1、微型专题4 烃的衍生物,专题4 烃的衍生物,学习目标定位 1.掌握卤代烃在有机合成中的应用。 2.学会从官能团认识和推断有机物质的性质。 3.掌握各类有机反应的规律(如醇的氧化反应、消去反应、酯化反应等)。 4.掌握有机合成的分析方法。,例1 某烃类化合物A的质谱图表明其相对分子质量为84，红外光谱表明分子中含有碳碳双键，核磁共振氢谱表明分子中只有一种类型的氢。(1)A的结构简式为_。,一、卤代烃的结构和性质,答案,解析,解析 用商余法先求该烃的化学式，n(CH2)84/146，化学式为C6H12，分子中含有一个碳碳双键，又只有一种类型的氢，说明分子结构很对称，结构简式为 。,(2)A中的碳原
2、子是否都处于同一平面？_(填“是”或“不是”)。,是,答案,解析,解析 由于存在碳碳双键，因此分子中所有碳原子共平面。,(3)在上图中，D1、D2互为同分异构体，E1、E2互为同分异构体。 C的化学名称是_；反应的化学方程式为_；,2,3-二甲基-1,3-丁二烯,答案,E2的结构简式是_； 、的反应类型依次是_、_。,加成反应,取代反应(或水解反应),答案,解析,解析 A和Cl2发生加成反应，产物再经反应得共轭二烯烃，D1是C和Br2发生1,2-加成反应的产物，而D1和D2互为同分异构体，可知D2是C和Br2发生1,4-加成的产物，生成物D1和D2分别再发生水解反应生成醇E1和E2。,解题指导
3、,通常情况下卤代烃有两个性质 (1)在氢氧化钠溶液中发生取代反应生成醇类化合物：如果此有机物含有一个卤素原子，则发生取代反应时只能在原有机物分子结构中引入一个OH，若此有机物含有两个或多个卤素原子时，则在原有机物分子结构中会引入两个或多个OH。,二、醇、酚的结构与性质,1.醇的结构与性质,例2 分子式为C7H16O的饱和一元醇的同分异构体有多种，在下列该醇的同分异构体中，,D.CH3(CH2)5CH2OH,解析 可以发生消去反应，生成两种单烯烃，表明与羟基相连的碳原子的相邻碳原子上应连有氢原子，且以OH所连碳原子为中心，分子不对称，C符合。,(1)可以发生消去反应，生成两种单烯烃的是_(填字母
4、，下同)。,D.CH3(CH2)5CH2OH,C,答案,解析,(2)可以发生催化氧化生成醛的是_。,D.CH3(CH2)5CH2OH,D,解析 可以发生催化氧化生成醛，说明含有CH2OH结构，D符合。,答案,解析,(3)不能发生催化氧化的是_。,D.CH3(CH2)5CH2OH,B,解析 不能发生催化氧化，说明羟基所连碳原子上没有氢原子，B符合。,答案,解析,(4)能被催化氧化为酮的有_种。,D.CH3(CH2)5CH2OH,2,解析 能被催化氧化为酮，说明羟基所连碳原子上含有1个氢原子，A、C符合。,答案,解析,(5)能使酸性KMnO4溶液褪色的有_种。,D.CH3(CH2)5CH2OH,3
5、,解析 能使酸性KMnO4溶液褪色，说明羟基所连碳原子上含有氢原子，A、C、D符合。,答案,解析,易误辨析,(1)醇发生消去反应是失去羟基的同时，还要失去与羟基直接相连的碳原子的相邻碳原子上的一个氢原子，因此，并不是所有的醇都能发生消去反应。 (2)醇能发生催化氧化反应的条件是连有羟基(OH)的碳原子上必须有氢原子。连有羟基(OH)的碳原子上有氢原子的醇，其结构不同，催化氧化的产物也不相同。,2.醇、酚结构与性质的比较,例3 苯酚( )在一定条件下能与氢气加成得到环己醇( )。两种化合物都含有羟基。下面关于这两种有机物的叙述中，正确的是 A.都能发生消去反应 B.都能与金属钠反应放出氢气 C.
6、都能和溴水发生取代反应 D.都能与FeCl3溶液作用显紫色,答案,解析,解析 苯酚不能发生消去反应；环己醇不能和溴水发生取代反应，也不能与FeCl3溶液作用显紫色；二者都能和金属钠反应放出氢气。,易错辨析,醇和酚尽管具有相同的官能团羟基，但它们的烃基不同，由于烃基对羟基的影响，导致了醇和酚性质的差异。,相关链接,教师用书独具,1.醇催化氧化反应的规律 醇的催化氧化的反应情况与跟羟基(OH)相连的碳原子上的氢原子的个数有关。,2.醇消去反应的规律 (1)结构特点：醇分子中连有羟基(OH)的碳原子必须有相邻的碳原子；该相邻的碳上必须连有氢原子，若没有氢原子则不能发生消去反应。 (2)若与羟基直接相
7、连的碳原子上连有多个碳原子且这些碳原子上都有氢原子，发生消去反应时，能生成多种不饱和烃，其中生成的不饱和碳原子上连接的烃基较多的为主要反应。例如：,三、醛、羧酸的结构与性质,1.醛的结构与性质,例4 当豆油被加热到油炸温度(185 )时，会产生如图所示高毒性物质，许多疾病和这种有毒物质有关，如帕金森症。下列关于这种有毒物质的判断正确的是,A.该物质分子中含有两种官能团 B.该物质的分子式为C9H15O2 C.1 mol该物质最多可以和2 mol H2发生加成反应 D.该物质不能发生银镜反应,答案,解析,解析 该物质分子中含碳碳双键、CHO、OH三种官能团，A错误； 该物质的分子式为C9H16O
8、2，B错误； CHO、碳碳双键与氢气均能发生加成反应，则1 mol该物质最多可以和2 mol H2发生加成反应，C正确； 该物质分子中含CHO，能发生银镜反应，D错误。,易错警示,含有不饱和键的物质能够发生加成反应，包括碳碳不饱和键和碳氧不饱和键等。但并不是所有的碳氧不饱和键都能发生加成反应，如羧基中的碳氧不饱和键就不能发生加成反应。,A. B.除外 C.除外 D.全部,2.羧酸的酯化反应,例5 酸牛奶中含有乳酸，其结构简式为 ，乳酸经一步反应能生成的物质是,答案,解析,CH2=CHCOOH,解析 乳酸发生消去反应可得，发生氧化反应可得，乳酸分子内发生酯化反应可生成，分子间发生酯化反应可生成、
9、。,解题指导,酯化反应是羧基和羟基之间脱水形成酯基的反应。当分子中同时存在羧基和羟基时，它有多种酯化方式：分子内酯化形成环酯；分子间酯化可形成链状酯，也可形成环状酯。,相关链接,教师用书独具,1.醛在含氧衍生物相互转化中的桥梁作用,2.“形形色色”的酯化反应 酸跟醇起作用，生成酯和水的反应叫酯化反应。因醇和酸的种类较多，不同种类的醇和酸之间又可以交叉酯化，从而构成了“形形色色”的酯化反应。 (1)一元羧酸与一元醇的酯化反应,乙二酸二乙酯,2H2O,(2n1)H2O,(5)羟基酸自身酯化反应 分子间生成普通酯，如：,分子间生成环酯，如：,分子内生成酯，如：,分子间生成聚酯，如：,(n1)H2O,
10、(6)无机酸与醇的酯化反应,制硝化甘油：,酯化反应的实质是“酸脱羟基醇脱氢”，因此学习有机反应的重要方法就是分析反应中化学键的断裂和化学键的形成。,四、含氧衍生物结构与性质的综合,1.限定条件的同分异构体数目的判断,例6 某有机物的分子式为C9H10O2，分子中含有苯环，苯环上有2个取代基，且其中一个为甲基，则能与NaOH溶液反应的该物质的结构有 A.4种 B.7种 C.9种 D.12种,答案,解析,规律方法,2.有机反应中的定量关系,例7 某有机物M的结构简式如图所示，若等物质的量的M在一定条件下分别与金属钠、氢氧化钠溶液、碳酸氢钠溶液反应，则消耗的钠、氢氧化钠、碳酸氢钠的物质的量之比为,A
11、.111 B.241 C.121 D.122,答案,解析,解析 金属钠可以与M中的酚羟基、羧基发生反应；氢氧化钠溶液能使酯基水解，溴原子水解，也能与酚羟基和羧基反应；碳酸氢钠溶液只能与羧基发生反应，因此1 mol M消耗的钠、氢氧化钠、碳酸氢钠的物质的量分别为2 mol、4 mol、1 mol。,(1)OH连在不同的基团上活泼性不同。(2)酯基水解生成的羧酸能和氢氧化钠溶液反应；若是酚酯，水解生成的酚也消耗氢氧化钠溶液。(3)卤代烃在氢氧化钠溶液、加热的条件下可以水解，生成的氢卤酸和氢氧化钠反应。,易错辨析,3.含氧衍生物结构与性质的综合,例8 (2017海安高中高二月考)Y是一种皮肤病用药，
12、它可以由原料X经过多步反应合成。,原料X,产物Y,下列说法正确的是 A.X与Y互为同分异构体 B.1 mol X最多可以与5 mol H2发生加成反应 C.产物Y能发生氧化、加成、取代、消去反应 D.1 mol Y最多能与2 mol NaOH发生反应,答案,解析,解析 原料X与产物Y的分子式相同，但结构不同，则二者互为同分异构体，故A正确； X中苯环和碳碳双键能与氢气加成，则1 mol X最多可以与4 mol H2发生加成反应，故B错误； 苯环较稳定，羟基连接在苯环上，不能发生消去反应，故C错误； Y中酚羟基和酯基均能和NaOH反应，并且酯基可水解生成酚羟基和羧基，则1 mol Y最多能与3
13、mol NaOH发生反应，故D错误。,规律方法,确定多官能团有机物性质的三步骤,相关链接,教师用书独具,1.分析限定条件同分异构体的基本步骤 (1)首先根据限定的条件确定有机物中含有的结构片段或官能团。 (2)分析可能存在的官能团类别异构。 (3)分析各类官能团存在的位置异构。,2.有机反应中的常见数量关系 (1)醛发生银镜反应或与新制Cu(OH)2反应时，量的关系为RCHO2Ag、 RCHO2Cu(OH)2Cu2O；甲醛( )相当于含有2个醛基，故 甲醛发生银镜反应或与新制Cu(OH)2反应时，量的关系分别为HCHO4Ag、HCHO4Cu(OH)22Cu2O。 (2)醇、酚与Na反应中量的关
14、系：2OH2NaH2。,3.烃的含氧衍生物的重要类别和化学性质,1.有机合成,五、有机合成与推断,例9 (2018扬州高二期末)(15分)氧化芪三酚(H)具有抵抗疱疹、防御病毒等作用。它的一种合成路线如下：,(1)B中的官能团名称为_。,答案,醚键、碘原子,(2)EF的反应类型为_。FG反应中的另一产物为_。,答案,解析,取代反应,CO2,解析 E与丙烯酸发生取代反应生成F和HI；根据F和G的结构差异可以判定，F分子内脱去一个CO2分子得到G。,(3)化合物C的结构简式为_。,答案,解析,解析 由B的结构简式以及C的分子式判断，B在HI的条件下脱去两个甲基得到 。,(4)写出同时满足下列条件的
15、H的一种同分异构体的结构简式：_。 分子中有两个苯环，且能与FeCl3溶液发生显色反应； 能发生银镜反应；能发生水解反应；只有5种不同化学环境的氢。,答案,解析,解析 有两个苯环，有酚羟基，考虑对称的对位结构，则存在两个酚羟基，剩余两个氧原子，要求能发生银镜反应以及水解反应，则考虑甲酸酯结构，保证对称结构，所以甲酸酯的结构位于两个苯环之间。,(5)已知： ； 酸性条件下，NaNO2会与碳碳双键发生反应。请以 、乙醇为原料制备 ，写出制备的合成路线流程图(无机试剂任用，合成路线流程图示例见本题题干)。,答案,解析,答案,解析 根据信息，先将NO2还原为NH2，再根据AB的反应条件，用碘原子将NH
16、2取代，由CGH的信息可知，碘原子被 取代，所以需要将CH2CH2CH2Br发生消去反应。题中信息说明 应先还原，再消去，否则NO2会与碳碳双键反应。,规律方法,在进行有机合成时经常会遇到这种情况：欲对某一官能团进行处理，其他官能团可能会受到“株连”而被破坏。我们可以采用适当的措施将不需转变的官能团暂时先“保护”起来，当另一官能团已经转变后再将其“复原”。这是有机合成中又一种常用的策略。,2.有机推断 例10 (2017宜兴中学高二期中)某芳香烃A(相对分子质量为92)是一种重要的有机化工原料，以它为初始原料经过如下转化关系(部分产物、合成路线、反应条件略去)可以合成阿司匹林、扁桃酸等物质。其
17、中D能与银氨溶液发生银镜反应。,.大多数苯的同系物易被酸性KMnO4氧化为苯甲酸 (1)B的结构简式为_。C转化为D的反应类型为_。,答案,解析,已知：.,(苯胺，易被氧化),.,(X为Cl或Br),氧化反应,解析 芳香烃A的相对分子质量为92，苯基(C6H5)的相对分子质量为77， 故A是甲苯，根据扁桃酸的分子结构可知，B是氯甲苯( )； 根据C转化为D的反应条件可知，C转化为D的过程应该是醇羟基的氧化。,答案,解析,(2)反应和顺序能否对换？_(填“能”或“不能”)；理由是_。,解析 反应和引入了氨基和羧基，氨基用硝基还原，羧基用甲基氧化，由于氨基有较强的还原性，故先氧化甲基再还原硝基。,
18、不能,如果对换，氨基将被氧化,解析 反应是成肽的缩聚反应。,答案,解析,(3)写出反应的化学方程式：_ _。,(n1)H2O,规律方法,有机推断题的对策：由特征反应 官能团的种类；由数据处理官能团的数目；由某一产物的结构 官能团的位置及碳架结构； 综合分析 确定有机物的结构。,相关链接,教师用书独具,1.有机合成过程中官能团的转化和保护 (1)有机物官能团的转化 利用官能团的衍生关系进行官能团种类转化。,通过消去、加成(控制条件)、水解反应增加或减少官能团的数目。 通过消去、加成(控制条件)改变官能团的位置。 (2)有机合成过程中常见的官能团保护 物质合成中酚羟基的保护 由于酚羟基极易被氧化，
19、在有机合成中，如果遇到需要用氧化剂氧化时，经常是先将酚羟基通过酯化反应使其转化为酯基而被保护，待氧化过程完成后，再通过水解反应将酚羟基恢复。,碳碳双键的保护 醛基、羟基和碳碳双键均能被强氧化剂氧化，若只氧化醛基或羟基，则需要对碳碳双键进行保护。在氧化醛基或羟基前可以利用碳碳双键与HCl等的加成反应将其保护起来，待醛基或羟基氧化完成后，再利用消去反应恢复碳碳双键。 物质合成中醛基的保护 先让醛与醇反应生成缩醛：RCHO2ROH H2O，生成的缩醛比较稳定，与稀碱和氧化剂均难反应，但在稀酸中微热会水解为原来的醛。,2.有机物分子结构的推断 (1)根据有机物的性质推断官能团或物质类别 有机物的官能团
20、往往具有一些特征反应和特殊的化学性质，这些都是有机物分子结构推断的突破口。 能使溴水褪色的物质可能含有“ ”“CC”“CHO”和酚类物质(产生白色沉淀)。 能使KMnO4酸性溶液褪色的物质可能含有“ ”“CC” “CHO”或酚类、苯的同系物等。 能发生银镜反应或与新制Cu(OH)2悬浊液煮沸后生成砖红色沉淀的物质一定含有CHO。,能与钠反应放出H2的物质可能为醇、酚、羧酸等。 能与Na2CO3溶液作用放出CO2或使石蕊溶液变红的有机物中含有 COOH。 能水解的有机物中可能含有酯基或是卤代烃。 能发生消去反应的为醇或卤代烃。,(2)根据性质和有关数据推知官能团的数目,，CC,如某醇与足量CH3
21、COOH发生酯化反应后得到产物的相对分子质量比醇多84，则说明该醇为二元醇。,(3)根据某些产物推知官能团的位置 由醇氧化成醛(或羧酸)，OH一定在链端(即含CH2OH)；由醇氧化成酮，OH一定在链中(即含 )；若该醇不能被催化氧化，则与OH相连的碳原子上无氢原子。 由消去反应的产物可基本确定“OH”或“X”的位置。 由取代反应的产物的种数可确定碳链结构。 由加氢后碳架结构确定 或CC的位置。,(4)根据反应中的特殊条件推断反应的类型 NaOH水溶液，加热卤代烃，酯类的水解反应。 NaOH醇溶液，加热卤代烃的消去反应。 浓H2SO4，加热醇消去、酯化、苯环的硝化等。 溴水或溴的CCl4溶液烯烃、炔烃的加成反应，浓溴水酚类的取代反应。 O2/Cu醇的氧化反应。,新制Cu(OH)2悬浊液或银氨溶液醛氧化成羧酸。 稀H2SO4酯的水解、淀粉的水解等。 H2、催化剂烯烃(炔烃)的加成反应，芳香烃的加成反应，醛的加成反应等。,
