高三化学 第8单元第28讲 卤代烃和重要的有机反应类型.ppt

第28讲卤代烃和重要的有机反应类型 一 溴乙烷1 分子结构 2 物理性质通常情况下 溴乙烷为无色液体 沸点38 4 密度比水大 不溶于水 3 化学性质由于受到官能团溴原子 br 的影响 溴乙烷的化学性质比乙烷活泼 既可发生水解反应 又可发生消去反应 1 水解反应ch3ch2 br h ohch3ch2oh hbr 或ch3ch2 br kohch3ch2oh kbr 溴乙烷的水解反应是 oh取代了溴乙烷分子中的溴原子 因此 该反应属于取代反应 2 消去反应 有机物在一定条件下 从一个有机化合物分子中脱去一个或几个小分子生成不饱和化合物 含双键或叁键 的反应叫做消去反应 溴乙烷在强碱的醇溶液中会发生反应 分子内脱去一个小分子hbr生成不饱和的烯烃 溴乙烷与氢氧化钠无论是发生取代反应还是消去反应 都有nabr生成 可用agno3溶液检验该物质的存在 由于agno3溶液能与naoh发生反应 因此在加入agno3溶液之前应先加入hno3溶液将溶液调至酸性 二 卤代烃1 结构特点烃分子中的氢原子被卤素原子取代后形成的化合物称为卤代烃 故卤素原子是卤代烃的官能团 2 分类 3 物理通性 1 溶解性 所有的卤代烃都不溶于水 可溶于有机溶剂 2 熔 沸点 一卤代烃同系物的沸点随着碳原子数的增多而升高 常温下 除低级卤代烃如ch3cl ch3br c2h5cl及ch2chcl为气体外 大多为液体或固体 卤代烃中 当烃基相同时 氯代物的沸点最低 密度最小 碘代物沸点最高 密度最大 卤素相同时 其沸点随烃基的增大而增高 密度则减小 4 化学通性由于卤素原子的非金属性比碳强 所以c x之间的共用电子对偏向卤素原子 形成一个极性较强的极性键 卤素原子易被其他原子或原子团所取代 卤代烃与溴乙烷的化学性质相似 在一定条件下能发生水解反应和消去反应 1 消去反应从卤代烃分子中相邻的两个碳原子上脱去一个卤代氢小分子 可表示为 2 水解反应 取代反应 r x naohroh nax水解反应的特征是有水参加 常为可逆反应 为了加速反应 通常将卤代烃与强碱溶液混合后一起加热 水解反应的本质是取代反应 所有的卤代烃都可以发生水解反应 3 卤代烃发生消去反应的规律从分子结构来看 卤代烃要发生消去反应应具备的条件是和卤原子相连的碳原子 碳原子 的相邻碳原子 碳原子 上有氢原子 如下列情况下的卤代烃不能发生消去反应 只含一个碳原子的卤代烃不能发生消去反应 如 ch3br 5 氟氯烃 氟利昂 对环境的影响 1 氟氯烃破坏臭氧层的原理 氟氯烃在平流层中受紫外线照射产生cl原子 cl原子可引发损耗臭氧的循环反应cl o3 clo o2 clo o cl o2 总的反应式 o3 o2o2 实际上氯原子起了催化作用 2 臭氧层被破坏的后果臭氧层被破坏 会使更多的紫外线照射到地面 会危害地球上的人类 动物和植物 造成全球性的气温变化 1 关于卤代烃 重点强化水解反应和消去反应 注意两者反应条件的区别 这两个反应在有机合成和推断中应用广泛 2 卤原子的检验方法 实验原理 r x naohr oh nax hno3 naoh nano3 h2o agno3 nax agx nano3 若卤化银沉淀的颜色为白色 则卤原子为氯 若卤化银沉淀的颜色为浅黄色 则卤原子为溴 若卤化银沉淀的颜色为黄色 则卤原子为碘 实验步骤 取少量卤代烃 加入naoh溶液 加热煮沸 冷却 加入稀hno3酸化 加入agno3溶液 三 卤代烃在有机合成中的作用 在有机合成反应中 卤代烃是联系烃和烃的衍生物之间的一座桥梁 是有机合成中引入官能团的 中转站 有机合成的难点是官能团的引入 因此在有机合成中需要引进官能团时 首先需要考虑到卤代烃 如以乙醇为原料合成乙二醇 关键是碳碳双键的形成 根据顺推和逆推可选择如下最佳合成路线 1 引入方法卤素原子的引入是改变分子性能的第一步反应 在有机合成和有机推断中起着桥梁作用 在烃分子中引入一个x原子有以下两种途径 1 烃与卤素单质的取代反应 2 所有卤代烃都可发生水解反应 3 卤代烃发生消去反应和取代反应的外界条件不同 在醇和强碱存在的条件下发生消去反应 在水和强碱存在的条件下发生取代反应 四 重要有机反应类型及判断1 重要有机反应类型有机四大基本反应类型 取代反应 卤代反应 酯化反应 水解反应 其他反应 加成反应 消去反应 聚合反应 加聚反应 缩聚反应 2 有机反应类型的判断 1 根据有机物断键方式判断根据有机化学反应概念确定断键方式 如取代反应 r x a b r a x b 加成反应一定是断裂双键或叁键 断键原子形成单键 2 根据试剂和条件判断根据常见有机试剂和反应条件 可以推断有机物结构特点和反应类型 常见试剂 反应条件与反应类型关系如表所示 除此之外还要注意下面两个反应类型 1 裂化反应 在一定条件下 把相对分子质量大 沸点高的长链烃 断裂为相对分子质量小 沸点低的短链烃的反应 裂化属于化学过程 如c16h34c8h18 c8h16 深度裂化叫裂解 2 颜色反应 显色反应 1 苯酚溶液滴加氯化铁溶液 显紫色 2 淀粉溶液加碘水 显蓝色 3 蛋白质 分子中含苯环的 加浓硝酸 显黄色 对卤代烃性质的考查 典例1 能发生消去反应 生成物中存在同分异构体的是 b 点拨 本题主要考查卤代烃的性质与其结构的关系 重点是卤代烃发生消去反应必须具备的条件 即主链碳原子至少为2个 且与卤素原子相连碳原子的邻近碳原子上必须有氢原子 迁移训练1 在有机反应中 反应物相同而条件不同可得到不同的主产物 下式中r代表烃基 副产物均已略去 写出实现下列转变的各步反应的化学方程式 特别注意要写明反应条件 1 由ch3ch2ch2ch2br分两步转变为ch3ch2chbrch3 答案 ch3 2ch chch2 hbr ch3 2chch2ch2br ch3 2chch2ch2br h2o ch3 2chch2ch2oh hbr 2 由 ch3 2chch ch2分两步转变为 ch3 2chch2ch2oh 解析 1 这是br原子从1号碳位移到2号碳位上的物质之间的转化 由于两者都是饱和的有机物 又不能发生取代直接完成其转化 所以必须先进行消去反应 使卤代烃变成烯烃 然后烯烃再和hbr加成 只要找到适当的条件 br可以加成到2号碳位上 这也是这类问题的解题规律 2 如果烯烃与水直接发生加成 可以生成醇 但羟基的位置不能确定 因而无法一步完成这一变化 同时也不符合题目要用两步反应完成这一转化的要求 所以 烯烃只能先与hbr加成 使br原子加成在1号碳位上 再与水溶液发生水解反应 使羟基取代溴原子 典例2 要检验某溴代烷中的溴原子 下列实验方法一定正确的是 a 加入氯水振荡 观察水层是否有橙红色出现b 滴入agno3溶液 再加入稀盐酸呈酸性 观察有无浅黄色沉淀生成c 加入naoh溶液 共热 然后加入稀hno3酸化 再滴入agno3溶液 观察有无浅黄色沉淀生成d 加入naoh醇溶液 共热 然后加入稀hno3酸化 再滴入agno3溶液 观察有无浅黄色沉淀生成 检验卤代烃分子中卤素的方法 c 解析 卤代烃是共价化合物 是非电解质 在水中不能电离出卤素离子 故在进行卤素原子检验时 必须先将卤代烃水解 生成卤素离子再进行检验 因此a b项所加的氯水 盐酸不能与溴代烷反应生成br d项 并不是所有的卤代烃都能发生消去反应 如ch3cl ch3 3cch2br都不能发生消去反应 所以用消去反应去检验卤代烃中的卤原子 并不一定正确 点拨 卤代烃中卤素原子的检验以及与naoh在不同溶剂中反应类型的探究一直是有机实验中重点考查的内容 过量的反应物naoh会与agno3反应 与br2反应 对卤素原子和不饱和烃的检验都有干扰 应在检验之前将溶液调至酸性 与之相反 蔗糖 淀粉的水解是在稀硫酸中进行的 而产物葡萄糖需在碱性条件下用银氨溶液或新制氢氧化铜检验 检验之前需将溶液调至碱性 迁移训练2 2010 江苏盐城中学 二英是公认最危险的致癌物质之一 是两大类芳香族化合物 二苯并二英和二苯并呋喃的多氯代衍生物的总称 其代表物如下 2 3 7 8 四氯二苯并二英2 3 7 8 四氯二苯并呋喃下列有关叙述中不正确的是 a 二英与氟利昂等均属于纯净物b 2 3 7 8 四氯二苯并二英的分子中所有原子可能在一个平面上c 2 3 7 8 四氯二苯并二英与2 3 7 8 四氯二苯并呋喃属于同系物d 1mol2 3 7 8 四氯二苯并二英在适宜条件下可与8molnaoh反应 ac 解析 二英和氟利昂均含多种化学成分 属于混合物 苯环上各原子均处于同一平面上 故2 3 7 8 四氯二苯并二英分子中所有原子可能在一个平面上 同系物是指结构相似 且组成上相差一个或若干个 ch2 基团的化合物的互称 2 3 7 8 四氯二苯并二英与2 3 7 8 四氯二苯并呋喃分子组成上并不相差若干个 ch2 2 3 7 8 四氯二苯并二英完全水解后氯原子被 oh取代 生成4个酚羟基 同时生成4分子的hcl 故最多可与8molnaoh反应 所以应选ac 卤代烃在有机合成中的应用 典例3 以c2h5br为原料制备1 2 二溴乙烷 下列转化关系最合理的是 d 解析 考查卤代烃的取代反应与消去反应的区别与联系 并在实际中应用 要制取1 2 二溴乙烷 最好通过ch2 ch2和br2的加成反应得到 而不用c2h5br的取代反应得到 因为前者产物较纯净 后者副反应较多 产物不纯 而ch2 ch2可由ch3ch2br或ch3ch2oh消去反应得到 a d相比 d步骤更简洁 点拨 由于受到官能团溴原子 br 的影响 溴乙烷的化学性质比乙烷活泼 既能发生水解反应 又能发生消去反应 但反应条件不同 产物不同 可概括为 有醇则无醇 无醇则有醇 关注条件的变化 1 a的名称为 与b具有相同基团的同分异构体共有 种 不包括b 2 上述转化过程中含有取代反应的有 选填序号 邻二氯苯 1 2 二氯苯 5 有机产物为 写结构简式 ch3ch2oh 有机产物为ch3ch2oh 写结构简式 5 化合物h可能具有的性质是 a 两性b 能使溴的四氯化碳溶液褪色c 能发生水解反应d 能发生聚合反应 6 原料emme的合成途径为3c2h5oh hc oc2h5 3emme 2c2h5oh 则dem的结构简式为 abcd ch2 cooc2h5 2 解析 1 写b的同分异构体时 可先考虑二氯苯共有3种 再引入硝基 共6种 扣除1种b 故共有5种 2 本题首先要审清题意 题中不要求考虑反应 和 显然属于取代反应 属于硝基的还原 是亚氨基上的氢原子被乙基取代 中含有酯的水解反应 属于取代反应 中氯原子被取代 3 反应 可看做fe和盐酸反应产生h2 生成的h2把硝基还原成氨基 还原过程是去氧加氢的过程 4 从原料的键线式分析 产物中肯定有乙醇 5 化合物h中既有羧基又有亚氨基 具有两性 环上含有碳碳双键 因此能和溴的四氯化碳溶液发生加成反应 也能发生加聚反应 含有卤原子f 因此也能发生水解反应 6 初步判断后一步反应属于取代反应 再利用给出的定量关系 结合结构简式分析dem的可能结构 有机化学反应机理和类型的判断 典例4 心酮胺是治疗冠心病的药物 它具有如下结构简式 下列关于心酮胺的叙述错误的是 a 可以发生加成反应b 在催化剂作用下可以和溴反应c 可以发生银镜反应d 在一定条件下可以发生酯化反应 c 解析 心酮胺分子中含有苯环结构 能在一定条件下发生加成反应 也能与br2在催化剂存在条件下发生取代反应 又分子中含有醇羟基 故可发生酯化反应 而分子中不存在醛基 所以不能发生银镜反应 点拨 加成反应主要有 1 与氢气的加成反应 还原 在催化剂的作用下 含有不饱和碳原子的有机物跟氢气发生加成反应 a 烯 二烯 炔的催化加氢 b 苯 苯的同系物 苯乙烯催化加氢 c 醛 酮催化加氢 d 油脂的加氢硬化 2 与卤素单质的加成反应 含有不饱和碳原子的有机物很容易跟卤素单质发生加成反应 3 与卤化氢的加成反应 含有不饱和碳原子的有机物能跟卤化氢发生加成反应 例如 乙炔 氯乙烯 4 与水的加成反应 含有不饱和碳原子的有机物在催化剂作用下 可以跟水发生加成反应 例如 烯烃水化生成醇 取代反应主要有 1 卤代反应 有机物分子中的氢原子被卤原子取代的反应 2 硝化反应 有机物分子中的氢原子被硝基取代的反应 3 磺化反应 有机物分子中的氢原子被磺酸基取代的反应 4 其他 卤代烃的水解 酯化反应 酯的水解 醇分子间脱水等也属于取代反应 迁移训