烃的衍生物ppt课件

第三章 烃的衍生物,1,第三章 烃的衍生物,一、卤代烃,二、醇,三、酚,四、醛和酮,五、羧酸和酯,六、有机合成,2,一、卤代烃,1溴乙烷,（1）分子结构,分子式：,电子式：,结构式：,官能团：,（2）物理性质,C2H5Br,C2H5Br或CH3CH2Br,Br,结构简式：,H H | | HCCBr | | H H,溴乙烷是无色液体，难溶于水，易溶于多种有机溶剂，密度比水大，沸点38.4,3,一、卤代烃,1溴乙烷,（3）化学性质,水解反应（取代反应）：,消去反应：,注意：,卤代烃至少有两个C且相邻C上要有H,如：CH3Cl、(CH3)3CCH2Cl、C6H5CH2Cl能否发生消去？,直接将产物通入KMnO4(H+)溶液中是否妥当？,不妥当。乙醇易挥发，也可使KMnO4(H+)溶液褪色，必须要先除去乙醇，可用水,4,一、卤代烃,2卤代烃,（1）概念：,（2）饱和一元的通式：,CnH2n+1 X,（3）官能团：,X,（4）分类：,按卤素原子不同：,按卤素原子数目：,按烃基：,氟代烃、氯代烃、溴代烃等,一卤代物、二卤代物、多卤代物,饱和卤代烃、不饱和卤代烃、芳香卤代烃等,（5）命名：,把卤素原子作取代基，和烷烃一样命名,RX,5,一、卤代烃,2卤代烃,（6）物理性质：,状态：,除少数为气体外，大多为液体或固体,溶解性：,在室温下，除氟甲烷、氯甲烷、溴甲烷和氟乙烷、氯乙烷为气体外，其余一卤代烷为液体,都难溶于水，可溶大多有机溶剂，某些本身就是有机溶剂,密度：,一氟代烃和一氯代烃小于1，溴代烃、碘代烃及多卤代烃都比水的密度大。,沸点：,同类的随C数逐渐升高,同C数的一卤代烃的沸点：,RIRBrRClRFRH,6,一、卤代烃,2卤代烃,（7）化学性质：,水解反应：,消去反应：,“氢少去氢”,生成扎依切夫烯,（8）制备：,烷烃和芳香烃的卤代反应 不饱和烃和HX或X2加成,（9）卤代烃中卤素原子的检验,7,一、卤代烃,2卤代烃,（10）卤代烃在有机物转化和有机合成中的重要作用,有机物中引入卤原子常常是改变性能的第一步,卤代烃发生取代、消去反应后，可在更大空间上 与醇、醛、羧酸、酯相联系；,卤代烃在有机物转化和有机合成中具有“桥梁”的 重要地位和作用。,（11）应用,有机合成的重要原料：如聚乙烯、聚四氟乙烯（不 粘锅涂层）,氟利昂对环境的污染臭氧空洞,8,一、卤代烃,2卤代烃,（10）卤代烃在有机物转化和有机合成中的重要作用,有机物中引入卤原子常常是改变性能的第一步,卤代烃发生取代、消去反应后，可在更大空间上 与醇、醛、羧酸、酯相联系；,卤代烃在有机物转化和有机合成中具有“桥梁”的 重要地位和作用。,（11）应用,有机合成的重要原料：如聚乙烯、聚四氟乙烯（不 粘锅涂层）,氟利昂对环境的污染臭氧空洞,9,典型例题,【例1】有关溴乙烷的下列叙述中，正确的是（ ） A溴乙烷不溶于水，能溶于大多数有机溶剂 B溴乙烷与NaOH的醇溶液共热可生成乙醇 C在溴乙烷中滴入AgNO3溶液，立即有淡黄色沉淀生成 D溴乙烷通常用乙烷与液溴直接反应来制取,10,典型例题,【例2】下列反应的产物中，有的有同分异构体，有的 没有同分异构体，其中一定不存在同分异构体的反应是 A 异戊二烯(CH2=C（CH3）CH=CH2)与等物质的量 的Br2发生加成反应 B 2氯丁烷(CH3CH2CHClCH3)与NaOH乙醇溶液共 热发生消去HCl分子的反应 C 甲苯在一定条件下发生硝化生成一硝基甲苯的反应 D 邻羟基苯甲酸与NaHCO3溶液反应,11,典型例题,【例3】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_； （2）A中的碳原子是否都处于同一平面？_(填“是”或者“不是”)； （3）在下图中，D1、D2互为同分异构体，E1、E2互为同分异构体。,12,典型例题,反应的化学方程式为_； C的化学名称是_； E2的结构简式是_； 的反应类型依次是_、_。,13,二、醇,1乙醇,（1）分子结构,分子式：,电子式：,结构式：,官能团：,（2）物理性质,结构简式：,C2H6O,CH3CH2OH或C2H5OH,OH,无色有特殊香味的液体，密度比水的小，能与水以任意比互溶，能溶解多种有机物和无机物，熔点117，沸点78.5，易挥发 。,如何分离水和酒精？,14,二、醇,（3）化学性质,1与金属钠的反应：,置换反应,2氧化反应：,燃烧：,催化氧化：,可使KMnO4(H+)溶液褪色， 使K2Cr2O7(H+)由橙红色转为绿色,3消去反应：,分子内脱水,15,二、醇,（3）化学性质,4分子间脱水生成醚：,5取代反应：,酯化反应,断：,断 ：,与Na、酯化,卤代,断 ：,断：,催化氧化,消去反应,断 ：,分子间脱水,16,二、醇,2醇,（1）概念：,（2）饱和一元醇通式：,（3）官能团：,（4）分类：,根据羟基的数目：,根据烃基类别：,（5）同系物：,（6）同分异构体：,（7）系统命名：,羟基与烃基或苯环侧链上的碳相连的化合物,CnH2n+2O,OH,一元醇、二元醇、多元醇,脂肪醇、脂环醇、芳香醇,碳链异构、位置异构、官能团异构,C4H10O的同分异构体有几种？,和烯烃命名类似,17,二、醇,2醇,（8）物理性质：,沸点：,溶解度：,密度：,随C数增加，逐渐增大,一元醇比相对分子质量相近的烷烃的沸点高得多,碳原子数相同的醇，羟基数越多，沸点越高,甲醇、乙醇、丙醇等低级醇与水任意比互溶,高级烷醇和烷烃类似难溶于水,烷醇的密度大于烷烃，但小于1。芳香醇的密度大于1,18,二、醇,（9）化学性质：,1与金属钠的反应（置换反应）：,（2OHH2）,2氧化反应：,可被O2、KMnO4(H+)、K2Cr2O7(H+)氧化,燃烧：,催化氧化：,难以被氧化,可使KMnO4(H+)溶液褪色， 使K2Cr2O7(H+)由橙红色转为绿色,3消去反应：（分子内脱水）,19,二、醇,（9）化学性质：,4分子间脱水生成醚,5取代反应,酯化反应,（10）醇的制备：,烯烃的水化：,发酵：,20,典型例题,【例1】下列醇类物质中既能发生消去反应，又能发生催化氧化反应生成醛类的物质是（ ） ACH3CH(CH3)CH(CH3)OH B C(CH3)3CCH2CH2OH D,21,典型例题,【例2】（09上海理综13）酒后驾车是引发交通事故的重要原因。交警对驾驶员进行呼气酒精检测的原理是：橙色的K2Cr2C7酸性水溶液乙醇迅速生成蓝绿色Cr3+。下列对乙醇的描述与此测定原理有关的是（ ） 乙醇沸点低 乙醇密度比水小 乙醇有还原性 乙醇是烃的含氧化合物 A B C D,22,典型例题,【例3】奶油中有一种只含C、H、O的化合物A 。A可用作香料，其相对分子质量为88，分子中C、H、O原子个数比为2:4:1 。 （1）A的分子式为_。 （2）与A分子式相同的酯的同分异构体有 种。 已知：,23,A中含有碳氧双键，与A相关的反应如下：,24,三、酚,1概念：,羟基直接连在苯环上,芳香醇,酚,2苯酚：,分子式：,结构简式：,C6H6O,或 C6H5OH,官能团：,OH,（1）分子结构,25,三、酚,2苯酚：,（2）物理性质,无色有特殊气味的有毒晶体（强腐蚀性）,沸点182，熔点43,室温下，在水中的溶解度是9.3g，温度高于65 时，与水混溶；易溶于乙醇等有机溶剂,酚的密度都大于1,26,三、酚,（3）化学性质,（苯环和羟基的相互影响）,弱酸性：,俗称石炭酸,不能使酸碱指示剂变色，但能与Na、NaOH、Na2CO3反应,酸性强弱：,HClCH3COOHH2CO3苯酚HCO3-,【实验】,向苯酚浑浊液中滴加NaOH溶液或Na2CO3溶液，产生什么现象；再向其中通CO2或滴加盐酸，又产生什么现象？,27,三、酚,弱酸性：,酸性强弱：,HClCH3COOHH2CO3苯酚HCO3-,28,三、酚,（3）化学性质,溴代反应：,比苯易进行,一定要注意浓溴水要过量，苯酚要少量。,难溶于水，易溶于有机溶剂,【思考】,如何除去苯中混有的少量苯酚？,显色反应：,与FeCl3溶液反应显紫色,29,典型例题,【例1】白黎芦醇 广泛存在于食物（例如桑椹、花生，尤其是葡萄） 中，它可能具有抗癌性。能够跟1mol该化合物反应 的Br2或H2的最大用量分别是（ ） A1mol、lmol B3.5mol、7mol C6mol、6mol D6mol、7mol,30,四、醛和酮,1乙醛：,（1）分子结构,分子式：,电子式：,结构式：,官能团：,结构简式：,结构特点：,C2H4O,CH3CHO,=1，由碳氧双键,CHO,（2）物理性质,无色、有刺激性气味的液体，能与水、乙醇等互溶，密度比水的小，沸点是20.8，易挥发,31,四、醛和酮,1乙醛：,（3）化学性质,1氧化反应：,较强的还原性,与新制Cu(OH)2反应,（碱过量，加热煮沸）,与银氨溶液反应银镜反应,（水浴加热）,32,四、醛和酮,【注意】,银氨溶液的配制：,向AgNO3溶液中滴加稀氨水，至产生的沉淀恰好溶解为止,银氨溶液不可久置，须现用现配,实验成功的关键：,水浴加热、碱性环境，试管要洁净（可加NaOH溶液，煮沸1min，以除去油污）、不能搅拌摇动试管,银镜处理：,用稀HNO3浸泡，再水洗,1molCHO2molAg,33,四、醛和酮,（3）化学性质,1氧化反应：,催化氧化,可使酸性高锰酸钾溶液褪色,2加成反应：,还原反应,34,四、醛和酮,2醛类,（1）概念：,（2）饱和一元醛通式：,（3）官能团：,（4）分类：,RCHO,CnH2nO,CHO,35,四、醛和酮,2醛类,（5）同系物：,（6）同分异构体：,（7）物理性质：,碳架异构、位置异构、官能团异构,C5H10O属于醛的同分异构体有几种？,沸点：,比相应的醇低得多,溶解性：,密度：,甲醛、乙醛与水互溶,脂肪醛小于1，芳香醛大于1,甲醛：,无色有刺激性气味的气体，易溶于水，水溶液又称福尔马林，具有杀菌、防腐性能,36,四、醛和酮,2醛类,（8）化学性质：,氧化反应,还原反应：,（9）醛的制备：,乙炔水化法：,乙烯氧化法：,乙醇氧化法：,37,四、醛和酮,3酮,（1）概念：,（2）丙酮：,（3）物理性质：,无色透明的液体，易挥发，能与水、乙醇等互溶，常用的有机溶剂,（4）化学性质：,不能被银氨溶液、新制Cu(OH)2氧化，可催化加氢生成醇,CH3COCH3,R1COR2,38,典型例题,【例1】下列说法中，正确的是（ ） A乙醛分子中的所有原子都在同一平面上 B凡是能发生银镜反应的有机物都是醛 C醛类既能被氧化为羧酸，又能被还原为醇 D完全燃烧等物质的量的乙醛和乙醇，消耗氧气的质 量相等,39,典型例题,【例2】（2007海南20）从甜橙的芳香油中可分离得到如下结构的化合物,现在试剂：KMnO4酸性溶液；H2/Ni；Ag(NH3)2OH；新制Cu(OH)2，能与该化合物中所有官能团都发生反应的试剂有（ ） A B C D,40,典型例题,【例3】（08年江苏化学10）下列离子方程式正确的是 A用惰性电极电解饱和氯化钠溶液： 2Cl- + 2H+ H2+ Cl2 B用银氨溶液检验乙醛中的醛基： CH3CHO +2Ag(NH3)2+ + 2OH- CH3COO- + NH4+ +3NH3 + 3Ag+ H2O C苯酚钠溶液中通入少量CO2： CO2 + H2O + 2C6H5O- 2C6H5OH + 2CO32- DNa2SO3溶液使酸性KMnO4溶液褪色： 5SO32- + 6H+ + 2MnO4- 5SO42- + 2Mn2+ 3H2O,41,典型例题,【例4】（08年江苏化学11）香兰素是重要的香料之一，它可由丁香酚经多步反应合成。,有关上述两种化合物的说法正确的是（ ）,A常温下，1 mol丁香酚只能与1 molBr2反应 B丁香酚不能FeCl3溶液发生显色反应 C1 mol香兰素最多能与3 mol氢气发生加成反应 D香兰素分子中至少有12个原子共平面,42,五、羧酸和酯,1乙酸：,（1）分子结构,分子式：,电子式：,结构式：,官能团：,结构简式：,结构特点：,（2）物理性质,C2H4O2,CH3COOH,（或COOH）,羰基和羟基相互影响,无色有强烈刺激性气味的液体，易溶于水和乙醇，沸点117.9，熔点16.6,纯净的乙酸又称为冰醋酸：当温度低于熔点时，会凝结成类似冰一样的晶体,43,五、羧酸和酯,1乙酸：,（3）化学性质,酸性：,强于H2CO3,使酸碱指示剂变色、与活泼金属反应、碱、碱性氧化物、比醋酸弱的弱酸盐等,酯化反应：,1反应特点：,反应慢、可逆反应、沸点：乙酸乙醇乙酸乙酯,2提高反应中乙酸乙酯的产率：,加热、,浓硫酸作催化剂和吸水剂,44,五、羧酸和酯,1乙酸：,（3）化学性质,酯化反应：,3注意事项：,（1）加药品顺序：先加乙醇慢慢加入浓硫酸和乙酸 （2）先小火加热后大火加热(温度不能太高) （3）导管切莫浸入液体内，以防倒吸 （4）饱和Na2CO3溶液的作用：（导管和液面齐平） 吸收乙酸、溶解乙醇、降低乙酸乙酯的溶解度易分层 （5）反应机理：酸脱羟基醇去氢（同位素原子示踪法）,45,五、羧酸和酯,2 羧酸,（1）概念：,（2）饱和一元羧酸通式：,（3）官能团：,（4）分类：,RCOOH,CnH2nO2,COOH,按烃基分,低级脂肪酸：,如HCOOH（蚁酸）、CH2CHCOOH,高级脂肪酸：,如硬脂酸：C17H35COOH（十八烷酸）,软脂酸：C15H31COOH,油酸：C17H33COOH（十八烯酸）,脂肪酸、,脂环酸、,芳香酸：,如苯甲酸（安息香酸）,46,五、羧酸和酯,2 羧酸,（4）分类：,按羧基数分：,一元羧酸： 二元羧酸：乙二酸（草酸） 多元羧酸：柠檬酸,（5）同系物：,（6）同分异构体：,碳架异构、位置异构、官能团异构,C5H10O2属于羧酸的同分异构体？,（7）物理性质：,沸点：,溶解性：,状态：,比相对分子质量相近的醇高，随碳数的增加而升高,C4以下的羧酸可与水混溶，随碳数的增加而降低,液体蜡状晶体,47,五、羧酸和酯,2 羧酸,（8）化学性质：,酸性：,随碳数的增加而减弱,如甲酸乙酸丙酸,酯化反应：,一元羧酸和一元醇 多元羧酸和一元醇 一元羧酸和多元醇 多元羧酸和多元醇（链酯、环酯、聚酯） 羟基酸自身链酯、环酯（内酯和交酯）、聚酯,甲酸的特性：,能与新制Cu(OH)2反应和银镜反应,48,五、羧酸和酯,3酯,（1）概念：,（2）官能团：,（3）通式：,（4）酯的命名：,（5）同分异构体,R1COOR2,（R2不能是H，R1可以是H）,COO（酯基）,CnH2nO2（n1）,某酸某酯,C4H8O2、 C5H10O2属于酯的同分异构体分别有几种？,（6）物理性质,低级酯是具有芳香气味的液体，密度一般小于水，难溶于水，易溶于有机溶剂,49,五、羧酸和酯,3酯,（7）化学性质：,酯的水解,酸性（可逆）,碱性（不可逆）,（8）甲酸某酯的特性,具有醛和酯的性质,50,典型例题,【例1】（07年宁夏理综8）下列除去杂质的方法正确的 是（ ） 除去乙烷中少量的乙烯： 光照条件下通入Cl2，气液分离； 除去乙酸乙酯中少量的乙酸： 用饱和碳酸氢钠溶液洗涤，分液、干燥、蒸馏； 除去CO2中少量的SO2： 气体通过盛饱和碳酸钠溶液的洗气瓶； 除去乙醇中少量的乙酸：加足量生石灰，蒸馏。 A B C D ,51,典型例题,【例2】（08年宁夏理综9）下列说法错误的是（ ） A乙醇和乙酸都是常用调味品的主要成分 B乙醇和乙酸的沸点和熔点都比C2H6、C2H4的沸点和 熔点高 C乙醇和乙酸都能发生氧化反应 D乙醇和乙酸之间能发生酯化反应，酯化反应和皂化 反应互为逆反应,52,典型例题,【例3】（08年海南化学20）1 mo1X能与足量碳酸氢钠溶液反应放出44.8L CO2（标准状况），则X的分子式是 AC5H10O4 BC4H8O4 CC3H6O4 DC2H2O4,【例4】（09年海南化学18.3）分子式为C5H10O2的酯共有（不考虑立体异构）： A7种 B8种 C9种 D10种,53,典型例题,【例5】（09年江苏化学10）具有显著抗癌活性的10-羟基 喜树碱的结构如图所示。下列关于10羟基喜树碱的 说法正确的是,A分子式为C20H16N2O5 B不能与FeCl3溶液发生显色反应 C不能发生酯化反应 D一定条件下，1mol该物质最多可与 1molNaOH反应,54,六、有机合成,1各类有机物的性质,光卤代,氧化、加成、加聚,氧化、加成、加聚,取代(卤代、硝化、磺化)、加成,水解(取代)、消去,置换、氧化、消去、取代,弱酸性、溴代、显色、氧化、缩聚,氧化、还原,酸性、酯化,水解,55,六、有机合成,2官能团的转化,炔烯烷卤代烃醇醛羧酸酯,加成,加成,取代,水解,氧化,氧化,酯化,包括官能团种类变化、数目变化、位置变化等。,（1）种类变化,（2）数目变化,CH3CH2Br,消去,CH2=CH2,加Br2,CH2BrCH2Br,（3）位置变化,CH3CH2CH2-Br,消去,CH3CH=CH2,加HBr,56,六、有机合成,3官能团的引入,（1）引入碳碳双键：,（2）引入卤原子：,（3）引入羟基：,（4）引入醛基：,（5）引入羧基：,醇消去、卤代烃消去、炔烃部分加成,醇取代、烯烃或炔烃加成、烷烃取代,烯烃加水、卤代烃水解、酯的水解、醛的还原,醇的氧化、烯的氧化、炔的水化,酯的水解、醛的氧化、苯的同系物的氧化,57,六、有机合成,4有机合成,（1）正合成分析法：,基础原料,辅助原料,中间体,副产物,辅助原料,中间体,副产物,辅助原料,目标化合物,（2）逆合成分析法：,基础原料,中间体,目标化合物,中间体,58,六、有机合成,4有机合成,例如：乙二酸(草酸)二乙酯的合成,石油裂解气,+CH3CH2OH,1,+H2O,2,+Cl2,3,4,O,5,浓H2SO4,水解,（2）逆合成分析法：,59,典型例题,【例1】已知： 某课外活动小组用电石、一氯甲烷为基本原料合成聚丙烯酸甲酯，请用合成反应流程图表示出最合理的合成方案（注明反应条件，其它无机试剂可自选，有机物用结构简式表示）。 合成流程图表示方法示例如下：,60,61,典型例题,【例2】（09海南）以下是某课题组设计的合成聚酯类 高分子材料 的路线：,62,典型例题,已知： A的相对分子质量小于110，其中碳的质量分数约为0.9； 同一碳原子上连两个羟基时结构不稳定，易脱水生成醛 或酮：,C可发生银镜反应。,63,典型例题,请根据以上信息回答下列问题： （1）A的分子式为 ； （2）由A生成B的化学方程式为 ， 反应类型是 ； （3）由B生成C的化学方程式为 ，该反应过程中 生成的不稳定中间体的结构简式应是 ； （4）D的结构简式为 ，D的同分异构体中含 有苯环且水解产物之一为乙酸的有 (写结构简式)。,64,典型例题,【例3】(09全国卷30）化合物H是一种香料，存在于金橘中，可用如下路线合成：,已知：,65,典型例题,回答下列问题： （1）11.2L（标准状况）的烃A在氧气中充分燃烧可以产生88 g CO2和45 g H2O。A的分子式是_ （2）B和C均为一氯代烃，它们的名称（系统命名）分别为_； （3）在催化剂存在下1 mol F与2 mol H2反应，生成 3苯基1丙醇。F的结构简式是_ （4）反应的反应类型是_； （5）反应的化学方程式为_ （6）写出所有与G具有相同官能团的G的芳香类同分异构体的结构简式：_,66,