烃的衍生物

第四章烃的衍生物一.烃的衍生物概述1.定义烃分子中的氢原子被其它原子或原子团取代而生成的化合物.2.分类常见有卤代烃、醇、酚、醛、酮、羧酸、酯等。烃的衍生物中所包含的官能团有哪些？思考[归纳]官能团包括卤素原子（—X）、硝基（—NO2）、羟基（—OH）、醛基（—CHO）、羧基（—COOH）、氨基（—NH2）、碳碳双键（C=C）、碳碳三键（C≡C）等.物质名称结构简式官能团及名称乙烯乙炔硝基苯溴乙烷乙醇乙醛乙酸常见官能团CH3CH2Cl–Cl(–x)卤原子CH3CH2OH–OH羟基C6H5NO2–NO2硝基CH3COOHCH2=CH2CHCHC=C碳碳双键CC碳碳叁键–COOH羧基–CHO醛基乙酸乙酯CH3COOCH2CH3无CH3CHO3.基团：“基”指的是非电解质(如有机物)分子失去原子或原子团后残留的部分。如甲基—CH3亚甲基CH2丙基—CH2CH2CH3异丙基CHCH3CH3乙基—CH2CH3或—C2H5苯基—C6H5硝基—NO2羟基—OH乙烯基—CH＝CH2官能团与基团的关系：官能团________是基团，但基团________是官能团。一定不一定二、卤代烃的分类1、定义：烃分子中的氢原子被卤素原子取代后所生成的化合物.2、通式:饱和一卤代烃CnH2n+1X3、分类：1）按卤素原子种类分：2）按卤素原子数目分：3）根据烃基是否饱和分：F、Cl、Br、I代烃一卤、多卤代烃饱和、不饱和4）按是否含有苯环分：脂肪卤代烃、芳香卤代烃分子式：结构简式：电子式：C2H5BrHCCBrHHHHCH3CH2Br或C2H5Br球棍模型1、结构2、卤代烃的性质1、物理性质1).常温下，卤代烃中除一氯甲烷、氯乙烷、氯乙烯等少数为气体外，其余为液体或固体.(2).互为同系物的卤代烃，如一氯代烷的物理性质变化规律是：随着碳原子数（式量）增加，其熔、沸点和密度也增大.（且沸点和熔点大于相应的烃）(3).难溶于水，易溶于有机溶剂.除脂肪烃的一氟代物、一氯代物等部分卤代烃外，液态卤代烃的密度一般比水大水解反应消去反应2、化学性质◆卤代烃的活泼性：卤代烃强于烃原因：卤素原子的引入——官能团决定有机物的化学性质。◆主要的化学性质：CH3CH2OHBrHCH3CH2OHHBr（1）水解反应条件NaOH溶液NaOHCH3CH2NaOHCH3CH2OHNaBrBrH2O水解反应机理思考1）这反应属于哪一反应类型？2）该反应较缓慢，若既要加快反应速率又要提高乙醇产量，可采取什么措施？取代反应采取加热和NaOH的方法，原因是水解吸热，NaOH与HBr反应，减小HBr的浓度，使水解正向移动。①C2H5Br②C2H5BrAgNO3溶液AgNO3溶液取上层清液硝酸酸化思考3）如何判断CH3CH2Br是否完全水解？4）如何判断CH3CH2Br已发生水解？√待溶液分层后，用滴管吸取少量上层清液，移入另一盛稀硝酸的试管中，然后滴入2～3滴硝酸银溶液，如有淡黄色沉淀出现，则证明含有溴元素。看反应后的溶液是否出现分层，如分层，则没有完全水解（2）消去反应CH2CH2NaOHBrH醇△CH2CH2NaBrH2O条件①NaOH的醇溶液②要加热定义有机化合物在一定条件下，从一个分子中脱去一个小分子（HBr，H2O等），而生成不饱和化合物（“=”或者“≡”）的反应。一般，消去反应发生在两个相邻碳原子上。“邻碳有氢”消去反应机理实例：CH2CH2CH2=CH2↑+H2O||HOH浓H2SO4170℃CH2CH2||ClCl醇、NaOH△CH≡CH↑+2HCl不饱和烃小分子不饱和烃小分子CH2CH2||HBrCH2=CH2↑+HBr醇、NaOH△CH2CH2CH2=CH2↑+H2O||HOH浓H2SO4170℃CH2CH2||ClClCH≡CH↑+2HCl醇、NaOH△不饱和烃不饱和烃不饱和烃小分子小分子小分子像这样，有机化合物(醇/卤代烃)在一定条件下从一个分子中脱去一个小分子(水/卤代氢等),而生成不饱和(含双键或三键)化合物的反应，叫消去反应。对消去反应的理解CH2—(CH2)4—CH2——HBr催化剂属消去反应吗？CH3CH2CH2Br能否发生消去反应？能否通过消去反应制备乙炔？用什么卤代烃？概念延伸注重对比、归纳满足什么条件才有可能发生？CH3Cl能否都发生消去反应？CCH2ClH3CCH3CH3CH3CHCHBrCH3CH3、、与卤原子相连碳原子相邻的碳原子上有氢水解反应有无这要求？无在书写卤代烃的相关反应的化学方程式时，一定要注意反应的条件，水解反应的条件是碱的水溶液，消去反应的条件是碱的醇溶液，也可以根据不同的反应条件判断反应类型，推导相关物质的结构。注意：小结：比较溴乙烷的取代反应和消去反应，体会反应条件对化学反应的影响。取代消去反应物反应条件生成物结论CH3CH2BrCH3CH2BrNaOH水溶液，加热NaOH醇溶液，加热CH3CH2OH、NaBrCH2=CH2、NaBr、H2O溴乙烷在不同的条件下发生不同类型的反应思考1）是否每种卤代烃都能发消去反应？请讲出你的理由。2）能发生消去反应的卤代烃，其消去产物仅为一种吗？如：CH3-CHBr-CH2-CH3消去反应产物有多少种?不是，要“邻碳有氢”不一定，可能有多种。一般消去时要遵循“札依采夫规则”。★札依采夫规则卤代烃发生消去反应时，消除的氢原子主要来自含氢原子较少的相邻碳原子上。思考3）消去反应为什么不用NaOH水溶液而用醇溶液？4）消去反应时，乙醇起什么作用？5）C(CH3)3-CH2Br能发生消去反应吗？用NaOH水溶液反应将朝着水解方向进行。乙醇作溶剂，使溴乙烷充分溶解。不行，邻碳无氢，不能消去。3、卤代烃中卤素原子的检验：卤代烃NaOH水溶液过量HNO3AgNO3溶液有沉淀产生说明有卤素原子白色淡黄色黄色检验卤代烃分子中卤素的方法(1)实验原理R—X＋H2ONaOH△R—OH＋HXHX＋NaOH===NaX＋H2OHNO3＋NaOH===NaNO3＋H2OAgNO3＋NaX===AgX↓＋NaNO3根据沉淀(AgX)的颜色(白色、浅黄色、黄色)可确定卤素(氯、溴、碘)。(2)实验步骤①取少量卤代烃；②加入NaOH溶液；③加热煮沸；④冷却；⑤加入稀硝酸酸化；⑥加入硝酸银溶液。(3)实验说明①加热煮沸是为了加快水解反应的速率，因为不同的卤代烃水解难易程度不同。②加入稀硝酸酸化，一是为了中和过量的NaOH，防止NaOH与AgNO3反应对实验产生影响；二是检验生成的沉淀是否溶于稀硝酸。烃类与卤素单质在光照条件下发生取代反应生成对应的卤代烃。但由于副产物复杂，通常不能用该法来制备卤代烃。思考思考烃和卤素可以在光照条件下生成卤代烃，为什么不采用此法制备卤代烃呢？课堂练习1、指出下列方程式的反应类型(条件省略)CH3CH2ClH2OCH3CH2OHHClCH3CH2OHCH2CH2H2OCH3CH2OH(CH3CH2)2OH2O2CH3H2CH33+H2O取代反应消去反应取代反应（醚化反应）加成反应课堂练习3、写出由CH2BrCH2Br与NaOH醇溶液共热的反应方程式2、下列物质与NaOH醇溶液共热可制得烯烃的是：A.C6H5CH2ClB.(CH3)3CBrC.CH3CHBrCH3D.CH3ClBC请写出CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4的水解方程式。1、已知，HOCOHCOH2O作业设计：2、欲将溴乙烷转化为1，2-二溴乙烷，写出有关方程式？3、如何用乙醇合成乙二醇？写出有关化学方程式？例1以溴乙烷为原料制取乙二醇，需要经过的反应为()A．加成—消去―取代B．消去―加成―取代C．消去―取代―加成D．取代―消去―加成B第一节烃的衍生物—醇前言有机含氧化合物：羧酸羧酸衍生物醇酚醚醛酮ROHArOHROR'RCOHRCOR'RCOOHRCYO(Y:X,OR',OCR',NHR')O这些有机含氧化合物间的相互作用奠定了有机化学和生物化学的基础。醇—羟基跟烃基或苯环侧链上的碳原子直接相连CH3CH2CH2OHCH2—OHCH2—OH—OH—CH3HO——OH—CH2OHH3C—酚—羟基跟苯环直接相连醇和酚有何区别？下列哪些是醇，哪些是酚？※下列有机物属于醇类的是（）ACCH3OHACH2OHBOHC|OHDCOHOE一醇的分类与命名(a)按与羟基相连的烃基的不同醇脂肪醇芳香醇不饱和醇饱和醇CH3CH2CH2CH2OH丁醇CH2CHCH2OH烯丙醇HCCCH2OH2–丙炔醇CH2CH2OH2–苯基乙醇1醇的分类(b)按与羟基相连的碳原子的种类CH3CH2CH2OHCH3CHCH3OHCH3CCH3CH3OH伯醇仲醇叔醇(c)按分子中所含羟基的数目CH3CH2OHCH2CH2OHOHCH2CHOHOHCH2OH乙醇乙二醇丙三醇一元醇二元醇三元醇⑴普通命名法用于简单的醇。烃基的名称+“醇”CHCH2OHCH3CH3CH2CHCH2OHCH3OH异丁醇(isopropylalcohol)甲醇木精(methylalcohol)烯丙醇(allylalcohol)CH2OH苯甲醇苄醇(menzylalcohol)OH环己醇2醇的命名（2）编号（1）选主链（3）写名称选最长碳链，且含—OH从离—OH最近的一端起编取代基位置—取代基名称—羟基位置—母体名称CH2OHCH2OHCH2OHCH2OHCH2OHCHOHOHCH3CHCH3苯甲醇乙二醇1，2，3—丙三醇（或甘油、丙三醇）2-丙醇⑵系统命名法CH3CH=CHCH2CH2OHCH3CHCH2CH2CH2CHOOHCOOHOHCl3-戊烯-1-醇5-羟基己醛3-羟基-4-氯环己基甲酸几个实例CH3CH=CCHCH(CH3)2(CH3)2CHOH243___4____甲基异丙基己烯醇CH2OHHOCH2CH2CHCH2CH2CH2CH2OH3-羟甲基-1,7-庚二醇CH3CH-CHCH3OHCH33-甲基-2-丁醇OHCH3CHCH=CH23-丁烯-2-醇OHCH3CHCH2CH2CHCH2CH3OH2,5-庚二醇练习CH3CH2CH2CHCH2CH2CH2OHCHCH24–丙基–5–己烯–1–醇CH3OH4–甲基–1–环己醇CH2OHCHCH3OH环己甲醇1–苯(基)乙醇练习[练习]写出下列醇的名称CH3—CH—CH2—OHCH3②CH3—CH2—CH—CH3OH①③CH—C—OHCH3CH3CH2—CH3CH3④CH2—OHCH—OHCH32—丁醇2，3—二甲基—3—戊醇1，2—丙二醇2—甲基—1—丙醇二醇的制法1醇的工业合成(1)由合成气合成合成气：CO+H2CO+2H2CuO-ZnO-Cr2O32100~400℃5~10MPaCH3OH(2)由烯烃直接水合CH3CHCH2+H2OH3PO4300℃，~7MPaCH3CHCH3OHCH2CH2Cl2+H2OCH2CH2ClOHH2O,NaHCO3~110℃CH2CH2OHOHO2,Ag~270℃CH2CH2OH+或OHH2OCH2CH2OHOHCa(OH)2乙二醇的合成：(3)羰基合成烯烃CO+H2催化剂醛还原醇+CH3CHCHOCH3CH3CHCH2+CO+H2钴催化剂130~175℃~25MPaCH3CH2CH2CHOH2,Ni或Cu△，~5MPaCH3CH2CH2CH2OH+CH3CHCH2OHCH3(4)发酵法淀粉淀粉酶麦芽糖麦芽糖酶葡萄糖酒化酶酒精乙醇的制备：2卤代烃的水解CH2ClNa2CO3,H2O95℃CH2OH(74%)CH2CHCH2ClNaOHH2OCH2CHCH2OHCH2CH2H2SO460-90℃，1.7-3.5MPa94-98%CH3CH2OSO2OHH2OH2SO4CH3CH2OHCH2CH2H3PO4300℃，7-8MPaCH3CH2OH3由烯烃制备⑴间接水合⑵直接水合4醛、酮、羧酸和羧酸衍生物的还原醛、酮、羧酸和羧酸酯等催化加氢金属氢化物还原溶解金属还原CH3OCHOH2,PtCH3OHCH3OCH2OH对甲氧基苯甲醛对甲氧基苯甲醇