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摸抚市成份阳光实验学校第十三讲 有机化合物
授课讲师:施华
———————————————————————————————————————————— 一、知识补充:
1.有机化合物常见的反类型
有机化学反主要有加成反、取代反、缩合反三种反类型.....
,其他化学反类型均可以从这三种反类型得到。比方:水解反、氯代反、硝化反都属于取代反范畴;消去反属于“广义〞上的脱水反。
〔1〕加成反
加成反具有如下特点:①只有含不饱和键的物质才能发生加成反;②含不饱和键物质可与某些单质或化合物反;含多个不饱和键的物质加成,条件不同,
产物不同,属于竞争反...
。③加成产物可能是链状化合物,也可能是环状化合物。不对称加成具有选择性,加成反的本质为异性电荷相吸:
CH2A
CH+
2A
CHA2=H2、X2……;A—B=H—OH、NH2—H、
2
A(B)
CH2A(B)
,其中,C2H5O—H、CH3CO—OH。如:
-OH
+
OHR
C
H
+
R
CH
CN
CN
-〔加成反具有选择性〕+
H
N-O
CH2CH2CH2O-H
++
CNHC+
CH2CH2CH2O2〔加成反具有竞争性〕
O
OHOH
OHOH
OO
NCCN+HOH
HNCCNHHOH
HNCCNH-2H22
2O
H2NCCNH2〔含不饱和
OHOH
键的无机物的加成反〕
H3
O
C
H
;3
HCH
HO
O
CC
H;
H
O
H
CH3
H
OC
N
C
O
3CH3NCO
N
C
N
CH3NCN
CH
;3HCN
3
C
O
H
N
C
H
〔2〕取代反
取代反就是带正电基团替换另一反物中带正电的基团,反物之间相互交换成
分。我们可以把它写成AB型式,AB的水解反就是它和H2O发生取代反:AB+H-OHAOH+HB。
①烷烃的取代反
②具有α-H的烯烃在加热约5000
C左右时发生取代反 ③苯环上的取代反 ④卤代烃的水解反 ⑤醇与氢卤酸的反 ⑥醇与酸的酯化反 ⑦酯的水解反 〔3〕缩合反
如果把脱去小分子,H2O,HCl,NH3叫做缩合反,那么酯化、消去、硝化均具有缩合特征。缩合的前提是分〔离〕子中含有可缩去小分子的“基团〞,分〔离〕子中所含这些“基团〞的数目,说明它有几次缩合的时机。缩合反最为常见的就是脱水反。
如:乙醇在浓硫酸中于1700
C脱水:CH3CH2OH
浓硫酸
CH2=CH2+H2O
2.常见的官能团的化学性质
要很熟悉常见官能团的化学性质。如烯烃、炔烃易发生加成反和氧化反;卤代烃易发生取代反和消去反;具有酸性的基团有羧基、酚羟基、醇羟基和具有α-H的有机物。
3.常见氧化反
①烯烃、炔烃的氧化反 a、与酸性KMnO4反
b、与O3反后,复原条件下水解 ②炔烃的氧化反
a、与酸性KMnOKMnO4
4反:R1C≡CR2H
+
b、O3氧化:R1C≡CR2
O3
c、中性KMnOKMnO4氧化:R1C≡CR2中性
4
③芳香烃的氧化:
CHKMnO4
3
H
+
4.常见重要的加成反
①不对称烯烃与不对称试剂的加成反
CH3CHCH2
+HCl
②D-A反:二烯烃与单烯烃的加成反:
+
其中,双烯体要有给电子基团,亲双烯体要有拉电子基团,有利于反。 5.金属有机试剂
常见的是金属镁试剂。其制备方法是:卤代烃与Mg在无水乙醚中反得到。
RCl+Mg
无水乙醚
RMgCl,其中R带负电荷,即R-;MgCl带负电荷,即MgCl+
。很
多化学反都以此电荷进行反,一般先发生加成反,后发生取代反。如:
O=C=O+RMgCl
O
H-OH
ORCOMgCl
RCOH
+Mg(OH)Cl
6.常见的碳正离子和碳负离子 〔1〕C+
产生途径 ①+H+Cl
-
H
-
E
E
C
+
+Cl;②
E
+
H
Nu
+
H
③R-OHR+
+OH-
;④
O
O-H
OHC
+
C
+
⑤R
N
+
N
〔重氮盐〕R+
+N2↑;
〔2〕C-
产生途径
①R-X+Mg
干乙醚
R-MgBr;②R-X+LiRLiCuI
R2CuLi
H
R
B
R
+HB
O
O
③
R
O
-
(烯醇式负离子)
二、考试真题:
〔2007〕有机物A的分子式为C2H5NO2,能和NaOH反生成相的钠盐,在酸性溶液中易发生氮原子的质子化反。
〔1〕写出A的结构简式。
〔2〕两个A分子脱水得B。请写出B的结构式及其所含官能团。
〔3〕请写出含有B中官能团〔A中没有〕、且有工业意义的一种环状化合物。
〔〕用化学方法鉴别以下各组化合物 〔1〕
CH2CH3
、
C
H
CH2
、
CCH
〔2〕CH3CH2CHO、CH3CHO、CH3CH2COCH2CH3
〔2005〕卤代烃〔R-X〕与Mg反生成R-MgX〔Grignard〕试剂,该试剂与含有活泼氢的化合物〔H2O、NH3、HOR〕反,生成R-H〔烃〕。要求通过上面的性
质合成以下化合物:
〔2021〕简答题:
〔1〕在一般的有机化合物中烯醇式是不稳的,要转变成酮式:
OH
O
OOOH
OCH2
CCH3
CH3
CCH3
,而以下的烯醇式却能稳存在:H3
C
C
CH2
C
CH3
H3C
C
CH
C
CH3
请说明该烯醇式稳存在的理由。
①_____________;②____________;③_________。 并用三种简便方法鉴别以下一组有机化合物。
OOOO
H3C
C
CH2
C
CH3
、H3
C
CCH2CH2CCH3
①___________;②____________;③______________。
〔2〕碳正离子是有机合成的重要中间体,欧拉因在此领域中的研究而荣获诺贝尔奖。例CH3
CH
CH2+HBr
CH3CHCHBr
3
CH3CHCH3
当烯烃及低碳环烃与HX
Br
反时都形成碳正离子中间体。它们的稳性大小为:叔C+
>仲C+
>伯C+
>CH+
3。请写出HBr与
反的产物并用碳正离子中间体说明反的趋向。
三、仿真训练:
1.用CO和H2在443K~473K温度下,并用钻〔Co〕作催化剂,可以反生成n=5~8的烷烃,这是人工合成汽油的方法之一。
〔1〕写出用CnH2n+2表示的人工合成汽油的配平的化学方程式;
〔2〕如果向密闭的合成塔内通入恰好能完全反的CO和H2,当完全反后,合成塔内温度不变,而塔内气体压强降低到原来的2/5,通过计算说明这时有无汽油生成。
〔3〕要到达上述合成汽油的要求,CO和H2的体积比的取值范围为多少?
2.阳离子交换树脂有很多,如磺酸型阳离子交换树脂,它是由交联的聚苯乙烯磺化而得,磺酸基为强酸性。其H+
可以与水中的阳离子发生交换作用而除去水中的阳离子。又知:高分子化合物分线型和体型两种,其中体型分子时交
联的。
〔1〕交联的聚苯乙烯中高分子链之间由某种结构以化学键相联。请你选择一种适宜的化学物与苯乙烯共聚合〔不需溶剂〕,以得到交联的聚苯乙烯,这种化合物是什么?
〔2〕不同用途要求交联的程度不同,如何控制交联的程度?
〔3〕用离子交换树脂可以制备纯水〔去离子水〕。自来水与磺酸型离子交换树脂交换作用后显什么性?是中性,碱性还是酸性?为什么?
〔4〕与此类似,季铵碱〔—NR3OH〕型离子交换树脂可以交换水中的阴离子,中性的自来水经交换除去阴、阳离子后显什么性?是酸性、中性,还是碱性?
3.类似于卤素X2与苯的同系物的反,卤代烃亦可进行类似反,如1,3,5
-三甲苯与氟乙烷的反。它们的反经历了中间体(I)这一步,中间体(I)为橙色固体,熔点-150C,它是由负离子BF-
4与一个六元环的正离子组成的,正离子中
正电荷平均分配在除划*号碳原子以外的另五个成环的碳原子上,见以下图(II)虚线。
CH3
CHCHH+CH200 K
3
2CH33C
CH
3CH2F+BF3
A
+
*
H
3
HCHCH2CH3BF(I)
3
CHB
3C
3
4HHF+BF3
3C
CH(II)+3
〔1〕从反类型看,反A属于_______,反B属于________,全过程属于_________。
〔2〕中间体(I)中画*号的碳原子的立体构型与以下化合物中画*号碳原子接近的是
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