有機化合物的分類和命名

1、1你知道嗎?1.為什么乙烯能用于果實的催熟?2.為什么說機動車輛運輸繁忙的公路附近空氣污染比較嚴(yán)重?3.為什么很多的物品，小到服裝鞋帽，達(dá)到建材、車輛、家用的傲氣，運動場地材料，越來越多地被石油化工產(chǎn)品所替代?4.制作動、植物標(biāo)本所用的溶液是什么?一、有機化合物酸、堿性的強弱1.羧酸的酸性羧酸分子中與羧基相連的原子或基團的電子效應(yīng)對其酸性影響很大具有吸電子效應(yīng)的原子或 基團使其酸性增強， 且具有吸電子效應(yīng)的原子或基團吸電子能力越大、數(shù)量越多，距離羧基越近,其酸性增加越顯著，反之亦然。苯環(huán)上的取代基對芳香酸的影響要復(fù)雜得多，一般說來引入吸電子基團，則酸性增加，反之 亦然。O2NCH2OOH FC

2、H2COOH Cl2CHC00H iBrCHzCOOH ICH2COOHCI3CCOOH Cl2CHCOOH ACICH2COOH ACH3COOH2.醇的酸性醇在水溶液中的酸性順序為:H2OCH3OHCH3CH2OH (CH3)2CHOH (CH3)3COH如果在醇分子中靠近羥基有強吸電子的原子或基團存在時則醇的酸性顯著增大。第十章各類有機化合物的重要反應(yīng)pKa1.232.662.862.903.16pKa0.651.292664.76pKa15.71617181923.酚的酸性酚的酸性比醇強，但比羧酸弱。酚類有取代基時，酚類的酸性決定于取代基的性質(zhì)和取代基在苯環(huán)上的位置。吸電子的原子 或基

3、團使酚的酸性增強，供電子的原子或基團使酚的酸性減弱。4.烴類的酸性烷烴可看成是極弱的酸， 其酸性比NH3還弱。但當(dāng)烴分子中碳原子上所連接的鍵是不飽和的 則酸性增強，且愈是不飽和酸性愈強。5.胺的堿性(1)脂肪胺的堿性：脂肪胺的堿性一般比氨弱。根據(jù)烷基的微弱的推電子作用下列化合物的堿性大小順序應(yīng)為：(CH3)3N (CH3)2NH CH3NH2NH3如在不能生成氫鍵的溶劑中或在氣相中測定，它們的堿性強弱順序確是如此。但是，在水中 堿性強弱順序為：(CHsbNH ACH3NH2A(CH3)3NH2ANH3如果胺分子中連有吸電子基團，則使堿性顯著降低。(2)芳香胺的堿性：芳香胺在水溶液中堿性比胺弱。

4、而在芳胺中第一胺堿性最強，第三胺最弱，及堿性強弱順序為：Ph -NH2A Ph2NH A Ph3N。取代芳胺的堿性強弱與取代基的性質(zhì)和在苯環(huán)上的位置有關(guān)，若苯環(huán)上有供電子基團時，堿 性增大，若有吸電子基時堿性降低。二、有關(guān)化合物物理性質(zhì)的問題物質(zhì)的物理性質(zhì)受分子結(jié)構(gòu)的影響很大，因此，物質(zhì)的物理性質(zhì)在一定程度上反映了分子結(jié) 構(gòu)的特征。1沸點與分子結(jié)構(gòu)的關(guān)系物質(zhì)的沸點與其結(jié)構(gòu)有如下關(guān)系：(1)在同系物中，沸點隨分子量的增加而升高，而且直鏈異構(gòu)體總比支鏈異構(gòu)體沸點高，支鏈愈多，沸點愈低。CH3如：CH3CH2CH2CH3CH3CH2CH2CH2CH3CH3CHCH2CH3沸點： 一0.536.127

5、.9(2) 含極性基團的化合物(如醇、鹵代烴、硝基化合物等)偶極矩增大，比母體烴類化合物沸點 高。一般伯異構(gòu)體沸點最高，仲異構(gòu)體次之，而叔異構(gòu)體最低。CH3CH3廠CH3CH3如：CH3CH2CH2CH2OHCH3CHCH2CH3CH3CCH3OH沸點:117.799.582.59.5(1)3CH3OH4(3)在順反異構(gòu)體中，一般順式異構(gòu)體的沸點高于反式。2、熔點與分子結(jié)構(gòu)的關(guān)系極性化合物比分子量相近的非極性化合物的熔點高。分子中引入能形成氫鍵的羥基、羧基、氨基等官能團，物質(zhì)的熔點年比原來的母體烴高。反之，如果將羥基或氨基中氫原子用烴基取代,則化合物的熔點下降。同系物中，熔點年隨分子量的增大而

6、升高，而且分子結(jié)構(gòu)愈對稱，熔點愈高。3、溶解度與分子結(jié)構(gòu)的關(guān)系有機化合物的溶解度與分子的結(jié)構(gòu)及所含的官能團有密切的關(guān)系。一般來說極性化合物溶于 極性溶劑中，非極性化合物溶于分極性溶劑中，故有“相似相溶”經(jīng)驗規(guī)律。三、有機化學(xué)反應(yīng)有機化合物的化學(xué)性質(zhì)主要是講有機化學(xué)反應(yīng)，有機反應(yīng)的類型有：一個原子或基團被另一個原子或基因所取代的反應(yīng)。兩個分子加合成單一分子的反應(yīng).通常發(fā)生于雙鍵、三鍵處。從一個分子中除去兩個原子或基團的反應(yīng)。化合物在試劑、加熱或其它因素的影響下，分子中某些回基團發(fā)生轉(zhuǎn)移或分子內(nèi)碳 原子骨架發(fā)生改變的反應(yīng)。氧化一還原反應(yīng)涉及到電子轉(zhuǎn)移或氧化數(shù)的改變的反應(yīng)、凡碳所連接的它元素如C、O

7、N Cl、Br和S所成的鍵增多就標(biāo)志著氧化。要掌握有機化合物的分子結(jié)構(gòu)和性質(zhì)反應(yīng)，搞清性質(zhì)與結(jié)構(gòu)的關(guān)系，總結(jié)出各類化合物的反應(yīng) 類型和規(guī)律。I、取代反應(yīng)苯環(huán)的取代反應(yīng)包括鹵代、硝化和磺化反應(yīng)。當(dāng)本環(huán)上已連有取代基時仍可發(fā)生取代反應(yīng), 但要考慮到苯環(huán)取代的定位規(guī)則。(3)醇能與金屬鈉反應(yīng)；與無機含氧酸和有機酸發(fā)生酯化反應(yīng)。2C2H5OH+ 2NaT 2C2H5ONa + H2CH3CH2OH+ Nag 世竺CH3CH2OO(4)羧酸 羧基中的羥基可以被其它原子或原子團取代，生成羧酸的各種衍生物，包 括酯的生成、酰鹵的生成、酸酐的生成和酰胺的生成。RCOOH+ROH-H2SO4TRCOOR+ H2

8、O酯及其衍生物的醇解、氨解和水解反應(yīng)。取代反應(yīng)加成反應(yīng)消除反應(yīng)重排反應(yīng)H原子數(shù)減少而與其(1)烷烴RCH3+CI2T RCH2CI +HCIO OFe或FeBr3+Br2Br + HBr(1)5RCOOR +H2OT RCO0H + ROH烯、炔 稀烴能與鹵素、鹵化氫、硫酸發(fā)生加成反應(yīng)。鹵化氫和硫酸與不對稱烯烴 加成時符合馬氏規(guī)則。炔能進行加氫、加鹵素、加鹵化氫的反應(yīng)。2.加成反應(yīng)6與鹵素的加成CH2=CH2+Br2-竺 TBrCH =CHBrCH三CH+Bj竺4T BrCH =CHBrBrCH =CHBr詢2 竺4TBRCH = CHBQOH H(2)醛、酮 醛、脂肪族甲基酮和含有8個碳原子

9、以下的環(huán)酮都可以與氫氰酸和亞硫酸 氫鈉起加成反應(yīng)。醛與醇在干燥氯化氫的催化下發(fā)生加成反應(yīng)、生成的產(chǎn)物叫半縮醛。教材中主 要介紹與醇的加成反應(yīng)。A.B.與鹵化氫的反應(yīng)CH3CH=CH2+ HBrA CHsCH CHbBr HHBrCH3一C CH - CH C = CH2Bcc.水化反應(yīng)CH3CH=CH2+ H2OBrBrCH3CH CH2(1)7O+ 2ROH干燥HCRg OROR3消除反應(yīng)(1)醇 醇脫水按反應(yīng)條件不同. 可以發(fā)生分子內(nèi)脫水而生成烯烴，也可以發(fā)生分子間脫水而生成醚類，醇脫水生成烯烴的消除反應(yīng)取向，符合查依采夫規(guī)律。CH3一CH一CH一CH2何。4CHs CH = CH -CH

10、3+ CH3CH2CH = CH2H OH(2)醛、酮80% 20%醛、酮能和氨的衍生物等作用，發(fā)生加成一消除反應(yīng)。+ H2NG上OHI一出。CNH- G -/C= N - G4氧化還原反應(yīng)(1)烯 稀烴分子中的雙鍵具有較強的活潑性，所以烯烴可以發(fā)生氧化反應(yīng).烯烴與稀的高錳酸鉀R8堿性溶液發(fā)生氧化反應(yīng)，只有雙鍵的n鍵斷裂，生成二元醇。(2)苯 苯的同系物容易被氧化，苯的氧化反應(yīng)主要以側(cè)鏈氧化外主。CH3CH(CH3)2(3)醇 伯醇和仲醇可被高錳酸鉀或重鉻酸鉀氧化.伯醇首先被氧化為醛，醛可以繼續(xù)被氧化為羧酸。OOcKMnO4IIKMnO4R一CH2OH - R C H -RC OH仲醇一般被氧

11、化為酮。R(5)醛、酮至空氣中的氧氣也可以是醛氧化，生成含同數(shù)碳原子的羧酸，而酮的羰基上沒有氫原子，則不能 被弱氧化劑氧化。常用的弱氧化劑有：土倫試劑、班尼地和菲林試劑。OR C -H + Ag+OHR - COO-+ Ag醛經(jīng)催化氫化生成伯醇，酮則生成仲醇。OH5.醇醛縮合反應(yīng)具有a -H的醛在稀堿的作用下, 此反應(yīng)稱為醇醛縮合反應(yīng)。CHCHKMnO4+ 出。一竺佇 tHOCH2CH2OH + KOH +MnO2JCHOHRKMnO4C=OR醛的羰基碳原子上至少連有一個氫原子，因此很容易被氧化， 即使弱氧化劑甚R-CH + H2Pt” R-C-O-H發(fā)生分子間的縮合反應(yīng)， 生成即含有羥基又含

12、有醛基的縮合產(chǎn)物,9稀OHR CH2_-C H + R CH2C HIzOR CH2_C CH C HOH R其他在教材中還涉及一些，同學(xué)們可以自己去試著總結(jié)。10四、有機化合物的鑒別S有機化合物的鑒別、分離和提純是三個既有關(guān)聯(lián)而又不相同的概念。分離和提純的目的都是由混合物得到純凈物，但要求不同，處理方法也不同。分離是將混合 物中的各個組分一一分開。在分離過程中常常將混合物中的某一組分通過化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)變成新的化 合物，分離后還要將其還原為原來的化合物。提純有兩種情況，一是設(shè)法將雜質(zhì)轉(zhuǎn)化為所需的化 合物，另一種情況是把雜質(zhì)通過適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)榱硗庖环N化合物將其分離(分離后的化合 物不必再還原)

13、。鑒別是根據(jù)化合物的不同性質(zhì)來確定其含有什么官能團，是哪種化合物。如鑒別一組化合物，就是分別確定各是哪種化合物即可。在做鑒別題時要注意，并不是化合物的所有化學(xué)性質(zhì)都可以 用于鑒別，(1)(2)(3)(4)本課程要求掌握的重點是化合物的鑒別 方法進行歸納總結(jié)，并對典型例題進行解析。(一)各類化合物的鑒別方法1.烯烴、二烯、炔烴：(1)溴的四氯化碳溶液，紅色腿去(2)高錳酸鉀溶液，紫色腿去。2含有炔氫的炔烴：(1)硝酸銀，生成炔化銀白色沉淀(2)氯化亞銅的氨溶液，生成炔化亞銅紅色沉淀。3小環(huán)烴：三、四元脂環(huán)烴可使溴的四氯化碳溶液腿色4.鹵代烴：硝酸銀的醇溶液，生成鹵化銀沉淀；不同結(jié)構(gòu)的鹵代烴生成沉

14、淀的速度不同，叔 鹵代烴和烯丙式鹵代烴最快，仲鹵代烴次之，伯鹵代烴需加熱才出現(xiàn)沉淀。5.醇：(1)與金屬鈉反應(yīng)放出氫氣(鑒別6個碳原子以下的醇)；(2)用盧卡斯試劑鑒別伯、仲、叔醇，叔醇立刻變渾濁，仲醇放置后變渾濁，伯醇放置后 也無變化。6酚或烯醇類化合物：(1)用三氯化鐵溶液產(chǎn)生顏色(苯酚產(chǎn)生蘭紫色)。(2)苯酚與溴水生成三溴苯酚白色沉淀。7 羰 基化合物：(1)(2)(2)香醛不能；(4)&甲酸：用托倫試劑，甲酸能生成銀鏡，而其他酸不能。9.胺：區(qū)別伯、仲、叔胺有兩種方法(1)用苯磺酰氯或?qū)妆交酋Ｂ龋贜aOH溶液中反應(yīng)，伯胺生成的產(chǎn)物溶于NaOH;仲胺生成的產(chǎn)物不溶于NaOH溶

15、液；叔胺不發(fā)生反應(yīng)。2）用NaNO2+HCl：必須具備一定的條件：化學(xué)反應(yīng)中有顏色變化化學(xué)反應(yīng)過程中伴隨著明顯的溫度變化(放熱或吸熱)反應(yīng)產(chǎn)物有氣體產(chǎn)生反應(yīng)產(chǎn)物有沉淀生成或反應(yīng)過程中沉淀溶解、產(chǎn)物分層等。，為了幫助大家學(xué)習(xí)和記憶， 將各類有機化合物的鑒別鑒別所有的醛酮：2，4-二硝基苯肼，產(chǎn)生黃色或橙紅色沉淀；區(qū)別醛與酮用托倫試劑，醛能生成銀鏡，而酮不能； 區(qū)別芳香醛與脂肪醛或酮與脂肪醛，用斐林試劑，脂肪醛生成磚紅色沉淀，而酮和芳鑒別甲基酮和具有結(jié)構(gòu)的醇，用碘的氫氧化鈉溶液，生成黃色的碘仿沉淀。11脂肪胺：伯胺放出氮氣，仲胺生成黃色油狀物，叔胺不反應(yīng)。 芳香胺：伯胺生成重氮鹽，仲胺生成黃色油狀

16、物，叔胺生成綠色固體。10糖：（1） 單糖都能與托倫試劑和斐林試劑作用，產(chǎn)生銀鏡或磚紅色沉淀；（2） 葡萄糖與果糖：用溴水可區(qū)別葡萄糖與果糖，葡萄糖能使溴水褪色，而果糖不能。（3）麥芽糖與蔗糖： 用托倫試劑或斐林試劑， 麥芽糖可生成銀鏡或磚紅色沉淀， 而蔗糖不能。 （二）例題解析例1用化學(xué)方法鑒別丁烷、1-丁炔、2-丁炔。分析：上面三種化合物中，丁烷為飽和烴，1-丁炔和2-丁炔為不飽和烴，用溴的四氯化碳溶液或高錳酸鉀溶液可區(qū)別飽和烴和不飽和烴，1-丁炔具有炔氫而2-丁炔沒有，可用硝酸銀或氯化亞銅的氨溶液鑒別。因此，上面一組化合物的鑒別方法為：例2用化學(xué)方法鑒別氯芐、1-氯丙烷和2-氯丙烷。分析

17、：上面三種化合物都是鹵代烴，是同一類化合物，都能與硝酸銀的醇溶液反應(yīng)生成 鹵化銀沉淀，但由于三種化合物的結(jié)構(gòu)不同，分別為芐基、二級、一級鹵代烴，它們在反應(yīng)中的 活性不同，因此，可根據(jù)其反應(yīng)速度進行鑒別。上面一組化合物的鑒別方法為：例3用化學(xué)方法鑒別下列化合物 苯甲醛、丙醛、2-戊酮、3-戊酮、正丙醇、異丙醇、苯酚 分析：上面一組化合物中有醛、酮、醇、酚四類，醛和酮都是羰基化合物，因此，首先 用鑒別羰基化合物的試劑將醛酮與醇酚區(qū)別，然后用托倫試劑區(qū)別醛與酮，用斐林試劑區(qū)別芳香 醛與脂肪醛，用碘仿反應(yīng)鑒別甲基酮；用三氯化鐵的顏色反應(yīng)區(qū)別酚與醇，用碘仿反應(yīng)鑒別可氧 化成甲基酮的醇。鑒別方法可按下列步

18、驟進行：（1） 將化合物各取少量分別放在7支試管中，各加入幾滴2，4-二硝基苯肼試劑，有黃色 沉淀生成的為羰基化合物，即苯甲醛、丙醛、2-戊酮、3-戊酮，無沉淀生成的是醇與酚。（2） 將4種羰基化合物各取少量分別放在4支試管中，各加入托倫試劑（氫氧化銀的氨溶 液），在水浴上加熱，有銀鏡生成的為醛，即苯甲醛和丙醛，無銀鏡生成的是2-戊酮和3-戊酮。（3） 將2種醛各取少量分別放在2支試管中，各加入斐林試劑（酒石酸鉀鈉、硫酸酮、氫 氧化鈉的混合液），有紅色沉淀生成的為丙醛，無沉淀生成的是苯甲醛。（4）將2種酮各取少量分別放在2支試管中，各加入碘的氫氧化鈉溶液，有黃色沉淀生成 的為2-戊酮，無黃色沉淀生成的是3-戊酮。（5）將3種醇和酚各取少量分別放在3支試管中，各加入