有机化学基础第三章

《有机化学基础》知识梳理
第三章烃的含氧衍生物
第一节醇酚
一、醇
1、定义和分类
定义：羟基与烃基或苯环侧链上的碳原子相连的化合物。

分类：
（1）根据分子中所含羟基的数目，可以分为一元醇、二元醇和多元醇。

（2）根据烃基饱和与否，分为饱和醇与不饱和醇。

饱和一元醇通式：C n H2n+2O（n>=1）
2、命名
（1）将含有与羟基相连的碳原子的最长碳链作主链，根据碳原子数目称为某醇。

（2）从距离羟基最近的一端给主链上的碳原子依次编号定位。

（3）羟基的位置用阿拉伯数字表示，羟基的个数用“二”、“三”等表示。

如：（CH3）3CCH2OH 2,2-二甲基-1-丙醇
3、物理性质
（1）沸点：随着碳原子数和羟基数的增加而升高；醇的沸点高于相同碳原子数的卤代烃或相对分子质量相近的烷烃；
（2）密度：比水小
（3）溶解性：甲醇、乙醇、乙二醇等可与水任意比混溶。

一般地，随着醇分子中烃基碳原子数的增加，溶解度降低。

4、化学性质（以乙醇为例）
（1）与金属反应
乙醇与钠反应较钠与水反应缓和，钠块在乙醇溶液下，有气泡冒出。

（2）酯化反应（取代反应）
在浓硫酸作催化剂并加热条件下与含氧酸发生酯化反应。

是可逆反应。

反应原理：酸脱羟基醇脱氢
饱和碳酸钠溶液作用：中和乙酸；溶解乙醇；降低乙酸乙酯的溶解度。

浓硫酸作用：催化剂、吸水剂。

长导管作用：导气兼冷凝作用。

导管末端不能伸入液面以下，以防止倒吸。

（3）氧化反应
①燃烧：淡蓝色火焰
②催化氧化反应：铜或银作催化剂，加热
结构要求：与羟基相连的碳原子上有氢原子。

反应原理：第一步反应2Cu+O2=(加热)2CuO
第二步反应CH3CH2OH+CuO→CH3CHO+H2O+Cu（该步反应机理为去氢氧化：羟基上的氢原子和与羟基相连碳原子上的一个氢原子脱去，与CUO中的O结合成H2O）总反应为：2 CH3CH2OH+O2→（Cu或Ag，加热）2 CH3CHO+2H2O）
③强氧化剂氧化：能被酸性高锰酸钾溶液或酸性重铬酸钾溶液氧化，最终生成乙酸。

说明：乙醇与酸性重铬酸钾的反应被应用于检验司机酒后驾车，现象为橙色变为绿色。

（4）取代反应
与浓氢溴酸混合加热发生取代反应，（可用浓硫酸和溴化钠代替HBr）。

该反应用于制取
卤代烃。

（5）分子间脱水（取代反应）
乙醇在浓硫酸和140摄氏度加热的条件下，发生分子间脱水生成乙醚。

（6）消去反应
乙醇与浓硫酸作催化剂并在170摄氏度条件下反应。

羟基与邻位碳上的氢原子共同脱去一分子水。

P51图3-4，氢氧化钠的作用是除去CO2、SO2等杂质，以防止SO2干扰乙烯与溴的四氯化碳或高锰酸钾酸性溶液的反应。

现象：烧瓶中溶液颜色逐渐加深，最后变为黑色（有单质碳生成），溴的四氯化碳溶液及高锰酸钾酸性溶液均褪色。

5、常见的醇
（1）甲醇
（2）乙二醇，常用作汽车防冻液。

（3）丙三醇，俗称甘油，用于制化妆品、炸药和心脏病药物（硝酸甘油）。

二、酚
酚：是指羟基与苯环碳原子直接相连的有机物。

1、苯酚的组成与结构
掌握苯酚的分子式、结构式、结构简式。

结构特点：分子中最少12个碳原子共平面，最多13个原子共平面。

2、苯酚的物理性质
无色有特殊气体的晶体，室温下在水中溶解度小，温度高于65摄氏度时与水混溶，有毒，对皮肤有腐蚀性，易溶于乙醇等有机溶剂，密度比水大。

3、苯酚的化学性质
（1）弱酸性
由于苯环与羟基存在相互作用，使得酚羟基比醇羟基活泼。

方程式略
说明：苯酚钠与二氧化碳、水反应，无论二氧化碳是否过量，均生成碳酸氢钠。

原因是苯酚的酸性介于碳酸和碳酸氢根离子之间。

符合此条件的酸还有次氯酸，因此次氯酸钠与二氧化碳、水的反应，不论二氧化碳是否过量，均生成次氯酸和碳酸氢钠。

（2）取代反应
由于羟基对苯环的作用，使苯环上的氢原子活性增强（主要在邻位和对位）
苯酚和过量浓溴水反应，可生成白色沉淀，此反应可用于苯酚的定性和定量检测。

（3）显色反应
苯酚遇氯化铁溶液显紫色。

此反应可用于酚类化合物的定性检验。

（4）加成反应
凡是含苯环的化合物均可与氢气在催化剂、加热条件下发生加成反应，苯环变成环已烷环。

（5）氧化反应
①在空气中，苯酚被氧化成粉红色物质。

②与高锰酸钾溶液反应，高锰酸钾溶液紫色褪去。

③燃烧：
第二节醛
一、乙醛的组成与结构
掌握分子式、结构式、结构简式、官能团。

饱和一元醛通式：C n H2n O（n>=1）
二、物理性质
1、乙醛
无色，有刺激性气味，液体，密度小于水，易挥发，易燃烧，能与水、乙醇、乙醚、氯仿等互溶。

2、甲醛
无色，有刺激性气味，气体，易溶于水。

一般35%~40%的水溶液称为福尔马林，具有杀菌、防腐性能。

三、化学性质
1、氧化反应
（1）燃烧
（2）与弱氧化剂反应
①银镜反应
是指与银氨溶液的反应，有银在试管壁析出。

该反应要求：碱性条件，水浴加热；银氨溶液须现配现用；试管内壁必须洁净。

应用于醛基的检验，工业制镜或保温瓶胆镀银。

②与新制氢氧化铜反应
试管内有红色物质生成（Cu2O），可用于醛基的检验。

该反应要求：碱性环境，加热至微沸。

（3）催化氧化
在加热和催化剂条件下，乙醛被氧化成乙酸
（4）与其他氧化剂反应
能被高锰酸钾溶液、溴水等氧化剂氧化。

CH3CHO+Br2+H2O→CH3COOH+2HBr溴水褪色2、加成反应（还原反应）
乙醛与H2在催化剂加热的条件下，被还原成乙醇。

该反应为碳氧双键的加成反应，又属于还原反应（加氢还原）。

补充：丙酮
是最简单的酮。

常温下为无色透明液体，易挥发，具有令人愉快的气味。

第三节羧酸酯
一、羧酸
1、定义与分类
（1）定义：由烃基和羧基相连构成的有机物。

饱和一元羧酸通式：C n H2n O2（n>=1）
（2）分类：由烃基不同可分为脂肪酸和芳香酸；由羧基数目可分为一元羧酸、二元羧酸和多元羧酸。

2、组成与结构
乙酸的分子式、结构式、结构简式
3、乙酸的物理性质
无色，具有强烈刺激性气味，液体，易溶于水和乙醇。

（纯净的乙酸又称为冰醋酸）。

易挥发。

4、乙酸的化学性质
（1）弱酸性
酸性比碳酸强。

（2）酯化反应
见乙醇的化学性质。

二、酯
1、定义
羧酸分子中的-OH被-OR’取代后的产物。

简写为RCOOR’。

饱和一元酯通式：C n H2n O2（n>=2）
2、物理性质
低级酯是具有芳香气味的液体，密度比水小，难溶于水，易溶于有机溶剂。

3、化学性质
水解反应
是酯化反应的逆反应。

在酯基中间的碳氧单键断开，羟基和氢原子分别加上，生成酸和醇。

酸性条件水解：可逆反应，生成酸和醇；
碱性条件水解：不可逆反应，生成盐和醇。

酯的命名：根据生成酯的酸和醇的名称来命名，如乙酸和乙醇发生酯化反应生成乙酸乙酯。

第四节有机合成
一、有机合成的过程
【思考与交流】引入官能团的方法：
1、引入碳碳双键的三种方法
（1）卤代烃的消去反应；（2）醇的消去反应；（3）炔烃的不完全加成反应；
2、引入卤素原子的三种方法
（1）醇（或酚）的取代反应；（2）烯烃（或炔烃）的加成反应；（3）烷烃（或苯及苯的同系物）的取代反应；
3、引入羟基的四种方法
（1）烯烃与水加成反应；（2）卤代烃的水解反应；（3）酯的水解反应；（4）醛（或酮）的还原反应（与H2加成）；
二、逆合成分析法
官能团的消除：
1、通过加成反应可消除不饱和键；
2、通过消去反应、氧化反应或酯化反应可消除羟基；
3、通过加成反应或氧化反应可消除醛基；
4、通过消去或取代反应可消除卤素原子；
官能团的转变：
1、醇（催化氧化）→醛（催化氧化）→羧酸；（醛与H2发生加成/还原反应可生成醇）
2、乙醇（消去）→乙烯（与Br2加成）→1,2-二溴乙烷（取代）→乙二醇
3、1-丙醇（消去）→丙烯（与HX加成）→2-卤丙烷（水解反应）→2-丙醇
练习：做书上第三章全部习题。