1、烃类 化合物的分离，提纯与鉴别烃类化合物的分离，提纯与鉴别2010-04-2614:33一般有机物反应复杂，除了生成所需的 产物以外，还有不需要的产物(副产物)形成，且反应体系中常有未反应完的反应物存在。因此，制备有机化合物包括进行有机合成反应后，将所需产物从反应体系中分离提纯出来，然后进行结构测定。分离:将混合在一起的几种化合物分开(要求收集每一种化合物)。提纯:将某一种化合物中所含的少量杂质去掉(杂质不要)。鉴别:将几种分别放置的化合物逐个进行鉴定。分离和提纯主要利用化合物的化学性质和物理性质的差别来进行，如蒸馏、分馏、重结晶、柱层析、升华、色谱法等;鉴别可以利用物理方法(近代分析仪器，如
2、紫外可见光谱仪，红外光谱仪，核磁共振仪，质谱仪，色-质联用仪，元素分析仪等)和化学方法(化学性质和物理性质)。鉴别所运用的物理性质主要有:化合物的颜色，相变，溶解度;化学性质有酸碱性，化学反应以及由化学反应引起的物理性质的变化。由于烷烃的不活泼性，一个未知物是否为烷烃，一般是在反证的基础上鉴定为烷烃的。然后结合元素分析和分子量测定，可以得到正确结论。如果元素分析表明碳氢两种元素的百分含量为100;分子量测定表明分子式为CnH2n+2，则该化合物可能是烷烃。烯烃和炔烃的鉴定，可用如下方法:1.使Br2/CCl4溶液迅速褪色，并不放出HBr;2.使冷、稀、中性KMnO4水溶液褪色;3.在冷的浓硫酸
3、中溶解;4.可吸收氢气。吸收1摩尔氢气为烯烃;吸收2摩尔氢气为二烯烃或炔烃;5.端基炔烃生成重金属炔化物沉淀;6.臭氧化分解，然后鉴定所生成的碎片，可确定烯烃的结构;7.IR、UV-Vis和NMR测定。例1:用化学方法区分下列化合物环己烷、环己烯、苯例2:除去苯乙烯中混有的少量苯乙炔将苯乙烯和苯乙炔的混合物加入Cu2Cl2+NH3;苯乙炔生成沉淀，过滤除去。将滤液中的水相分离，干燥有机层，蒸馏，得苯乙烯。小结a)解脂肪烃的结构，包括烃的电子结构特点，各类脂肪烃中碳原子的杂化方式，同分异构及其烯烃的顺反异构。掌握脂肪烃的命名，特别是复杂烯烃和含多官能团化合物的结构和命名。了解脂肪烃的物理常数和光
4、谱特征。b)重点学习脂肪烃的化学性质，掌握脂肪烃在不同条件下氧化反应的机理和氧化产物，不饱和烃的加成，脂肪烃的取代、异构化和裂化反应的机理及条件，特别是亲电加成中的马氏规则，自由基加成反应(反马氏规则)和取代反应，Diels-Alder反应等。c)学会分析脂肪烃的构型和构象，了解含(或不含)手性碳原子的对映异构。掌握旋光异构体的D-L标记法和R-S标记法及不对称合成，手性拆分。d)掌握烷、烯、炔烃的多种制备方法和烃类化合物的分离，提纯与鉴别。思考题2.1分析共轭效应和超共轭效应的异同点，重点阐述-和p-共轭。2.2请举例说明同分异构体中各种异构体的定义及其异同点。2.3解释甲烷氯化反应中观察到
5、的现象:(1)甲烷和氯气的混合物于室温下在黑暗中可以长期保存而不起反应。(2)将氯气先用光照射，然后迅速在黑暗中与甲烷混合，可以得到氯化产物。(3)将氯气用光照射后在黑暗中放一段时期,再与甲烷混合，不发生氯化反应。(4)将甲烷先用光照射后，在黑暗中与氯气混合，不发生氯化反应。(5)甲烷和氯气在光照下起反应时，每吸收一个光子产生许多氯化甲烷分子。2.43-氯-1,2-二溴丙烷是一种杀根瘤线虫的农药，试问用什么原料，怎样合成?2.5写出烯烃C5H10的所有同分异构体，命名之，并指出哪些有顺反异构体。2.6找出下列化合物的对称中心.(1)乙烷的交叉式构象(2)丁烷的反交叉式构象(3)反-1,4-二甲
6、基环已烷(椅式构象)(4)写出1,2,3,4,5,6-六氯环已烷有对称中心的异构体的构象式(椅式)。2.7一个化合物的氯仿溶液的旋光度为+10o,如果把溶液稀释一倍,其旋光度是多少?如化合物的旋光度为-350o,溶液稀释一倍后旋光度是多少?2.8乙烯、丙烯、异丁烯在酸催化下与水加成，生成的活性中间体分别为、，其稳定性,所以反应速度是。习题2.1试写出下列化合物的构造式:(1)2,3-二甲基己烷(2)2,4-二甲基-4-乙基辛烷(3)4-甲基-2-戊炔(4)甲基异丙基叔丁基甲烷(5)乙基异丙基乙炔(6)3-乙基-3-戊烯-1-炔2.2用不同符号标出下列化合物中伯、仲、叔、季碳原子:2.3不要查表
7、试将下列烃类化合物按沸点降低的次序排列。(1)2,3-二甲基戊烷(2)正庚烷(3)2,4-二甲基庚烷(4)正戊烷(5)3-甲基己烷2.4作出下列各化合物位能对旋转角度的曲线，只考虑所列出的键的旋转，并用纽曼投影式表示出能峰、能谷的构象2.5如何实现下列转变?2.6用纽曼投影式写出1,2-二氯乙烷最稳定及最不稳定的构象，并写出该构象的名称。某烷烃的相对分子质量为72，氯化时，(1)只得一种一氯代产物;(2)得三种氯代物;(3)得四种一氯代产物;(4)只有两种二氯衍生物。分别写出这些烷烃的构造式。2.7试将下列烷基自由基按稳定性大小排列成序。(1)CH3(2)CH(CH2CH3)2(3)CH2CH
8、2CH2CH3(4)C(CH3)32.82,4-己二烯CH3CH=CH-CH=CHCH3是否有顺反异构现象?如有，写出它们的所有顺反异构体，并以顺反和E-Z两种方法命名之。2.92-甲基-2-戊烯分别在下列条件下发生反应，试写出各反应的主要产物。(1)H2/Pd-C(2)HOBr(Br2+H2O)(3)O3,锌粉-醋酸溶液(4)Cl2(低温)(5)B2H6/NaOH-H2O2(6)稀冷KMnO4(7)HBr/过氧化物2.10试以反应历程解释下列反应结果。2.11试给出经臭氧化、锌粉水解后生成下列产物的烯烃的结构。这些烯烃如分别用酸性高锰酸钾溶液氧化将生成什么产物?2.12试以反应式表示以丙烯为
9、原料，并选用必要的无机试剂制备下列化合物。(1)2-溴丙烷(2)1-溴丙烷(3)异丙醇(4)正丙醇(5)1,2,3-三氯丙烷(6)聚丙烯腈(7)环氧氯丙烷2.13某化合物(A)，分子式为C10H18，经催化加氢得到化合物(B)，(B)的分子式为C10H22。化合物(A)和过量高锰酸钾溶液作用，得到如上三个化合物:写出化合物(A)的构造式。2.14某化合物催化加氢，能吸收一分子氢，与过量酸性的高锰酸钾溶液作用则生成乙酸(CH3COOH)。写出该化合物可能的构造式。2.15某化合物分子式为C8H16。它可以使溴水褪色，也可溶于浓硫酸。经臭氧化反应并在锌粉存在下水解,只得到一种产物丁酮(CH3COC
10、H2CH3)。写出该烯烃可能的构造式2.16某烯烃经催化加氢得到2-甲基丁烷。加HCl可得2-甲基-2-氯丁烷。如经臭氧化并在锌粉存在下水解,可得丙酮(CH3COCH3)和乙醛(CH3CHO)。写出该烯烃的构造式以及各步反应式。2.17写出1-戊炔与下列试剂作用的反应式。(1)热KMnO4溶液(2)H2/Pt(3)过量Br2/CCl4，低温(4)AgNO3氨溶液(5)Cu2Cl2氨溶液(6)H2SO4，H2O，Hg2+2.18完成下列反应式。2.19以反应式表示以丙炔为原料，并选用必要的无机试剂，合成下列化合物。(1)丙酮(2)1-溴丙烷(3)丙醇(4)正已烷(5)2,2-二溴丙烷2.20完成
11、下列反应式。2.21指出下列化合物可由哪些原料通过双烯合成而得。2.22以反应式表示以乙炔为原料，并可选用必要的无机试剂合成下列化合物。(1)CH3CH2CH(OH)CH3(2)CH3CH2CBr2CH3(3)CH3CH2CH2CH2Br2.23用化学方法区别下列各组化合物。(1)丙烷、丙烯和丙炔(2)CH3CH2CH2CCH和CH3CH2CCCH32.24试用适当的化学方法将下列混合物中的少量杂质除去。(1)除去粗乙烷气体中少量的乙炔(2)除去粗乙烯气体中少量的乙炔2.25(1)1,3-丁二烯和HBr的1,2-加成和1,4-加成，哪个速度快?为什么?(1)为什么1,4-加成产物比1,2-加成
12、产物稳定?2.26以四个碳原子及以下烃为原料合成下列化合物。2.27下列化合物各有多少种立体异构体?2.28下列各组化合物哪些是相同的，哪些是对映体，哪些是非对映体?2.29某醇C5H10O(A)具有旋光性。催化加氢后，生成的醇C5H12O(B)没有旋光性。试写出(A)和(B)的结构式。2.30开链化合物(A)和(B)的分子式都是C7H14。它们都具有旋光性，且旋光方向相同。分别催化加氢后都得到(C)，(C)也有旋光性。试推测(A)、(B)、(C)的结构。2.31推测下列反应的机理。(提示:(CH3)3COCl的作用与HOCl相似)2.32一旋光化合物C8H12(A)，用铂催化剂加氢得到没有手性的化合物C8H18(B)，(A)用Lindlar催化剂加氢得到手性化合物C8H14(C)，但用金属钠在液氨中还原得到另一个没有手性的化合物C8H14(D)。试推测(A)的结构。
