高一烃的衍生物总结知识点总结

烃的衍生物

一.卤代烃：(以饱和一元卤代烃为代表物.通式：C n H2n+1X)

化学性质：

1.消去反应：

⑴.条件：与NaOH醇溶液共热(无水条件下，醇作溶剂)。⑵.结果：形成碳碳不饱和键。

⑶.反应举例：

⑷.特例：

*①.扎依采夫定则：当消去反应有两种可能时，卤素原子主要与其所连碳原子邻旁含氢较少的碳原子上的氢原子发生消去反应。

*②.多元卤代烃的消去反应：一般来说，卤代烃分子中有多少个卤原子，经过完全消去就能形成多少碳碳不饱和键。

⑸.不能发生消去反应的卤代烃：

①.分子中只有1个碳原子的卤代烃。如CH3X、CH2X2、CHX3等。

②.卤素原子所连碳原子邻旁碳原子上不含氢原子的卤代烃。

如R－C(CH3)2CHXC(C2H5)CH3、CR3－CH2X.

2.水解反应：

⑴.条件：与NaOH水溶液共热。⑵.结果：发生取代反应，生成含羟基的化合物。

⑶.反应举例：CH3CH2Cl+H2O CH3CH2OH+HCl.

⑷.特例：多元卤代烃的水解反应：

①.当卤原子连在不同碳原子上时：完全水解时生成多元醇。

②.当卤原子连在相同碳原子上时：

i.同一碳原子上连两个卤原子：完全水解时生成醛。

R－CHX2+H2O R－CHO+2HX.

ii.同一碳原子上连3个卤原子：完全水解时生成羧酸。

R－CX3+H2O R－COOH+3HX.

*③.双键碳原子及苯环碳原子上的卤原子不易发生水解反应。

制法：

1.卤代反应：

⑴.烷烃卤代：属于链锁反应，制得的产物不纯。一般不用。例如：

CH4+Cl2CH3Cl+HCl.

⑵.醇与卤化氢反应：RCH2OH+HX→RCH2X+H2O.

*⑶.烯烃α－氢原子的高温卤代：只生成一元卤代物。

CH3－CH＝CH2+Cl2Cl－CH2－CH＝CH2+HCl.

⑷.醛、羧酸α－氢原子的卤代：

CH3－CHO+3Cl2→CCl3－CHO+3HCl. CH3－COOH+3Cl2→CCl3－COOH+3HCl.

2.加成反应：

⑴.加卤素：生成多元卤代物。

RCH＝CHR'+X2→RCHX－CHXR'. RC≡CR'+2X2→RCX2－CX2R'.

⑵.加卤化氢：RCH＝CHR'+HX→RCH2－CHXR'. RC≡CR'+HX RCH＝CXR'.

*注：当加成反应有两种可能时，遵守马尔柯夫尼柯夫定则，即氢原子主要加在不饱和键上含氢原子较多的碳原子一侧。

鉴别：卤代烃观察沉淀的颜色或进行定量计算.

二.醇类：(以饱和一元醇为代表物.通式：C n H2n+1OH)

化学性质：

1.取代反应：

⑴.与活泼金属反应：醇类可与在金属活动顺序表中铝及其前面的金属发生置换反应。

2CH3CH2OH+2Na→2CH3CH2ONa+H2↑.

⑵.与卤化氢反应：RCH2OH+HX→RCH2X+H2O.

⑶.酯化反应：

①.条件：与酸反应，浓H2SO4催化脱水，加热。

②.举例：.

.

.

.(注意区别).

*⑷.多元醇可与新制的Cu(OH)2作用生成绛蓝色的多元醇铜。例如：

2.消去反应：

⑴.条件：与浓H2SO4迅速共热至170o C(缓慢加热则生成副产物醚类)。

⑵.结果：发生分子内脱水，形成碳碳不饱和键。

⑶.反应举例：CH3CH2OH CH2＝CH2+H2O.

⑷.特例：

*①.扎依采夫定则：当消去反应有两种可能时，醇羟基主要与其所连碳原子邻旁含氢较少的碳原子上的氢原子发生消去反应。

*②.多元醇的消去反应：一般来说，醇分子中有多少个羟基，经过完全消去就能形成多少碳碳不饱和键。

⑸.不能发生消去反应的醇类：

①.分子中只有1个碳原子的醇类。如CH3OH。

②.羟基所连碳原子邻旁碳原子上不含氢原子的醇类。

如：如R－C(CH3)2CHOHC(C2H5)CH3、CR3－CH2OH.

3.氧化反应：(非燃烧反应).

⑴.条件：与O2反应，Cu或Ag催化，加热。

⑵.结果：发生去氢反应，形成碳氧双键。

(按羟基所连碳原子上所含氢原子数由多到少的顺序将醇分为一、二、三、四级).

①.一级醇(甲醇)：氧化生成甲醛。2CH3OH+O2→2HCHO+2H2O.

②.二级醇：氧化生成醛类。2RCH2OH+O2→2RCHO+2H2O.

③.三级醇：氧化生成酮类。2R2CHOH+O2→2R2C＝O+2H2O.

④.四级醇：不能发生氧化反应(不能形成碳氧双键)。2R 3COH+O2.

4.分子间脱水：

⑴.条件：浓H2SO4催化脱水，140o C。

⑵.结果：生成醚。2ROH R-O-R.

*5.乙二醇的几种脱水形式：

⑴.2HOCH2CH2OH →HOCH2CH2OCH2CH2OH + H2O.

⑵.2HOCH2CH2OH →+2H2O.

⑶.nHOCH2CH2OH →+ nH2O.

制法：1.烯烃加水：稀H2SO4催化，加热。CH2＝CH2 + H2O CH3CH2OH.

2.一元卤代烃水解R－X + H2O R－OH + H2O.

3.醛酮还原加氢：RCHO + H2RCH2OH. R2C＝O + H2R2CHOH.

4.酯类水解：

RCOOR' + H2O RCOOH + R'OH.

三.酚类：以饱和一元酚为代表物.通式：C n H2n－6OH(n 6.)

化学性质：

1.活泼氢原子的性质：

⑴.不属于酸类，但具有酸的通性。

⑵.酸性极弱：H2CO3>C6H5OH>HCO3－.不能同指示剂直接检验其酸性。

2.还原性：较强。暴露在空气中易被氧化；可使溴水及酸性KMnO4溶液褪色。

3.酚羟基的取代反应极难进行。

4.与浓溴水的沉淀反应：

⑴.苯环上羟基的邻对位必须至少含有1个氢原子。⑵.必须用过量浓溴水。

5.与FeCl3溶液的显色反应：

⑴.不同的酚类与Fe3+作用显示的颜色不同。苯酚与FeCl3溶液反应显紫色。

*⑵.反应的实质是形成了紫色的［Fe(C6H5O)6］3－络离子。

6.苯环上的加成反应：

苯酚在Ni催化下可与H2发生加成反应生成环己醇。

7.与甲醛缩聚：

⑴.条件：盐酸或氨水催化，水浴加热。

⑵.结果：生成酚醛树脂。

.

*8.酯化反应：在特殊条件下，酚羟基也可发生酯化反应(体现醇的性质)。

如与乙酸酐反应。

制法：苯氯苯苯酚.

鉴别：

1.与过量浓溴水反应生成2，4，6－三溴苯酚白色沉淀。

2.与FeCl3溶液反应显紫色。

四.醛类：以饱和一元醛为代表物.通式：C n H2n O.

化学性质：

1.加成反应：除H2外，一般难与非极性试剂加成。

⑴.加氢：还原反应。RCHO + H2RCH2OH.

⑵.加极性试剂：用H－A表示极性试剂(A＝CN－、RO－、NH2－等)。

.

⑶.自身加成：α－氢原子活泼。.

2.氧化反应：强还原性。

除燃烧外，醛类可被氧化剂氧化成为羧酸。

⑴.醛类可使酸性KMnO4溶液褪色。⑵.醛类可使溴水褪色。

⑶.催化氧化：2RCHO + O22RCOOH

⑷.与银氨溶液反应：银镜反应，水浴加热。

RCHO + 2Ag(NH 3)2OH RCOONH4 + 2Ag↓+ 3NH3 + H2O.

⑸.与新制的Cu(OH)2反应：加热，生成砖红色沉淀。

RCHO + 2Cu(OH)2RCOOH + Cu2O↓+ 2H2O.

附：甲醛(HCHO)分子中可看作两个醛基。

*3.取代反应：α－氢原子活泼，可被取代；与Cl2、Br2反应。

R-CH2-CHO + 2Cl2→R-CCl2-CHO + 2HCl.

制法：

1.醇类催化氧化：2RCH2OH + O22RCHO + 2H2O.

2.炔烃加水：CH≡C H + H2O CH3CHO.

鉴别：与新制的Cu(OH)2共热，生成砖红色沉淀。

五.羧酸：

化学性质：

1.酸性：RCOOH RCOO－+ H+.

⑴.羧酸的酸性随分子中碳链的增长迅速减弱。⑵.甲酸是中强酸。

⑶.酸性：HCOOH>C6H5COOH>CH3COOH>H2CO3.

2.酯化反应：

⑴.属于可逆反应；酸或碱催化下均可进行。通常用浓H2SO4作酯化反应的催化剂和吸水剂。⑵.与醇酯化时，羧基上的碳氧单键断裂。

⑶.书写高级脂肪酸酯化反应方程式，应在化学式下注明中文名称。

*⑷.二元羧酸与二元醇的酯化缩聚：

.

.

3.难于加成：

羧基上的碳氧双键难于发生加成反应。只有极强的还原剂(如LiAlH4.)才可使羧酸被还原。

*4.取代反应：

α－氢原子的性质；与Cl2、Br2反应。CH3COOH + 3Cl2→CCl3COOH + 3HCl.

制法：1.醛类催化氧化：2RCHO + O22RCOOH .

2.烷烃催化氧化：CH3CH2CH2CH3 + O22CH3COOH + H2O.

3.酯类水解：RCOOR' + H2O RCOOH + R'OH.

六.酯类：

化学性质：水解反应：

⑴.条件：酸或碱催化，加热。酯链(-COO-)中的碳氧单键断裂。

⑵.结果：酸催化时生成羧酸和醇，碱催化时生成羧酸盐和醇。

RCOOR' + H-OH →RCOOH + R'OH. RCOOH + NaOH →RCOONa + R'OH.

注：高级脂肪酸甘油酯在碱性条件下的水解反应又叫做皂化反应。

制法：酸酯化：浓H2SO4催化吸水，加热。

RCOOH + R'OH →RCOOR' + H2O. ROH + HO-NO2→RONO2 + H2O.

II.反应类型综合

一.取代反应：

1.卤代烃：

在一定条件下，卤代烃分子中的卤原子可被一些带负电荷的基团取代。

反应通式为：R-X + Na-A →R-A + NaX. (A=OH-、OR-、CN-、NH2-、SH-等).

2.醇类：

⑴.活泼氢原子的取代：

①.与活泼金属反应(也属置换反应)。②.与羧酸反应(酯化反应)。

⑵.羟基的取代：

①.与氢卤酸反应(卤代)。②.与无机酸反应(酯化反应)。③.分子间脱水(生成醚)。

3.酚类：

⑴.羟基上活泼氢原子的取代：①.呈酸的通性。②.与羧酸酐反应生成酯(酯化反应，难)。

⑵.羟基的取代难以进行。

（3）苯环上氢原子的取代：

①.主要作用在苯环上羟基的邻、对位。②.取代试剂：HNO3、Cl2、Br2等。

4.醛、酮：

⑴.主要作用在α- 氢原子上。⑵.取代试剂：Cl2、Br2等。也可发生自身缩合。

5.羧酸：

⑴.羧基上活泼氢原子的取代：呈酸的通性。⑵.羧基上羟基的取代：如与醇的酯化。

⑶.α- 氢原子的取代：取代试剂：Cl2、Br2等。

6.酯类：

酯解反应(水解、醇解、氨解、氰解等)。

7.蛋白质：

水解反应，产物全部是α- 氨基酸。

*注：缩聚反应(另列.)也可看作是取代反应。

二.加成反应：

1.所有含C=C键的不饱和烃的衍生物。(如油脂的硬化等)。

2.所有芳香族化合物均可发生苯环上的加成反应。

3.羰基上C=O键的加成：

⑴.醛、酮：与极性试剂易于加成(反马加成.)，与非极性试剂难于加成(H2除外.)。

⑵.羧基上的C=O键极难发生加成反应。

三.消去反应：

1.卤代烃和醇类均可发生消去反应。

2.当消去反应有两种可能时，遵守扎依采夫定则。

3.分子中只有1个碳原子及被消去基团所连碳原子邻旁的碳原子上无氢原子的分子不能发生消去反应。

四.聚合反应：

1.加聚反应：

甲醛：nHCHO →

2.开环聚合：n→.

3.缩聚反应：

⑴.酚醛树脂的合成：

⑵.涤纶的合成：

⑶.乙二醇的缩聚：

nHOCH2CH2OH →+ nH2O.

⑷.氨基酸的缩聚：nH2NCH2COOH →.

五.与活泼金属反应：

1.醇类：只与在金属活动顺序表中铝及其前面的金属发生置换反应。

2ROH+2Na →2RONa+H2↑.

2.酚类：与活泼金属发生置换反应。3羧酸：与活泼金属发生置换反应。

*附：不同物质酸性强弱比较顺序

HCOOH>C6H5COOH>CH3COOH>H2CO3>C6H5OH>HCO3->H2O>C2H5OH.

六.氧化反应：

所有烃的衍生物都可燃烧生成CO2和H2O。

1.醇类：

⑴.可使酸性KMnO4溶液褪色。⑵.可在Cu或Ag催化下加热氧化：

2.酚类：

⑴.可使酸性KMnO4溶液及溴水褪色。⑵.暴露在空气中可被氧化而变色。

3.醛类：

⑴.可使酸性KMnO4溶液及溴水褪色。⑵.可被催化氧化成羧酸。

⑶.可被银氨溶液及新制的Cu(OH)2等弱氧化剂氧化成羧酸。

⑷.甲酸、甲酸盐、甲酸酯因结构中含有醛基而具有醛的性质。

七.还原反应：

1.醛类：羰基催化加氢生成醇类。

2.酮类：羰基催化加氢生成醇类。

3.不饱和高级脂肪酸及其甘油酯：C=C键可催化加氢。

4.芳香族化合物：苯环可催化加氢。

III.常用鉴别试剂

一.酸性KMnO4溶液：

可与酸性KMnO4溶液反应的物质有：醇类(四级醇除外)、酚类、醛类、甲酸、甲酸酯、甲酸盐、所有单糖、麦芽糖.

二.溴水：

可与溴水反应的物质有：

醛类、酮类、酚类、甲酸、甲酸酯、甲酸盐、葡萄糖、果糖、麦芽糖.

三.银氨溶液：

醛类、甲酸、甲酸酯、甲酸盐、所有单糖、麦芽糖.

四.新制的Cu(OH)2：

⑴.醛类、甲酸酯、甲酸盐：加热，生成砖红色沉淀。

⑵.多元醇：形成绛蓝色溶液。

⑶.甲酸：不加热形成蓝色溶液，加热时生成砖红色沉淀。

⑷.所有单糖、麦芽糖：不加热形成绛蓝色溶液，加热时生成砖红色沉淀。

IV.部分实验成功的关键

1.卤代烃的检验：

卤代烃与NaOH溶液共煮后，所得溶液必须用稀硝酸酸化(消除OH-离子的影响.)后，才能滴入AgNO3溶液。

2.卤代烃的消去反应：必须在无水条件下进行。

3.醇的消去反应：⑴.V醇：V浓硫酸=1 ：3.⑵.迅速升温至170o C.

4.酚的检验：

⑴.酸性：不能用指示剂直接检验。⑵.与溴水的沉淀反应：浓溴水必须过量。

⑶.与FeCl3的显色反应：苯酚溶液的浓度不能太小。太小时必须做对比实验。

5.银镜反应：

⑴.银氨溶液的配制：所加氨水不能过量，应以生成的AgOH沉淀恰好完全溶解为至。氨水过量，可导致Ag+离子浓度过小而使反应难以进行。

⑵.必须在温热水中水浴加热。⑶.玻璃表面必须是洁净的。⑷.银氨溶液不能长时间放置。

6.醛与新制的Cu(OH)2反应：

⑴.Cu(OH)2悬浊液必须是新制的。

⑵.反应必须在碱性条件下进行，所以，加入的NaOH溶液必须过量。

⑶.必须加热至沸腾，以利于Cu2O砖红色沉淀的生成。

7.乙酸乙酯的制取：

⑴.V醇：V浓硫酸：V乙酸=3 ：2 ：2。

⑵.制得的乙酸乙酯蒸气通入饱和Na2CO3溶液中，是为了除去乙酸和溶解乙醇，以便闻到乙酸乙酯的芳香气味。

8.皂化反应产物的分离：

⑴.方法：在不断搅拌不加入食盐细粒进行盐析。

⑵.原理：胶体在加电解质时发生凝聚。

⑶.凝聚后的高级脂肪酸钠不是形成沉淀，而是浮在上层。

V.部分基团的引入方法

1.C=C键：

⑴.卤代烃的消去反应(与NaOH醇溶液共热)。

⑵.醇类的消去反应(浓硫酸催化脱水，170o C)。

2.羟基：

⑴.烯烃催化加水(硫酸或磷酸催化)。⑵.卤代烃水解(与NaOH水溶液共热)。

⑶.醛酮催化加氢(Ni催化，加热)。

3.卤原子：

⑴.烷烃的卤代(与Cl2或Br2反应，光照)。

*⑵.烯烃α- 氢原子的高温卤代(500o C，与Cl2反应)。

⑶.不饱和烃加卤素或加卤化氢。⑷.醇羟基的卤代(加热时与氢卤酸反应)。

*⑸.醛酮α- 氢原子的卤代(与Cl2或Br2反应)。

*4.烃基：

⑴. R-X + R'-X +2Na R-R' + 2NaX. ⑵. R-X + + HX.

VI.基本概念

1.同系物：

⑴.通式相同。⑵.官能团种类和数目相同。⑶.分子组成相差为CH2。

2.同分异构现象：

⑴.烃的衍生物都存在碳链异构。

⑵.卤代烃、醇类、酚类存在官能团的位置异构，醛类、羧酸不存在官能团的位置异构。

⑶.常见的类间异构：

醇~醚；芳香醇~酚~芳香醚；醛~酮；羧酸~酯类；氨基酸~硝基化合物。