第三章烴的含氧衍生物 1 概念 羥基與烴基或苯環側鏈上的碳原子相連的化合物稱為醇 飽和一元醇的分子通式為 一 醇類 cnh2n 2o n 1 2 分類 脂肪 芳香 3 物理性質的變化規律 逐漸升高 氫鍵 高于 易溶于 減小 4 化學性質 以乙醇為例 2ch3ch2oh 2na 2ch3ch2ona h2 ch3ch2oh hbrch3ch2br h2o 取代 氧化 2ch3cho 2h2o ch2 ch2 h2o 取代 c2h5 o c2h5 h2o ch3ch2oh ch3cooh 2ch3ch2oh o2 ch3ch2oh 2ch3ch2oh ch3cooc2h5 h2o 消去 5 幾種常見的醇 ch3oh 液體 液體 液體 易溶于水和乙醇 易溶于水和乙醇 易溶于水和乙醇 1 含有相同碳原子數的醇中 所含羥基數目越多 沸點越高 2 醇類和鹵代烴都能發生消去反應 但條件不同 醇消去反應的條件是濃硫酸 加熱 鹵代烴消去反應的條件是氫氧化鈉醇溶液 加熱 3 某一元醇發生消去反應生成的烯烴不一定只有一種 要看連羥基的碳原子的鄰位碳原子上不同化學環境下氫原子的種數 二 苯酚 1 組成與結構 c6h5oh c6h6o oh 苯環 2 苯酚的物理性質 酒精 3 化學性質 1 羥基中氫原子的反應 弱酸性 電離方程式 俗稱 酸性很弱 不能使石蕊試液變紅 由于苯環對羥基的影響 使羥基上的氫更 苯酚的酸性比乙醇的酸性 c6h5ohc6h5o h 石炭酸 易電離 強 與活潑金屬反應 與na反應的化學方程式 2c6h5oh 2na 2c6h5ona h2 與堿的反應 苯酚的渾濁液中現象為 現象為 該過程中發生反應的化學方程式分別為 液體變澄清 溶液又變渾濁 2 苯環上氫原子的取代反應 由于羥基對苯環的影響 使苯環上的氫更 取代 苯酚與濃溴水反應的化學方程式 該反應能產生白色沉淀 常用于苯酚的定性檢驗和定量測定 易 3 顯色反應 苯酚跟fecl3溶液作用呈 色 利用這一反應可以檢驗苯酚的存在 4 加成反應 與h2反應的化學方程式為 5 氧化反應 苯酚易被空氣中的氧氣氧化而顯 色 易被酸性高錳酸鉀溶液氧化 容易燃燒 紫 粉紅 1 與不是同類物質 故不是同系物 2 俗稱石炭酸 但不屬于羧酸類 3 苯酚具有弱酸性 但酸性比碳酸弱 所以苯酚與碳酸鈉反應只能生成nahco3 不能生成co2 向苯酚鈉溶液中通入二氧化碳有白色渾濁物苯酚出現 但不論co2是否過量 生成物均為nahco3 不會生成na2co3 4 羥基與苯環相連 使中羥基的鄰 對位碳原子上的氫原子較活潑而易發生取代反應 三 醛 1 醛 醛是由烴基與 相連而構成的化合物 官能團為 飽和一元醛的分子通式為cnh2no n 1 cho 醛基 2 甲醛 乙醛的分子組成和結構 ch2o hcho c2h4o ch3cho cho 3 甲醛 乙醛的物理性質 氣體 易溶于 液體 互溶 4 化學性質 以乙醛為例 醛類物質既有氧化性又有還原性 其氧化還原關系為請寫出乙醛的主要反應的化學方程式 1 氧化反應 銀鏡反應 ch3coonh4 3nh3 2ag h2o 與新制cu oh 2懸濁液反應 催化氧化 2 還原反應 加氫 ch3coona cu2o 3h2o 5 醛的應用和對環境 健康產生的影響 1 醛是重要的化工原料 廣泛應用于合成纖維 醫藥 染料等行業 2 35 40 的甲醛水溶液俗稱 具有殺菌 用于種子殺菌 和防腐性能 用于浸制生物標本 3 劣質的裝飾材料中揮發出的 是室內主要污染物之一 福爾馬林 甲醛 1 通常狀況下甲醛是烴的含氧衍生物中唯一的氣體物質 2 相當于二元醛 1mol與足量銀氨溶液充分反應 可生成4molag 3 醛類物質發生銀鏡反應或與新制cu oh 2懸濁液反應均需在堿性條件下進行 四 羧酸酯 1 羧酸 1 概念 由 相連構成的有機化合物 2 官能團 3 通式 飽和一元羧酸的分子式為 n 1 通式可表示為r cooh 烴基與羧基 cooh cnh2no2 4 化學性質 以乙酸為例 酸的通性 乙酸是一種弱酸 其酸性比碳酸 在水溶液里的電離方程式為 強 ch3coohh ch3coo 請寫出乙酸表現酸性的主要的現象及化學反應方程式 紅色 2ch3cooh 2na 2ch3coona h2 2ch3cooh cao ch3coo 2ca h2o ch3cooh naoh ch3coona h2o 2ch3cooh na2co3 2ch3coona co2 h2o 酯化反應 ch3cooh和ch3coh發生酯化反應的化學方程式為 難 2 酯類 1 概念 羧酸分子羧基中的 被 取代后的產物 可簡寫為 2 官能團 3 物理性質 低級酯的物理性質 oh or rcoor 易 4 化學性質 酯的水解反應原理 無機酸只起 作用 堿除起 作用外 還能中和水解生成的酸 使水解程度增大 催化 催化 1 純凈的乙酸又稱為冰醋酸 2 飽和一元醇與比它少1個碳原子的飽和一元羧酸的相對分子質量相等 3 羧酸分子中含有 但不能發生加成反應 4 酯的水解反應和酯化反應互為逆反應 二者反應條件不同 前者用稀硫酸或稀堿溶液作催化劑 后者用濃硫酸作催化劑 5 酯的水解反應和酯化反應都屬于取代反應 考點一醇類物質的催化氧化和消去反應規律1 醇的催化氧化規律 醇的催化氧化的反應情況與跟羥基 oh 相連的碳原子上的氫原子的個數有關 2 醇的消去規律 醇分子中 連有羥基 oh 的碳原子必須有相鄰的碳原子 并且此相鄰的碳原子上必須連有氫原子時 才可發生消去反應 生成不飽和鍵 可表示為 等結構的醇不能發生消去反應 高考警示 1 苯環上的氫原子不能發生消去反應 即 x oh與苯環相連時 鄰位碳原子上的氫原子不能發生消去反應 2 鹵代烴與醇均能發生消去反應 其反應機理相似 但二者發生消去反應的條件有明顯的差別 鹵代烴發生消去反應的條件是naoh醇溶液 加熱 而醇發生消去反應的條件則為濃硫酸 加熱 應用時要注意反應條件的差異 以免混淆 典題通關1 2014 昆明模擬 膳食纖維具有突出的保健功能 是人體的 第七營養素 木質素是一種非糖類膳食纖維 其單體之一 芥子醇結構簡式如下圖所示 下列有關芥子醇的說法正確的是 a 芥子醇分子中有兩種含氧官能團b 芥子醇分子中所有碳原子不可能在同一平面上c 芥子醇與足量濃溴水反應 最多消耗3molbr2d 芥子醇能發生的反應類型有氧化 取代 加成 消去反應 解題指南 解答本題要注意以下3點 1 分清芥子醇中所含官能團的種類 2 通過常見典型有機物的結構來判斷芥子醇分子中所有碳原子是否共面 3 通過典型官能團的性質判斷芥子醇能發生反應的反應類型 解析 選d 芥子醇分子中有三種含氧官能團 分別為醚鍵 酚羥基和醇羥基 苯和乙烯都是平面結構 通過單鍵的旋轉 可以使所有碳原子處于同一平面上 由于酚類與溴水反應通常在酚羥基的鄰 對位上 但芥子醇中這些位置均被其他基團占據 故只有與溴水發生反應 芥子醇分子結構中含有和醇羥基 且與羥基相連的碳原子的鄰位碳上有氫原子 故能發生加成 取代 消去和氧化反應 互動探究 1 芥子醇與鈉和氫氧化鈉均能反應 一定量的芥子醇消耗的鈉和氫氧化鈉相同嗎 提示 不相同 芥子醇中的酚羥基和醇羥基均能與鈉反應 1mol芥子醇能消耗2mol鈉 只能消耗1molnaoh 2 在一定條件下使芥子醇與乙酸反應 能生成幾種酯 提示 三種 醇羥基和酚羥基均能與乙酸反應生成酯 故芥子醇與乙酸反應時 可能只有醇羥基或酚羥基反應 生成一元酯 也可能兩個羥基都反應 生成二元酯 加固訓練 1 下列醇類物質中既能發生消去反應 又能發生氧化反應生成醛的是 解析 選c 醇發生消去反應的條件是 與 oh相連的碳原子的鄰位碳原子上有氫原子 與 oh相連的碳原子上有氫原子的醇才可被氧化 但只有含2個或3個氫原子的醇 即含有 ch2oh 才能轉化為醛 2 下列有機物不能發生消去反應的是 能發生消去反應 且能得到兩種不飽和有機物的是 ch3cl ch3 3cch2br ch3oh ch2cl c ch3 2ch2oh 解析 只有一個碳原子的鹵代烴和醇都不能發生消去反應 與鹵素原子或羥基相連的碳原子的鄰位碳原子上沒有氫原子時 也不能發生消去反應 故 都不能發生消去反應 的消去產物可能有ch2 ch ch2 ch3 ch3 ch ch ch3兩種 消去產物也可能有ch3 ch2 ch ch2 ch3 ch ch ch3兩種 答案 3 有下列六種醇 a ch3ohb ch3 3cch2ohc ch3 2chohd c6h5ch2ohe ch3 3cohf ch3ch oh ch2ch3其中 1 能催化氧化成醛的是 2 能催化氧化成酮的是 3 不能發生消去反應的是 解析 1 能氧化成醛的醇 連羥基的碳上要有2 3個氫原子 故選a b d 2 能氧化成酮的醇 連羥基的碳上要有1個氫原子 故選c f 3 連羥基碳原子的鄰位碳原子上沒有氫原子的醇 不能發生消去反應 故選a b d 答案 1 a b d 2 c f 3 a b d 考點二烴的衍生物間的轉化關系1 轉化關系圖 2 各類烴的衍生物的主要性質 3 醇 醛氧化反應的定量關系 4 酯化反應類型 1 一元羧酸與一元醇之間的酯化反應 如ch3cooh hoc2h5ch3cooc2h5 h2o 2 一元羧酸與多元醇之間的酯化反應 如 3 多元羧酸與一元醇之間的酯化反應 如 4 多元羧酸與多元醇之間的酯化反應 此時反應有三種情形 可得普通酯 環酯和高聚酯 如 5 羥基酸自身的酯化反應 此時反應有三種情形 可得到普通酯 環酯和高聚酯 如 典題通關2 2013 黃岡模擬 有機物a f有如下轉化關系 已知一個碳原子上連有兩個羥基時不穩定 容易發生如下轉化 請回答下列問題 1 a的結構簡式為 的反應類型為 2 c與新制cu oh 2溶液反應的化學方程式為 3 已知b的摩爾質量為162g mol 1 完全燃燒的產物中n co2 n h2o 2 1 b的分子式為 4 f是生產高分子光阻劑的主要原料 特點如下 能發生加聚反應 含有苯環且苯環上一氯取代物只有兩種 遇fecl3顯紫色f與濃溴水反應的化學方程式為 b與naoh反應的化學方程式為 5 f的一種同分異構體g含苯環且能發生銀鏡反應 寫出一種滿足條件的g的結構簡式 解題指南 解答本題要注意以下3點 1 鹵代烴和酯在堿性條件下都能水解 2 同碳二元醇不穩定 易轉化生成醛 3 b的相對分子質量和f的結構特點 解析 由c e知c中含醛基 由a c d知a中含 cl 在堿性條件下 cl生成 oh 生成 cooh oh 由c e d e知d c中所含碳原子數相等 再結合信息知c為ch3cho d為ch3coona e為ch3cooh 則a為 3 由n co2 n h2o 2 1知n m 則b的分子式為c10h10o2 4 由b e f知f的分子式為c8h8o 由題知f分子中一個側鏈含 另一個側鏈為 oh 且兩個側鏈處于苯環的對位 即 b為 答案 1 取代 水解 反應 2 ch3cho 2cu oh 2 naohch3coona cu2o 3h2o 3 c10h10o2 互動探究 1 反應 中官能團發生了怎樣的轉化 提示 a分子中的官能團有和 cl 在naoh溶液中 水解 生成羧酸和醇 cl水解生成醇 由于生成的醇中2個 oh在同一碳原子上 不穩定 所以轉化生成了醛 2 a在一定條件下能發生消去反應 寫出反應產物的結構簡式 提示 加固訓練 1 2013 鄭州模擬 咖啡酸具有止血功效 存在于多種中藥中 其結構簡式如圖所示 1 寫出咖啡酸中兩種含氧官能團的名稱 2 根據咖啡酸的結構 列舉咖啡酸可以發生的三種反應類型 3 蜂膠的分子式為c17h16o4 在一定條件下可水解生成咖啡酸和一種醇a 則醇a的分子式為 4 已知醇a含有苯環 且分子結構中無甲基 寫出醇a在一定條件下與乙酸反應的化學方程式 解析 1 要求寫的是含氧官能團 故不能寫碳碳雙鍵 2 根據酚羥基 和 cooh的性質列舉反應類型 3 咖啡酸的分子式為c9h8o4 c17h16o4 h2oc9h8o4 a 則醇a的分子式為c8h10o 4 a中含有苯環 無甲基且屬于醇 則其結構簡式為 答案 1 羧基 酚 羥基 2 加成反應 酯化反應 聚合反應 加聚反應 氧化反應 還原反應 取代反應 中和反應 任選3種 3 c8h10o 4 2 多巴胺是一種重要的中樞神經傳導物質 用來幫助細胞傳送脈沖的化學物質 能影響人對事物的歡愉感受 多巴胺可用香蘭素與硝基甲烷等為原料按下列路線合成 1 c中的含氧官能團的名稱是 2 反應 的反應類型分別為 3