有机化合物结构推断的思路探讨(化工时刊)
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化学有机推断题的解题方法与技巧高考考查为理解和综合应用,试题难度为较难或难,考查的形式选择题以有机物的结构或有机反应为背景考查有机基础知识,有机综合题以药物合成为背景考查综合应用能力。
化学有机推断题的解题方法与技巧内容整理:一、有机合成1、有机合成的概念:有机合成是利用简单、易得的原料,通过有机反应,生成具有特定结构和功能的有机化合物。
2、有机合成过程:3、有机合成的原则是:原料价廉,原理正确;路线简捷,便于操作,条件适宜;易于分离,产率高。
4、有机合成的解题思路:将原料与产物的结构进行对比,一比碳干的变化,二比官能团的差异。
(1)根据合成过程的反应类型,所带官能团性质及题干中所给的有关知识和信息,审题分析,理顺基本途径。
(2)根据所给原料,反应规律,官能团引入、转换等特点找出突破点。
(3)综合分析,寻找并设计最佳方案,即原料⇌顺推逆推中间产物⇌顺推逆推产品,有时则要综合运用顺推或逆推的方法导出最佳的合成路线。
二、有机合成中碳骨架的构建及官能团的引入和消除1、碳骨架的构建:(1)有机成环反应:①有机成环:一种是通过加成反应、聚合反应来实现的;另一种是通过至少含有两个相同或不同官能团的有机物脱去小分子物质来实现的。
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等而成环。
②成环反应生成的五元环或六元环比较稳定。
(2)碳链的增长:有机合成题中碳链的增长,一般会以信息形式给出,常见的方式如下所示。
①与HCN的加成反应:例如②加聚或缩聚反应,如nCH2===CH2③酯化反应,如CH3CH2OH+CH3COOH⇌浓硫酸ΔCH3COOCH2CH3+H2O。
(3)碳链的减短:①脱羧反应:R—COONa+NaOHCaOR—H+Na2CO3。
②氧化反应:R—CH=CH2RCOOH+CO2↑。
③水解反应:主要包括酯的水解、蛋白质的水解和多糖的水解。
④烃的裂化或裂解反应:C16H34C8H18+C8H16;C8H18C4H10+C4H8。
高二化学周六提高班(9)【有机推断题的解题思路和技巧】【资料1】1、特殊的结构或组成(1)分子中原子处于同一平面的物质乙烯、苯、甲醛、乙炔、CO2(后二者在同一直线)。
(2)一卤代物只有一种同分异构体的烷烃(C<10)甲烷、乙烷、新戊烷、还有2,2,3,3—四甲基丁烷(3)烃中含氢量最高的为甲烷,等质量的烃燃烧耗氧量最多的也是甲烷(4)常见的有机物中C、H个数比C∶H=1∶1的有:乙炔、苯、苯酚、苯乙烯C∶H=1∶2的有:烯烃、甲醛、乙酸、甲酸甲酯、葡萄糖、果糖C∶H=1∶4的有:甲烷2、特殊的现象和物理性质(1)特殊的颜色:酚类物质遇Fe3+呈紫色;淀粉遇碘水呈蓝色;蛋白质遇浓硝酸呈黄色;多羟基的物质遇新制的Cu(OH)2悬浊液呈绛蓝色溶液;苯酚无色,但在空气中因部分氧化而显粉红色。
(2)特殊的气味:硝基苯有苦杏仁味;乙醇和低级酯有香味;甲醛、乙醛、甲酸、乙酸有刺激性味;乙二醇、丙三醇、蔗糖、葡萄糖有甜味;苯及其同系物、苯酚有特殊气味;乙炔(常因混有H2S、PH3等而带有臭味)、甲烷无味。
(3)特殊的水溶性、熔沸点等:苯酚常温时水溶性不大,但高于65℃以任意比互溶;常温下呈气态的物质有:碳原子小于4的烃类、甲烷、甲醛、新戊烷、CH3Cl、CH3CH2Cl (4)特殊的用途:甲苯、苯酚、甘油、纤维素能制备炸药;乙二醇可用做防冻液;甲醛的水溶液可用来消毒、杀菌、浸制生物标本;葡萄糖或醛类物质可用于制镜业。
3、特殊的化学性质、转化关系和反应(1)与银氨溶液或新制Cu(OH)2悬浊液反应的物质有:醛、甲酸、甲酸盐、甲酸酯、葡萄糖、果糖、麦芽糖。
(2)使溴水褪色的物质有:含碳双键或碳三键的物质因加成而褪色;含醛基的物质因氧化而褪色;酚类物质因取代而褪色;液态饱和烃、液态饱和酯、苯及其同系物、氯仿、四氯化碳因萃取而褪色。
(3)使高锰酸钾溶液褪色的物质有:含碳双键或碳三键的物质、醛类物质、酚类物质、苯的同系物、还原性糖,都是因氧化而褪色。
有机化合物的结构分析有机化合物是由碳元素与氢、氧、氮、硫等非金属元素通过共价键所组成的化合物。
它们广泛存在于自然界中,并且在生物学、药学、化学等领域中具有重要的应用价值。
在进行有机化合物的结构分析时,需要借助于一系列的实验方法和仪器设备,以确定有机化合物的分子式、结构式以及功能团的位置。
一、红外光谱分析法红外光谱分析是一种常用的有机化合物结构分析方法。
通过检测有机化合物分子中化学键的振动和伸缩,可以得到有关它们的结构信息。
红外光谱图上的吸收峰可以帮助我们确定分子中存在的功能团,比如氨基、羟基、羰基等。
此外,红外光谱还可以用于检测有机化合物中的非对称拉伸振动和对称拉伸振动,帮助我们确定有机化合物的手性性质。
二、质谱分析法质谱分析是一种通过检测有机化合物中离子的质量和相对丰度来确定其结构的方法。
通过质谱图上的质荷比(m/z)峰,可以推测出有机化合物的分子式和分子离子峰。
同时,质谱图上的裂解峰还可以提供有机化合物中化学键的断裂位置和分子结构的信息。
质谱分析法在有机化合物的鉴定和结构研究中发挥着重要的作用。
三、核磁共振分析法核磁共振分析是一种通过检测有机化合物中氢、碳等核自旋的能级差和共振频率来确定其结构的方法。
核磁共振谱图提供了有机化合物中各个原子核的相对化学位移和耦合常数,从而可以推导出有关化合物的结构信息。
核磁共振分析法可以用于确定有机化合物的碳谱和氢谱,进而得到有机化合物的结构式。
四、元素分析法元素分析是一种通过测定有机化合物中碳、氢、氧、氮等元素的含量和比例来确定其分子式的方法。
通过考察有机化合物的百分含量和摩尔比,可以推测它们的结构和化学式。
元素分析法广泛应用于有机化合物的合成和表征过程中。
综上所述,有机化合物的结构分析是一个重要且综合的研究领域。
通过运用红外光谱分析法、质谱分析法、核磁共振分析法和元素分析法等一系列的方法和技术,我们可以准确地确定有机化合物的结构信息,进而深入研究其性质和应用价值。
有机化合物的结构分析有机化合物是由碳元素和氢元素以及其他一些非金属元素通过共价键相互连接而成的化合物。
对于研究有机化合物的性质和反应机制来说,准确地分析和确定其分子的结构非常重要。
在本文中,我们将介绍有机化合物结构分析的一些基本方法和技术。
一、质谱分析质谱分析是一种常用的有机化合物结构分析方法。
它通过将有机化合物样品进行质谱分析,可以得到化合物的质谱图。
质谱图可以提供关于分子中的各种基团和它们之间的联系的信息。
通过解读质谱图,可以确定有机化合物的分子式、分子量以及分子内部的原子结构。
二、红外光谱分析红外光谱分析是另一种常用的有机化合物结构分析技术。
它通过测量有机化合物在红外区域的吸收谱图,可以确定分子中存在的官能团。
不同官能团对应的吸收峰具有特定的波数范围,通过比对实验得到的红外光谱与相关数据库中的红外光谱数据,可以确定有机化合物中的官能团,进而推测其分子结构。
三、核磁共振分析核磁共振分析是一种非常重要的有机化合物结构分析方法。
核磁共振分析通过测量有机化合物中的核自旋与外界磁场相互作用所产生的信号,可以得到核磁共振谱图。
通过解读核磁共振谱图,可以确定有机化合物中不同原子核的化学位移、耦合常数以及原子核之间的空间关系,从而推断出分子结构的一些重要信息。
四、紫外-可见光谱分析紫外-可见光谱分析是一种用于研究有机化合物的电子结构的方法。
该技术通过测量有机化合物在紫外和可见光区域的吸收光谱,可以推测出分子中存在的共轭体系以及电子转移过程。
根据吸收峰的位置和强度,可以确定有机化合物的吸收性质和颜色。
结论有机化合物的结构分析是有机化学研究中的重要环节。
通过质谱分析、红外光谱分析、核磁共振分析以及紫外-可见光谱分析等一系列技术手段,可以准确地确定有机化合物的分子结构,揭示其性质和反应机制。
在实际研究中,不同的结构分析方法可以相互印证,从而提高分析结果的可靠性。
因此,掌握这些结构分析方法并合理运用它们是进行有机化合物研究的基本技能。
高三化学有机推断知识点化学是一门重要的自然科学,它研究的是物质的组成、性质和变化规律。
高中化学教学的一个重要内容是有机化学,其中有机推断作为有机化学的重要内容之一,是高三学生需要掌握的知识点之一。
本文将为大家详细介绍高三化学有机推断知识点。
一、有机化合物的推断方法有机化合物的推断是指通过已知的化合物的实验数据,推测未知化合物的化学式或结构。
有机化合物的推断需要运用有机化学的基本理论和相关实验技术,可以通过以下几个方面进行推断。
1. 元素分析元素分析是一种常用的推断方法,通过对已知化合物的元素成分分析结果,推测未知化合物的元素成分。
元素分析可以确定化合物中的碳、氢、氧、氮等元素的百分含量,根据元素含量可以初步判断未知化合物的可能结构。
2. 紫外可见光谱分析紫外可见光谱分析是一种通过物质吸收、反射或透射可见光和紫外光的波长和强度,来推断物质的结构和化学性质的方法。
通过测量吸收谱图,可以得到物质在不同波长光下的吸收变化情况,从而推断未知物质的结构或官能团。
3. 红外光谱分析红外光谱分析是一种通过物质对红外光的吸收、散射和透射来推断物质结构和官能团的方法。
通过测定物质在红外区的吸收峰位和吸收强度,可以推断未知物质的官能团和结构。
4. 质谱分析质谱分析是一种通过物质在高真空下向质谱仪中引入并通过各种方法进行分离和测定质谱图来推断物质的结构的方法。
通过质谱图可以获得物质的分子峰、碎片峰等信息,从而推断未知物质的结构。
二、有机推断的实例分析下面将通过一个有机推断的实例,详细介绍有机推断的过程和方法。
已知某化合物中含有3个氧原子,元素分析得到的数据为:C 48.38%,H 5.06%,O 46.56%。
根据元素分析的数据可以计算出氧原子的摩尔数为:摩尔数 = O的质量 / O的摩尔质量从元素周期表中查得,氧的摩尔质量为32.00g/mol。
代入数据计算得到:摩尔数 = 46.56 / 32.00 = 1.45mol由于化合物中氧原子的数目不能为小数,因此可能存在四个或两个氧原子的情况。
[谈解有机推断题的思维技巧] 有机推断题的解题思路和技巧高考化学推断题包括实验推断题、有机物推断题和无机物推断题,它对考生的思维能力和知识网络构造提出了较高的要求,即要求考生有较深厚的化学功底,知识网络清晰,对化学的所有知识点(如物质的性质、特征)了如指掌。
找到突破口进行联想。
推断题首先要抓住突破口,表现物质特征处大都是突破口所在,所以考生在掌握化学知识概念点上,要注意总结它的特征。
在推断题的题干中及推断示意图中,都明示或隐含着种种信息。
每种物质都有其独特的化学性质,如物质的颜色如何,是固体、液体还是气体,有怎样的反应条件,反应过程中有何现象,在生活中有何运用等,同时还要注意表述物质的限制词,如最大(小)、仅有的等。
考生看到这些信息时,应积极联想教材中的相关知识,进行假设、重演,一旦在某一环节出错,便可进行另一种设想。
在训练中找感觉一般而言,推断题的思维方法可分三种:第一种是顺向思维,从已知条件入手逐步推到产物;第二种是逆向思维,从最终产物向上推,作假设;第三种则是从自己找到的突破口进行发散推导。
解推断题时,考生还可同时找到几个突破口,从几条解题线索着手,配合推断。
可以说化学推断题没有捷径可谈,它需要考生在训练中总结经验、寻找规律,发现不足后再回归课本,再进行训练,螺旋上升。
如此而为,做推断题便会有”感觉”。
如何做好化学推断题?有机推断题经常围绕苯及同系物、醇为中心的转化、葡萄糖的性质来考察。
所以我个人认为要做好此类题,首先上述提到的性质及转化关系要非常熟悉。
其次,做题时要善于抓题眼,题眼经常是一些特殊的性质、用途、现象、反应规律等,以此作为突破口解题。
平时可以专门找一些此类题集中练练,以便找出一些做题规律。
化学推断题的解答技巧与思路推断题怎么入手,有没有什么窍门?有机推断题经常围绕苯及同系物、醇为中心的转化、葡萄糖的性质来考察。
所以我个人认为要做好此类题,首先上述提到的性质及转化关系要非常熟悉。
有机化学推断题的解题策略及解题突破在高中化学课程中,有机化学推断题是高中化学学习重要的内容之一,因其具备综合性强、能力要求高等特点,所以在高考中是必考题,在高考试卷中,命题教师通常利用新颖的方式来变换出题的角度,进而导致一部分学生在面对有机化学推断题时往往显得束手无策,没有合适的解题策略和解题思路。
本文结合化学教学当中积累的一些推断题解题经验,针对解题策略进行介绍,希望对提高学生的解题能力能够有一定帮助。
标签:有机化学;推断题;解题策略;解题思路近年来,在高考试卷中,有机化学题所占比重越来越高,其中有机化学推断题也是比较常考的题型,并且考查的知识点相对固定,有机化学推断题主要是考察对学生对化学基础知识的拓展[1]。
因此,要正确解出有机化学推断题,必须要具备扎实的化学基础知识,最基本的知识点包含羟基、醛基和羧基等重点的官能团,掌握基本结构和常见化学性质的关系,并通过乙酸、乙醛、乙醇等物质推导出该类化合物的主要性质,通过性质来掌握官能团的引入、保护和移除,以及相应碳链增减知识等等,进而学生将这些综合知识合理、正确的运用在化学有机推断题上,达到理清解题思路的目的。
一、有机化学推断题解题策略探究(一)高考化学大纲了解有机物分子中的官能团,能正确地表示它们的结构;了解有机化合物存在异构现象,能判断简单有机化合物的同分异构体(不包括手性异构体);以烷、烯、炔和芳香烃的代表物为例,比较它们在组成、结构、性质上的差异;了解卤代烃、醇、酚、醛、羧酸、酯的典型代表物的组成和结构特点以及它们的相互联系;了解加成反应、取代反应和消去反应;了解糖类的组成和性质特点;了解蛋白质的组成、结构和性质;了解加聚反应和缩聚反应的特点[2]。
(二)推断题知识点总结1.首先,掌握烷烴、烯烃、炔烃、二烯烃、芳烃、碳排放物等各种烃类的主要性质,掌握具有碳链和常见化学反应类型的各种烃类的主要性质。
并能灵活运用类似原理结合此类知识。
[3]。
其次,以一些典型的碳氢化合物衍生物(如乙醇、乙醛、苯酚)为例,掌握官能团在化合物中的应用,了解和掌握官能团的化学反应和性质。
有机推断题的解题思路一、有机推断题的命题特点:有机推断题是历年高考的必考点,也是难点。
主要是根据某有机物的组成和结构推断其同分异构体的结构;根据相互衍变关系和性质推断有机物的结构或反应条件和反应类型;根据实验现象(或典型用途)推断有机物的组成或结构;根据反应规律推断化学反应方程式。
很多试题还提供一些新知识,让学生现场学习再迁移应用,即所谓信息给予试题。
经常围绕乙烯、苯及其同系物、乙醇等这些常见物质,为中心的转化和性质来考察。
题型以填空题为主。
命题多以框图形式给出,有时还给出一定的新信息来考查学生的应用信息的能力。
二、有机推断题的解题方法1.解题思路:原题------------------------→审题、综合分析 隐含条件明显条件 ------------------------→找出解题突破口 (结构特征、性质特征、反应条件、实验现象等) ―――→顺推可逆推结论←检验 推理判断:用正推法、逆推法、双推法、假设法、计算等方法得出初步结论,推断时要注意用足信息。
2.解题关键:⑴据有机物的物理性质....,有机物特定的反应条件....寻找突破口。
⑵据有机物之间的相互衍变关系....寻找突破口。
⑶据有机物结构上的变化......,及某些特征现象....上寻找突破口。
⑷据某些特定量的变化....寻找突破口。
二、有机推断题的解题思路解有机推断题,主要是确定官能团的种类和数目,从而得出是什么物质。
首先必须全面地掌握有机物的性质以及有机物间相互转化的网络,在熟练掌握基础知识的前提下,要把握以下三个推断的关键:1、审清题意 (分析题意、弄清题目的来龙去脉,掌握意图)2、用足信息 (准确获取信息,并迁移应用)3、积极思考 (判断合理,综合推断)根据以上的思维判断,从中抓住问题的突破口,即抓住特征条件(特殊性质或特征反应 。
但有机物的特征条件并非都有,因此还应抓住题给的关系条件和类别条件。
关系条件能告诉有机物间的联系,类别条件可给出物质的范围和类别。
有机化合物的结构解析和命名方法有机化合物是由碳和氢以及其他元素组成的化合物。
它们在自然界中广泛存在,包括石油、天然气、植物和动物体内的化合物。
有机化合物具有复杂的结构,因此需要一定的方法来解析和命名。
一、结构解析结构解析是确定有机化合物分子结构的过程。
它可以通过实验数据和理论推导来实现。
1. 实验数据实验数据是结构解析的重要依据之一。
常用的实验方法包括质谱、红外光谱、核磁共振等。
质谱可以提供化合物的分子量信息,红外光谱可以确定化合物中的官能团,核磁共振可以提供有机化合物的碳氢框架信息。
通过分析这些实验数据,可以初步确定化合物的结构。
2. 理论推导理论推导是结构解析的另一种方法。
它基于有机化学的理论知识,通过分析化合物的反应性、官能团等特征,推导出化合物的结构。
例如,通过观察化合物的酸碱性质、氧化还原性质等,可以推测它的官能团类型和位置。
二、命名方法命名是为了方便沟通和记录化合物信息而进行的。
有机化合物的命名方法有机会议规则(IUPAC命名法)和通用命名法两种。
1. IUPAC命名法IUPAC命名法是国际上通用的有机化合物命名方法。
它基于化合物的结构和官能团,采用一系列规则来命名化合物。
其中,主要的规则包括:(1) 碳骨架命名:根据碳骨架的长度和分支情况,使用前缀、中缀和后缀来表示。
(2) 官能团命名:根据化合物中的官能团类型和位置,使用前缀、中缀和后缀来表示。
(3) 号码命名:根据化合物中官能团的位置,使用号码来表示。
IUPAC命名法可以准确地描述化合物的结构,但在实际应用中,由于命名规则的复杂性,有时会使用通用命名法。
2. 通用命名法通用命名法是一种简化的命名方法,常用于一些常见的有机化合物。
它主要根据化合物的结构和物理性质,使用常见的名称来命名化合物。
例如,甲烷、乙烯、苯等。
通用命名法简单易懂,但不能准确描述化合物的结构。
在科学研究和学术交流中,通常使用IUPAC命名法。
结论有机化合物的结构解析和命名方法是有机化学研究的基础。
有机化合物结构推断的思路探讨徐向军1,徐立恒2,聂英龙 3(1.银川大学石油化工学院,宁夏 银川750105; 2.银川大学石油化工学院,宁夏 银川750105; 3.银川大学石油化工学院,宁夏 银川750105)摘 要:学好有机化学,正确推断出有机化合物的结构,关键在于要正确了解并掌握物质的化学性质以及各类化合物之间的相互转化的规律及官能团之间转化的条件。
结合自己的教学经验对烯烃、炔烃、芳香烃、卤代烃、醚和醛酮的结构推断思路做了简单的介绍,为学生学好有机化学提供一些宝贵的意见。
关键词:官能团;结构推断;氧化;加成;消去有机化学是面向全校一年级大学生开设的课程,是整个化学科学的一个重要分支,又是整个化学学科中的一个十分重要的组成部分[1]。
有机化学注重运用辨证唯物主义与历史唯物主义的观点去分析问题和解决问题[2]。
尤其对于有机化合物结构推断的教学讲解,应该将化合物的结构特点和其性质紧密联系起来,从结构推测其化学性质,反过来要能从化学性质推测其结构。
只有这样才能更好的了解各类化合物之间的相互转化的规律及官能团之间转化的条件。
学好并掌握化合物的化学性质,正确推断出化合物的结构,关键在于要善于总结经验。
结合我自己的一些教学经验,浅谈一下几个方面。
一、烯烃结构的推断烯烃在较强烈的氧化条件下,例如:使用过量的高锰酸钾的酸或碱性条件,并在加热条件时,C=C 双键骨架断裂,生成相应的氧化产物。
例如:2,4-—二甲基—1,3—戊二烯的氧化反应如下: C CH 3CH 3CH C CH 4H C O CH 3CH 3+HOOC C CH 3+CO 2O CH 3 再如:2—甲基—2—丁烯被高锰酸钾的氧化反应如下: CH 3CH C CH 3CH 4H CH 3COOH +CH 3C O CH 3从发生的反应方程式可以得出下面的结论一:烯烃在强烈条件下被高锰酸钾氧化,末端双键碳对应二氧化碳;非末端双键碳如果含氢对应羧酸,不含氢对应酮。
1作者简介:徐向军(1975-),男,讲师,硕士研究生,现为银川大学石油化工学院教师;从事药物分离和药物合成的研究工作。
E-mail: xuxj642124@ 。
例1、某烃类化合物,分子式为C 6H 10,能使Br 2/CCl 4溶液褪色,不与Ag(NH 3)2NO 3反应,但可与顺丁烯二酸酐反应,该烃经氧化可得到CO 2、H 2O 、CH 3CH 2COOH 和HOOC —COOH 。
试推测该化合物的结构。
分析:该烃类化合物能使Br 2/CCl 4溶液褪色,不与Ag(NH 3)2NO 3反应,说明该物质在分子结构中含有C C ,不含有C C ;经氧化后有CO 2生成,说明具有末端双键的存在 即CH=C-,并且有HOOC —COOH 和CH 3CH 2COOH 生成,按照结论一可推测该烃的结构为:。
CH 2CH CH CH CH 2CH 3。
二、炔烃结构的推断与H 相比较C C 的电负性较大[3],说明π键具有拉电子性,在C C 中存在两个π键,使得末端炔烃显示了弱酸性。
末端炔烃分子中的炔氢(以质子的形式)可被Ag+或Cu+取代生成白色的炔银或棕红色的炔化亚铜。
例2、旋光物质A (C 6H 10)能与硝酸银的氨溶液反应生成白色沉淀B (C 6H 9Ag )。
将A 催化加氢生成C (C 6H 14),C 没有旋光性;写出A ,B 和C 的构造式。
分析:A 中只含有C 和H 说明A 为烃类化合物,并且能与硝酸银的氨溶液反应生成白色沉淀,说明A 的结构中含有末端炔氢,即CH C ;A 具有旋光性,说明A 中含有一个手性C*,且该手性碳上只能连接四个不同的原子或基团,因此该物质的结构式可推出为:C HC C*H CH 3CH 2CH 3。
三、芳香烃的推断由于π键具有拉电子性,因此与苯环侧链相连的第一个碳上的若含有H 原子时,该H 受到苯环π键的影响,性质较为活泼,该侧链容易被强氧化剂氧化,反应的最终产物为苯甲酸。
例3、某芳烃的分子式为C 9H 12,用重铬酸钾氧化后,可得一种二元酸。
将原来的芳烃进行硝化,可以得到两种一元硝化产物。
写出该芳烃的结构。
分析:该芳香烃被重铬酸钾氧化后,产物为一种二元酸,说明其有两个侧链并且每个测量的第一个碳上至少都含有一个H 原子,因此侧链取代基为甲基和乙基;由于甲基和乙基均为供电子基,硝基会分别取代甲基或乙基的邻位或对位苯环上的H ,该芳香烃进行硝化只得到两种一元硝化产物,可见苯环侧链的甲基和乙基分别处于苯环的对位上,因此该芳香烃的结构式为:CH 3CH 2CH 3。
四、卤代烃的推断不管是伯卤代烷、仲卤代烷还是叔卤代烷,在NaOH 或KOH 的醇溶液中,都主要发生消去反应生成烯烃。
为了便于对消去反应和取代反应的区别,使学生更好的理解和掌握消去反应的条件,可以这样理解:NaOH 或KOH 在醇中的溶解度较小,只能以分子状态存在显碱性,从反应原料卤代烷分子中夺取一分子的酸,因此容易发生消去反应。
例如:2-甲基-2-溴丁烷在在NaOH 或KOH 的醇溶液发生如下反应:CH 2CCH 3Br CH 3CH 3ΔCH C CH 3CH 3CH 3+CH 2C CH 3CH 2CH 371%29%随着C=C 双键两边烃基数目的增多,烯烃的氢化热越低,性质越稳定[4]。
因此卤代烷在NaOH 或KOH 的醇溶液中发生消去反应时,总是从含氢较少的β-碳原子上脱去氢原子,生成双键两边取代基较多的烯烃。
因此,2-甲基-2-溴丁烷在NaOH 或KOH 的醇溶液消去一分子的氢溴酸生成的主要产物为2-甲基-2-丁烯。
例4:卤化物A 的分子式为C 6H 13I 。
用热浓KOH 乙醇溶液处理后得到产物B 。
经KMnO 4氧化生成(CH 3)2CHCOOH 和CH 3COOH 推测A 、B 的构造式。
分析:B 经氧化生成(CH 3)2CHCOOH 和CH 3COOH ,按照结论一可推出B 的结构式为:(CH 3)2CHCH=CHCH 3。
A 在热浓KOH 乙醇溶液中消去一分子HI 生成B ,因此B 与HI 加成的得到A 。
反应方程式为:(CH 3)2CHCH=CHCH 3CH 3CH CH 3CH I CH 2CH 3+CH 3CHCH 3CH 2CHCH 3I ,有两种产物生成,而卤代烷在NaOH 或KOH 的醇溶液中发生消去反应时,总是从含氢较少的β-碳原子上脱去氢原子,生成双键两边取代基较多的烯烃。
因此A 的结构式为CH 3CH 3CH 2CHCH 3I 。
五、醚类化合物的推断 醚类化合物的性质比较稳定,对于大多数的试剂如碱、稀酸、氧化剂和还原剂不与反应。
但其与浓氢卤酸共热时,醚键发生断裂。
烷基醚与HI 反应,碘代烷和醇。
当两个烷基不相同时,往往是含碳原子较少的烷基断裂下来与碘结合。
例如:甲基叔丁基醚与HI 的反应如下: CH 3O C CH 3CH 3CH 3+ HI CH 3I +HO C CH 3CH 3CH 3。
当芳香醚(如OCH 3与HI反应时,O 原子和苯环形成P —π共轭,会使该C —O 共价键键长变短,键能增大,断键时总是从烃基一侧进行。
反应方程式如下:OCH 3OH+CH 3I 加热。
例5、某芳香族化合物A ,分子式为C 7H 8O 。
A 与金属Na 不发生反应,与浓氢碘酸共热生成两个化合物B 和C 。
B 能溶于氢氧化钠的水溶液,并与氯化铁作用呈紫色;C 与硝酸银的水溶液作用生成黄色碘化银,试推测A 、B 和C 的结构。
分析:芳香族化合物A (C 7H 8O )不与Na 反应,说明结构中不含有—OH ,但与浓氢碘酸共热生成的化合物B 能溶于氢氧化钠的水溶液,并与氯化铁作用呈紫色,说明化合物A或B 中的O 直接和苯环相连,因此可推断A 的结构为:OCH 3,B 为OH ,C 为C H 3I 。
六、醛酮结构的推断 醛酮的共同特点是分子结构中含有C=O 双键,C=O 双键是一个拉电子基,会使醛酮中与C=O 双键相连的第一个碳原子(а碳)上的氢活性增大,在碱性条件下三个аH 陆续电离,被其它卤素原子所取代生成三卤代物。
例如:C O CH 3+ Cl23 。
在三卤代物分子中,氧原子和三个卤原子强烈的吸电子效应,使碳碳键电子云密度大大下降而变得很弱,在碱性条件下很容易水解,最终生成了卤仿和羧酸,+ CHCl 3C O CCl 3+H 2。
因此当醛酮结构中含有O CH 3或OHCH 3(被卤素的碱溶液氧化成甲基酮),就可发生卤仿反应。
同样C=O 双键可以与氨的衍生物发生缩合反应,脱去一分子水,生成C=N 双键的化合物。
例如:CH C O NH HN NH 2C OH CH 3CH 2CH 3C O NH NH 2N 2C CH 3CH 2CH 3O NHNH 2N H例6、化合物A 的分子式是C 9H 10O 2。
能溶于氢氧化钠溶液,即可与羟胺、氨基脲等反应,又能与FeCl 3溶液发生显色反应。
但不与托伦斯试剂反应,A 经LiAlH 4还原则生成化合物B ,分子式为C 9H 12O 2.。
A 和B 均能起卤仿反应。
将A 用Zn-Hg 齐在浓盐酸中还原,可以生成化合物C ,C 的分子式为C 9H 12O 。
将C 与NaOH 溶液作用,然后与碘甲烷煮沸,得到化合物D ,分子式为C 10H 14O 。
D 用KMnO 4溶液氧化,最后得到对甲氧基苯甲酸写出A 、B 、C 和D 的构造式。
分析:1、化合物A 能溶解于氢氧化钠又能与FeCl 3溶液发生显色反应,则说明A 的结构中含有OH片段;2、A 可与羟胺、氨基脲等反应,说明A 的结构中含有C=O 双键,但不与托伦斯试剂反应,则A 中的羰基为酮羰基(OC C );3、又A 可以发生卤仿反应,则进一步说明了A 具有O CH 3结构片段;由于A 反应后得到的物质D 被高锰酸钾溶液氧化,最后得到对甲氧基苯甲酸,说明在的结构中,COC C 结构片段应处于苯酚-OH 的对位。
因此A 的结构为HO CH 23O 。
解:经分析A 的结构为HO CH 2CCH 3O。
A →B 方程式:HO CH 2CCH 3O+H 2HO CH 23OHA →C 方程式:CH 2CH 2CH 3HO CH 2OZn-Hg HClC →D 方程式:HO CH 2CH 2CH 3+CH 3I NaOH CH 2CH 2CH 3CH 3O参考文献 [1].叶非,张永忠.有机化学实验课教学改革初探.黑龙江高教研究. 1994(6):79-80.[2].高职高专化学教材编写组.有机化学.北京:高等教育出版社.第2版.2000[3].徐寿昌.有机化学.北京:高等教育出版社.第二版.1993(4):45-46.[2].高职高专化学教材编写组.有机化学.北京:高等教育出版社.第2版.2000:63-64.Discussion of ideas for concluding the structure of organic compoundsXiangjun xu 1, Liheng xu 2, Yinglong Nie 3( 1 The school of petroleum and engineering of YinChuan university YinChuan 7501052 The school of petroleum and engineering of YinChuan university YinChuan 7501053 The school of petroleum and engineering of YinChuan university YinChuan 750105)Abstract: How to learn organic chemistry well and conclude the the structure of organic compounds ,it is very important to realize and grasp the chemical property of compounds and the rules of changing among several compounds and the condition of conservation among functional groups .There are some precious suggestions about how to learn organic organic chemistry well and conclude perfectly the structure of organic compounds such as alkene, alkyne, aromatic hydrocarbons and so forth .Key words: functional group ;concluding structure ;oxidation ;addition ;elimination。