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有机合成根底知识

【学习目标】

1、掌握有机化学反响的主要类型：取代反响、加成反响、消去反响的概念，反响原理及其应用；

2、了解有机化学反响中的氧化复原反响，能根据碳原子的氧化数法判断有机化学反响是氧化反响还是复原反响;

3、了解加成聚合反响和缩合聚合反响的特点，能写出简单的聚合反响的化学方程式；

4、了解官能团与有机化学反响类型之间的美系，能判断有机反响类型，能正确书写有机化学反响的方程式。

【要点梳理】

要点一、有机化学反响的主要类型

1.取代反响。

(1)取代反响指的是有机物分子中的某些原子或原子团被其他原子或原子团所代替的反响。

(2)有机物与极性试剂发生取代反响的结果可以用下面的通式来表示。

8+8―8+8—

A1—B]+A2—B,—>Aj—B,+A,—B1

(3)烧的卤代、芳香燃的硝化或磺化、卤代垃的水解、醇分子间的脱水反响、醇与氢卤酸的反响、酚的卤

代、酯化反响、酯的水解和醉解，以及即将学到的蛋白质的水解等都属于取代反响。

①卤代。

CH+X2—CH3X+HX

③磺化。

O+H0—SO3H（浓）A^2/^SO3H+H2°

④a—H的取代。

CI2+CH2=CH—CH3-500-600、

>CH2=CH—CH2CI+HCI

⑤脱水。

CH3cH2OH+HOCH2cH3cH20cH2cH3+H2O

⑥酯化。

CH；COOH+HO—CH3.%酸3cH3coOCH3+H2O

⑦水解。

R—X+H20—N.H>R—OH+HX

,Hvz

R—COOR+H2OKRCOOH+ROH

-EC—CH—NH—C—CH—NHi+2nH2O旦

IIIIII

0R,OR2

nHOOC—CH—NH2+nHOOC-CH—NH2

R.R2

(4)取代反响发生时，被代替的原子或原子团应与有机物分子中的碳原子直接相连，否那么就不属于取代

反响。

(5)在有机合成中，利用卤代烷的取代反响，将卤原子转化为羟基、氨基等官能团，从而制得用途广泛的

醇、胺等有机物；也可通过取代反响增长碳链或制得新物质。

特别提示：取代反响的特点是“下一上一，有进有出"，类似于置换反响，如卤代点在氢僦化钠存在下的水

解反响CH2Br+NaOH*~>CH3OH+NaBr就是一个典型的取代反响，其实质是带负电的原子团(为OFF)代替

卤代煌中的卤原子，上述反响可表示为CEBr+OFF—^CFBOH+Br，

2.加成反响。

(1)加成反响指的是有机物分子中的不饱和碳原子与其他原子或原子团相互结合生成新化合物的反响。

(2)加成反响的一般历程可用下面的通式来表示：

8-6.8-

A1=Bl+A2—B2----►Aj—Bj

B2A2

(3)能与分子中含碳碳双键、碳碳三键等有机物发生加成反响的试剂有氢气、卤素单质、氢卤酸、氢氟酸、

水、氨等，其中不对称烯烧(或焕崎)与HX、H2O、HCN加成时，带正电的氢原子主耍加在含氢较多的不饱和

碳原子上；1,3-丁二烯与等物质的量的Hz、Br2等加成时以1,4加成为主。

此外，苯环与Hz、Xz、HX、HCN、NH3等的加成也是必须掌握的重要的加成反响。

①烯烧(或快燃)的加成。

CH；—CH=CH2+H2—»CH3—CH2—CH3

CH；—CH=CH2+Br2—-<H3—CHBr—CH2Br

CH；—CH=CH2+HC1---CH3—CHC1—CH3

一定条件

CH3T三CH+HC1―CH,—C=CH2

Cl

一定条件

CH3—CH==CH2+H20——■»CH3THT5

OH

一定条件

CH—C=CH+c—

3H2O——CH3—CH3

0

一定条件

CH3-CH=CH2+HCN―>CH3—CHTH,

CN

②笨环的加成。

③醛(或酮)的加成。

R—CHO+H2—催，剂)R—CH20H

0护

〃催化剂

R—c—CH3+H2R—CH—CH3

0OH

III,

R—C—R'+HCN—►R—C—R'

I

CN

(4)加成反响过程中原来有机物的碳骨架结构并未改变，这一点对推测有机物的结构很重要。

(5)利用加成反响可以增长碳链，也可以转换官能团，在有机合成中有广泛的应用。

特点提示：加成反响的特点是“断一上二”(即断一个碳碳键，加两个原子或原子团)类似于化合反响。从

反响结果看，使有机物从不饱和趋于饱和。

3.消去反响。

(1)消去反响指的是在一定条件下，有机物脱去小分子物质(如H2O,HX等)生成分子中含双键或三犍

的不饱和有机物的反响。

(2)醇分子内脱水、卤代燃分子内脱卤化氢是中学阶段必须掌握的消去反响。

①醇分子内脱水。

，器普

CH3—CH2OH—fCH2=CH2t+H2O

②卤代煌分子内脱卤化氢。

QH，

CHj—CH—CH—CH3—^>CH3—€=CH—CH3+HX

CII3XCH3

(3)卤代煌发生消去反响时，主要是卤素原子与相邻碳原子上含氢较少的碳原子上的氢一起结合成卤化氢

脱去。如果相邻碳原子上无氢原子，那么不能发生消去反响。

XCH3—C=CH—CH3

如(CWbCHTH-CHj发生消去反响时主要生成CH3［也有少量的(CH3)2CH—CH=CH2生成］,而

CH3X和(CH3)3C—CH2X都不能发生消去反响。

(4)醇类发生消去反响的规律与卤代始的消去规律相似，但反响条件不同，醉类发生消去反响的条件是浓

硫酸、加热，而卤代燃发生消去反响的条件是浓NaOH、醇，加热(或NaOH的醇溶液、△),要注意区分。

(5)在有机合成中，利用醇或卤代燃的消去反响可以在碳链上引入双键、三键等不饱和键。

特别提示：①消去反响能否发生关键看卤素原子(或羟基)相邻的碳原子上是否有氢原子，其结果是使有机

物从趋于饱和向不饱和转化。

②中学阶段仅掌握卤代烽和醉的消去反响。

要点二、有机化学中的氧化反响和复原反响

1.有机化学中，通常将有机物分了中参加氧原子或脱去氢原了的反响称为氧化反响；而将有机物分了中参

加氢原子或脱去氧原子的反响称为复原反响。

:―c=c

②含共扼双键(/\)的单体加聚时，“破两头移中间"而成高聚物(加成规律)。

逑等（氯丁橡胶）

nCH2=C—CH=CH2L-ECH2—C=CH—CH2^

ClCl

催化剂

aCH2=C-CH=CH2—^^>£CH2-C=€H-CH2an（天然橡胶）

加热、UULfc

CH3CH3

③含有双键的不同单体发生加聚反响时，双键翻开，彼此相连而成高聚物。

催化剂

加热、加压

-ECH2—CH2—CH2-€Hi（乙丙树脂）

CH3

nCH=CH—CH==CH+nCH==CH

222J加热、加压

d

2.缩聚反响。

(1)单体间的相互反响生成高分子，同时还生成小分子(如H2O、HX等)的反响叫做缩聚反响。

(2)缩聚反响与加聚反响相比拟，其主要的不同之处是缩聚反响中除生成高聚物外同时还有小分子生成,

因而缩聚反响所得高聚物的结构单元的相对分子质量比反响的单体的相对分子质量小。

(3)缩聚反响主要包括酚、醛缩聚，氨基酸的缩聚，聚酯的生成等三种情况。

①酚、醛的缩聚：

②羟基与按基间的缩聚:

nHOTHj—CH0H+nHOOCY^^~COOH傕"

2

00

EO-CH2—CH2-0-+2nH2O

【高清课堂：有机合成根底知识#未知物结构简式的推断】

要点四、有机物的显色反响

1.某些有机物跟某些试剂作用而产生特征颜色的反响叫显色反响。

2.苯酚遇FeCh溶液显紫色，淀粉遇碘单质显蓝色，某些蛋白质遇浓硝酸显黄色等都属于有机物的显色反

响(常用于苯酚或酚类的鉴别)。

(1)苯酚遇FeCb溶液显紫色

3+3+

6C6H5OH+Fe一-*[Fe(C6H5O)6l+6H

(2)淀粉遇碘单质显蓝色

这是一个特征反响，常用于淀粉与碘单质的相互检验。

13）某些蛋白质遇浓硝酸显黄色

含有苯环的蛋白质遇浓硝酸显黄色。这是由于蛋白质变性而引起的特征颜色反响，通常用于蛋白质的检验。

特别提示：学习有机化学反响应注意的问题有：①理解并掌握各类有机化学反响的机理。

②正确标示有机反响发生的条件。

a.有机反响必须在一定条件下才能发生。

b.反响条件不同，反响类型和反响产物也有可能不同。

I.反响物质相同，温度不同，反响类型和反响产物不同；

CH2nCH2（消去反应）

CH3cH20H

GN—O-QHs（取代反应）

140P

II.反响物相同，溶剂不同，反响类型和产物不同;

NaOH、水、\cH3CH20H（取权应）

CHjCHjBr—

照曲3cH2=012（消去反应）

III.反响物相同，催化剂不同，反响产物不同;

|*C6Hl2。6（水解反应）

（C6HloO5）J葡萄糖

淀粉I浓破酸.0乩0（脱水反应）

③准确书写有机反响的化学方程式。

a.有机物可用结构简式表示；

b.标明反响必须的条件；

c.不漏写其他生成物；

d.将方程式进行配平。

【典型例题】

类型一：有机化学反响的主要类型

例1（2016江西萍乡模拟）“绿色化学”对化学反响提出了“原子经济性"（原子节约）的新概念及要求,

理想的原子经济性反响是原料分子中的原子全部转化成所需要的产物，不产生副产物，实现零排放.以下反响类

型中符合这一要求的是（）

①取代反响②加成反响③消去反响④水解反响⑤酯化反响⑥加聚反响

A.②B.①④C.③⑤D.②©

【思路点拨】原子经济性反响是原料分子中的原子全部转化成所需要的产物，不产生副产物，实现零排放，

据此分析判断。

【答案】D

【解析】①取代反响、③消去反响、④水解反响、⑤酯化反响这四中反响生成物不止一种，且有副产物产生,

不符合原了经济理念；②加成反响、©加聚反响中原料分了中的原了全部转化成所需要的产物，且不产生副产物，

原子利用率高达100%，符合原子经济理念，应选D。

【总结升华】加成反响是有机化合物分子中不饱和键两端的原子与其他原子或原子团结合生成新物质的反

响。

举一反三：

【变式1】(2015河北石家庄质量检测)以下有机物，既能被酸性高钵酸钾溶液氧化，也能与滨水发生加成

反响的是()

A.苯B.甲苯C.乙烯D.乙烷

【答案】C

【解析】苯和乙烷与溟水和酸性KMnCU溶液均不发生反响，甲苯能被酸性KMnO4溶液氧化，而不与滨水

反响。

例2卤代燃在碱性条件下易水解。某有机物的结构简式如下:

CH2Br°COOH

OHCH2Br

那么以下说法正确的选项是()。

A.1mol该有机物与足量的NaOH溶液混合共热，充分反响最多可消耗6molNaOH

B.向该有机物溶液中参加FeCb溶液，振荡后有紫色沉淀产生

C.该有机物能发生消去反响

D.该有机物在稀硫酸中加热水解，有机产物只有一种

【思路点拨】分析给出有机物的结构，然后根据所含有的官能团种类判断有机物能发生的反响及条件；此外,

要求准确判断有机反响的类型、正确书写有机物的化学反响方程式。

【答案】A

【解析】该物质的结构中含有一个酯基，水解后得到酚羟基，1mol酚羟基消耗1molNaOH,1mol段基消

耗1molNaOH,2moi滨原子水解产生2moiHBr消耗2moiNaOH,共消耗6moiNaOH,A正确；该结构中含

酚羟基与FeCh显紫色而不产生沉淀，B错；该有机物中有两个漠原子但无B—H,不能发生消去反响，C错；

该有机物在稀H2sCh中加热水解产生COOH和OH,D错。

【总结升华】对有机化学的根底知识，要求能准确、熟练的掌握，比方根据反响条件判断有机反响类型、根

据官能团判断有机物的性质。另外，准确书写有机化学反响方程式也是必须熟练掌握的根本技能之一。

类型二：有机化学中的氧化反响和复原反响

例3芳香族化合物Ai和A2分别和浓琉酸在一定温度下共热都只生成烧B,B的蒸气密度是同温同压下H2

密度的59倍，在催化剂存在下，B的一元硝化产物有三种。

有关物质之间的转化关系如下：

①浓破破

浓③一定条件

肉|G森子|

(1)反响②属于反响，反响④属于反响。(填反响类型)

(2)写出以下两种物质的结构简式：A2_______；Go

(3)写出以下反响的化学方程式：④。

(4)化合物E有多种同分异构体，其中属于酯类且苯环上有两个对位取代基的同分异构体有四种，除

C—CHj、C^-X-^V-CHj—O-C—Hz,廿人…口

3\=Z3\=Z外，其余两种是________、_________。

【思路点拨】正确认识有机化学中的氧化反响与复原反响，区分于无机化学中的氧化、复原的概念。另外,

还考查了有机物同分异构体的书写，大书写时注意不重不漏。

【答案】（1）加成氧化

【解析】B是烯煌且含有苯环，B的相对分子质量为118,ArA2两种芳杳醉发生消去都生成B,那么A1、

A2的碳骨架相同，A,的氧化产物H能发生银镜反响，那么Ai的结构简式为(A1为

H2cH2cH20H时不符合要求）,

【总结升华】有机化学中，氧化反响指有机物得氧或者失氢的反响，如醇氧化成醛（或者酮）、醛氧化成酸:

复原反响指有机物得氢或者失氧的反响，如醛加氢复原为醇，但注意酸不能复原为醛。

举一反三:

【变式I］由环己烷可制备1,4-环己二醇的二醋酸酯，下面是有关的8步反响（其中所有无机产物都已略

去）:

③

。2,可见光④

A-------------►B----►

⑧।

---------------►D

醋酸、醋酸肝

其中有3步属于取代反响，2步属于消去反响，3步属于加成反响。

（1）反响①、和属于取代反响：

（2）化合物的结构简式是：B,C

（3）反响④所用的试剂和条件是o

【答案】(1)⑥⑦(3)浓NaOH、醇，△

【变式2】毒酚酸酯〔MMFJ是器官移植中抑制细胞增殖最常用的药物。以下关于MMF的说法正确的选项

B.MMF能发生取代反响和消去反响

C.1molMMF能与6mol氢气发生加成反响

D.1molMMF能与含3molNaOH的水溶液完全反响

【答案】D

类型三：合成高分子的有机化学反响一一聚合反响

例4工程塑料ABS树脂的结构简式如下：

的单体。

合成它时用了三种单体，这三种单体的结构简式是O

【思路点拨】此题考查有机高分子合成中的单体判断，分析时注意应该从两端往中间数的方法。

/CH—CH

【答案】CH2=CH—CH=CH2、\=/\CH2=CH—CN

【解析】此题通过加聚反响形成的高分子化合物的结构，反推单体的结构，考查考生对加聚反响原理掌握的

程度。

题目给出了ABS树脂的结构简式，从桂节的主碳链中可看出既有C—C键，又有C=C键，根据舍双键的

结构，其单体是含4个碳原子的二烯烧，余下左右两边皆是含两个碳原子的单烯崎，可知合成ABS树脂

-FCH2—CH4-CH2—CH=CH-CH2-H：H2—CHiC』=CH

CN/XCH2=CH人

的单体有如下三种：CN、CH2=CH—CH=CH2、\Z

【总结升华】此题可以按“单双键交换”的方法来确定加聚产物的单体。

举一反三：

【变式1】某种具有较好耐热性、耐水性和高频电绝缘性的高分子化合物的结构片断为:

—CH2

那么合成该树脂的单体的种数