有机化学反应类型及推断合成.ppt

有机化学专题复习 1 分类 通式 同分异构体 命名2 各类物质的性质 官能团的性质 有机反应类型3 有机推断 有机合成 有机计算4 常见的有机实验 有共性的有机实验 物质的分离和提纯 有机反应主要包括八大基本类型 取代反应 加成反应 消去反应 氧化反应 还原反应 加聚反应 缩聚反应 显色反应 一 有机化学反应 酯化 有机反应类型 1 取代反应 有机物分子中某些原子或原子团被其它原子或原子团所代替的反应 包括 卤代 硝化 酯化 水解 分子间脱水 哪些类别的物质能发生取代反应 有机化学中取代反应范畴很广 下列6个反应中 属于取代反应范畴的是 填写相应的字母 A C E F 2 加成反应 有机物分子中未饱和的碳原子跟其它原子或原子团直接结合生成别的物质的反应 特征是二合一 包括 烯烃及含C C的有机物 炔烃及含C C的有机物与H2 X2 HX H2O加成 苯环 醛基 不饱和油脂与H2加成 有机反应类型 加成反应 和H2加成的条件一般是催化剂 Ni 加热和水加成时 条件写温度 压强和催化剂不对称烯烃或炔烃和H2O HX加成时可能产生两种产物醛基的C O只能和H2加成 不能和X2加成 而羧基和酯的C O不能发生加成反应若一种物质中同时存在C C 醛基等多个官能团时 和氢气的加成反应可同时进行 也可以有选择地进行 看信息而定 原理 包括 醇消去H2O生成烯烃 卤代物消去HX生成不饱和化合物 3 消去反应 有机物在一定条件下 从一个分子中脱去一个小分子 如 H2O HX NH3等 生成不饱和化合物的反应 消去小分子 有机反应类型 消去反应 说明 消去反应的实质 OH或 X与所在碳的邻位碳原子上的 H结合生成H2O或HX而消去不能发生消去反应的情况 官能团 OH或 X原子 所在碳的邻位碳原子上要有H 注意区分不能消去和不能氧化的醇 有不对称消去的情况 由信息定产物消去反应的条件 醇类是浓硫酸 加热 卤代烃是NaOH醇溶液 加热 4 氧化反应 有机物得氧或失氢的反应 5 还原反应 有机物加氢或去氧的反应 氧化反应 有机物分子里 加氧 或 去氢 的反应 有机物的燃烧 烯烃 炔烃 苯的同系物的侧链 醇 醛等可被某些氧化剂所氧化 它包括两类氧化反应 1 在有催化剂存在时被氧气氧化 从结构上看 能够发生氧化反应的醇一定是连有 OH的碳原子上必须有氢原子 否则不能发生氧化反应 就不能发生氧化反应 如 有机反应类型 氧化反应 2 有机物被除O2外的某些氧化剂 如强KMnO4 弱Cu OH 2 Ag NH3 2OH 等氧化 还原反应 有机物分子里 加氢 或 去氧 的反应 其中加氢反应又属加成反应 不饱和烃 芳香族化合物 醛 酮等都可进行加氢还原反应 有机反应类型 还原反应 1 加聚反应 通过加成反应聚合成高分子化合物的反应 加成聚合 主要为含双键的单体聚合 6 聚合反应 单体间通过缩合反应生成高分子化合物 同时生成小分子 H2O NH3 HX等 的反应 有机反应类型 加聚反应 类型 联系书上提到的高分子材料 乙烯型加聚聚丙烯 聚苯乙烯 聚氯乙烯 聚丙烯腈 聚甲基丙烯酸甲酯 有机玻璃 1 3 丁二烯型加聚 破两头 移中间 天然橡胶 聚异戊二烯 氯丁橡胶 聚一氯丁二烯 含有双键的不同单体间的共聚乙丙树脂 乙烯和丙烯共聚 丁苯橡胶 丁二烯和苯乙烯共聚 催化剂 温度压强 丁二烯型加聚 破两头 移中间 nCH CH C CH2 CH CH C CH2 nABAB天然橡胶 聚异戊二烯 氯丁橡胶 聚一氯丁二烯 乙烯型加聚adadnC CC Cbeben 催化剂 加聚反应的类型 联系书上的高分子材料 聚丙烯 聚苯乙烯 聚氯乙烯 聚丙烯腈 聚甲基丙烯酸甲酯 有机玻璃 含有双键的不同单体间的共聚 混合型 乙丙树脂 乙烯和丙烯共聚 丁苯橡胶 丁二烯和苯乙烯共聚 nCH CH2 nCH2 CH2 CH CH2 CH2 CH2 n或 CH2 CH CH2 CH2 n 催化剂 催化剂 加聚反应的特点 1 单体含不饱和键 2 没有副产物生成 产物中仅有高聚物 无其它小分子 3 链节和单体的化学组成相同 但结构不同 如烯烃 二烯烃 炔烃 醛等 单体和高分子化合物互推 有机反应类型 显色反应 包括苯酚遇FeCl3溶液显紫色淀粉遇碘单质显蓝色含苯环的蛋白质遇浓硝酸凝结显黄色 有机反应类型 酯化反应拓展 机理 一般为羧酸脱羟基 醇脱氢类型一元羧酸和一元醇反应生成普通酯二元羧酸和二元醇部分酯化生成普通酯和1分子H2O 或生成环状酯和2分子H2O 或生成高聚酯和2nH2O羟基羧酸自身反应既可以部分酯化生成普通酯 也可以生成环状酯 还可以生成高聚酯 如乳酸分子 乙二酸和乙二醇酯化 例题 环状酯O在一定条件下H2CC OH2CC OO发生水解反应 生成两种物质 结构式中a b c d为分子中的不同化学键 当水解时 断裂的键应是 A aB bC cD d A C a b c d 有机推断专题探究 有机推断基本思路 突破口1 根据特征反应条件 推断物质或官能团 卤代烃的水解 酯的水解 卤代烃的消去 醇的消去 170 C 酸醇的酯化 苯的硝化 纤维素的水解 酯的水解 二糖 淀粉的水解 碳碳双键 叁键的加成 苯酚的取代 苯环上的取代 烷烃或芳香烃的烷基上的取代 醇的催化氧化 CH2OH CHOH 突破口2 根据化学性质 推断物质或官能团 醇 酚 羧酸 卤代烃 酚 羧酸 酯 酚羟基 不产生CO2 羧基 产生CO2 羧酸 烯烃 炔烃 苯及其同系物 醛 酮 含醛基 醛 甲酸 甲酸盐 甲酸酯 葡萄糖 麦芽糖 果糖 碳碳双键 叁键 酚羟基 醛基 卤代烃和醇 卤代烃 酯 油脂 二糖 多糖 蛋白质 苯酚 淀粉 蛋白质 碳碳双键 叁键 酚羟基 醛基 醇羟基 苯的同系物 突破口3 根据特定的转化关系 推断物质或官能团 R CH2OH R CHO R COOHABC 二元酯在酸性或碱性条件下水解 已知有机物的结构简式为 下列性质中该有机物不具有的是 1 加聚反应 2 加成反应 3 使酸性高锰酸钾溶液褪色 4 与NaHCO3溶液反应放出CO2气体 5 与KOH溶液反应A 1 3 B 2 4 C 4 D 4 5 C 官能团是钥匙 它能打开未知有机物对你关闭的大门 官能团是地图 它能指引你走进有机物的陌生地带 实验证明 某有机化合物C8H8O2分子中无C C和C C 该物质与水反应生成A和B 1 若1molC8H8O2能与2molNaOH反应 而与钠不反应 则该有机物的结构简式可能为 有几种写几种 迁移训练 D的碳链没有支链 如何确定A的结构简式 根据反应条件或性质确定官能团 根据图示填空 1 化合物A含有的官能团 2 1molA与2molH2反应生成1molE 其反应方程式是 题中的已知条件中包含以下四类信息 1 反应 条件 性质 信息 A能与银氨溶液反应 表明A分子内含有醛基 A能与NaHCO3反应断定A分子中有羧基 2 结构信息 从D物质的碳链不含支链 可知A分子也不含支链 3 数据信息 从F分子中C原子数可推出A是含4个碳原子的物质 4 隐含信息 从第 2 问题中提示 1molA与2molH2反应生成1molE 可知A分子内除了含1个醛基外还可能含1个碳碳双键 碳碳双键 醛基 羧基 分子式官能团碳链结构 例题 D的碳链没有支链 3 与A具有相同官能团的A的同分异构体的结构简式是 4 B在酸性条件下与Br2反应得到D D的结构简式是 5 F的结构简式是 由E生成F的反应类型是 酯化反应 或 1 碳碳双键 醛基 羧基 2 OHC CH CH COOH 2H2HO CH2 CH2 CH2 COOH 3 答案 例题1 下图中X是一种具有水果香味的合成香料 请根据框图推出A的结构简式 醛基 CH2 CH CH2 CHO C4H8O2 碳骨架 通过特征条件和框图模式突破官能团类型和反应类型 除E F X K外 其余物质碳骨架完全相同 巩固练习 一种用于治疗高血脂的新药灭脂灵是按如下路线合成的 已知 1 2 RCHO 其中G的分子式为C10H22O3 试回答 2 上述反应中属于取代反应的是 填序号 3 写出反应方程式 反应 反应 F与银氨溶液反应 1 写出结构简式 B E HCHO 专题复习 有机合成 一 有机合成题的两种题型 1 根据已确定的合成路线进行推断 2 设计合成路线二 有机合成的基本思想 断旧键 成新键 小分子成大分子 有机合成的解题思路1 将原料与产物的结构进行对比 一比碳干的变化二比官能团的差异 找出原料与产品的结构差别 然后在熟知物质性能的基础上寻找解决问题的途径即合成路线 考虑引入新的官能团 能否直接引入 间接引入的方法是什么 并寻找官能团的引入 转换和保护方法 有机合成中官能团的引入 1 引入卤原子 烷烃与卤素取代 苯或苯的同系物与卤素取代 醇与氢卤酸取代 烯烃 炔烃与卤素或卤化氢加成 2 引入羟基 卤代烃的水解 NaOH水溶液 酯的水解 H 或OH 醛的还原 烯烃与水加成 酚钠与酸的反应 3 引入双键 醇的消去 浓H2SO4 一定温度 卤代烃的消去 NaOH醇溶液 醇的氧化 催化氧化 烯烃的氧化 炔烃与水加成 2CH3CH2OH O22CH3CHO 2H2O2CH3CHO O22CH3COOH2CH3 CH CH3 O22CH3 C CH3 2H2O 4 引入醛基 羰基或羧基 5 引入羧基 醛的氧化 O2 酯的水解 H 或OH 苯的同系物的氧化 羧酸钠盐与酸的反应 合成路线的选择原料价廉 原理正确 路线简捷 便于操作 条件适宜 易于分离 产率高 成本低 有机合成的实质利用有机物的性质 进行必要的化学反应 通过引入或消除某些官能团 实现某些官能团的衍变或碳链的增长 缩短的目的 从而生成新物质 R CH CH2卤代烃一元醇一元醛一元羧酸酯 一元化合物的合成路线 小结 例 以对 二甲苯和乙醇为主要原料合成聚酯纤维 二元化合物的合成路线 CH2 CH2CH2X CH2X二元醇二元醛二元羧酸链酯 环酯 聚酯 小结 芳香化合物的合成路线 小结 其中有3步属于取代反应 2步属于消去反应 3步属于加成反应 反应 和属于取代反应 化合物的结构简式是 B C 反应 所用试剂和条件是 例 从环己烷可制备1 4 环己二醇的二醋酸酯 下面是有关的8步反应 其中所有无机产物都已略去 例 以乙烯为初始反应物可制得正丁醇 CH3CH2CH2CH2OH 已知两个醛分子在一定条件下可以自身加成 下式中反应的中间产物 可看成是由 中的碳氧双键打开 分别跟 中的2 位碳原子和2 位氢原子相连而得 是一种3 羟基醛 此醛不稳定 受热即脱水而生成不饱和醛 烯醛 请运用已学过的知识和上述给出的信息写出由乙烯制正丁醇各步反应的化学方程式 不必写出反应条件 例题 通常情况下 多个羟基连在同一个碳原子上的分子结构是不稳定的 容易自动失水 生成碳氧双键的结构 下面是9个化合物的转变关系 1 化合物 是 它跟氯气发生反应的条件A是 2 化合物 跟 可在酸的催化下去水生成化合物 的结构简式是 名称是 3 化合物 是重要的定香剂 香料工业上常用化合物 和 直接合成它 此反应的化学方程式是 甲苯 光照 例3 以为原料利用Br2等试剂合成 写出有关的化学方程式 并注明反应条件 例4 阅读下列信息 合成有关物质 RX MgRMgX 格氏试剂 格氏试剂非常活泼 可与多种含活泼氢的化合物作用 生成相应的烃 RMgX HXRH MgX2RMgX ROHRH MgX OR 无水乙醚 现以苯 乙烯为原料 无机试剂任选 合成CH3 CH OH 写出反应的化学方程式 注意 1 引入官能团的先后顺序 在引入一个官能团的同时要注意保护其他的官能团 2 正确理解和领会信息 4知识拓展键线式例有机化学中常用键线式 以线示键 每个折点和线端点处表示有一个碳原子 并以氢补足四价 碳 氢原子不表示出来 立方烷 分子结构为正立方体 写出立方烷的分子式 其二氯代物共有几种同分异构体 其三氯代物共有几种同分异构体 33 2 马氏定则不对称烯烃加成时 氢原子总是加在含氢较多的碳原子上 这个取向规则称为马氏定则 3 不饱和度不饱和度也称缺氢指数 有机物分子中每减少一个碳氢键 必然同时增加一个碳碳键 都称为增加了一个不饱和度 4 苯环上取代反应的定位邻对位定位基 R X OH NH2 OR OCOR间位定位基 NO2 SO3H COOH CF3 CCl3 十 有机计算 1 相对分子质量的确定 1 标准状况M 22 4 2 相对密度M M D 3 定义式2 分子式的确定 1 通过求实验式和相对分子质量确定 2 通过求1摩有机物中含各元素的物质的量来确定 3 由通式和化学方程式来确定 4 由相对分子质量根据商余法确定3 根据性质推断结构 一 相对分子质量 分子式 结构式的确定 燃烧产物只有H2O和CO2 烃和烃的含氧衍生物 CxHyOz x y 4 z 2 O2 XCO2 y 2H2O1 耗氧量的比较 1 等物质的量时 方法一 x y 4 z 2计算方法二 化学式变形 化做CO2或H2O 意味着不耗氧 二 燃烧规律的应用 如 乙酸乙酯和丙烷 环丙烷和丙醇 方法三 等物质的量的几种不同化合物完全燃烧 如果耗氧量相同 则由这几种有机物 或无机物 以任意比组成的同物质的量的混合物 完全燃烧 耗氧量也相同 例 下列各组物质中各有两组分 两组分各取1mol 在足量氧气中燃烧 两者耗氧量不相同的是A 乙烯和乙醇B 乙炔和乙醛C 乙烷和乙酸甲酯D 乙醇和乙酸 答案 D 练习 两种气态烃以任意比例混合 在105 时 1L该混合烃与9L氧气混合 充分燃烧后恢复到原状态 所得气体体积仍是10L 下列各组混合烃中不符合此条件的是 A CH4C2H4 B CH4C3H6 C C2H4C3H4 D C2H2C3H6 BD 2 等质量时 CHY X法 方法一 同质量的有机物完全燃烧时 有机物实验式相同 所需O2的量相同方法二烃用CHY X形式表示 同质量的烃完全燃烧时 Y X越大 所需O2的量越多 生成的水越多 生成的二氧化碳越少 如 燃烧等质量的乙炔 乙二醇 乙醛 丙醛所需O2的量 则两种有机物的C H的质量分数相同或有机物实验式相同 特例 或者这样认为 最简式相同的有机物 由于分子中各元素的质量分数相同 所以 相同质量的这类有机物在氧气中完全燃烧 耗氧量相等 生成的二氧化碳和水的量也相等 2 两种有机物无论以何种比例混合 只要总质量一定 当两种有机物 2 利用差值法确定分子中的含H数 CxHy x y 4 O2 xCO2 y 2H2O V1x y 4x 液 减少1 y 41x y 4xy 2 气 减少1 y 4增加y 4 1 H2O为气态 体积不变y 4体积减小y4 气态烃完全燃烧时 气体体积的变化情况 例 120 时 1体积某烃和4体积O2混和 完全燃烧后恢复到原来的温度和压强 体积不变 该烃分子式中所含的碳原子数不可能是 A 1B 2C 3D 5 例燃烧下列混合气体 所产生的二氧化碳的量一定小于燃烧相同质量丙烯所产生的二氧化碳的是A乙烯丙烷B乙炔乙烯C乙炔丙烷D乙烯丙烯E乙烷环丙烷 AE 2加聚反应生成的高聚物单体的判断 1 聚乙烯型 2 聚1 3 丁二烯型 3 多单体型 混合型 某种ABS工程树