有机化学反应类型及推断合成.ppt

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1、有机化学专题复习,1、分类、通式、同分异构体、命名 2、各类物质的性质、官能团的性质、有机反应类型3、有机推断、有机合成、有机计算4、常见的有机实验、有共性的有机实验、物质的分离和提纯,有机反应主要包括八大基本类型： 取代反应、加成反应、消去反应、氧化反应、还原反应、加聚反应、缩聚反应、显色反应，,一、有机化学反应：,酯化,有机反应类型,1. 取代反应：有机物分子中某些原子或原子团被其它原子或原子团所代替的反应。,包括：卤代、硝化、酯化、水解、分子间脱水,哪些类别的物质能发生取代反应？,有机化学中取代反应范畴很广。下列6个反应中，属于取代反应范畴的是(填写相应的字母)_ .,A、C、E、F,2

2、. 加成反应： 有机物分子中未饱和的碳原子跟其它原子或原子团直接结合生成别的物质的反应。,特征是二合一，包括：烯烃及含C=C的有机物、炔烃及含CC的有机物与H2、X2、HX、H2O加成、苯环、醛基、不饱和油脂与H2加成。,有机反应类型加成反应,和H2加成的条件一般是催化剂（Ni）+加热 和水加成时，条件写温度、压强和催化剂 不对称烯烃或炔烃和H2O、HX加成时可能产生两种产物 醛基的C=O只能和H2加成，不能和X2加成，而羧基和酯的C=O不能发生加成反应 若一种物质中同时存在C=C、醛基等多个官能团时，和氢气的加成反应可同时进行，也可以有选择地进行，看信息而定,原理： 包括：醇消去H2O生成烯

3、烃、 卤代物消去HX生成不饱和化合物,3、消去反应：有机物在一定条件下，从一个分子中脱去一个小分子（如：H2O、HX、NH3等）生成不饱和化合物的反应（消去小分子）。,有机反应类型消去反应,说明： 消去反应的实质：OH或X与所在碳的邻位碳原子上的-H结合生成H2O或HX而消去 不能发生消去反应的情况：官能团（OH或X原子）所在碳的邻位碳原子上要有H（注意区分不能消去和不能氧化的醇） 有不对称消去的情况，由信息定产物 消去反应的条件：醇类是浓硫酸+加热； 卤代烃是NaOH醇溶液+加热,4、氧化反应：有机物得氧或失氢的反应。,5、还原反应：有机物加氢或去氧的反应。,氧化反应:有机物分子里“加氧”或

4、“去氢”的反应,有机物的燃烧，烯烃、炔烃、苯的同系物的 侧链、醇、醛等可被某些氧化剂所氧化。它 包括两类氧化反应,1）在有催化剂存在时被氧气氧化,从结构上看，能够发生氧化反应的醇一定是 连有OH的碳原子上必须有氢原子，否则不能 发生氧化反应,就不能发生氧化反应,如,有机反应类型氧化反应,2）有机物被除O2外的某些氧化剂 （如强KMnO4、弱Cu(OH)2、Ag(NH3)2OH等氧化）,还原反应：有机物分子里“加氢”或“去氧”的反应,其中加氢反应又属加成反应,不饱和烃、芳香族化合物，醛、酮等都可进行加氢还原反应,有机反应类型还原反应,(1)加聚反应：通过加成反应聚合成高分子化合物的反应（加成聚合

5、）。主要为含双键的单体聚合。,6、聚合反应：单体间通过缩合反应生成高分子化合物，同时生成小分子（H2O、NH3、HX等）的反应。,有机反应类型加聚反应,类型（联系书上提到的高分子材料）： 乙烯型加聚 聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、 聚丙烯腈、聚甲基丙烯酸甲酯（有机玻璃） 1，3-丁二烯型加聚（破两头，移中间） 天然橡胶（聚异戊二烯） 氯丁橡胶（聚一氯丁二烯） 含有双键的不同单体间的共聚 乙丙树脂（乙烯和丙烯共聚）， 丁苯橡胶（丁二烯和苯乙烯共聚）,催化剂,温度压强,丁二烯型加聚（破两头，移中间） n CHCHCCH2CHCHCCH2n A B A B 天然橡胶（聚异戊二烯） 氯丁橡胶（聚一氯丁二

6、烯）,乙烯型加聚 a d a d n CC CC b e b e n,催化剂,加聚反应的类型（联系书上的高分子材料）,聚丙烯、 聚苯乙烯、 聚氯乙烯、 聚丙烯腈、聚甲基丙烯酸甲酯（有机玻璃）,含有双键的不同单体间的共聚（混合型） 乙丙树脂（乙烯和丙烯共聚）， 丁苯橡胶（丁二烯和苯乙烯共聚）,n CHCH2+ n CH2CH2 CHCH2CH2CH2 n 或 CH2CHCH2CH2 n,催化剂,催化剂,加聚反应的特点:,1、单体含不饱和键： 2、没有副产物生成；产物中仅有高聚物，无其它小分子， 3、链节和单体的化学组成相同；但结构不同,如烯烃、二烯烃、炔烃、醛等。,单体和高分子化合物互推：,有机

7、反应类型显色反应,包括 苯酚遇FeCl3溶液显紫色 淀粉遇碘单质显蓝色 含苯环的蛋白质遇浓硝酸凝结显黄色,有机反应类型酯化反应拓展,机理：一般为羧酸脱羟基，醇脱氢 类型 一元羧酸和一元醇反应生成普通酯 二元羧酸和二元醇 部分酯化生成普通酯和1分子H2O， 或生成环状酯和2分子H2O， 或生成高聚酯和2n H2O 羟基羧酸自身反应既可以部分酯化生成普通酯，也可以生成环状酯，还可以生成高聚酯。如乳酸分子,乙二酸和乙二醇酯化,例题. 环状酯 O 在一定条件下 H2C CO H2C CO O 发生水解反应,生成两种物质,结构式中a,b,c,d为分子中的不同化学键，当水解时，断裂的键应是（ ） A. a

8、 B. b C. c D. d,(A,C),.,.,.,.,a,b,c,d,有机推断专题探究,有机推断基本思路：,突破口1：根据特征反应条件，推断物质或官能团,卤代烃的水解 酯的水解,卤代烃的消去,醇的消去（170C) 酸醇的酯化 苯的硝化纤维素的水解,酯的水解 二糖、淀粉的水解,碳碳双键、叁键的加成,苯酚的取代,苯环上的取代,烷烃或芳香烃的烷基上的取代,醇的催化氧化（-CH2OH、-CHOH),突破口2：根据化学性质，推断物质或官能团,醇、酚、羧酸,卤代烃、酚、羧酸、酯,酚羟基（不产生CO2)、羧基（产生CO2),羧酸,烯烃、炔烃、苯及其同系物、醛、酮,含醛基（醛、甲酸、甲酸盐、甲酸酯、 葡

9、萄糖、麦芽糖）、果糖,碳碳双键、叁键、酚羟基、醛基,卤代烃和醇,卤代烃、酯、油脂、二糖、多糖、蛋白质,苯酚、淀粉、蛋白质,碳碳双键、叁键、酚羟基、醛基、 醇羟基、苯的同系物,突破口3：根据特定的转化关系，推断物质或官能团,R-CH2OHR-CHOR-COOH A B C,二元酯在酸性或 碱性条件下水解,已知有机物 的结构简式为： 下列性质中该有机物不具有的是 （1）加聚反应 （2）加成反应 （3）使酸性高锰酸钾溶液褪色 （4）与NaHCO3溶液反应放出CO2气体 （5）与KOH溶液反应 A (1)(3) B (2)(4) C (4) D (4)(5),( C ),官能团是钥匙，它能打开未知有机

10、物对你关闭的大门。 官能团是地图，它能指引你走进有机物的陌生地带。,实验证明，某有机化合物C8H8O2分子中 无CC和CC，该物质与水反应生成A和B。（1）若1 mol C8H8O2能与2 mol NaOH反应，而与钠不反应，则该有机物的结构简式可能为 (有几种写几种)。,迁移训练,D的碳链没有支链,如何确定A的结构简式？,根据反应条件或性质确定官能团,根据图示填空（1）化合物A含有的官能团 。,（2）1 mol A与2 mol H2反应生成1 mol E，其反应方程式是 。,题中的已知条件中包含以下四类信息： 1) 反应（条件、性质）信息：A能与银氨溶液反应，表明A分子内含有醛基，A能与Na

11、HCO3反应断定A分子中有羧基。 2) 结构信息：从D物质的碳链不含支链，可知A分子也不含支链。 3) 数据信息：从F分子中C原子数可推出A是含4个碳原子的物质。 4) 隐含信息: 从第（2）问题中提示“1 mol A与2 mol H2反应生成1 mol E ”，可知A分子内除了含1个醛基外还可能含1个碳碳双键。,碳碳双键，醛基，羧基,分子式 官能团 碳链结构,例题.,D的碳链没有支链,（3）与A具有相同官能团的A的同分异构体的结构简式是 。 （4）B在酸性条件下与Br2反应得到D.D的结构简式是 。 （5）F的结构简式是 。 由E生成F的反应 类型是 。,酯化反应,或,（1）碳碳双键，醛基，

12、羧基 （2）OHC-CH=CH-COOH+2H2 HO-CH2-CH2-CH2-COOH,（3）,答案,例题1. 下图中X是一种具有水果香味的合成香料.,请根据框图推出A的结构简式,醛基,CH2,CH,CH2,CHO,C4H8O2,碳骨架,通过特征条件和框图模式突破官能团类型和反应类型,除E,F,X,K外，其余物质碳骨架完全相同.,巩固练习： 一种用于治疗高血脂的新药灭脂灵是按如下路线合成的：,已知：(1),(2),RCHO,其中G的分子式为C10H22O3 ，试回答：,(2)上述反应中属于取代反应的是_（填序号）;(3)写出反应方程式： 反应 反应 F与银氨溶液反应：,(1)写出结构简式：B

13、_ E_；,HCHO,专题复习： 有机合成,一。有机合成题的两种题型： 1。根据已确定的合成路线进行推断,2.设计合成路线 二。有机合成的基本思想： 断旧键，成新键，小分子成大分子。,有机合成的解题思路 1、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 找出原料与产品的结构差别，然后在熟知物质性能的基础上寻找解决问题的途径即合成路线。 考虑引入新的官能团，能否直接引入，间接引入的方法是什么？并寻找官能团的引入、转换和保护方法。,有机合成中官能团的引入,1、引入卤原子 烷烃与卤素取代 苯或苯的同系物与卤素取代 醇与氢卤酸取代 烯烃、炔烃与卤素或卤化氢加成,2、引入羟基 卤代烃的

14、水解（NaOH水溶液） 酯的水解（H+或OH） 醛的还原 烯烃与水加成 酚钠与酸的反应,3、引入双键 醇的消去（浓H2SO4，一定温度） 卤代烃的消去（NaOH醇溶液，）,醇的氧化（催化氧化） 烯烃的氧化 炔烃与水加成,2CH3CH2OHO2 2CH3CHO2H2O 2CH3CHOO2 2CH3COOH 2CH3CHCH3+O2 2CH3CCH32H2O,4、引入醛基、羰基或羧基,5、引入羧基 醛的氧化（O2） 酯的水解（H+或OH） 苯的同系物的氧化 羧酸钠盐与酸的反应,合成路线的选择 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，成本低。,有机合成的实质 利用有机物

15、的性质，进行必要的化学反应，通过引入或消除某些官能团，实现某些官能团的衍变或碳链的增长、缩短的目的，从而生成新物质。,RCHCH2卤代烃一元醇一元醛 一元羧酸酯,一元化合物的合成路线,小结,例：以对-二甲苯和乙醇为主要原料合成 聚酯纤维,二元化合物的合成路线,CH2CH2CH2XCH2X二元醇二元醛 二元羧酸 链酯、环酯、聚酯,小结,芳香化合物的合成路线,小结,其中有3步属于取代反应、2步属于消去反应、3步属于加成反应.反应、 和 属于取代反应. 化合物的结构简式是:B 、 C . 反应所用试剂和条件是 .,例、从环己烷可制备1,4-环己二醇的二醋酸酯.下面是有关的8步反应(其中所有无机产物都

16、已略去):,例， 以乙烯为初始反应物可制得正丁醇(CH3CH2CH2CH2OH),已知两个醛分子在一定条件下可以自身加成.下式中反应的中间产物()可看成是由()中的碳氧双键打开,分别跟()中的2-位碳原子和2-位氢原子相连而得.()是一种3-羟基醛,此醛不稳定,受热即脱水而生成不饱和醛(烯醛):,请运用已学过的知识和上述给出的信息写出由乙烯制正丁醇各步反应的化学方程式(不必写出反应条件).,例题、通常情况下,多个羟基连在同一个碳原子上的分子结构是不稳定的,容易自动失水,生成碳氧双键的结构: 下面是9个化合物的转变关系: (1)化合物是_,它跟氯气发生反应的条件A是 _. (2)化合物跟可在酸的

17、催化下去水生成化合物,的结构简式是 _,名称是_. (3)化合物是重要的定香剂,香料工业上常用化合物和直接合成它.此反应的化学方程式是_.,甲苯,光照,例3：以为原料利用Br2等 试剂合成，写出 有关的化学方程式，并注明反应条 件。,例4：阅读下列信息，合成有关物质： RX + Mg RMgX （格氏试剂） 格氏试剂非常活泼，可与多种含活泼氢的化合 物作用，生成相应的烃。 RMgX + HX RH + MgX2 RMgX + ROH RH + MgX(OR) ,无水乙醚,现以苯、乙烯为原料（无机试剂任选）合成 CH3CHOH 写出反应的化学方程式。,注意：,1。引入官能团的先后顺序（在引入一个

18、官能团的同时要注意保护其他的官能团） 2。正确理解和领会信息,4 知识拓展 键线式 例 有机化学中常用键线式以线示键，每个折点和线端点处表示有一个碳原子，并以氢补足四价，碳、氢原子不表示出来。“立方烷”分子结构为正立方体： 写出立方烷的分子式 其二氯代物共有几种同分异构体 其三氯代物共有几种同分异构体,3 3,(2) 马氏定则 不对称烯烃加成时，氢原子总是加在含氢 较多的碳原子上，这个取向规则称为马氏定则，,(3)不饱和度 不饱和度也称缺氢指数，有机物分子中每减少一个碳氢键，必然同时增加一个碳碳键，都称为增加了一个不饱和度。,(4) 苯环上取代反应的定位 邻对位定位基：-R -X -OH -N

19、H2 -OR -OCOR 间位定位基： -NO2 -SO3H -COOH -CF3 -CCl3,十、有机计算,1、相对分子质量的确定 （1）标准状况 M=22.4 （2）相对密度 M=MD （3）定义式 2、分子式的确定,（1）通过求实验式和相对分子质量确定,（2）通过求1摩有机物中含各元素的物质的量来确定 （3）由通式和化学方程式来确定 （4）由相对分子质量根据商余法确定 3、根据性质推断结构,（一）相对分子质量、分子式、结构式的确定,燃烧产物只有H2O和CO2 烃和烃的含氧衍生物 CxHyOz+（x+y/4-z/2）O2 XCO2+y/2H2O 1、耗氧量的比较： （1）等物质的量时： 方

20、法一：x+y/4-z/2计算 方法二：化学式变形：化做CO2或H2O，意味着不耗氧,（二）燃烧规律的应用：,如：乙酸乙酯和丙烷、 环丙烷和丙醇。,方法三、 等物质的量的几种不同化合物完全燃烧，如果耗氧量相同，则由这几种有机物(或无机物)以任意比组成的同物质的量的混合物，完全燃烧，耗氧量也相同 。,例：下列各组物质中各有两组分，两组分 各取1mol，在足量氧气中燃烧，两者耗氧 量不相同的是 A 乙烯和乙醇 B 乙炔和乙醛 C 乙烷和乙酸甲酯 D 乙醇和乙酸,答案：D,练习：两种气态烃以任意比例混合,在105时，1 L该混合烃与9 L氧气混合,充分燃烧后恢复到原状态,所得气体体积仍是10 L.下列

21、各组混合烃中不符合此条件的是 (A)CH4 C2H4 (B)CH4 C3H6 (C)C2H4 C3H4 (D)C2H2 C3H6,BD,（2）等质量时：“CHY/X 法” 方法一： 同质量的有机物完全燃烧时，有机物实验式相同， 所需O2的量相同 方法二 烃用CHY/X形式表示，同质量的烃完全燃烧时， Y/X越大，所需O2的量越多，生成的水越多，生成的 二氧化碳越少,如：燃烧等质量的乙炔、乙二醇、乙醛、丙醛 所需O2的量,则 两种有机物的C、H的质量分数相同 或有机物实验式相同（特例）,或者这样认为： 最简式相同的有机物，由于分子中各元素的质量分数相同 ，所以，相同质量的这类有机物在氧气中完全燃

22、烧 ，耗氧量相等，生成的二氧化碳和水的量也相等。,2）两种有机物无论以何种比例混合， 只要总质量一定， 当两种有机物,2、利用差值法确定分子中的含H数,CxHy +（x + y/4）O2 xCO2 + y/2H2O V 1 x + y/4 x （液） 减少1 + y/4 1 x + y/4 x y/2（气） 减少1 - y/4 增加y/4 1,H2O为气态 ：体积不变 y = 4 体积减小 y 4,气态烃完全燃烧时，气体体积的变化情况,例：120时,1体积某烃和4体积O2混和,完全燃烧后恢复到原来的温度和压强，体积不变，该烃分子式中所含的碳原子数不可能是( ) A、1 B、2 C、3 D、5,

23、例 燃烧下列混合 气体，所产生的二氧化碳的量一定小于燃烧相同质量丙烯所产生的二氧化碳的是 A 乙烯 丙烷 B 乙炔 乙烯 C 乙炔 丙烷 D 乙烯 丙烯 E 乙烷 环丙烷,A E,2 加聚反应生成的高聚物单体的判断 (1) 聚乙烯型 (2) 聚1,3丁二烯型 (3) 多单体型(混合型),某种ABS工程树脂由丙烯腈（CH2=CHCN，符号A）、1，3-丁二烯（CH2=CH-CH=CH2，符号B）和苯乙烯（C6H5-CH=CH2，符号S）按一定配比共聚而得。（1）A、B和S三种单体中，碳氢比（C：H）值最小的单体是 。（2）经元素分析可知该ABS样品的组成为CaHbNc(a、b、c为正整数)，则原

24、料中A和B的物质的量之比是 （用a、b、c表示）。,（1）1，3-丁二烯（写B或写结构简式也可）2）2c:(b-a),例 某链烃的分子式为 ，则分子中含有的碳碳叁键最多为 个,例 某链烃的分子式为C200H202 ，则分子中含有的碳碳叁键最多为 个,（三）、混合气体成分的确定：,CH4 C2H6 C3H8 C4H10 C2H4 C3H6 C4H8 C2H2 C3H4 C4H6,1、利用平均值观点确定混合气体的成分,2、利用差值法确定分子中的含H数,120时，取0.40L甲烷与烯烃（常温下为气体）的混合气体与1.60LO2混合，充分燃烧后，恢复到原温度和原压强时，气体体积变为2.05L。据此推断

25、，混合气体中烯烃B的结构简式是 。,分析： CxHy +（x + y/4）O2 xCO2 + y/2H2O +V 1 x + y/4 x y/2 y/4-1 0.4 0.05 y = 4.5,符合平均含H为4.5的可能组合有： CH4和C3H6 CH4和C4H8,【高考复习要求】,进一步加深和掌握有机化学中重要官能团的结构、性质、基本有机反应、同分异构体等有机化学的主干知识。,能够根据已知的知识和相关信息，对有机物进行逻辑推理和论证，得出正确的结论或作出正确的判断，并能把推理过程正确地表达出来 。,通过典型例题的分析，了解高考“有机推断和信息题”的题型特点、试题的难度及信息迁移的方式，学会分析解决这类问题的方法。,