第三讲有机化学反应.docx

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第三讲有机化学反应

第三讲有机化学反应

2007新考纲测试目标和能力要求

了解有机化学反应的主要类型：

加成反应、取代反应、消去反应。

了解有机化学反应中的氧化、还原反应。

知识体系和复习重点

一、重点有机反应概念的内涵与外延

1、取代反应：

内涵—有机物分子里的某些原子或原子团被其他原子或原子团所取代的反应。

如烃的卤代反应。

外延—“其他原子或原子团”可以是常见的卤素原子，也可以是—NO2、—SO3H、—OC2H5等。

如硝化反应、磺化反应、酯化反应、卤代烃水解、酯水解、糖水解、蛋白质水解、缩聚反应等都属于取代反应。

2、加成反应：

内涵—有机物分子中双键（叁键）两端的碳原子与其他原子或原子团所直接结合生成新的化合物的反应。

如不饱和碳原子与H2、X2、H2O的加成。

外延—发生加成反应的可以是碳碳双键、碳碳三键也可以是不饱和的碳氧双键，如醛酮之间的加成反应：

另外加聚反应发生的原理也是加成反应，如：

3、消去反应：

内涵—有机化合物在一定条件下，从一个分子中脱去一个小分子（如H2O、HBr等），而生成不饱和（含双键和叁键）化合物的反应。

外延—醇及卤代烃中，连有羟基（－OH）或卤素的碳原子必须有相邻的碳原子且此相邻的碳原子上还必须连有氢原子时，才可发生消去反应而形成不饱和键。

表示为：

4、聚合反应：

内涵—由相对分子质量小的化合物分子结合成相对分子质量较大的高分子化合物的反应。

如加聚反应、缩聚反应。

外延—加聚反应原理是双键打开，不饱和碳原子相互连接成链状高分子化合物。

利用加聚反应原理不仅可以合成高分子化合物，也可以生成小分子化合物（又称小分子聚合），如：

5、氧化反应：

内涵—在有机反应中，通常把有机物分子中加入氧原子或失去氢原子的反应叫氧化反应；通常把有机物分子中加入氢原子或失去氧原子的反应叫氧化反应。

外延—几种重要的氧化反应规律：

醇氧化规律（去氢型）：

醛氧化规律（加氧型）：

烯烃氧化规律（加氧型）：

8、裂化：

内涵－在一定条件下，将相对分子质量较大、沸点较高的烃断裂为相对分子质量较小、沸点较低的烃的过程。

裂化又分催化裂化和热裂化。

外延－若石油化工生产过程中，以比裂化更高的温度使石油分镏产物（包括石油气）中的长链烃断裂成乙烯、丙烯等短链烃的加工过程叫裂解。

裂解利用的是裂化原理，是特定条件下的裂化。

裂化时，长链烃总是断裂成物质的量相等的烯烃与烷烃：

C4H10→　CH4+C3H6或C4H10→C2H4+C2H6

二、有机成环反应类型归纳　

有机成环方式一种是通过加成反应、聚合反应来实现的，另一种是含有两个相同或不同官能团的有机物分子（如多元醇、羟基酸、氨基酸）通过分子内或分子间脱去小分子水或氨等而成环。

成环反应生成的环上含有5个或6个碳原子的比较稳定。

　　1、双烯合成环。

共轭二烯烃与含有C=C的化合物能进行1，4加成反应生成六元环状化合物。

如：

　　2、聚合反应成环。

如：

（1）乙炔的聚合：

（2）醛的聚合：

甲醛、乙醛等容易聚合而成环状化合物。

如：

3、脱水反应成环

（1）多元醇分子内脱水成环。

如：

（2）多元醇分子间脱水成环。

如：

　　（3）多元酸脱水成环：

如：

　　（4）酯化反应成环。

A：

多元醇与多元酸酯化反应生成环状酯。

如

　　B：

羟基羧酸分子间脱水成环。

如

　　C：

分子内酯化成环。

如：

（5）缩合反应成环。

氨基酸可以分子内缩合生成内酰胺，也可分子间缩合生成交酰胺。

A：

分子内缩合。

如：

B：

分子间缩合：

如：

4、烷烃的环化（石油催化重整）

5、烯烃的氧化成环。

如

　　6、卤代烃在钠作用下成环

三、常见主要有机反应信息归类

（一）来自于中学化学教材

有机信息部分直接来自于中学有机反应知识，这类信息称为隐含信息，例如：

1、甲醛和糠醛缩聚制糠醛树脂所用信息来自于教材中甲醛和苯酚缩聚生成酚醛树脂的反应机理。

2、对苯二胺和对苯二甲酸缩聚成Nomex纤维所用信息来自于教材中氨基酸分子间缩聚生成蛋白质的反应机理。

3、脱羧反应原理来源于教材中无水醋酸钠与碱石灰加热制取甲烷的反应机理。

（二）来自于大学化学教材

更多的信息来自于在大学有机化学中的基本反应机理和典型反应，分析反应信息中共价键的断裂和新键的形成，以及由此引起的官能团的生成、转化，有机信息中“陌生”的反应仍属于中学化学中的一些基本反应类型。

1、取代反应：

卤代烃的亲核卤代反应；醛、酮的a-H卤代；傅-克烷基化反应；酰

基化反应；酯交换反应等。

①卤代烃的亲核卤代反应（卤代烃水解）：

②醛、酮的a-H卤代：

如碘仿反应

③傅-克烷基化反应：

④酰基化反应：

⑤酯交换反应：

2、加成反应：

烯烃的马尔可夫尼科夫加成规则；狄尔斯-阿德尔反应；醛、酮与格氏试剂、HCN、NaHSO3反应；羟醛缩合反应；乙烯酮和HA反应（A=Cl、CH3-、CH3COO-等）、烯烃羰基化等。

①烯烃的马尔可夫尼科夫加成规则（不对称炔烃与HX、H2O加成）：

（注：

反马氏加成

）

②狄尔斯-阿德尔反应：

③醛、酮与格氏试剂反应：

④醛、酮与HCN反应：

⑤羟醛缩合反应：

⑥乙烯酮和HA反应（A=Cl、CH3-、CH3COO-等）：

CH2=C=O+HA→

（不稳定）→

（A代表某些化学基团）

⑦烯烃羰基化：

3、消去反应：

醇及卤代烃消去得不饱和烃；双羟基脱水成醛（双羟基在同一个碳原子上）等。

4、加聚反应：

烯烃类、二烯烃或两者之间发生加聚；环氧乙烷开环等。

5、缩聚反应：

双羟基间缩聚（双羟基在不同碳原子上）；氨基酸间缩聚；羟基酸间缩聚。

6、氧化反应：

烯烃、苯的同系物的KMnO4（H＋）氧化；烯烃的O3氧化等。

7、还原反应：

醛、酮还原成烷烃；羧酸还原成醇等。

此外还有些其它信息：

烯烃的顺反异构；苯环的定位原则；结构互换（烯醇和醛、酮的结构互换；烷基化反应的碳链异构；醇类重排）等。

不论是来自中学化学教材还是大学有机化学教材信息，大部分是反应信息，反应类型仍是中学化学中的基本反应类型，因此从反应类型着手，分析反应机理，获得有效反应信息，再经联想、推理、综合，实现信息迁移，获得知识创新，这正是解答信息题的基本途径。

专题预测与训练

1．在下列有机物中，既能发生取代反应，又能发生消去反应的是（　　）

　　A．CH3CH（CH3）OH　B．CH3COOHC．CH3C（CH3）2CH2OH　　D．CH3OH

2．向

的平衡体系中加入H218O，过一段时间后18O（　　）

　　A．只存在于乙酸分子中　　　　B．只存在于乙醇分子中

　　C．乙酸和乙酸乙酯分子中　　　D．乙醇、乙酸和乙酸乙酯分子中

3．下列说法正确的是（　　）

　　A．能使溴水褪色的物质一定能和溴水发生加成反应

　　B．醇和酸作用，生成酯和水的反应叫酯化反应

　　C．乙醇脱水成醚、酯的水解、苯的硝化、皂化反应的实质都是取代反应

　　D．所有的醇都能被去氢氧化生成相应的醛或酮

4．已知卤代烃在一定条件下既可发生水解，又可发生消去反应，现由2-溴丙烷为主要原料，制取1,2-丙二醇时，需要经过的反应是（　　）

　　A．加成－消去－取代　　　B．消去―加成―取代

　　C．取代―消去―加成　　　D．取代―加成―消去

5．有机化学中取代反应的范畴很广。

下列6个反应中，属于取代反应范畴的是（　　）

6．分子式为C5H12O的醇中，不能发生催化氧化反应的结构简式为________；不能发生

消去反应的结构简式为_____________________。

7．无线电中的绝缘包皮PTB是一种绝缘性能好的材料，其结构简式为：

请写出合成PTB所需单体的结构简式：

_____________________________________。

8．有A、B两种有机物，分子式都是C6H12O2，它们都不能和金属钠反应，但都能发生水解反应。

A水解后生成甲、乙两种物质，甲物质发生银镜反应，乙物质与浓H2SO4共热不能脱水生成对应的烯烃。

B水解后得到丙和丁两种物质，丙经催化氧化生成戊，戊能发生银镜反应，戊氧化的结果产生丁。

试写出A和B的结构简式。

　　9．芳香化合物A、B互为同分异构体，A经①、②两步反应得C、D和E。

B经①、②两步反应得E、F和H。

上述反应过程、产物性质及相互关系如图所示。

其中E只能得到两种一溴取代物，I（过氧乙酸）的结构简式为：

（1）写出E的结构简式________________。

（2）A有两种可能的结构，写出相应的结构简式_______、_________。

　　（3）F和小粒金属钠反应的化学方程式是_____________，反应类型________。

　　（4）写出F与H在热和浓H2SO4催化作用下发生反应的化学方程式________。

　　（5）在B、C、D、F、G、I化合物中，互为同系物的是_____________。

　　10．宇航员佩戴头盔的盔壳由聚碳酸酯制成，具有隔音、隔热、防碰撞、减震性好、质量小等特点。

已知：

苯酚分子中与酚羟基直接相连的碳原子的邻、对位上的氢原子有很好的反应活性，易跟某些含羰基的化合物

（R、R’代表烷基或H原子）发生缩合反应生成新的有机物和水。

苯酚还能发生如下反应生成有机酸酯：

　　下图是合成聚碳酸酯的过程（反应条件和部分产物未写出）：

请写出：

（1）X的结构简式_____________________________。

（2）在一定条件下X与

反应合成聚碳酸酯的化学方程式___________________________________。

　　（3）X和浓溴水反应时，1molX最多能消耗Br2_________mol。

　　（4）与乙酸苯酚酯分子式相同，分子中含有苯环且属于酯的其它可能的结构简式______________________。

　　11.M5纤维是美国开发的—种超高性能纤维，在相同的防护级别下，M5纤维比现有的防破片材料轻35％，且防热和防火性能十分出色。

据报道，美军士兵佩带的头盔、防弹背心和刚性前后防护板在战争，保住了许多美军士兵的生命。

M5纤维是刚杆形又有强力分子间氢键的聚合物，当z是聚合物主链方向时，在x方向y的氢键是其晶体结构的特征。

下面是M5纤维的合成路线：

（有些反应未注明条什）

请思考：

（1）合成M5的单体的结构简式F______________，G______________；

（2）反应类型：

A→B______________，B→C______________；

（3）A的同时可能生成的同分异构休______________。

（4）写出化学反应方程式：

C→对苯二甲酸______________________________；

D→E：

____________________________；

（5）1mol的F与NaHCO3溶液反应，最多耗NaHCO3______________mol；

（6）怎样理解M5纤维分子间有强力氢键?

12．利用芳香烃X和链烃Y可以合成紫外线吸收剂BAD，BAD的结构简式为：

已知C不能发生银镜反应。

BAD的合成路线如下：

试回答下列问题

（1）写出结构简式：

Y___________；D______________。

（2）属于取代反应的有___________（填数字序号）。

（3）1molBAD最多可与含____________molNaOH的溶液完全反应。

（4）写出下列反应的化学方程式：

反应④：

_________________________________；

B+C→H_________________________________。

参考答案

　　1．A2、A3、C4、B5、ACEF

6、

　　7、

HO（CH2）4OH

8．A．（CH3）3CCH2OOCH　　B．CH3CH2COOCH2CH2CH3　　　　

9．　

（1）　　

（2）　　

　　（3）　　

，置换反应　　

（4）　　

　　（5）　　C和F　　

10、

（1）　　

（2）

　　（3）　　4　　（4）

11、解答:

（2）取代（水解），氧化反应

（5）2mol

（6）-OH、-NH2等之间均可相互吸引而形成氢键。

12、解析：

由X为芳香烃，且由其衍生的B的化学式为C6H6O可得

X为

B为

，则C为

，D为

由最终产物的结构简式可知⑤反应是酯化反应，则H为

，又该物质是由B和C反应生成，则C中一定有“C＝O”，所以得到C为

，从而可得F为CH3CHOHCH3，Y为CH3CH＝CH2。

这样也就可得过程中所发生反应的类型。

BAD是一种酯能在碱性条件下发生水解生成酸和酚，每摩尔羧基耗1mol碱，每摩尔酚羟基耗1mol碱，所以1mol该物质水解耗碱为6mol。

答案：

1,3,5

（1）CH3CH＝CH2

（2）①②⑤（3）6

1.3.5

（4）2CH3CH（OH）CH3+O2→2CH3COCH3+H2O

1.3.5

CH3COCH3+2C6H5OH→

+H2O