有机化合物中官能团知识的整合

有机化合物中官能团知识的整合官能团是决定化合物特殊性质的原子或原子团，有机化学试题中对化学知识的考查常常是围绕官能团而展开的，故而掌握好官能团的知识是学好有机化学的重要保证。一、官能团确实定(一)由特殊反响确定官能团的种类1．能发生加成反响的有机物分子中一定存在2．能发生加聚反响的有机物一定为3．能与银氨溶液或新制的Cu(OH)2反响的有机物分子中一定存在。4．能发生酯化反响的有机物分子中一定存在。5．能发生水解反响的有机物分子中可能有。6．能发生酸碱中和反响的有机物分子中一定存在。7．能与钠、镁等活泼金属反响放出H2的有机物分子中有。8．能和Na2CO3或NaHCO3反响，放出气体的有机物分子中含有。［高考真题］1．化学式为C8H10O的化合物A具有如下性质：①A+Na→慢慢产生气泡②A+RCOOH有香味的产物③A苯甲酸④其催化脱氢的产物不能发生银镜反响⑤脱水反响的产物，经聚合反响可制得一种塑料制品〔它是目前造成“白色污染”主要来源之一〕。试答复：(1)根据上述信息，对该化合物的结构可作出的判断是a.苯环上直接连有羟基b.肯定有醇羟基c.苯环侧链末端有甲基d.肯定是芳香烃(2)化合物A的结构简式为.(3)A和金属钠反响的化学方程式为.2．根据图示填空(1)化合物A含有的官能团是.(2)1molA与2molH2反响生成1molE，其反响方程式是.(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反响得到D，D的结构简式是.(5)F的结构简式是.由E生成F的反响类型是.(二)由反响条件确定反响类型，确定官能团种类1．NaOH水溶液加热，发生水解反响(2)2．NaOH醇溶液加热，发生反响3．浓H2SO4加热，发生：(2)(3)(4)(5)4．稀H2SO4加热，发生的是5．Cl2(或X2)和光照(hV)下，发生6．Fe+X2(纯),发生的是上取代反响7．O2(Cu或Ag)、CuO，发生醇氧化成的反响8．O2或新制Cu(OH)2或Ag(NH3)2OH，发生反响。如果在框图中连续两次出现O2(氧化)，那么为的过程。9．KMnO4(H+)或[O]，发生氧化成羧酸的反响10．H2、催化剂(如Ni或Pt)，发生。11．碱石灰、加热，发生的是。12．酸酐、加热，发生的是醇〔包括酚〕与羧酸的。13．O3和Zn、H2O，发生。14．Fe+HCl，发生的是。［高考真题］3．提示：通常，溴代烃即可以水解生成醇，也可以消去溴化氢生成不饱和烃。如：请观察以下化合物A－H的转换反响的关系图〔图中副产物均未写出〕，并填写空白：(1)写出图中化合物C、G、H的结构简式：C、G、H.(2)属于取代反响的有：〔填数字代号，答错要倒扣分〕.4．化合物A最早发现于酸牛奶中，它是人体内糖代谢的中间体，可由马铃薯、玉米淀粉等发酵制得，A的钙盐是人们喜爱的补钙剂之一。A在某种催化剂的存在下进行氧化，其产物不能发生银镜反响。在浓硫酸存在下，A可发生如以下图所示的反响。化合物的结构简式：ABD化学方程式：A→EA→F反响类型：A→EA→F(三)由反响特征现象确定官能团溴水褪色：那么有机物中含有H++KMnO4褪色，那么有机物中含有3.参加Na放出H2，有机物中含有4.参加NaHCO3溶液产生气体，有机物中含有5.参加溴水出现白色沉淀为苯酚6.遇FeCl3溶液显紫色，有机物中含有，遇浓HNO3变黄为含苯基的，遇I2变蓝为［高考真题］5．烯烃通过臭氧化并经锌和水处理得到醛或酮。例如：I.丙醛的燃烧热为1815kJ·mol-1，丙酮的燃烧热为1789kJ·mol-1，试写出丙醛燃烧的热化学方程式II．上述反响可用来推断烯烃的结构。一种链状单烯烃A通过臭氧化并经锌和水处理得到B和C。化合物B含碳69.8％，含氢11.6％，B无银镜反响，催化加氢生成D。D在浓硫酸存在下加热，可得到能使溴水褪色且只有一种结构的物质E。反响图示如下：答复以下问题：(1)B的相对分子质量是；C→F的反响类型为，D中含有官能团的名称。(2)D+F→G的化学方程式是：(3)A的结构简式为(4)化合物A的某种同分异构体通过臭氧化并经锌和水处理只得到一种产物，符合该条件的异构体的结构简式有种。(四)由反响中的数量关系确定官能团的数目1．由官能团反响时的物料关系确定官能团的数目(1)C=C(C=0)~H2 (2)C≡C(或C=C－C=C)~H2(3)(或3个C=C或1个C=C和1个C≡C)~3H2(4)－CHO~2Ag↓(或Cu2O) (5)2－OH~2H2↑(6)2－COOHCO2↑ (7)－COOHCO2↑(8)－COOH2．由有机物的相对分子质量变化确定官能团的数目(1)MM－2(M－2)+16(即－OH变为－CHO，相对分子质量减2，－CHO变－COOH相对分子质量增16)(2)MM+42〔即有机物与CH3COOH反响，相对分子质量增加42，那么含有一个－OH，增加84，那么含两个－OH〕(3)MM+28(即有机物与CH3CH2OH反响，相对分子质量增加28，那么含有一个－COOH，增加56，那么含两个－COOH)(4)和H2、Cl2、HCl反响，如果相对分子质量增加2、71、36.5，那么含一个双键，依此类推。(5)和Cl2反响，如果相对分子质量增加69，那么为取代反响，且取代了两个氢原子3．由化学式本身猜想官能团的数目［高考真题］6．(1)具有支链的化合物A的分子式为C4H6O2，A可以使Br2的四氯化碳溶液褪色。1molA和1molNaHCO3能完全反响，那么A的结构简式是。写出与A具有相同官能团的A的所有同分异构体的结构简式。(2)化合物B含有C、H、O三种元素，分子量为60，其中碳的质量分数为60％，氢的质量分数为13.3％。B在催化剂Cu的作用下被氧气氧化成C，C能发生银镜反响，那么B的结构简式是。(3)D在NaOH水溶液中加热反响，可生成A的钠盐和B，相应反响的化学方程式是.7．：(相对分子质量46)(相对分子质量88)(不稳定，R代表烃基)现有只含C、H、O的化合物A－F，有关它们的某些信息，已注明在下面的方框内。(1)在化合物A－F中有酯的结构的化合物是〔填字母代号〕.(2)把化合物A和F的结构简式分别填入以下方框中。AF(五)由某些反响产物确定官能团的位置1．醇醛羧酸，可知醇中－OH所连碳上起码含有2个氢原子〔即伯醇〕，如果醇酮，那么醇中－OH所连碳上只有1个氢原子〔即仲醇〕，假设醇不能氧化，那么该醇有如下结构(94年上海·38、01年上海·29)2．由消去反响产物可确定－OH或－X的位置。能发生消去反响的物质中含有或。如假设某醇或卤代烃发生消去反响，产4321生CH3－CH2－CH=CH2，那么知－OH或－X一定在1号或2号C原子上。8．烷烃A只可能有三种一氯取代产物B、C和D。C的结构简式是B和D分别与强碱的醇溶液共热，都只能得到有机化合物E。以上反响及B的进一步反响如以下图所示。请答复：(1)A的结构简式是(2)H的结构简式是。(3)B转变为F的反响属于反响(填反响类型名称)。(4)B转变为E的反响属于反响(填反响类型名称)。(5)1.16gH与足量NaHCO3作用，标况下可得CO2的体积是mL。9．化合物A〔C8H8O3〕为无色液体，难溶于水，有特殊香味，从A出发，可发生图示的一系列反响，图中的化合物A硝化时可生成四种一硝基取代物，化合物H的分子式C6H6O，G能进行银镜反响。答复：以下化合物可能的结构简式A，E，K.反响类型：(I),(II)(III)反响方程式：H→KC→EC+F→G二、官能团的引入1．引入双键①通过消去反响得到C=C双键，如醇、卤代烃的消去反响。②通过氧化反响得到，如烯烃、醇的氧化2．引入－OH①加成反响，如烯烃与水的加成，醛、酮与H2的加成②水解反响，如卤代烃水解、酯的水解、醇钠(盐)的水解3．引入－COOH①氧化反响，如醛的氧化反响②水解反响，如酯的水解、蛋白质的水解、羧酸盐的水解［高考真题］10．A、B、C、D、E五种芳香族化合物都是某些植物挥发油中的主要成分，有的是药物，有的是香料。它们的结构简式如下所示：请答复以下问题：(1)这五种化合物中，互为同分异构体的是.反响①采取了适当措施，使分子中烯键不起反响。以上反响式中的W是A－E中的某一化合物，那么W是。X是D的同分异构体，X的结构简式是。反响②属于反响〔填反响类型名称〕三、官能团的消除1．通过加成可以消除C=C或C≡C如：2．通过消去、氧化可以消除－OH如：3．通过加成或氧化可以消除如：4．通过水解反响或消除〔酯基〕如：5．通过脱羧反响可消除－COOH如：CH3COOH+NaOH→CH3COONa［高考真题］11．化合物C和E都是具有医用功能高分子材料，且有相同的元素百分组成，均可由化合物A(C4H8O3)制得，如以下图所示，B和D互为同分异构体。试写出：化学方程式A→D，B→C。反响类型A→B，B→C，A→EE的结构简式.A的同分异构体〔同类辊且有支链〕的结构简式：及.四、官能团的改变1．官能团种类的转变如2．官能团数目的改变3．官能团位置的改变如：［高考真题］12．有机物E和F可用做塑料增塑剂或涂料中的溶剂。它们的相对分子质量相等，可用以下方法合成：试写出：有机物的名称：A、B。化学方程式：A+D→E；B+G→F.X反响的类型及条件：类型，条件.E和F的相互关系属.①同系物②同分异构体③同一种物质④同一类物质五、官能团的保护即是指在从起始有机物到目标有机物的变化过程中，为防止某一官能团发生变化而对该官能团采取的一定的保护措施，通常的做法是“先保护，后复原”。选择保护试剂的条件有：①易与被保护的官能团反响生成保护基团；②保护基团必须能经受得起保护阶段的各种反响条件；③保护基团易于恢复成原来的官能团。需要保护的官能团通常是：碳碳双键、酚羟基、醛基、氨基(以及苯环上取代位置的控制)1．C＝C双键的保护：如遇将－CHO或苯环上烷烃基氧化而又不能使C＝C氧化，可使有机物与HX先加成，后氧化。2．酚羟基的保护酚羟基是个较活泼的官能团，极易被氧化。在氧化性环境中，必须先加以保护，如将－OH转变为－OCH33．醛基的保护醛基的保护方法很多，常根据题给信息灵活处理〔如生成缩醛，此物对碱和氧化剂都是稳定的〕4．苯环上取代位置的控制与保护苯环上发生取代反响时，往往生成多取代物或几种取代物的混合物。为制得目标产物，可先将苯环上不希望发生取代的位置保护起来，待目标位置发生取代后，再除去保护基。［高考真题］13．工业上用甲苯生产对羟基苯甲酸乙酯：〔一种常用的化装品防霉剂〕，其生产过程如下〔反响条件没有全部注明〕据此答复：〔1〕有机物A的结构简式。〔2〕反响②的反响类型属〔填编号〕，反响④的反响类型属〔填编号〕：a.取代反响b.加成反响c.消去反响d.酯化反响e.氧化反响〔3〕反响③、⑤的反响方程式〔4〕合成中设计第③、⑥步反响的目的。14．：〔1〕烯烃在一定条件下氧化，可生成二元醇：〔2〕醛能发生如下反响生成缩醛：缩醛比拟稳定，与稀碱和氧化剂均难反响，但在稀酸中温热，会水解为原来的醛。有如下合成线：〔1〕请写出A、B的结构简式〔2〕写出反响③的化学方程式六、官能团之间的相互影响含有多官能团的物质应具有多重性质，但官能团之间的相互影响不应被无视。1．在CH3CH2OH中，由于－OH的存在使CH3CH2－上氢原子活泼性增强，易参加反响：2．在中，由于－OH的存在，使上氢原子活泼性增强：而与液溴在催化剂作用下才能生成一溴代物。同时，由于的存在，－OH活泼性增强，具有弱酸性3．在中，由于－OH的存在，活泼性减弱，不能与H2发生加成〔而在中可与H2加成〕，同理，由于的存在，－OH活泼性增强，可发生如下反响：〔酸性比H2CO3强〕4．在中，由于－CH3的存在，活泼性增强，如在硝化反响中生成三硝基甲苯，而苯的硝化反响中只能生成一硝基产生。同时，由于的存在，一CH3的活泼性也增强，易被酸性KMnO4氧化：5．在中，由于一COOH的存在，－NH2的活泼性即碱性增强，易与酸发生中和反响NH2NH2·HCl15．氯普鲁卡因盐酸是一种局部麻醉剂，麻醉作用较快、较强，毒性较低，其合成路线如下：请把相应反响名称填入下表中，供选择的反响名称如下：氧化、复原、硝化、磺化、氯代、酸化、碱化、成盐、酯化、酯交换、水解反响编号①②③④⑤反响名称参考答案：1．2．