有机合成化学第七章
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第七章 卤代烃 相转移催化反应邻基效应(一) 写出下列分子式所代表的所有同分异构体,并用系统命名法命名。
(1)C 5H 11Cl (并指出1°,2°,3°卤代烷) (2)C 4H 8Br 2 (3) C 8H 10Cl 解:(1) C 5H 11Cl 共有8个同分异构体:1-氯戊烷 CH 3CH 2CH 2CH 2CH 2ClCH 3CH 2CH 2CHCH 3Cl 2-氯戊烷CH 3CH 2CHCH 2CH 3ClCH 3CHCH 2CH 2ClCH 3CH 3CHCHCH 33ClCH 3CCH 2CH 33Cl CH 3CH 22Cl CH 3CH 3C CH 2ClCH 333-氯戊烷3-甲基-1-氯丁烷3-甲基-2-氯丁烷2-甲基-2-氯丁烷2-甲基-1-氯丁烷2,2-二甲基-1-氯丙烷o(1 )o(1 )o(1 )o(1 )o(2 )o(2 )o(2 )o(3 )(2) C 4H 8Br 2共有9个同分异构体:CH 3CH 2CH 2CHBr 2CH 3CH 2CHCH 2BrBrCH 3CHCH 2CH 2BrBrCH 2CH 2CH 2CH 2Br CH 3CH 2CCH 3BrCH 3CHCHCH 3BrBr (CH 3)22BrBr (CH 3)2CHCHBr 2BrCH 22BrCH 31,1-二溴丁烷1,2-二溴丁烷1,3-二溴丁烷1,4-二溴丁烷2,2-二溴丁烷2,3-二溴丁烷2-甲基-1,2-二溴丙烷2-甲基-1,1-二溴丙烷2-甲基-1,3-二溴丙烷(3) C 8H 10Cl 共有14个同分异构体:1-苯-2-氯乙烷1-苯-1-氯乙烷CH 2CH 2Cl CHCH 3Cl CH 32Cl CH 3CH 2ClCH 3CH 2Clo-甲基苯氯甲烷m-甲基苯氯甲烷p-甲基苯氯甲烷CH 2CH 3ClCH 3CH 3ClCH 2CH 3ClCH 2CH 3Cl CH 3CH 3Clp-氯乙苯o-氯乙苯m-氯乙苯3-氯-1,2-二甲苯4-氯-1,2-二甲苯CH 3CH 3ClCH 33ClCH 3CH 3Cl CH 3CH 3Cl5-氯-1,3-二甲苯2-氯-1,3-二甲苯4-氯-1,3-二甲苯2-氯-1,4-二甲苯(二) 用系统命名法命名下列化合物。
第七章有机化合物第一节认识有机化合物一、有机化合物中碳原子的成键特点1、甲烷是最简单的有机化合物,甲烷的分子式为CH4,电子式为,结构式为。
2、有机物中碳原子的结构及成键特点(1)有机物中,碳原子可以形成4个共价键。
(2)碳原子间成键方式多样①碳碳之间的结合方式有单键()、双键()、三键(—C≡C—)。
②多个碳原子之间可以结合成碳链,也可以结合成碳环(且可带支链)。
(3)有机物分子可能只含有一个或几个碳原子,也可能含有成千上万个碳原子。
注意:有机物中碳原子成键特点和碳原子间的连接特点决定了有机物种类繁多。
二、烷烃1.烷烃的结构(1)甲烷的结构甲烷的空间结构是正四面体结构,碳原子位于正四面体的中心,4个氢原子位于4个顶点上。
分子中的4个C—H的长度和强度相同,相互之间的夹角相同,为109°28′。
(2)空间示意图是。
甲烷的球棍模型为,空间填充模型为。
2、烷烃——只含有碳和氢两种元素(1)示例:乙烷的结构式为,分子式为C2H6,丙烷的结构式为,分子式为C3H8。
(2)结构特点①分子中碳原子之间都以单键结合;②碳原子的剩余价键均与氢原子结合,使碳原子的化合价都达到“饱和”,称为饱和烃,又称烷烃。
(3)分子组成通式:链状烷烃中的碳原子数为n,氢原子数就是2n+2,分子通式可表示为C n H2n+2。
(4)烷烃的一般命名①方法碳原子数(n)及表示n≤1012345678910甲乙丙丁戊己庚辛壬癸n>10相应汉字数字②示例:C4H10称丁烷,C8H18称辛烷,C12H26称十二烷。
3、同系物(1)概念:结构相似,在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的化合物。
(2)实例:CH4、C2H6、C3H8互为同系物。
4、同分异构体(1)概念①同分异构现象:化合物具有相同的分子式,但具有不同结构的现象。
同分异构现象是有机物种类繁多的重要原因之一。
②同分异构体:具有同分异构现象的化合物互称为同分异构体。
(2)写出C4H10的同分异构体:CH3CH2CH2CH3和,其名称分别为正丁烷和异丁烷。
有机合成化学知到章节测试答案智慧树2023年最新山东理工大学第一章测试1.下列关于烯烃的说法正确的是()。
参考答案:经臭氧化-还原得到醛或酮2.下列关于芳烃的说法正确的是()。
参考答案:磺化反应是可逆反应3.下列关于卤代烷的说法正确的是()。
参考答案:可经氢化锂铝还原为烷烃4.醇与二氯亚砜的反应一般不发生重排。
()参考答案:对5.卤苯一般不容易水解,但当邻对位有强吸电子基取代时,可在较温和条件下水解()。
参考答案:对第二章测试1.下列关于傅克烷基化反应的说法正确的是()。
参考答案:容易得到重排产物;容易得到多取代产物成2.下列关于傅克酰基化反应的说法正确的是()。
参考答案:傅克酰基化反应是可逆反应3.在频哪醇重排反应中,基团迁移速度是烷基>芳基()。
参考答案:错4.联苯胺重排是分子间反应。
()参考答案:错5.在强酸条件下,醛酮均可以发生施密特重排反应,但羧酸不可以()。
参考答案:错1.下列关于羟醛缩合反应的说法正确的是()。
参考答案:苯甲醛不能发生自身羟醛缩合反应2.下列关于碱催化缩合反应的说法正确的是()。
参考答案:酯在碱性条件下自身缩合得到1,3-酮酯的盐3.下列关于碱催化缩合反应的说法错误的是()。
参考答案:苯甲醛与乙酸酐反应制肉桂酸时,可用浓强碱促进反应4.下列反应体系可用于制备肉桂酸的是()。
参考答案:苯甲醛与乙酸酐在乙酸钠作用下;苯甲醛与丙二酸在哌啶作用下5.下列关于碱催化的烃基化反应的说法正确的是()。
参考答案:卤苯活性差,不易与丙二酸酯反应1.下列关于格氏试剂的说法正确的是()。
参考答案:烯丙基格氏试剂的制备一般在无水乙醚中顺利完成2.下列关于有机铜锂试剂的说法正确的是()。
参考答案:与α,β-不饱和酮的反应中,R2CuLi的R基团的构型不发生改变3.下列关于有机磷试剂的说法正确的是()。
参考答案:与羰基化合物的反应具有高度的位置专一性4.有机铜锂试剂与α,β-不饱和酮主要发生1,2-加成。
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第一册第一章物质的构成与分类1.1 物质的构成1.2 分子、原子、离子1.3 物质的分类第二章化学反应与能量2.1 化学反应的基本概念2.2 化学反应的类型2.3 化学反应与能量第三章有机化学基础3.1 有机化合物的结构与性质3.2 有机化合物的命名3.3 有机化学反应第四章化学实验4.1 实验基本操作4.2 常见仪器的使用4.3 实验设计与评价第二册第五章物质结构与性质5.1 原子结构5.2 元素周期律5.3 物质的性质与结构第六章化学反应原理6.1 化学平衡6.2 反应速率与化学动力学6.3 化学反应的限度与平衡第七章有机合成化学7.1 合成有机化合物的基本方法7.2 有机合成反应类型7.3 有机合成实验第八章物质检验与鉴别8.1 物质检验的基本方法8.2 常见物质的鉴别8.3 化学实验技能第三册第九章化学与生活9.1 生活中的化学物质9.2 化学与健康9.3 化学与环境第十章化学与科技10.1 化学与材料10.2 化学与能源10.3 化学与生产第十一章选修化学11.1 物质结构与性质11.2 化学反应原理11.3 有机合成化学附录- 元素周期表- 常用化学符号与单位- 化学实验安全知识以上为最新人教版(2024年)高中化学教材的详细目录,希望能对您的学习和教学有所帮助。
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第七章 有机化合物 第二节 乙烯与有机高分子材料【学习目标】1.掌握乙烯的组成及结构特点,体会结构决定性质的观念。
2.掌握乙烯的化学性质,认识加成反应的特点,培养“证据推理与模型认知”能力。
3.了解乙烯在生产及生活中的应用,培养“科学态度与社会责任”。
4.了解烃的概念及分类,了解常见烃的组成及结构,培养“证据推理与模型认知”能力。
5.初步认识有机高分子材料的组成、性能,了解塑料、合成橡胶、合成纤维的性能及在生活生产中的应用,培养“宏观辨识与微观探析”的学科素养。
【基础知识】一、乙烯1、应用:乙烯是石油化工重要的基本原料,通过一系列反应,乙烯可以合成有机高分子材料、 药物 等。
乙烯产量可以用来衡量一个国家 石油化学工业 的发展水平。
乙烯还是一种植物 生长调节剂 。
2、物理性质:乙烯为 无 色、稍有 气味 的气体, 难 溶于水,密度比空气的 略小 。
熔、沸点分别为-169 ℃、-104 ℃。
3、乙烯的组成与结构4、乙烯的化学性质 (1)氧化反应①乙烯燃烧的化学方程式为 C 2H 4+3O 2――→点燃2CO 2+2H 2O 。
②乙烯被酸性KMnO 4溶液氧化为 CO 2 。
(2)加成反应①乙烯使溴的 四氯化碳 溶液(或溴水) 褪色 ,反应的化学方程式CH 2===CH 2+Br 2―→ CH 2Br—CH 2Br 。
②乙烯与H 2加成,反应的化学方程式为CH 2===CH 2+H 2――→催化剂△CH 3CH 3 。
③乙烯与H 2O 加成,反应的化学方程式为CH 2===CH 2+H 2O―――――→催化剂加热、加压 CH 3CH 2OH 。
④加成反应:有机物分子中的不饱和碳原子与其他 原子或原子团 直接结合生成新的化合物的反应。
(3)聚合反应①乙烯之间相互加成可得到聚乙烯,化学方程式为nCH 2===CH 2――→催化剂CH 2—CH 2 。
②由相对分子质量小的化合物分子相互结合成相对分子质量大的聚合物的反应叫做聚合反应。
一、选择题1.乙醇和乙酸在浓硫酸作用下,通过酯化反应制得乙酸乙酯,反应温度为115~125℃,反应装置如图。
下列对该实验的描述正确的是A.换成用水浴加热实验效果会更好B.a试管上换成长玻璃导管能提高原料利用率C.实验完毕,可将乙酸乙酯从混合物中萃取出来D.向a试管中先加乙酸,再加浓硫酸和乙醇2.“人造肉”一般分为两种,一种是被称为植物肉的“人造肉”,主要以大豆等植物蛋白制成。
另一种是用动物干细胞制造的“人造肉”,从活的鸡鸭鱼牛羊猪身上采集干细胞,然后在实验室培养。
下列说法不正确的是()A.肉的主要成分是蛋白质,而蛋白质是生命的基础B.蛋白质水溶液加入饱和Na2SO4溶液,有沉淀析出C.人造肉在一定程度上能减少动物的屠杀D.人体自身能合成的氨基酸称为必需氨基酸3.下列说法正确的是A.氨基酸分子中含有氨基(-NH2)、羧基(-COOH),所以其既能和酸反应又能和碱反应B.用FeCl3溶液能区分CH3COOH、CH3CH2OH、苯酚三种物质C.诗句“春蚕到死丝方尽,蜡炬成灰泪始干”中的“丝”和“泪”都是高级烃D.在酸性条件下,CH3CO18OC2H5的水解产物是CH3CO18OH和C2H5OH4.2019年在武汉举办的“世界军运会”开幕式上,主火炬(燃料是天然气)在水中点燃呈现“水交融”的景象,惊艳世界。
下列说法不正确的是A.天然气的主要成分是甲烷B.天然气易溶于水C.天然气燃烧是放热反应D.天然气燃烧的主要产物是CO2和H2O 5.利用下列反应不能制得括号中纯净物的是A.等物质的量的氯气与乙烷在光照条件下反应(氯乙烷)B.乙烯与水加成(乙醇)C.乙烯与氯气加成(1,2-二氯乙烷)D.氯气与苯用氯化铁作催化剂反应(氯苯)6.新冠肺炎疫情出现以来,一系列举措体现了中国力量。
其中,化学知识起了重要作用,下列有关说法错误的是A.医用酒精中乙醇的体积分数为75%,能用于杀菌消毒是因为它可使蛋白质发生变性B.新冠病毒直径大约在60~140nm,扩散到空气中不可能形成胶体C.医用口罩由三层无纺布制成,无纺布的主要原料聚丙烯树脂属于有机高分子材料D.医用防护服的核心材料是微孔聚四氟乙烯薄膜,其单体四氟乙烯属于卤代烃7.下列有机物中不属于...烃类物质的是()A.乙烷B.乙烯C.乙酸D.苯8.下列化学用语正确的是A.2S 的结构示意图:B.4CH分子的比例模型:C.2CO的电子式为:D.自然界某氯原子:35.517Cl9.下列由实验得出的结论正确的是选项实验结论A 将石蜡油蒸气依次通过加热的内含碎瓷片的玻璃管、盛有酸性高锰酸钾溶液的洗气瓶,高锰酸钾溶液褪色石蜡油中含有不饱和键的烃B 将胆矾晶体悬挂于盛有浓H2SO4的密闭试管中,蓝色晶体逐渐变为白色浓H2SO4具有吸水性C 将硫酸酸化的双氧水滴入硝酸亚铁溶液中,溶液黄色H2O2的氧化性比Fe3+强D 向蔗糖溶液中加入稀硫酸,水浴加热一段时间后,再加入新制 Cu(OH)2悬浊液,用酒精灯加热,未见砖红色沉淀蔗糖未水解A.A B.B C.C D.D 10.下列说法正确的是A.乙烯、聚乙烯含碳量相同,均为纯净物B.淀粉、油脂、蛋白质均是人体需要的高分子化合物C.苯、溴苯均难溶于水,可用水将其鉴别D.豆浆煮沸的目的是将蛋白质转化为氨基酸便于人体吸收二、填空题11.I.请按要求填空:(1)键线式表示的分子式____________,名称是_______(2)中含有的官能团的名称为____________(3)写出2-甲基-2-丁烯的结构简式 :_____________。
一、选择题1.化学与工农业生产、生活密切相关,下列说法中正确的是A .在葡萄酒中添加微量二氧化硫作抗氧化剂,使酒保持良好品质B .糖类、油脂和蛋白质都属于天然高分子有机物C .胶体与溶液的本质区别是丁达尔效应D .酸雨是指pH <7的降水,主要是由化石燃料燃烧产生的二氧化硫和氮氧化物造成2.下列说法正确的是( )A .某有机物燃烧只生成CO 2和H 2O,且二者物质的量相等,则此有机物的组成为C n H 2nB .一种烃在足量的氧气中燃烧并通过浓H 2SO 4,减少的体积就是生成的水蒸气的体积C .某气态烃C x H y 与足量O 2恰好完全反应,如果反应前后气体体积不变(温度>100℃),则y=4;若体积减小,则y>4;否则y<4D .相同质量的烃,完全燃烧,消耗O 2越多,烃中含氢元素的质量分数就越高3.下列说法正确的是A .向皂化反应结束后的溶液、豆浆中加入热的饱和食盐水,试管底部均有固体析出B .糖类和蛋白质都是天然高分子化合物,均能在人体内发生水解C .向麦芽糖中加入少量稀硫酸,加热一段时间后,加氢氧化钠溶液至碱性,再加入新制Cu(OH)2悬浊液,加热,检验是否有葡萄糖生成D .向溴水中加入适量正已烷,光照下振荡后静置,溶液出现分层,上下两层液体均为无色4.下列说法正确的是A .CH 4的球棍模型:B .Cl -的结构示意图:C .二氧化碳的结构式:O-C-OD .乙醛的官能团:-COH 5.能鉴别4CCl 、、32CH CH OH 、3AgNO 、NaOH 、KI 六种溶液的一种试剂是( )A .2MgCl 溶液B .盐酸C .3FeCl 溶液D .2Ba(OH)溶液 6.下列食物属于酸性食物的是A .柠檬B .苹果C .生菜D .火腿肠 7.下列关于有机物的说法中错误的是A .正丁烷和异丁烷的熔、沸点不相同B .乙烯、苯、乙酸分子中的所有原子都在同一平面上C .分子式为C 4H 10的烷烃,其一氯代物有4种D .乙烯和甲烷可用酸性高锰酸钾溶液鉴别8.生活中的一些问题常常涉及到化学知识。
其他现代有机合成方法技术
7.1.2微波有机合成装置
反应容器一般采用不吸收微波的玻璃或聚四氟乙烯材料
微波干法合成反应技术Villemin
以无机固体为载体的无溶剂有机反应。
将有机反应物浸渍在氧化铝、硅胶、粘土、硅藻土或高岭石等多孔性无机载体上,干燥后置于密封的聚四氟乙烯管进行反应
中,进行反应
反应结束后,产物用适当溶剂萃取后再纯化。
无机固体载体不吸收2450MHz的微波,而吸附在固体介质表面的羟基、水或极性分子则可强烈地吸收微波,从而使这些附着的分子被激活,反应速率大大提高。
7.1.3微波技术在有机合成中的应用
微波辐照下的有机反应速率较传统的加热方法快数倍、数十倍甚至上千倍,并且具有操作方便、产率高及产品易纯化等优点
研究过并取得了明显加速效果的有机合成反应有:Diels-Alder反应、酯化反应、重排反应、Knoevenagel反应、Perkin反应、苯偶姻缩合、Reformatsky反应、Deckmann反应、缩醛(酮)反应、Witting反应、羟醛缩合、开环、烷基化、水解、氧化、烯烃加成、消除反应、取代、成环、环反转、酯交换、酰胺化、催化氢化、脱羧、脱保护、聚合、立
微波照射下50min,产率为82%,
传统加热法达到相近产率需480min
2min内产率可达61%~84%
Ln = La, Nd, Sm, Dy, Er
7.1.3.2 Diels-Alder 反应
6i 传统加热法则需90min
87%
6 min
常规条件下反应6h 产率仅14%
传统加热法产率较低(<40%)
Claisen 重排
传统方法在200℃反应6h ,产率为85%
Firies 重排
7.1.3.4烷基化反应
72%
传统条件下反应12h 产率72% TEBA 为三乙基苄基氯化铵
反应速率较传统方法最多提高了80倍
R = COCH 3, SPh, R’ = Bn,苄基,对氯苄基,间甲氧
基苯基,烯丙基,正丁基:PTC 表示相转移催化剂(phase-transfer catalysis)。
7.1.3.5 环反应
产率与传统方法相比没有明显提高,但极大地简化了产品的分离与提纯过程
有机声化学合成所用的超声波频率一般为20~80kHz 7.2.2.3 声化学反应器
价格便宜
各种不同型号的超声清洗机的频率和功率都是固定的,
而且各不相同,因此不能用于研究不同频率与功率下的
声化学反应,也难以重复别人的试验结果。
:①声能利用率大,在反应液体中可获得相当高的超声功率
密度;②功率连续可调;③可改变辐射的声强
:①难以对反应液体进行控温:②探头表面易受空化腐蚀而污
(2)还原反应
超声波促进下的有机反应
(1)氧化反应
百分数分别对应传统反应和声化学反应的产率
(3)加成反应
产物1由自由基机理产生,产物2由离子机理产生,而产物3是这两种机
理共同作用的结果。
超声波有利于按自由基机理进行,在50℃下超声波
辐射1h,产物1的收率为38.7%,而搅拌15h只能得到33.1%的产物2
超声波促使CN分散在Al
2O3表面,降低了A12O3对于Friedel-Craffs
烷基化反应的催化活性,增大了CN-亲核取代的活性(5)偶合反应
氯硅烷的偶合,在传统条件下不能发生
Claisen-Schmidt缩合反应
Atherton-Todd反应
胺、亚胺及肟都易被磷酰化,而醇不能超声波作用下,醇也能顺利地磷酰化
传统的方法是在苯中回流10~12h,产率为15%;而在超声波辐照下,以甲醇为溶剂,反应15min,产率可达92%
二氯卡宾也可直接由固体产生
干反应——以无机固体
为介质的无溶剂反应
PEG-400为聚乙二醇400,相转移催化剂
7.3 等离子体有机合成
厦门大学谢素原等等离子体在有机合成中的应用
(1)合成反应
低温等离子体引发的有机化学反应:
气相中进行的电离、离解、激发和原子、分子内相
互结合以及加成反应
固体界面发生的聚合或固体的蚀刻、脱离
固体或液体表面的交联、分解反应引发的二次反应
脱除反应
开环反应
当流体的温度和压力处于其临界温度和临界压力以上时,称该流体处于超临界状态,此时的流体
(supercritical fluid缩写为SCF)称为超临界流体(supercritical fluid,缩写为SCF)
超临界流体作为反应介质或作为反应物参与的化学反应称为超临界化学反应(1)对扩散速度控制的均相液相反应,反应速率大大提高
(2)可使一些多相反应变为均相反应
(3)压力的增大使化学反应速率大幅度增加, 改变反应的选择性
(4)利用溶解度的变化使反应不断正向进行
(5)避免或减轻催化剂上的积炭
(6)可用价廉、无毒的超临界流体(如H2O, CO2等)作为反应介质
(2)Diels-Alder反应(5)氧化反应
Noyori
Tumas
Wu
固相合成法(solid-phasesynthesis)就是把底物或
催化剂锚合在某种固相载体上,再与其他试剂反
应,生成的化合物连同载体过滤、淋洗,与试剂
及副产物分离,这个过程能够多次重复,可以连
接多个重复单元或不同单元,最终产物通过解脱
试剂从载体上解脱下来
7.6 组合合成法
(3)甲磺酰氯的一锅合成
(4)邻氨基苯甲腈的一锅合成
该法认为经历了以下连续过程:S和CO反应生成SCO
邻卤硝基苯中卤素被代水解成H2S和CO2:邻卤硝基苯中卤素被H2S取代:将硝基还原为氨基后,在N和S原子间进行羰基化得到目标物当两种反应物处于不同的相(液液或固液)中时,
反应物彼此不能靠拢反应难以进行加入少量反应物彼此不能靠拢,反应难以进行。
加入少量
的“相转移催化剂”(phase transfer catalysis,
简称为PTC)使两反应物转移到同一相中,可以
使反应顺利进行,这种反应就称为相转移催化反
应。