有机化学有机酸(推荐8篇)
有机酸类(organic acids)是分子结构中含有羧基(一cooh)的化合物。在中草药的叶、根、特别是果实中广泛分布,如乌梅、五味子,覆盆子等。常见的植物中的有机酸有脂肪族的一元、二元、多元羧酸如酒石酸、草酸、苹果酸、枸椽酸、抗坏血酸(即维生素c)等,亦有芳香族有机酸如苯甲酸、水杨酸、咖啡酸(caffelc acid)等。除少数以游离状态存在外,一般都与钾、钠、钙等结合成盐,有些与生物碱类结合成盐。脂肪酸多与甘油结合成酯或与高级醇结合成蜡。有的有机酸是挥发油与树脂的组成成分。
有机酸多溶于水或乙醇呈显著的酸性反应,难溶于其他有机溶剂。有挥发性或无。在有机酸的水溶液中加入氯化钙或醋酸铅或氢氧化钡溶液时,能生成水不溶的钙盐、铅盐或钡盐的沉淀。如需自中草药提取液中除去有机酸常可用这些方法。
一般认为脂肪族有机酸无特殊生物活性,但有些有机酸如酒石酸、枸椽酸作药用。又报告认为苹果酸、枸椽酸、酒石酸、抗坏血酸等综合作用于中枢神经。有些特殊的酸是某些中草药的有效成分,如土槿皮中的土槿皮酸有抗真菌作用。咖啡酸的衍生物有一定的生物活性,如绿原酸(chlorogenic acid)为许多中草药的有效成分。有抗菌、利胆、升高白血球等作用。
越多的面对化学专业的学生开设了生物化学课程[2,3,4],但主要是作为学生的一门选修课程,教学研究方面投入较少,真正符合化学专业实际,适应化学专业教学需要的生物化学教学体系尚未完全形成,各个学校开设的要求和课时均不相同。由于在化学专业开设生化课程的时间不长,造成的结果是学生对生化的学习不感兴趣,厌学、畏学,生化的开设形同虚设。为了使化学专业的学生真正的融入到生物化学的学习中,提高生物化学的教学质量以及学生的综合素质,我们认为借助于生物化学与化学学科的密切联系,化学专业的学生又具有扎实的化学知识,在生物化学的教学过程中,将生化教学与化学相关知识进行的有机融合,不仅可以进一步升华学生已掌握的化学知识,而且对提高生物化学的教学质量有着事半功倍的效果。在教学实践中,我们从以下四个方面尝试对有机化学和生物化学的内容进行融合,真正达到生物化学的开课目的。
1 结合生物化学发展史,促使两者的有机融合
生物化学是应用化学的理论和方法来研究生命现象,是生物学和化学交叉形成的学科,它的发展和化学 - - 尤其是有机化学紧密的联系在一起,许多对生物化学发展起推动作用的生物化学家对有机化学的研究也有着很深的造诣。在学习有机化学时,学生对法国杰出的化学家巴斯德有着很深的印象,因为巴斯德在年仅28岁的时候就阐明了具有相同化学结构的酒石酸由于其立体结构上的不同而分为两种分子,这两种分子呈镜象关系,并由此提出了对映异构现象[5],而在学习生物化学发展史时,我们不得不提的是生物化学是由于巴斯德在解决发酵本质的著名论中所产生的,所以巴斯德被称为生物化学的鼻祖。再如学生们所熟知的化学家鲍林,提出了共振论和杂化轨道理论,对有机结构理论的发展做出了杰出的贡献,而鲍林在40年代中期以后提出纤维状蛋白质的螺旋结构,及蛋白质是具有多肽链结构的物质,打开了通往蛋白质与DNA分子奥秘的大门,并由此获得了1954年的诺贝尔化学奖。据统计表明百余年来诺贝尔化学奖的颁发过程中,多位化学家都是因为在生物化学领域内的杰出贡献获得了诺贝尔奖。通过生化发展史中这些具体的例子,能够激发学习生物化学的兴趣和优越感,会深刻的感受到生物化学和有机化学自发展之始就是有机的融合体,扎实的有机化学理论和知识是研究生物化学所必备的,否则生物化学的研究就是无本之木,无源之水。而生物化学是有机化学研究的最终归属,因为任何学科的发展都将应用于生命体,为生命服务。
2 通过有机化学的观点和理论解决生物化 学问题,促使两者的有机融合
生物化学课程知识覆盖面广,物质代谢复杂,涉及反应多,知识体系和化学学科有很大的区别,学习方法和思维方式也有别于化学学科知识体系的学习,基于此,化学专业的学生在学习生物化学时往往感到不适应。我们认为在教学过程应在保证学生对生物化学整体知识框架的系统认识的前提下,充分发挥化学专业学生系统、扎实的有机化学知识,通过有机化学的理论和观点来讨论生命过程中的化学问题,对缓解学生的这种现状有很大的帮助。如有机化学的学习主线“结构决定性质,性质反应结构”在学生的脑海中根深蒂固,所以学生很容易理解蛋白质结构和功能之间的关系。从化学的观点出发,学生很容易理解人造奶油反式脂肪酸为什么给我们带来了巨大的灾难,其原因就在于比起反式构型的双键结构,顺式不饱和脂肪酸有较低的熔点,能够保证在生理温度油脂的液体状态。晒太阳能补钙的这个生活小常识用化学的理论解释是: 钙的吸收需要维生素D的参与,而人的皮肤中含有维生素D原,在光照条件下,会发生周环反应生成维生素D,所以才有了晒太阳能补钙这一说法。类似的例子在生化内容比比皆是。通过有机化学的理论和观点来解决生化问题,可以让学生自然而然的融入生化课程的学习,发挥学生扎实的有机理论和知识的优势,降低学习生化的难度,变死记硬背为逻辑推理,在潜移默化中将两者进行了有机的融合,激起学生学习生化的兴趣。
3 结合生活实例,促使两者的有机融合
众多的教学研究表明,在教学过程中生活实例的结合能够促使学生“学”和“用”的有机结合,让学生感受到学习的重要意义,激发学生学习兴趣的产生,促进学生书本知识向实践能力的转化和创新思维的发展。生物化学是一门基础的自然科学,是通过化学的理论和方法来研究生命体内的化学变化,所以在实际生活和生产中的广泛用既以生化原理为基础,又和化学知识密不可分。因此在教学的过程中,结合具体的应用事例,以此为桥梁,促进有机化学和生物化学的有机融合,提高学生学习生物化学的兴趣。如日常生活中的烫发,其原理是以生物化学为基础,头发是角蛋白,角蛋白的螺旋多肽链间有很多的二硫键交联,二硫键的生成的位置是决定着头发的形状,二硫键是巯基通过氧化反应生成的[6]。烫发的过程实际就是通过还原剂破坏头发原有的二硫键,通过还原剂使二硫键在新的位置生成,从而达到了改变发型的目的。其中涉及到的还原剂就是一种小分子有机物,烫发质量的好坏和还原剂有很大的关系,了解到这一点,思维活跃的学生就会考虑,在学习过的类似结构的有机化合物中,有没有可以充当改良的还原剂,从而达到降低烫发的副作用,改善烫发的效果。通过类似实例的引入,作为学生会深刻的感受到,要使自己已有的有机化学理论和知识发挥更大的作用,为人类造福,学习和掌握一定的生化知识是非常必要。显而易见,结合生活实例的教学过程,进一步将有机化学和生物化学进行了融合,使学生学习生化的兴趣进一步得到提升,亦有助于培养学生的创新思维。
4通过有机化学的前沿科学研究成果的学习,促使两者的有机融合
据相关资料表明,美国杰克逊州立大学将生物化学放在与四大化学同等重要甚至更重要的位置上,在科学研究方面,无机、分析、有机和物理化学相关课题的研究人员,都会把研究成果往生物应用方面靠,特别是有机化学,有研究者提出目前有机化学的两个前沿阵地之一就是有机化学与生物化学相结合,从分子水平来研究生物学问题。就目前而言手性化合物、生物活性化合物的合成和分离是有机化学工作者的热点研究内容。超分子化学、小分子有机化合物与蛋白质、DNA等大分子的相互作用无一不和生物化学有着千丝万缕的联系,但这些前沿的研究成果,在教材中并不能体现,为了让学生对这些前沿的研究成果有一定的了解和认识,使学生更深刻的认识和体会到有机化学与生物化学的紧密联系,激发学生学习生化的热情,提高生物化学的教学质量,我们将利用丰富方便的网络资源,查找相关的文献资料,利用4课时左右的时间,与学生一起讨论有机化学领域的最新研究成果在生物化学领域的应用,同时,给学生指定内容,利用业余时间进行相关小论文的撰写。在教学实践中,我们查阅了小分子有机化合、药物等与蛋白质、DNA的之间相互作用的文献,让学生了解这些前沿的研究成果。通过这样的学习方式,一方面可以弥补传统生物化学内容更新慢的缺点,有助于学生了解有机化学与生物化学交叉发展的最新研究成果,有助于学生的科研素质水平的提高,知识视野的开阔; 另一方面,使学生认识到有机化学和生物化学的发展是相互依存,相互促进,两者的最终的目标是一致的—即从分子水平研究生物学问题。
5 结 语
教学内容是进行教学活动的依据,确定教学内容是开课的基本前提,但是适合化学专业学生学习生物化学教材并不多。为了达到良好的教学效果,我们以化学专业的学生有扎实的有机化学基础为切入点,在保证生物化学课程体系完整的基础上,从以上四个方面使生化内容“有机”化,让学生从有机化学的角度来学习生物化学。教学实践表明我们这种教学理念达到了良好教学效果,不仅激发了学生学习生物化学的兴趣,而且使学生所学的有机知识得到了进一步提升,同时我们得教学经验和教学成果对其它类似课程的教学有着一定的借鉴作用。
参考文献
[1]古练权,黄志纾,马林.生物化学.2版[M].北京:高等教育出版社,2011:1.
[2]段玉峰.化学专业生物化学课程教学内容和教学方法研究[J].化学通报,2002(7):492-497.
[3]刘永忠,薛宇红,刘飞清,等.化工类专业教学改革的现状、分析与对策[J].化工高等教育,2005(1):13-19.
[4]刘铮,金涌,魏飞.化学工程科学发展的回顾与思考[J].化工进展,2002,21(2):87-91.
[5]曾昭琼,李景宁.有机化学.4版[M].北京:高等教育出版社,2004:119.
关键词:有机化学 高考 学习方法
引言:有机化学是中学重要内容之一,是学习大学有机化学的奠基石。从近几年来高考的化学试题研究发现,有机化学试题的分值都在20分以上。然而相比较无机化学知识而言,有机化学内容相对较少,学时数也较少,对于中学生来说,掌握的程度相比无机化学要差一些。那如何更好的学习有机化学呢?
一:近几年高考卷有机大题的分析,了解有机化学试题的考查动向
通过查询2010年至2013年高考卷,归纳出有机化学的主要考查知识点主要为:反应方程式,反应类型,同分异构体,结构简式,官能团名称,有机物名称等。四年来考查知识点相对固定。2008年开始,江苏卷出现有机合成路线设计流程图题型,一直沿用。上海卷在2012年后将此作为新增考查点,2013年浙江卷将此作为新考查点。
有机合成路线设计不仅能准确考查学生对典型有机物性质及其转化关系的掌握情况,更能考查学生对于信息的迁移和加工能力,同时也全面反映学生思维的质量。所以成就了高考难点之一。
二:通过高考题,寻求有机化学学习的方法
(2013 浙江.28)某课题组以苯为主要原料,采取以下路线合成利胆药-柳胺酚,回答下列问题:
(1)对于柳胺酚,下列说法正确的是:
A.1mol柳胺酚最多可以和2molNaOH反应 B.不发生消化反应
C.可发生水解反应 D.可与溴发生取代反应
(2)写出A B 反应所需的试剂 (3)写出B C的化学方程式
(4)写出化合物F的结构简式
(5)写出同时符合下列条件的F的同分异构体的结构简式 (写出3种)
①属酚类化合物,且本换上有三种不同化学环境的氢原子②能发生银镜反应
(6)以苯和乙烯为原料可合成聚苯乙烯,请设计合成路线(无机试剂及溶剂任选)。
在这些考点中,第(1)(2)(3)小题考查要求不高,一般考试得分较为理想。然而学生得分率较低的为(4),(5),(6)小题。因此,要想顺利的拿下这类高考题,我们就需要有一个相对完整的有机知识体系的认识。
1.掌握有机化合物的官能团与化学性质的关系,构建基础知识体系。
化学学习的基本思路是:结构决定性质,性质反映结构。在有机物结构中,官能团是决定有机化合物化学特性的主要因素。常见官能团的特殊化学性质[1]:(1)能使溴水褪色的物质可能含有碳碳双键,碳碳三键或酚羟基;(2)能使酸性高锰酸钾褪色的物质可能含有碳碳双键,碳碳三键,醛基或酚羟基;(3)能发生银镜反应或与新制氢氧化铜煮沸后生成砖红色沉淀的物质一定含有醛基。(4)能与Na反应放出H2的物质可能含有醇羟基,酚羟基,羧基。(5)能与Na2CO3溶液作用放出CO2或使石蕊试液变红的含有羧基.(6)能与FeCl3溶液显紫色的有机物中含有酚羟基。(7)能水解的有机物中可能含有酯基,氯代烃,肽键。(8)能发生消去反应的为醇或卤代烃。
有机化合物之间的化学反应,主要发生在官能团以及与官能团相连的碳原子上。因此,在对有机化合物的学习的认识过程中,尤其要注重对官能团结构特征的认识,掌握了官能团部位在反应中的变化,就掌握了该反应的实质。利用规律,对知识点加以重组和迁移。比如利用官能团性质,可以将单官能团合成多官能团的物质,将小分子有机化合物合成高分子有机物。掌握有机化学结构和性质的关系,就能融会贯通将各种官能团进行相互转化,形成结构化的知识网络,从而对有机化学有个整体认识,提高有机化学的学习效率。
2.掌握有机物分子式变化规律,突破同分异构体的书写和数量判断。
同分异构体是中学化学教学中的重点,也是高考必考的一个难点。在教材中所讲的有关同分异构体的知识简单,但在高考中提出了更高的要求。通常对于同分异构体的知识点考查时都带有限制条件,我们可以通过以下方式来做出判断。
①熟练掌握各种官能团的特殊性质。这点就有赖于前面基础知识构建体系的稳固性。
②掌握同分异构体的书写规律。同分异构体的异构方式主要为:构造异构和立体异构。中学阶段重点考察构造异构。而构造异构体主要分为(1)碳骨架异构。比如CH3CH2CH2CH3,CH3CH(CH3)CH3.(2)取代基或官能团位置异构.比如CH3CH2CH2Cl 与CH3CH(CH3)Cl (3)官能团异构。如同碳原子数(n>2)时,饱和一元醛和饱和一元酮互为同分异构体,饱和一元酯和饱和一元羧酸互为同分异构体。
在高考中对于同分异构体的数量判断,通常是三种异构规律的综合考察,稍有不慎,容易遗漏。为防止遺漏,可以采用“定二议一”法。比如先将官能团,取代基或官能团位置固定为相同,进行碳骨架异构,再在同一种同分异构体中进行官能团异构,最后进行取代基或官能团位置异构。在2013年浙江这道高考有机题的第(5)小题中,我们可以写出以下同分异构体:
3.掌握有机合成设计的方法,实现有机物合成目标
对于简单化合物的合成,通常可以采用类比法来设计合成路线。但如果有机物结构复杂,步骤多,就不得不掌握合成路线设计的策略和技巧[2]。
(1)逆向合成法:就是从需要合成的目标分子出发,按一定的逻辑推导原则,推出目标分子的前体,再逆向推出该前体的前体,连续逆推下去。直至推导出简单的起始原料。
(2)合成路线设计流程图。 在逆推过程中,往往需要把目标分子的某些键切断,得到两个或更多碎片。通过碎片找到相应的试剂分子。把逆推和切断倒过来,运用与碎片相对应的试剂在一定条件下进行反应就是合成路线。
(3)合成设计流程图遵循的原则。①使合成步骤尽可能少②应有合理的切断依据③涉及到官能团时,在新官能团处切断,得到原官能团④遵循最大程度简化原则。如在分子中央处切断,在有支链处切断,利用分子对称性切断。
在上述2013年浙江高考题中,第(6)小题的合成路线可以采用逆向推理法,即为:
所以聚乙烯的合成设计路线流程图如下所示:
有机合成路线设计题由于很好的契合了高考能力考查的要求,预计将成为高考的必考题型。虽然能力要求较高,但是只要我们掌握其特点和分析方法,科学训练,勤于总结归纳,定能“啃”下这块硬骨头。
总之,在有机化学的学习过程中,我们应该多积累基础知识,寻找有机物之间类似或转化的规律,构建有机化学反应及不同官能团的网络知识结构体系,有助于我们更好的学习有机化学。
参考文献:
[1]王海龙,《有条件限制的同分异构体书写技巧》,理科考试研究.综版。2013年
第十二章:杂环化合物
一.命名下列各物种或写出结构式。(本大题共
小题)
1、写出 *
2、写出 的名称。的音译名称。
3、写出2, 3-二甲基呋喃的构造式。
4、写出 的俗名。
5、写出2-呋喃乙酸的构造式。
6、写出3-甲基四氢呋喃的构造式。
7、写出
8、写出 的名称。的名称。
*
9、写出 的名称。
10、写出5-甲基-2-呋喃甲酸的构造式。
二.完成下列各反应式(把正确答案填在题中括号内)。(本大题共 49 小题)1、2、3、4、5、6、7、8、()
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天津商学院 考试中心制作23、24、*
25、26、27、28、三.理化性质比较题(根据题目要求解答下列各题)。(本大题共 51 小题)
1、比较下列化合物芳香性的大小:
2、将下列化合物按偶极矩大小排列:
3、下列化合物按消除HCl反应速率快慢排列成序:
4、比较下列化合物的碱性大小:
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16、将下列化合物按碱性大小排列成序:
17、将下列化合物按碱性大小排序:
18、比较下列化合物的碱性大小:
19、比较(A),(B)的芳香性大小:
20、将4-氨基吡啶(A)、4-甲基吡啶(B)、吡啶(C)、4-氰基吡啶(D)按碱性大小排列成序。
21、将下列化合物按亲电取代速率大小排列成序:
*
22、比较(A),(B)碱性水解的活性大小:
*
23、比较(A),(B)碱性的大小:
24、下列化合物哪些具有芳香性:
25、比较下列化合物碱性的大小:
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35、将下列化合物按脱羧反应活性大小排列成序:
36、将下列化合物按水解反应由易到难排序:
37、将(A),(B)按酸性大小排列成序:
38、将下列化合物按碱性大小排列成序:
39、比较(A),(B)酸性的大小:
*40、比较(A),(B)碱性的大小:
41、将下列化合物按亲电取代反应活性排列成序:
42、比较下列化合物亲电取代反应的快慢:
43、排列各氮原子的碱性大小次序:
四.基本概念题(根据题目要求回答下列各题)。(本大题共 13 小题)
吡咯分子中的N具有仲胺的结构,可是它没有碱性,相反N上的H具有一定的酸性,试解释之。天津商学院 考试中心制作
2、呋喃、吡咯和噻吩比苯更易进行亲电取代反应,为什么?
3、下列化合物中最易被HBr开环的是:
4、下列化合物中,哪个不能与氢氧化钾生成盐?
*
5、下列杂环化合物哪些具有芳香性?
*
6、下列反应结果是否正确?为什么?
7、可溶于碱的化合物有:
8、吡啶和六氢吡啶哪个碱性强?为什么?
9、下列化合物哪个可溶于酸,哪个可溶于碱,或既可溶于酸又可溶于碱?
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5、用简便的化学方法鉴别以下化合物:
6、用简便的化学方法鉴别以下化合物:
(A)苯酚
(B)噻吩
(C)苯硫酚
7、用简便的化学方法鉴别以下化合物:
(A)吡咯
(B)四氢吡咯
(C)4-氨基-1-丁醇
8、用简便的化学方法鉴别以下化合物:
(A)呋喃
(B)四氢呋喃
(C)1, 4-丁二醇
*
9、用简便的化学方法鉴别以下化合物:
10、用简便的化学方法鉴别以下化合物:
11、用简便的化学方法鉴别以下化合物:
(A)吡啶
(B)六氢吡啶
(C)环己胺
*
12、用1H NMR谱的方法鉴别以下化合物:
13、用简便的化学方法鉴别以下化合物:
(A)苯
(B)2-丁基吡啶
(C)苯胺
六.用化学方法分离或提纯下列各组化合物。(本大题共小题
1、用简便的化学方法除去苯中的少量噻吩。
2、用简便的化学方法除去呋喃中的少量糠醛。
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10、完成转化:
11、完成转化:
12、以α-甲基吡啶为原料(无机试剂任选)合成:
13、完成转化:
14、以苯和吡啶为原料(无机试剂任选)合成:
八.推导结构题(分别按各题要求解答)。(本大题共 14 小题)
1、杂环化合物C5H4O2经氧化后生成羧酸C5H4O3。把此酸的钠盐与碱石灰作用,转变为C4H4O,后者与金属钠不起作用,也不具有醛和酮的性质。原来的C5H4O2是什么?
2、组成为C6H6OS的化合物,不同氧化银的氨溶液反应,但能生成肟,同次氯酸钠作用,生成α-噻吩甲酸。确定此化合物构造。
3、化合物A(C6H7N)在氯化锌存在下与苯甲醛作用脱去一分子水,生成B(C13H11N)。B经臭氧化分解得C(C6H5ON)及苯甲醛。C在氢氧化钾作用下得
断A,B和C的构造式。
4、某化合物A(C5H4O2),与氧化剂作用生成B(C5H4O3),加热B生成C(C4H4O)并放出气体。B能与NaHCO3作用。C无酸性,也不发生醛和酮的反应,但遇盐酸浸过的松木片显绿色。试推断A,B和C的构造式。
高中阶段,学生刚接触到有机化学,兴趣很浓,积极性很高,是再一次激发学生学习兴趣的最佳时期,但开始系统学习时,部分学生感觉困难,产生畏难情绪,出现分化现象。教师要在这个节点上发挥主导作用,进行学习方法和学习能力的培养,让学生迈过这个坎,进入有机化学的自由王国,轻松愉快地学好有机化学。在多年的教学实践中,笔者注重以下几个环节的教学,收到较好的教学效果。
一、辩析有机物的特点。在学完甲烷,乙烯,乙炔,苯之后,我就引导学生归纳总结有机物的特点(与无机物比较)
1.元素组成特点:核心元素是C、还含有H、O、N、卤素等非金属元素。
2.结构特点:碳碳间以共价键形成碳链,这是有机物结构的基础。
3.数量特点:有机物种类繁多,约三千万种。究其原因,碳原子最外层有四个电子,不仅能与其他原子形成四个共价键,而且碳原子与碳原子之间也能相互组成共价键;不仅可以形成单键,还可形成双键或三键;多个碳原子可以相互结合形成长长碳链,也可以形成碳环。
4.性质特点:对大多数有机物来讲,①难溶于水,易溶于酒精,汽油,等有机溶剂。②多为非电解质,不易导电。③多数熔沸点较低。④多数易燃烧,易分解。⑤有机反应复杂,多数需要催化剂,常伴有副反应发生,因此有机反应式不用等号“=”,而用箭号“→”
有比较,才有鉴别,从比较中就能抓住有机物的本质,从而帮助学生理解掌握有机物的特点。
二、归纳有机化学的一般原理
1.碳四价原理:在有机物分子中,碳原子均有四个键与其他原子结合,此为书写结构式,分析,判断分子组成与结构正误的依据。
2.同系物原理:同系物中的各有机物均具有十分相似的化学性质,因此可以举一反多,这是学习有机化学的重要方法。有机物种类繁多,不可能也不必要一一学习,只要在同系物中选择一种或两种重点研究,就能推广到同一类物质。
3.官能团原理:有什么样的官能团就有什么样的性质。有机物主要是按官能团进行分类的,所以学习有机化学从某种意义上说就是学习官能团的化学。
4.构性相依原理:结构决定性质,性质反映结构,构性相依是有机化学又一基本原理。如①单键,键长较长,键能较小,因而不稳定,易断键,易分解;②双键,键长比短,但平均键能小,因而其中一个键易断裂,易加成;③ 三键,键长比、都短,平均键能更小,因而其中二个键易断裂,易加成;④在中碳碳键,键长介于和之间,较稳定,易取代,难加成、难氧化;⑤ 键长最短,键能最大,最稳定。
三、教学过程中强化几种意识
1.训练为主意识。从认知学原理可知,知识的获取要经过实践→认识,再实践→再认识的过程。每学一种有机物,让学生运用构性相依原理,阅读教材,归纳总结物质的结构→性质→用途→制法之间的关系。如乙醛的学习,先分析乙醛的结构特点:含有官能团,之间可以加氢形成醇,之间可以加氧形成酸,具有两性,从而推广到醛类的共性。通过这样反复训练,不仅掌握了乙醇,乙醛,乙酸的性质,加深了构性相依的理解,更培养了推理,自学能力。
2.培养兴趣意识。心理学告诉我们,教学不是“告诉”,而是“唤醒”,挖掘学生潜能。兴趣是学习的原动力,只有在产生兴趣的基础上,才能引发积极的思考和探究未知的愿望,才会积极主动的学习,并且不会觉得学习是一种负担,甚至有时会废寝忘食。实验教学是激发学习兴趣的最好途径。在教学 中要特别重视实验,最好能让学生亲自动手做实验。不管是演示实验还是分组实验,要力所能及,力争全做。如乙醛的银镜反应,看得见,摸得着,能给学生一个惊喜,产生一种良好的情绪状态,再经过教师的讲解和自身的积极思考,很容易掌握乙醛的知识。接着让同学动手做乙醛与菲林试剂反应的实验,他会积极主动认真完成任务,从而达到培养兴趣的目的。
3.实验探究意识。在教学中,增强问题意识,创设问题情境,运用实验手段去探究结论。如乙醇的教学,首先根据 乙醇的分子式及元素的化合价,分析乙醇可能的结构式:或。怎样确定乙醇究竟是那种结构呢?发动学生设计实验方案,并对实验方案进行评价优选,然后试验探究。师生共同对探究过程,探究结论分析评价,表述探究结果。
教学目的1.使学生了解有机化化学的研究对象和有机化合物的特殊性质。
2.使学生掌握有机化合物的结构表示方法和有机化合物的分类方法。能够正确书写简单有机物的电子式、结构式和结构简式;认识一般有机官能团和能给单官能团有机化合物分类。
3.使学生掌握杂化轨道概念,能判别简单有机物分子中碳原子的杂化类型。
4.使学生熟悉有机化合物分子中化学键:偶极矩、σ键、π键的特点和酸碱电子理论,了解有机物结构特点与一般理化性质的关系;了解价键理论和分子轨道理论。
教学重点
有机物的结构表示方法、杂化轨道理论及有机物分类方法。
教学难点
杂化轨道理论、价键理论与分子轨道理论,σ键、π键的特点。
课堂组织
第一节 有机化学的研究对象
简述:从人类生存、生产的历史阐明有机物的历史性与广泛性,人类生存离不开有机物的事实。
给出有机物的原始概念、演变后的现代概念及其演变历程。
阐明有机物与无机物在结构和性质上的差异。
分析有机物与无机物互相转化的关系及相对性。
归纳出有机化学的研究对象为烃及其衍生物的组成、结构、制备、性质及其变化规律。
第二节 有机化合物特性
从人类生活的衣食住行必须物来分析有机物的共同性质(或有机物的特性)
1.从衣食住行必需品的种类数量分析得到有机物数量多的印象。
简单解释:碳链延长与分枝所致。
2.从生活中的防火知识进行演绎,得出大多数有机物易燃的结论。
简单解释:碳碳键和碳氢键大都可以转变成碳氧键和氢氧键并且放出能量。
3.从酒精、食油、燃气等有机物存在状态导出有机物低熔点性质:
简单解释:分子化合物,弱极性键所致。
4从石油、食油、氯仿、苯的水溶性导出大多数有机物不溶于水的结论。
简单解释:相似者相溶。
5.从绝缘体引出大多数有机物不导电的性质。诸如反应慢、副反应多性质也从生活事实导出。
总结:有机物的结构决定有机物性质---结构式的重要性。
第三节 有机化合物中的化学键
1.价键理论
回顾中学化学键概念,写出几种简单无机物、有机物的电子式;简述价键理论要点。
2.分子轨道理论
介绍分子轨道理论的要点;原子轨道线性组合成分子轨道,有成键轨道和反键轨道;成键电子围绕整个分子运动电子。
成键三原则:对称性匹配、能量近似、最大重叠。
表示方法:波函数表示
3.碳原子杂化轨道理论
详细讲述杂化轨道理论要点,从价键理论过渡到杂化轨道理论,用轨道式(方框)表示碳原子的价层电子(基态、激发态和SP3杂化态)的排布。
讲述杂化轨道概念及SP3杂化、SP2杂化态、SP杂化态。(可以以图形或模型表示S、P轨道和杂化轨道的电子云形状)
论述σ键、π键的形成过程、电子云形状与特点。
简述共价键的四个参数:键能、键长、键角与偶极矩。
简述分子几何构型、极性与分子化学键的关系。
初步介绍化学键的异列与均裂。
第四节 有机化合物的结构式及其表示方法
1.用“结构决定性质”和“有机物结构复杂”来强调明确表示有机物结构的重要性。
2.介绍结构式的书写方法及注意事项。
结构简式的书写方法。
键线式的书写方法。
对于三种表示方法进行适当课堂练习。
第五节 有机化合物分子中的官能团和有机物的分类。
1.复习“官能团”概念及中学所学有机物官能团名称、同类官能团所表现的化学性质。
2.对于单官能团有机物,官能团类别决定化合物类别。
3.介绍有机化合物的分类方法
碳胳分类、官能团分类法。
4.列举常见有机官能团的结构及名称。
第六节 酸碱电子理论
1.简单回顾中学所学阿仑尼乌斯酸碱理论。
2.介绍酸碱电子理论。
列举若干有机、无机酸碱例子说明之。
第二章 波谱法在有机化学中的应用
教学目的学生熟悉UV、IR、HNMR、Ms基本原理,了解有机化合物的波谱分析法。能利用图谱及数据正确解析简单有机化合物。
教学重点
UV、IR、HNMR、Ms的基本原理和应用
教学难点
1.UV:电子跃迁类型及其吸收特征
2.IR:原理及应用
3.HNMR:基本原理、化学位移、自旋偶合和裂分
4.Ms:基本原理、分子结构与碎片离子的形成关系
课堂组织
一.首先介绍电磁波和吸收光谱
主要讲解:波谱类型、波长范围及相应的能级跃迁方式。
强调:物质对光的吸收与分子的结构密切相关,因为各种分子的结构互不相同,所以每种分子都有自己的特征光谱。
提示:质谱是分子及其碎片的质量谱。在本质上不属于波谱范畴。但在质谱仪原理中有所谓“离子光谱学”的现象和概念,所以把质谱也当作一种波谱方法。
二.分别讲解波谱法基本原理及应用
1.紫外光谱
主要讲解内容:①基本原理(紫外光谱及其表示法,电子跃迁类型及其吸收特征)②在结构鉴定中的应用(判断分子中是否有共轭体系或某些官能团的存在;确定未知物的基本骨架,确定某些官能团的位置;判定一些化合物的异构体、构型、构象;可用来判定互变异构的存在。)以上都举例说明。
2.红外光谱
主要讲解内容:①基本原理(分子振动类型,红外光谱图)②红外光谱的表示方法③IR在结构测定上的应用(确定官能团,利用标准谱图鉴定有机化合物)。
3.核磁共振谱(1HNMR)
主要讲解内容:①基本原理②化学位移③自旋偶合和裂分④核磁共振谱的表示法⑤核磁共振谱的应用(图谱举例)。
4.质谱
主要讲解内容:①基本原理②质谱图的表示法③质谱在有机化学中的应用(测定相对分子质量;确定分子式;利用质谱提供的结构信息推断化合物的结构)。
第三章 开链烃(第一讲)
教学目的1.使学生熟悉简单烷烃的普通命名法和较复杂烷烃的IUPAC命名法。理解原子序数优先规则、烯烃的顺/反异构和Z/E异构概念,能够准确的写出较复杂烯烃的结构式或名称。
2.使学生理解“构象”概念,能够认识和书写简单烃类的构象的透视式和纽曼式、能够比较简单构象式的能量差别,掌握环己烷优势构象的画法。
3.使学生了解饱和碳原子上的游离基取代反应、反应历程的概念和游离基稳定规律。
教学重点
1.烷烃、的IUPAC命名规则、环己烷优势构象。
2.原子序数优先规则,烯烃的Z/E命名法。
教学难点
1.烷烃的构象(透视式与纽曼式)、环己烷优势构象。
2.饱和碳原子上的游离基取代历程。
3.原子序数优先规则与烯烃的Z/E命名法。
课堂组织
第一节 烷烃
1.介绍简单烷烃的普通命名法
叙述烷烃IUPAC命名规则。
2.引入几种常见的简单烃基:正某基、异某基、仲丁基、叔丁基和新戊基。
3.适当课堂练习:较复杂烷烃的命名和结构式书写。
第二节 烷烃的异构现象与构象
1.略讲烷烃同分异构现象。
2.讲述“构象”概念,用透视式和纽曼式表示简单烷烃的重叠式和交叉式构象。从能量因素分析比较各构象的稳定性。
3.详细讲述环己烷、取代环己烷的椅式构象及其画法。
第四节 烷烃的性质
1.简介伯、仲、叔、季碳原子和伯、仲、叔氢原子。
2.简介同系列烷烃沸点变化规律(分子间作用力规律)。
3.回顾甲烷的光卤代反应。
4.分析甲烷生成四氯化碳的步骤,讲述游离基历程的概念。
以甲烷为例论述游离基(自由基)历程。
5.举例说明游离基历程中伯、仲、叔氢原子活泼性及其原因。
6.简单介绍烷烃的氧化反应。
第六节 烯烃和炔烃的命名
1.分析烯烃、炔烃与烷烃差异………多一个官能团,命名规则相应复杂……主链应包括母体官能团,编号时母体官能团为此最小及存在位置异构和几何异构(炔烃无几何异构)。举例说明复杂烯烃的命名(包括顺/反异构)。
2.重点讲述原子序数优先规则概念。
3.举例说明多种基团的优先顺序的详细比较(注意:原子序数没有加和性)。
4.Z/E法标记烯烃几何异构体(注意与顺/反异构的区别),多烯(碳碳双键)的标记。
5.小结:原子序数优先规则与Z/E标记法
第三章 开链烃(第二讲)
教学目的1.使学生掌握烯烃的马氏加成规则和常见的马氏加成反应、烯烃的氧化反应及其应用,了解亲电加成概念、机理、碳正离子的稳定性规律。
2.使学生掌握炔烃加成反应(水合成酮、乙炔与氢氰酸加成)及端基炔的成盐反应。
3.使学生理解离域键与共轭效应,掌握丁二烯型化合物 的1,4-加成和双烯合成性质。
4.使学生了解萜类化合物的结构特点。
教学重点
1.烯烃的马氏加成规则、亲电加成概念;常见的马氏加成反应。
2.烯烃的氧化反应,及其应用。
3.丁二烯型化合物的1,4-加成和双烯合成反应。
教学难点
1.烯烃的马氏加成规则。
2.丁二烯型化合物的共轭效应与双烯合成反应产物结构式书写。
课堂组织
第九节 烯烃与炔烃的化学性质
1.分析烯烃与炔烃结构共同点……不饱和。从而导出性质共同点……加成与氧化。
2.简介烯烃、炔烃加氢(炔烃分两步:Pd/C顺式加;Na/NH3反式加。)
3.讲述烯烃与卤素加成,亲电加成概念,亲电加成机理(溴水为例)。
4.重点讲述马氏加成规则。常见的马氏加成反应。亲电试剂;水、卤化氢、浓硫酸、次卤酸。
4.引入诱导效应解释,或碳正离子稳定性解释马氏规则。
5.简介反马规则及其实例。
6.讲述炔烃的特性:水合反应,乙炔与氢氰酸加成及应用。
7.简介烯烃和炔烃的聚合反应(二聚反应,多聚反应)。端基炔烃的成盐反应。
8.重点介绍烯烃的几种氧化反应(高锰酸钾在酸、碱性条件下氧化,臭氧氧化,银催化氧化等)。炔烃氧化只生成酸。
9.简介烯烃α—卤代反应(高温或NBS卤代)。
小结:烯烃与炔烃的化学性质
第十一节 共轭二烯烃及其反应性能
1.介绍三种类型的二烯烃。
2.详细讲述“共轭”概念,离域大π键概念,丁二烯的离域效应。
3.分析丁二烯与溴的加成,扩展1,2—加成与1,4—加成反应内容。
4.以丁二烯与乙烯为例讲述双烯合成,扩展为丁二烯型的双烯合成。
小结 :共轭二烯烃的1,4—加成与双烯合成。
第十二节 萜 类
1.简介什么是异戊二烯链节。
2.介绍“萜”的概念(单萜、倍半萜、二萜……)。
3.简介单环萜与双环萜和常见萜类化合物。
第四章 环烃
教学目的了解环烷烃及苯的构性相关分析。掌握环烷烃和芳香烃的命名及化学性质,熟悉环己烷的构象分析和取代苯的定位基规则。
教学重点
1.环己烷的构象分析
2.取代苯的定位基定位规则
教学难点
1.取代苯的定位基定位规则
2.芳香性及休克尔规则
课堂组织
第一部分 脂环烃
第一节 环烷烃的异构和命名;
介绍环烷烃的分类、命名和异构
一、单环烃;
二、桥环烃;
三、螺环烃
1单环烃的命名
1.多取代基中,较小取代基系数低;
2.环为母体,取代基系数低;
3.有顺反异构时,标出顺反异构
举例加以说明:
2单环烃的异构
第二节 环烷烃的性质;
(一)、物理性质(physical properties);
(二)、化学性质(chemical properties):
先讲述拜尔(A.von Baeyer)张力学说(strain theory),再介绍 氢解、加溴、酸解、自由基取代。最后小结环烷烃的化学性质
第三节 环己烷及其衍生物的构象;
一 环己烷的两种典型构象
环己烷的椅式构象
环己烷的船式构象
椅式构象是环己烷的优势构象。船式构象与椅式构象相比,其能量高29.7KJ/mol,在椅式构象中,几乎不存在环张力。
二 取代环己烷的构象
举例:写出甲基环己烷的椅式构象
由分析可以得到结论:
1.e型比a型构象稳定(优势构象);
2.环上有不同取代基时,大基团处于e键稳定
第二部分 芳香烃:
第四节 苯衍生物的异构和命名;
苯衍生物的命名规则
1.将苯环作为母体,标明取代基位置:
2.结构复杂衍生物或支链上有官能团时,环上支链作为母体,苯环作为取代基命名
3.苯环上有多官能团取代时,应用IUPAC的官能团优先规则:
4.多环芳烃的命名
第五节 芳香烃的性质;
一、物理性质(physical properties)
二、化学性质(chemical properties)
(一)、芳环上的亲电取代反应;
定义亲电取代反应(electrophilic substitution reaction):
介绍SE2取代反应机理:芳烃正离子历程
⑴.卤化、磺化和硝化
(2)付-克烃基化反应
⑶.付-克酰基化反应
(二)、苯环上的加成;
还原氢化
自由基加成(三)、氧化反应;
有α-H时,发生氧化反应,生成苯甲酸类衍生物
没有α-H时,不发生氧化反应。
(四)、卤代反应。
α-H卤代反应
第六节 取代苯的定位规律;
一、定位规律(Orientation);
由苯、取代苯的硝化速度或产率来对比,引出定位的概念。
二、定位规律的理论依据;
对比讲述、解释两类定位基规律。
三、定位规律的应用。
第七节 稠环芳烃
注意命名。
性质同苯对比来讲。
第八节 非苯系芳烃
一、芳香性的一般特征:
Hǜckel规则(4n+2规律):单环多烯π电子数等于4n+2时,构成π电子的封闭体系表现出一定的芳香性。
芳香性判断原则 1.环状体系;2.π电子数(4n+2规则);3.分子共平面。
二、常见芳香性体系
第五章 旋光异构
教学目的了解手性分子产生旋光性的原因,掌握对映体构型的表示方法,熟悉分子绝对 构型的表示方法。
教学重点
手性的概念,FISHER式的表示方法。
教学难点
确定R、S构型的表示方法。
课堂组织
第一节 物质的旋光性(optical activity)
一、偏振光与旋光性
自然光
偏振光
旋光性
旋光度的大小是由旋光仪测定的。比旋光度是表示化合物旋光性的物理常数:
二、分子结构与旋光性的关系
如果分子中含对称面或对称中心,则分子与其镜像可以完全重合,这种分子为非手性分子(achiral);
分子中不含对称面也不含对称中心时,分子与镜像不能重合,为手性分子(chiral)。
非手性分子没有旋光性。
凡是有手性的分子都有旋光性。分子具有手性是引起分子旋光性的根本原因。
手性碳原子:
三、Fischer投影式
投影式书写规则
第二节 对映体构型的表示方法
主要讲相对构型表示法(D, L表示法)Relative configuration
绝对构型表示法(R, S表示法)Absolute configuration
一、相对构型表示法
旋光方向与相对构型之间没有任何必然的联系。旋光方向是由旋光仪测定的。
二、绝对构型表示法
R, S构型的确定
绝对构型与旋光方向没有任何必然联系
根据Fischer式可直接判断R, S构型
第三节 其他化合物的旋光异构
一、含两个相同手性碳化合物的旋光异构;
二、含两个不同手性碳化合物的旋光异构;
三、碳环化合物的立体异构;
四、不含手性碳化合物的旋光异构。
相互关系
四、不含手性碳化合物的旋光异构
1.丙二烯型分子
2.联苯衍生物
结论:
分子有无手性,与手性碳原子的存在并没有必然联系,而要从分子整体来考虑,看分子手否具有对称面或对称中心;
含一个手性碳原子的化合物一定具有旋光性;
手性分子中,可以有对称轴存在第四节 旋光异构体的性质
第五节 第五节某些有机化学反应中的立体化学
对比讲述:顺-2-丁烯加溴的立体化学
反-2-丁烯加溴的立体化学
第六章 卤代烃(halohydrocarbon)
教学目的使学生了解卤代烃的结构与性质的相互关系,掌握卤代烃的物理化学性质,并能熟悉亲核取代反应机理,以及卤代烯烃和卤代芳烃的性质。
教学重点
卤代烃的化学性质;卤代烃的亲核取代反应机理
教学难点
亲核取代反应机理
课堂组织
第一节 卤代烃的分类和命名
按与卤素相连碳原子不同:
按烃基种类不同:
按卤原子数目不同:
第二节 卤代烃的性质
一、物理性质(physical properties):
二、化学性质: C – X 键易断裂,性质活泼
1.亲核取代反应(nucleophilic substitution);
卤代烷的水解(hydrolysis):
威廉姆逊反应:合成混和醚
被氨基取代的反应;
2.消去反应(elimination reaction);
⑴ 脱HX的能力:
⑵ 札依采夫规律:
在反应中,主要产物为双键上烷基取代基较多的烯烃;能形成共轭体系的产物为主要产物,尤其与苯环共轭时
3.与金属反应。
重点介绍有机镁化合物称为Grignard试剂(G-试剂)
第三节 亲核取代反应机理
一 双分子亲核取代(SN2)
亲核试剂(OH)从离去基团(Cl)的背面进攻,在离去基完全脱离之前,亲核试剂即与碳原子部分成键
二 单分子亲核取代(SN1)
两种机理的比较:
1.中间状态:SN2-过渡态,构型翻转;SN1-碳正离子,外消旋化。
2.卤代烃的反应活性顺序:
离去基碱性越强,越难离去:-OH,-OR,-NH2一般不直接离去,而以共轭酸的形式离去(H2O, ROH, NH3)。
第四节 卤代烯烃和卤代芳烃
乙烯型卤代烃
隔离型卤代烃
烯丙型卤代烃
举例讲述各种类型的卤代烯烃与AgNO3反应,鉴定不同类型卤代烃
第七章 醇、酚、醚(第一次课)
教学目的:
弄清醇、酚、醚结构上的特点及其相互关系,掌握醇的分类、命名、及物理、化学性质,了解几种常见醇的基本特性及用途。
教学重点:
醇的化学性质
教学难点:
醇与氢卤酸作用时发生分子重排
课堂组织:
概述醇、酚、醚分子结构上的异同,引出官能团异构现象。
§7-1 醇
一、醇的分类和命名
1、分类:
根据醇分子中烃基不同,烃基中碳氢比不同,分子中羟基所连碳原子不同及醇分子中羟基数目不同,可分为不同类,并分别举例说明。
2、命名:
命名可用普通命名法和系统命名法,举例说明。
二、物理性质
1、沸点:
首先给出一组分子量相近的不同类化合物的沸点
CH3CH2CH2CH3 CH3CH2CH2OH CH3-O-CH2CH3 CH3CH2Cl
分子量(M)58 60 60 6
4bp-0.5℃ 97.2℃ 10.8℃ 12℃
问题:为什么醇的沸点较其它分子量相近的物质的沸点高?
简单回顾氢键形成条件,并以氢键解释此现象,说明醇的沸点随分子结构变化的一般规律。
2、水溶性:
醇分子中有亲水基和疏水基,说明醇在水中溶解性与其结构的关系。
常见的亲水基:-OH -NH2 -COOH -SO3H >C=0
常见的疏水基:-R -Ar
三、化学性质
首先进行构性相关分析,然后一一讲解
(一)官能团的反应
1、与活泼金属反应,(O-H键)
2、酯化反应(O-H键)
3、与氢卤酸反应(C-O键断裂)、(重点讲解)
引入lucas试剂(浓HCl/无水ZnCl2),利用lucas试剂鉴别6C以下的伯、仲、叔醇
HX反应活性:HI>HBr>HCl
ROH反应活性:烯丙醇,苄醇
但有时会发生重排,使其在合成上的应用受到限制。
4、与PX3和SOCl2等卤化剂反应(C-O键断裂)
特点:不发生重排,反应速度快,产率高,产物易分离。
(二)烃基的反应—氧化(或脱氢)反应(C-H键断裂)
1、加氧
常用的氧化剂: K2Cr2O7/H2SO4、KMnO4/H2SO4、CrO3-吡啶
可用于伯、仲、叔醇的鉴定及结构推断。
2、脱氢
(三)官能团和烃基共同参与的反应—脱水反应(浓H2SO4催化)
1、分子内脱水――制备烯烃,脱水时遵从札依采夫规则
2、分子间脱水――制备对称醚。
四、醇的代表化合物(自学)
回顾本次课要点,预习酚、醚。
第七章 醇、酚、醚(第二次课)
目的要求
:掌握酚、醚的结构特点,及其主要理化性质,了解常见酚、醚的性质特点及其在工农业、医药等,特别是有机合成中的应用。
重点:
酚、醚的化学性质
难点:
酚的结构特点:(P-π共轭效应,使苯环活化,且C-O键加强难断,而O-H键极性增强,易断。)
课堂组织
§7-2 酚
一、物理性质
1、沸点
请学生解释苯酚沸点比苯高的原因
2、水溶性:
例1:比较 和沸点高低与水溶性大小?
解释
由于邻硝基苯酚形成分子内氢键,不再发生分子间缔合,故其沸点较低,同理其与H2O分子形成氢键能力减弱,故其水溶性较低,利用此特点可用水蒸汽 蒸馏方法分离邻硝基苯酚和对硝基苯酚。
二、化学性质
首先进行构性相关分析,再逐一讲解
(一)官能团反应(O-H键断裂)
1、酸性 pKa=9.9
51)酸性比较:羧酸>H2CO3>酚>H2O>醇
利用苯酚酸性可分离提纯酚类物质
2)影响苯酚酸性的因素:
芳环上连推电子基,则苯酚酸性减弱,若连强拉电子基如-NO2则
苯酚酸性增强,如 pka=0.252、与FeCl3显色结构的物质,加FeCl3可显色,此法可用于酚及具有烯醇式结构化合物的鉴别。
3、成醚(略讲)
4、酯化(略讲)
(二)芳香烃基上的取代反应(C-H键断裂)
由于P-π共轭效应,使苯环上电子云密度增加,易发生亲电取代反应
1、卤代
此反应定量进行,可鉴别苯酚,亦可用于除去
2、硝化
3、磺化
(三)官能团和芳香烃共同参与的反应――氧化反应、(O-H与C-H同时断裂)
§ 7-3 醚
一、分类和命名
举例说明
二、化学性质
醚键极性弱,对氧化剂、还原剂、碱稳定,对酸较稳定,与浓酸可形成锌盐。
1、生成洋盐
利用这一性质可分离鉴别醚与卤代烃或烷烃。
2、醚键断裂
3、生成过氧化物
三、醚的代表化合物
1、除草醚:
2、环氧乙烷():
活泼易开环,为重要的有机合成中间体。
3、冠醚(一般了解)
总结本章重点、难点,预习第八章(醛、酮、醌)。
第八章 醛、酮、醌(第一次课)
教学目的能正确命名醛、酮、醌,掌握羰基亲核加成反应的机理和影响反应速度的因素,了解其在分离、鉴别、有机合成中的应用。
教学重点:
羰基亲核加成反应
教学难点:
羰基亲核加成反应机理
课堂组织
§8-1 醛酮
一、概述
醛酮通式 CnH2nO
简述醛酮分类及命名
二、物理性质
1、沸点:
醛、酮一般不能形成分子间氢键,其沸点低于分子量相近的醇。
2、水溶性:
由于 C=0为强极性键,能与水形成氢键,低级醛、酮与水混溶。
三、化学性质
先进行构性相关分析
比较(1)、(2)稳定性,说明 易发生亲核加成反应。
(一)羰基的亲核加成(重点)
1、与HCN加成以丙酮与HCN加成为例,说明亲核加成反应历程,及影响因素,并举例说明其在有机合成中的应用。
2、与饱和NaHSO3加成——醛、脂肪甲基酮,环酮。
作用:1)鉴别醛、酮
2)分离纯化
3、与H2O加成4、与醇的加成缩醛(酮)特点:
1)对碱、氧化剂、还原剂稳定(与醚相似)
2)遇酸水解生成原来的醛(酮)和醇。
作用:有机合成中保护。
5.与格式试剂加成作用:制备醇。
归纳本次课要点,预习醛酮的其它化学性质。
第八章 醛、酮、醌(第二次课)
教学目的:
掌握醛、酮的主要化学性质及其在分离、鉴别、有机合成中的应用,了解醌的基本特性及其应用。
教学重点:
醛酮的化学性质
教学难点:
醛酮理化性质的应用
课堂组织:
三、化学性质
简单回顾上次课内容,即的亲核加成反应机理,影响因素及其应用,引入新的教学内容。
(一)羰基亲核加成反应(上次课内容)
(二)加成消除反应——与氨及其衍生物的加成1、与NH2OH加成——肟
环己酮肟
注意Z、E构型
2、与肼、苯肼作用——腙、苯腙
3、与氨基脲作用——缩氨脲
上述氨及其衍生物都是含氮的亲核试剂,与特羰基发生亲核加成反应,得到很好的结晶,且有一定的熔点,易于提纯,在酸性条件下又分解为原来的醛、酮,因此,利用上述反应可以分离和提纯醛、酮,同时也可以用来鉴别醛、酮,故将它们称为羰基试剂。
(三)α-H的反应
1、羟醛缩含(稀碱催化)
含α-H的醛在OH-作用下,可发生自身加成作用,生成β-羟基醛
不含α-H的醛无此反应,但无α-H的醛可与有α-H的醛作用,称为交叉缩合2、α-H的卤代(碘仿反应)
试 剂: I2/NaoH
作用对象:
现象:CHI3(黄色)↓
应用:用于鉴别合成(四)氧化还原反应
1、氧化
利用弱氧化剂来区别醛、酮
1)斐林试剂(I):CuSO4 溶液
斐林试剂(Ⅱ):酒石酸钾钠和NaOH的混合溶液
使用时等量混合。
作用对象:脂肪醛
现 象:Cu2O↓(砖红色)
2)吐伦试剂:AgNO3的氨溶液
作用对象:所有醛
现 象:银镜
应 用:用于醛、酮的鉴别。
2、还原:
1、催化氢化
2)硼氢化钠(NaBH4)
特点:还原五)歧化反应(康尼查罗反应)
对象:无α-H的醛
条件:浓NaOH催化
§8-2 醌(略讲)
概述醌的结构特点及其主要化学性质
小结本章重点、难点,预习羧酸的分类和命名。
第九章 羧酸、羧酸衍生物和取代酸
一、羧酸
教学目的:
1、熟悉羧酸的命名和分类
2、掌握羧酸的物理性质和化学性质
教学重点和难点:
酸的化学性质
羧酸衍生物的生成脱羧反应
羧酸的酸性
课堂组织:
一、羧酸的分类和命名 P228
二、物理性质:
1、氢键:与沸点的关系
2、m.p3、溶解性
三、化学性质
结论:-COOH键长平均化
反应特点:①离解,酸性;②-OH被取代;③C=O被还原;④断裂而脱羧;⑤α-H取代;⑥β-H氧化。
1、酸性
①中和反应
②取代基对酸性的影响
2、羧酸衍生物的生成①被-Cl取代生成酰氯
②被-OR取代生成酯
③被RCOO-取代生成酸酐
④被-NH2取代生成酰胺
3、脱羧反应
4、α-H取代
5、还原反应
四、个别化合物
二、羧酸衍生物和取代酸
教学目的:
掌握衍生物的性质及互变构现象,掌握取代酸的性质。
教学重点和难点:
羧酸衍生物的性质酯缩合反应
乙酰乙酸乙酯的互变异构
课堂组织:
羧酸衍生物
一、分类命名:①酰卤;②酸酐;③酯;④酰胺
二、化学性质:
1、水解成酸
2、醇解成酯
3、氨解成酰胺
4、霍夫曼降解
5、克莱森酯缩合三、互变异构现象:
1、互变异构的普遍性
2、烯醇式稳定的条件
3、乙酰乙酸乙酯的性质
四、个别化合物
① 丙二酸二乙酯
② 尿素
取代酸
一、分类命名:①羟基酸 ②羰基酸 ③卤代酸 ④氨基酸
二、羟基酸的性质
三、羰基酸的性质
1、脱羧反应
2、氧化还原反应
第十章、含氮有机化合物
教学目的:
1、掌握胺的分类和命名
2、掌握胺的性质
3、熟悉重氮化合物和偶氮化合物
4、学会含氮化合物在合成中的应用
教学重点和难点:
胺的化学性,重氮化反应及其应用
胺的酰基化反应及兴斯堡反应的应用
重氮化反应,及在合成中的应用
课堂组织:
胺
一、胺的分类和命名
二、胺的物理性质:①b.p.②溶解性
三、胺的化学性质
1、碱性和成盐反应 ①碱性的影响因素 ②成盐反应及应用
2、烷基化反应
3、酰化反应: ①伯胺 ②仲胺 ③叔胺 ④兴斯堡反应及应用
4、与HNO2反应 ①伯胺反应放N2 ②仲胺生成黄色的物质 ③叔胺
5、季铵碱的Hofan消除反应 ①无β-H ②有一种无β-H ③含多种β-H
重氮化合物和偶氮化合物
一、重氮盐的生成反应
二、重氮盐的应用
1、取代反应
2、还原反应
三、偶氮化合物的生成四、偶联反应
五、含氮化合物在合成中的应用
第十一章 含硫、含磷有机化合物
第一节 含硫有机化合物
教学目的:
1.了解一些常见的含磷有机化合物(有机磷农药)
2.熟悉硫醇、硫酚、硫醚,膦酸和膦酸酯类,磷酸酯和硫代磷酸酯类命名规则
3.掌握硫醇、硫酚、硫醚的物理和化学性质:
教学难点:
硫醇、硫酚、硫醚,膦酸和膦酸酯类,磷酸酯和硫代磷酸酯类命名规则
教学重点:
第一节 硫醇、硫酚、硫醚的物理和化学性质
一、硫醇、硫酚、硫醚命名
R-SH硫醇 R-S-R硫醚
C6H5-SH硫酚
二、硫醇、硫酚、硫醚的物理性质:
1、沸点低于相应的含氧化合物,因其极性:S 3、有毒 4、奇臭无比,应用:煤所罐中加入2ppt,漏气与否即可知道,三、化学性质 1、酸性强于相应的醇、酚 RSH+NaOH→RSNa+H2O 而ROH+NaOH→不反应 2、氧化反应 与醇不同,硫醇的氧化发生在S原子上,而醇则发生在α-H上。 1)弱氧化:2RSH→R-S-S-R 2)强氧化:RSH RSO3H1、硫醇可与重金属离子(Pb2+、Pd2+、Cu2+)形成不溶性盐。 所以它是重金属盐的特效解毒剂。 四、硫醚 CH3SCH3 甲硫醚 特点: 1)比醚的亲核性更大 CH3SCH3+CH3I→(CH)3S+I-碘化三甲锍 2)易被氧化 第二节 含磷有机化合物(有机磷农药) 一、膦酸和膦酸酯类农药 1、乙烯利 结构:ClCH2CH2—PO3H 2名称2-氯乙基膦酸 是一类植物生长调节剂,可产生乙烯,对瓜果有催熟作用。 2、敌百虫 (CH3O)2POCH(OH)CCl 3二、磷酸酯和硫代磷酸酯类农药 1、D、D、V (CH3O)2POOCH=CCl 2O,O—二甲基-O-(2,2—二氯乙烯基)磷酸酯 (CH3O)2POOCH=CCl2+H2O 2CH3OH+CHCl2CHO+Na3PO 4由此可见,这类农药,易发生水解而失效。在使用时,应注意天气,雨天会使其杀虫效果降到最低,存放时也应注意防潮。 第十二章 杂环化合物和生物碱 教学目的: 1.了解一些常见的重要杂环化合物如糠醛,叶绿素,血红素,β-吲哚乙酸、嘧啶和嘌呤衍生物,花青素,烟碱的物理和化学性质 2.熟悉杂环化合物命名规则 3.掌握吡咯和吡啶的物理和化学性质: 教学难点:1.杂环化合物命名规则 2.吡咯和吡啶的物理和化学性质 教学重点: 吡咯和吡啶的物理和化学性质第一节 杂环化合物 一、杂环化合物的结构特点: 杂环化合物是成环原子中,除了碳原子以外,还含有氧、硫、氮等原子。 这些化合物存在着共同的特点,兀电子数符合4n+2规则,具有芳香性。 而内酯、内酰胺,内酸酐和环醚等不属于杂环化合物之列,这些化合物不具备芳香性。 1、分类及命名:命名主要采用音译法 1)、单杂原子单环 吡咯 呋喃 噻吩 吡啶 2)、单杂原子稠环 吲哚 喹啉 3)、多杂原子单环: 嘧啶 嘧唑 噻唑 4)、多杂原子稠环 嘌 呤 鸟嘌呤 腺嘌呤 2、芳香杂环化合物结构 1,3-戊二烯分子中,含有4个兀电子,且C5是以SP3杂化,因此,成环的五个碳原子中有一个不共平面,所以无芳香性。 1)呋喃 成环原子均以SP2杂化,且共平面,由于O原子上的孤对电子可与兀电子形成P-兀共轭体系(五原子六个兀电子)符合休克尔规则,具有芳香性,P-兀共轭的结果,使C=C上的电子密度增加,这种芳杂环又称作富电子芳杂环。 2)吡啶 成环原子均以SP2杂化,形成闭合的兀-兀共轭体系(C原子和N原子各以一个电子侧面交盖,形成三个兀键),又由于N原子的电负性大于C原子,即N原子的-I效应,所以C=C上的电子密度降低,这种芳杂环又称作缺电子芳杂环。 由电子密度的分布可知: 1)尽管芳杂环也是一个闭合的共轭体系,由于杂原子的电负性较大,其电子云分布并不均匀。 2)这种电子分布不均匀的结果,使得缺电子芳杂环亲电取代反应主要发生在β-位,而富电子芳杂环亲电取代反应主要发生在α-位。 二、杂环的性质 1、酸碱性: 吡咯: 1)对石蕊显中性。因为N上未共用电子对参与了共轭体系,从而N原子上的电子密度降低,接受质子(H+)的能力降低,PKb=13.6。 2)N原子上所连的H原子显弱酸。 体现在:吡咯+KOH吡咯钾+H2O 3)检测吡咯的方法 吡咯+松木片/HCl→松木片显红色 吡啶: 1)弱碱性:其碱性与苯胺差不多。 2)N原子上的取代反应 2、亲电取代反应: 富电子芳杂环比苯容易发生亲电取代反应,主要取代α-位; 缺电子芳杂环比苯更难发生亲电取代反应,主要取代β-位。 3、催化加氢反应 吡咯+H2 四氢吡咯 注意:1)加成产物失去芳香性 2)含氮芳杂环加氢后属于环状仲胺。 4、氧化反应 富电子芳杂环容易氧化破环 第二节 重要杂环化合物介绍 一、糠醛α-呋喃甲醛。 农副产品戊糖糠醛 性质: 1、具有芳香醛的性质 1)不被斐林试剂所氧化 2)能发生康尼查罗反应 3)检验方法 a、检验呋喃的方法:呋喃使松木片/HCl显绿色。 b、检验糠醛的方法 糠醛+苯胺/乙酸→显红色 二、叶绿素、血红素,结构特点,均以卟吩环为母体,中心络合一个金属离子。 1、叶绿素:植物进行光合作用的催化剂,中心是Mg2+离子,植物通过叶绿素吸收太阳能,合成糖类化合物,把太阳能转化成化学能而贮藏。 2、血红素:中心是Fe2+离子 主要存在于哺乳动物的红血球中,它与蛋白质结合成血红蛋白质。其主要作用,在生物体内起着运载氧气的作用。 三、β-吲哚乙酸 β-吲哚乙酸是一种植物生长调节剂,可促使植物插条生根。 四、嘧啶和嘌呤衍生物 核酸中的五种含氮碱基 五、花青素 由于花青素在不同的PH条件下,结构发生变化,而显出不同的颜色。 第三节 生物碱 一、概述 1、定义:有生理作用的含氮碱性化合物 2、提取方法: 将植物捣碎生物碱盐酸盐→除去残渣生物碱(游离)萃取→蒸馏→纯品 3、生物碱试剂 凡能与生物碱作用生成沉淀,或产生颜色的试剂,统称为生物碱试剂,例如:饱和苦味酸,碘化汞钾,鞣酸等等。 二、生物碱举例 1、烟碱(Nicotine) 烟碱具有旋光性,既溶于水又溶于有机溶剂,与水共热到100℃左右能产生一定的蒸气压,所以常常用水蒸气蒸馏的方法提取。 2、秋水仙碱 它是一个环庚三烯酮的衍生物,分子中两个稠合的七碳环,并与苯环再稠合而成,由于N原子在侧链上呈酰胺结构,所以,秋水仙碱呈中性,它具有抗癌作用。 3、麻黄碱 它是芳香族醇胺类化合物,具有兴奋交感神经,增高血压,扩张气管等作用。 *许多毒品均属于生物碱类的物质,我们有义务将拒绝毒品作为自觉行为。 第十三章 碳水化合物 教学目的: 1.了解糖的来源和糖的分类: 2.熟悉糖的变旋现象 3.掌握单糖的物理和化学性质: 教学难点: 1.糖的变旋现象和命名规则 教学重点: 1.糖的变旋现象和命名规则 2.单糖的物理和化学性质 碳水化合物就是糖类化合物,它是多羟基醛或者多羟基酮,或者水解后能生成多羟基醛成多羟基酮的化合物。 碳水化合物主要含有C、H、O三种元素,由于大部分碳水化合物分子中的H和O的比例恰好为2:1,与H2O分子相同,所以其通式可以写成Cx(H2O)y,碳水化合物也因此而得名。 例:葡萄糖C6(H2O)6,蔗糖C12(H2O)1 1但有些物质也符合上述通式,却不属于糖类化合物。 例如:乳酸CH3CH(OH)COOH→C3(H2O) 3所以把糖类称为碳水化合物并不确切。 糖的来源: 由绿色植物的光合作用而产生。如自然界中分布最广泛的葡萄糖,就是植物靠太阳提供的能量,在叶绿素的催化下,利用CO2和H2O合成的。 糖的分类: 1)单糖:多羟基醛或多羟基酮,如葡萄糖、果糖; 2)低聚糖(也称作寡糖):经水解后可生成2、3、4个单糖分子。根据水解成单糖的数目,可分为双糖和三糖等,如:麦芽糖,蔗糖等。 3)多糖:经水解可生成许多单糖的高分子,如淀粉、纤维素等。 碳水化合物是多官能团化合物,它既具有单能团的性质,又有官能团之间相互影响的表现,且分子中含有手性碳原子,使之具有旋光性和旋光异构体。因此,研究糖的特性,是培养我们运用官能团反应及立体化学概念综合分析问题和解决问题的结合点。 第一节 单糖 一、单糖的构型 从丙醛糖和丁酮糖开始,糖分子就含有手性C原子,就具有旋光异构现象。以葡萄糖为例,它是含五羟基的已醛含有4个手性C,因此,旋光异构体数目N=24=16,其中D-型8种,L-型8种,D-葡萄糖是其中的一种。 糖分子中含有多个手性C原子,其中,离C=0最远的C原子为决定构型的C原子。 所以:左H,上醛酮,D-型;右H,上醛酮,L-型 在含多个手性C原子的化合物的旋光异构体中,其中仅仅有一个手性C的构型不同,其余的构型完全相同的异构体,称为差向异构体。 D-葡萄糖与D-甘露糖互为C2差向异构体 D-葡萄糖与D-半乳糖互为C4差向异构体 二、单糖的环状结构 1、变旋现象: 在研究D-葡萄糖的旋光现象时发现D-葡萄糖具有两个比旋光度 [α] =+113°和[α]=+19°,将二者放置一段时间后,其旋光度均转化到+52.5°时,维持不变。 这种旋光度发生改变的现象,叫作变旋现象。 用链式结构代表D-葡萄糖是不足以表达它的理化性质和结构关系的。 2、单糖的环状半缩醛结构(Fischer式) 实验证明,自然界中存在的大多数已醛糖是以六员环半缩醛形式存在,而 由上述式子我们知道:羟基碳由SP2杂化转化成了SP3杂化,并与决定构型的C上的-OH构成氧桥,这时,羰基碳原子转化成了手性碳原子,其中羰基氧原子变成了-OH,这个羟基称作半缩醛羟基(-OH半) 当半缩醛-OH-5与决定构型-OH处于同侧时,称为α-型,半缩醛当-OH半与决定构型的-OH处于异侧时,称为β-构型。 对于D-葡萄糖而言,实际上就存在着α-D-葡萄糖和β-D-葡萄糖两种形式,它们的差异仅仅是C1的构型不同,所以它们是C1差向异构体,早期称之为Anomer。 由于半缩醛形式并不稳定,在水溶液中,互为C1差向异构体的α-构型和β-构型可以通过开链式互相转化,直至达到动态平衡,从而造成了变旋现象。 3、Haworth式(透视式) Fischer式的半缩醛结构中,从环的稳定性看,那种过长的氧桥是不合理的,为了更接近真实,更形象地表达糖的环氧结构,Mr.Haworth首先提出将直立的结构式改写成平面环状结构式来表示,这对于观察糖的基团之间的立体化学关系更为方便,a)Haworth式的画法: 画出成环氧原子处于右后方的六员环,并将环顺时针编号。Fischer开链式中,链右边的基因处于环下方,而左边基团处于环上方。成环时,为使-OH(决)与C=0更接近,根据单键旋转不影响物质的构型的原理,将C4-C5键旋转109°28′(平面旋转120°),因此,D-型糖未端-CH2OH必然处于环上方。 b)含末端-CH2OH Haworth式D/L和α/β构型判断 判断的前提:环是顺时针编号 ①当末端-CH2OH处于环上方时,为D-型 当末端-CH2OH处于环下方时,为L-型 ②当-OH(半)与末端-CH2OH同侧时,为β-型 当-OH(半)与末端-CH2OH异侧时,为α-型 以D-果糖为例 c)不含末端-CH2OH糖的结构判断 这时,应寻找-OH(决) 当-OH(决)处于环下方时,为D型,当-OH(决)处于环上方为L-型 当-OH(半)与-OH(决)同侧时,为α-型,当-OH(半)与-OH(决)异侧,为β-型 d)-OH(半)的识别 什么是半缩醛-OH?与成环氧原子直接相连的碳上的羟基,称作-OH(半),注意-OH(半)与其它醇-OH的区别。 例:请画出α-D-半乳糖的Haworth式 e)怎样识别不正规的Haworth式 ①确认半缩醛-OH ②将环正确编号(醛糖-OH半)处于C1上,酮糖OH处于C2上。 ③若环是顺时针编号,则旋转归位,基团位置无变化;若环是逆时针编号,则翻转归位基团位置发生变化,总之,要归其位而视之。 6)Haworth式的对映体 三、单糖的性质 1、差向异构化 单糖分子中,由于α-H原子受到C=0和-OH的双重影响变得十分活泼,在 碱性条件下,单糖可转化成烯二醇式结构并达到平衡: 由于D-葡萄糖、D-甘露糖和D-果糖在C3、C4、C5上的构型相同,所以,它们具有相同的烯二醇结构。因此,在碱性溶液中,实际存在着三种糖的平衡。 2、氧化反应 1)碱性条件氧化 在碱性条件下,所有的单糖均可以被Feiling和Tollens试剂等弱氧化剂所氧化 凡是能被斐林试剂氧化的糖统称为还原糖,所有的单糖都是还原糖。 2)酸性条件氧化 A、弱氧化剂氧化: Br2/H2O,对象:醛糖 醛糖+Br2/H2O→醛糖酸 酮糖+Br2/H2O→难以反应 B、强氧化剂氧化,HNO3对象:醛糖 醛糖+HNO3→糖二酸 3)酶催化氧化氧化末端-CH2OH3、还原反应 4、成脎反应 试剂:苯肼 对象:所有的还原糖,部位:C1、C2,现象、黄色结晶 因为D-葡萄糖,D-甘露糖和D-果糖的C3、C4和C5上的构型相同,所以它们的脎相同。 作用:①鉴别还原糖的存在②从糖脎的熔点和晶形可鉴别某些糖。 5、脱水反应和呈色反应 1)Molish反应 糖类化合物+α-萘酚/乙醇 观察界面出现的紫色环 作用:鉴别所有的糖类化合物 2)间苯二酚/浓HCl反应 酮糖+间苯二酚/浓HCl → 红色 醛糖+间苯二酚/浓HCl → 较难反应 作用:鉴别酮糖的存在3)Tollen反应 戊糖+均苯三酚/浓HCl → 红色 其它糖+均苯三分配/浓HCl → 黄色 四、单糖的重要衍生物 1、糖苷 糖苷是糖分子中的-OH半与另一分子羟基化合物(如ROH、OH等)失水生成的缩醛结构的化合物。糖苷分子中糖的部分叫糖基;非糖部分叫配基,连接糖基和配基的键叫做苷键。 α-型-OH半所形成的糖苷称作α-糖苷,其苷键称作α-苷键 β-型-OH半所形成的糖苷称作β-糖苷,其苷键称作β-苷键,自然界中以β-糖苷为主,存在于植物的根、茎、花叶和种子中。 糖苷的性质: (1)糖苷分子中不存在半缩醛结构,所以没有变旋现象; (2)糖苷不能被斐林试剂所氧化,为非还原糖,并且不能成脎; (3)糖苷仍有旋光作用; (4)糖苷在酸性条件下能发生水解反应,但在碱性条件下稳定。 2、糖酯 糖分子中所有的羟基都能与有机酸或无机酸作用生成酯,称作糖酯。 糖酯在酸性或碱性条件下均可以发生水解反应。 第二节 二糖 教学目的: 1.了解纤维二糖、乳糖、海藻糖、壳聚糖、甲壳素、果胶质来源,结构和性质 2.熟悉纤维素的结构和性质 3.掌握麦芽糖、蔗糖、淀粉的结构和性质 教学难点: 麦芽糖、蔗糖、淀粉的结构和性质 教学重点: 麦芽糖、蔗糖、淀粉的结构和性质 二糖是由相同或不同的两分子单糖通过苷链连接而成的糖苷。根据它们是否能被斐林试剂所氧化,可以分成还原性二糖和非还原性二糖。 一、还原性二糖 1、结构特点 还原性二糖是由一分子糖的半缩醛羟基与另一分子糖的醇羟基缩合而成。 例如麦芽糖、乳糖等都是还原性二糖 2、性质 (1)还原性二糖分子中存在着一个半缩醛-OH,因此,还原性二糖仍具有变旋现象。 (2)氧化反应 还原性二糖+斐林试剂Cu2O↓(砖红色) 作用:可用于鉴别还原糖和非还原糖 (3)酸性条件下可发生水解反应,其苷键断裂,生成两分子单糖。 3、举例 (1)麦芽糖,由一分子α-D葡萄糖的半缩醛-OH与另一分子D葡萄糖C4上的醇-OH脱水后,通过α-1,4-苷键结合而成(2)纤维二糖:由一分子β-D-葡萄糖C1上的半缩醛-OH与另一分子D-葡萄糖C4上的醇-OH的脱水生成,通过β-1,4苷键连接而成。 (3)乳糖:由一分子β-D-半乳糖C1上的半缩醛-OH与另一分子葡萄糖C4上的醇-OH脱水后,通过β-1,4-苷键结合而成。 二、非还原性二糖 1、结构特点 非还原性二糖是由二分子糖的半缩醛-OH 脱水而成的,最常见的是蔗糖的海藻糖。 (1)蔗糖:由一分子α-D-葡萄糖C1上的半缩醛-OH与另一分子β-D-果糖C2上的半缩醛-OH脱水,通过α,β-1,2-苷键连接而成。 (2)海藻糖(酵母糖) 由两分子α-D-葡萄糖的半缩醛-OH脱水,通过α-1,1-苷键连接而成。 2、性质 (1)非还原二糖分子中,不存在半缩醛结构,所以无变旋现象。 (2)不被斐林试剂氧化,不能成脎; (3)可在酸性条件下发生水解反应,生成两分子单糖; (4)具有旋光性 这种水解反应前后旋光性由右旋变为左旋的过程,称为转化过程,转化后生成的等量葡萄糖和果糖称为转化糖。 第三节 多糖 多糖是由单糖通过苷键连接成的高分子化合物。如动、植物贮藏养分的糖元、淀粉等,组成植物骨架的纤维素都是多糖。 多糖的特点:无甜味,极少还原性,不溶于水,只有平均分子量。 仅由一种单糖组成的多糖,称作均多糖;由几种单糖组成的多糖称作杂多糖。 1、淀粉 淀粉是植物的重要贮藏物质之一,常存在于植物的种子,块茎及根中。淀粉可分为直链淀粉和支链淀粉两类。 (1)直链淀粉 直链淀粉是由α-D-葡萄糖通过α-1,4-苷键连接而成。为32000~165000。 由于各个分子中只保留一个半缩醛-OH,在分子中所占的比例甚小,一般认为直链淀粉无还原性。 根据X-衍射的研究证明:直链淀粉的稳定构象是绕成螺旋状的管道构 性质: (1)无还原性 (2)不溶于水,因为许多-OH处于螺旋体内侧,但加热时螺旋体散开,可均匀分布在水中。 (3)无粘性 (4)遇I2显深兰色 直链淀粉+ I2—→深蓝色蓝色裉去 重现蓝色 (5)水解 在酸性条件或酶催化下,直链淀粉可发生水解。 淀粉→兰糊精→红糊精→无色糊精→麦芽糖→D-葡萄糖 淀粉酶催化 麦芽糖酶催化 遇I2所显颜色 深兰色 兰色 红色 无色 无色 无色 人的胃液中存在着淀粉酶和麦芽糖酶,所以人类主要以淀粉为食物。 2、支链淀粉 以α-1,4-苷键和α-1,6-苷键将α-D-葡糖连接成高分子化合物。 性质: (1)遇I2显紫红色; (2)无还原性; (3)水溶性:不溶于水,但吸水膨胀; (4)有很强的粘性(因为支链彼此纠缠所至) 糯米中支链淀粉含量很高,糯米的“糯性”由此而来 (5)水解反应:不易彻底水解,一般水解到1,6-苷键的分支处,水解受阻,有些胃功能较差的人吃糯食难以消化,就是这个原因。 3、纤维素 纤维素是植物的支撑物质,细胞壁的主要成份。 组成:由β-D-葡萄糖通过β-1,4-苷键连接成的高分子化合物,无支链,是纤维二糖的高聚物,M≈2.2×105~1.8×106 纤维素性质稳定,有良好的机械程度和化学稳定性; 性质: (1)不溶于水,但吸水膨胀; (2)溶于Cu(OH)2/NH3、ZnCl2/HCl.NaOH和CS2中,形成粘稠的溶胶,利用这些性质可制造各种人造棉和人选丝。 (3)能发生水解反应 a)酸性条件下水解,生成一系列纤维素糊精,最终生成纤维二糖和D-葡萄糖。 b)某些细菌含有分解β-苷键的纤维素酶,使纤维素水解。牛、羊等动物之所以能以草作为饲料,就是因为它们的胃里含有这类细菌(存在着纤维素酶)。另外,植物的枯枝败叶能分解成腐植质,提高土壤肥力,也是因为土壤中存在这类微生物的缘故。 4、果胶质 果胶质是植物细胞壁的组成成分,它填充在植物细胞壁之间,使细胞粘合在一起。 果胶质可分为原果胶,可溶性果胶和果胶酸。 (1)原果胶:主要存在于未成熟的水果和植物的茎、叶中,未成熟水果很坚硬与原果胶的存在有关,原果胶不溶于水。 (2)可溶性果胶:主要由α-D-半乳醛糖酸甲酯以α-1,4-苷键连接而成,可溶性果胶可溶于水,水果成熟以后,由硬变软,就是由于果胶质的成分由原果股转化成了可溶性果胶。 可溶性果胶 果胶酸+甲醇(其中酯键被水解) (3)果胶酸 由α-D-半乳醛糖酸通过α-1,4-苷键连接而成的高分子化合物。 植物的落叶、落花、落果等现象均与果胶质的变化有关。 5、壳聚糖、甲壳素 1)2-氨基-β-D-葡萄糖 2)N-乙酰基-2-氨基-β-D-葡萄糖 壳聚糖:1975年首次被日本工业引进作为天然污泥脱水剂,用于生活废水的净化处理。 应用情况:甲壳素、壳聚糖及其衍生物已被作为一种新型功能材料在各个领域中得到广泛研究: (1)生物医学材料:隐形镜片,人造血管等; (2)制药(具有抗凝血作用),化妆品; (3)纺织品、吸附及分离剂; (4)食品、饲料添加剂(降低血液中胆固醇) 1 有机农业病虫害的防治 1.1 推广农作物间作、混作、轮作 在种植有机农作物时, 将几种农作物混合穿插着种植, 利用农作物间的相生相克的作用, 干扰病虫害的生活习性, 减弱病虫害寄居农作物中的适应能力, 减少病虫害对农作物的危害性。 1.2 建立有利天敌增殖、繁衍的生态条件 培养病虫害的天敌, 给它们创造有利的生存条件, 根据大自然界生存法则, 调节和保护大自然中的生物链的持续发展, 控制病虫害。利用在有机农业田的缓冲带、隔离带、诱集带、种植农作物的生态园、田边地头的矮树丛、农田保护带、田地边的环境, 给益虫和天敌创造生存的空间。 1.3 有机农业病虫害生物防治技术 有机农业病害防治技术, 包括抗性诱导技术、抵抗微生物和农用抗生素。有机农业虫害生物防治技术可分为2个方面讲, 从用途上讲有保护天敌、帮助繁殖天敌、释放天敌、引进天敌;从方法上讲用益虫防治害虫, 利用扑食性天敌捕食害虫, 寄生性天敌寄生在害虫中, 达到杀死害虫的目的。用有益菌防治害虫, 利用昆虫病原微生物和代谢产物杀死害虫。 1.4 有机农业天然药物防治技术 由于我国地大物博, 动植物资源非常丰富, 它们之间有相生相克的作用, 所以利用这个特点对有机农业进行病虫害的防治工作, 代替人工化学农药的使用, 达到绿色有机农业的真正目的。例如:培养有机农业害虫的天敌, 利用有机农业害虫的天敌捕杀害虫的方法, 防治有机农业的虫害问题。 1.5 有机农业物理防治和农业防治技术 有机农业物理防治是利用寄生技术消灭害虫的一种技术手段, 防止害虫的幼虫寄生的一种方法;有机农业的防治主要是有效的利用耕作物, 破坏害虫的生存环境, 以达到破坏越冬虫卵和病菌。 2 有机葡萄病虫害的主要种类 有机葡萄的病虫害分为病害和虫害2种, 病害主要包括:葡萄自腐病、葡萄炭疽病、葡萄黑痘病、葡萄霜霉病、葡萄自粉病及葡萄穗轴褐枯病。虫害包括:葡萄绿盲蜷、葡萄短须蜗, 斑衣蜡蝉、金龟子、葡萄一星叶蝉等。 有机葡萄在日常的管理工作主要是, 葡萄种植园中杂草的清除, 预防病虫害的发生葡萄的培育等。有机葡萄虫害的防治可以利用人工的方法, 也可以利用机械防治的方法。有效的利用病虫害发生的规律进行针对性的防治, 使用一定的药物进行辅佐防治。例如:使用荧光灯或是太阳能发电, 引诱害虫, 杀死害虫;在有机葡萄的果实上套袋和防虫网等隔离和防止害虫的破坏。 3 有机葡萄病虫害防治的综合策略 有机葡萄的种植不同于普通的葡萄种植, 是遵循自然的规律, 维护生态的平衡, 尽量保持植物的生存本性。有机葡萄病虫害防治主要是采用规范化防治的方法, 不可以大量的使用农药, 这样就会破坏了有机葡萄的质量, 即使是使用农药, 也只能是使用有机农业专用的农药, 不可以使用化学合成的药剂。 3.1 检疫合格的植物才能带入新区 预防病虫害的关键步骤就是检疫方法, 只有通过检疫合格的有机葡萄树苗才能带入新区。一经发现有病虫害的树苗, 要马上进行处理, 在进入新区前, 在临时建立的苗圃中进行隔离观察, 严格杜绝带有病虫害的树苗进入新区。设置检疫部门, 可以制止病虫害的传播和扩散。 3.2 选择耐害性强的品种 在对有机葡萄的品种进行选择的时候, 要多选择一些耐害性比较强的树苗, 进行培育。有机葡萄的品种很多, 其中耐害性比较强的品种有:夏黑, 具有抵抗葡萄霜莓病的特点;圣诞玫瑰, 具有抵抗葡萄霜莓病和葡萄自腐病的特点。必须注意的是, 有机红提非常的容易感染葡萄霜莓病和自腐病、自粉病;关人指也容易感染葡萄自腐病。 3.3 葡萄生长期的施肥管理 有机葡萄的施肥与普通葡萄的施肥方法不同, 是利用人工制造的发酵有机肥料进行施肥的。具体的发酵方法就是在土壤中按照一定的比例加入有机质和菌糠, 再加入动物的粪便, 通过长时间的有机发酵, 将这些的混合物作为有机葡萄的底肥, 促进有机葡萄的生长发育。在生长发育的过程中, 还要不断的给有机葡萄喷洒营养液, 增强有机葡萄的抗病能力。 3.4 及时进行深翻和除草 在栽培有机葡萄前, 要对土壤进行深翻处理, 保证土壤的无菌性, 减少病原体的发生。对种植园内的杂草进行有效的清除, 降低病菌的存活率, 达到预防病虫害的发生效果。 3.5 采用药物防治 有机葡萄病虫害比较严重时, 可以采取物理防治方法与药物防治方法共同结合的方法。具体做法是:在埋土前, 在葡萄的根部刷一遍石硫合剂, 在葡萄树放叶的时候喷洒波尔多液进行预防。还可以利用药剂在葡萄的根部进行灌根处理, 以预防葡萄根瘤蚜的作用。在每年的5月下旬时, 1个星期喷洒1次除虫菊乳油, 防治葡萄发生一星叶蝉。 4 讨论 在有机农业的生产中, 不建议使用人工合成的化学农药, 给预防有机葡萄病虫害带来了难题。国外有机葡萄培育认为改善葡萄园的环境, 给葡萄树增强免疫力是病虫害防治的重点工作。 在我国主要将重点放在清耕法, 以新疆有机葡萄种植园为例, 清耕面积占葡萄园总面积的90%以上。在葡萄种植园内使用生草法, 为培养大量的有益虫的繁殖和生长提供生存环境, 使天敌益虫扑食害虫。生草法的实施, 能提高葡萄种植园的土壤肥料, 改善土壤的结构, 种植园永久性使用生草法, 还可以提升葡萄含糖量, 降低酸度。同时, 生草法还可以在葡萄种植园中起到保湿的作用, 增强有机葡萄的品质, 降低葡萄毛毯病的发病率, 增加了天敌益虫的种类和数量, 建立生态环境有机葡萄园。但是, 生草法在降水量多的季节里, 由于加大了种植园的水分, 大众了病害的发生和传播, 对有机葡萄种植园起到了反作用。在有机葡萄园的管理中, 使用生草法综合性防治有机葡萄的病虫害, 需要进一步的研究和解决, 是有机葡萄培育和法则的重要工作。 5 结束语 综上所述, 一定要注意有机农业在生存过程中的病虫害防治工作。本文通过对有机农业和有机葡萄防治病虫害的方法进行了一些简单的分析, 防治病虫害的方法一定要遵循生态环境的法则, 利用大自然中相生相克的原则进行对有机农业和有机葡萄病虫害的防治工作。药物只是起到辅佐的功效, 并不是防治的重要手段。 摘要:随着社会市场经济体制的改革和发展, 有机农业和有机葡萄作为新时期农业发展的产物, 带动了农业科学化进程的脚步。对于病虫害的防治工作是有机农业和有机葡萄发展中的重要工作, 因为有机农业和有机葡萄不使用人工合成肥、农药等防止破坏有机农业和有机葡萄生产的产品质量。在有机农业及有机葡萄病虫害防治过程中, 不可以使用带有高浓度的化学合成农药, 而是依据病虫害的生存条件、规律, 进行逐一给药, 对病虫害进行有机农业专业的防治技术。 关键词:有机农业,有机葡萄,病虫害,防治 参考文献 [1]王忠跃, 李兴红, 董雅凤, 雷志强, 战吉成.有机农业及有机葡萄病虫害防治[J].现代农业科技, 2010 (5) . [2]舒丹, 胡红锋.有机农业及有机葡萄病虫害防治[J].农家顾问, 2014 (3) . [3]刘佳, 刘晓, 陈建.四川地区有机葡萄生产技术[J].安徽农业科学, 2013 (4) . 调查发现,以往满眼可见的有机食品忽然变得稀少。不过,仍有少数知名品牌的奶粉并不符合有机认证新规,但也不愿就此完全摘下“有机帽子”,因此大打擦边球打出“欧盟有机牛奶生产”。有业内人士表示,这一做法涉嫌违法宣传。 新规变化A:有机配料含量不得低于95% 笔者经走访大超市发现,以往较为常见的有机蔬菜、有机大米、有机奶粉和有机米粉等几乎完全看不到身影了。为何新规执行后,市场上仅剩下寥寥数款价格超高、数量也明显相对较少的有机食品? 有业内人士表示,这是因为新有机认证办法的严格要求所致。根据《有机产品认证管理办法》第二章第十五条规定:“有机配料含量(指重量或者液体体积,不包括水和盐,下同)等于或者高于95%的加工产品,应当在获得有机产品认证后,方可在产品或者产品包装及标签上标注‘有机字样,加施有机产品认证标志。”该办法第二章第十六条同时规定:“认证机构不得对有机配料含量低于95%的加工产品进行有机认证。” 业内人士对此分析称,以前这方面没有明文规定和执行,有些商家只要加入一点有机配料,就会宣称是有机产品,用有机配料只有50%、40%甚至20%的掺杂食品冒充有机产品的情况比较普遍。新规执行之后,有机认证新规定中的要求太高,很多原有的有机商家因此被剔除出局,这是有机食品数量大减的最主要原因之一。 不过,笔者走访时也发现,有未达标的以往标称有机奶粉产品,现在虽已去掉有机产品认证标志,却仍在产品包装正面挂上“欧盟有机牛奶生产”宣传字符,并用特大字号重点突出“有机”字样。笔者仔细观察后发现,这款突出“有机”字样的奶粉配料表中,有机脱脂牛奶仅占总配料的89%,显然未达到新规中95%以上的最低含量要求。对此,业内人士表示,未达到有机产品认证要求却重点宣传产品“有机”,显然属于违法宣传。 新规变化B:进口食品须获中国认证方可标示有机 业内人士表示,与旧版本相比,新办法还有另一明显变化之处,即增设了“有机产品进口”一章。其中,规定检验检疫部门提醒进口商或者代理商在进口有机产品时,应提供有机产品的认证证书复印件、有机产品销售证复印件、认证标志和产品标志等,特别是虽未获中国有机产品认证,但其包装、标签及产品说明等资料中标注了“有机”“ORGANIC”等文字或标志的,应对相关描述内容进行整改,不得作为有机产品销售。业内人士表示,这也就是说,所有进口至中国市场销售的有机产品,即使在国外已通过外国的有机认证,也必须再通过中国的有机认证方可标示为“有机产品”。 业内人士表示,国外原装进口的有机产品,在中国销售时一般至少有两个有机认证标志,一个是经生产国认证的,另一个是在出口国即中国认证的,二者皆有的进口食品,才是真正的原装进口有机食品。其中,中国认证有机产品的机构有20多个,消费者只要参照这20多个认证机构来查看,一般不会有假。 新规变化C:有机转换食品直接退出市场 此外,业内人士分析称,新办法实施后,有机转换食品将退出市场也是令市面上有机食品数量大减的原因之一。 据介绍,有机转换食品是指从开始有机管理到获得有机认证之间的时间所生产的产品。按照规定,经过有机认证后,从生产其他食品到有机食品需要3年的转换期,在此期内,产品生产要按照有机食品的标准进行,且销售时需标注“中国有机转换产品”字样。管理有机产品认证实施的国家认监委相关负责人表示,取消有机转换标志,主要是为了便于消费者辨识。转换标志和有机标志,有些消费者分不清楚。因为处于转换期内的产品,不算真正的有机产品。这种产品以后不能粘贴有机产品标识售卖,能从根本上杜绝获证产品的认证委托人利用有机转换认证冒充有机认证的行为。 链接: 什么是有机产品? 根据我国《有机产品》国家标准(GB/T 19630-2011)的规定,有机产品是指生产、加工、销售过程符合该标准的供人类消费、动物食用的产品。我国《有机产品》国家标准规定,有机产品生产过程中不得使用化学合成的农药、化肥、生长调节剂、饲料添加剂以及基因工程生物及其产物。 根据我国《有机产品认证管理办法》的规定,未获得有机产品认证的产品,不得在产品或者产品包装及标签上标注“有机产品”。 如何鉴别真假有机食品?有机化学有机酸 篇7
新有机认证揭伪有机食品“画皮” 篇8