有机化学反应类型归纳及复习

1有机化学反应类型归纳及复习2009.10.2一、取代反应1．概念：有机物分子里某些原子或原子团被其它原子或原子团所代替的反应。2．能发生取代反应的官能团有：醇羟基（－OH）、卤原子（－X）、羧基（－COOH）、酯基（－COO－）、肽键（－CONH－）等。（1）烷烃卤代条件：光照，卤素为纯卤素，如氯气，溴蒸气（不能是溴水）产物：卤代烃（R-X）+卤化氢（HX）（2）苯及苯的同系物卤代条件：催化剂（Fe），纯卤素：苯环上的氢被取代光照；纯卤素：苯环侧链上的氢被取代（3）卤代烃水解条件：NaOH水溶液。其中水是反应物，NaOH能促进水解平衡向右移动C2H5-Br+H-OH/NaOHC2H5OH+HBr；生成的HBr能与NaOH继续反应：NaOH+HBrNaBr+H2O两个方程式综合起来，也可以写成：C2H5-Br+NaOHC2H5OH+NaBr（4）醇：成醚：CH3CH2-OH+H-O-CH2CH3C140/浓硫酸CH3CH2-O-CH2CH3+H2O卤化：CH3CH2—OH+H—BrCH3CH2Br+H2O（5）酚：卤化、硝化（6）羧酸酯化：条件：浓硫酸；加热R-COO-H+H-O-R′/浓硫酸R-COO-R′+H2O（7）酯水解条件：酸性水解或碱性水解;碱性水解生成了盐，要通过酸化变成酸溶液，然后经过蒸馏得到有机酸。CH3COOC2H5＋H2O/浓硫酸CH3COOH＋C2H5OH；RCOOR′＋NaOHRCOONa＋R′OH3．能发生取代反应的有机物种类如下图所示：2二、加成反应1．能发生加成反应的官能团：双键、三键、苯环、羰基（醛、酮）等。（1）C=C与H2、X2、HX、H2O：（2）C≡C与H2、X2、HX、H2O：（3）苯与H2（4）醛、酮与氢气加成：（5）油脂氢化：2．加成反应有两个特点：①反应发生在不饱和的键上，不饱和键中不稳定的共价键断裂，然后不饱和原子与其它原子或原子团以共价键结合。②加成反应后生成物只有一种（不同于取代反应）。说明：1．羧基和酯基中的碳氧双键不能发生加成反应。2．醛、酮的羰基只能与H2发生加成反应。3．共轭二烯有两种不同的加成形式。三、消去反应1．概念：有机物在适当的条件下，从一个分子中脱去一个小分子（如水、HX等），生成不饱和（双键或三键）化合物的反应。如：实验室制乙烯。2．能发生消去反应的物质：醇、卤代烃；能发生消去反应的官能团有：醇羟基、卤素原子。（1）卤代烃消去HX在卤代烃的消去反应中，碱是反应物，醇是提供反应环境的溶剂，因为生成的乙烯能溶于醇中，同时反应物中的碱能与HBr发生反应，使反应不断向生成乙烯的方向移动。对于2-溴丁烷来说，发生取代反应时，生成含取代基较多的烯烃，这样的烯烃对称性好，分子比较稳定。也就是说主要从含氢原子较少的碳原子上消去氢原子。CH2HBrNaOH醇溶液CH2CH2+HBrCH23在醇的消去反应中，浓硫酸既起催化剂的作用，又起脱水剂的作用，也能促进反应不断的向生成乙烯的方向进行。（2）醇消去H2O：CH3CH2OHC170/浓硫酸CH2=CH2+H2O3．反应机理：相邻消去发生消去反应，必须是与羟基或卤素原子直接相连的碳原子的邻位碳上必须有氢原子，否则不能发生消去反应。如CH3OH，没有邻位碳原子，不能发生消去反应。加成反应和消去反应是对立统一的关系：饱和化合物通过消去反应，生成不饱和的化合物，腾出空位子，再通过加成反应，引入所需要的官能团。四、聚合反应聚合反应是指小分子互相作用生成高分子的反应。聚合反应包括加聚和缩聚反应。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。加聚反应的复习可通过类比、概括，层层深入，寻求反应规律的方法复习。发生加聚反应的官能团是碳碳双键：加聚反应的实质是：加成反应。加聚反应的反应机理是：碳碳双键断裂后，小分子彼此拉起手来，形成高分子化合物。Ⅰ．单烯烃的加聚（1）乙烯的加聚：（2）氯乙烯的加聚：（3）丙烯的加聚：（4）2－丁烯的加聚：小结：烯烃加聚的基本规律：Ⅱ．二烯烃的加聚二烯烃单体自聚时，单体的两个双键同时打开，单体之间直接连接形成含有一个新双键的链节而成为高分子化合物。42．缩聚反应：有机物单体间通过失去水分子或其它小分子形成高分子化合物的反应叫缩聚反应。该类反应的单体一般具有两个或两个以上的官能团。醇羟基和羧基酯化而缩聚（1）二元羧酸和二元醇的缩聚，如合成聚酯纤维：（2）醇酸的酯化缩聚：此类反应若单体为一种，则通式为：若有两种或两种以上的单体，则通式为：五、氧化反应与还原反应1．氧化反应就是有机物分子里“加氧”或“去氢”的反应。能发生氧化反应的物质和官能团：烯（碳碳双键）、醇、酚、苯的同系物、含醛基的物质等。烯（碳碳双键）、炔（碳碳叁键）、苯的同系物的氧化反应都主要指的是它们能够使酸性高锰酸钾溶液褪色，被酸性高锰酸钾溶液所氧化。醇可以被催化氧化（即去氢氧化）。其氧化机理可以表示如下：也可以表示成：2Cu+O22CuO由此可以看出，醇被氧化的过程中，Cu是起催化剂的作用，氧化的关键是与羟基直接相连的碳原子上必须要有氢原子，如果与羟基直接相连的碳原子上没有氢原子则不能被氧化。即：（此反应不能发生）（R1、R2、R3代表烃基，可以相同也可以不同）如果与羟基直接相连的碳原子上有两个氢原子即羟基在主链链端的碳原子上，则被催化氧化为醛；如果与羟基直接相连的碳原子上只有一个氢原子即羟基在中间碳上，则被催化氧化为酮。即：例如：5（R、R1、R2代表烃基，可以相同也可以不同）六、中和反应、裂化反应及其它反应醇、酚、酸分别与Na、NaOH、Na2CO3、NaHCO3的反应；显色反应等。1．要注意醇、酚和羧酸中羟基性质的比较：（注：画√表示可以发生反应）羟基种类重要代表物与Na与NaOH与Na2CO3与NaHCO3醇羟基乙醇√酚羟基苯酚√√√（不出CO2）羧基乙酸√√√√利用上述关系可以确定某些有机物的结构。七、酯化反应（属于取代反应）1．酯化反应的脱水方式：羧酸和醇的酯化反应的脱水方式是：“酸脱羟基醇脱氢”，羧酸分子中羧基上的羟基跟醇分子中羟基上的氢原子结合成水，其余部分结合成酯。这种反应的机理可通过同位素原子示踪法进行测定。2．酯化反应的类型：Ⅰ．一元羧酸和一元醇生成链状小分子酯的酯化反应，如：II．二元羧酸（或醇）和一元醇（或酸）的酯化反应二元羧酸和一元醇按物质的量1∶1反应二元羧酸和一元醇按物质的量1∶2反应III．二元羧酸和二元醇的酯化反应（1）生成小分子链状酯，如：（2）生成环状酯（3）生成聚酯，如：6IV．羟基酸的酯化反应（1）分子间反应生成小分子链状酯，如：（2）分子间反应生成环状酯，如：（3）分子内酯化反应生成内酯（同一分子中的－COOH和－OH脱水而形成的酯），如：V．无机酸和醇酯化生成酯，例如：综上所述，酯的种类有：小分子链状酯、环酯、聚酯、内酯、硝酸酯、酚酯。