【华师大二附中,施华】重点高校自主招生化学辅导第十三讲 有机化合物.doc

Ok 学习网学习网 第 1 页 第十三讲第十三讲 有机化合物有机化合物 授课讲师 施华授课讲师 施华 一 知识补充 一 知识补充 1 有机化合物常见的反应类型 有机化合物常见的反应类型 有机化学反应主要有加成反应 取代反应 缩合反应加成反应 取代反应 缩合反应三种反应类型 其他化学反应类型均可以从 这三种反应类型得到 比如 水解反应 氯代反应 硝化反应等等都应属于取代反应范畴 消去反应 应属于 广义 上的脱水反应等 1 加成反应 加成反应具有如下特点 只有含不饱和键的物质才能发生加成反应 含不饱和键物质可与某 些单质或化合物反应 含多个不饱和键的物质加成 条件不同 产物不同 属于竞争反应 加成产 物可能是链状化合物 也可能是环状化合物 不对称加成具有选择性 加成反应的本质为异性电荷相吸 其中 A2 H2 X2 A B H OH NH2 CH2 CH2 A A B CH2A CH2A B H C2H5O H CH3CO OH 等 如 加成反应具有选择性 H CN RC O HRCH OH CN 加成反应具有竞争性 H N C O CH2CH2CH2OC O NH2CH2CH2CH2O H HCNHOHHCNH OH HOH HCNH2 OH OH H2O HCNH2 O 含不饱 H OH H OH H2O N C C NNHCCNH OHOH NH2CC NH2 OH OH OHOH 2 NH2CC NH2 O O 和键的无机物的加成反应 3 C O HH 3 O C C O O C HH H H H H 3 C N N C C N CH3 CH3CH3 O O O CH3NC O3CHN N C C N N C H H H 2 取代反应 Ok 学习网学习网 第 2 页 取代反应就是带正电基团替换另一反应物中带正电的基团 反应物之间相互交换成分 我们可以 把它写成 AB 型式 AB 的水解反应就是它和 H2O 发生取代反应 AB H OHAOH HB 等 烷烃的取代反应 具有 H 的烯烃在加热约 5000C 左右时发生取代反应 苯环上的取代反应 卤代烃的水解反应 醇与氢卤酸的反应 醇与酸的酯化反应 酯的水解反应 3 缩合反应 如果把脱去小分子 H2O HCl NH3等叫做缩合反应 那么酯化 消去 硝化等均具有缩合特征 缩合的前提是分 离 子中含有可缩去小分子的 基团 分 离 子中所含这些 基团 的数目 表 明它有几次缩合的机会 缩合反应最为常见的就是脱水反应 如 乙醇在浓硫酸中于 1700C 脱水 CH3CH2OHCH2 CH2 H2O 2 常见的官能团的化学性质 常见的官能团的化学性质 要很熟悉常见官能团的化学性质 如烯烃 炔烃易发生加成反应和氧化反应 卤代烃易发生取代 反应和消去反应等 具有酸性的基团有羧基 酚羟基 醇羟基和部分具有 H 的有机物 3 常见氧化反应 常见氧化反应 烯烃 炔烃的氧化反应 a 与酸性 KMnO4反应 R1 CC R2 R3 R4 KMnO4 H R1 CC R2 R3 H KMnO4 H R1 CC R2 H H KMnO4 H b 与 O3反应后 还原条件下水解 R1 CC R2 R3 R4 1 O3 2 Zn H2O R1 CC R2 R3 H 1 O3 2 Zn H2O R1 CC R2 H H 1 O3 2 Zn H2O 炔烃的氧化反应 a 与酸性 KMnO4反应 R1C CR2 KMnO4 H b O3氧化 R1C CR2 O3 c 中性 KMnO4氧化 R1C CR2 KMnO4 芳香烃的氧化 CH3 KMnO4 H 4 常见重要的加成反应 常见重要的加成反应 不对称烯烃与不对称试剂的加成反应 HCl CH3CHCH2 D A 反应 二烯烃与单烯烃的加成反应 其中 双烯体要有给电子基团 亲双烯体要有拉电子基团 有利于反应 5 金属有机试剂 金属有机试剂 常见的是金属镁试剂 其制备方法是 卤代烃与 Mg 在无水乙醚中反应得到 RCl MgRMgCl 其中 R 带负电荷 即 R MgCl 带负电荷 即 MgCl 很多化学反应都 以此电荷进行反应 一般先发生加成反应 后发生取代反应 如 Ok 学习网学习网 第 3 页 O C O RMgCl Mg OH Cl C O ORMgCl H OH C O OHR 6 常见的碳正离子和碳负离子 常见的碳正离子和碳负离子 1 C 产生途径产生途径 H Cl Cl C H E Nu HE H E R OHR OH O C O H C OH 重氮盐 R N2 RN N 2 C 产生途径产生途径 R X MgR MgBr R X LiRLiR2CuLi 干乙醚CuI H R O B R O HB O R 二 考试真题 二 考试真题 2007 北大 有机物北大 有机物 A 的分子式为的分子式为 C2H5NO2 能和 能和 NaOH 反应生成相应的钠盐 在酸性溶液中反应生成相应的钠盐 在酸性溶液中 易发生氮原子的质子化反应 易发生氮原子的质子化反应 1 写出 写出 A 的结构简式 的结构简式 2 两个 两个 A 分子脱水得分子脱水得 B 请写出 请写出 B 的结构式及其所含官能团 的结构式及其所含官能团 3 请写出含有 请写出含有 B 中官能团 中官能团 A 中没有 中没有 且有工业意义的一种环状化合物 且有工业意义的一种环状化合物 2004 年交大 用化学方法鉴别下列各组化合物年交大 用化学方法鉴别下列各组化合物 1 CH2CH3 C H CH2 CCH 2 CH3CH2CHO CH3CHO CH3CH2COCH2CH3 2005 交大 交大 已知卤代烃 已知卤代烃 R X 与 与 Mg 反应生成反应生成 R MgX Grignard 试剂 该试剂与含有活 试剂 该试剂与含有活 泼氢的化合物 泼氢的化合物 H2O NH3 HOR 等 反应 生成等 反应 生成 R H 烃 烃 要求通过上面的性质合成下列化合物 要求通过上面的性质合成下列化合物 CH2CH2CH3 Cl CH2CH2CH2 BrD 2008 交大 简答题 交大 简答题 1 在一般的有机化合物中烯醇式是不稳定的 要转变成酮式 在一般的有机化合物中烯醇式是不稳定的 要转变成酮式 而下 而下 CH3CCH2 OH CH3CCH3 O 列的烯醇式却能稳定存在 列的烯醇式却能稳定存在 CH3CCH2CCH3 OO CH3CCHCCH3 OH O Ok 学习网学习网 第 4 页 请说明该烯醇式稳定存在的理由 请说明该烯醇式稳定存在的理由 并用三种简便方法鉴别下列一组有机化合物 并用三种简便方法鉴别下列一组有机化合物 CH3CCH2CCH3 OO CH3CCH2CH2C O CH3 O 2 碳正离子是有机合成的重要中间体 欧拉因在此领域中的卓越研究而荣获诺贝尔奖 例 碳正离子是有机合成的重要中间体 欧拉因在此领域中的卓越研究而荣获诺贝尔奖 例 当烯烃及低碳环烃与 当烯烃及低碳环烃与 HX 反应时都形成碳正离子反应时都形成碳正离子 CH3CH CH2 HBrCH3CHCH3 Br CH3CHCH3 Br 中间体 它们的稳定性大小为 叔中间体 它们的稳定性大小为 叔 C 仲 仲 C 伯 伯 C CH3 请写出 请写出 HBr 与与反应的产物并应用碳反应的产物并应用碳 正离子中间体说明反应的趋向 正离子中间体说明反应的趋向 三 仿真训练 三 仿真训练 1 用 CO 和 H2在 443K 473K 温度下 并用钻 Co 作催化剂 可以反应生成 n 5 8 的烷烃 这是人工合成汽油的方法之一 1 写出用 CnH2n 2表示的人工合成汽油的配平的化学方程式 2 如果向密闭的合成塔内通入恰好能完全反应的 CO 和 H2 当完全反应后 合成塔内温度不 变 而塔内气体压强降低到原来的 2 5 通过计算说明这时有无汽油生成 3 要达到上述合成汽油的要求 CO 和 H2的体积比的取值范围为多少 2 阳离子交换树脂有很多 如磺酸型阳离子交换树脂 它是由交联的聚苯乙烯磺化而得 磺酸基 为强酸性 其 H 可以与水中的阳离子发生交换作用而除去水中的阳离子 又知 高分子化合物分线型 和体型两种 其中体型分子时交联的 1 交联的聚苯乙烯中高分子链之间由某种结构以化学键相联 请你选择一种合适的化学物与苯 乙烯共聚合 不需溶剂 以得到交联的聚苯乙烯 这种化合物是什么 2 不同用途要求交联的程度不同 如何控制交联的程度 3 用离子交换树脂可以制备纯水 去离子水 自来水与磺酸型离子交换树脂交换作用后显什么 性 是中性 碱性还是酸性 为什么 4 与此类似 季铵碱 NR3OH 型离子交换树脂可以交换水中的阴离子 中性的自来水经交 换除去阴 阳离子后显什么性 是酸性 中性 还是碱性 3 类似于卤素 X2与苯的同系物的反应 卤代烃亦可进行类似反应 如 1 3 5 三甲苯与氟乙烷的 反应 它们的反应经历了中间体 I 这一步 中间体 I 为橙色固体 熔点 150C 它是由负离子 BF4 与一 个六元环的正离子组成的 正离子中正电荷平均分配在除划 号碳原子以外的另五个成环的碳原子上 见下图 II 虚线 CH3CH2F BF3 I II HF BF3 CH3 CH3 CH3 200 K A CH3 CH3CH3 H CH2CH3 BF4 B CH3 CH3 CH3 CH2CH3 1 从反应类型看 反应 A 属于 反应 B 属于 全过程属于 2 中间体 I 中画 号的碳原子的立体构型与下列化合物中画 号碳原子接近的是 Ok 学习网学习网 第 5 页 A CH CH B CH3 CH2CH3 C D Br CH3 3 模仿上题 完成下列反应 不必写中间体 不考虑反应条件 但要求配平 CH3COCl 过量 CHCl3 HBr CH3CH3 CH3CH3 CH2CH3 4 卤代烷可以跟金属镁反应得到有机合成很有用的格氏试剂 RX MgRMgX 格氏试剂 黏稠液体 格氏试剂可以跟醛酮的羰基起加成反应 羰基加在碳基碳原子上 得到的镁盐水解后生成相应的 醇 RMgX CO C OMgX R C OH R 1 某化合物 A 的分子式为 C10H14O 具有水果香型 它由下列合成路线 下图 制得 请填 写方框中化合物的结构式 化合物 A C10H14O CH3 Cl2 CH2Cl Mg 2 设计一个合理路线 实现由正丙醇制备正丁醇 写出各步反应的条件和产物 3 制备 3 甲基 3 己醇可以选用 3 种不同的格氏试剂和 3 种不同的醛或酮作反应物 试写出这 3 对反应物 5 醛类 R CHO 分子中羰基上氧原子吸引电子能力强于碳原子 使羰基碳上带有部分正电荷 从而表现出以下两方面的性质 碳基碳接受带负电荷或带部分负电荷的原子或原子团进攻 而发生加成反应 称为亲核加成反 应 氢 R CH2 CHO 表现出一定酸性 能与碱作用 产生碳负离子 R CH CHO 1 醛与亚硫酸氢钠加成反应的过程如下 I II RC O H OHS O O Na RCO H SO3H Na RCOH H SO3Na 为什么 I 会转化成 II 2 已知 R CH2 CHO NH2 NH2AR CH2 CH N NH2 写出 A 的结构简式 OH2 3 乙醛与乙醇在催化剂作用下 可生成半缩醛 C4H10O2 和缩醛 C6H14O2 试写出半缩醛 的结构简式和缩醛的结构简式 4 乙醛与 OH 作用可产生的碳负离子 该碳负离子又可进攻另一分子乙醛 而发生加成反应 2CH3CHOC 分子式 C4H8O2 D OH2 试写出该碳负离子的电子式和 C D 的结构简式 6 含有 含有 C C 的有机物与的有机物与 O3作用形成不稳定的臭氧化物 臭氧化物在还原剂存在下 与水作用作用形成不稳定的臭氧化物 臭氧化物在还原剂存在下 与水作用 分解为羰基化合物 总反应为 分解为羰基化合物 总反应为 R1 R2 R3 R4为为 H 或烷基 或烷基 R1 CC R2 R3 R4 1 O3 2 Zn H2O R1 C R2 O C R3 R4 O Ok 学习网学习网 第 6 页 以下四种物质发生上述反应 所得产物为纯净物且能发生银镜反应的是以下四种物质发生上述反应 所得产物为纯净物且能发生银镜反应的是 A CH3 2C C CH3 2 B C D 环辛四烯环辛四烯 CHC CH2CH2 CHCCH3 CH3 CH2 C H2 CH CH2 CCH3 7 传统上我们把糖类叫做碳水化合物 其通式可以写成 传统上我们把糖