以与1。卤代烷进行烷基化反应,与醛酮进行亲核加成反应.中学化学资料网[www.xiexiebang.com] 设计制作：隽桂才

α-羟基酮

(ii)亚砜和砜碳负离子反应.β-酮亚砜

α-甲基酮

(iii)硫叶立德反应

§4.含磷有机化合物的分类和命名

一

分类

三价磷化合物：

伯膦

仲膦

叔膦

亚磷酸

烃基亚膦酸

二烃基次亚膦酸

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亚磷酸酯

烃基亚膦酸酯

二烃基次亚膦酸酯

五价磷化合物：

磷酸

膦酸

次膦酸

磷酸酯

膦酸酯

次膦酸酯

二

命名 瞵、亚瞵酸和瞵酸的命名，在其相应的类名前加上烃基的名称

五苯膦

亚甲基三烃基膦

三苯膦

苯膦酸

甲基亚膦酸

凡属含氧的酯基，都用前缀O—烃基表示

o.o-二乙基苯膦酸酯 含P—X或P—N键的化合物可看作含氧酸的-OH基被-X、-NH2取代后所形成的酰卤或酰胺。如：

苯基亚膦酰氯

苯膦酰胺

三

wittig试剂及其反应 制备

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Wittig 试剂对空气，水极敏感，加热易分解。

①

碱的强弱视季磷盐的α-H的酸性大小而定

磷盐的α-H酸性较小者，如 需用

磷盐的α-H酸性较大者，如NaOH EtONa即可。

之类则用② 用来制备wittig试剂的卤代烃，可以是CH3X 1。

2。卤代烃，但是不能用3。卤代烃。卤代烃分子中还可以含 2 wittig反应

71％

58％

77％

四

阿尔布佐夫（H.E.Arbnzor）反应

即亚磷酸三烷基酯作为亲核试剂与卤代烃作用，生成烷基膦酸二烷基酯和一个新的卤代烃

三烃基亚磷酸酯

二烷基磷酸酯

反应步骤： 中学化学资料网[www.xiexiebang.com] 设计制作：隽桂才

第四篇：高中化学奥赛安排

高中化学奥赛安排

1.高一第一学期：完成高中所有课程（必修

1、必修

2、选修

4、选修5）

2.高一第二学期：完成高中课程选修3；完成大学无机化学上册，北师大；完成有机化学

上册，邢其毅版（可请大学讲师上）

3.高一暑假：参加湖南师大的化学奥赛培训，注：参加高二年级的培训

4.高二第一学期：完成大学教材，无机、有机，进入模式试卷

5.高二第二学期：模拟试卷练习

6.高二暑假：参加武汉的培训，一周时间，主要是讲题目

7.停课模拟试卷

8.参加比赛

第五篇：高等有机化学教案

有机化学是研究有机化合物的组成、结构、性质、反应规律的一门学科，是药学专业很重要的一门专业基础课程，是生物化学、药物化学、药物合成、药物分析、天然药物化学等专业课程的重要基础。以下是高等有机化学教案，欢迎阅读。

一、教学目的《高等有机化学》是化学各专业研究生的专业基础理论课。本课程主要研究有机化学领域内的结构理论与反应理论，通过本课程的学习为学生以后的科研工作与继续深造打下牢固的理论基础。通过对该领域内某些重大成果的研究思路与研究方法的分析，开发学生的创造性思维。

二、课程的基本要求

要求学生掌握高等有机化学的基本理论：

掌握有机结构理论和反应理论。

掌握研究有机物的基本方法与基本思路。

掌握重要有机反应的机理

具备分析影响反应活性的因素的能力

三、教学内容、学时分配及讲授方法

第一章 有机化合物结构理论

建议学时：12学时

第一节 共价键

1-1 价键理论

1-2 共振论

1-3 分子轨道理论

1-4 杂化轨道

1-5 氢键

第二节 有机化学中的电子效应和空间效应

2-1 有机化学中的电子效应

2-2 有机化学中的空间效应

第三节 酸碱理论

3-1 无机化学中的酸碱理论

3-2 酸碱质子理论

3-3 酸碱的Lewis理论

3-4 软硬酸碱的概念

3-5 超强酸和超强碱

3-6 酸碱在有机化学中的应用

授课方法：课堂讲授与学生自学相结合，辅以讨论与提问

第四节 芳香性理论

芳香性、非芳香性、反芳香性、同芳香性及反同芳香性的判断

Y芳香性

方克酸类（选讲）

二茂铁类物质

芳香性在有机化学中的应用

?授课方法：学生查阅资料的基础上，以学生讲授讨论为主辅以教师讲授、总结