高中化学《烃的含氧衍生物 归纳与整理》教案2 新人教版选修5

烃的含氧衍生物
【要点精讲】
要点1：各类含氧衍生物的结构及性质
要点3：烃的羟基衍生物比较
【典例精讲】
典例１：烃的衍生物及其官能团的性质
（08广东化学卷25）某些高分子催化剂可用于有机合成。

下面是一种高分子催化剂（Ⅶ）合成路线的一部分（Ⅲ和Ⅵ都是Ⅶ的单体；反应均在一定条件下进行；化合物Ⅰ-Ⅲ和Ⅶ中含N杂环的性质类似于苯环）：
回答下列问题：
(1）写出由化合物Ⅰ合成化合物Ⅱ的反应方程式 (不要求标出反应条件）。

(2）下列关于化合物Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ的说法中，正确的是 (填字母）。

A．化合物Ⅰ可以发生氧化反应
B．化合物Ⅰ与金属钠反应不生成
．．．氢气
C．化合物Ⅱ可以发生水解反应
D．化合物Ⅲ不可以
．．．使溴的四氯化碳深液褪色
E．化合物Ⅲ属于烯烃类化合物
(3）化合物Ⅵ是 (填字母）类化合物。

A．醇B．烷烃C．烯烃D．酸 E.酯
(4）写出两种可鉴别V和VI的化学试剂
(5）在上述合成路线中，化合物Ⅳ和V在催化剂的作用下与氧气反应生成Ⅵ和水，写出反应方程式 (不要求标出反应条件）
解析：（１）由ＩＩ的结构可以看出和Ｉ的区别在于侧链中多了一个乙酰基，也就是说Ｉ中侧链上的羟基与乙酸发生了酯化反应，生成了酯类物质。

（２）化合物I官能团有羟基，碳碳双键，故可发生氧化反应，也可以与金属钠发生反应生成氢气，故A正确，B错误。

化合物II官能团有酯基，可以发生水解发生，生成相应的酸和醇，故C正确。

化合物III的官能团有碳碳双键，可以使溴的四氯化碳溶液褪色，属于以乙烯为母体的烯烃类衍生物，故D错误，E正确。

（３）ＶＩ的结构可以从ＶＩＩ的结构来判断，ＶＩＩ中有两种单体，一种是由ＩＩＩ提供，另一种是由ＶＩ提供，将ＩＩＩ的结构单元去掉即为ＶＩ的结构单元，可以看出应是一种酯的结构。

（４）化合Ｖ中含有羧基，化合物ＶＩ中含有碳碳双键，二者的官能团不同。

含有羧基的
物质可与Na2CO3溶液反应，生成CO2，在有机化合物中只有这一类物质具有这样的性质；
化合物VI中，含有碳碳双键，可使溴的四四氯化碳溶液褪色，化合物V则不能。

（5）从框图中可以看出应是酯化反应，但IV可能是醛类物质，从碳原子数可以判断出应是乙醛，乙醛在反应的过程中会发生异构化，生成乙烯醇。

答案：(1)
(2)ACE (3)Ｅ(4)溴的四四氯化碳溶液；Na2CO3溶液
(5）
名师点评：官能团是有机化的核心，官能团对有机物的性质有决定性作用，围绕着官能团进行知识和能力考查是有机化学命题的方向。

本题中考查了碳碳双键、羟基、羧基和酯的性质，每一个小题都是围绕着官能团的性质展开的。

化学方程式的书写、化学反应的类型、物质的推断等都是官能命题的形式。

典例２：：有机化学反应的类型
（全国II理综29）29A、B、C、D、E、F、G、H、I、J均为有机化合物，根据以下框图，回答问题：
（1）B和C均为有支链`的有机化合物，B的结构式为；C在浓硫酸作用下加热反应只能生成一种烯烃D，D的结构简式为。

（2）G能发生银镜反应，也能使溴的四氯化碳溶液褪色，则G的结构简式为
（3）写出⑤的化学反应方程式。

⑨的化学反应方程式。

（4）①的反应类型，④的反应类型，⑦的反应类型。

（5）与H具有相同官能团的H的同分异构体的结构简式为。

解析：有机化学反应的类型往是有机题目中作题的关键点，本题中的反应①的反应条件及产物的分子式可以判断应是酯在酸性条件下的水解反应或皂化反应，由此可以推出C 应是丁醇；进而可以推出D、E、F、G、H分别为丁烯、氯代丁烯、丁烯醇、丁烯醛和丁烯酸，从丁醇可以氧化得丁酸可以判断出氯原子的位置应在碳链的链端。

而一旦这些物质推出即可得出I和J这两种物质，第（4）问集中考查了化学反应的类型。

实质上也是物质推断的过程，本题就是以化学反应的类型为突破口进而考查了学生分析问题和解决问题的能力。

答案：（1），（2）
（3）
（4）水解，取代，氧化
（5）CH3CH=CHCOOH CH2=CHCH2COOH
[方法技巧] 由反应条件可推测的有机反应类型：
①当反应条件为NaOH醇溶液并加热时，必定为卤代烃的消去反应。

②当反应条件为NaOH水溶液并加热时，通常为卤代烃或酯的水解反应。

③当反应条件为浓H2SO4并加热时，通常为醇脱水生成醚或不饱化合物，或者是醇与
酸的酯化反应。

④当反应条件为稀酸并加热时，通常为酯或淀粉的水解反应。

⑤当反应条件为催化剂并有氧气时，通常是醇氧化为醛或醛氧化为酸。

⑥当反应条件为催化剂存在下的加氢反应时，通常为碳碳双键、碳碳叁键、苯环或
醛基的加成反应。

⑦当反应条件为光照且与X2反应时，通常是X2与烷或苯环侧链烃基上的H原子发生
的取代反应，而当反应条件为催化剂存在且与X2的反应时，通常为苯环上的H原子直接被取代。

典例3：有机物组成及结构的判断
在最新的家用车的调查中发现，现在的家用汽车中的气体质量都不符合标准，在被调查的不同车型、不同价位、新旧不同的1175辆车中，除52辆检测合格外，其余都“毒气”超标，超标率从一两倍到七八十倍不等。

汽车污染主要来源于汽车配件和材料，操控台、座椅、车顶毡、脚底垫和所使用的零配件、胶水、涂料、泡沫、塑料、橡胶、皮革、皮革着色剂、填充料等汽车本身的物件，都会产生大量的有毒气体。

这些有毒气体大都是有机物
（1）你认为有毒气体含量新车（填“高于”或“低于”）旧车；夏天（填“高于”或“低于”）冬天。

（2）其中一种有毒气体的质谱图如右图，则由图可知该分子的式量是，若该分子的核磁共振氢谱中有4个吸收峰则有机物的名称为其苯环上的一氯代物有种。

（3）以上这种物质可以用于制取炸药，请写出制取炸药的化学方程式：
（4）在这些有毒气体中还有一种是以上这种物质的同系物，将一定质量这种有机物在氧气中充分燃烧，并将燃烧产物依次通过浓硫酸和碱石灰，分别增重9g和35.2g，则这种有机物的分子式为，其同分异构体有种，试写出其苯环的一氯代物只有一种时的结构简式
解析：本题是以环境污染为背景的一个习题，这也是现在命题的一个热点问题。

（1）题意中已经说明气体是有机气体，而且它们主要来自汽车本身的挥发，所以新车要比旧的有毒气体含量高，有机物温度越高越易挥发，所以夏天比冬天的要高。

（2）从质谱图中可以看出式量为92，再根据核磁共振氢谱中有4个吸收峰，可以判断出应是甲苯，所以其苯环上的一氯代物有3种（邻、间、对）。

（3）
(4)水的物质的量为：，二氧化碳的物质的量为：然后再根据苯的同系物的通式C n H2n-6即
可求得n值为8，所以分子式为C8H10，其同分异构体有乙苯、邻二甲苯、间二甲苯、对二甲苯共4种。

在这四种同分异构体中只有对二甲苯的苯环上的一氯代物有一种，所以其结构简式为：。

答案：（1）高于高于（2）92 甲苯 3种
（3）（4）C8H10 4
【演练提高】
一．选择题
1．某有机物在氧气中充分燃烧，生成n mol H2O和n mol CO2。

则该有机物的组成一定满足的条件是
A．分子中C、H、O的个数比为1:2:1
B．分子中C、H的个数比为1:2
C．该有机物是烯烃，符合通式C n H2n
D．该分子中肯定不含氧元素
答案：Ｂ
解析：由于燃烧时产生的水和二氧化碳的物质的量相等，说明碳氢原子个数比为１：２，但分子中是不是含有氧元素无法判断．
２．（08全国Ⅰ卷8）下列各组物质不属于
．．．同分异构体的是（）
A．2，2-二甲基丙醇和2-甲基丁醇B．邻氯甲苯和对氯甲苯
C．2-甲基丁烷和戊烷D．甲基丙烯酸和甲酸丙酯
答案：D。

解析：根据物质的名称判断是否属于同分异构体，首先将物质的名称还原成结构简式，然后写出各物质分子式，如果两物质的分子式相同，则属于同分异构体。

选项A中两种物质的分子式均为C5H12O；选项B中两种物质的分子式均为C7H7Cl；选项C中两种物质的分子式均为C5H12；选项D中的两种物质的分子式分别为：C4H6O2和C4H8O2。

３．（08全国联考）2007年，我国科学家在全球率先成功发现了有效治疗Ⅱ型糖尿病的神奇分子——非肽类分子激动剂（代号为Boc5，化学式为C54H52N4O16S2），它的神奇之处在于能模拟人体内的某些大分子，促进人体的胰岛素分泌，发挥对血糖的调节作用，这一发现将为千百万Ⅱ型糖尿病患者解除病痛。

则下列说法正确的是（）
A．Boc5中一定不含
B．葡萄糖、麦芽糖、蔗糖均能与新制氢氧化铜反应生成Cu2O
C．Boc5是高分子化合物 D．糖类的通式均满足 (CH2O)n
答案：A
解析：氨基和羧基之间发生缩水反应生成含肽键的肽类化合物，由于Boc5是非肽类分子，
因而肯定不含有肽键，正确；蔗糖是非还原性糖，分子内不含有醛基，不能与新制
C u(O H)2反应，B错；Boc5分子内和原子的个数是具体的数值，不是高分子化合物，
Ｃ错；一般糖类的通式满足Cn(H2O)m 。

４．（08四川卷12）胡椒酚是植物挥发油的成分之一，它的结构简式为：HO－－CH2CH=CH2，下列叙述中不正确的是( )
A．1mol胡椒酚最多可与4molH2发生反应
B．1mol胡椒酚最多可与4mol溴发生反应
C．胡椒酚可与甲醛发生反应，生成聚合物
D．胡椒酚在水中的溶解度小于苯酚在水中的溶解度
答案：Ｂ
解析： 1mol该物质的结构中含有4molC＝C，所以可以和4mol的H2发生加成反应，酚类物质发生的取代反应的位置在－OH的邻对位，加上一个C＝C，所以反应的Br2为3mol；
甲醛与苯酚发生缩聚反应的位置在－OH的两个邻位，而该物质结构的邻位上无取代基，所以在一定条件下可以生成缩合物；该物质的C原子个数比苯酚多，且－OH的对位上的基团为憎水基，所以在水中的溶解度比苯酚小。

５．（08江苏卷11）香兰素是重要的香料之一，它可由丁香酚经多步反应合成。

有关上述两种化合物的说法正确的是（）
A．常温下，1mol丁香酚只能与1molBr2反应
B．丁香酚不能FeCl3溶液发生显色反应
C．1mol香兰素最多能与3mol氢气发生加成反应
D．香兰素分子中至少有12个原子共平面
答案：D
解析：处于酚羟基的邻对位的H原子均可与Br2发生取代反应，甲子－CH2－CH=CH2中含有一个C＝C，所以1mol丁香酚可与2mol分Br2发生反应；选项B中丁香酚中含有酚羟基，能与FeCl3发生显色反应；选项C中含有3个C＝C和一个C＝O，所以1mol的香兰素可与4molH2发生加成反应；选项D中和苯环相连接的原子均在同一平面内，－CHO的H和O原子也与它共面，所以香兰素分子中至少有12个原子共平面。

６．药用有机化合物A（C8H8O2）为一种无色液体。

从A出发可发生如图所示的一系列反应。

则下列说法正确的是（）
A．根据D和浓溴水反应生成白色沉淀可推知D为三溴苯酚
B．G的同分异构体中属于酯，且能发生银镜反应的只有一种
C．上述各物质中能发生水解反应的有A、B、D、G
D．A的结构简式为
答案：D
解析：A，推知D为苯酚、F为三溴苯酚；B，G的同分异构体中属于酯，且能发生银镜反应的有：HCOOCH2CH2CH3和HCOOCH（CH3）2两种；C项，D是苯酚，不发生水解反应；D，综合推知A为乙酸苯酚酯。

第ＩＩ卷
１．（2007·广东）已知苯甲醛在一定条件下可以通过Perkin反应生成肉桂酸（产率45～50%），另一个产物A也呈酸性，反应方程式如下：
C6H5CHO＋(CH3CO)2O → C6H5CH＝CHCOOH
苯甲醛肉桂酸
（1）Perkin反应合成肉桂酸的反应式中，反应物的物质的量之比为1︰1。

产物A的名称是。

（2）一定条件下，肉桂酸与乙醇反应生成香料肉桂酸乙酯，其反应方程式为
（不要求标出反应条件）（3）取代苯甲醛也能发生Perkin反应，相应产物的产率如下：
①
②
③
（4）溴苯（C6H5Br）与丙烯酸乙酯（CH2＝CHCOOC2H5）在氯化钯催化下可直接合成肉桂酸乙酯，该反应属于Beck反应，是芳香环上的一种取代反应，其反应方程式为
（不要求标出反应条件）
（5）Beck反应中，为了促进反应的进行，通常可加入一种显（填字母）的物质
A 弱酸性
B 弱碱性
C 中性
D 强酸性
答案：（1）乙酸。

（2）C6H5CH＝CHCOOH＋C2H5OH → C6H5CH＝CHCOOC2H5＋H2O。

（3）①苯环上有氯原子取代对反应有利；②苯环上有甲基对反应不利；③氯原子离醛基越远，对反应越不利（或氯原子取代时，邻位最有利，对位最不利）；④甲基离醛基越远，对反应越有利（或甲基取代时，邻位最不利，对位最有利）；⑤苯环上氯原子越多，对反应越有利；⑥苯环上甲基越多，对反应越不利。

（4）C6H5Br＋CH2＝CHCOOC2H5→C6H5CH＝CHCOOC2H5＋HBr。

（5）B。

解析：（1）先由质量守恒定律确定A的分子式（C2H4O2)，然后结合具有酸性，可知是乙酸(或醋酸)。

（2）根据酯化反应结构变化即可书写出其方程式。

（3）分析时应注意相同结构的甲基、氯原子对反应产率的影响，同样数量的甲基、氯原子位置变换对反应产率的影响，以及甲基、氯原子数量对产率的影响即可找出几种因素。

（5）Beck反应从反应机理来看属于亲核取代，故采取弱碱性条件有利于增强溴苯中碳溴键的极性，加快反应的速率。

2．快乐是什么？精神病学专家通过实验发现：在大脑的相应部位—“奖赏中心”给予柔和的电击，便会处于似乎极度快乐的状态。

人们已经将“奖赏中心”各部分的脑电图绘制出来，并认为在各区域之间传递信息的化学物质是多巴胺，所以“奖赏中心”又称为多巴胺系统。

多巴胺的结构为：
回答下列问题：
（1）多巴胺的分子式为。

（2）多巴胺可能发生的化学反应为。

A、加成反应 B.取代反应 C.氧化反应 D、水解反应
写出多巴胺与浓溴水反应的化学方程式：。

（3）多巴胺可由香兰素与硝基甲烷反应后再经锌汞齐还原水解制得。

合成过程可表示如下：
I、反应①属于反应（填反应类型）。

II、写出M的结构简式。

III、多巴胺分子中羟基处于苯环上不同位置时的同分异构体共有种（苯环上的其他结构不变）。

IV、写出反应⑤的化学方程式。

答案：（1）C8H11NO2。

（2）ABC。

+3Br2→ + 3HBr。

（3）I、加成反应。

II、。

III、6。

IV、+H2O→+CH3OH。

解析：首先，通过多巴胺的结构简式得分子式为C8H11NO2，该分子中含有2个酚羟基和一个氨基及苯环，因此，它具有苯酚的性质和胺的性质，苯环可以发生加成反应、苯酚具有还原性、胺具有还原性，苯酚可以与卤素单质发生取代反应等。

由多吧胺的合成路线，原料是香兰素与硝基甲烷，这两种物质在一定条件下发生加成反应得到，再发生消去反应生成（M），M与H2加成反应，生成，还原反应得，最后再水解（取代）得多吧胺。

判断符合题目要求的同分异构体数目，也可以理解为写同分异体。

题中要求是：“多巴胺分子中羟基处于苯环上不同位置”，且“苯环上的其他结构不变”；这是官能团的位置异构，需要我们把苯环上不同的位置标出来或仔细写出所有符合题目要求的同分异构体，经分析有下列同分异构体：、、、及它本身共6种结构。

若考虑—NH2的位置发生变化和羟基在支链上位置变化，加上不同官能团的变化，同分异构体会更多，但本题只要求判断该条件下的同分异构体数目，故不需要考虑其他情况。

３．（2007·山东）乙基香草醛（）是食品添加剂的增香原料，其香味比香草醛更加浓郁。

（1）写出乙基香草醛分子中两种含氧官能团的名称。

（2）乙基香草醛的同分异构体A是一种有机酸，A可发生以下变化：
提示：①RCH2OHRCHO
②与苯环直接相连的碳原子上有氢时，此碳原子才可被酸性KMnO4溶液氧化为羧基
（a）由A→C的反应属于（填反应类型）
（b）写出A的结构简式。

（3）乙基香草醛的另一种同分异构体D（CH3O－－COOCH3）是一种医药中间体，请设计合理方案用茴香醛（CH3O－－CHO）合成D（其他原料自选，用反应流程图表示，并注明必要的反应条件）。

例如：－Br
答案：（1）醛基（酚）羟基醚键（2）（A）取代反应（B）
（3）
解析：⑴由题给乙基香草醛的结构简式可知其结构中含有氧原子的官能团有醛基、（酚）羟基、醚基。

⑵由题给提示②可知，与苯环直接相连的碳原子上有氢原子时，此碳原子可以被酸性高锰酸钾溶液氧化成羧基，再结合题给转化关系：A生成苯甲酸可知A中苯环上只有一个支链；由提示①和转化关系A→B，可知A中有“—CH2OH”，A是有机酸，则可知其结构中有羧基，结合其分子式可以确定A的结构简式是：，由转化关系A→C和A、C分子的差别可知：A生成C的过程中，其碳碳键没有变化，只是—OH被Br代替，则A→C的反应类型是取代反应。

⑶比较和
的结构差别可知：茴香醛中的醛基(—CHO)经过一系列反应后转化成了，茴香醛可以被酸性高锰酸钾氧化成羧酸，羧酸继续与甲醇发生酯化反应即可得到D，由题给示例可知茴香醛合成D的反应流程图是：。

４．咖啡酸（下式中的A）是某种抗氧化剂成分之一，A与FeCl3溶液反应显紫色。

（1）咖啡酸中含氧官能团的名称为。

（2）咖啡酸可以发生的反应是（填写序号）。

①氧化反应②加成反应③酯化反应④加聚反应⑤消去反应
（3）咖啡酸可看作1，3，4一三取代苯，其中两个相同的官能团位于邻位，取代基中不含支链。

则咖啡酸的结构简式为。

（4）3.6g咖啡酸与足量碳酸氢钠反应生成气体（标准状况） mL。

（5）蜂胶的主要活性成分为CPAE，分子式为C17H16O4，该物质在一定条件下可水解生成咖啡酸和一种醇，该醇为芳香醇，且分子结构中无甲基，则咖啡跟该芳香醇在一定条件下反应生成CPAE的化学方程式为。

答案：（1）羧基、羟基；（2）①②③④（3）（4）448 （5）
解析：A能够与NaHCO3溶液反应，说明分子中含有羧基(－COOH),生成B,B与NaOH按1：2反应生成C，结合A与FeCl3溶液反应显紫色，说明A分子中有一个羧基和两个(酚)羟基。

由C可知A的分子式为：C9H8O4，则A中除羧基外还有一个碳碳双键，根据A能够与Br2/CCl4溶液反应可以得到证实。

（2）根据A的官能团可知，咖啡酸能够发生氧化（碳碳双键、酚羟基）、加成和加聚反应（碳碳双键）、酯化反应（羧基）。

（3）依据结构提示，则咖啡酸的结构简式为：。

（5）由元素守恒法，咖啡酸（C9H5O4)+醇(?)酯(C17H16O4)＋H2O可知，芳香醇的分子式为(C8H10O)，分子结构中无甲基，则为苯乙醇。