烃的衍生物

烃的衍生物
1．烃的衍生物
①定义：烃分子中的氢原子被其他原子或原子团取代而衍变成的化合物．
②组成：除含C、H元素外，还含有O、X(卤素)、N、S等元素中的一种或几种．
③官能团：决定有机物性质的原子或原子团．常见的有：—X、—OH、
2．溴乙烷
物理性质
无色液体，不溶于水，沸点38.4℃，密度比水大ρ＝1.46g/cm3，易溶于有机溶剂。

分子结构
分子式结构式结构简式官能团
C2H5Br CH3CH2Br －Br
化学性质
C2H5Br分子中C—Br键为极性键，容易断裂，溴原子易被其他原子或原子团取代。

①水解反应
属于取代反应．反应条件：强碱水溶液。

②消去反应
反应条件：与强碱的醇溶液共热。

反应实质：从分子中相邻的两个碳原子上脱去一个HBr分子，生成不饱和化合物。

消去反应：有机化合物在一定条件下，从一个分子中脱去一个小分子〔如H2O、HBr等〕，而生成不饱和〔含朋键或叁键〕化合物的反应。

从溴乙烷能发生消去反应和水解反应说明，受官能团溴原子(—Br)的阻碍，溴乙烷的化学性质比乙烷的爽朗。

3．卤代烃
烃分子中的氢原子被卤素原子取代后所生成的化合物，叫做卤代烃。

〔1〕分类
依照分子中所含卤素的不同，可分为氟代烃、氯代烃、溴代烃等。

依照分子中所含烃基不同，可分为脂肪卤代烃和芳香卤代烃。

依照分子中卤素原子的多少不同，可分为一卤代烃和多卤代烃。

〔2〕物理性质
都不溶于水，可溶于有机溶剂，卤代烃的沸点随烃基增大出现升高趋势，密度随烃基增大出现减小趋势。

卤代烃的沸点比对应的烷烃要高，这是因为卤素原子的引入使卤代烃分子的极性比烃分子强，从而使分子间的作用力增大。

同一烃基的不同卤代烃的沸点随卤素原子的相对分子质量的增大而增大。

例如RF＜RCl＜RBr＜RI。

含碳原子数目相同的卤代烃的同分异构体，沸点随烃基中支链数的增加而相应减小。

这是因为分子中支链数增加，分子间靠近程度减小，分子间作用力减弱，其沸点相应减小。

〔3〕化学性质
卤代烃的化学性质与溴乙烷相似，可发生水解反应和消去反应。

〔4〕以下情形下的卤代烃不能发生消去反应：
①只含一个碳原子的卤代烃(如CH3Br)不能发
生消去反应。

②和卤素原子相连的碳原子的相邻碳原子上无
氢原子的不能发生消去反应。

如：
〔5〕卤代烃的命名
(1)选择带有卤素原子的最长碳链为主链，即主链必须包括卤素原子。

(2)从靠近卤素原子最近的一端开始编号，即保证卤素原子位置最小。

4．氟氯烃〔氟利昂〕对环境的阻碍
〔1〕氟氯烃破坏臭氧层的原理
①氟氯烃在平流层上受紫外线照耀产生Cl原子。

②Cl原子可引发损耗臭氧的循环反应：
Cl + O3→ ClO+ O2 ClO + O → Cl + O2
总的反应式：
③实际上氯原子起了催化作用。

〔2〕臭氧层被破坏的后果
臭氧层被破坏，会使更多的紫外线照耀到地面，会危害地球上的人类、动物和植物，造成全球性的气温变化。

5．卤代烃中卤原子的检验
卤代烃是极性键形成的共价化合物，只有卤原子，并无卤离子，而AgNO3只能与X—产全AgX 沉淀，故必须使卤代烃中的—X转变为X—，再依照AgX沉淀的颜色与质量来确定卤烃中卤原子的种类和数目，
要紧步骤为：
①取少量卤代烃使之在NaOH和加热的条件下发生水解，使卤代烃分子中的卤原子以卤离子的形式游离出来．
②加入过量的HNO3中和掉混合物中的NaOH，防止下一步加入的Ag+在碱性条件下生成AgOH
变成的Ag2O对实验产生干扰。

③加入少量的AgNO3溶液，观看生成沉淀的颜色,依照生成的卤化银沉淀的颜色判定卤原子的种类．
6．结构不对称烯烃的加成规那么
在加成反应中，当不对称烯烃(如CH3—CH＝CH2)和极性试剂(如HX、H2O等)发生加成反应时，极性试剂中的氢原子，要紧加成在双键中含氢较多的碳原子上；当有过氧化物存在时，极性试剂中的氢原子那么要紧加成在双键中含氢较少的碳原子上，这一性质在有机合成中有广泛的应用．[典型例题剖析]
例1．写出以下表达中有关物质的结构简式：
(1)分子式为C3H7Br的卤代烃经消去反应后得到的有机物是_______________。

(2)1mol 和1molBr2完全加成，试写出产物可能有的结构简式：
____________。

[分析]
〔1〕C3H7Br是饱和卤代烃，不管Br原子与哪个碳原子相连，经消去反应总是生成CH2=CH—CH3。

〔2〕该烃是1，3-丁二烯的同系物，与等摩Br2可发生1，2加成和1，4加成，由于该烃是不对称的二烯烃，因此1，2加成又有两种不同的形式，答案中前两个是1，2加成的产物，最后一个是1，4加成的产物。

例2．在实验室鉴定氯酸钾晶体和1—氯丙烷中的氯元素，现设计了以下实验操作程序：①滴加AgNO3溶液；②加入NaOH溶液；③加热；④加催化剂MnO2；⑤加蒸馏水过滤后取滤液；⑥过滤后取滤渣；⑦用HNO3酸化．
(1)鉴定氯酸钾中氯元素的操作步骤是________(填序号)．
(2)鉴定1—氯丙烷中氯元素的操作步骤是_____________(填序号)．
[分析]鉴定样品中是否含有氯元素，应将样品中氯元素转化为Cl—，再转化为AgC1，通过沉淀的颜色和不溶于稀HNO3来判定氯元素。

答案：(1)④③⑤⑦① (2)②③⑦①．
例3．在有机反应中，反应物相同而条件不同可得到不同的主产物．下式中R代表烃基，副产物均已略去．
写出实现以下转变的各步反应的化学方程式，专门注意要写明反应条件．
(1)由CH3CH2CH2CH2Br分两步转变为CH3CH2CHBrCH3．
(2)由(CH3)2CHCH＝CH2分两步转变为(CH3)2CHCH2CH2OH．
[分析](1)这是Br原子从1号碳原子转移到2号碳原子上的物质之间的转化．由于两者差不多上饱和的有机物，又不能发生取代直截了当完成其转化，因此必须先进行消去反应，使卤代烃变成烯烃，然后烯烃再和HBr加成．只要找到适当的条件，Br能够加成到2号碳原子上。

(2)假如烯烃与水直截了当发生加成，能够生成醇，但羟基的位置不能确定，因而无法一步完成这一变化．同时也不符合题目要用两步反应完成这一转化的要求．因此，烯烃只能先与HBr 加成，使Br原子加成在1号碳原子上，再与NaOH水溶液共热发生水解反应，使羟基取代溴原子．答案：
例4、通过最合适的反应途径实现以下有机合成?并指出反应类型?
思维方式：把握溴乙烷的水解反应和消去反应。

1．从C2H5Br合成1，2-二溴乙烷(CH2BrCH2Br)。

2．由乙醇制得乙二醇(HOCH2CH2OH)。

[分析] 1．从C2H5Br合成，第一要将C2H5Br变成CH2＝CH2，而由C2H5Br变成CH2＝CH2，必须通过C2H5Br发生消去反应而制得，然后再由CH2＝CH2和Br2发生加成反应，即可得CH2BrCH2Br。

2．由乙醇制乙二醇，第一要由乙醇发生消去反应制得CH2＝CH2，然后再由CH2＝CH2和Br2
发生加成反应得CH2BrCH2Br，最后再由CH2BrCH2Br发生水解反应制得HOCH2CH2OH。

答案：
[参考练习]
1．以下关于氟氯烃的说法中，不正确的选项是(B )
(A)氟氯烃是一类含氟和氯的卤代烃
(B)氟氯烃化学性质稳固、有毒
(C)氟氯烃大多无色、无臭、无毒
(D)在平流层，氟氯烃在紫外光照耀下，分解产生氯原子可引发损耗O3层的循环反应
2．能发生消去反应，且有机产物有两种的是( C )
3．以下物质中滴入硝酸和硝酸银溶液，有白色沉淀生成的是〔D 〕
A．氯酸钾溶液 B．溴化钠溶液
C．氯仿D．氯仿与碱溶液煮沸后的溶液
4．写出以下各反应的化学方程式，并注明反应类型。

〔1〕2-氯丙烷与氢氧化钠溶液共热：
〔2〕2-氯丙烷与氢氧化钠醇溶液共热：
5．如何样用实验的方法确定某卤代烃是氯代烃依旧溴代烃?
6．卤代烃在NaOH存在的条件下水解，这是一个典型的取代反应。

事实上质是带负电的原子团(例如OH—等阴离子)取代了卤代烃中的卤原子。

例如：CH3CH2CH2Br十OH—(或NaOH)
CH3CH2CH2OH十Br—(或 NaBr)。

写出以下反应的化学方程式：
(1)溴乙烷跟NaHS反应。

(2)碘甲烷跟CH3COONa反应。

(3)由碘甲烷、无水乙醇与金属钠合成甲乙醚(CH3—O—C2H5)。

答案：
5、答：卤代烃是共价化合物、非电解质，在水溶液中不能电离出卤离子，因此不能直截了当加AgNO3溶液来确定。

为确定某卤代烃的实验方法是：第一在盛有卤代烃的试管中，加入适量的NaOH溶液，加热使其充分反应(水解)，冷却后用稀HNO3中和过量的碱，使溶液呈酸性，再加入AgNO3溶液，如产生白色沉淀那么被检测化合物为氯代烃，如产生浅黄色沉淀那么为溴代烃。

6、[分析]由题中提供的信息分析知：卤代烃水解的实质是带负电的原子团取代卤原子，断键和成键的规律是：
由此可推理写出(1)和(2)中发生反应的化学方程式。

依照上述反应原理还可推知，要制取甲乙醚，第一应制得乙醇钠，然后再发生取代反应。