第二讲官能团与有机反应类型
烃的衍生物
一、选择题
1.下列实验能获得成功的是()。
A.将乙醛滴入银氨溶液中,加热煮沸制银镜
B.苯与浓溴水反应制取溴苯
C.向苯酚中加浓溴水观察沉淀
D.1 mol·L-1 CuSO4溶液2 mL和0.5 mol·L-1 NaOH溶液4 mL混合后加入40%的乙醛溶液0.5 mL,加热煮沸观察沉淀的颜色
答案 C
2.鉴别苯酚溶液、己烷、己烯、乙酸溶液和乙醇液体,可选用的最佳试剂是
()。
A.溴水、新制的Cu(OH)2
B.FeCl3溶液、金属钠、溴水、石蕊试液
C.石蕊试液、溴水
D.KMnO4酸性溶液、石蕊试液
解析本题的关键词句是“鉴别液体最佳试剂”,A、B、C选项中试剂均可鉴别上述物质,但A需新制Cu(OH)2;若用B选项中试剂来鉴别其操作步骤较繁琐:用石蕊可鉴别出乙酸溶液,用FeCl3溶液可鉴别出苯酚溶液,用溴水可鉴别出己烯,余下的乙醇和己烷可用金属钠鉴别。而用C选项中试剂则操作简捷,现象明显。
答案 C
3.绿色农药——信息素的推广使用,对环保有重要意义。有一种信息素的结构
简式为CH
3(CH
2
)
5
CH===CH(CH
2
)
9
CHO。下列关于检验该信息素中官能团的试剂
和顺序正确的是( )
A.先加入酸性高锰酸钾溶液;后加银氨溶液,水浴加热B.先加入溴水;后加酸性高锰酸钾溶液
C.先加入新制氢氧化铜悬浊液,加热;酸化后再加入溴水
D.先加入银氨溶液;再另取该物质加入溴水
解析由于和检验试剂(溴水)反应时会同时反应掉—CHO,因此需
先检验—CHO后,再检验。—CHO的检验方法为银氨溶液或新制悬浊液,并用反应后的溶液(即除去—CHO的有机物)来检验Cu(OH)
2
。
答案 C
4.迷迭香酸是从蜂花属植物中提取得到的酸性物质,其结构简式如图所示。下列叙述正确的是()。
A.迷迭香酸与溴单质只能发生取代反应
B.1 mol迷迭香酸最多能和9 mol氢气发生加成反应
C.迷迭香酸可以发生水解反应、取代反应和酯化反应
D.1 mol迷迭香酸最多能与5 mol NaOH发生反应
解析该有机物结构中含有酚羟基和碳碳双键,能与溴发生取代反应和加成反应,故A项错;1分子迷迭香酸中含有2个苯环,1个碳碳双键,则1 mol 迷迭香酸最多能与7 mol氢气发生加成反应,B项错;1分子迷迭香酸中含有4个酚羟基、1个羧基、1个酯基,则1 mol迷迭香酸最多能与6 mol NaOH 发生反应,D项错。
答案 C
5.磷酸毗醛素是细胞重要组成部分,可视为磷酸(分子中有3个羟基)形成的酯,其结构简式如图,下列说法错误的是()。
A.能与金属钠反应
B.能使石蕊试液变红
C.能发生银镜反应
D.1 mol该酯与NaOH溶液反应,最多消耗3 mol NaOH
解析 1 mol该酯水解能生成(即Na3PO4)、
,共消耗4 mol NaOH。
答案 D
6.肉桂醛是一种食用香精,广泛应用于牙膏、糖果及调味品中。工业中可以通过下列反应制得:
下列说法不正确的是()。
A.肉桂醛的分子式为C9H8O
B.检验肉桂醛中是否残留有苯甲醛:加入酸性KMnO4溶液,看是否褪色C.1 mol肉桂醛在一定条件下与H2加成,最多消耗5 mol H2
D.肉桂醛中所有原子可能在同一平面上
解析肉桂醛中的碳碳双键以及醛基均能使酸性KMnO4溶液褪色,故不能用酸性KMnO4溶液鉴别。
答案 B
7.如图是某有机物的球棍模型,下列关于该有机物的
性质叙述中错误的是()。
①能与HCl发生反应生成盐②能与NaOH发生反应生成盐
③能缩聚成高分子化合物④能发生消去反应⑤能发生水解反应⑥能使
酸性高锰酸钾溶液褪色
A.①②B.③⑥
C.①⑥D.④⑤
解析依据球棍模型可写出该有机物的结构简式,该有机物分子中含有氨基、羧基、羟基和苯环。氨基显碱性,可以与酸发生反应生成盐;羧基显酸性,可以与碱发生反应生成盐;羟基或氨基与羧基可以发生缩聚反应生成高分子化合物;羟基所连碳原子的邻位碳原子上没有氢原子,不能发生消去反应;不能发生水解反应;羟基易被酸性高锰酸钾溶液氧化,从而使酸性高锰酸钾溶液褪色。
答案 D
二、非选择题
8.化合物A、B可合成荧光“魔棒”中产生能量的物质之一(CPPO)。
请回答:
(1)A分子中官能团的名称为________。
(2)化合物A可通过以下步骤合成:
CH 2===CH 2――→①CH 2ClCH 2Cl ――→②
CH 2OHCH 2OH ……―→A
写出反应②的化学方程式________________________________________________________________________;
属于________反应(填写反应类型)。
(3)B 水解后的芳香族化合物C(C 7H 3Cl 3O 3)的结构简式为________________________________________________________________________。
(4)B 水解后生成另一种化合物D ,与D 同类且含一个支链的同分异构体有________种。
(5)已知D 不能发生消去反应,与乙酸、浓硫酸共热生成有香味的物质。写出该反应的化学方程式_____________________________________。
解析 (1)根据提供的A 的结构简式可知,该物质由两个羧基构成,故A 分子中的官能团为羧基。(2)反应②的条件是碱的水溶液/加热,该反应中羟基取代了反应物中的—Cl 。(3)B 水解后的产物为C 5H 12O 和。(4)由(3)可知D 为C 5H 11OH ,与该物质同类,只含一个支链的同分异构体有4种。
(5)D 不能发生消去反应说明与羟基相连的碳原子的邻位碳原子上没有氢原子,故D 为
。
答案 (1)羧基 (2)CH 2ClCH 2Cl +2NaOH ――→△
CH 2OHCH 2OH +2NaCl 取代(水解)
(3)(4)4
浓硫酸
CH3COOCH2C(CH3)3+H2O
(5)(CH3)3CCH2OH+CH3COOH
△
9.有机物G是一种食品香料,其香气强度为普通香料的3~4倍,有机物G的合成路线如下:
(1)该香料长期暴露于空气中易变质,其原因是
__________________________________________________________________ __________________________________________________________________ ______。
(2)写出A中含氧官能团的名称:________,由C到D的反应类型为________。
(3)有机物E的结构简式为
__________________________________________________________________ ______。
(4)有机物G同时满足下列条件的同分异构体有____________种。
①与FeCl3溶液反应显紫色;
②可发生水解反应,其中一种水解产物能发生银镜反应;
③分子中有4种不同化学环境的氢。
解析掌握限制条件下同分异构体的书写方法。(1)观察G中结构,可知其中含有的官能团有酚羟基、醛基、醚键,其中酚羟基、醛基易被空气氧化。(2)A 中含氧官能团为醚键、酚羟基。对于C、D结构可以发现,C中的C===C与HBr加成生成D,C→D的反应类型为加成反应。(3)F由E经O3氧化获得,结合信息,—CHO来自碳碳双键的臭氧氧化,E中含有碳碳双键。再由D的结构中含有溴原子,溴原子经消去反应可以获得双键,结合F中的—CHO,判断碳碳双键的位置。(4)G结构中除苯环外,还有3个碳原子、3个氧原子、1个不饱和度。遇FeCl3溶液显紫色,说明含有酚羟基,可以发生水解,可能含有酯的结构(只有C、H、O三种元素),水解产物能发生银镜反应,说明水解产物中有HCOOH,说明同分异构体中有甲酸酯结构,即HCOO—。酚羟基、HCOO—,用掉了1个碳原子、3个氧原子、1个不饱和度,还有2个饱和碳原子。结合4种不同环境的氢原子,写出结构:
。
答案(1)香料分子中含有酚羟基和醛基,易被氧化
(2)醚键、酚羟基加成反应
(3)(4)2
10.从樟科植物枝叶提取的精油中含有下列甲、乙、丙三种成分:
(1)甲中含氧官能团的名称为________。
(2)由甲转化为乙需经下列过程(已略去各步反应的无关产物,下同):
其中反应Ⅰ的反应类型为________,反应Ⅱ的
化学方程式为__________________________(注明反应条件)。
(3)已知:RCH===CHR ′――→i.O 3
ⅱ.Zn/H 2O
RCHO +R ′CHO ;
2HCHO ――→i.浓NaOH
ⅱ.H +
HCOOH +CH 3OH
由乙制丙的一种合成路线图如下(A ~F 均为有机物,图中M r 表示相对分子质量):
①下列物质不能与C 反应的是________(选填序号)。
a .金属钠
b .HBr
c .Na 2CO 3溶液
d .乙酸
②写出F 的结构简式
__________________________________________________________________ ______。
③D有多种同分异构体,任写其中一种能同时满足下列条件的异构体结构简式________。
a.苯环上连接三种不同官能团
b.能发生银镜反应
c.能与Br2/CCl4发生加成反应
d.遇FeCl3溶液显示特征颜色
④综上分析,丙的结构简式为__________________________________________________________________ ______。
解析(1)由甲的结构简式不难看出分子中含氧官能团为羟基。
(2)对比甲和反应Ⅰ产物的结构简式,可看出该反应是甲
()与HCl发生了加成反应而得到
。由反应条件不难确定Y为
,根据乙的结构简式可推知Y在NaOH的醇溶液中发生了消去反应而生成乙。
(3)由题中信息可知,A、B可分别为和OHCCHO中的一种,根据题中信息,结合E的相对分子质量,可推知E为HOOCCH2OH,则F
为,则B的结构简式为。又因乙与新制
Cu(OH)2悬浊液反应然后酸化可生成D:,因丙能发生水解反应,说明丙中含有酯基,而C中必定含有OH,因此C为CH2OH,
由以上分析不难推出丙的结构简式为
。因C结构中含有OH,能与Na 反应放出氢气,能与HBr发生取代反应,能与CH3COOH发生酯化反应,但不能与Na2CO3发生反应。由以上分析知D的结构为
,D的同分异构体中能发生银镜反应,说明含
有CHO,能与Br2的CCl4溶液发生加成反应,说明含有,能与FeCl3溶液发生显色反应,说明含有酚羟基。因此苯环上的三个取代基分别为
、CHO、OH,即可写出符合条件的同分异构体的结构简式。
答案(1)羟基(2)加成反应
11.化合物A(C11H8O4)在氢氧化钠溶液中加热反应后再酸化可得到化合物B和C。
回答下列问题:
(1)B的分子式为C2H4O2,分子中只有一个官能团。则B的结构简式是
________,B 与乙醇在浓硫酸催化下加热反应生成D ,该反应的化学方程式是
________________________________________________________________________。
该反应的类型是________;写出两种能发生银镜反应的B 的同分异构体的结构简式________________________________________________________________________;
(2)C 是芳香化合物,相对分子质量为180。其碳的质量分数为60.0%,氢的质量分数为4.4%,其余为氧,则C 的分子式是________;
(3)已知C 的芳环上有三个取代基。其中一个取代基无支链,且含有能使溴的四氯化碳溶液褪色的官能团及能与碳酸氢钠溶液反应放出气体的官能团,则该取代基上的官能团名称是________;另外两个取代基相同,分别位于该取代基的邻位和对位,则C 的结构简式是________________________________________________________________________。
(4)A 的结构简式是________________________________________________________________________。
解析 注意首先由特征反应,推断出有机物中的官能团,然后再根据分子式
等确定其结构简式,从而解决问题,由A(C 11H 8O 4)①NaOH 溶液②酸化 可得A 为酯类化合物。
(1)B 的分子式为C 2H 4O 2,分子中只有一个官能团。结合上述条件可推断B 为乙酸,其可能的同分异构体,能发生银镜反应的必须有醛基,则有HCOOCH 3和HO —CH 2—CHO 。
(2)根据有机物分子式的确定方法,有机物C 中
N (C)=180×60.0%12
=9 N (H)=
180×1.4%1≈8
N(O)=180×(1-60.0%-4.4%)
16≈4
所以C的分子式为C9H8O4。
(3)能使溴的四氯化碳溶液褪色的官能团为“”,能与NaHCO3溶液反应放出气体的官能团为“—COOH”,另外两个取代基相同,且位置分别位于该取代基的邻位和对位,结合化合物C的分子式C9H8O4,可确定C的
结构简式为。
(4)由A的分子式为C11H8O4可知A的结构简式为
。
答案(1)CH3COOH CH3COOH+CH3CH2OH
浓H2SO4
△
CH3COOCH2CH3+H2O酯化反应(或取代
常见有机反应类型总结 1.常见有机反应类型与有机物类型的关系 基本类型有机物类别 取代 反应 卤代反应饱和烃、苯和苯的同系物、卤代烃等 酯化反应醇、羧酸、糖类等 水解反应卤代烃、酯、低聚糖、多糖、蛋白质等 硝化反应苯和苯的同系物等 磺化反应苯和苯的同系物等 加成反应烯烃、炔烃、苯和苯的同系物、醛等 消去反应卤代烃、醇等 氧化 反应 燃烧绝大多数有机物 酸性KMnO4溶液烯烃、炔烃、苯的同系物等 直接(或催化)氧化酚、醇、醛、葡萄糖等 还原反应醛、葡萄糖等 聚合 反应 加聚反应烯烃、炔烃等 缩聚反应苯酚与甲醛、多元醇与多元羧酸等与浓硝酸的颜色反应蛋白质(含苯环的) 与FeCl3溶液的显色反应酚类物质 2.判断有机反应类型的常用方法 (1)根据官能团种类判断发生的反应类型。 (2)根据特定的反应条件判断反应类型。 (3)根据反应物和产物的结构不同判断反应类型。 1.化合物E是一种医药中间体,常用于制备抗凝血药,可以通过下图所示的路线合成:
(1)指出下列反应的反应类型。 反应1:______________; 反应2:________________; 反应3:______________; 反应4:________________。 (2)写出D 与足量NaOH 溶液反应的化学方程式:________________________________ ________________________________________________________________________。 答案 (1)氧化反应 取代反应 取代反应(或酯化反应) 取代反应 (2)+3NaOH ――→ △ +CH 3COONa +CH 3OH +H 2O 2.请观察下图中化合物A ~H 的转化反应的关系(图中副产物均未写出),并填写空白: 已知:①――→400 ℃ R —CH==CH 2+CH 3COOH ; ②―――――→ 稀NaOH 溶液 。 (1)写出图中化合物C 、G 、H 的结构简式: C______________________,G_____________________________, H______________________。 (2)属于取代反应的有________(填数字代号)。 (3)属于消去反应的是____________。 (4)写出⑨的化学方程式并指明其反应类型:________________________________,________________________________________________________________________。 答案 (1)C 6H 5CH==CH 2 C 6H 5C ≡CH (2)①③⑥⑧ (3)②④⑦ (4) +2H 2――→催化剂 加成反应
第5课时归纳总结——官能团的性质与有机反应类型 考点一常见官能团的结构与性质 常见官能团的性质 碳碳三键 溶液反应生成 ( 水解反应: ①酸性条件下水解生成羧酸和醇 乙酸乙酯水解方程式: CH3COOC2H5+H2O 稀H2SO4 △C2H5OH+CH3COOH
与HCl 反应的化学方程式: [典例] 玉米芯与稀硫酸在加热加压下反应,可以制得糠醛(结构简式如图)。糠醛是重要的化工原料,用途广泛。关于糠醛的说法,不正确的是( ) A .糠醛能使酸性高锰酸钾溶液褪色 B .1 mol 糠醛可与2 mol H 2发生加成反应 C .其核磁共振氢谱有4种不同类型的吸收峰 D .加热时糠醛与新制的Cu(OH)2悬浊液反应生成红色沉淀 [解析] 糠醛结构中含有碳碳双键和醛基能被酸性高锰酸钾溶液氧化,故A 正确;糠醛结构中含有2个碳碳双键和1个醛基都能与H 2发生加成反应,所以1 mol 糠醛可与3 mol H 2发生加成反应,B 错误;糠醛分子结构不对称,4个H 原子不同,故其核磁共振氢谱有4种不同类型的吸收峰,C 正确;糠醛分子中有醛基,与新制的Cu(OH)2悬浊液反应生成红色沉淀(Cu 2O),D 正确。 [答案] B [备考方略] 确定多官能团有机物性质的三步骤
[提醒] 有些官能团性质会交叉。例如,碳碳三键与醛基都能被酸性高锰酸钾溶液氧化,也能与氢气发生加成反应等。 [综合训练] 1.莽草酸可用于合成药物达菲,其结构简式如图,下列关于莽草 酸的说法正确的是( ) A.分子式为C7H6O5 B.分子中含有2种官能团 C.可发生加成和取代反应 D.在水溶液中羟基和羧基均能电离出H+ 解析:选C 根据莽草酸的结构式可确定其分子式为C7H10O5,故A错误;由结构可知有三种官能团:羧基、羟基、碳碳双键,故B错误;碳碳双键可以被加成,羧基、羟基可发生酯化反应,故C正确;在水溶液中羧基可以电离出H+,羟基不能发生电离,故D错误。 2.药物贝诺酯可由乙酰水杨酸和对乙酰氨基酚在一定条件下反应制得: 则下列说法正确的是( ) A.贝诺酯分子中有三种含氧官能团 B.可用FeCl3溶液区别乙酰水杨酸和对乙酰氨基酚 C.乙酰水杨酸和对乙酰氨基酚均能与NaHCO3溶液反应 D.贝诺酯与足量NaOH溶液共热,最终生成乙酰水杨酸钠和对乙酰氨基酚钠 解析:选B 贝诺酯分子中有—COOC—、—NH—CO—,两种含氧官能团,故A错误;对乙酰氨基酚含酚—OH,遇FeCl3溶液显紫色,则可用FeCl3溶液区别乙酰水杨酸和对乙酰氨基酚,故B正确;乙酰水杨酸含—COOH和—OOC—,对乙酰氨基酚含—OH和—NH—CO—,酚羟基、酯基和肽键都不能与NaHCO3溶液反应,只有乙酰水杨酸能与NaHCO3溶液反应,故C
化学:2.1有机化学反应类型教案
————————————————————————————————作者:————————————————————————————————日期:
有机化学反应类型教学案 课标研读: 1、根据有机化合物组成和结构的特点,认识加成、取代和消去反应; 2、学习有机化学研究的基本方法。 考纲解读: 1、了解加成、取代和消去反应; 2、运用科学的方法,初步了解化学变化规律。 教材分析: 有机化学反应的数目繁多,但其主要类型有加成反应、取代反应、消去反应等几种。认识这些有机化学反应的主要类型,将有助于学生深入学习研究有机化合物的性质和有机化学反应。本节课的知识是建立在《化学2(必修)》和本模块教材第一章第3节以烃为载体的具体反应事实,以及本模块教材第一章第2节有关有机化合物的结构讨论的基础上的。本节的理论知识和思想方法为后面三节有关烃的衍生物的性质的学习提供了很好的理论和方法平台。本节教材在全书中处于非常重要的地位,可谓本模块教材的学习枢纽。 教学重点、难点:对主要有机化学反应类型的特点的认识;根据有机化合物结构特点分析它能与何种试剂发生何种类型的反应生成何种产物。 学情分析: 通过对《化学2(必修)》第三章及本模块第一章的学习,已经对取代反应和加成反应有了初步的了解,对各类有机化合物的基本结构和各种官能团有了初步的认识。这些都为本节课的学习奠定了基础。 教学策略: 1、结合已经学习过的有机反应,根据有机化合物组成和结构的特点,认识加成、取代和消去反应,初步形成根据有机化合物结构特点分析它能与何种试剂发生何种类型的反应生成何种产物的思路,能够判断给定化学方程式的反应的类型,也能书写给定反应物和反应类型的反应的化学方程式。 2、分别从加(脱)氧、脱(加)氢和碳原子氧化数变化的角度来认识氧化反应(还原反应),并能够根据氧化数(给定)预测有机化合物能否发生氧化反应或还原反应。 3、从不同的视角来分析有机化学反应,了解研究有机化合物的化学性质的一般程序。教学计划: 第一课时:有机化学反应的主要类型 第二课时:有机化学中的氧化反应和还原反应 第三课时:典型题目训练,落实知识 导学提纲: 第一课时 课堂引入: 写出下列化学方程式,并注明化学反应类型。 乙烯与氯化氢反 应:; 丙烯通入溴的四氯化碳溶 液:; 乙炔通入溴的四氯化碳溶液: ;
有机物的官能团、分类和命名 1.按碳的骨架分类 2.按官能团分类 (1)官能团:决定化合物特殊性质的原子或原子团。 (2)有机物的主要类别、官能团和典型代表物 类别官能团代表物名称、结构简式烷烃甲烷 CH4 乙烯 H 2C==CH 2烯烃 (碳碳双键 ) 炔烃— C≡ C— (碳碳三键 )乙炔 HC≡ CH 芳香烃 卤代烃— X( 卤素原子 )溴乙烷 C2H 5Br 醇乙醇 C2H 5OH — OH( 羟基 ) 酚
醚乙醚 CH 3CH 2OCH 2CH 3 (醚键 ) 醛乙醛 CH3CHO (醛基 ) 酮丙酮CH3COCH3(羰基 ) 羧酸乙酸 CH 3COOH ( 羧基 ) 酯乙酸乙酯 CH3 COOCH 2CH 3 (酯基 ) 3.有机化合物的命名 (1)烷烃的习惯命名法 (2)烷烃的系统命名法 (3)烯烃和炔烃的命名 (4)苯的同系物的命名 苯作为母体,其他基团作为取代基。苯环上二元取代物可分别用邻、间、对表示。 (1)含有苯环的有机物属于芳香烃(× ) (2)含有醛基的有机物一定属于醛类(× ) (3)、— COOH 的名称分别为苯、酸基(× )
(4)醛基的结构简式为“—COH” (× ) (5)和都属于酚类(× ) (6)CH 2==CH 2和在分子组成上相差一个CH2,两者互为同系物(× ) (7)命名为 2-乙基丙烷 (× ) (8)(CH 3)2CH(CH 2) 2CH(C 2H5)(CH 2)2CH 3的名称是2-甲基 -5-乙基辛烷 ( √) (9)某烯烃的名称是2-甲基 -4-乙基 -2-戊烯 (× ) (10)名称为 2-甲基 -3-丁炔 (× ) (1)正确书写下列几种官能团的名称: ①________。 ② —Br________ 。 ③________。 ④ —COO — ________。 答案①碳碳双键②溴原子③醚键④酯基 (2)写出下列几种常见有机物的名称: ①____________ 。 ②____________。 ③____________。 ④CH 2—CHCl ____________。 ⑤ HO OCCOOCH 2CH 2O H____________ 。 答案①对二甲苯 (或 1,4-二甲苯 )②苯甲醛 ③对苯二甲酸④聚氯乙烯⑤聚乙二酸乙二酯 1.按官能团的不同,可以对有机物进行分类,请指出下列有机物的类别,填在横线上。
有机反应类型的总结 1、取代反应 (1)能发生取代反应的官能团有:醇羟基(-OH)、卤原子(-X)、羧基(-COOH)、酯基(-COO-)、肽键(-CONH-)等。 (2)能发生取代反应的有机物种类如下图所示: 2、加成反应 1.能发生加成反应的官能团:双键、三键、苯环、羰基(醛、酮)等。 2.加成反应有两个特点: ①反应发生在不饱和的键上,不饱和键中不稳定的共价键断裂,然后不饱和原子与其它原子或原 子团以共价键结合。 ②加成反应后生成物只有一种(不同于取代反应)。 说明: 1.羧基和酯基中的碳氧双键不能发生加成反应。 2.醛、酮的羰基只能与H2发生加成反应。 3.共轭二烯有两种不同的加成形式。 3、消去反应 (1)能发生消去反应的物质:醇、卤代烃;能发生消去反应的官能团有:醇羟基、卤素原子。(2)反应机理:相邻消去 发生消去反应,必须是与羟基或卤素原子直接相连的碳原子的邻位碳上必须有氢原子,否则不能发生消去反应。如CH3OH,没有邻位碳原子,不能发生消去反应。 4、聚合反应 (1)加聚反应: 烯烃加聚的基本规律: (2)缩聚反应: (1)二元羧酸和二元醇的缩聚,如合成聚酯纤维: (2)醇酸的酯化缩聚:
此类反应若单体为一种,则通式为: 若有两种或两种以上的单体,则通式为: (3)氨基与羧基的缩聚 (1)氨基酸的缩聚,如合成聚酰胺6: (2)二元羧酸和二元胺的缩聚: 5、氧化反应与还原反应 1.氧化反应就是有机物分子里“加氧”或“去氢”的反应。 能发生氧化反应的物质和官能团:烯(碳碳双键)、醇、酚、苯的同系物、含醛基的物质等。 烯(碳碳双键)、炔(碳碳叁键)、苯的同系物的氧化反应都主要指的是它们能够使酸性高锰 酸钾溶液褪色,被酸性高锰酸钾溶液所氧化。 含醛基的物质(包括醛、甲酸、甲酸盐、甲酸酯、葡萄糖、麦芽糖等)的氧化反应,指银镜反应及这些物质与新制氢氧化铜悬浊液的反应。要注意把握这类反应中官能团的变化及化学方程式的基本形式。 2.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。 还原反应具体有:与氢气的加成(如醛、酮)、硝基苯的还原。 6、酯化反应 (1)酯化反应的脱水方式:羧酸和醇的酯化反应的脱水方式是:“酸脱羟基醇脱氢”,羧酸分子中羧基上的羟基跟醇分子中羟基上的氢原子结合成水,其余部分结合成酯。这种反应的机理可 通过同位素原子示踪法进行测定。 (2)酚酯的形成不要求掌握,但在书写同分异构体的时候需要考虑酚酯;酚酯的水解也要求掌握。 (3)酯的种类有:小分子链状酯、环酯、聚酯、内酯、硝酸酯、酚酯。 7.水解反应 (1)能发生水解反应的物质:卤代烃、酯、油脂、二糖、多糖、蛋白质等 (2)从本质上看,水解反应属于取代反应。 (3)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C-O键断裂。(蛋白质水解,则是肽键断裂) 8、中和反应、裂化反应及其它反应 (1)醇、酚、酸分别与Na、NaOH、Na2CO3、NaHCO3的反应;显色反应等。 (3).显色反应主要掌握:FeCl3遇苯酚显紫色;浓硝酸遇含苯环的蛋白质显黄色(黄蛋白实验);碘水遇淀粉显蓝色。
有机物官能团与性质 [知识归纳] —R —OH 其中: 1、能使KMnO4褪色的有机物: 烯烃、炔烃、苯的同系物、醇、酚、醛、葡萄糖、麦芽糖、油脂 2、能使Br2水褪色的有机物:烯烃、炔烃、酚、醛、葡萄糖、麦芽糖、油脂 3、能与Na反应产生H2的有机物:醇、酚、羧酸、氨基酸、葡萄糖 4、具有酸性(能与NaOH、Na2CO3反应)的有机物:酚、羧酸、氨基酸 5、能发生银镜反应或与新制Cu(OH)2反应的有机物: 醛、甲酸、甲酸盐、甲酸酯、葡萄糖、麦芽糖 6、既有氧化性,又有还原性的有机物:醛、烯烃、炔烃 7、能发生颜色(显色)反应的有机物:
[有机合成的常规方法] 1.引入官能团: ①引入-X 的方法:烯、炔的加成,烷、苯及其同系物的取代 ②引入-OH 的方法:烯加水,醛、酮加氢,醛的氧化、酯的水解、卤代烃的水解、糖分解为乙醇和CO 2 ③引入C=C 的方法:醇、卤代烃的消去,炔的不完全加成,*醇氧化引入C=O 2.消除官能团 ①消除双键方法:加成反应 ②消除羟基方法:消去、氧化、酯化 ③消除醛基方法:还原和氧化 3.有机反应类型 常见的有机反应类型有取代(包括酯化、水解)、加成、加聚、消去、氧化、还原等。能够发生各种反应类型的常见物质如下: ①烷烃、芳香烃与X 2的反应 (1)取代反应 ②羧酸与醇的酯化反应 ③酯的水解反应 ①不饱和烃与H 2、X 2、HX (2)加成反应 的反应 ②醛与H 2的反应 (3)加聚反应:烯烃、炔烃在一定条件下的聚合反应。 C H COOH O O O O C H 2CH 2Br Br C H 2CH O O C OCH 2CH 2O C []n CHO
Rh(Ⅲ)催化的C-H键官能团化反应的若干研究
中国科学技术大学 博士学位论文 Rh(1 l 1)催化的C —H 键官能团化反 应的若干研究 作 者姓名: 目 学科专业: 有机化学 导师姓名: 罗德平教授 完成时间: 二O 一五年五月
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University of Science and Technology of China A d i ssertation for doctor’S deg ree Rh(111)-Catalyzed C·H Bond ■_■●●o- J- 一-- 卜UnCtlonalization ReactionS Author’S Name:Ping Lu speciality:Organic Chemistry Supervisor:Prof.Teck—Peng Loh Finished time:May,2015
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中国科学技术大学学位论文原创性声明 本人声明所呈交的学位论文,是本人在导师指导下进行研究工作所取得的成果。除己特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含任何他人已经发表或撰写过的研究成果。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献均己在论文中作了明确作者签名:盈 的说明。 签字日期:z·恒06.pJ 中国科学技术大学学位论文授权使用声明 作为申请学位的条件之一,学位论文著作权拥有者授权中国科学技术大学拥有学位论文的部分使用权,即:学校有权按有关规定向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅,可以将学位论文编入《中国学位论文全文数据库》等有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。本人提交的电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。 保密的学位论文在解密后也遵守此规定。 叼瑟开口保密(——年) 作者签名:兰垂童导师签名:Q4二_ 签字日期:兰型皇:呈!:!』签字日期:三!!堇!呈;:!}
有机化学总结 一.有机化合物的命名 1. 能够用系统命名法命名各种类型化合物: 包括烷烃,烯烃,炔烃,烯炔,脂环烃(单环脂环烃和多环置换脂环烃中的螺环烃和桥环烃),芳烃,醇,酚,醚,醛,酮,羧酸,羧酸衍生物(酰卤,酸酐,酯,酰胺),多官能团化合物(官能团优先顺序:-COOH >-SO3H >-COOR >-COX >-CN >-CHO >>C =O >-OH(醇)>-OH(酚)>-SH >-NH2>-OR >C =C >-C ≡C ->(-R >-X >-NO2),并能够判断出Z/E 构型和R/S 构型。 2. 根据化合物的系统命名,写出相应的结构式或立体结构式(伞形式,锯架式,纽曼投影式,Fischer 投影式)。 立体结构的表示方法: 1 )伞形式:COOH OH 3 2)锯架式:CH 3 OH H H OH C 2H 5 3) 纽曼投影式: 4)菲舍尔投影式:COOH 3 OH H 5)构象(conformation) (1) 乙烷构象:最稳定构象是交叉式,最不稳定构象是重叠式。 (2) 正丁烷构象:最稳定构象是对位交叉式,最不稳定构象是全重叠式。 (3) 环己烷构象:最稳定构象是椅式构象。一取代环己烷最稳定构象是e 取代的椅 式构象。多取代环己烷最稳定构象是e 取代最多或大基团处于e 键上的椅式构象。 立体结构的标记方法 1. Z/E 标记法:在表示烯烃的构型时,如果在次序规则中两个优先的基团在同一侧,为Z 构型,在相反侧,为E 构型。 CH 3C H C 2H 5 CH 3 C C H 2H 5 Cl (Z)-3-氯-2-戊烯(E)-3-氯-2-戊烯 2、 顺/反标记法:在标记烯烃和脂环烃的构型时,如果两个相同的基团在同一侧,则为顺式;在相反侧,则为反式。 CH 3 C C H CH 3H CH 3C H H CH 3顺-2-丁烯 反-2-丁烯3 3 3顺-1,4-二甲基环己烷反-1,4-二甲基环己烷 3、 R/S 标记法:在标记手性分子时,先把与手性碳相连的四个基团按次序规则排序。然后将最不优先的基团放在远离观察者,再以次观察其它三个基
羟基官能团的性质与有机物的脱水反应 教学目标 知识技能:使学生进一步理解羟基官能团的结构和主要反应,掌握羟基的各种脱水反应原理。 能力培养:通过复习归纳,使知识在头脑中有序贮存,提高迁移、转换、重组及分析、归纳的能力。 科学思想:运用辩证唯物主义观点认识官能团性质的普遍性和特殊性。 科学品质:对学生进行严谨、认真、细致的科学态度教育,通过讨论、总结激发学生学习的积极性和主动性。 科学方法:讨论、归纳发散思维。 重点、难点通过羟基官能团的复习,掌握一些有机物脱水反应的原理。 我们学习各类重要的有机化合物,必须紧紧抓住物质的结构特征,特别是官能团的结构。从官能团着手,理解物质的性质。今天,我们复习羟基的性质及有机物的脱水反应。 一、羟基的性质: 我们知道醇、酚、羧酸分子结构中都有共同的官能团——羟基。想一想:O—H键属哪一种类型的键? 这三类物质中氢原子的活泼性有什么不同? 而不同的原因又是怎样造成的?请举例分析说明。 思考回答:羟基中O—H键是一个强极性键,其中氢原子都具有一定的活泼性。例如:都可以与金属钠等活泼金属反应,但它们的剧烈程度不同,反应最剧烈的是酸,其次是酚、醇。造成氢原子的活泼性不同的原因是由于与羟基相连的基因吸引电子能力不同,由于吸引电子的能力是羰基>苯环>烷烃基。因此,羧酸的羟基中氢的活泼性最大,具有弱酸性;与苯环相连的羟基中的氢活泼性次之,酚具更弱的酸性;醇的羟基中氢的活泼性最小,醇不显酸性。
下列反应能否发生,能反应的请完成反应的化学方程式。 乙醇与金属钠 苯酚与金属钠 乙醇与氢氧化钠 苯酚与氢氧化钠 醋酸与碳酸钠 苯酚与碳酸钠 2C2H5OH+2Na→2C2H5ONa+H2 2C6H5OH+2Na→2C6H5ONa+H2 C2H5OH+NaOH→不反应 C6H5OH+NaOH→C6H5ONa+H2O 2CH3COOH+Na2CO3→2CH3COONa+CO2↑+H2O C6H5OH+Na2CO3→C6H5ONa+NaHCO3 (1)键断裂,可提供H+,使之与Na或NaOH反应,但由于与羟基相连的基团吸引电子的能力不同,其提供H+的能力有很大区别。 烃的羟基衍生物比较 酸性:CH3COOH>C6H5OH> H2CO3>H2O>C2H5OH 羟基还具有什么性质?能发生什么类型的反应?请举例说明。 羟基还可以结合氢原子生成水分子,即脱水反应。因此,含羟基的化合物一般能脱水生成其它类物质,如醇可发生分子内、分子间脱水,分别生成烯和醚;醇还可以与酸反应脱水生成酯类。
有机化合物的分类及官能团 SIKP 知识串讲学有所臥思有澤度 i. 按碳骨架分类 链状化合物如CH 3CH 2CH 3 CH.erhCIICH, I 烷烃如 '1 烯烃如CH 2===CH 2 炔烃如CH 三CH 脂坯烃:分子中不含苯环,而含有其他环状 Cfl 2 I /、 结构的烃女口 — 2. 按官能团分类 (1) 烃的衍生物:烃分子里的氢原子被其他原子或原子团取代后的产物 (2) 官能团:决定有机化合物特殊性质的原子或原子团。 ⑶有机物的主要类别、官能团和典型代表物 类别 官能团 代表物名称、结构简式 (1)有机化合物 环状化合物 链状烃 脂肪烃 脂环化合物 芳香化合物
1. 判断正误,正确的划 ■”,错误的划“x” (1) 官能团相同的物质一定是同一类物 质( ) (2) 含有羟基的物质只有醇或酚() (3) 含有醛基的有机物一定属于醛类() (4) — COOH 的名称分别为笨、酸基( ) (5) 醛基的结构简式为“一COH ” ( ) (6) 含有苯环的有机物属于芳香烃() 烷烃 甲烷CH 4 烯烃 \ / / \ (碳碳双键) 乙烯 H 2C===CH 2 炔烃 —C =C —(碳碳二键) 乙炔HC 三CH 芳香烃 一一一一― 苯O 卤代烃 —X (卤素原子) 溴乙烷C 2H 5Br 醇 —OH (羟基) 乙醇C 2H 5OH 酚 苯酚C 6H 5OH 醚 \ /I -k?—()—C — / 、(醚键) 乙醚 CH 3CH 2OCH 2CH 3 醛 O 1」 kc-II (醛基) 乙醛CH 3CHO UNC I 酮 乙酸 CH 3C00H 酯 (酯基) 乙酸乙酯 CH 3COOCH 2CH 3 【互动思 ( 、丙酮 CH 3COCH 3
有机专题五——有机反应类型 1.取代反应 (1)定义: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代替的反应。 (2)能发生取代反应的物质:烷烃、芳香烃、醇、酚、酯、羧酸、卤代烃。 (3)典型反应 2.加成反应
(1)定义:有机物分子里不饱和的碳原子跟其他原子或原子团直接结合生成别的物质。 (2)能发生加成反应的物质:烯烃、炔烃、苯及同系物、芳香烃、醛、酮、单糖、不饱和高级脂肪酸的甘油脂及不饱和烃的衍生物等。 (3)典型反应 3.加聚反应 (1)定义:通过加成聚合反应形成高分子化合物。 (2)特征: ①是含C=C双键或叁键物质的性质。 ②生成物只有高分子化合物,因此其组成与单体相同。
(3)能发生加聚反应的物质:烯、二烯、含C=C的其他类物质。 (4)典型反应 4.缩聚反应* (1)定义:通过缩合反应生成高分子化合物,同时还生成小分子(如H2O、NH3等)的反应。 (2)特征:有小分子生成,因此高分子化合物的组成与单体不同。 (3)能发生缩聚反应的物质 ①苯酚与甲醛 ②二元醇与二元酸 ③羟基羧酸 ④氨基酸 ⑤葡萄糖 (4)典型反应
5.加聚反应与缩聚反应的区别 (1)加聚反应与缩聚反应,虽是合成高分子化合物的两大反应,但区别很大。 (2)加聚反应是由不饱和的单体聚合成高分子的反应,其产物只有—种高分子化合物。 (3)参加缩聚反应的单体一般含有两种或两种以上能相互作用的官能团(两个或两个以上易断裂的共价键)的化合物,产物中除一种高分子化合物外,还生成有小分子。如H2O、HCl、NH3等。产物的组成与参加反应的任何一种单体均不相同。 (4)从反应机理上看,加聚反应是不饱和分子中的双键或叁键发生的,实质还是加成反应。所以,双键、叁键是发生加聚反应的内因。缩聚反应是通过单体中的官能团相互作用经缩合生成小分子,同时又聚合成大分子的双线反应。发生缩聚反应的内因是相互能作用的官能团(或较活动的原子)。 (5)发生加聚反应的单体不一定是一种物质,也可以是两种或两种以上。如丁苯橡胶就是由单体1,3-丁二烯和苯乙烯加聚而成,缩聚反应的单体不一定就是两种,也有一种的,如单糖缩聚成多糖、氨基酸缩聚成多肽,也可以是两种以上的。
★取代反应 烷:CH4+Cl2→(光)CH3Cl+HCl 苯:苯+Br2→(Fe)苯-Br+HBr(液溴) 苯+HO-NO2→(浓H2SO4;△)苯-NO2+H2O(硝化反应) 甲苯:苯-CH3+3HO-NO2→(浓H2SO4;△)三硝基甲苯(TNT)+3H2O 苯-CH3+Cl2→(光)苯-CH2Cl+HCl 醇:2CH3CH2OH+2Na→2CH3CH2ONa+H2↑ 卤代烃:CH3CH2Br+NaOH→(△)CH3CH2OH+NaBr(水解反应) 另有酯化,硫化,水解等 ★加成反应 烯:CH2=CH2+Br2→CH2BrCH2Br CH2=CH2+H2O→(催化剂;△)CH3CH2OH CH2=CH2+H2→(Ni)CH3CH3 炔:CH≡CH+2Br2→CHBr2CHBr2 苯:苯+3H2→(Ni)C6H6(环已烷) 苯+3Cl2→C6H6Cl6(六六六) 醛:CH3CHO+H2→(Ni;△)CH3CH2OH(加氢还原) 另有加聚 ★消去反应 卤代烃:CH3CH2Br+NaOH→(醇;△)CH2=CH2↑+NaBr+N2O 醇:CH3CH2OH→(浓H2SO4;△)CH2=CH2↑+H2O (乙醇为170℃,其它醇不用记) ★水解反应(取代反应)
卤代烃:CH3CH2Br+H2O→(NaOH)CH3CH2OH+HBr 酯:CH3COOC2H5+H2O(可逆;稀H2SO4;△)CH3COOH+C2H5OH 另有多糖二糖蛋白质的水解 ★氧化反应 1 燃烧:CxHyOz+(x+y/4-z/2)O2→(点燃)xCO2+y/2H2O (有机物燃烧通式) 2 催化反应 醇:2CH3CH2OH+O2→(Cu;△)2CH3CHO+2H2O CH3CH2OH+CuO→(△)CH3CHO+H2O+Cu 醛:2CH3CHO+O2→(催化剂;△)2CH3CHO 烯:2CH2=CH2+O2→(催化剂)2CH3CHO 烷:2CH3CH2CH2CH3+5O2→(催化剂)4CH3COOH+2H2O 3 被酸性KMnO4氧化 烯炔苯的同系物(与苯环相连的C上要有H)醇醛 4 与新制Cu(OH)2反应 醛:CH3CHO+2Cu(OH)2→(△)CH3COOH+Cu2O↓+2H2O 5 银镜反应 (1)甲醛甲醛过量时:HCHO+2[Ag(NH3)2]OH→(△)HCOONH4+2Ag↓+3NH3+H2O 银氨溶液过量:HCHO+4[Ag(NH3)2]OH→(△)(NH4)2CO3+4Ag↓+6NH3↑+2H2O (2)乙醛 CH3CHO+2[Ag(nh3)2]OH→(△)CH3COONH4+2Ag↓+3NH3+H2O 另有HCOOR(甲酸盐甲酯某酯)葡萄糖麦芽糖果糖 ★还原反应 1 加H2加成:醛:CH3CHO+H2→(Ni;△)CH3CH2OH
常见有机化合物官能团 1. 苯基 苯(benzene, C6H6)有机化合物,是组成结构最简单的芳 香烃,在常温下为一种无色、有甜味的透明液体,并具有强烈的芳香气味。可燃,有毒,为IARC 第一类致癌物。苯具有的环系叫苯环,是最简单的芳环。苯分子去掉一个氢以后的结构叫苯基,用Ph 表示。因此苯也可表示为PhH 2. 羟基羟基,又称氢氧基。是由一个氧原子和一个氢原子相连组成的一价原子团,化学式-OH。 在无机物中在无机物中,通常含有羟基的为含氧酸或其的酸式盐。含羟基的物质溶解于水会电离出氢离子,因此含羟基的物质水溶液多成偏酸性。 在有机物中在有机化学的系统命名中,在简单烃基后跟着羟基的称作醇,而糖类多为多羟基醛或酮。 羟基直接连在苯环上的称作酚。 具体命名见OH 原子团的命名注:乙醇为非电解质,不显酸 性。 羟基的性质 1. 还原性,可被氧化成醛或酮或羧酸
2. 弱酸性,醇羟基与钠反应生成醇钠,酚羟基与氢氧化钠反应生成酚钠 3. 可发生消去反应,如乙醇脱水生成乙烯 OH 原子团的命名此原子团在有机化合物中称为羟基,是醇( ROH )、酚(ArOH )等分子中的官能团;在无机化合物水溶液中以带负电荷的离子形式存在(OH-1 ),称为氢氧根。当羟基与苯环相连形成苯酚时,可使苯环致活,显弱酸性。再进基主要进入其邻位、对位。 羟基与氢氧根的区别在很多情况下,由于在示性式中,羟基和氢氧根的写法相同,因此羟基很容易和氢氧根混淆。 虽然氢氧根和羟基均为原子团,但羟基为官能团,而氢氧根为离子。而且含氢氧根的物质在水溶液中呈碱性,而含羟基的物质的水溶液则多呈偏酸性。氢氧根和羟基在有机化学上的共性是亲核性。 有机合成中羟基的保护羟基是有机化学中最常见的官能团之一,无论是醇羟基还是酚羟基均容易被多种氧化剂所氧化。因此在多官能团化合物 的合成过程中,羟基或者部分羟基需要先被保护,阻止它参与反应,在适当的步骤中再被转化。 3. 烃基
2016年8月第24卷第8期 工业催化INDUSTRIAL CATALYSIS Aug.2016Vol.24 No.8综述与展望 收稿日期:2016-04-14 基金项目:中国石化基金(414088)资助项目 作者简介:刘 旭,1983年生,男,河南省郑州市人,博士,工程师,研究方向为均相催化。通讯联系人:刘 旭。官能团化烯烃的氢甲酰化反应研究及应用进展 刘 旭1,2*,刘仲能1,2,顾松园1, 2(1.中国石化绿色化工与工业催化国家重点实验室,上海201208;2.中国石化上海石油化工研究院,上海201208) 摘 要:氢甲酰化反应已发展成为重要的工业均相催化反应之一,通过官能团化烯烃氢甲酰化反应可以得到官能团化的醛类化合物,该类化合物大多是精细化学品或合成中间体,官能团化烯烃显示出很多不一样的特性。综述近年来官能团化烯烃氢甲酰化反应研究进展,介绍乙烯基芳烃、α-官能团化烯烃以及β-官能团化烯烃的氢甲酰化反应及应用,并对官能团化烯烃氢甲酰化反应进行展望。 关键词:精细化学工程;官能团化烯烃;氢甲酰化;醛doi :10.3969/j.issn.1008-1143.2016.08.001 中图分类号:TQ426.94;O643.36 文献标识码:A 文章编号:1008-1143(2016)08-0001-06 Research and application advance in hydroformylation of functionalized olefins Liu Xu 1,2*,Liu Zhongneng 1,2,Gu Songyuan 1, 2(1.Sinopec State Key Laboratory of Green Chemical Engineering and Industrial Catalysis ,Shanghai 201208,China ;2.Sinopec Shanghai Research Institute of Petrochemical Technology ,Shanghai 201208,China ) Abstract :Hydroformylation is one of the most important homogeneous catalytic processes in industry.Hydroformylation of functionalized olefins provides the routes to obtaining aldehydes with one or more additional functional groups.Such functionalized aldehydes can be sold as final products or used as inter-mediates in the synthesis of fine chemicals ,pharmaceuticals and fragrances.The hydroformylation showed distinct differences compared to the reaction with unfunctionalized alkenes.In this paper ,the progress in hydroformylation of functionalized olefins and its application were introduced ,including vinyl arenes ,α-functionalized olefins and β-functionalized olefins.The development prospects of hydroformylation of functionalized olefins was put forward.Key words :fine chemical engineering ;functionalized olefins ;hydroformylation ;aldehyde doi :10.3969/j.issn.1008-1143.2016.08.001CLC number :TQ426.94;O643.36 Document code :A Article ID :1008-1143(2016)08-0001-06 氢甲酰化反应是指烯烃在催化剂作用下与CO/H 2反应生成醛的过程,已发展成为迄今最重要的工业均相催化反应之一。据统计,全球通过氢甲酰化生产醛和醇的能力已达千万吨规模 [1]。通过官能团化烯烃氢甲酰化反应可以得到官能团化的醛类化合 物,而官能团化的醛大多是精细化学品或药物、香精香料的合成中间体。与非官能团化烯烃相比,官能 团的存在影响烯烃氢甲酰化反应,显示出很多不一 样的特性[2],这些特性是由于环状金属中间体的稳 定性不同所致,同时影响反应的区域选择性[3]。本文综述近年来官能团化烯烃氢甲酰化反应研究进展,介绍乙烯基芳烃、α-官能团化烯烃以及万方数据
有机化学十种反应类型详细小结 复习方法提示: 1、全面了解有机物所具有的反应类型有哪些?熟记相关名词,确保表达准确。 2、把握准每一类反应的概念,牢牢掌握反应中的结构变化特点。这是分析判断的依据! 3、认识相似的同一种反应类型的“归属”关系,如取代反应可以包括什么?区分相近的不同反应类型在结构变化上的“差异”性及规律,如消去反应和氧化反应,加成反应和加聚反应等等。 以下概要回顾有机的五大反应,包括:取代反应、加成反应、消去反应、聚合反应(包括加聚反应和缩聚反应),以及氧化-还原反应。 一、取代反应 定义:有机物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称为取代反应。 在中学化学中,取代反应包括卤代、酯化、水解、硝化和磺化等很多具体的类型。分例如下: 1、与卤素单质的取代------发生该类反应的有机物包括:烷烃、烯烃、芳香烃、醇、酚等。例如: (1).(在适当的条件下,烷烃的取代反应是可以逐步进行的,得到一系列 的混合物)。 (2). (3). CH 2=CH -CH 3 + Cl 2CH 2=CH - CH 2-Cl + HCl (4). (5).+ 2HCl 2、与混酸的硝化反应(苯及其同系物、苯酚、烷烃等均能发生硝化反应)。如: (1). + HNO 2 -NO 2 + H 2O (2). (3). 环己烷对酸、碱比较稳定,与中等浓度的硝酸或混酸在低温下不发生反应,与稀硝酸在100℃以上的封管中发生硝化反应,生成硝基环己烷。在铂或钯催化下,350℃以上发生脱氢反应生成苯。环己烷与氧化铝、硫化钼、古、镍-铝一起于高温下发生异构化,生成甲基戌烷。与三氯化铝在温和条件下则异构化为甲基环戊烷。 低碳硝基烷的工业应用日益广泛。在使用原料上,以丙烷硝化来制取是合理的途径。在工艺方面,国外较多的是以硝酸为硝化剂的气相硝化工艺,已积累了较丰富的工业经验。有代表性的反应器则是多室斯登该尔反应器。国内迄今有关硝基烷的生产和应用研究均进行得不多,这是应该引起我们充分注意的。 + 浓硫酸 △ 光照
有机化学反应类型总结 1、取代反应 定义:有机物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称为取代反应。 (1)能发生取代反应的官能团有:醇羟基(-OH)、卤原子(-X)、羧基(-COOH)、酯基(-COO-)、肽键(-CONH-)等。 (2)能发生取代反应的有机物种类如下图所示: 2、加成反应 定义:有机物分子里不饱和的碳原子跟其他原子或原子团直接结合,生成别的物质的反应,叫加成反应。分子结构中含有双键或三键的化合物,一般能与H2、X2(X为Cl、Br、I)、HX、H2O、HCN等小分子物质起加成反应。 1.能发生加成反应的官能团:双键、三键、苯环、羰基(醛、酮)等。 2.加成反应有两个特点: ①反应发生在不饱和的键上,不饱和键中不稳定的共价键断裂,然后不饱和原子与其它原子或原子团以共价键结合。 ②加成反应后生成物只有一种(不同于取代反应)。 说明: 1.羧基和酯基中的碳氧双键不能发生加成反应。 2.醛、酮的羰基只能与H2发生加成反应。 3.共轭二烯有两种不同的加成形式。 3、消去反应 定义:有机化合物在适当条件下,从一个分子相邻两个碳原子上脱去一个小分子(如H2O、HX等)而生成不饱和(双键或三键)化合物的反应称为消去反应。发生消去反应的化合物需具备以下两个条件: (1)是连有—OH(或—X)的碳原子有相邻的碳原子。 (2)是该相邻的碳原子上还必须连有H原子。
(1)能发生消去反应的物质:醇、卤代烃;能发生消去反应的官能团有:醇羟基、卤素原子。 (2)反应机理:相邻消去 发生消去反应,必须是与羟基或卤素原子直接相连的碳原子的邻位碳上必须有氢原子,否则不能发生消去反应。如CH3OH,没有邻位碳原子,不能发生消去反应。 4、聚合反应 定义:有许多单个分子互相结合生成高分子化合物的反应叫聚合反应。 聚合反应有两个基本类型:加聚反应和缩聚反应 (1)加聚反应: 由许多单个分子互相加成,又不缩掉其它小分子的聚合反应称为加成聚合反应。烯烃、二烯烃及含C=C的物质均能发生加聚反应。 烯烃加聚的基本规律: (2)缩聚反应: 单体间相互结合生成高分子化合物的同时,还生成小分子物质的聚合反应,称为缩合聚合反应。 酚和醛、氨基酸(形成多肽)、葡萄糖(形成多糖)、二元醇与二元酸、羟基羟酸等均能发生缩聚反应。 (1)二元羧酸和二元醇的缩聚,如合成聚酯纤维: (2)醇酸的酯化缩聚: (3)氨基与羧基的缩聚 (1)氨基酸的缩聚,如合成聚酰胺6: (2)二元羧酸和二元胺的缩聚: nHOOC-(CH2)4-COOH+nNH2(CH2)6NH2 =[CO(CH2)4CONH(CH2)6NH]n+2nH2O 5、氧化反应与还原反应 1.氧化反应就是有机物分子里“加氧”或“去氢”的反应。 能发生氧化反应的物质和官能团:烯(碳碳双键)、醇、酚、苯的同系物、含醛基的物质等。
目录 中文摘要..................................................................................................... I Abstract ...................................................................................................... I I 第一章绪论. (1) 1.1过渡金属催化的Csp3-H键的氧化偶联 (1) 1.1.1 Pd催化下两个Csp3-H键的氧化偶联 (1) 1.1.2 Cu催化下两个Csp3-H键的氧化偶联 (6) 1.1.3 Fe催化下两个Csp3-H键的氧化偶联 (8) 1.2 TBPA+.的性质及应用 (10) 1.2.1 TBPA+.的性质 (10) 1.2.1.1 自由基正离子盐 (10) 1.2.1.2 TBPA+.的性质 (11) 1.2.2本实验组对TBPA+.参与反应的研究 (11) 1.2.2.1 TBPA+.催化甘氨酸酯Csp3-H键官能团化合成取代喹啉 (11) 1.2.2.2 TBPA+·催化N-肉桂基苯胺Csp3-H键有氧氧化合成2-芳基喹 啉 (12) 1.2.2.3 在TBPA+·氧气条件下氧化Csp3-H键,通过碎裂-重组合成喹 啉并内酯衍生物 (14) 1.2.2.4当末端芳构化被阻止后,在TBPA+·和O2条件下Csp3-H键氧 化合成1,2-二氢喹啉衍生物 (15) 参考文献 (17) 第二章通过sp3C-H键活化构筑靛红骨架 (19) 2.1研究背景 (19) 2.2条件优化 (21) 2.3实验结果与讨论 (23) 2.4机理研究 (26) 2.5实验部分 (28) 2.5.1 仪器及试剂 (28) 2.5.2 溶剂处理 (28) 2.5.3原料制备 (28) 2.5.3.1甘氨酸乙酯衍生物的合成 (28) 2.5.3.2甘氨酸苄酯衍生物的合成 (29) 2.5.4甘氨酸酯衍生物合成靛红反应步骤 (30)