《有机化学》期末复习
一、各类烃的代表物的结构、特性:
类别 通式 代表物结构式 分子形状 正四面体 烷烃 CnH2n+2(n≥1) 烯烃 CnH2n(n≥2) 炔烃 CnH2n-2(n≥2) H—C≡C—H 4个原子 同一直线型 苯及同系物 CnH2n-6(n≥6) 6个原子 共平面型 12个原子共平面(正六边形) 主要化学性质 光照下的卤代;裂跟X2、H2、HX、跟X2、H2、HX加跟H2加成;FeX3催化;不使酸性KMnO4H2O、加成,易被氧成;易被氧化;能化下卤代;硝化反溶液褪色 化;可加聚 加聚得导电塑料 应
二、烃的衍生物的重要类别和各类衍生物的重要化学性质
类别 通式 官能团 代表物 分子结构结点 卤素原子直接与烃基结合,β-碳上要有氢原子才能发生消去反应 主要化学性质 1.与NaOH水溶液共热发生取代反应生成醇 2.与NaOH醇溶液共热发生消去反应生成烯 1.跟活泼金属反应产生H2 2.跟卤化氢或浓氢卤酸反应生成卤代烃 3.脱水反应:乙醇 140℃分子间脱水成醚 170℃分子内脱水生成烯(消去反应) 催化氧化 4.氧化为醛或酮 强氧化剂氧化 5.一般断O?H键与羧酸及无机含氧酸反应生成酯 一卤代烃:R?X 卤代烃 多元饱和卤代烃:CnH2n+2-mXm 卤原子?X C2H5Br 醇 一元醇:R?OH 饱和多元醇: CnH2n+2Om 醇羟基?OH CH3OH C2H5OH 羟基直接与链烃基结合, O?H及C?O均有极性。 β-碳上有H才能发生消去反应;α-碳上有H才能被催化氧化,伯醇氧化为醛,仲醇氧化为酮,叔醇不能被催化氧化。 酚 酚羟基?OH 1.弱酸性(比碳酸弱) ?OH直接与苯环上2.与浓溴水发生取代反应生成沉淀 的碳相连,受苯环3.遇FeCl3呈紫色 影响能微弱电离,4.易被氧化 显弱酸性。 5.能与H2加成 HCHO相当于两个 ?CHO 1.与H2加成为醇(还原反应) 2.被氧化剂(O2、银氨溶液、Cu(OH)2、酸性高锰酸钾等)氧化为羧酸 醛基 HCHO 醛 羰基 酮 能加成 受羰基影响,O?H+能电离出H, 受羟基影响不能被加成。 与H2加成为醇,不能被氧化剂氧化为羧酸 1.具有酸的通性 2.酯化反应时一般断羧基中的碳氧单键,不能被H2加成 3.能与含?NH2物质缩去水生成酰胺(肽键) 羧基 羧酸 酯基 酯 氨基?NH2 羧基?COOH HCOOCH3 (Mr:60) 酯基中的碳氧单键易断裂 H2NCH2COOH 1.酸性条件发生水解反应生成羧酸和醇 2.碱性条件发生水解反应生成羧酸盐和醇 氨基酸 RCH(NH2)COOH ?NH2能以配位键结+合H;?COOH能部两性化合物,能形成肽键+分电离出H 多肽链间有四级结1.两性 2.水解 3.盐析4.变性 构 5.颜色反应6.灼烧有特殊气味 结构复杂不可肽键蛋白质 氨基?NH2 用通式表示 羧基?COOH 羟基?OH 醛基?CHO 羰基酯基 油脂
三、重要的有机反应及类型 1.取代反应 (1) 酯化反应
NaOH ? 可能有碳碳双键 酶 CH2OH(CHOH)4CHO葡萄糖 糖 多数可表示为通式:Cn(H2O)m 1.氧化反应(还原性糖) 2.加氢还原 淀粉(C6H10O5) 多羟基醛或多羟基3.酯化反应 酮或它们的缩合物 n 4.多糖水解 [C6H7O2(OH)3] n5.葡萄糖发酵分解生成乙醇 纤维素 酯基中的碳氧单键1.水解反应(皂化反应) 易断裂;碳碳双键2. 氢化反应(硬化反应) 能加成 (2) 水解反应
C2H5Cl+H2O C2H5OH+HCl CH3COOC2H5+H2O CH3COOH+C2H5OH
H+ (3) (4) (5)
(磺化反应不要求)
2.加成反应
(乙炔与水加成不要求)
浓H2SO 4 170℃ (烯烃与X2、H2O、HX、H2)
乙醇 ? 3.消去反应
C2H5OH CH2═CH2↑+H2O CH3?CH2?CH2Br+KOH CH3?CH═CH2+KBr+H2O
点燃 4.氧化反应
(1)燃烧反应: 2C2H2+5O2 4CO2+2H2O
Cu ? (2)醇、醛的催化氧化:
2CH3CH2OH+O2 2CH3CHO+2H2O 2CH3CHO+O2
Ag 550℃
(3)被弱氧化剂氧化:
CH3CHO + 2Ag(NH3)2OH CH3CHO + 2Cu(OH)2 + NaOH (4)被强氧化剂氧化:
5.还原反应
(1)能与H2加成的反应:(烯、炔、苯环、醛基、酮)
(2) (不要求) 6. 聚合反应
+ 2Ag↓+3NH3 + H2O
CH3COONa + Cu2O↓+ 3H2O
烯、炔、醇、醛、酚、苯的同系物等被酸性高锰酸钾氧化
7.中和反应
高温
高温 8.热裂化反应(很复杂)
高温 C16H34 C8H16+C8H16 C16H34 C14H30+C2H4 C16H34 C12H26+C4H8 ……
9.显色反应
含有苯环的蛋白质与浓HNO3作用而呈黄色 (多元醇与氢氧化铜的绛蓝色不要求) 四、重要的反应
1. 能使溴水(Br2/H2O)褪色的物质
① 通过加成反应使之褪色:含有 、?C≡C?的不饱和化合物
② 通过取代反应使之褪色:酚类(注意:苯酚溶液遇浓溴水时,除褪色现象之外还产生白色沉淀[三溴苯酚]。)
③ 通过氧化反应使之褪色:含有-CHO(醛基)的有机物(有水参加反应) (注意:纯净的只含有—CHO(醛基)的有机物不能使溴的四氯化碳溶液褪色) ④ 通过萃取使之褪色:液态烷烃、环烷烃、苯及其同系物、饱和卤代烃、饱和酯 2. 能使酸性高锰酸钾溶液KMnO4/H褪色的物质
含有 、-C≡C-、-OH(较慢)、-CHO的物质与苯环相连的侧链碳碳上有氢原子的苯的同系物(与苯不反应) 3.
与Na反应的有机物:含有-OH、-COOH的有机物
与NaOH反应的有机物:常温下易与含有酚羟基、?COOH的有机物反应,加热时能与卤代烃、酯反应(取代反应) 与Na2CO3反应的有机物:含有酚羟基的有机物反应生成酚钠和NaHCO3;含有-COOH的有机物反应生成羧酸钠,并放出CO2气体。
与NaHCO3反应的有机物:含有?COOH的有机物反应生成羧酸钠、并放出等物质的量的CO2气体。 4.既能与强酸,又能与强碱反应的物质: (1) Al、Al2O3、Al(OH)3
(2) 弱酸的酸式盐,如NaHCO3、NaHS等等 (3) 弱酸弱碱盐,如CH3COONH4、(NH4)2S等等 (4) 氨基酸,如甘氨酸等
(5) 蛋白质分子中的肽链的链端或支链上仍有呈酸性的?COOH和呈碱性的?NH2,故蛋白质仍能与碱和酸反应。 5. 银镜反应的有机物:
(1) 发生银镜反应的有机物:含有?CHO的物质:醛、甲酸、甲酸盐、甲酸酯、还原性糖(葡萄糖、麦芽糖等) (2) 有关反应方程式:AgNO3 + NH3·H2O ══ AgOH↓ + NH4NO3 AgOH + 2NH3·H2O ══ Ag(NH3)2OH + 2H2O 银镜反应的一般通式: RCHO + 2Ag(NH3)2OH甲醛(相当于两个醛基):HCHO + 4Ag(NH3)2OH乙二醛:OHC?CHO + 4Ag(NH3)2OH甲酸:HCOOH + 2Ag(NH3)2OH
2 Ag↓+ RCOONH4 + 3NH3 + H2O 4Ag↓+ (NH4)2CO3 + 6NH3 + 2H2O
+
4Ag↓+ (NH4)2C2O4 + 6NH3 + 2H2O
2Ag↓+ (NH4)2CO3 + 2NH3 + H2O
葡萄糖:CH2OH(CHOH)4CHO +2Ag(NH3)2OH(3) 定量关系:-CHO + 2Ag(NH3)2OH~2Ag
2Ag↓+CH2OH(CHOH)4COONH4+3NH3 + H2O
HCHO + 4Ag(NH3)2OH~4Ag
6. 与新制Cu(OH)2悬浊液(斐林试剂)的反应
(1) 有机物:羧酸(中和)、甲酸(先中和,但NaOH仍过量,后氧化)、醛、还原性糖(葡萄糖、麦芽糖)、甘油等
多羟基化合物。
(2) 定量关系:?COOH + ? Cu(OH)2~→?Cu(酸使不溶性的碱溶解) ?CHO + 2Cu(OH)2~Cu2O
HCHO + 4Cu(OH)2~2Cu2O
HX + NaOH ══ NaX + H2O
(H)RCOOH + NaOH ══ (H)RCOONa + H2O
或
8. 能跟FeCl3溶液发生显色反应的是:酚类化合物。 9. 能跟I2发生显色反应的是:淀粉。
10. 能跟浓硝酸发生颜色反应的是:含苯环的天然蛋白质。 五、一些典型有机反应的比较 1.反应机理的比较
(1) 醇去氢:脱去与羟基相连接碳原子上的氢和羟基中的氢,形成
。例如:
7. 能发生水解反应的有机物是:卤代烃、酯(包括油脂)、糖类(单糖除外)、肽类(包括蛋白质)。
2+
+ O2→羟基所连碳原子上没有氢原子,不能形成
(2) 消去反应:脱去?X(或?OH)及相邻碳原子上的氢,形成不饱和键。例如:
应。
,所以不发生失氢(氧化)反应。
与Br相邻碳原子上没有H,所以不能发生消去反
(3) 酯化反应:羧酸分子中的羟基跟醇分子羟基中的氢原子结合成水,其余部分互相结合成酯。例如:
2.反应条件的比较
同一化合物,反应条件不同,产物不同。例如:
浓H2SO4 170℃ (1) CH3CH2OH CH2=CH2↑+H2O(分子内脱水)
浓H2SO4 140℃ 2CH3CH2OH CH3CH2-O-CH2CH3+H2O(分子间脱水)