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化学竞赛 有机反应类型清大基石国际教育 13683569881 第二讲 有机化学反应基本类型 x月x日 常见的有机化学反应类型有： 取代反应： 有机分子里的某些原子或原子团被其它原子或原子团所代替的反应。烷烃的卤化；苯及其同系物的卤化、硝化、磺化；苯酚的卤化、硝化；醇跟卤化氢反应；醇与酸的反应，醇脱水成醚的反应，卤代烃的水解，酯的水解等都是重要的取代反应。 加成反应 有机分子里的不饱和碳原子跟其它原子或原子团直接结合成一种新有机物反应叫加成反应。 目前学习到的不饱和碳原子主要存在于 O 、CC、 C 等基团中。 发生加成反应的物质主要有烯烃、炔烃、二烯烃、芳香族化合物、醛、酮、油脂等物质。 其中烯、炔、二烯常见的加成物质是氢气、卤素单质、卤化氢和水。 加聚反应 含有碳碳双链的不饱和有机物，以加成的方式相互结合，生成高分子化合物的反应叫加聚反应，发生加聚反应的有烯烃、二烯烃以及它们的衍生物如：丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯等。 如： 缩聚反应 有机物单体间通过失去水分子等小分子形成高分子化合物的反应叫缩聚反应。 如： 对于加聚反应，缩聚反应要熟练掌握单体 聚合体，以及高聚物中的链节。 消去反应 有机化合物在适当条件下，从一分子中脱去一个小分子，而生成不饱和化合物的反应称为消去反应。 如醇的分子内脱水，卤代烃在NaOH的醇溶液里的反应 从结构上看，发生消去反应的有机物分子中与官能团相连碳原子的相邻碳原子必须要有氢原子，否则不能发生消去反应。 1 清大基石国际教育 13683569881 CH3 如CH3CCH2OH就不能发生消去反应。 CH3 6）氧化反应 在有催化剂存在时被氧气氧化。 如： 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。 CH3 CH3COH 如 就不能发生氧化反应。 CH3 2）有机物被除O2外的某些氧化剂。 D如：CH3CHO+2Cu(OH)2¾¾®CH3COOH+Cu2O+2H2O ¾®羧酸 醛¾¾(得O)氧化还原反应 还原反应是有机物分子里“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。 Ni如：CH3CH2CHO+H2¾¾®CH3CH2CH2OH D酯化反应 酸与醇起作用生成酯和水的反应称酯化反应。发生反应的酸可以是羧酸也可以是含氧无机酸，醇包括一元醇、多元醇或葡萄糖、纤维等多羟基化合物。 酯化反应实质上是取代反应。 酯类化合物包括： 2 清大基石国际教育 13683569881 水解反应 有机物跟水在一定条件下发生的反应叫水解反应。其实质是在有机分子中引入羟基的反应，主要有卤代烃、酯、油脂、二糖、多糖、蛋白质的水解，在不同酸碱条件下，水解的程度不同，产物也有所不同。 从本质上看，水解反应属于取代反应。 要注意有机物的断键部位，如乙酸乙酯水解时是与羰基相连的CO键断裂： 如蛋白质水解，则是肽键断裂： 显色反应 某些有机化合物与特定试剂反应，显示出特殊颜色的反应叫显色反应。 如苯酚加入FeCl3溶液显紫色； 淀粉遇碘溶液呈蓝色；蛋白质与浓HNO3反应后显黄色。利用这些反应，可鉴别或检验某些有机物。 中和反应 有机酸或是有酸性的有机物跟碱作用生成盐和水的反应，叫做中和反应。 特别需要指出的是苯酸是有弱酸性，可以跟NaOH溶液反应生成苯酸钠和水： 此外，还有脱羧反应、裂化反应、裂解反应等反应类型。 1、与CH2=CH2®CH2BrCH2Br的变化属于同一反应类型的是( ) (A)CH3CHO®C2H5OH (B)C2H5Cl®CH2=CH2 (D)CH3COOH®CH3COOC2H5 2、有机化合物I转化为II的反应类型是( ) ( A )氧化反应 ( B )加成反应 3 清大基石国际教育 13683569881 ( C )还原反应 ( D )水解反应 3、下列有机物中，能发生消去反应，又能发生取代反应和酯化反应的是( ) (a)取代 (b)加成 (c)消去 (d)酯化 (e)水解 (f)中和 (g)缩聚 (h)加聚( ) ( A )(a)(c)(d)(f) ( B )(b)(e)(f)(h) ( C )(a)(b)(c)(d)(f) ( D )除(e)(h)外 5、由溴乙烷制取乙二醇，依次发生反应的类型是( ) ( A )取代、加成、水解 ( B )消去、加成、取代 ( C )水解、消去、加成 ( D )消去、水解、取代 6、阿斯匹林的结构简式为： 消耗NaOH的物质的量为( ) ( A )1摩 ( B )2摩 ( C )3摩 ( D )4摩 7、分子式为CnH2n+1OH(n¹1)的醇不能发生消去反应，n的最小值是( ) ( A ) 2 ( B ) 3 ( C ) 4 ( D ) 5 8、酒精在浓硫酸作用下，不可能发生的反应是( ) ( A )加成反应 ( B )消去反应 ( C )取代反应 ( D )脱水反应 9、物质组成为C3H6O2的有机物，能与锌反应，由此可知不与它发生反应的物质是 ( A )氢氧化钠溶液 ( B )苯酚钠 ( C )甲醇 ( D )食盐 10、某有机物，当它含有下列的一种官能团时，既能发生取代反应，氧化反应，酯化反应，又能发生消去反应的是( ) 有机合成的常规方法及解题思路 有机合成题是近几年来高考的难点题型之一。有机合成题的实质是利用有机物的性质，进行必要的官能团反应。要熟练解答合成题，必须掌握下列知识。 4 清大基石国际教育 13683569881 1.有机合成的常规方法 (1)官能团的引入 引入羟基(OH)：a.烯烃与水加成；b.醛(酮)与氢气加成；c.卤代烃碱性水解；d.酯的水解等。 引入卤原子(X)：a.烃与X2取代；b.不饱和烃与HX或X2加成；c.醇与HX取代等。 引入双键：a.某些醇或卤代烃的消去引入CC；b.醇的氧化引入CO等。 (2)官能团的消除 通过加成消除不饱和键。通过消去或氧化或酯化等消除羟基(OH)。通过加成或氧化等消除醛基(CHO)。 (3)官能团间的衍变 利用官能团的衍生关系进行衍变，如伯醇醛羧酸； 通过某种化学途径使一个官能团变为两个，如CH3CH2OH CH2CH2 ClCH2CH2Cl HOCH2CH2OH； 通过某种手段，改变官能团的位置。 (4)碳骨架的增减 增长：有机合成题中碳链的增长，一般会以信息形式给出，常见方式为有机物与HCN反应以及不饱和化合物间的加成、聚合等。 变短：如烃的裂化裂解，某些烃(如苯的同系物、烯烃)的氧化、羧酸盐脱羧反应等。 2.有机合成路线的选择 (1)一元合成路线 RCHCH2 卤代烃 一元醇 一元醛 一元羧酸 酯 (2)二元合成路线 5 清大基石国际教育 13683569881 (3)芳香化合物合成路线 3.有机合成题的解题方法解答有机合成题时，首先要正确判断合成的有机物属于哪一类有机物，带有何种官能团，然后结合所学过的知识或题给信息，寻找官能团的引入、转换、保护或消去的方法，尽快找出合成目标有机物的关键和突破点。基本方法有： (1)正向合成法：此法采用正向思维方法，从已知原料入手，找出合成所需要的直接或间接的中间产物，逐步推向目标合成有机物，其思维程序是：原料 中间产物 产品。(2)逆向合成法：此法采用逆向思维方法，从目标合成有机物的组成、结构、性质入手，找出合成所需的直接或间接的中间产物，逐步推向已知原料，其思维程序是：产品 中间产物 原料。(3)综合比较法：此法采用综合思维的方法，将正向或逆向推导出的几种合成途径进行比较，得出最佳合成路线。 例题 在醛、酮中，其他碳原子按与羧基相连的顺序，依次叫，碳原子，如： 。在稀碱或稀酸的作用下，2分子含有-氢原子的醛能自身加成生成1分子-羟基醛，如： 巴豆酸(CH3CHCHCOOH)主要用于有机合成中制合成树脂或作增塑剂。现应用乙醇和其他无机原料合成巴豆酸。请写出各步反应的化学方程式。 6 清大基石国际教育 13683569881 解析 用反推法思考： 有机知识点归纳 原子共平面问题归纳： 平面结构的常见分子有：BF3 、C2H4、C6H6 ，卤素原子取代分子中的氢原子时也是平面结构。 直线结构的常见分子有：CO2 、CS2 、C2H2 。 当乙炔和乙烯接在一块时，8个原子一定共平面。 当乙炔和苯接在一块时，14个原子一定共平面。 当乙烯和苯接在一块时，旋转一定的角度，16个原子可能共平面。 根据结构能判断该物质的类别。 单官能团化合物：含卤素的就是卤代烃；含羟基的物质，羟基直接连在苯环上的是酚类，其余的是醇类；含醛基的是醛类；含羧基的是羧酸类；含酯键的是酯类。 多官能团化合物：含多羟基的醛类或酮类是糖类；既含氨基又含羧基的化合物是氨基酸。 根据结构能判断该物质具有的化学性质，以及能发生哪些反应类型。 单官能团化合物： 、卤代烃：能发生水解反应，卤素所连碳原子的邻位碳上有氢原子存在的还可以发生消去反应，注意卤代烃不能与硝酸银溶液反应。 7 清大基石国际教育 13683569881 、醇类：能发生酯化反应，与活泼金属发生置换反应，羟基所连碳原子的邻位碳上有氢原子存在的还可以发生消去反应，伯醇、仲醇可以发生氧化反应。 、酚类：与碱发生中和反应， 与溴水发生取代反应，与氯化铁溶液发生显色反应。 、醛类：与银氨溶液、新制的氢氧化铜悬浊液、酸性高锰酸钾溶液、氧气发生氧化反应，与氢气发生加成反应即还原反应。 、羧酸类：与碱发生中和反应，与醇发生酯化反应。 、酯类：发生水解反应。 多官能团化合物： 、羟基酸：能发生分子间的酯化反应成链状，也可以发生分子内或分子间的酯化反应成环状，例如：乳酸。 、氨基酸：能发生分子间的缩合反应成链状，也可以发生分子内或分子间的缩合反应成环状，例如：甘氨酸。 根据结构能判断发生一些化学反应时的定量关系 1摩有机物分子最多能与几摩氢氧化钠反应的问题 、中学阶段能与氢氧化钠溶液反应的有机物种类有：卤代烃，酚类，羧酸，酯类，二肽或多肽，对应的官能团有：卤素原子，酚羟基，羧基，酯键,肽键。 、烃的衍生物与氢氧化钠溶液反应的原理如下： a.卤代烃类：RX+NaOHROH+NaX, “R-”如果是脂肪烃基，1摩一卤代烃只能与1摩NaOH 反应，生成1摩醇和1摩卤化钠；“R-”如果是苯基，1摩一卤代芳烃与1摩氢氧化钠溶液反应后先得到的是1摩苯酚和1摩卤化钠(例如：C6H5X+ NaOHC6H5OH+NaX)，1摩苯酚还可以和1摩NaOH 反应，生成1摩苯酚钠和1摩水，即“R-”如果是苯基，1摩一卤代芳烃最多能与2摩氢氧化钠反应。 b. 酚类：C6H5OH + NaOHC6H5ONa+H2O,1摩一元酚只能与1摩NaOH反应，生成1摩酚钠和1摩水。 c.羧酸类：RCOOH+NaOHRCOONa+H2O,1摩一元羧酸只能与1摩NaOH 反应，生成1摩羧酸钠和1摩水。 d.酯类：RCOOR+NaOHRCOONa+ ROH, 1摩酯与1摩NaOH 反应，生成1摩羧酸钠和1摩醇；如果“R”是苯基，1摩“酯”与1摩NaOH 反应，生成1摩羧酸钠和1摩酚，1摩一元酚又能与1摩NaOH反应，生成1摩酚钠和1摩水，这种情况下，1摩“酯”最多可以与2 摩NaOH 反应。 e.二肽：1摩二肽水解得到各1摩不同的氨基酸或2摩同样的氨基酸，所以1摩二肽可以与2摩NaOH反应。 注意区别：卤素原子是否直接连接在苯环上，酯键的烷氧基部分是否是碳氧单键 8 清大基石国际教育 13683569881 与苯环相连。 1摩有机物分子最多能与几摩溴水中的溴反应的问题 、1摩碳碳双键与1摩溴发生加成反应，1摩碳碳三键与2摩溴发生加成反应。注意：苯环不能发生与溴水的加成反应。 、在苯环上有羟基或烷烃基时，溴水中的溴会在苯环上羟基或烷烃基的邻对位发生取代反应；苯环上羟基或烷烃基的邻对位有几个空位，1摩该有机物就可以与几摩溴分子发生取代反应。 1摩有机物分子最多能与几摩氢气反应的问题。 、1摩碳碳双键与1摩氢气发生加成反应。 、1摩碳碳三键与2摩氢气发生加成反应。 、1摩苯环与3摩氢气发生加成反应。 、1摩碳氧双键与1摩氢气发生加成反应。 能辨认该分子中有没有环存在，是几元环，存在几个环，分子中氢原子个数在饱和烃氢原子个数的基础上就减去环个数的2倍个氢原子。 (6).注意判别6元碳环是否是苯环，单双键交替的6碳环是苯环，含有离域大键的6碳环是苯环，含苯环的化合物是芳香族化合物。 .注意辨析“酯键”必须是羰基碳和碳氧单键的碳是同一个碳，注意辨析“肽键”必须是羰基碳和碳氮单键的碳是同一个碳，注意辨析“酯键”和“肽键”的书写形式，从左至右书写与从右至左的区别，注意“酯键”中的羰基不能与氢气发生加成反应。 1.某种有机物结构简式如图所示，其分子式是_； 写出该有机物在酸性条件下水解的化学方程式 _； 1 mol该有机物与NaOH溶液在水浴加热条件下反应，最多消耗NaOH的物质的量是_。 2、苯酚是一种重要的化工原料，以下是利用苯酚为原料，生产阿司匹林、香料和高分子化合物的合成线路图。 已知： 9 清大基石国际教育 13683569881 ROHHBr 反应属于_反应。 写出下列有机物的结构简式：D_，G _。 完成下列反应的化学方程式：_ _； _ _。 可以检验阿司匹林样品中含有水杨酸的试剂是_。 A、碳酸氢钠溶液 B、氯化铁溶液 C、红色石蕊试纸 D、新制氢氧化铜 与阿司匹林互为同分异构体的物质有多种，请按以下要求写出阿司匹林的一种同分异构体： 苯环上有两个对位的取代基；能发生银镜反应；属于羧酸和酯类的有机物。_。 3、有机物A、B、C都是重要的化工原料，AD之间有如图所示的转 化关系。 C 新制Cu(OH)2 RBrH2O A H2 催化剂 B 一定条件 D A中官能团的名称为_。 10 清大基石国际教育 13683569881 AC的实验现象为_ _， 反应的化学方程式为_ _。 1 mol A 与2 mol H2加成得产物B。完成B+CD的化学方程式，并指出反应类型。 _反应类型为_。 4、有机物A的结构简式为： A的分子式为_。 A在NaOH水溶液中加热，经酸化得到有机物B和D，D是芳香族化合物。当有1 molA发生反应时，最多消耗_molNaOH。 B在一定条件下发生酯化反应可生成某五元环酯，该五元环酯的结构简式为 写出苯环上只有一个取代基且属于酯类的D的所有同分异构体。 。 D的某同系物在氧气中充分燃烧生成二氧化碳和水，其中n(CO2)n(H2O)=32，该同系物的分子式为_。 5、由C、H、O三种元素组成的化合物A，其蒸汽密度是相同状态下H2密度的30倍。将30gA充分燃烧，产物被足量烧碱溶液吸收，烧碱溶液增重44 g 。已知A能NaHCO3反应生成CO2。回答下列问题 A的结构简式是 ； 有机物B与A相对分子质量相同，A和B之间能发生酯化反应，生成有机物C；B烃基上的一氯取代产物有3种。C的结构简式是 有机物B在Cu做催化剂的条件下与O2反应生成D，化学方程式是 有机物E是D的氧化产物，F是E的一种同分异构体，F有下图所示的转化关系： 11 清大基石国际教育 13683569881 F 银氨溶液 H+ X 浓H2SO4 Y 浓H2SO4 E H2 一定条件下 Z HCl Q 写出F的结构简式 写出由X生成Y的化学方程式 Z在一定条件下可以聚合，写出化学方程式 已知NH3和H2O具有相似的化学性质。有机物Q可以发生水解反应，也可以发生氨解反应，写出Q发生氨解反应的化学方程式 6、某含碳、氢、氧三种元素的链状有机物A，测得其相对分子质量为116，分子组成中碳、氢、氧三种元素的原子个数比为111。又知A能使溴的四氯化碳溶液褪色，0.1 mol A与足量NaHCO3溶液反应生成4.48 L气体(标准状况)。请回答下列问题： A的分子式 ，A分子中所含官能团的名称 、 。 已知A分子中没有支链，其结构简式为 。 写出A能使溴的四氯化碳溶液褪色的化学方程式为 。 7、芳香族化合物X可发生如下的相互转化关系。已知：W中含有两个相同的含氧官能团。 Z的名称为 ，Z在浓硫酸存在的条件下，与甲醇共热的化学方程式 W的分子结构简式可表示为：， X能发生的反应类型有 。 A取代反应 B加成反应 C消去反应 D氧化反应 12