高中化学官能团与有机反应类型

•两种方法•1．卤代烃的分类方法•(1)根据分子中所含卤素的不同进行分类：氟代烃、氯代烃、溴代烃、碘代烃。•(2)根据分子中所含烃基的不同进行分类：饱和卤代烃、不饱和卤代烃、芳香卤代烃。•(3)根据分子中所含卤素原子的多少不同进行分类：一卤代烃、多卤代烃。•2．卤代烃中卤素原子的检验方法•(1)将卤代烃与过量NaOH溶液混合加热，充分振荡、静置，使卤代烃水解；•(2)再向混合液中加入过量的稀HNO3，中和过量的NaOH溶液；•(3)向混合溶液中加入硝酸银溶液，观察生成沉淀的颜色。•若有白色沉淀生成，则证明是氯代烃；若有浅黄色沉淀生成，则证明是溴代烃；若有黄色沉淀生成，则证明是碘代烃。•三种比较•1．脂肪醇、芳香醇、酚类的比较类别脂肪醇芳香醇酚官能团醇羟基醇羟基酚羟基结构特点-OH与链烃基相连-OH与苯环上的侧链相连-OH与苯环直接相连羟基上H的活泼性能与金属钠反应，但比水弱，不能与NaOH、Na2CO3溶液反应有弱酸性，能与NaOH、Na2CO3溶液反应，但不能与NaHCO3溶液反应原因烃基对羟基的影响不同，烷基使羟基上H的活泼性减弱，苯基使羟基上H的活泼性增强•2.醇、酚、羧酸分子中羟基上氢原子的活泼性比较名称乙醇苯酚乙酸结构简式CH3CH2OH羟基氢的活泼性不电离电离电离酸性中性极弱酸性弱酸性与Na反应反应反应与NaOH不反应反应反应与Na2CO3不反应反应反应与NaHCO3不反应不反应反应――→逐渐增强•3.烃的羰基衍生物比较名称乙醛乙酸乙酸乙酯结构简式CH3CHOCH3COOHCH3COOC2H5与H2加成能不能不能其他性质醛基中C—H键易被氧化羧基和C—O、O—H键易断裂酯基中C—O键易断裂七条规律1．卤代烃的反应规律卤代烃在碱性条件下是发生取代反应还是消去反应，主要是看反应条件。记忆方法：“无醇成醇，有醇成烯”。2．醇的催化氧化规律(1)若α­C上有2个氢原子，醇被氧化成醛，如：•(3)αC上没有氢原子，该醇不能被催化氧化，•如••不反应。•(2)αC上有一个氢原子，该醇能被催化氧化成酮，如3.醇的消去反应规律(1)只有1个碳原子的醇不能发生消去反应。(2)β­C上有氢原子，能发生消去反应，否则不能。CH3βCH2αOH――→H2SO4浓170℃CH2CH2↑＋H2O•4．卤代烃与醇消去反应的比较规律•卤代烃的消去与醇的消去反应的共同之处是相邻碳原子上要有氢原子和X(或“—OH”)，不同之处是两者反应条件的不同：前者是强碱的醇溶液，后者是浓硫酸、加热。•5．苯酚性质的规律•苯酚性质是由羟基与苯环的相互影响确定的。在羟基的影响下，苯环上羟基的邻、对位氢原子变活泼，易被取代；苯环对羟基的影响，使得羟基上的氢原子易电离。6．醛反应的规律(1)凡是含有醛基的化合物均具有氧化性、还原性，1mol的醛基(—CHO)可与1mol的H2发生加成反应，与2mol的新制Cu(OH)2悬浊液或2mol的[Ag(NH3)2]＋发生氧化反应。(2)醇(R—CH2OH)氧化还原R—CHO――→氧化R—COOHMrMr－2Mr＋147．酯化反应的机理浓H2SO4△CROOR′＋H2O•一个总结•有机反应中硫酸的作用•a．苯的硝化反应，b.实验室制乙烯，c.实验室制乙酸乙酯实验中浓H2SO4所起的作用不完全相同，实验a和c中浓H2SO4均起催化剂和吸水剂作用，实验b中浓H2SO4做催化剂和脱水剂。•1．在一定条件下能与H2发生加成反应的官能团：，但(R或H)中的与H2不加成。如1mol能与5molH2加成。•2．能使酸性KMnO4溶液褪色的有机物：不饱和烃、苯的同系物、醛、甲酸酯、甲酸盐、还原性糖等。•3．能发生银镜反应的有机物：醛类、甲酸盐、甲酸酯、葡萄糖、麦芽糖等。•4．有机转化“金三角”•烯烃、卤代烃、醇之间转化关系是：•“有机金三角”既可以实现有机物类别的转换(官能团的变换)，又可以增长或缩短碳链，增加或减少官能团的数目，在有机物的合成与推断中有极其重要的作用(转化条件自行标注)。•5．羰基的加成反应•(1)机理•(2)常见的加成反应•我的闪记•1．银镜反应口诀：银镜反应很简单，生成羧酸铵，还有一水二银三个氨。•2．有机反应中“加氧去氢”为氧化，“去氧加氢”为还原。•问题征解•苯酚俗称石炭酸、苯酚能使指示剂变色吗？如何证明CH3COOH、H2CO3、的酸性强弱？•提示苯酚酸性很弱，不能使指示剂变色。根据强酸制弱酸的原理，下图实验能比较三者的酸性强弱顺序吗？•必考点有机反应基本类型与物质类别的关系•1．取代反应•(1)取代反应指的是有机物分子中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)烃的卤代、芳香烃的硝化或磺化、卤代烃的水解、醇分子间的脱水反应、醇与氢卤酸的反应、酚的卤代、酯化反应、酯的水解和醇解以及蛋白质的水解等都属于取代反应。•(3)在有机合成中，利用卤代烃的取代反应，将卤素原子转化为羟基、氨基等官能团，从而制得用途广泛的醇、胺等有机物。•2．加成反应•(1)加成反应指的是有机物分子中的不饱和碳原子与其他原子或原子团相互结合生成新化合物的反应。•(2)能与分子中含碳碳双键、碳碳三键等有机物发生加成反应的试剂有氢气、卤素单质、卤化氢、水等。•此外，苯环的加氢、醛和酮与H2、X2、HX、HCN、NH3等的加成，也是必须掌握的重要的加成反应。•(3)加成反应过程中原来有机物的碳骨架结构并未改变，这一点对推测有机物的结构很重要。•(4)利用加成反应可以增长碳链，也可以转换官能团，在有机合成中有广泛的应用。•3．消去反应•(1)消去反应指的是在一定条件下，有机物脱去小分子物质(如H2O、HX等)生成分子中含双键或三键的不饱和有机物的反应。•(2)醇分子内脱水、卤代烃分子内脱卤化氢是中学阶段必须掌握的消去反应。•①醇分子内脱水CH3—CH2OH――→浓硫酸170℃CH2===CH2↑＋H2O•②卤代烃脱卤化氢•(3)在有机合成中，利用醇或卤代烷的消去反应可以在碳链上引入双键、三键等不饱和键。•4．氧化反应和还原反应•(1)概念：•氧化反应：有机物分子中加入氧原子或脱去氢原子的反应。还原反应有机物分子中加入氢原子或脱去氧原子的反应。•(2)还原反应：在氧化反应中，常用的氧化剂有：O2、酸性KMnO4溶液、O3、银氨溶液和新制的Cu(OH)2悬浊液等；•在还原反应中，常用的还原剂有H2、LiAlH4和NaBH4等。•(3)常见的氧化反应和还原反应•有机物的燃烧、有机物被空气氧化、有机物被酸性KMnO4溶液氧化、醛基被银氨溶液和新制的Cu(OH)2悬浊液氧化、烯烃被臭氧氧化等都属于氧化反应；而不饱和烃的加氢、硝基还原为氨基、醛基或酮基的加氢、苯环的加氢等都属于还原反应。CH3OH氧化还原HCHO——→氧化HCOOH•5．加聚反应•(1)相对分子质量小的化合物(也叫单体)通过加成反应互相聚合成为高分子化合物的反应叫做加聚反应。•(2)加聚反应的特点•①链节(也叫结构单元)的相对分子质量与单体的相对分子质量(或相对分子质量之和)相等。•②产物中仅有高聚物，无其他小分子生成，但生成的高聚物由于n值不同，是混合物。•③实质上是通过加成反应得到高聚物。(3)加聚反应的单体通常是含有CC键或键的化合物。可利用“单双键互换法”巧断加聚产物的单体。常见的单体主要有：乙烯、丙烯、氯乙烯、苯乙烯、丙烯腈(CH2===CH—CN)、1,3­丁二烯、异戊二烯和甲基丙烯酸甲酯(CH2===C(CH3)COOCH3)等。•6．缩聚反应•(1)单体间相互反应生成高分子，同时还生成小分子(如H2O、HX等)的反应叫做缩聚反应。•(2)常见发生缩聚反应的官能团有羧基和羟基、羧基和氨基、苯酚和醛等。•7．显色反应•(1)某些有机物跟某些试剂作用而产生特征颜色的反应叫显色反应。•(2)苯酚遇FeCl3溶液显紫色，淀粉遇碘单质显蓝色，某些含苯环蛋白质遇浓硝酸显黄色等都属于有机物的显色反应。•①苯酚遇FeCl3溶液显紫色。•6C6H5OH＋Fe3＋―→[Fe(C6H5O)6]3－＋6H＋(常用于苯酚或酚类物质的鉴别)•②淀粉遇碘单质显蓝色。•这是一个特征反应，常用于淀粉与碘单质的相互检验。•③某些蛋白质遇浓硝酸显黄色。•含有苯环的蛋白质遇浓硝酸加热显黄色。这是由于蛋白质变性而引起的特征颜色反应，通常用于蛋白质的检验。•【典例1】•化合物M是一种治疗心脏病药物的中间体，以A为原料的工业合成路线如下图所示。已知：RONa＋R′X===ROR′＋NaX根据题意完成下列填空：(1)写出反应类型。反应①________，反应②________。(2)写出结构简式。A________________，C________________。(3)写出的邻位异构体分子内脱水产物的结构简式_________________________。(4)由C生成D的另一个反应物是________，反应条件是________。(5)写出由D生成M的化学反应方程式________________。(6)A也是制备环己醇()的原料，写出检验A已完全转化为环己醇的方法____________________。•答案(1)加成反应氧化反应•(4)CH3OH浓硫酸、加热•(6)用洁净的试管取少量试样，加入FeCl3溶液，颜色无明显变化•(1)当反应条件为NaOH的醇溶液并加热时，必定为卤代烃的消去反应。•(2)当反应条件为NaOH的水溶液并加热时，通常为卤代烃或酯的水解反应。•(3)当反应条件为浓硫酸并加热时，通常为醇脱水生成醚或不饱和化合物，或者是醇与酸的酯化反应。•(4)当反应条件为稀酸并加热时，通常为酯或淀粉的水解反应。——由反应条件推测有机反应类型•(5)当反应条件为催化剂并有氧气时，通常是醇氧化为醛或醛氧化为酸。•(6)当反应条件为催化剂存在且加氢气时，通常为碳碳双键、碳碳三键、苯环或醛基的加成反应。•(7)当反应条件为光照且与X2反应时，通常是X2与烷或苯环侧链烃基上的氢原子发生的取代反应，而当反应条件为催化剂存在且与X2反应时，通常为苯环上的氢原子直接被取代。•【应用1】有机物在不同条件下至少可能发生以下有机反应：①加成②取代③消去④氧化⑤加聚⑥缩聚。其中由分子中羟基(—OH)发生的反应可能有()。•A．①④⑤B．③⑤⑥•C．②③④⑥D．①②③④⑤⑥•解析有机物分子中含有羟基，可发生取代反应(与氢卤酸反应、生成醚的反应和酯化反应等)、消去反应(与羟基相连碳原子的邻位碳原子上有氢原子)、氧化反应(燃烧或与羟基相连碳原子上有氢原子的氧化为醛)、缩聚反应等。•答案C