有機化學反應(yīng)類型歸納及命名 - 副本

1、有機化學反應(yīng)類型歸納及復習一、取代反應(yīng)1.概念:有機物分子里某些原子或原子團被其它原子或原子團所代替的反應(yīng)。2.能發(fā)生取代反應(yīng)的官能團有:醇羥基(-OH 、鹵原子(-X 、羧基(-COOH 、酯基(-COO -、肽鍵(-CONH -等。(1烷烴鹵代條件:光照,鹵素為純鹵素,如氯氣,溴蒸氣(不能是溴水產(chǎn)物:鹵代烴(R-X + 鹵化氫(HX (2苯及苯的同系物鹵代條件:催化劑(Fe ,純鹵素:苯環(huán)上的氫被取代光照;純鹵素:苯環(huán)側(cè)鏈上的氫被取代(3鹵代烴水解條件:NaOH 水溶液。其中水是反應(yīng)物,NaOH 能促進水解平衡向右移動C 2H 5-Br + H -OH /NaOH C 2H 5OH + H

2、Br ;生成的HBr 能與NaOH 繼續(xù)反應(yīng):NaOH+HBr NaBr+H 2O 兩個方程式綜合起來,也可以寫成:C 2H 5-Br + NaOH C 2H 5OH + NaBr (4醇: 成醚:CH 3CH 2-OH+H-O-CH 2CH 3C140/濃硫酸CH 3CH 2-O-CH 2CH 3+H 2O 鹵化:CH 3CH 2OH +H Br CH 3CH 2Br + H 2O (5酚:鹵代、硝化(6羧酸酯化:條件:濃硫酸;加熱 R-COO-H + H-O-R /濃硫酸R-COO-R + H 2O (7酯水解條件:酸性水解或堿性水解;堿性水解生成了鹽,要通過酸化變成酸溶液,然后經(jīng)過蒸餾得

3、到有機酸。 CH 3COOC 2H 5+H 2O /濃硫酸CH 3COOH +C 2H 5OH ;RCOOR +NaOH RCOONa +R OH 3.能發(fā)生取代反應(yīng)的有機物種類如下圖所示: 二、加成反應(yīng)1.能發(fā)生加成反應(yīng)的官能團:雙鍵、三鍵、苯環(huán)、羰基(醛、酮等。(1C=C 與H 2、X 2、HX 、H 2O :(2C C 與H 2、X 2、HX 、H 2O :(3苯與H 2(4醛、酮與氫氣加成:(5油脂氫化:2.加成反應(yīng)有兩個特點:反應(yīng)發(fā)生在不飽和的鍵上,不飽和鍵中不穩(wěn)定的共價鍵斷裂,然后不飽和原子與其它原子或原子團以共價鍵結(jié)合。加成反應(yīng)后生成物只有一種(不同于取代反應(yīng)。說明:1.羧基和酯

4、基中的碳氧雙鍵不能發(fā)生加成反應(yīng)。2.醛、酮的羰基只能與H 2發(fā)生加成反應(yīng)。3.共軛二烯有兩種不同的加成形式。 三、消去反應(yīng)1.概念:有機物在適當?shù)臈l件下,從一個分子中脫去一個小分子(如水、HX 等,生成不飽和(雙鍵或三鍵化合物的反應(yīng)。如:實驗室制乙烯。2.能發(fā)生消去反應(yīng)的物質(zhì):醇、鹵代烴;能發(fā)生消去反應(yīng)的官能團有:醇羥基、鹵素原子。(1鹵代烴消去HX 在鹵代烴的消去反應(yīng)中,堿是反應(yīng)物,醇是提供反應(yīng)環(huán)境的溶劑,同時反應(yīng)物中的堿能與HBr 發(fā)生反應(yīng),使反應(yīng)不斷向生成乙烯的方向移動。對于2-溴丁烷來說,發(fā)生消去反應(yīng)時,生成含取代基較多的烯烴,這樣的烯烴對稱性好,分子比較穩(wěn)定。也就是說主要從含氫原子較

5、少的碳原子上消去氫原子。在醇的消去反應(yīng)中,濃硫酸既起催化劑的作用,又起脫水劑的作用,也能促進反應(yīng)不斷的向生成乙烯的方向進行。 CH 2 HBr NaOH 醇溶液 CH 2 CH 2 + HBrCH 2(2醇消去H 2O :CH 3CH 2OH C170/濃硫酸CH 2=CH 2+H 2O 3.反應(yīng)機理:相鄰消去發(fā)生消去反應(yīng),必須是與羥基或鹵素原子直接相連 的碳原子的鄰位碳上必須有氫原子,否則不能發(fā)生消去反應(yīng)。如CH 3OH ,沒有鄰位碳原子,不能發(fā)生消去反應(yīng)。加成反應(yīng)和消去反應(yīng)是對立統(tǒng)一的關(guān)系:飽和化合物通過消去反應(yīng),生成不飽和的化合物,騰出空位子,再通過加成反應(yīng),引入所需要的官能團。 四、聚

6、合反應(yīng)聚合反應(yīng)是指小分子互相作用生成高分子的反應(yīng)。聚合反應(yīng)包括加聚和縮聚反應(yīng)。1.加聚反應(yīng):由不飽和的單體加成聚合成高分子化合物的反應(yīng)。反應(yīng)是通過單體的自聚或共聚完成的。 加聚反應(yīng)的復習可通過類比、概括,層層深入,尋求反應(yīng)規(guī)律的方法復習。發(fā)生加聚反應(yīng)的官能團是碳碳雙鍵:加聚反應(yīng)的實質(zhì)是:加成反應(yīng)。 加聚反應(yīng)的反應(yīng)機理是:碳碳雙鍵斷裂后,小分子彼此拉起手來,形成高分子化合物。 .單烯烴的加聚(1乙烯的加聚: (2氯乙烯的加聚: (3丙烯的加聚:(42-丁烯的加聚: 小結(jié):烯烴加聚的基本規(guī)律: .二烯烴的加聚 二烯烴單體自聚時,單體的兩個雙鍵同時打開,單體之間直接連接形成含有一個新雙鍵的鏈節(jié)而成為

7、高分子化合物。2.縮聚反應(yīng):有機物單體間通過失去水分子或其它小分子形成高分子化合物的反應(yīng)叫縮聚反應(yīng)。該類反應(yīng)的單體一般具有兩個或兩個以上的官能團。醇羥基和羧基酯化而縮聚(1二元羧酸和二元醇的縮聚,如合成聚酯纖維: (2醇酸的酯化縮聚:此類反應(yīng)若單體為一種,則通式為: 若有兩種或兩種以上的單體,則通式為: 五、氧化反應(yīng)與還原反應(yīng)1.氧化反應(yīng):有機物分子里“加氧”或“去氫”的反應(yīng)。能發(fā)生氧化反應(yīng)的物質(zhì)和官能團:烯(碳碳雙鍵、醇、酚、苯的同系物、含醛基的物質(zhì)等。常見的氧化反應(yīng):醇的氧化醇醛醛的氧化醛酸 醇可以被催化氧化(即去氫氧化。其氧化機理可以表示如下: 也可以表示成:2Cu+O22CuO由此可以

8、看出,醇被氧化的過程中,Cu是起催化劑的作用,氧化的關(guān)鍵是與羥基直接相連的碳原子上必須要有氫原子,如果與羥基直接相連的碳原子上沒有氫原子則不能被氧 化。即:(此反應(yīng)不能發(fā)生(R1、R2、R3代表烴基,可以相同也可以不同如果與羥基直接相連的碳原子上有兩個氫原子即羥基在主鏈鏈端的碳原子上,則被催化氧化為醛;如果與羥基直接相連的碳原子上只有一個氫原子即羥基在中間碳上,則被催化氧化為酮。例如: (R 、R 1、R 2代表烴基,可以相同也可以不同有機物的燃燒氧化、與酸性高錳酸鉀溶液的強氧化劑氧化。醛類及其含醛基的有機物與新制Cu (OH 2懸濁液、銀氨溶液的反應(yīng)2.常見的氧化劑有氧氣、酸性高錳酸鉀、二氧

9、化錳、臭氧、銀氨溶液和新制Cu (OH 2懸濁液能被酸性KMnO 4氧化的:烯、炔、二烯、油脂(含C=C 的苯的同系物、酚、醛、葡萄糖等。烯烴的氧化a.在稀、冷KMnO4(中性或堿性溶液中生成鄰二醇b.在酸性高錳酸鉀溶液中,繼續(xù)氧化,雙鍵位置發(fā)生斷裂, 得到酮和羧酸的混合物,如:炔烴與氧化劑(KMnO 4或O 3反應(yīng),產(chǎn)物均為羧酸或CO 2能被銀氨溶液或新制備的Cu(OH2懸濁液氧化的:醛類、甲酸及甲酸酯、葡萄糖、麥芽糖。醛的氧化:由于醛的羰基碳上有一個氫原子,所以醛比酮容易氧化,使用弱的氧化劑都能使醛氧化。利用兩者氧化性能的區(qū)別,可以很迅速的鑒別醛或酮:a 費林試劑(Fehling:以酒石酸

10、鹽為絡(luò)合劑的堿性氫氧化銅溶液(綠色,能與醛作用,銅被還原成紅色的氧化亞銅沉淀。b 托倫斯試劑(Tollens:硝酸銀的氨溶液,與醛反應(yīng),形成銀鏡。坎尼扎羅(Cannizzaro 反應(yīng) 不含 氫原子的醛在濃堿存在下可以發(fā)生歧化反應(yīng),即兩個分子醛相互作用,其中一分子醛還原成醇,一個氧化成酸:臭氧化反應(yīng): CHR=CR 'R "+O 3RCH =O +R C =OR” KMnO 4O H 2CH 3CH 2C=CHCH 3CH 3OH CH 3CH 2CCH 3O CH 3COOH +,RCHO NaOH Cu(OH2RCOONa Cu 2OO H 2+23RCHO Ag(NH 3

11、2OHRCOONH 4Ag O H 2NH 3+2+23HCHO NaOHHCOONa HCH 2OH 2濃+ 2. 還原反應(yīng):有機物分子中加入氫原子或脫去氧原子的反應(yīng)常見的還原反應(yīng)有:烯、炔、苯及其同系物、醛、酮、酚、油脂等的催化加氫。 在催化劑(Ni 、Cu 、Pt 、Pd 等存在下,烯烴與氫加成得到烷烴;醛、酮與氫氣加成得到醇,產(chǎn)率高。(分子中其它不飽和鍵,如-NO2、-CN 、C=C 、 C C 等同時被還原 這種反應(yīng)稱為催化加氫。 例如:六、中和反應(yīng)、裂化反應(yīng)及其它反應(yīng)1.醇、酚、酸分別與Na 、NaOH 、Na 2CO 3、NaHCO 3的反應(yīng);顯色反應(yīng)等。(酚、羧酸與氫氧化鈉溶液

12、等發(fā)生中和反應(yīng)。2.要注意醇、酚和羧酸中羥基性質(zhì)的比較:(注:畫表示可以發(fā)生反應(yīng) 羥基種類 重要代表物 與Na 與NaOH與Na 2CO 3與NaHCO 3醇羥基 乙醇 酚羥基 苯酚 (不出CO 2羧基乙酸利用上述關(guān)系可以確定某些有機物的結(jié)構(gòu)。 3. 裂化反應(yīng) 裂化就是在一定條件下,把相對分子質(zhì)量大的、沸點高的烴斷裂為相對分子質(zhì)量小、沸點低的烴的過程。將不能用作輕質(zhì)燃料的常減壓餾分油加工成汽油、柴油等輕質(zhì)燃料和副產(chǎn)品氣體等,從而提高汽油的質(zhì)量和產(chǎn)量。 裂化可分為熱裂化和催化裂化兩類。熱裂化和催化裂化其主要目的是為了獲得質(zhì)量較高的汽油,由于催化裂化可避免熱裂化中炭化結(jié)焦,已有取代熱裂化的趨勢。

13、裂解 :裂解即是在無氧時,在較高溫度下,高級烷烴分解的過程。裂解的目的主要為了獲得乙烯、丙烯、丁二烯、丁烯、乙炔等。裂解反應(yīng)需要在較高溫度下進行。CH 3CH=CH 2H 2Pt / CCH 3CH 2CH 3H 2Ni+4.顯色反應(yīng):主要掌握FeCl3遇苯酚顯紫色;濃硝酸遇含苯環(huán)的蛋白質(zhì)顯黃色(黃蛋白實驗;碘水遇淀粉顯藍色。七、酯化反應(yīng)(屬于取代反應(yīng)1.酯化反應(yīng)的脫水方式:羧酸和醇的酯化反應(yīng)的脫水方式是:“酸脫羥基醇脫氫”,羧酸分子中羧基上的羥基跟醇分子中羥基上的氫原子結(jié)合成水,其余部分結(jié)合成酯。這種反應(yīng)的機理可通過同位素原子示蹤法進行測定。2.酯化反應(yīng)的類型:.一元羧酸和一元醇生成鏈狀小分

14、子酯的酯化反應(yīng),如: II.二元羧酸(或醇和一元醇(或酸的酯化反應(yīng)二元羧酸和一元醇按物質(zhì)的量11反應(yīng)二元羧酸和一元醇按物質(zhì)的量12反應(yīng)III.二元羧酸和二元醇的酯化反應(yīng)(1生成小分子鏈狀酯,如: (2生成環(huán)狀酯 (3生成聚酯,如: IV.羥基酸的酯化反應(yīng)(1分子間反應(yīng)生成小分子鏈狀酯,如: (2分子間反應(yīng)生成環(huán)狀酯,如:(3分子內(nèi)酯化反應(yīng)生成內(nèi)酯(同一分子中的-COOH 和-OH 脫水而形成的酯,如: V .無機酸和醇酯化生成酯,例如: 綜上所述,酯的種類有:小分子鏈狀酯、環(huán)酯、聚酯、內(nèi)酯、硝酸酯、酚酯。【總結(jié)】有機反應(yīng)基本類型基本類型有機物類別取代反應(yīng)鹵代反應(yīng) 飽和烴、苯和苯的同系物、酚等

15、酯化反應(yīng)醇、羧酸、糖類等某些水解反應(yīng) 鹵代烴、酯、糖(二糖、多糖、蛋白質(zhì)等 硝化反應(yīng) 苯和苯的同系物等 磺化反應(yīng) 苯和苯的同系物等加成反應(yīng) 烯烴、炔烴、苯和苯的同系物、醛等 消去反應(yīng)鹵代烴、醇等 氧化反應(yīng)燃燒絕大多數(shù)有機物酸性KMnO 4溶液 烯烴、炔烴、苯的同系物、酚、醛等 直接(或催化氧化 酚、醇、醛、葡萄糖等 還原反應(yīng)醛、葡萄糖聚合反應(yīng)加聚反應(yīng)(實為加成反應(yīng) 烯烴等縮聚反應(yīng) 多元醇與多元羧酸;氨基酸等顯色反應(yīng)苯酚遇FeCl 3溶液顯紫色、淀粉遇碘溶液呈藍色、蛋白質(zhì)(分子中含苯環(huán)與濃HNO 3反應(yīng)后顯黃色等有機物之間的類別異構(gòu)關(guān)系1.分子組成符合C n H2n(n3的類別異構(gòu)體:烯烴和環(huán)烷

16、烴;2.分子組成符合C n H2n-2(n4的類別異構(gòu)體:炔烴和二烯烴;3.分子組成符合C n H2n+2O(n3的類別異構(gòu)體:飽和一元醇和醚;4.分子組成符合C n H2n O(n3的類別異構(gòu)體:飽和一元醛和酮;5.分子組成符合C n H2n O2(n2的類別異構(gòu)體:飽和一元羧酸和酯;6.分子組成符合C n H2n-6O(n7的類別異構(gòu)體:苯酚的同系物、芳香醇及芳香醚7.分子組成符合C n H2n+2O2N(n2的類別異構(gòu)體:氨基酸和硝基化合物最簡式相同的有機物1.CH:C2H2和C6H62.CH2:烯烴和環(huán)烷烴3.CH2O:甲醛、乙酸、甲酸甲酯4.CnH2nO:飽和一元醛(或飽和一元酮與二

17、倍于其碳原子數(shù)的飽和一元羧酸或酯;例:乙醛(C2H4O與丁酸及其異構(gòu)體(C4H8O25.炔烴(或二烯烴與三倍于其碳原子數(shù)的苯及苯的同系物;舉一例:丙炔(C3H4與丙苯(C9H12有機化合物的水解有機化合物的水解是有機物分子中的某種原子或原子團被水分子的氫原子或氫氧原子團代換的反應(yīng)。有機化合物的水解速度通常很緩慢,常常需用催化劑(酸或堿。1.鹵化物的水解通常用氫氧化鈉水溶液作水解劑,反應(yīng)通式如下:RX+H2O-ROH+HXArX+2H2OArOH+HX+H2O式中R、Ar、X分別表示烷基、芳基、鹵素。2.酯的水解油脂在酸或堿催化條件下可以水解. 酸性條件下的水解在酸性條件下水解為甘油(丙三醇高級

18、脂肪酸. 堿性條件下的水解在堿性條件下水解為甘油高級脂肪酸鹽. 兩種水解都會產(chǎn)生甘油.油脂在堿性條件下的水解反應(yīng)稱為皂化反應(yīng).工業(yè)上就是利用油脂的皂化反應(yīng)制取肥皂.3. 淀粉/纖維素水解(C6H10O5n(淀粉/纖維素+nH2OnC6H12O6(葡萄糖4. 蔗糖水解C12H22O11(蔗糖+H2OC6H12O6(果糖+C6H12O6(葡萄糖5. 麥芽糖水解C12H22O11(麥芽糖+H2O2C6H12O6(葡萄糖6.含有肽鍵的蛋白質(zhì)或多肽等類物質(zhì)可以水解生成氨基酸;二肽、多肽的水解,例如H2NCH2CONHCH2COOH+H2O2H2NCH2COOH有機物的系統(tǒng)命名法按有機物的系統(tǒng)命名法主鏈編

19、號“最低系列”原則和“較優(yōu)基團后列出”原則(1關(guān)于最低系列原則所謂“最低系列”是從碳鏈不同的方向編號,得到幾種不同的編號系列,順次逐項比較各系列的不同位次,最先遇到的位次最小的即“最低系列”。例如: 該烷烴從左到右編號,甲基的位次分別為2、3、3、8、8、;從右到左編號,甲基的位次分別為2、2、7、7、8。第一個數(shù)字都是“2”,故比較第二個數(shù)字“3”與“2”.因2<3,故編號應(yīng)從右到左。該有機物的命名為2,2,7,7,8-五甲基壬烷。若第二個數(shù)字仍相同,再繼續(xù)比較直至遇到位次數(shù)字最小者即可。(2關(guān)于取代基的列出順序“較優(yōu)基團后列出”原則:確定“較優(yōu)基團”的依據(jù)次序規(guī)則:(i取代基或官能團

20、的第一個原子,其原子序數(shù)大的為“較優(yōu)基團”;對于同位素,質(zhì)量數(shù)大的為“較優(yōu)基團”。(ii第一個原子相同，則比較與之相連的第二個原子，依此類推。 常見的原子、基團較優(yōu)順序是： 當 主 碳 鏈 上 有幾個取代基或官能團時，這些取代基或官能團的列出順序?qū)⒆裱按涡蛞?guī)則”，指定“較優(yōu) 基團”后列出。 例如， 大小不同的烷基從兩端起位置相同時 , 由于 CH2CH3 為“較優(yōu)基 團” ，則應(yīng)使較優(yōu)的基團后列出 ，也就是說，若大小不同的烷基從兩端起位置相同時, 則應(yīng) 使較小的基團有較小的位次， 故該烷烴的名稱為 3,6-二甲基-7-乙基壬烷； 而不是 4,7-二甲 基-3-乙基壬烷。 能使酸性高錳酸鉀溶液

21、褪色的有機物 （一般高錳酸鉀都是硫酸酸化的高錳酸鉀溶液） 1分子中含有碳碳雙鍵、碳碳三鍵的不飽和有機物 如：烯烴（乙烯） 酸性有： 12KMnO4 + 5C2H4 + 18H2SO4 = 6K2SO4 + 12MnSO4 + 10CO2 + 28H2O 堿性且低溫有： 2KMnO4 + 5C2H4 + 3H2SO4 + 2H2O = K2SO4 + 2MnSO4 + 5HOCH2CH2OH 與其它烯烴反類似，酸性生成羰基（有 H 則生成酸，沒 H 則生成酮）。堿性且低溫則生 成 a-二醇。 炔烴： 中性溫和條件則有： R-C 三 C-R -R-CO-CO-R(a-二酮） 酸性： R-C 三 C-R -RCOOH 要說的一點是三鍵的活性沒有雙鍵活潑。 2苯的同系物 3含有羥基