CH3CH=CH2+Br2→CH3CHBrCH2Br CH3CH=CH2+HBr→CH3CHBrCH3
(3)
9、卤代烃在有机合成中的应用
卤代烃是一种重要的有机合成试剂。由于卤代烃发生水解(或取代)反应可以生成醇,发生消去反应可以生成烯烃、炔烃等,继续可合成许多有机物,因此卤代烃在有机合成和有机推断中起着桥梁作用。
卤代烃 水解 醇 R—X 取代 R—OH 加成 消 加 消去 去 成 不饱和烃 水解 酯化 氧化 醛 羧酸 酯 酯化 还原 R—CHO RCOOH 水解 RCOOR’ 氧化
应用最多的是卤代烃先转化为烯烃,烯烃和卤素单质加成生成二元卤代烃,再合成二元醇、二元醛、二元酸等。
例7、CH3—CH=CH—Cl,该有机物能发生①取代反应,②加成反应,③消去反应,④使
溴水褪色,⑤使酸性KMnO4溶液褪色,⑥与AgNO3溶液生成白色沉淀,⑦聚合反应
A.以上反应均可发生 能发生
【解析】 有机物性质主要由分子内的结构特征所决定.该物质属卤代烯烃,因此能发生双键和卤代烃的反应.但由于氯原子与碳原子是以共价键结合,不是自由移动的Cl,故不可直接与AgNO3溶液反应,只有碱性水解之后酸化才可与AgNO3溶液反应,产生白色沉淀.
【答案】 C
例8、拟除虫菊酯是一类高效、低毒、对昆虫具有强烈触杀作用的杀虫剂,其中对光稳定的溴氰菊酯的结构简式如下图:
-
B.只有⑦不能发生 C.只有⑥不能发生 D.只有②不
下列对该化合物叙述正确的是( )
A.属于芳香烃 B.属于卤代烃
C.在酸性条件下不水解 D.在一定条件下可以发生加成反应
解析:本题是有机物测试的一种常见题型,即给出一种陌生的有机物,要求推断其性质。虽然这种有机物未见过,但该陌生有机物分子中的官能团是在中学化学中学过的,可以根据官能团的性质来推断陌生有机物的性质。 烃只含氢、碳两种元素。该物质中含
、—CN、—Br、—O—等多种官能团,所以
该物质既不是烃,也不属于卤代烃。由于该化合物含有酯的官能团,具有酯的性质,能发生水解反应;其分子中含有—C==C—,所以能发生加成反应。 答案:D
例9、 能发生消去反应,生成物中存在同分异构体的是( )
D.CH3Cl
解析:本题主要考查卤代烃的性质与其结构的关系。重点是卤代烃发生消去反应必须具备的条件,即主链碳原子至少为2个,且与卤素原子相连碳原子的邻近碳原子上必须有氢原子。
消去反应的生成物必为不饱和的化合物。生成产物含有
的消去反应必须具备
两个条件:①主链碳原子至少为2个;②与—X相连的碳原子的相邻主链碳原子上必须具备H原子。A、C两项只有一种,分别为: CH=CHCH3、
。D项没有相邻C原子,不能发生消去反应。B选项存在两种相
邻的C原子结构,生成物有两种,分别为: 答案:B
例10、由2-溴丙烷为原料制取1,2-丙二醇,需要经过的反应为 ( ) A.加成——消去——取代 B.消去——加成——取代 C.消去——取代——加成 D.取代——消去——加成
【分析】通过解答这道题,有利于掌握卤代烃的水解和消去反应性质,有利于利用这些性质解决实际问题。利用卤代烃的两个重要性质:①卤代烃在NaOH的醇溶液中加热发生消去反应,②卤代烃在NaOH的水溶液中发生水解即取代反应解题。即:2-溴丙烷→丙烯→1,2-二溴丙烷→1,2-丙二醇。
例11、卤代烃在NaOH存在的条件下水解,这是一个典型的取代反应,其实质是带负电的原子团(例如OH等阴离子)取代卤代烃中的卤原子。例如:
CH3CH2CH2—Br+OH-(或NaOH)─→CH3CH2CH2OH+Br(或NaBr)
-
-
写出下列化学反应的化学方程式:
(1)溴乙烷跟NaHS反应。 (CH3CH2Br + NaHS→CH3CH2HS + NaBr) (2)碘甲烷跟CH3COONa反应。 (CH3I+ CH3COONa→CH3COOCH3+ NaI)
例12、已知:环烯烃与链烯烃性质相似.
从环己烷可制备1,4—环己二醇的二醋酸酯.下面是有关的8步反应(其中所有无机产物、部分反应物及反应条件已略去).
(1)属于取代反应的几步是__________,属于加成反应的几步是__________(填序号),其余几步属于______反应.
(2)化合物C的结构简式是________________________.
(3)第⑥步和第⑧步能否颠倒?________.其理由是____________________. (4)反应④的化学方程式是____________.
解析:这是一道考查有机反应的题,关键是要熟练掌握各类有机反应及其反应条件。 【答案】 (1)①⑥⑦ ③⑤⑧ 消去
【变式题】有以下一系列反应,终产物为草酸:
已知B的相对分子质量比A大79。 (1)请推测用字母代表的化合物的结构式:
C是__________________,F是__________________。 (2)①B→C的反应类型是____________________________。
②C→D的化学方程式是_________________________________。
解析:本题考查的内容涉及溴乙烷的消去反应、加成反应,烷烃的取代反应,烯烃的加成反应,醇醛的催化氧化等,是有机合成中最重要的基本转化关系。在分析解答过程中,一是要抓住有机反应条件的特征,找准解题的突破口;二是要善于分析比较已提供物质的结构,合
理地利用顺推、逆推的思维方式进行推断。
分析本题时首先根据最终产物确定A分子中为两个碳原子,再结合B的相对分子质量比A的大79,推知B为CH3CH2Br。 答案:(1)CH2==CH2
(2)①消去反应
(二)含羟基(-OH)的有机化合物―――醇和酚
羟基(—OH)与链烃基相连叫脂肪醇,代表物是乙醇(CH3CH2OH) 羟基(—OH)与苯环直接相连的化合物叫酚,最简单的酚是苯酚(C6H5—OH) 羟基(—OH)连在苯环上的侧链碳原子的化合物叫芳香醇。如(C6H5—CH2OH) 醇和酚的结构中,官能团相同,但烃基不同.对羟基影响不同,故虽有相同官能团,但性质不同。
烃的羟基衍生物
类别 代表物 官能团 结构特点 主要化 学性质 特性 1、醇:
(1)、醇的概念:醇是分子中含有跟链烃基或苯环侧链上的碳结合的羟基的化合物. (2)、通式:饱和醇:CnH2n+2Ox
饱和一元醇:CnH2n+2O或CnH2n+1OH
一元醇的分子通式可简写为:R-OH,
脂肪醇 CH3CH2OH —OH —OH与链烃基相连 芳香醇 C6H5—CH2OH —OH —OH与芳香烃基侧链相连 —OH 酚 C6H5—OH —OH与苯环直接相连 (1)弱酸性 (2)取代反应 (3)显色反应 与FeCl3溶液显紫色 (1)与钠反应 (2)取代反应 (3)脱水反应(个别醇不可以) (4)氧化反应 (5)酯化反应 红热铜丝插入醇中有刺激性气味 3、醇的物理性质:
①低级的饱和一元醇为无色中性液体,具有特殊的气味和辛辣味道。甲醇、乙醇、丙醇、乙二醇、丙三醇与水以任意比混溶;含4~11个碳的醇为油状液体,可部分溶于水;含12个C以上的醇为无色、无味的蜡状固体。不溶于水。 ② 同系物中的醇随碳原子数增多,熔沸点升高。
③碳链结构相同的醇比烷烃、氯代烷的沸点高。(如:乙醇:78.5‵、氯乙烷:12.27‵、乙烷:-88.6‵。)
原因是醇分子间存在氢键的缘故。 ④醇的相对密度均小于1。
4、代表物——乙醇的结构、性质 (1)乙醇的分子结构
结构简式:CH3CH2OH(CH3-CH2-OH)或C2H5OH(C2H5-OH) (2)物理性质
乙醇是无色透明而有特殊香味的液体,密度比水小,沸点为78.5 ‵,易挥发,乙醇是一种极性分子,分子间可以形成氢键,与水可以任意比混溶,且其溶液浓度愈大,密度愈小。乙醇分子中乙基与有机物会产生较强的相互作用,羟基与无机物也会产生较强的相互作用,因此乙醇是一种能溶解许多有机物和无机物的良好的极性溶剂。 (3)乙醇化学性质与断键位置:
乙醇在发生化学反应时,其分子中有5处化学键可以发生断裂,表现出不同的化学性质。
(1)只断①键时——与活泼金属反应(电离)或酯化反应; 2CH3CH2OH+2Na→2CH3CH2ONa+H2↑(取代反应,也是置换反应.) (此反应比钠与水反应要缓和得多,说明乙醇羟基上的氢原子活泼性小于⑤
水分子中的氢原子,乙醇比水难电离,乙醇是非电解质,水是弱电解质。) (2)只断②键时———与HX反应(取代反应) HBrCH3CH2OH+ 浓硫酸 △ CH3CH2Br+H2O (3)②④同时断——发生分子内脱水反应生成乙烯(消去反应) (4)①②同时断断裂——发生分子间的脱水反应生成乙醚(取代反应) (5)①③同时断裂——发生脱氢反应生成乙醛(催化氧化) (6)全部键都断裂——燃烧 C2H6O+3O2 点燃 2CO2+3H2O (4)、醇的催化氧化发生条件和规律
①、发生条件:醇分子结构中与—OH相连的碳原子上至少要有一个氢原子,即具 的结构。因为醇的催化氧化,其实质是“去氢”。