有机化学基础与合成

有机化学基础 与有机合成
有机化学知识的特点
• 知识内容纷繁琐碎，种类多，反应杂 • 内在联系和规律性很强 “乙烯辐射一片，醇醛酸酯一线”
复习建议——“温”故而“知”
新
温习已学知识，建立完整的知识网络， 做到“有序储存、有序提取” 即：零星知识条理化、繁杂性质系统化, 诸多反应规律化、分析问题迁移化 • 抓官能团，抓代表物，抓常见反应， 推知同系物，进而推知多元、多官能 团的新化合物 • 审题是关键（稳、细） • 常总结
–分子式：由“分子”构成的物质 –结构式：并不能体现物质的空间构型 –结构简式：有机方程式一定要用结构简式 –最简式：用于计算和比较各元素含量，原 子和离子晶体的化学式常用最简式表达 –电子式：判断化合物各原子最外层是否达 到8e –比例模型和球棍模型体现空间结构
基本概念比较——三馏
蒸馏水、石油的分馏、煤的干馏
有机反应类型——消去反应
• 原理：“无进有出”
• 包括：醇消去H2O生成烯烃、
卤代烃消去HX生成烯烃
有机反应类型——消去反应
消去反应的实质：—OH或—X与所在碳相 邻的碳原子上的-H结合生成H2O或HX而消 去
–不能发生消去反应的情况：—OH或—X所 在的碳无相邻碳原子，或相邻碳原子上无 氢（注意区分不能消去和不能氧化的醇） –有不对称消去的情况，由信息定产物 –消去反应的条件：醇类是浓硫酸+加热； 卤代烃是NaOH醇溶液+加热
基本概念——一些需要强调的知识
• 乙醚中有4个碳 • 羊毛属于纤维蛋白 • 石炭酸不属于有机酸，属于酚类 • 糖类不一定都有甜味，如淀粉和纤维 素 • 氟氯代烷本身无毒，但会在高空破坏 臭氧层
基本概念——一些需要强调的知识
•己烷和己烯常温为液态，加溴水都会有 分层现象，后者褪色 •一般使溴水褪色属于加成反应，而使高 锰酸钾褪色属于氧化反应 •碳氢化合物引起的温室效应比CO2厉害 •一般含硝基较多的物质有爆炸性能，如 TNT、硝化甘油、火棉（纤维素三硝酸酯）
酯化反应拓展
• 其它酯 –硝化甘油（三硝酸甘油酯） –硝酸纤维（纤维素硝酸酯） –油脂（硬脂酸甘油酯、软脂酸甘油 酯、油酸甘油酯） –苯酚中的羟基也能发生酯化反应 （且水解后还消耗NaOH）
有机反应类型——知识归纳
• 反应条件不同，反应不同 –温度不同，产物和反应类型不同： –溶剂不同，产物和反应类型不同： –催化剂不同，反应不同：
• 基本概念比较 ——芳香族、芳香烃、苯的同系物
将下列物质分类： ①苯酚②硝基苯③溴苯 ④甲苯 ⑤乙苯⑥苯乙烯⑦萘
基本概念——一些需要强调的知识
• 油脂不是高分子，油脂属于酯 • 甘油不属于油脂，是丙三醇（和水互溶） • 硝化甘油不是硝化反应的产物，是酯化 反应产物 • 酚醛树脂不是酯 • 硝酸纤维不是纤维素，是酯 • 蛋白质和纤维素不是同分异构体
1．下列物质中，不属于有机物的是 C A．H2CO B．H2CO2 C．H2CO3 D．H2C2O3 E．尿素 F．电石气 2．下列分子可能不存在的是 C A．C4H5F3 B．C3H6O4 C．C2H8NO2 D．C1022H2001NO2 E．C10H8 3．下列物质肯定是纯净物的是 A A．C3H8 B．C4H8 C．C2H6O D．C6H6 E．福尔马林 F．聚乙烯
有机反应类型——还原反应
• 原理：有机物得氢或去氧 • 包括：烯、炔、苯环、醛、油脂等和 氢气加成， 硝基被还原为氨基 （如硝基苯被 Fe+HCl还原为苯胺） • 说明：“氧化”和“还原”反应是针 对有机物而言的，有机物被氧化则定 义为氧化反应，有机物被还原则定义
有机反应类型——加聚反应
• 类型（联系书上提到的高分子材料）：
有机反应类型——缩聚反应
• 类型 –酚醛缩聚（高聚物链节中含酚羟基） 苯酚和甲醛缩聚成酚醛树脂（电木） –氨基酸缩聚（高聚物链节中含酰胺键 氨基酸缩合成多肽或蛋白质 –醇酸缩聚（高聚物链节中含酯基） 乙二醇和乙二酸（或对苯二甲酸）缩聚
有机反应类型——缩聚反应
• 说明 –缩聚反应生成高分子和小分子，如H2O –若高分子化合物的链节并非完全以碳原子连 接，如有酚羟基、-COO-、-CO-NH-等，则该 高分子是缩聚反应的产物 –判断缩聚反应的单体（水解法）： •先判断缩聚类型，再解聚 •解聚方法：先断开羰基与氧原子（或氮原 子）之间的键，然后给羰基加上羟基，给 氧或氮接上氢原子，链节两端的羰基、氧 或氮也按此法接上羟基或氧原子
知识梳理：五部分
第一部分 第二部分 第三部分 第四部分 关系 第五部分 有机基本概念 有机反应的基本类型 有机物的结构和性质 有机物之间的转化和衍生
知识规律的总结归纳
第一部分 有机基本概念
•多对比，多辨析，多小结， 多举例，真正理解概念的内 涵 ，并注意其外延和变化
基本概念——有机物
• 定义：含碳元素的化合物（除CO、CO2、 碳酸及其盐、氰化物及金属碳化物等） 尿素： CO(NH2)2 碳酸： CO(OH)2 • 史实：维勒用无机物合成了有机物— —尿素 △ NH4CNO ===== CO(NH2)2
• 4．命名下列有机物
（1）CH3－CH2－CH2 － CH－ CH2－CH3 CH3－CH－CH2－CH3
3－甲基－4－乙基庚烷
（2）下列名称是否正确，说明理由
A．2－乙基丁烷 ×
B．3－乙基丁烷 ×
C．2，2－二甲基－1－丁烯 ×
9．有机物在水中的溶解度都很小吗？熔点都很低 吗？密度比水小吗？请举例说明。 如（1）易溶于水的有机物有：4个碳原子及4个 碳原子以下的醇、醛、酸；单糖、二糖等。 （2）密度比水大的有：溴乙烷、硝基苯、溴 苯等。
有机反应类型——显色反应
• 包括 –苯酚遇FeCl3溶液显紫色 –淀粉遇碘单质显蓝色 –含苯环的蛋白质遇浓硝酸凝结显黄色 –多羟基物质（甘油、葡萄糖）与新制 Cu(OH)2悬浊液生成绛蓝色物质
酯化反应拓展
• 机理：一般为羧酸脱羟基，醇脱氢
• 类型
–一元羧酸和一元醇反应生成普通酯 –二元羧酸和二元醇 •部分酯化生成普通酯和1分子H2O， •或生成环状酯和2分子H2O， •或生成高聚酯和2n H2O –羟基羧酸自身反应既可以部分酯化生 成普通酯，也可以生成环状酯，还可以 生成高聚酯。如乳酸分子
基本概念比较——基、根、官能团
基 特性 电中性，不能 单独稳定存在 根 显电性， 能独立存 在 实例 氯原子（Cl-） 氯离子Cl羟基（-OH） 氢氧根OH甲基（CH3-） 官能团 决定有机 物的化学 性质 氯原子Cl羟基-OH
关系 官能团属于基，但基不一定是官能团ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 如甲基CH3-不是官能团
• 基本概念比较——“五式”、“二模”
基本概念——烷烃命名
• 习惯命名法：正、异、新 • 系统命名法： –选主链，要最长，做母体，称某烷 –定支链，看两端，离端近，支号先 –写名称，支在前，支链异，简在前， 支链同，要合并 –数字间，逗号隔，数字文字间，短 线连，烷烃写在最后面
基本概念——原子共平面问题
• 几种基本结构模型
空间构型 结构特点
14．下列有机物中，肯定在同一平面的 14 原子总数为＿＿＿＿。
C C CH CH CH2 CF3
15．下列物质中14个碳原子不可能处在同 D 一平面的是＿＿＿＿。 A． B．
C．
CH3
D．
CH3
CH3
第二部分 有机反应基本类型 ——官能团化学的横向复习
有机反应类型
• 有机反应主要包括八大基本类型： 取代反应、加成反应、消去反应、 氧化反应、还原反应、加聚反应、 缩聚反应、显色反应，
有机反应类型——知识归纳
书写有机化学反应的注意事项 –写有机物的结构简式及反应条件 –不漏写除了有机物外的其它无机小分子 如酯化反应、硝化反应、醇催化氧化、 缩聚反应生成的H2O；卤代反应生成的HX 等 –配平：如醇、醛的催化氧化、银镜反应 –专用名词不能出错
有机反应类型——氧化反应
• 原理：有机物得氧或去氢 • 包括： 燃烧反应、被空气（氧气）氧化、（醇是去氢 氧化） 被酸性KMnO4溶液氧化， 醛基的银镜反应和被新制Cu(OH)2悬浊液氧化 烯烃被臭氧氧化 （O3，Zn/HCl，双键断裂，原双键碳变为C=O）
有机反应类型——氧化反应
• 说明： –有机物一般都可以发生氧化反应， 此过程发生了碳碳键或碳氧键的断裂 –醇氧化的规律： 伯醇氧化生成醛，如CH3CH2OH 仲醇氧化生成酮，如(CH3)2CHOH 叔醇不能被氧化，如(CH3)3COH –多官能团物质被氧化的顺序看信息
任意三个原子共平面，所有 原子不可能共平面，单键可 旋转 6个原子共平面，双键不能 旋转
4个原子在同一直线上，三 键不能旋转 12个原子共平面
甲烷 乙烯
乙炔 苯
正四面体
平面 三角 直线型
平面正 六边形
基本概念——原子共平面问题
• 复杂分子实际上是由这几个基本结构 单元按一定的组合方式构成的，在基 本结构单元之间结合的时候，注意单 键是可以旋转的，而双键和三键不能 旋转，另外注意问题的条件是“所有 碳原子”还是“所有原子”、是“一 定”还是“可能”共平面。
有机反应类型——取代反应
• 原理：“有进有出”
• 包括：卤代、硝化、酯化、水解、分 子间脱水
有机反应类型——加成反应
• 原理：“有进无出”
• 包括：烯烃及含C=C的有机物、炔烃及含
C≡C的有机物与H2、X2、HX、H2O加成、苯 环、醛基、不饱和油脂与H2加成
有机反应类型——加成反应
和H2加成的条件一般是催化剂（Ni）加热 和水加成时，一般在一定的温度、压强和 催化剂条件下 不对称烯烃或炔烃和H2O、HX加成时可能 产生两种产物 醛基的C=O只能和H2加成，不能和X2加成， 而羧基和酯的C=O不能发生加成反应
–乙烯型加聚 聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、 聚丙烯腈、聚甲基丙烯酸甲酯（有机玻璃） –1，3-丁二烯型加聚（破两头，移中间） 天然橡胶（聚异戊二烯） 氯丁橡胶（聚一氯丁二烯） –含有双键的不同单体间的共聚 乙丙树脂（乙烯和丙烯共聚）， 丁苯橡胶（丁二烯和苯乙烯共聚）