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1、2010廣西奧賽培訓(xùn)有機(jī)化學(xué)廣西奧賽培訓(xùn)有機(jī)化學(xué)初賽基本要求:初賽基本要求: 有機(jī)化合物基本類型有機(jī)化合物基本類型烷、烯、炔、環(huán)烴、芳香烴、鹵烷、烯、炔、環(huán)烴、芳香烴、鹵代烴、醇、酚、醚、醛、酸、酯、胺、酰胺、硝基化合物、代烴、醇、酚、醚、醛、酸、酯、胺、酰胺、硝基化合物、磺酸的系統(tǒng)命名、基本性質(zhì)及相互轉(zhuǎn)化。異構(gòu)現(xiàn)象。磺酸的系統(tǒng)命名、基本性質(zhì)及相互轉(zhuǎn)化。異構(gòu)現(xiàn)象。C=C加成。取代反應(yīng)。芳環(huán)香烴取代反應(yīng)及定位規(guī)則。芳香烴加成。取代反應(yīng)。芳環(huán)香烴取代反應(yīng)及定位規(guī)則。芳香烴側(cè)鏈的取代反應(yīng)和氧化反應(yīng)。碳鏈增長(zhǎng)與縮短的基本反應(yīng)。側(cè)鏈的取代反應(yīng)和氧化反應(yīng)。碳鏈增長(zhǎng)與縮短的基本反應(yīng)。分子的手性及不對(duì)稱碳原子
2、的分子的手性及不對(duì)稱碳原子的R、S構(gòu)型判斷。糖、脂肪、構(gòu)型判斷。糖、脂肪、蛋白質(zhì)的基本概念、通式和典型物質(zhì)、基本性質(zhì)、結(jié)構(gòu)特蛋白質(zhì)的基本概念、通式和典型物質(zhì)、基本性質(zhì)、結(jié)構(gòu)特征以及結(jié)構(gòu)表達(dá)式。征以及結(jié)構(gòu)表達(dá)式。 天然高分子與合成高分子化學(xué)的初步知識(shí)(單體、天然高分子與合成高分子化學(xué)的初步知識(shí)(單體、主要合成反應(yīng)、主要類型、基本性質(zhì)、主要應(yīng)用)。主要合成反應(yīng)、主要類型、基本性質(zhì)、主要應(yīng)用)。附:常見(jiàn)縮寫與符號(hào)附:常見(jiàn)縮寫與符號(hào)Ac 乙酰基乙酰基 CH3CO Ar 芳基,芳基,Arn-Bu 正丁基正丁基 E 親電試劑親電試劑Et 乙基乙基 Nu 親核試劑親核試劑Ph 苯基苯基 R 烷基烷基Mt 甲
3、基甲基 Pr 丙基丙基 反應(yīng)中的加熱符號(hào)反應(yīng)中的加熱符號(hào)第第1 章章 烷烴、環(huán)烷烴烷烴、環(huán)烷烴一、鏈烷烴的結(jié)構(gòu)及其同分異構(gòu)現(xiàn)象一、鏈烷烴的結(jié)構(gòu)及其同分異構(gòu)現(xiàn)象1、烷烴的結(jié)構(gòu)特征、烷烴的結(jié)構(gòu)特征(1)烴、飽和烴)烴、飽和烴(2)烷烴的結(jié)構(gòu))烷烴的結(jié)構(gòu)HHHHHCHHH109.5o0.109nm甲烷的正四面體構(gòu)型甲烷的正四面體構(gòu)型 構(gòu)造式:構(gòu)造式:CH3CH2CH2CH3CH3CHCH3CH3CH3CH2CH2CH3(CH3)2CHCH2CH3構(gòu)造簡(jiǎn)式:構(gòu)造簡(jiǎn)式:碳干式:碳干式:鍵線式:鍵線式:CCCCCCCCCH CHHCHHH蛛網(wǎng)式蛛網(wǎng)式(3)有機(jī)結(jié)構(gòu)式的表示方法)有機(jī)結(jié)構(gòu)式的表示方法鋸架式鋸
4、架式 虛線虛線-楔線式楔線式CH3CH3CH3CH3CH3HHHHHNewman投影式 HHHHHH =60 =0交叉式 重疊式 費(fèi)歇爾(Fischer)投影式: CH3OHCOOHCOOHHCH3OHHCH3OHCOOHCOOHHCH3HOH 規(guī)則:一般將含碳原子放在豎立鍵方向,把與規(guī)則:一般將含碳原子放在豎立鍵方向,把與手性碳原子結(jié)合的橫向的兩個(gè)鍵擺向自己,把豎立手性碳原子結(jié)合的橫向的兩個(gè)鍵擺向自己,把豎立的兩擺向紙后,然后把這樣固定下來(lái)的分子模型中的兩擺向紙后,然后把這樣固定下來(lái)的分子模型中各個(gè)原子或基團(tuán)投影到紙面上,在投影式中,用一各個(gè)原子或基團(tuán)投影到紙面上,在投影式中,用一個(gè)十字交叉
5、線,其交點(diǎn)相當(dāng)于手性碳原子,它位于個(gè)十字交叉線,其交點(diǎn)相當(dāng)于手性碳原子,它位于紙平面上,垂直線所連的集團(tuán)表示伸向紙后,水平紙平面上,垂直線所連的集團(tuán)表示伸向紙后,水平線所連的集團(tuán)伸出紙前。線所連的集團(tuán)伸出紙前。2 2烷基的命名烷基的命名 烷烴分子中從形式上去掉一個(gè)氫原子而剩烷烴分子中從形式上去掉一個(gè)氫原子而剩下來(lái)的原子團(tuán)叫做烷基。下來(lái)的原子團(tuán)叫做烷基。CH3 甲基,甲基,MeCH3CH2 HH3C H去掉一個(gè)HCH3CH2 乙基,乙基,Et去掉一個(gè)HCH3CH2CH3去掉一個(gè)伯H去掉一個(gè)仲HCH3CH2CH2正丙基,n-PrCH3CHCH3異丙基,i-PrCH3CH2CH2CH2去掉一個(gè)伯HC
6、H3CH2CH2CH3正丁基,n-Bu去掉一個(gè)仲HCH3CHCH2CH3仲仲丁基,s-BuCH3 C CH2 CH CH3CH3CH31234CH31 1 伯碳,伯碳, 2 仲碳,仲碳, 3叔碳,叔碳, 4季碳季碳 一級(jí)碳一級(jí)碳 二級(jí)碳二級(jí)碳 三級(jí)碳三級(jí)碳 四級(jí)碳四級(jí)碳(5)碳原子的級(jí))碳原子的級(jí)中國(guó)化學(xué)會(huì)第中國(guó)化學(xué)會(huì)第2121屆屆(2007(2007年年) )全國(guó)高中學(xué)生化學(xué)競(jìng)賽全國(guó)高中學(xué)生化學(xué)競(jìng)賽( (省級(jí)賽區(qū)省級(jí)賽區(qū)) )試卷試卷該分子的分子式為該分子的分子式為_(kāi)。該分子有幾種不同級(jí)的碳原子?該分子有幾種不同級(jí)的碳原子?_。(4 4)C C2626H H30 30 。 分子式不全對(duì)不得分
7、分子式不全對(duì)不得分 (2 2分)分)(6 6)3 3種種 。 答錯(cuò)不得分答錯(cuò)不得分 (1 1分)分)(1)(2)ABCD光照 9-2 分子分子A中有中有 個(gè)一級(jí)碳原子,有個(gè)一級(jí)碳原子,有 個(gè)二級(jí)碳原子,有個(gè)二級(jí)碳原子,有 個(gè)個(gè)三級(jí)碳原子,有三級(jí)碳原子,有 個(gè)四級(jí)碳原子,至少有個(gè)四級(jí)碳原子,至少有 個(gè)氫原子共平面。個(gè)氫原子共平面。 2,0,4,1,4 每空分每空分 中國(guó)化學(xué)會(huì)第中國(guó)化學(xué)會(huì)第23屆全國(guó)高中學(xué)生化學(xué)競(jìng)賽(省級(jí)賽區(qū))屆全國(guó)高中學(xué)生化學(xué)競(jìng)賽(省級(jí)賽區(qū))第第9題題 (8分分) 請(qǐng)根據(jù)以下轉(zhuǎn)換填空:請(qǐng)根據(jù)以下轉(zhuǎn)換填空:2.通式和同系列通式和同系列(1)烷烴的通式:)烷烴的通式:CnH2n+2
8、 (2 2)烷烴的同系列:)烷烴的同系列: 凡具有同一個(gè)通式,結(jié)構(gòu)相似,凡具有同一個(gè)通式,結(jié)構(gòu)相似,化學(xué)性質(zhì)也相似,物理性質(zhì)則隨著碳原子數(shù)目的增加而化學(xué)性質(zhì)也相似,物理性質(zhì)則隨著碳原子數(shù)目的增加而有規(guī)律地變化的化合物系列,稱為同系列。有規(guī)律地變化的化合物系列,稱為同系列。(3)系列差:同系列中的化合物互稱為同系物。相鄰)系列差:同系列中的化合物互稱為同系物。相鄰的同系物在組成上相差的同系物在組成上相差CH2,這個(gè),這個(gè)CH2稱為系列差。稱為系列差。二、烷烴的系統(tǒng)命名二、烷烴的系統(tǒng)命名1、直鏈烷烴的命名、直鏈烷烴的命名 直鏈烷烴(直鏈烷烴(nalkanes)的名稱用)的名稱用“碳原子數(shù)碳原子數(shù)+
9、烷烷”來(lái)來(lái)表示。當(dāng)碳原子數(shù)為表示。當(dāng)碳原子數(shù)為110時(shí),依次用天干時(shí),依次用天干甲、乙甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸表示。碳原表示。碳原子數(shù)超過(guò)子數(shù)超過(guò)10時(shí),用數(shù)字表示。例如:六個(gè)碳的直鏈烷時(shí),用數(shù)字表示。例如:六個(gè)碳的直鏈烷稱為已烷。十四個(gè)碳的直鏈烷烴稱為十四烷。烷烴的稱為已烷。十四個(gè)碳的直鏈烷烴稱為十四烷。烷烴的英文名稱是英文名稱是alkane 1)選取主鏈:以碳原子數(shù)最多的碳鏈為主鏈)選取主鏈:以碳原子數(shù)最多的碳鏈為主鏈,把把支鏈當(dāng)作取代基,并使取代基的位次為最小。支鏈當(dāng)作取代基,并使取代基的位次為最小。 CH3CH2CHCHCH2CH2CH3C
10、H3CH33, 4-二甲基庚烷二甲基庚烷 2、 帶支鏈烷烴的命名帶支鏈烷烴的命名2 2)當(dāng)一個(gè)分子具有相同長(zhǎng)度的鏈可以作為主)當(dāng)一個(gè)分子具有相同長(zhǎng)度的鏈可以作為主鏈時(shí),選擇支鏈較多的鏈為主鏈:鏈時(shí),選擇支鏈較多的鏈為主鏈: H3C CH2CHCHCH CH CH3CH3CH2CH2CH3CH3CH3765456321272,3,5-三甲基三甲基-4-丙基庚烷丙基庚烷 3)主鏈碳原子的位次編號(hào))主鏈碳原子的位次編號(hào) 書寫書寫位次原則位次原則:有幾種編號(hào)的可能時(shí),小取有幾種編號(hào)的可能時(shí),小取代基寫前面,大取代基寫后面,同者合并。例,代基寫前面,大取代基寫后面,同者合并。例,H3CCCH CH2CH
11、2CH3CH3CH3CH2CH31234562, 2-二甲基二甲基-3-乙基己烷乙基己烷 4)支鏈上有取代基時(shí),取代支鏈的名稱可放在括)支鏈上有取代基時(shí),取代支鏈的名稱可放在括號(hào)中表明。例:號(hào)中表明。例: 1234H3CCH2CH2CH2CH2C CH2CH2CH CH3CCH3CH2H3CCH3H3CCCH3CH3CH2H3C56789102-甲基甲基-5,5-二(二(1,1-二甲基丙基)癸烷二甲基丙基)癸烷 (或帶撇的數(shù)字)(或帶撇的數(shù)字)2-甲基甲基-5、5-二二-1 、1 -二甲基丙基葵烷二甲基丙基葵烷三、烷烴的反應(yīng)性質(zhì)(化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定)三、烷烴的反應(yīng)性質(zhì)(化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定)原因(原因(1)
12、 其共價(jià)鍵都為其共價(jià)鍵都為鍵,鍵能大鍵,鍵能大 C-H 390435KJ/mol (2)分子中的共價(jià)鍵不易極化(電負(fù)性差別小,)分子中的共價(jià)鍵不易極化(電負(fù)性差別小, )(1)鹵代反應(yīng))鹵代反應(yīng) 在光照條件下可以發(fā)生自由基類型的在光照條件下可以發(fā)生自由基類型的氯代反應(yīng),常溫下叔氫原子最容易被取代,仲氫次之,氯代反應(yīng),常溫下叔氫原子最容易被取代,仲氫次之,伯氫原子最難,當(dāng)溫度高達(dá)伯氫原子最難,當(dāng)溫度高達(dá)300時(shí),三者的差別逐時(shí),三者的差別逐漸縮??;溫度越高,差別越小。漸縮??;溫度越高,差別越小。CHX2加熱或光照CXHX例:例:(CH3)4CCl2(CH3)3CCH2ClHCl(CH3)2CHC
13、H2Br(CH3)3CBrBr2CCH3CH3CH3Hhv分子中只有一種氫99%CH3-CH2-CH3Cl2CH3-CH2-CH2CH3-CH-CH3ClCl43%57%25光,C l C lho r2 C lCH4ClCH3HClCl2CH3-ClClCH3-ClClCH2-ClHClCH2-ClCl2CH2-Cl2Cl.鏈 引 發(fā)鏈 增 長(zhǎng) 階 段ClClCl2ClCH3-ClCH3-CH3鏈 終 止 階 段 CH3CH3CH3CH3甲烷的氯代反應(yīng)為自由基歷程甲烷的氯代反應(yīng)為自由基歷程 三、三、 烷烴鹵代反應(yīng)的相對(duì)活性與烷基自由基的穩(wěn)定性烷烴鹵代反應(yīng)的相對(duì)活性與烷基自由基的穩(wěn)定性1 烷烴鹵
14、代的相對(duì)活性:烷烴鹵代的相對(duì)活性: 3C-H 2C-H 1C-H原因:不同原因:不同C-H鍵的離解能(鍵的離解能(D)不同)不同, ,鍵的離解能愈小,鍵的離解能愈小,則自游基愈容易生成,反應(yīng)也就易進(jìn)行。則自游基愈容易生成,反應(yīng)也就易進(jìn)行。2 自由基的穩(wěn)定性:自由基的穩(wěn)定性: 3R 2R 1R CH3二、二、 鹵素的取代反應(yīng)活性鹵素的取代反應(yīng)活性: 氟氟 氯氯 溴溴 碘碘(可從鹵素對(duì)甲烷的反應(yīng)熱(可從鹵素對(duì)甲烷的反應(yīng)熱HR看出)看出)(2)硝化硝化 烷烴與硝酸常溫時(shí)不發(fā)生反應(yīng),高溫時(shí)則發(fā)生烷烴與硝酸常溫時(shí)不發(fā)生反應(yīng),高溫時(shí)則發(fā)生自由基歷程的硝化反應(yīng)生成硝基烷(工業(yè)制法,可自由基歷程的硝化反應(yīng)生成
15、硝基烷(工業(yè)制法,可轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌愋偷幕衔锒鳛楹铣芍虚g體)。硝轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌愋偷幕衔锒鳛楹铣芍虚g體)。硝基烷在工業(yè)上用作溶劑,用來(lái)溶解纖維素酯與合成基烷在工業(yè)上用作溶劑,用來(lái)溶解纖維素酯與合成樹(shù)脂,也用作制備其它類有機(jī)化合物的原料。樹(shù)脂,也用作制備其它類有機(jī)化合物的原料。RH+OHNO2NO2R+H2O氣相反應(yīng)氣相反應(yīng)(3)氧化和燃燒氧化和燃燒 常溫時(shí),烷烴一般不與氧化劑反應(yīng),也不與空常溫時(shí),烷烴一般不與氧化劑反應(yīng),也不與空氣中的氧反應(yīng)。但烷烴是易燃易爆的物質(zhì)。烷烴氣中的氧反應(yīng)。但烷烴是易燃易爆的物質(zhì)。烷烴(氣體或蒸氣)與空氣混合達(dá)到一定程度時(shí)(爆炸(氣體或蒸氣)與空氣混合達(dá)到一定程度時(shí)(
16、爆炸范圍以內(nèi)),遇到火花就會(huì)發(fā)生爆炸。范圍以內(nèi)),遇到火花就會(huì)發(fā)生爆炸。 CnH2n+23n+12O2燃燒nCO2 + (n+1)H2O + 熱能(Q)C6H14 + 9 O26CO2 + 7H2O + 4138KJ/mol124、熱裂反應(yīng)、熱裂反應(yīng) 在高溫及沒(méi)有氧氣的條件下使烷烴分子中的在高溫及沒(méi)有氧氣的條件下使烷烴分子中的C-C鍵鍵和和C-H鍵發(fā)生斷裂的反應(yīng)稱為熱裂反應(yīng)。鍵發(fā)生斷裂的反應(yīng)稱為熱裂反應(yīng)。CHCH2CH3HH(2)(1)(1)(2)CH3-CH=CH2 + H2 CH4 + CH2=CH2丙烯乙烯A、深度裂化(裂解、深度裂化(裂解 ) 主要是得到基本化工原料(如乙烯、主要是得到
17、基本化工原料(如乙烯、丙烯等)丙烯等) B、催化裂化(提高辛烷值汽油)、催化裂化(提高辛烷值汽油) 不同化學(xué)結(jié)構(gòu)的烴類,具有不同的抗爆震能力。不同化學(xué)結(jié)構(gòu)的烴類,具有不同的抗爆震能力。異辛烷(異辛烷(2,2,4-三甲基戊烷)的抗爆性較好三甲基戊烷)的抗爆性較好,辛烷值給定為,辛烷值給定為100。正。正庚烷的抗爆性差,給定為庚烷的抗爆性差,給定為0。汽油辛烷值的測(cè)。汽油辛烷值的測(cè)定是以異辛烷和正庚烷為標(biāo)準(zhǔn)燃料,按標(biāo)準(zhǔn)條件,定是以異辛烷和正庚烷為標(biāo)準(zhǔn)燃料,按標(biāo)準(zhǔn)條件,在實(shí)驗(yàn)室標(biāo)準(zhǔn)單缸汽油機(jī)上用對(duì)比法進(jìn)行的。調(diào)在實(shí)驗(yàn)室標(biāo)準(zhǔn)單缸汽油機(jī)上用對(duì)比法進(jìn)行的。調(diào)節(jié)標(biāo)準(zhǔn)燃料組成的比例,使標(biāo)準(zhǔn)燃料產(chǎn)生的爆震強(qiáng)節(jié)標(biāo)
18、準(zhǔn)燃料組成的比例,使標(biāo)準(zhǔn)燃料產(chǎn)生的爆震強(qiáng)度與試樣相同,此時(shí)標(biāo)準(zhǔn)燃料中異辛烷所占的體度與試樣相同,此時(shí)標(biāo)準(zhǔn)燃料中異辛烷所占的體積百分?jǐn)?shù)就是試樣的辛烷值積百分?jǐn)?shù)就是試樣的辛烷值II 環(huán)烷烴環(huán)烷烴一、環(huán)烷烴的分類一、環(huán)烷烴的分類1、單環(huán)烷烴、單環(huán)烷烴環(huán)己烷環(huán)己烷環(huán)戊烷環(huán)戊烷環(huán)丙烷環(huán)丙烷2、橋環(huán)烴、橋環(huán)烴3、螺環(huán)烴、螺環(huán)烴(二)環(huán)烷烴命名:(二)環(huán)烷烴命名:與烷烴類似,在烷字前加一與烷烴類似,在烷字前加一“環(huán)環(huán)”字。例:字。例: 環(huán)丙烷環(huán)丙烷 環(huán)丁烷環(huán)丁烷 環(huán)戊烷環(huán)戊烷 環(huán)己烷環(huán)己烷CH3CH3CH3CH3CH31,1-二甲基環(huán)丁烷1,2,3-三甲基丙烷 如取代基為較長(zhǎng)的碳鏈,將環(huán)作為取代基,作如取代
19、基為較長(zhǎng)的碳鏈,將環(huán)作為取代基,作為烷烴的衍生物命名:為烷烴的衍生物命名:HC CH2CH3CH3CH2CH23-環(huán)己基己烷 環(huán)烷烴除了碳架異構(gòu)外,還有順?lè)串悩?gòu)體,兩個(gè)環(huán)烷烴除了碳架異構(gòu)外,還有順?lè)串悩?gòu)體,兩個(gè)取代基在環(huán)同一側(cè)的稱為順式,兩個(gè)取代基在環(huán)兩取代基在環(huán)同一側(cè)的稱為順式,兩個(gè)取代基在環(huán)兩側(cè)的稱為反式。側(cè)的稱為反式。CH3CH3HHCH3HHCH3順順-1,4-二甲基環(huán)己烷二甲基環(huán)己烷反反-1,4-二甲基環(huán)己烷二甲基環(huán)己烷CH3CH3CH3CH3 橋環(huán)烴(二環(huán)、三環(huán)等)橋環(huán)烴(二環(huán)、三環(huán)等) 分之中含有兩個(gè)或多個(gè)碳環(huán)的多環(huán)化合物中,其中分之中含有兩個(gè)或多個(gè)碳環(huán)的多環(huán)化合物中,其中兩個(gè)環(huán)
20、共用兩個(gè)或多個(gè)碳原子的化合物稱為橋環(huán)化合物。兩個(gè)環(huán)共用兩個(gè)或多個(gè)碳原子的化合物稱為橋環(huán)化合物。1234567橋頭碳編號(hào)原則:從橋的一端開(kāi)始,沿最編號(hào)原則:從橋的一端開(kāi)始,沿最長(zhǎng)橋編致橋的另一端,再沿次長(zhǎng)橋長(zhǎng)橋編致橋的另一端,再沿次長(zhǎng)橋致始橋頭,最短的橋最后編號(hào)。致始橋頭,最短的橋最后編號(hào)。 命名:根據(jù)成環(huán)碳原子總數(shù)目稱為環(huán)某烷,在環(huán)字后面的方括命名:根據(jù)成環(huán)碳原子總數(shù)目稱為環(huán)某烷,在環(huán)字后面的方括號(hào)中標(biāo)出除橋頭碳原子外的橋碳原子數(shù)(大的數(shù)目排前,小的號(hào)中標(biāo)出除橋頭碳原子外的橋碳原子數(shù)(大的數(shù)目排前,小的排后,其它同環(huán)烷烴的命名。排后,其它同環(huán)烷烴的命名。 二環(huán)橋環(huán)烴可看作是二個(gè)橋頭二環(huán)橋環(huán)烴可
21、看作是二個(gè)橋頭C之間用三道橋聯(lián)結(jié)起來(lái)之間用三道橋聯(lián)結(jié)起來(lái), 因此方括號(hào)內(nèi)有三個(gè)數(shù)字因此方括號(hào)內(nèi)有三個(gè)數(shù)字, 由大到小排列由大到小排列, 數(shù)字用圓點(diǎn)隔開(kāi),數(shù)字用圓點(diǎn)隔開(kāi),編號(hào)從一個(gè)橋頭編號(hào)從一個(gè)橋頭C順最長(zhǎng)碳環(huán)到次長(zhǎng)碳環(huán),余類推。順最長(zhǎng)碳環(huán)到次長(zhǎng)碳環(huán),余類推。 7,7-二甲基二環(huán)二甲基二環(huán)2,2,1庚烷庚烷 1234567CH3CH3ClCH2CH312345678二環(huán)二環(huán)4.1.0庚烷庚烷 1,8-二甲基二甲基-2-乙基乙基-6-氯氯二環(huán)二環(huán)3.2.1辛烷辛烷 12345678910 十氫萘二環(huán)4.4.0癸烷 兩個(gè)環(huán)共用一個(gè)碳原子的環(huán)烷烴稱為螺環(huán)烴。兩個(gè)環(huán)共用一個(gè)碳原子的環(huán)烷烴稱為螺環(huán)烴。 B
22、rCH3螺碳原子123456781-溴-5-甲基螺3,4辛烷 編號(hào)原則:從較小環(huán)中與螺原子相鄰的編號(hào)原則:從較小環(huán)中與螺原子相鄰的一個(gè)碳原子開(kāi)始,徒經(jīng)小環(huán)到螺原子,再一個(gè)碳原子開(kāi)始,徒經(jīng)小環(huán)到螺原子,再沿大環(huán)致所有環(huán)碳原子。沿大環(huán)致所有環(huán)碳原子。 命名根據(jù)成環(huán)碳原子的總數(shù)稱為命名根據(jù)成環(huán)碳原子的總數(shù)稱為螺某烷螺某烷,螺字后方括號(hào)用,螺字后方括號(hào)用數(shù)字標(biāo)出二個(gè)碳環(huán)上除了共有碳原子外的碳原子數(shù)目,小的數(shù)字標(biāo)出二個(gè)碳環(huán)上除了共有碳原子外的碳原子數(shù)目,小的數(shù)字排前面,編號(hào)以較小環(huán)中與相鄰數(shù)字排前面,編號(hào)以較小環(huán)中與相鄰C開(kāi)始,數(shù)字用圓點(diǎn)隔開(kāi),開(kāi)始,數(shù)字用圓點(diǎn)隔開(kāi),代表碳原子數(shù)。代表碳原子數(shù)。21345
23、67CH321345675-甲 基 螺 2.4庚 烷螺 2.4庚 烷三、環(huán)烷烴的化學(xué)性質(zhì)三、環(huán)烷烴的化學(xué)性質(zhì)CH3Br2Cl2300光BrClCH3HBrHCl(1)鹵代)鹵代環(huán)烯烴具有烯烴的通性環(huán)烯烴具有烯烴的通性CH3CH3Br2/CCl4BrBrO3H2O/ZnCH3-C-CH2CH2CH2CHOO1mol Cl2500CH3ClClCH3主次二、小環(huán)烷烴的特性反應(yīng)二、小環(huán)烷烴的特性反應(yīng)1加成反應(yīng)加成反應(yīng)H2Ni80CH3CH2CH3H2Ni200CH3CH2CH2CH3H2Pd300CH3CH2CH2CH2CH3(1) 加氫加氫(2) 加鹵素加鹵素Br2/CCl4CH2-CH2-CH2
24、BrBrCH3CH3CH3Br2/CCl4C-CH-CH2BrCH3BrCH3CH3Br2/CCl4CH2-CH2-CH2-CH2BrBrBr2/CCl4溴褪色可用于鑒別環(huán)烷烴不起加成,而是取代反應(yīng)(3)加)加H X, H2SO4HBrH2SO4CCHCH3CH3CH3BrCH3CCHCH3CH3CH3OSO3HCH3H2OCCHCH3CH3CH3OHCH32氧化反應(yīng)氧化反應(yīng)CH=CCH3CH3KMnO4COOHCH3CH3C=OCH2CH CH3KMnO4不褪色褪色四、構(gòu)象異構(gòu)四、構(gòu)象異構(gòu) 由于原子或基團(tuán)繞鍵軸旋轉(zhuǎn),分子形成不同的空間由于原子或基團(tuán)繞鍵軸旋轉(zhuǎn),分子形成不同的空間排布形象,稱為
25、構(gòu)象異構(gòu)。表達(dá)方式有三種,以乙烷排布形象,稱為構(gòu)象異構(gòu)。表達(dá)方式有三種,以乙烷為例說(shuō)明之。為例說(shuō)明之。環(huán)己烷的構(gòu)象環(huán)己烷的構(gòu)象 在環(huán)己烷分子中,六個(gè)碳原子不在同一平面內(nèi),在環(huán)己烷分子中,六個(gè)碳原子不在同一平面內(nèi),碳碳鍵之間的夾角可以保持碳碳鍵之間的夾角可以保持109.5因此環(huán)很穩(wěn)定。因此環(huán)很穩(wěn)定。1兩種極限構(gòu)象兩種極限構(gòu)象椅式和船式椅式和船式椅式船式 無(wú)角張力 無(wú)C-H鍵間的扭轉(zhuǎn)張力 無(wú)張力 環(huán) 常溫下 99%無(wú)角張力有C-H鍵間的扭轉(zhuǎn)張力 有張力環(huán) 1%109.5HHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHH0.250nm234561123456相鄰碳上的C-H鍵全部為交叉式HHHHHHHHH
26、HHHHHHHHHHHHH2345611234560.183nm相鄰碳上的C-H全部為重疊式HHHHHHHHHHHH環(huán)己烷的直立鍵和平伏鍵平伏鍵直立鍵對(duì)稱軸環(huán)己烷椅式構(gòu)象的寫法環(huán)己烷椅式構(gòu)象的寫法豎?。╝)和橫?。╡)123456上者上上者上下者下下者下左歸左左歸左右歸右右歸右123456123456HHHHHH對(duì)稱軸HHHHHHHHHHHHHHHHHHae對(duì)稱軸ae鍵鍵鍵鍵兩個(gè)椅式構(gòu)象的互相轉(zhuǎn)變?cè)谑覝貢r(shí),環(huán)己烷的椅式構(gòu)象可通過(guò)在室溫時(shí),環(huán)己烷的椅式構(gòu)象可通過(guò)C-C鍵的轉(zhuǎn)動(dòng)(而不經(jīng)過(guò)碳碳鍵的斷裂),鍵的轉(zhuǎn)動(dòng)(而不經(jīng)過(guò)碳碳鍵的斷裂),由一種椅式構(gòu)象變?yōu)榱硪环N椅式構(gòu)象,在由一種椅式構(gòu)象變?yōu)榱硪环N椅
27、式構(gòu)象,在互相轉(zhuǎn)變中,原來(lái)的互相轉(zhuǎn)變中,原來(lái)的a鍵變成了鍵變成了e鍵,而鍵,而原來(lái)的原來(lái)的e鍵變成了鍵變成了a鍵。鍵。HCHCH3HHCH3CH3CCH3CH3CH3室溫99.9%HCHHHH0.255nm0.233nmHH0.255nm甲基環(huán)己烷原子間的距離1)一元取代環(huán)己烷的構(gòu)象)一元取代環(huán)己烷的構(gòu)象2)二元取代環(huán)己烷的構(gòu)象)二元取代環(huán)己烷的構(gòu)象 CH3CH3CH3CH3CH3CH3CH3CH3(順式)(反式)只能是 構(gòu)象構(gòu)象(優(yōu)勢(shì)構(gòu)象)e,aa,ae,e構(gòu)象CH3CH3HCH3e,aa,aCH3CH3CH3CH3CH3CH3CH3HeCH3HCH3H(順式)(反式)構(gòu)象只有 構(gòu)象(其中有
28、大的基團(tuán)時(shí),則在 鍵上)e,e構(gòu)象 (優(yōu)勢(shì)構(gòu)象)eeeaeeeeHHHH順式反式HHHH例例 : 化合物化合物A和和B的元素分析數(shù)據(jù)均為的元素分析數(shù)據(jù)均為C 85.71%,H 14.29%。質(zhì)譜數(shù)據(jù)表明。質(zhì)譜數(shù)據(jù)表明A和和B的相對(duì)分子質(zhì)量均為的相對(duì)分子質(zhì)量均為84。室溫下室溫下A和和B均能使溴水退色,但均不能使高錳酸鉀溶均能使溴水退色,但均不能使高錳酸鉀溶液退色。液退色。A與與HCl反應(yīng)得反應(yīng)得2,3-二甲基二甲基-2-氯丁烷,氯丁烷,A催化催化加氫得加氫得2,3-二甲基丁烷;二甲基丁烷;B與與HCl反應(yīng)得反應(yīng)得2-甲基甲基-3-氯戊氯戊烷,烷,B催化加氫得催化加氫得2,3-二甲基丁烷。二甲基
29、丁烷。寫出寫出A和和B的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式。的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式。寫出所有與寫出所有與A、B具有相同碳環(huán)骨架的同分異構(gòu)體,并具有相同碳環(huán)骨架的同分異構(gòu)體,并寫出其中一種異構(gòu)體與寫出其中一種異構(gòu)體與HCl反應(yīng)的產(chǎn)物。反應(yīng)的產(chǎn)物。 (2002年全國(guó)高中學(xué)生化學(xué)競(jìng)賽試題)年全國(guó)高中學(xué)生化學(xué)競(jìng)賽試題)A:1,1,2三甲基環(huán)丙烷三甲基環(huán)丙烷B:異丙基環(huán)丙烷:異丙基環(huán)丙烷第第2章章 烯烴和炔烴烯烴和炔烴一、烯烴和炔烴的結(jié)構(gòu)特征一、烯烴和炔烴的結(jié)構(gòu)特征乙烯分子所有的碳和氫原子都分布在同一平面 雙鍵上的碳采取雙鍵上的碳采取 sp2雜化雜化,形成形成處于同一平面上的三個(gè)處于同一平面上的三個(gè) sp2 雜化雜化軌道軌道乙烯的結(jié)構(gòu)乙烯的
30、結(jié)構(gòu)乙炔的結(jié)構(gòu)乙炔的結(jié)構(gòu)CHHC乙烯分子的成鍵情況CHH乙炔的電子云烷烴、烯烴、炔烴鍵參數(shù)的比較:烷烴、烯烴、炔烴鍵參數(shù)的比較:(1)鍵能)鍵能從表中可見(jiàn),從表中可見(jiàn),鍵鍵能比鍵鍵能比鍵鍵能小鍵鍵能小 (2)鍵長(zhǎng))鍵長(zhǎng) 由于構(gòu)成共價(jià)鍵的原子在分子中相互影響,同一類由于構(gòu)成共價(jià)鍵的原子在分子中相互影響,同一類型的共價(jià)鍵在不同化合物中可能稍有差別。型的共價(jià)鍵在不同化合物中可能稍有差別。(3)鍵角)鍵角(4)鍵的極性)鍵的極性 用偶極矩衡量。鍵的偶極矩如用偶極矩衡量。鍵的偶極矩如CH為,為,CO為為。分子的偶極矩是分子內(nèi)各鍵的偶極矩的矢量和。分子的偶極矩是分子內(nèi)各鍵的偶極矩的矢量和。如甲烷偶極矩為如
31、甲烷偶極矩為0,是非極性分子;氯甲烷為,是非極性分子;氯甲烷為,是極性分子。分子的極性對(duì)其熔點(diǎn)、沸點(diǎn)、溶解度是極性分子。分子的極性對(duì)其熔點(diǎn)、沸點(diǎn)、溶解度等都有影響。鍵的極性對(duì)化學(xué)反應(yīng)有決定性的作用。等都有影響。鍵的極性對(duì)化學(xué)反應(yīng)有決定性的作用。二、烯烴和炔烴的命名二、烯烴和炔烴的命名1 1)選主鏈)選主鏈CH3CCH3CHCHCH2CH3CH31234562)編號(hào))編號(hào)2,4-二甲基二甲基-2-己烯己烯 烯、炔混合烯、炔混合:若編號(hào)相同,則使雙鍵位次??;:若編號(hào)相同,則使雙鍵位次??; 若編號(hào)不相同,則以小的為準(zhǔn)若編號(hào)不相同,則以小的為準(zhǔn) 書寫時(shí)先烯后炔書寫時(shí)先烯后炔 二烯烴二烯烴: CH2 =
32、 CHCH = CH2 1,3丁二烯丁二烯 CH2=CH CH22烯丙基烯丙基1,3環(huán)己二烯環(huán)己二烯 3)標(biāo)出烯烴的順?lè)串悩?gòu)及)標(biāo)出烯烴的順?lè)串悩?gòu)及E/Z式命名式命名 (a)順?lè)疵ǎ╉樂(lè)疵?環(huán)狀化合物用順、反表示。相同或相似的原子或基因環(huán)狀化合物用順、反表示。相同或相似的原子或基因處于同側(cè)稱為順式,處于異側(cè)稱為反式。例如,處于同側(cè)稱為順式,處于異側(cè)稱為反式。例如,CH3CH3CH3CH3順、反異構(gòu)體對(duì)于三取代或四取代乙烯難以運(yùn)用。順、反異構(gòu)體對(duì)于三取代或四取代乙烯難以運(yùn)用。例:例:CCIBrHCl(Z)-1-溴溴-1-碘碘-2-氯乙烯氯乙烯 (b)Z、E命名法:命名法: 1 1依次對(duì)雙
33、鍵碳原子上所連接基團(tuán)排序。依次對(duì)雙鍵碳原子上所連接基團(tuán)排序。 2C1與與C2 上序數(shù)大的基團(tuán)在同側(cè)為上序數(shù)大的基團(tuán)在同側(cè)為Z, 在不同側(cè)為在不同側(cè)為E 。 CCcbbaCCdcba(E)-構(gòu)型(Z)-構(gòu)型abcd次序規(guī)則:次序規(guī)則: ()取代基的原子按原子序數(shù)大小排列,大者為()取代基的原子按原子序數(shù)大小排列,大者為“較優(yōu)較優(yōu)”基團(tuán)。基團(tuán)。 I Br Cl S P O N C D H ()若兩個(gè)基團(tuán)第一個(gè)原子相同(如()若兩個(gè)基團(tuán)第一個(gè)原子相同(如C ),則比),則比較與它直接相連的幾個(gè)原子,余類推。如:較與它直接相連的幾個(gè)原子,余類推。如:CHHClCCOOCHOClCCCClCH3CH2-
34、 CH3- (因第一順序原子均為因第一順序原子均為C,故必須比較與碳,故必須比較與碳 相連基團(tuán)的大小相連基團(tuán)的大小) CH3- 中與碳相連的是中與碳相連的是 C(H、H、H)CH3CH2- 中與碳相連的是中與碳相連的是 C(C、H、H) 所以所以CH3CH2-大。大。同理:同理:(CH3)3C- CH3CH(CH3)CH- (CH3)2CHCH2- CH3CH2CH2CH2-()() 當(dāng)取代基為不飽和基團(tuán)時(shí),則把雙鍵、三鍵當(dāng)取代基為不飽和基團(tuán)時(shí),則把雙鍵、三鍵原子看成是它與多個(gè)某原子相連。原子看成是它與多個(gè)某原子相連。CH2=CHCH2-CHCCC=OCOO相當(dāng)于相當(dāng)于相當(dāng)于相當(dāng)于例:例: H
35、C CH2CC(C)HHH(C)12CCH3CH3HC1(C,C,H)C2(C,H,H)12C1(C,C,H)C2(H,H,H)(4)芳環(huán))芳環(huán)所以-CH(CH3)2CH3HC(C,C,C)C(C,C,H)(5)若原子的鍵不到四個(gè),可補(bǔ)加原子序數(shù)為零)若原子的鍵不到四個(gè),可補(bǔ)加原子序數(shù)為零的的“假想原子假想原子” 使之達(dá)到使之達(dá)到 四個(gè)。四個(gè)。 如如N,例:,例: CNOHCH3CH3CH2(Z)-丁酮肟示例:示例:CCCH3HCH2CH2CH3CH3CH2CH3CH2CHCClBr(E)-1-氯-1-溴-1-戊烯(Z)-3-甲基-2-己烯CCCH3H3CHCCCH3CH2CH3H(Z),(Z
36、)-2,5-= -2,4-甲基庚二烯三、電子效應(yīng)也稱為極性效應(yīng):由于分子中電子云三、電子效應(yīng)也稱為極性效應(yīng):由于分子中電子云 分布不均勻而引起分子化學(xué)的變化,稱為電子效應(yīng)。分布不均勻而引起分子化學(xué)的變化,稱為電子效應(yīng)。1、誘導(dǎo)效應(yīng):因某一原子或基團(tuán)的極性(電負(fù)性)、誘導(dǎo)效應(yīng):因某一原子或基團(tuán)的極性(電負(fù)性)不同而引起分子中不同而引起分子中 -鍵電子云密度分布發(fā)生變化,鍵電子云密度分布發(fā)生變化,進(jìn)而引起分子性質(zhì)變化的效應(yīng),進(jìn)而引起分子性質(zhì)變化的效應(yīng), 在有機(jī)化學(xué)中規(guī)定,飽和在有機(jī)化學(xué)中規(guī)定,飽和CH鍵的誘導(dǎo)效鍵的誘導(dǎo)效應(yīng)為零,應(yīng)為零,-I表示吸電子;表示吸電子;+I表示供電子效應(yīng)。表示供電子效應(yīng)
37、。YCCXCH+ I- II = 0 誘導(dǎo)效應(yīng)的特征是通過(guò)碳鏈去傳遞,并隨碳誘導(dǎo)效應(yīng)的特征是通過(guò)碳鏈去傳遞,并隨碳鏈的增長(zhǎng)而迅速減弱或消失。一般來(lái)說(shuō),經(jīng)過(guò)鏈的增長(zhǎng)而迅速減弱或消失。一般來(lái)說(shuō),經(jīng)過(guò)三個(gè)原子后,影響就極弱了,超過(guò)三個(gè)原子后,影響就極弱了,超過(guò)5個(gè)原子就個(gè)原子就沒(méi)有了。表示誘導(dǎo)效應(yīng)可以用沒(méi)有了。表示誘導(dǎo)效應(yīng)可以用表示。表示。 CH3CH2CH2CH2Cl對(duì)于(I)效應(yīng)FClBrI同族元素比較:同族元素比較:同周期元素比較:同周期元素比較:FORNR2不同雜化狀態(tài)碳原子的比較不同雜化狀態(tài)碳原子的比較CCRCR=CR2CR2CR3 對(duì)+I: 具有+I效應(yīng)的原子團(tuán)主要是烷基,其相對(duì)強(qiáng)度如下
38、:(CH3)3 (CH3)2CH CH3CH2 CH3 在分子結(jié)構(gòu)中,含有三個(gè)或三個(gè)以上相鄰且共平面的原子在分子結(jié)構(gòu)中,含有三個(gè)或三個(gè)以上相鄰且共平面的原子時(shí),這些原子中相互平行的軌道之間相互交蓋連在一起,從時(shí),這些原子中相互平行的軌道之間相互交蓋連在一起,從而形成離域鍵(大鍵)體系稱為共軛體系。而形成離域鍵(大鍵)體系稱為共軛體系。 在共軛體系中由于在共軛體系中由于電子離域,電子云密度平均化,體系內(nèi)電子離域,電子云密度平均化,體系內(nèi)能降低,因而更加穩(wěn)定,這種效應(yīng)叫共軛效應(yīng)。能降低,因而更加穩(wěn)定,這種效應(yīng)叫共軛效應(yīng)。p共軛有三種:共軛有三種:共軛效應(yīng):共軛效應(yīng):1、共軛效應(yīng)類型、共軛效應(yīng)類型(
39、3): p超共軛:超共軛:p超共軛可用來(lái)解釋游離基及碳正離子的穩(wěn)定性超共軛可用來(lái)解釋游離基及碳正離子的穩(wěn)定性次序。例如,次序。例如,CH3C H2CH3C H2CH3-CH=CH2 2 2、共軛體系的特點(diǎn)共軛體系的特點(diǎn)a) a) 組成共軛體系的原子具共平面性。組成共軛體系的原子具共平面性。b b) ) 鍵長(zhǎng)趨于平均化。(因電子云離域而致)。鍵長(zhǎng)趨于平均化。(因電子云離域而致)。正常正常C-C鍵鍵 鍵長(zhǎng)鍵長(zhǎng)0.154154nm 丁二烯中丁二烯中 C-C鍵長(zhǎng)鍵長(zhǎng) C=C 0.133nm 苯中苯中 C-C鍵長(zhǎng)均為鍵長(zhǎng)均為c c)內(nèi)能較低,分子趨于穩(wěn)定(可從氫化熱得知)內(nèi)能較低,分子趨于穩(wěn)定(可從氫化
40、熱得知)2 2 共軛效應(yīng)的傳遞共軛效應(yīng)的傳遞: 沿著共軛鏈交替?zhèn)鬟f,不因沿著共軛鏈交替?zhèn)鬟f,不因鏈長(zhǎng)而減弱(交替、遠(yuǎn)程傳遞)。例如:鏈長(zhǎng)而減弱(交替、遠(yuǎn)程傳遞)。例如:CH3-CH-CH=CH-CH=CH2CH3CHCHCHCHCH2CH3CHCHCHCHCH2 富電子時(shí),富電子時(shí),P電子朝著雙鍵方向轉(zhuǎn)移,呈供電子電子朝著雙鍵方向轉(zhuǎn)移,呈供電子共軛效應(yīng)(共軛效應(yīng)(+C)X CH=CHCH2CH=CH 雙鍵與電負(fù)性大的不飽和基團(tuán)共軛時(shí),共軛體系雙鍵與電負(fù)性大的不飽和基團(tuán)共軛時(shí),共軛體系的電子云向電負(fù)性大的元素偏移,呈現(xiàn)出吸電子的的電子云向電負(fù)性大的元素偏移,呈現(xiàn)出吸電子的共軛效應(yīng)(共軛效應(yīng)(-
41、C)。例如:)。例如:CH2CH2RX2RCHXCH2XRCH2CH3(反應(yīng)活性F2Cl2I2)HXH2/NiRCH CH3X(反應(yīng)活性HIHBrHCl,馬氏加成)HBr過(guò)氧化物RCH2CH2BrH2SO4R CHCH3OSO3H反馬氏加成RCH CH3XH2O馬氏加成H2O催化劑RCHCH3OH馬氏加成X2+H2ORCHCH2XOH(BH3)2(RCH2CH2)3BH2O2OH-RCH2CH2OH3、烯烴的反應(yīng)、烯烴的反應(yīng)1) 加成反應(yīng)原因: 鍵中鍵的極性為 (電負(fù)性)示例:示例:Br2H2O+HBrOHBr2-溴環(huán)己醇反應(yīng)機(jī)理:反應(yīng)機(jī)理:CH3CH CH2BH2HCH3CH2CH2BH2(
42、CH3CH2CH2)3BR CH CH2+BH3(RCH2CH2)3BRCH2CH2OHTHFH2O2示例:示例:CH3CH2CH2CHCH2H3CCH CH2CH36%94%1%99%上述反應(yīng)是從烯烴制備醇的一個(gè)重要方法,得到反馬氏產(chǎn)物。上述反應(yīng)是從烯烴制備醇的一個(gè)重要方法,得到反馬氏產(chǎn)物。2 2氧化反應(yīng)氧化反應(yīng)1) KMnO4 或或OsO4氧化氧化RCH=CH22KMnO44H2O3R-CH-CH22MnO22KOH堿性3OH OH或中性2)用酸性)用酸性KMnO4氧化氧化R-CH=CH2KMnO4H2SO4R-COOHHCOOHCO2 + H2OC CHRRRKMnO4H2SO4C OR
43、RR-COOH羧酸酮羧酸2)臭氧化反應(yīng))臭氧化反應(yīng)3)臭氧氧化)臭氧氧化(用含有臭氧(用含有臭氧68%的氧氣作氧化劑)的氧氣作氧化劑) C=CHRRRO3O OCOCRHRRH2OC ORRCORH2O2HR-COOH + H2O臭氧化物粘糊狀,易爆炸,不必分離,可直接在溶液中水解。 為了防止生成的過(guò)氧化物繼續(xù)氧化醛、酮,通常臭氧為了防止生成的過(guò)氧化物繼續(xù)氧化醛、酮,通常臭氧化物的水解是在加入還原劑(如化物的水解是在加入還原劑(如Zn / H2O)或催化氫化)或催化氫化下進(jìn)行。下進(jìn)行。CH3-C=CHCH3CH31) O32) Zn/H2OCOCH3CH3CH3CHO丙酮乙醛CCH2RCH C
44、R2C CHCHORCHOR2C=O此反應(yīng)可以用于測(cè)定烯烴的位置此反應(yīng)可以用于測(cè)定烯烴的位置: 臭氧化還原水解產(chǎn)物, 原烯烴的結(jié)構(gòu)CH3-C=CHCH2CH=CH2CH3 CH3COCH3 OCHCH2CHO HCHO, CH3-C-CH2CHCH2CHOOCH3CH3CH34 4)催化氧化(特定催化劑條件)催化氧化(特定催化劑條件) 主要在工業(yè)上應(yīng)用,如:主要在工業(yè)上應(yīng)用,如: CH2CH22+O2Ag2H2CCH2O200o-300oCH3CH=CH2CH3C-O-O-HOCH3-CH CH2CH3COOHO(3)聚合:CH2CH2n催化劑CH2CH2n(4)-H的鹵代:CH3CHCH2X
45、2高溫CH2CHCH2X(X=Cl2,Br2)CH3CHCH2NBSCH2CH2CH2Br NBS(N-溴代丁二酰亞胺溴代丁二酰亞胺)能提供穩(wěn)定的低濃度能提供穩(wěn)定的低濃度Br2,在在-位進(jìn)行溴化。位進(jìn)行溴化。 10Mpa CH-CH2 nTiCl4 Al(C2H5)350nCH3CH=CH2CH3聚丙烯TiCl4-Al(C2H5)3 稱為齊格勒(Ziegler 德國(guó)人)、納塔(Natta 意大利人)催化劑 例例2用異丙烯苯用異丙烯苯溴水,濃溴水,濃H2SO4和其它無(wú)機(jī)試劑來(lái)制取和其它無(wú)機(jī)試劑來(lái)制取請(qǐng)用四個(gè)方程式表示其合成過(guò)程,并注明反應(yīng)類型請(qǐng)用四個(gè)方程式表示其合成過(guò)程,并注明反應(yīng)類型.已知:已
46、知:R-CH2OHORCOOH反應(yīng)方程式反應(yīng)方程式反應(yīng)類型CCH2CH3CCOOHCH2(2).CH3CCH2Br Br+2H2ONaOHCH3CCH2OH OH+ 2HBr取代取代(水解水解)(3).CH3CCH2OHOH O 氧化還原氧化還原CH3CCOOHOH(4).CH3CCOOHOH濃濃H2SO4 COOHCCH2+H2O消去消去(1).CCH2CH3+Br2CH3CCH2Br Br加成第第11題(題(9分)石竹烯(分)石竹烯(Caryophyllene,C15H24)是一種含有雙鍵的天然產(chǎn)物,其中一個(gè)雙鍵的構(gòu)型是反式的,丁香花氣味主要是由它引起的。可從下面的反應(yīng)推斷石竹烯及其相關(guān)化
47、合物的結(jié)構(gòu)。反應(yīng)1: 反應(yīng)2:反應(yīng)3:反應(yīng)4:石竹烯的異構(gòu)體異石竹烯在反應(yīng)1和反應(yīng)2中也分別得到產(chǎn)物A和B,而在反應(yīng)3卻得到了產(chǎn)物C的異構(gòu)體,此異構(gòu)體在經(jīng)過(guò)反應(yīng)4后仍得到了產(chǎn)物D。 11_1在不考慮反應(yīng)生成手性中心的前提下, 畫出化合物A、C以及C的異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)式。 11_2畫出石竹烯和異石竹烯的結(jié)構(gòu)式。 11_3指出石竹烯和異石竹烯的結(jié)構(gòu)差別。11.(9分)(1)(3分)A的結(jié)式:(a)圖 C的結(jié)構(gòu)式:(b)圖C的異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)式:(c)圖 (2)(4分)石竹烯的結(jié)構(gòu)式:(d)圖異石竹烯的結(jié)構(gòu)式:(e)圖(3)(2分)環(huán)內(nèi)雙鍵構(gòu)型不同,石竹烯九元環(huán)中的 雙鍵構(gòu)型為反式的,異石竹烯九元環(huán)中的雙鍵
48、構(gòu)型 為順式的。 4 4炔烴的化學(xué)反應(yīng)炔烴的化學(xué)反應(yīng) 1)催化加氫)催化加氫RCCRH2PtRCH2CH2RNa液NH3CCHRHRH2Lindlar催化劑CCRHHR(反式烯烴)(順式烯烴)RC C (CH2)nCHCH2Lindlar催化劑H2CH (CH2)n CH CH2RCH2) 親電加成親電加成 (反應(yīng)活性:烯 炔)RCCRRCBrCBrRRCBr2CBr2RBr2Br2RCCHRCXCH2RCX2CH3HXBr2CH2CH CH2CCHCH2Br CH2CCHCH2Br(1mol)+ (炔烴的加成較烯烴要難)(炔烴的加成較烯烴要難)HC CHH2OHg2+,H2SO4100 H
49、CCHHO-HCH3-COHC COHC CO烯醇式(不穩(wěn)定)酮式(穩(wěn)定)這一反應(yīng)是庫(kù)切洛夫在1881年發(fā)現(xiàn)的,故稱為庫(kù)切洛夫反應(yīng)。其他炔烴水化時(shí),則變成酮。例如:CH3C CH + H2OHgSO4H2SO4CH3-C=CHCH3-C-CH3OC CH + H2OHgSO4H2SO4C CH3O91%OH3)氧化)氧化例:例: R CCHRCOKOKMnO4臭氧氧化,生成兩個(gè)羧酸:臭氧氧化,生成兩個(gè)羧酸: R CC RRCCOORH2OH2O2RCOOHRCOOH+O3 3)氧化(氧化( 比雙鍵要難比雙鍵要難)只生成幾個(gè)分子的聚合物只生成幾個(gè)分子的聚合物 CH CH + CH CH CH2=
50、CH-C CH 乙烯基乙炔乙烯基乙炔 CH2=CH-C CH CH2=CH-C C-CH=CH2 二乙烯基乙炔二乙烯基乙炔 3 CH CH 4 CH CH Cu2Cl3+NH4ClH2O+ CH CH催化劑催化劑Ni(CN)2,(C6H6)3P醚醚苯苯Ni(CN)2醚醚環(huán)辛四烯環(huán)辛四烯4 )聚合反應(yīng)聚合反應(yīng)H-C C-H2AgNO3 + 2NH4OH2Cu2Cl 2+ 2NH4OHAg-C C-AgCu-C C-Cu2NH4NO3 + 2H2O2NH4Cl + 2H2OR-C C-HR-C C-AgR-C C-CuCu(NH3)2+Ag(NH3)2+乙炔銀(白色)乙炔亞銅(棕紅色)炔銅(棕紅
51、)炔銀(白 )2H-C C-H2NaNH2H-C C-NaNH3R-C C-NaR-C C-HNaNH2NH3NH3(L)液態(tài)氨5)炔化物的生成炔化物的生成R C CHR C CNaNaNH2CH3XR CC CH3-+5 5、共軛二烯烴的反應(yīng)、共軛二烯烴的反應(yīng) (1)Diels-Alder反應(yīng)(雙烯合成)反應(yīng)(雙烯合成)+OOOOOO雙烯體親雙烯體苯,100 5h90%+CH2CHOCHO+CO2MeCO2MeCO2MeCO2Me+MeO2CCO2MeCO2MeCO2Me(1)(2)ABCD光照第第9題題 (8分分) 請(qǐng)根據(jù)以下轉(zhuǎn)換填空:請(qǐng)根據(jù)以下轉(zhuǎn)換填空:9-1 中國(guó)化學(xué)會(huì)第中國(guó)化學(xué)會(huì)第2
52、3屆全國(guó)高中學(xué)生化學(xué)競(jìng)賽(省級(jí)賽區(qū))屆全國(guó)高中學(xué)生化學(xué)競(jìng)賽(省級(jí)賽區(qū)) 9-3 B的同分異構(gòu)體的同分異構(gòu)體D的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是 只要正確表達(dá)出雙鍵加成就可得分只要正確表達(dá)出雙鍵加成就可得分。其他答案不得分其他答案不得分。 (2分) 中國(guó)化學(xué)會(huì)第中國(guó)化學(xué)會(huì)第23屆全國(guó)高中學(xué)生化學(xué)競(jìng)賽(省級(jí)賽區(qū))屆全國(guó)高中學(xué)生化學(xué)競(jìng)賽(省級(jí)賽區(qū)) (2) 1,4-加成和加成和1,2-加成加成H2Br2CH2CH CHCH2HClCH2BrCHCHCH2BrCH2CHClHCH2CH3CHCHCH2ClCH3CH2CHCH2CH3CHCHCH3+CH2BrCHBrCHCH2催化劑1,2-加成加成 1,4-加成
53、加成 隨著反應(yīng)條件隨著反應(yīng)條件溫度、溶劑等的不同,兩種溫度、溶劑等的不同,兩種產(chǎn)物的比例會(huì)有所不同,但是總得到兩種不同的產(chǎn)物的比例會(huì)有所不同,但是總得到兩種不同的產(chǎn)物,往往產(chǎn)物,往往1,4-加成產(chǎn)物是主要的。加成產(chǎn)物是主要的。 例例 2:化合物化合物A和和B的元素分析數(shù)據(jù)均為的元素分析數(shù)據(jù)均為C 85.71%,H 14.29%。質(zhì)譜數(shù)據(jù)表明。質(zhì)譜數(shù)據(jù)表明A和和B的相對(duì)分子質(zhì)量均為的相對(duì)分子質(zhì)量均為84。室溫下室溫下A和和B均能使溴水及高錳酸鉀溶液退色。均能使溴水及高錳酸鉀溶液退色。A與與乙硼烷反應(yīng)然后在堿性乙硼烷反應(yīng)然后在堿性H2O2中水解得中水解得2,3-二甲基二甲基-2-丁醇,丁醇,A催化
54、加氫得催化加氫得2,3-二甲基丁烷;二甲基丁烷;B與乙硼烷反與乙硼烷反應(yīng)然后在堿性應(yīng)然后在堿性H2O2中水解得中水解得2,3-二甲基二甲基-1-丁醇,丁醇,B催化加氫得催化加氫得2,3-二甲基丁烷。二甲基丁烷。寫出寫出A和和B的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式。的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式。寫出寫出A、B與乙硼烷反應(yīng)然后在堿性與乙硼烷反應(yīng)然后在堿性H2O2中水解的反中水解的反應(yīng)方程式。應(yīng)方程式。A:2,3-二二-甲基甲基2-丁烯丁烯B:2,3-二二-甲基甲基1-丁烯丁烯第第3章章 鹵代烴鹵代烴一、鹵代烴的命名一、鹵代烴的命名 系統(tǒng)命名法把鹵代烴看做是烷烴的衍生物,系統(tǒng)命名法把鹵代烴看做是烷烴的衍生物,把鹵原子作為取代基。把鹵原子作為取
55、代基。CH3CH CH2CHCH2CH3CH3Cl4 4甲甲基基2 2氯氯己己烷烷CH3CH2CH CH CH2CH3ClBr3 3- -氯氯- -4 4- -溴溴己己烷烷7、鹵代烴的化學(xué)反應(yīng)、鹵代烴的化學(xué)反應(yīng)1)親核取代反應(yīng)()親核取代反應(yīng)(由親核試劑進(jìn)攻引起的取代反應(yīng)稱為由親核試劑進(jìn)攻引起的取代反應(yīng)稱為親核取代反應(yīng)(用親核取代反應(yīng)(用SN表示)表示)反應(yīng)通式:反應(yīng)通式: OH I親核試劑Nu底物CH3ICH3OHLeaving Group 許多親核試劑是負(fù)離子,如許多親核試劑是負(fù)離子,如OR,OH,SH,CN等,實(shí)驗(yàn)室中常用它們的鈉鹽,鉀鹽或鋰鹽,例:等,實(shí)驗(yàn)室中常用它們的鈉鹽,鉀鹽或鋰鹽
56、,例:RXNaORRORNaOHKSHRSHROHNaSRRSRNaCNKOCORROCORRCN+NaX或KX鹽 有些親核試劑是中性分子,如有些親核試劑是中性分子,如H2O, ROH, NH2, RNH2等,例:等,例: RXH2OROHROHRORNH3RNH2RNH2HXRNH2R鹵代烴的親核取代反應(yīng)廣泛應(yīng)用于有機(jī)合成中,例:鹵代烴的親核取代反應(yīng)廣泛應(yīng)用于有機(jī)合成中,例: RX+NaCN醇RCNH3O+RCOOHCH3CCNa+(CH3)2CHCH2ICH3CC CH2CHCH3CH32)鹵原子之間的交換反應(yīng):)鹵原子之間的交換反應(yīng): NaI丙酮NaBr63%CH3CH CH3BrCH3
57、CH CH3I3)消除反應(yīng)()消除反應(yīng)(從分子中脫去一個(gè)簡(jiǎn)單分子生成從分子中脫去一個(gè)簡(jiǎn)單分子生成不飽和鍵的反應(yīng)稱為消除反應(yīng),用不飽和鍵的反應(yīng)稱為消除反應(yīng),用E表示表示 )CH3CH2CH2CHCH3Br乙醇鈉乙醇CH3CH2CH=CHCH3CH3CH2CHC=CH269%31%CH3CH2CCH3CH3BrKOH乙乙醇醇CH3CHCCH3CH3CH3CH2CCH2CH3+ 71% 29 %消除反應(yīng)的難易:消除反應(yīng)的難易: 三級(jí)鹵代烴三級(jí)鹵代烴 二級(jí)鹵代烴二級(jí)鹵代烴 一級(jí)鹵代烴一級(jí)鹵代烴 札依采夫(札依采夫(saytzeff)規(guī)則)規(guī)則: 在在消除反應(yīng)中的主消除反應(yīng)中的主要產(chǎn)物是雙鍵碳上連接烴基
58、最多的烯烴。要產(chǎn)物是雙鍵碳上連接烴基最多的烯烴。鍵是極性很強(qiáng)的鍵,電負(fù)性鍵是極性很強(qiáng)的鍵,電負(fù)性C為,為,Mg為,所為,所以格氏試劑非常活潑,能起多種化學(xué)反應(yīng)。以格氏試劑非?;顫?,能起多種化學(xué)反應(yīng)。4) 與金屬鎂的反應(yīng)(格氏試劑):與金屬鎂的反應(yīng)(格氏試劑):R-X + MgRMgX無(wú)水乙醚格林尼亞( )試劑簡(jiǎn)稱格氏試劑, 年發(fā)現(xiàn)( 歲)190029GrignardX = Cl 、BrC Mg格氏試劑與含活潑氫的化合物作用格氏試劑與含活潑氫的化合物作用RMgX +RCOOHR-H +MgOCORXHOHR-OHHXR-C CHR-H +MgXXR-H +MgXC CRR-H +MgORXR-H
59、 +MgOHX新的格氏試劑,很有用CH3MgI + A-HCH4 + AI定量的測(cè)定甲烷的體積,可推算出所含活潑氫的個(gè)數(shù)。5 5)與堿金屬反應(yīng):)與堿金屬反應(yīng):鈉:鈉:RX+2NaRNa + NaXRNa + RXR-R + NaX武慈反應(yīng)wurtz鋰:鋰: CH3CH2CH2CH2Br+2Li乙醚低溫CH3CH2CH2CH2Li+LiBr8090%6)二烴基銅鋰:)二烴基銅鋰: +CuI2RLiR2CuLi + LiIR2CuLi + RXRR RCu LiX(可用于制備一些結(jié)構(gòu)復(fù)雜的烷烴)(可用于制備一些結(jié)構(gòu)復(fù)雜的烷烴) 例:例: CH3CH2CH2CH2Li+CuI(CH3CH2CH2C
60、H2)CuICH3CH2CH2BrCH3(CH2)5CH3(CH3CH2CH-)2CuLiCH3CH3(CH2)3CH2BrCH3CH2CHCH2CH2CH2CH2CH3CH384%甲基辛烷3-CH3CH2CHCH2CH2CH2CH2CH3CH3 R2CuLi RX問(wèn)題:?jiǎn)栴}:如何合成下面化合物?如何合成下面化合物? 烯丙基式鹵代烴的活性最大,乙烯式鹵代烴最烯丙基式鹵代烴的活性最大,乙烯式鹵代烴最不活潑,孤立式鹵代烴與相應(yīng)的鹵代烴相似。不活潑,孤立式鹵代烴與相應(yīng)的鹵代烴相似。 化學(xué)活性次序(與硝酸銀乙醇化學(xué)活性次序(與硝酸銀乙醇溶液反應(yīng)):溶液反應(yīng)): RCHCHCH2XCH2X三級(jí)鹵代烴二級(jí)
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