13烃的衍生物.ppt
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1、第3章 烃的衍生物二、醇类二、醇类1.1.组成与结构组成与结构官能团:羟基官能团:羟基OHOH;饱和一元脂肪醇的分子式通式为;饱和一元脂肪醇的分子式通式为C Cn nH H2n+22n+2O(n1)O(n1)。2.2.三种醇的比较三种醇的比较甲醇甲醇乙乙 二二 醇醇丙丙 三三 醇醇分分 子子 式式CHCH4 4O OC C2 2H H6 6O O2 2C C3 3H H8 8O O3 3结构简式结构简式CHCH3 3OHOH俗名俗名木醇木醇甘油甘油状态状态液态液态液态液态液态液态水水 溶溶 性性易易易易易易3.3.醇的化学性质醇的化学性质 醇分子发生反应的部位及反应类型如下:醇分子发生反应的部
2、位及反应类型如下:3.3.醇类物质的反应规律醇类物质的反应规律(1)(1)醇的催化氧化规律。醇的催化氧化规律。醇的催化氧化的反应情况与跟羟基醇的催化氧化的反应情况与跟羟基(OH)(OH)相连的碳原子上的相连的碳原子上的氢原子的个数有关。氢原子的个数有关。 醇醇连羟基的碳原子连羟基的碳原子上的氢原子数上的氢原子数催化氧化为同碳原子数的醛催化氧化为同碳原子数的醛RCHRCH2 2OH RCHOOH RCHO(R(R为氢原子或烃基为氢原子或烃基) )催化氧化为同碳原子数的酮催化氧化为同碳原子数的酮(R(R、R R均均为烃基为烃基) ) R O RCHOHRCR | |如如 等,不能被催化氧等,不能被
3、催化氧化为同碳原子数的醛或酮化为同碳原子数的醛或酮333CHH CCOH CH | |2 23 3个个H H1 1个个H H没有没有H H条件条件断键断键位置位置反应反应类型类型化学方程式化学方程式( (以乙醇为例以乙醇为例) )NaNa置换置换2CH2CH3 3CHCH2 2OH+2Na 2CHOH+2Na 2CH3 3CHCH2 2ONa+HONa+H2 2HBrHBr,取代取代CHCH3 3CHCH2 2OH+HBr CHOH+HBr CH3 3CHCH2 2Br+HBr+H2 2O OO O2 2(Cu)(Cu),氧化氧化2CH2CH3 3CHCH2 2OH+OOH+O2 2 2CH
4、2CH3 3CHO+2HCHO+2H2 2O O浓硫酸,浓硫酸,170 170 消去消去CHCH3 3CHCH2 2OH CHOH CH2 2CHCH2 2+H+H2 2O O( (实验室制乙烯的反应原理实验室制乙烯的反应原理) ) CuCu浓硫酸浓硫酸170170条件条件断键断键位置位置反应反应类型类型化学方程式化学方程式( (以乙醇为例以乙醇为例) )浓硫酸,浓硫酸,140 140 取代取代2CH2CH3 3CHCH2 2OH COH C2 2H H5 5OCOC2 2H H5 5+H+H2 2O OCHCH3 3COOH COOH ( (浓硫酸浓硫酸) )取代取代( (酯化酯化) )CH
5、CH3 3CHCH2 2OH+CHOH+CH3 3COOH COOH CHCH3 3COOCCOOC2 2H H5 5+H+H2 2O O浓硫酸浓硫酸140140浓硫酸浓硫酸三、苯酚三、苯酚1.1.苯酚的组成与结构苯酚的组成与结构2.2.苯酚的物理性质苯酚的物理性质酒精酒精3 3苯酚的化学性质苯酚的化学性质(1)(1)羟基中氢原子的反应羟基中氢原子的反应苯环对羟基的影响苯环对羟基的影响苯酚呈弱酸性,电离方程式为苯酚呈弱酸性,电离方程式为:C:C6 6H H5 5OH COH C6 6H H5 5O O- -+H+H+ +, ,俗称俗称_,_,酸性很弱酸性很弱, ,不能使石蕊试液变红。不能使石蕊
6、试液变红。与活泼金属反应与活泼金属反应与与NaNa反应的化学方程式为反应的化学方程式为: :_。与碱的反应与碱的反应苯酚的浑浊液中苯酚的浑浊液中 现象为:现象为:_ 现象为:现象为:_。石石炭酸炭酸2C2C6 6H H5 5OH+2Na 2COH+2Na 2C6 6H H5 5ONa+HONa+H2 2加入加入NaOHNaOH溶液溶液液体变澄清液体变澄清再通入再通入COCO2 2气体气体溶液又变浑浊溶液又变浑浊该过程中发生反应的化学方程式分别为:该过程中发生反应的化学方程式分别为:_。(2)(2)苯环上氢原子的取代反应苯环上氢原子的取代反应羟基对苯环的影响。羟基对苯环的影响。苯酚与浓溴水反应的
7、化学方程式为:苯酚与浓溴水反应的化学方程式为:_。该反应能产生白色沉淀该反应能产生白色沉淀, ,常用于苯酚的定性检验和定量测定。常用于苯酚的定性检验和定量测定。(3)(3)显色反应。显色反应。苯酚跟苯酚跟FeClFeCl3 3溶液作用呈溶液作用呈_,_,利用这一反应可以检验苯酚的利用这一反应可以检验苯酚的存在。存在。(4)(4)加成反应。加成反应。与与H H2 2: 。(5)(5)氧化反应。氧化反应。苯酚易被空气中的氧气氧化而显苯酚易被空气中的氧气氧化而显_色;易被酸性高锰酸钾色;易被酸性高锰酸钾溶液氧化;容易燃烧。溶液氧化;容易燃烧。紫色紫色粉红粉红(6)(6)缩聚反应。缩聚反应。四、醛、酮
8、的结构和性质四、醛、酮的结构和性质1.1.组成与结构组成与结构官能团官能团分子式通式分子式通式饱和一元脂肪醛饱和一元脂肪醛CHOCHOC Cn nH H2n2nO(n1)O(n1)饱和一元脂肪酮饱和一元脂肪酮C Cn nH H2n2nO(n3)O(n3)2.醛、酮的化学性质醛、酮的化学性质(1)(1)羰基的加成反应。羰基的加成反应。机理机理实例实例(2)(2)还原反应。还原反应。醛、酮中都含醛、酮中都含 ,都能发生还原反应生成醇,如,都能发生还原反应生成醇,如该反应也属于加成反应。该反应也属于加成反应。(3)(3)氧化反应。氧化反应。醛比酮容易发生氧化反应。醛能被醛比酮容易发生氧化反应。醛能被
9、O O2 2催化氧化,也能被弱氧催化氧化,也能被弱氧化剂银氨溶液、新制氢氧化铜悬浊液氧化,而酮对一般的氧化剂银氨溶液、新制氢氧化铜悬浊液氧化,而酮对一般的氧化剂比较稳定,一般也不会被化剂比较稳定,一般也不会被O O2 2氧化,它只能被很强的氧化氧化,它只能被很强的氧化剂氧化。剂氧化。银镜反应银镜反应( (以乙醛为例以乙醛为例) )原理:原理:_。现象:产生光亮的银镜。现象:产生光亮的银镜。CHCH3 3CHO+2CHO+2Ag(NHAg(NH3 3) )2 2OH CHOH CH3 3COONHCOONH4 4+3NH+3NH3 3+2Ag+H+2Ag+H2 2O O 与新制与新制Cu(OH)
10、Cu(OH)2 2悬浊液反应悬浊液反应原理:原理:_。现象:产生砖红色沉淀。现象:产生砖红色沉淀。催化氧化反应催化氧化反应_。CHCH3 3CHO+2Cu(OH)CHO+2Cu(OH)2 2 CHCH3 3COOH+CuCOOH+Cu2 2O+2HO+2H2 2O O 2CH2CH3 3CHO+OCHO+O2 2 2CH 2CH3 3COOHCOOH催化剂催化剂五、羧酸五、羧酸1.1.羧酸羧酸: :由由_相连构成的有机化合物。结相连构成的有机化合物。结构通式可简写为构通式可简写为_。2.2.饱和一元羧酸分子的通式为饱和一元羧酸分子的通式为_。3.3.甲酸和乙酸的分子组成和结构甲酸和乙酸的分子组
11、成和结构烃基或氢原子与羧基烃基或氢原子与羧基RCOOHRCOOHC Cn nH H2n2nO O2 2(n1)(n1)分子式分子式 结构简式结构简式 官能团官能团甲酸甲酸 _乙酸乙酸_CHCH2 2O O2 2HCOOHHCOOHCHOCHO、COOHCOOHC C2 2H H4 4O O2 2CHCH3 3COOHCOOHCOOHCOOH4.4.羧酸的化学性质羧酸的化学性质 化学性质化学性质 化学反应举例化学反应举例 酸性酸性RCOOH+NaHCORCOOH+NaHCO3 3 羟基被取羟基被取代的反应代的反应 +ROH +ROH _ _- -H H被取被取代的反应代的反应RCHRCH2 2C
12、OOH+ClCOOH+Cl2 2还原反应还原反应RCOOH RCHRCOOH RCH2 2OHOH浓硫酸浓硫酸 +H+H2 2O O 催化剂催化剂 LiAlHLiAlH4 4RCOONa+CORCOONa+CO2 2+H+H2 2O O+HCl+HCl 酯化反应的类型酯化反应的类型1.1.有关酯的反应中物质的量的关系有关酯的反应中物质的量的关系(1)(1)酯化反应中,生成的酯基个数等于生成的水分子个数。酯化反应中,生成的酯基个数等于生成的水分子个数。(2)(2)酯水解时,水解的酯基个数等于消耗的水分子个数。酯水解时,水解的酯基个数等于消耗的水分子个数。2.2.酯化反应汇总酯化反应汇总(1)(1
13、)一元羧酸与一元醇之间的酯化反应,如:一元羧酸与一元醇之间的酯化反应,如:CHCH3 3COOH+HOCCOOH+HOC2 2H H5 5 CHCH3 3COOCCOOC2 2H H5 5+H+H2 2O O浓硫酸浓硫酸(2)(2)一元羧酸与多元醇之间的酯化反应,如:一元羧酸与多元醇之间的酯化反应,如:2CH2CH3 3COOH+ +2HCOOH+ +2H2 2O O(3)(3)多元羧酸与一元醇之间的酯化反应,如:多元羧酸与一元醇之间的酯化反应,如: +2CH+2CH3 3CHCH2 2OH +2HOH +2H2 2O O浓硫酸浓硫酸浓硫酸浓硫酸(4)(4)多元羧酸与多元醇之间的酯化反应。多元
14、羧酸与多元醇之间的酯化反应。此时反应有三种情形,可得普通酯、环酯和高聚酯。如:此时反应有三种情形,可得普通酯、环酯和高聚酯。如: HOOCCOOCHHOOCCOOCH2 2CHCH2 2OH+HOH+H2 2O O ( (链状酯链状酯) ) +2H +2H2 2O O浓硫酸浓硫酸浓硫酸浓硫酸nHOOCnHOOCCOOH+nHOCHCOOH+nHOCH2 2CHCH2 2OH OH +2nH +2nH2 2O O(5)(5)羟基酸自身的酯化反应。羟基酸自身的酯化反应。此时反应有三种情形,可得到普通酯、环酯和高聚酯。如:此时反应有三种情形,可得到普通酯、环酯和高聚酯。如: +H+H2 2O O一定
15、条件一定条件浓硫酸浓硫酸 +2H +2H2 2O O +nH +nH2 2O O浓硫酸浓硫酸一定条件一定条件【高考警示钟【高考警示钟】(1)(1)发生酯化反应时羧酸脱去的是羟基,醇脱去的是羟基氢原发生酯化反应时羧酸脱去的是羟基,醇脱去的是羟基氢原子,解题时要注意断键部位。子,解题时要注意断键部位。(2)(2)酯在碱性条件下的水解产物是醇和羧酸盐而不是羧酸。酯在碱性条件下的水解产物是醇和羧酸盐而不是羧酸。(3)(3)羟基酸分子之间发生酯化反应时,可生成链状酯,也可生羟基酸分子之间发生酯化反应时,可生成链状酯,也可生成环酯,解题时要看清题意。成环酯,解题时要看清题意。六、酯六、酯1.1.酯酯: :
16、羧酸分子羧基中的羧酸分子羧基中的_被被_取代后的产物。可简写取代后的产物。可简写为:为:_,_,官能团为官能团为_。2.2.酯的性质酯的性质(1)(1)低级酯的物理性质。低级酯的物理性质。OHOHORORRCOORRCOOR气味气味状态状态密度密度溶解性溶解性芳香气味芳香气味液体液体比水比水_水中难溶水中难溶, , 易溶于乙醇、乙易溶于乙醇、乙醚等有机溶剂中醚等有机溶剂中 小小卤代烃、醇类物质的反应规律卤代烃、醇类物质的反应规律1.1.卤代烃水解反应和消去反应比较卤代烃水解反应和消去反应比较“碱水取,醇碱消碱水取,醇碱消”反应类型反应类型取代反应(水解反应)取代反应(水解反应)消去反应消去反应
17、反应条件反应条件强碱的水溶液、加热强碱的水溶液、加热强碱的醇溶液、加热强碱的醇溶液、加热断键方式断键方式CX+HOHCX+HOHCCCC H XH X 反应本质反应本质和通式和通式卤代烃分子中卤代烃分子中XX被水中的被水中的OHOH所取代,生成醇,所取代,生成醇,RCHRCH2 2X+HX+H2 2O O RCH RCH2 2OH+HXOH+HXOHOH- -相邻的两个碳原子间脱去小相邻的两个碳原子间脱去小分子分子HXHX +NaOH +NaOH +NaX+H +NaX+H2 2O OCCH X | | | | 醇醇 CC | |反应类型反应类型取代反应(水解反应)取代反应(水解反应)消去反应
18、消去反应产物特征产物特征引入引入OHOH,生成含,生成含OHOH的化合物的化合物消去消去HXHX,生成含碳碳双键或,生成含碳碳双键或碳碳叁键的不饱和化合物碳碳叁键的不饱和化合物2.2.卤代烃的反应规律卤代烃的反应规律(1)(1)水解反应。水解反应。所有卤代烃在所有卤代烃在NaOHNaOH的水溶液中均能发生水解反应的水溶液中均能发生水解反应多卤代烃水解可生成多元醇,如多卤代烃水解可生成多元醇,如BrCHBrCH2 2CHCH2 2Br+2NaOH +2NaBrBr+2NaOH +2NaBr(2)(2)消去反应。消去反应。两类卤代烃不能发生消去反应两类卤代烃不能发生消去反应 水水有两种或三种邻位碳
19、原子,且碳原子上均带有氢原子时,有两种或三种邻位碳原子,且碳原子上均带有氢原子时,发生消去反应可生成不同的产物。例如:发生消去反应可生成不同的产物。例如: +NaOH+NaOHCHCH2 2CHCHCHCH2 2CHCH3 3( (或或CHCH3 3CHCHCHCHCHCH3 3)+NaCl+H)+NaCl+H2 2O O结构特点结构特点实例实例没有邻位碳原子没有邻位碳原子CHCH3 3ClCl有邻位碳原子,但有邻位碳原子,但邻位碳原子上无氢邻位碳原子上无氢原子原子 醇醇 型卤代烃,发生消去反应可以生成型卤代烃,发生消去反应可以生成RCCRRCCR,如,如BrCHBrCH2 2CHCH2 2B
20、r+2NaOH CHCH+2NaBr+2HBr+2NaOH CHCH+2NaBr+2H2 2O O3.3.醇类物质的反应规律醇类物质的反应规律(1)(1)醇的催化氧化规律。醇的催化氧化规律。醇的催化氧化的反应情况与跟羟基醇的催化氧化的反应情况与跟羟基(OH)(OH)相连的碳原子上的相连的碳原子上的氢原子的个数有关。氢原子的个数有关。 醇醇(2)(2)醇的消去规律。醇的消去规律。醇分子中醇分子中, ,连有羟基连有羟基(OH)(OH)的碳原子必须有相邻的碳原子的碳原子必须有相邻的碳原子, ,并并且此相邻的碳原子上必须连有氢原子时且此相邻的碳原子上必须连有氢原子时, ,才可发生消去反应才可发生消去反
21、应, ,生成不饱和键。可表示为生成不饱和键。可表示为: :【高考警示钟【高考警示钟】(1)(1)注意看清卤代烃发生水解反应和消去反应的条件,书写化注意看清卤代烃发生水解反应和消去反应的条件,书写化学方程式时容易混淆。学方程式时容易混淆。(2)(2)烯烃与卤素或卤化氢加成可以去掉碳碳双键,卤代烃消去烯烃与卤素或卤化氢加成可以去掉碳碳双键,卤代烃消去又会产生碳碳双键,有机合成中这两个反应组合使用,通常又会产生碳碳双键,有机合成中这两个反应组合使用,通常是为了保护碳碳双键。是为了保护碳碳双键。(3)(3)醇类和卤代烃都能发生消去反应,但条件不同。醇消去反醇类和卤代烃都能发生消去反应,但条件不同。醇消
22、去反应的条件是浓硫酸、加热;卤代烃消去反应的条件是氢氧化应的条件是浓硫酸、加热;卤代烃消去反应的条件是氢氧化钠醇溶液、加热。钠醇溶液、加热。(4)(4)某一元醇发生消去反应生成的烯烃不一定只有一种,要看某一元醇发生消去反应生成的烯烃不一定只有一种,要看连羟基的碳原子的邻位碳原子上不同化学环境下氢原子的种连羟基的碳原子的邻位碳原子上不同化学环境下氢原子的种数。数。 【典例【典例1 1】风靡全球的饮料果醋中含有苹果酸】风靡全球的饮料果醋中含有苹果酸(MLA)(MLA),其分子,其分子式为式为C C4 4H H6 6O O5 5。0.1 mol0.1 mol苹果酸与足量苹果酸与足量NaHCONaHC
23、O3 3溶液反应能产生溶液反应能产生4.48 L CO4.48 L CO2 2( (标准状况标准状况) ),苹果酸脱水能生成使溴水退色的产,苹果酸脱水能生成使溴水退色的产物。如图表示合成物。如图表示合成MLAMLA的路线。的路线。(1)(1)写出下列物质的结构简式:写出下列物质的结构简式:A_A_,D_D_。(2)(2)指出反应类型:指出反应类型:_,_。(3)(3)写出所有与写出所有与MLAMLA具有相同官能团的同分异构体的结构简式:具有相同官能团的同分异构体的结构简式:_。(4)(4)写出写出EFEF转化的化学方程式转化的化学方程式_。(5)MLA(5)MLA可通过下列反应合成一高分子化合
24、物可通过下列反应合成一高分子化合物G G(C(C6 6H H8 8O O4 4) )n n,则则G G的结构简式为的结构简式为_。【解题指南【解题指南】解答本题时要注意以下三点:解答本题时要注意以下三点:(1)(1)由题意知由题意知MLAMLA分子中有分子中有2 2个羧基,个羧基,1 1个羟基;个羟基;(2)(2)由流程图的转化关系知反应由流程图的转化关系知反应是是1 1,4-4-加成;加成;(3)(3)羟基氧化成醛基时要注意碳碳双键的保护。羟基氧化成醛基时要注意碳碳双键的保护。【解析【解析】“0.1 mol0.1 mol苹果酸与足量苹果酸与足量NaHCONaHCO3 3溶液反应能产生溶液反应
25、能产生4.48 L 4.48 L COCO2 2( (标准状况标准状况)”)”说明说明MLAMLA分子中含有两个羧基,对照流程图这分子中含有两个羧基,对照流程图这两个羧基是两个羧基是 CHCH2 2CHCHCHCHCHCH2 2与卤素原子加成后,水解变为羟基,与卤素原子加成后,水解变为羟基,再氧化为醛基,进一步氧化为羧基,所以再氧化为醛基,进一步氧化为羧基,所以CHCH2 2CHCHCHCHCHCH2 2发生的发生的是是1 1,4-4-加成,这样才能得到两个羧基,转化为加成,这样才能得到两个羧基,转化为MLAMLA。步骤步骤是将双键与溴化氢加成,引入溴原子,步骤是将双键与溴化氢加成,引入溴原子
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