第19讲官能团之间的转化与有机反应类型Word格式.doc

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烯烃水化生成醇。

3．脱水反应：

有机物在适当条件下，脱去相当于水的组成的氢氧元素的反应。

如醇的脱水反应。

（1）分子内脱水（消去反应）：

C—OH键及羟基所连碳原子相邻碳上的C—H键断裂，消去水分子形成不饱和键。

（2）分子间脱水：

一个醇分子内C—O键断裂，另一醇分子内O—H断裂，脱水成醚。

参加反应的醇可相同也可不同，可以是一元醇或多元醇。

甲、乙两种醇混合脱水，可形成三种醚。

4．消去反应：

有机物在适当条件下，从一个分子脱去一个小分子（如水、HX等），而生成不饱和（双键或三键）化合物的反应。

（1）醇的消去：

如实验室制乙烯。

（2）卤代烃的消去反应：

如氯乙烷在氢氧化钠醇溶液中消去得乙烯。

5．水解反应——常见类型有：

卤代烃水解、酯的水解、油脂的水解（含皂化）、糖类的水解、肽及蛋白质的水解等。

6．氧化反应：

指的是有机物加氧或去氢的反应。

（醇、羧酸、酚等与活泼金属的反应，虽发生去氢反应，仍是被还原）

（1）醇被氧化：

羟基的O—H键断裂，与羟基相连的碳原子的C—H键断裂，去掉氢原子形成C＝O键。

叔醇（羟基所在碳原子上无H）不能被氧化：

。

（2）醛被氧化：

醛基的C—H键断裂，醛基被氧化成羧基：

（3）乙烯氧化：

2CH2＝CH2+O22CH3CHO

（4）有机物的燃烧、不饱和烃和苯的同系物使酸性KMnO4溶液褪色等。

（5）醛类及含醛基的化合物与新制碱性Cu（OH）2或银氨溶液的反应。

（6）苯酚在空气中放置转化成粉红色物质（醌）。

7．还原反应：

指的是有机物加氢或去氧的反应。

（1）醛、酮、烯、炔、苯及其同系物、酚、不饱和油脂等的催化加氢。

（2）

8．酯化反应：

酸和醇作用生成酯和水的反应。

如：

制乙酸乙酯、硝酸乙酯、纤维素硝酸酯、醋酸纤维、硝化甘油等。

规律：

有机酸去羟基，即羟基中的C—O键断裂；

醇去氢，即羟基中的O—H键断裂形成酯和水。

9．聚合反应：

是指小分子互相发生反应生成高分子的反应。

（1）加聚反应：

由不饱和的单体加成聚合成高分子化合物的反应。

反应是通过单体的自聚或共聚完成的。

（2）缩聚反应：

指单体间互相反应，在生成高分子的同时还生成小分子的反应。

该类反应的单体一般具有两个或两个以上的官能团或活性氢。

如制酚醛树脂，氨基酸形成蛋白质等。

10．裂化反应：

在一定条件下，把相对分子质量大、沸点高的长链烃，断裂为相对分子质量小、沸点低的短链烃的反应。

裂化属于化学过程。

如C16H34C8H18＋C8H16，深度裂化叫裂解。

11．颜色反应（显色反应）

（1）苯酚溶液滴加氯化铁溶液——显紫色。

（2）淀粉溶液加碘水——显蓝色。

（3）蛋白质（分子中含苯环的）加浓硝酸——显黄色

二、官能团之间的转化

【典型例析】

例1：

硅橡胶是一种耐高温的橡胶，它是由二甲基二氯硅烷经过两种类型的反应而形成的高分子化合物：

其中反应a得到的产物可看作不稳定的原硅酸（H4SiO4）的二甲基取代物，原硅酸可失水形成较稳定的硅酸。

下列说法中不正确的是

A．由上可知原碳酸的化学式为H4CO4

B．HC（OC2H5）3可命名为原甲酸三乙酯

C．反应a和b的类型均属于取代反应

D．反应a和b的类型均不属于取代反应

变式训练：

X是一种性能优异的高分子材料，其结构简式为，已被广泛应用于声、热、光的传感等方面。

它是由HC≡CH、（CN）2、CH3COOH三种单体通过适宜的反应形成的。

由X的结构简式分析合成过程中发生反应的类型有①加成反应②取代反应③缩聚反应④加聚反应⑤酯化反应

A．①④⑤B．①④C．①②④D．①②③

例2：

甲、乙、丙、丁四种烃的含氧衍生物，其分子中都含有一个或一个以上的官能团，通过下列转化关系可由甲制取丁：

乙

丙

甲 丁

若丁的相对分子质量总为甲的两倍，乙的相对分子质量总大于丙。

回答下列问题：

（1）乙的分子结构中一定含有的官能团是（填名称）；

丙的分子结构中一定含有的官能团的电子式为。

（2）乙、丙的相对分子质量之差为（填一个数字）的整数倍。

（3）满足上述转化关系的甲、乙、丙、丁中，相对分子质量最小的甲的结构简式为，此时，生成丁的化学方程式为 。

有机物A、B、C互为同分异构体，分子式为C5H8O2，有关的转化关系如图所示，已知：

A的碳链无支链，且1molA能与4molAg（NH3）OH完全反应；

B为五元环酯。

提示：

CH3—CH=CH—RCH2Br—CH=CH—R

（1）A中所含官能团是___________________。

（2）B、H结构简式为__________、__________。

（3）写出下列反应方程式（有机物用结构简式表示）

D→C_________________________________；

E→F（只写①条件下的反应）______________。

⑷F的加聚产物的结构简式为____________。

【当堂反馈】

1．按反应物与产物的结构关系，有机反应大致可分为：

取代反应、消去反应、加成反应三种类型，下列反应中属于加成反应的是

A．C6H5CH2Cl＋NaCNC6H5CH2CN＋NaCl

B．C6H5Li＋CO2C6H5COOLi

C．CH3CH2CHO＋HCNCH3CH2CH（CN）OH

D．CH3COOH＋C2H5OHCH3COOC2H5＋H2O

2．某有机物的结构简式为，它可发生的有机反应的正确组合是

①取代②加成③消去④水解⑤酯化⑥中和⑦氧化⑧加聚

A．①②③⑤⑥B．②③④⑥⑧C．①②③⑤⑥⑦D．④⑤⑥⑦⑧

3．以石油裂解气为原料，通过一系列化学反应可得到重要的化工产品增塑剂G。

请完成下列各题：

（1）写出反应类型：

反应①、反应④。

（2）写出反应条件：

反应③、反应⑥。

（3）反应②③的目的是：

。

（4）写出反应⑤的化学方程式：

。

（5）B被氧化成C的过程中会有中间产物生成，该中间产物可能是____________（写出一种物质的结构简式），检验该物质存在的试剂是。

（6）写出G的结构简式。

【课后巩固】

1．心酮胺是治疗冠心病的药物，它具有如下结构简式：

下列关于心酮胺的描述，错误的是

A．可以在催化剂作用下和溴反应

B．可以和银氨溶液发生银镜反应

C．可以和氢溴酸反应

D．可以和浓硫酸与浓硝酸的混合液反应

2．苯与浓HNO3在浓H2SO4催化作用下发生硝化反应，可能经历了中间体（Ⅰ）这一步。

转化关系如下：

下列说法不正确的是

A．反应A为取代反应B．反应B为取代反应

C．反应C为消去反应D．反应D为消去反应

3．对某结构为右图所示的化合物，则有关生成该物质的叙述正确的是

A．由两分子乙醇分子间脱水而成

B．由乙酸与乙二醇酯化而成

C．由两分子乙二醇脱水而成

D．苯酚经加氢而成

4．下列基团：

－CH3、－OH、－COOH、－C6H5，相互两两组成的有机物有

A．3种B．4种C．5种D．6种

5．通式为C6H5－R（R表示－H、－OH、－CH3、－COOH）的四种有机物，将它们等质量相混合后，溶于乙醚中，然后用NaOH溶液萃取，进入水溶液层中的物质有

A．1种B．2种C．3种D．4种

6．A、B、C、D都是含碳、氢、氧的单官能团化合物。

A水解得B和C；

B氧化可以得到C或D；

D氧化也得到C。

若M（X）表示X的摩尔质量，则下列式中正确的是

A．M（A）=M（B）+M（C）B．2M（D）=M（B）+M（C）

C．M（B）<

M（D）<

M（C）D．M（D）<

M（B）<

M（C）

7．碳烯（:

CH2）是一种极活泼的缺电子基团，容易与不饱和的烯、炔反应生成三元环状化合物。

如碳烯可与丙烯反应生成甲基环丙烷（），该反应是

A．取代反应B．加成反应

C．加聚反应D．缩合反应

8．存在下列反应：

2－CHO＋NaOH→－CH2OH＋－COONa。

据此反应，以下说法正确的是

A．该反应为氧化还原反应

B．苯甲醛只还原为苯甲醇

C．苯甲醛只氧化为苯甲酸

D．苯甲醛既是氧化剂又是还原剂9．化合物与NaOH溶液、碘水三者混合后可发生如下反应；

①I2＋2NaOH＝NaI＋NaIO＋H2O

②＋3NaIO→＋3NaOH

③＋NaOH→＋CHI3

此反应称为碘仿反应，根据上述方程式，推断下列有机物中能发生碘仿反应的有

A．CH3CHOB．CH3CH2CHO

C．CH3CH2CH2CH3D．CH3CH2H3

10．乙酸和乙醇在浓硫酸存在的条件下发生反应，生成的有机物的相对分子质量是88，今有相对分子质量比乙醇大16的有机物和乙酸在相似的条件下发生类似的反应，生成的有机物的相对分子质量为146，下列叙述正确的是

A．是丙三醇和乙酸发生了酯化反应

B．生成的有机物是二乙酸乙二酯

C．相对分子质量为146的有机物可以发生水解反应

D．发生的反应属消去反应

11．乙酸跟乙醇在浓硫酸存在并加热的条件下发生的酯化反应（反应A），其逆反应是水解反应（反应B），反应可能经历了生成中间体（Ⅰ）这一步。

（1）如果将反应按加成、消去、取代反应分类，则A～F6个反应中（将字母代号填入下列空格中），属于取代反应的是__________；

属于加成反应的是__________；

属于消去反应的是____________。

（2）如果使原料C2H5OH中的氧用18O标记，则生成物乙酸乙酯中是否有18O？

如果使原料CH3COOH中羰基或羟基中的氧原子用18O标记，则生成物H2O中氧原子是否有18O？

试简述你作此判断的理由。

12．工业上可以用乙烯或乙醇氧化等方法制取乙醛。

现有有机物A、B经过一系列反应可以制取X、Y，它们互相变化的关系如下图所示：

已知A、B、X的分子组成都符合通式CnH2nOn/2－1，B的分子结构中不具有支链，它与D互为同系物。

Y、F的结构简式分别为_______________、__________________。

13．已知（注：

R、R´

为烃基），A为有机合成中间体，在一定条件下发生消去反应，可能得到两种互为同分异构体的产物，其中的一种B可用于制取合成树脂、染料等多种化工产品。

A能发生如下图所示的变化。

试回答

（1）写出符合下述条件A的同分异构体结构简式（各任写一种）：

a．具有酸性____________________、b．能发生水解反应______________________。

（2）A分子中的官能团是_____________，D的结构简式是_____________。

（3）C→D的反应类型是___________，E→F的反应类型是___________。

a．氧化反应b．还原反应c．加成反应d．取代反应

（4）写出化学方程式：

A→B_______________________。

（5）写出E生成高聚物的化学方程式：

______________。

（6）C的同分异构体Cl与C有相同官能团，两分子Cl脱去两分子水形成含有六元环的C2，写出C2的结构简式：

______________________________。

14．有A、B、C、D、E、F6种有机物，它们是烃或烃的衍生物，在一定条件下有左图的转化关系。

A可氧化成D，A的气体与相同条件下的一氧化碳的密度相同。

B与碱溶液共煮可得物质C和无机盐G，在反应后的溶液中加稀硝酸至酸性，再加硝酸银溶液得浅黄色沉淀。

请写出A～F的结构简式及各步反应条件。

15．已知A和B之间转化为

，请回答下列问题：

（1）化合物A的分子式为。

（2）由A转化为B可通过三步反应完成。

第一步是将A通过反应获得中间体X。

第二步是X与Br2反应得到另一中间体Y，写出Y的结构简式：

Y：

。

第三步是Y与_________反应得到产物B。

16．从环己醇可制备1，4一环己二醇的二醋酸酯，下面是有关的八步反应（其中所有的无机产物都已略去）。

－ClAB

Br－－BrCDCH3COO－－OOCCH3

其中有三步属于取代反应，两步属于消去反应，三步属于加成反应，则反应____、____和____属于取代反应。

化合物B和C的结构简式分别为________、_______。

反应④所用的试剂和条件是__________。

17．聚氨酯的主链含有-NHCOO-重复单元的一类新型高分子化合物，其单体是氰酸酯（如O=C=N-R-N=C=O）和多元醇（如HO-R’-OH）。

其高聚物结构式为。

（1）由上述异氰酸酯和多元醇合成高聚物的反应属于反应（填“加聚”，“缩聚”）。

（2）写出由2，6-甲基苯二异氰酸酯（）和1，3-丙二醇为单体生成高聚物的化学方程式：

_______________________________________________。

思路点拨：

对于有机物的命名，我们应熟练掌握《考试说明》中要求的对于简单有机物的命名。

对于有机反应类型的判断一定要从定义出发抓反应的实质，弄清包涵和并列的关系，如加聚反应也属于加成反应，硝化、磺化、酯化、缩聚等均属于取代反应。

疑难辨析：

不熟悉各种反应类型的包涵和并列关系而导致误选。

解题过程：

原硅酸分子内失水（失去二个羟基，形成一个羰基）形成硅酸，由碳酸的化学式可推知原碳酸的化学式为H4CO4，选项A正确。

甲酸的结构简式为HCOOH，很显然甲酸分子中的羰基是由原甲酸分子中二个羟基失水形成的，因此原甲酸的结构简式为HC（OH）3，酸分子中含有三个羟基，和乙醇发生酯化反应时可生成HC（OC2H5）3，根据酯的命名规则可知该酯应命名为原甲酸三乙酯，选项B正确。

对于选项C和D，根据反应可知，反应a属于卤代烃的水解反应，也可称作为取代反应，反应b可看作是羟基形成醚链的过程，在反应中有小分子水生成，是缩聚反应也属于取代反应。

应选D。

答案：

B

解析：

由X的结构简式可判断出它是加聚反应的产物，两种单体分别为NCCH=CHCN和CH2=CHOCOCH3，很显然前者是HC≡CH和（CN）2的加成产物，后者是HC≡CH和CH3COOH的加成产物，因此选项B正确。

本题主要考查官能团之间的衍变关系，熟悉常见官能力之间的相互转化，根据反应类型、反应条件、反应物或生成物的性质进行逆向推测是求解此类问题的关键。

本题涉及了合成中常见的问题——碳键的增长，常见的反应有成酯反应、成醚反应。

本题若对酯化反应的拓展不熟练则很难求解

由于甲、乙、丙、丁四种均为烃的含氧衍生物，可设甲的化学式为CxHyOz，又由于丁的相对分子质量总为甲的两倍，可考虑丁的化学式为C2xH2yO2z，则由甲合成丁的过程中是碳链增长的反应，中学阶段中涉及碳链增长的反应有醇合成醚，醇和酸合成酯，结合题中框图可明确甲是醛，又已知乙的相对分子质量总大于丙，所以乙是醛氧化的产物羧酸，丙是醛的加成产物醇，丁是乙和丙酯化反应的产物——酯。

很显然，满足上述关系，相对分子质量最小的甲应为甲醛。

（1）羧基

（2）14 （3）HCHOHCOOH+CH3OHHCOOCH3+H2O

（1）醛基或—CHO

（2）OHC—CH2—CH2—CH2—COOH

（3）CH3CH（OH）CH2CH2COOHCH3CH=CHCH2COOH＋H2O

BrCH2CH=CHCH2COOH＋2NaOHHOCH2CH=CHCH2COONa＋NaBr＋H2O（4）

解本题是可首先确定A的结构简式，1molA能与4molAg（NH3）2OH完全反应，说明A分子中含有二个醛基，且A的碳链无支链，可确定A为戊二醛，结构简式为OHC（CH2）3CHO，同时可得I为HOOC（CH2）3COOH。

然后推断B的结构简式，B的分子式为C5H8O2且属于五元环酯，说明环上有4个碳原子和1个氧原子，且环上还有一个甲基，本题关键之处就在于确定甲基的位置，B转化为D，D为一种羟基酸，D中含有羟基能发生消去反应生成C，C中含有一个碳碳双键和羧基，C能和NBS发生取代反应，根据题目提示C中必有CH3—CH=CH—R结构，结合上述分析C的结构简式为CH3—CH=CH—CH2COOH，由此可以确定羟基的位置，即D的结构简式为CH3—C（OH）=CH—CH2COOH，然后即可得B的结构简式。

余下问题能顺利求解。

1．BC2．C3．

（1）加成反应取代反应

（2）NaOH/醇溶液（或KOH醇溶液）NaOH/水溶液

（3）防止双键被氧化（合理即给分）（4）CH2=CHCH2Br＋HBrCH2Br—CH2—CH2Br

（5）或或（合理即给分）新制Cu（OH）2悬浊液（6）。

1．B2．B3．C4．C5．B6．D7．B8．AD9．AD10．BC11．

（1）A、BC、FD、E　　　

（2）都含有18O。

这是因为反应中间体在消去水分子时，有两种可能，而乙氧基（OC2H5）是保留的。

12．Y、F的结构简式分别为CH3COO（CH2）3CH3、CH3CH2CH2COOH

13．

（1）CH3CH2CH2COOH［或（CH3）2CHCOOH］CH3CH2COOCH3［或CH3COOCH2CH3、HCOOCH2CH2CH3、HCOOCH（CH3）2］

（2）羟基、醛基CH3COCH2COOH（3）ab、c

（4）CH3CHOHCH2CHOCH3CH＝CHCHO+H2O⑸nCH3CH＝CHCH2OH

（6）或

14．

15．

（1）C18H22O2

（2）水解HBr16．①⑥⑦B：

C：

NaOH，醇，加热

17．

（1）加聚，

（2）

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