有机化学中氢活性问题的探讨.doc

有机化学中氢活性问题的探讨一、羟基氢活性类别脂肪醇芳香醇酚代表物CH3CH2-OHC6H5CH2-OHC6H5-OH官能团-OH-OH-OH结构特点-OH与脂肪烃基连接-OH与芳香烃基连接（不与苯环连接）-OH直接连苯环化学性质同上醇类化学性质同上酚类化学性质-OH上氢的电离程度不同跟金属Na反应是-OH的共性，但是剧烈程度不同；其中能够体现酸性的只有酚中-OH所以，对有机物醇、酚、羧酸的学习，可以从羟基氢原子的活泼性不同出发，将知识系统化和网络化。首先，还可以推知对应离子结合H+能力的不同，例如：CH3COOHCO3C6H5OCO32；C6H5OOHC2H5O结合H+的能力逐增；对应物质：CH3COONaNaHCO3C6H5ONaNa2CO3；C6H5ONaNaOHHClO，即：碱性就是：NaHCO3HCO3Al(OH)3，所以AlO2-和HCO3-不能大量共存于同一溶液中。反应：HCO3+H2O+AlO2 CO32+ Al(OH)3；(3).CH3COONH4 溶液呈中性，且CH3COOH酸性大于H2CO3，那么， NH4HCO3一定呈碱性，(NH4)2CO3的碱性应更强；二、碳原子上氢活性碳原子就是指跟羟基(-OH)、醛基(-CHO)、羧基(-COOH)、羰基(-CO)等官能团直接相连接的碳原子，碳原子上的氢原子简称氢，由于受官能团的影响，氢会表现出比较大的活性。例如，以下反应在取代、加成和消去反应中，都表现出了氢原子活性，对此通常会以信息来考查。-H2OOH-(1).2RCH2CHO RCH2CH(OH)CHRCHO RCH2CH=CRCHONaOH 水解C2H5ONaRCl(2).CH2(COOC2H5)2 R CH(COOC2H5)2 H+ R CH(COONa)2 R CH2COOH等， 实质就是氢的活性体现。 例、已知以上反应(1)和(4)作为提供的信息，现由乙烯和丙二酸等物质合成I，合成路线如下： +HCHO 一定条件 +Na +H2催化剂、D +O2催化剂、D 请写出：E、H、I、的结构简式； AD的化学反应方程式。答案：E、H、I、的结构简式：AD的化学反应方程式：3HCHO+CH3CHO(HOCH2)3CCHO解析：本题完全是考查醛和丙二酸二乙酯中a氢原子的活性，只有从分析、理解题目所提供的信息出发，认清a活性氢在取代和加成反应中的反应本质，才能每一框图的反应原理，从而推定有关物质的结构。三、跟苯环有关的氢活性跟苯环有关的“活泼氢”可以分成两类：一类是，跟苯环中碳原子直接相连接的氢原子；另一类是，连在苯环上的烃基、羟基或其它基团上的氢原子。体现这两类氢原子活性的化学性质主要是：取代反应和氧化反应。类别苯甲苯苯酚结构简式氧化反应不能被KMnO4氧化能被KMnO4氧化常温下被空气氧化取代反应液溴、Fe作催化剂下苯环上取代得：溴苯液溴、Fe作催化剂下得：2，4，6-三溴甲苯跟溴水就得2，4，6-三溴苯酚例、盐酸普鲁卡因是外科常用药，化学名：对氨基苯甲酸-二乙胺基乙酯盐酸盐，结构式如图。它的合成路线如下，请在方框内填入试剂、中间产物或反应条件。解析：此题属框图题，应全面把握框图的结构，首先认清框图的骨架是由两种原料分别转化为中间体然后连接而成。其次寻找该骨架何处可断开成两截，显然一截来自乙烯得到的中间体，另一截来自甲苯得到的中间体。在框图的过程考查了三种类型的活性氢，为清晰思路，用符号表示框图中的各中间体： 假设，乙烯氧化得A是乙醛，利用NH(C2H5)2中氮原子上的活性氢，乙醛与NH(C2H5)2发生加成反应，得到CH3C(OH)N(C2H5)2,再与D反应所得产物E中有CH3C(OH)-的结构单元，与E中-CH2CH2-的结构单元不符合，从而否定乙烯氧化得乙醛的设想。A只能是不饱和度与乙醛相等的环氧乙烷，它与二乙胺的加成就是环氧乙烷的开环反应，开环后羟基与二乙胺基分置于-CH2CH2-的两端，再与D发生酯化反应而得符合题意的E结构。至于D中的羧基当然是由于甲苯中-CH3失去活性氢而被氧化得到，最后-NH2是由-NO2还原得到，而NO2又是由于苯环上氢原子被取代而得，并且，I是硝化、II是甲基的氧化，不能颠倒，因为-NO2和-COOH在苯环是处于对位关系。答案：四、其它氢活性有机物中氢原子具有相对活性的情况还很多，例如，烯烃、酮等有机物中氢原子的活性，炔烃中直接跟碳碳三键相连的氢原子的活性等，即：Cl2200-300 CH2=CHCH2ClNa液氨RCHO + RCH(OH)CCH例、(1)星际分子CH2=NH聚合生成X；(2)X与甲醛加成得到Y(分子式C6H15O3N3)；(3)Y与氨(摩尔比1:1)脱水缩合得到Z。试写出X、Y和Z的结构简式。解析： X是CH2=NH聚合反应产物，其通式为-(-CHNH-)n-，但是，聚合反应不一定得到高聚物，n值不一定很大，例如，乙炔聚合成苯就是典型例子。结合Y的分子式只有3个氮原子，推得n=3，所以，X是起始物的三聚体，分子式是C3H9N3，X的结构是类似苯的六元环。又由Y的分子式与X的分子式相减，可以得知，跟X发生加成反应的甲醛分子有3个，类似于前面的羰基跟胺的加成反应，得到Y中就有三个羟基。再与NH3发生缩合反应，脱去3分子水得到具高度对称的Z结构。