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有机合成基础知识

编稿：宋杰 审稿：张灿丽

【学习目标】

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

2、了解有机化学反应中的氧化还原反应，能根据碳原子的氧化数法判断有机化学反应是氧化反应还是还原反应；

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

4、了解官能团与有机化学反应类型之间的关系，能判断有机反应类型，能正确书写有机化学反应的方程式。 【要点梳理】

要点一、有机化学反应的主要类型 1．取代反应。

（1）取代反应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应。 （2）有机物与极性试剂发生取代反应的结果可以用下面的通式来表示。 888811221221

A B A B A B A B +

-

+

-

-+-→-+- （3）烃的卤代、芳香烃的硝化或磺化、卤代烃的水解、醇分子间的脱水反应、醇与氢卤酸的反应、酚的卤代、酯化反应、酯的水解和醇解，以及即将学到的蛋白质的水解等都属于取代反应。

①卤代。

CH 4+X 2−−

→光

CH 3X+HX

②硝化。

③磺化。

④α—H 的取代。

Cl 2+CH 2＝CH —CH 3500600C

︒−−−−−

→CH 2＝CH —CH 2Cl+HCl

⑤脱水。

CH 3CH 2OH+HOCH 2CH 3140C

︒浓硫酸CH 3CH 2OCH 2CH 3+H 2O

⑥酯化。

CH 3COOH+HO —CH 3∆浓硫酸

CH 3COOCH 3+H 2O

⑦水解。

R —X+H 2O NaOH

∆−−−−

→R —OH+HX R —COOR ＇+H 2O

H +

RCOOH+R ＇OH

（4）取代反应发生时，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，否则就不属于取代反应。

（5）在有机合成中，利用卤代烷的取代反应，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；也可通过取代反应增长碳链或制得新物质。 特别提示：取代反应的特点是“下一上一，有进有出”，类似于置换反应，如卤代烃在氢氧化钠存在下的水

解反应CH 2Br+NaOH ∆

−−

→CH 3OH+NaBr 就是一个典型的取代反应，其实质是带负电的原子团（为OH －

）代替卤代烃中的卤原子，上述反应可表示为CH 3Br+OH －

∆

−−

→CH 3OH+Br －

。 2．加成反应。

（1）加成反应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应。 （2）加成反应的一般历程可用下面的通式来表示：

（3）能与分子中含碳碳双键、碳碳三键等有机物发生加成反应的试剂有氢气、卤素单质、氢卤酸、氢氰酸、水、氨等，其中不对称烯烃（或炔烃）与HX 、H 2O 、HCN 加成时，带正电的氢原子主要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H 2、Br 2等加成时以1，4加成为主。

此外，苯环与H 2、X 2、HX 、HCN 、NH 3等的加成也是必须掌握的重要的加成反应。 ①烯烃（或炔烃）的加成。

CH 3—CH ＝CH 2+H 2Ni

Δ−−→CH 3—CH 2—CH 3 CH 3—CH ＝CH 2+Br 2—→CH 3—CHBr —CH 2Br CH 3—CH ＝CH 2+HCl —→CH 3—CHCl —CH 3

②苯环的加成。

③醛（或酮）的加成。

R —CHO+H 2∆−−−−→催化剂

R —CH 2OH

（4）加成反应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）利用加成反应可以增长碳链，也可以转换官能团，在有机合成中有广泛的应用。 特点提示：加成反应的特点是“断一上二”（即断一个碳碳键，加两个原子或原子团）类似于化合反应。从反应结果看，使有机物从不饱和趋于饱和。 3．消去反应。

（1）消去反应指的是在一定条件下，有机物脱去小分子物质（如H 2O 、HX 等）生成分子中含双键或三键的不饱和有机物的反应。

（2）醇分子内脱水、卤代烃分子内脱卤化氢是中学阶段必须掌握的消去反应。 ①醇分子内脱水。

CH 3—CH 2OH 170C ︒−−−−→浓硫酸

CH 2＝CH 2↑+H 2O ②卤代烃分子内脱卤化氢。

（3）卤代烃发生消去反应时，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，则不能发生消去反应。

如发生消去反应时主要生成[也有少量的(CH 3)2CH —CH ＝CH 2生成]，而CH 3X 和(CH 3)3C —CH 2X 都不能发生消去反应。

（4）醇类发生消去反应的规律与卤代烃的消去规律相似，但反应条件不同，醇类发生消去反应的条件是浓硫酸、加热，而卤代烃发生消去反应的条件是浓NaOH 、醇，加热（或NaOH 的醇溶液、△），要注意区分。 （5）在有机合成中，利用醇或卤代烃的消去反应可以在碳链上引入双键、三键等不饱和键。

特别提示：①消去反应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烃和醇的消去反应。

要点二、有机化学中的氧化反应和还原反应

1．有机化学中，通常将有机物分子中加入氧原子或脱去氢原子的反应称为氧化反应；而将有机物分子中加入氢原子或脱去氧原子的反应称为还原反应。