第三章 烃的衍生物-【知识手册】高中化学全册必背章节知识清单（人教版2019选择性必修3）

第三章 烃的衍生物第一节 卤代烃一、卤代烃1、概念与分类2、卤代烃的命名卤代烃的命名一般用 系统 命名法，与烃类的命名相似。例如： 、CH2==CH—Cl、 2-氯丁烷 　　　 氯乙烯 　 　 1,2-二溴乙烷 3、物理性质4、几种卤代烃的密度和沸点二、取代反应　消去反应1、取代反应(水解反应)由实验可知：(1)溴乙烷与氢氧化钠溶液共热时断裂的是 C—Br ，水中的羟基与碳原子形成 C—O ，断下的Br与水中的H结合成 HBr 。(2)溴乙烷与NaOH溶液共热反应的化学方程式为：CH3CH2Br＋NaOHeq \o(――→,\s\up11(水),\s\do4(△))CH3CH2OH＋NaBr。反应类型为 取代反应 。2、消去反应由实验可知：(1)1-溴丁烷与氢氧化钠的乙醇溶液共热反应后，化学方程式为CH3CH2CH2CH2Br＋NaOHeq \o(――→,\s\up11(乙醇),\s\do4(△))CH3CH2CH==CH2↑＋NaBr＋H2O。(2)消去反应：有机化合物在一定条件下，从一个分子中 脱去一个或几个小分子 (如H2O、HX等)，而生成含 不饱和键 的化合物的反应。(3)问题讨论：①实验中盛有水的试管的作用是为了除去挥发出来的 乙醇 ， 原因是 乙醇 也能使 酸性高锰酸钾 溶液褪色，干扰 丁烯 的检验。②除酸性高锰酸钾溶液外还可以用 溴的四氯化碳溶液 来检验丁烯，此时气体还用先通入水中吗？ 不用 ，理由是 乙醇与溴 不反应，不会干扰 丁烯 的检验。三、卤代烃的化学性质及卤代烃中卤素原子的检验1、卤代烃的化学性质(1)取代反应(水解反应)R—X＋NaOHeq \o(――→,\s\up11(水),\s\do4(△))R—OH＋NaX。反应机理：在卤代烃分子中，由于卤素原子的电负性比碳原子的大，使C—X的电子向 卤素原子 偏移，进而使碳原子带部分正电荷(δ＋)，卤素原子带部分负电荷(δ－)，这样就形成一个极性较强的共价键：Cδ＋—Xδ－。因此，卤代烃在化学反应中，C—X较易断裂，使卤素原子被其他原子或原子团所 取代 ，生成负离子而离去。(2)消去反应＋NaOHeq \o(――→,\s\up11(醇),\s\do4(△))＋NaX＋H2O。2、卤代烃中卤素原子的检验(1)实验流程(2)实验要点①通过水解反应或消去反应将卤素原子转化为卤素离子。②排除其他离子对卤素离子检验的干扰，卤素原子转化为卤素离子后必须加入稀硝酸中和过量的碱。3、制取卤代烃的方法(1)烷烃取代法：CH4＋Cl2eq \o(――→,\s\up7(光照)) CH3Cl＋HCl 。(2)烯(炔)烃加成卤素：CH2==CH2＋Br2―→ CH2BrCH2Br 。(3)烯(炔)烃加成卤化氢：CH2 ==CH2＋HCleq \o(――→,\s\up7(催化剂)) CH3CH2Cl 。(4)芳香烃取代法：＋Br2eq \o(――→,\s\up7(FeBr3))＋HBr。 INCLUDEPICTURE "F:\\化学（新教材）人教版 选择性必修3\\左括.TIF" \* MERGEFORMAT  INCLUDEPICTURE "E:\\米昕\\2020\\同步\\化学\\步步高 化学 人教版 选择性必修3\\左括.TIF" \* MERGEFORMATINET  INCLUDEPICTURE "E:\\米昕\\2020\\同步\\化学\\步步高 化学 人教版 选择性必修3\\word\\左括.TIF" \* MERGEFORMATINET  INCLUDEPICTURE "E:\\米昕\\2020\\同步\\化学\\步步高 化学 人教版 选择性必修3\\word\\左括.TIF" \* MERGEFORMATINET  INCLUDEPICTURE "E:\\米昕\\2020\\同步\\化学\\步步高 化学 人教版 选择性必修3\\word\\左括.TIF" \* MERGEFORMATINET 【特别提醒】工业上制备氯乙烷时，常用 CH2==CH2 与 HCl发生加成反应制取，因为 乙烯 与氯化氢反应产物纯净，易分离、提纯。4、卤代烃的用途与危害(1)用途：制冷剂、灭火剂、溶剂、麻醉剂、合成有机化合物。(2)危害：含 氯、溴的氟代烷 可对 臭氧层 产生破坏作用，形成 臭氧 空洞，危及地球上的生物。5、卤代烯烃卤代烯烃的某些化学性质与烯烃的相似，能发生加成反应和加成聚合反应。例如，氯乙烯能加成聚合生成 聚氯乙烯 ，四氟乙烯加成聚合生成 聚四氟乙烯 。聚氯乙烯和聚四氟乙烯都是用途广泛的 高分子 材料。nCF2==CF2―→CF2—CF2四氟乙烯　　　　聚四氟乙烯第二节 醇　酚一、醇（一）醇的概述1、醇的概念、分类及命名(1)概念：醇是 羟基 与饱和碳原子相连的化合物。饱和一元醇通式为 CnH2n＋1OH 或CnH2n＋2O(n≥1，n为整数)。(2)分类(3)命名①步骤原则eq \x(选主链)—选择含有与 羟基 相连的碳原子的最长碳链为,主链，根据碳原子数目称为某醇|eq \x(碳编号)—从距离 羟基 最近的一端给主链碳原子依次编号|eq \x(标位置)—醇的名称前面要用阿拉伯数字标出羟基的位置；羟基的个数用“二”“三”等表示②实例CH3CH2CH2OH　 1-丙醇 ；　 2-丙醇 ； 1,2,3-丙三醇 。③注意：用系统命名法命名醇，确定最长碳链时不能把—OH看作链端，只能看作 取代基 ，但选择的最长碳链必须连有 —OH 。2、物理性质(1)沸点①相对分子质量相近的醇和烷烃相比，醇的沸点远远 高 于烷烃。②饱和一元醇，随分子中碳原子个数的增加，醇的沸点 升高 。③碳原子数相同时，羟基个数越多，醇的沸点 越高 。(2)溶解性：甲醇、乙醇、丙醇、乙二醇、丙三醇等低级醇可与水以任意比例混溶。(3)密度：醇的密度比水的密度 小 。3、几种重要的醇（二）醇的化学性质——以乙醇为例乙醇发生化学反应时，可断裂不同的化学键。如1、与钠反应分子中 a 键断裂，化学方程式为2CH3CH2OH＋2Na―→ 2CH3CH2ONa＋H2↑ 。2、消去反应——乙烯的实验室制法(1)实验装置(2)实验步骤①将浓硫酸与乙醇按体积比约3∶1混合，即将15 mL浓硫酸缓缓加入到盛有5 mL 95%乙醇的烧杯中混合均匀，冷却后再倒入长颈圆底烧瓶中，并加入碎瓷片防止 暴沸 ；②加热混合溶液，迅速升温到170 ℃，将生成的气体分别通入酸性KMnO4溶液和溴的四氯化碳溶液中，观察现象。(3)实验现象酸性KMnO4溶液、溴的四氯化碳溶液 褪色 。(4)实验结论乙醇在浓硫酸作用下，加热到170 ℃，发生了消去反应，生成乙烯。分子中 b、d 键断裂，化学方程式为CH3CH2OHeq \o(―――→,\s\up11(浓H2SO4),\s\do4(170 ℃))CH2== CH2↑＋H2O 。3、取代反应(1)与HX发生取代反应分子中b键断裂，化学方程式为C2H5OH＋HXeq \o(――→,\s\up7(△)) C2H5X＋H2O 。(2)分子间脱水成醚一分子中 a 键断裂，另一分子中 b 键断裂，化学方程式为2CH3CH2OH eq \o(―――→,\s\up11(浓H2SO4),\s\do4(140 ℃)) CH3CH2OCH2CH3＋H2O 。【醚类简介】　(1)醚的概念和结构像乙醚这样由两个烃基通过一个氧原子连接起来的化合物叫做醚。醚的结构可用R—O—R′来表示，R和R′都是烃基，可以相同，也可以不同。(2)乙醚的物理性质乙醚是一种无色、易挥发的液体，沸点34.5 ℃，有特殊气味，具有麻醉作用。乙醚易溶于有机溶剂，它本身是一种优良溶剂，能溶解多种有机化合物。4、氧化反应(1)燃烧反应：C2H5OH＋3O2eq \o(――→,\s\up7(点燃)) 2CO2＋3H2O 。(2)催化氧化乙醇在铜或银作催化剂加热的条件下与空气中的氧气反应生成乙醛，分子中 a、c 键断裂，化学方程式为2CH3CH2OH＋O2eq \o(―――→,\s\up11(Cu或Ag),\s\do4(△)) 2CH3CHO＋2H2O 。(3)醇被酸性KMnO4溶液或酸性K2Cr2O7溶液氧化Ⅰ.实验装置Ⅱ.实验步骤：①在试管中加入少量酸性重铬酸钾溶液。②滴加少量乙醇，充分振荡，观察并记录实验现象。Ⅲ.实验现象：溶液由黄色变为 墨绿色 。乙醇能被酸性重铬酸钾溶液氧化，其氧化过程分为两个阶段：eq \o(CH3CH2OH,\s\do8(乙醇))eq \o(――→,\s\up7(氧化))eq \o(CH3CHO,\s\do8(乙醛))eq \o(――→,\s\up7(氧化))eq \o(CH3COOH,\s\do8(乙酸))。5、醇消去反应的规律(1)醇消去反应的原理如下：(2)若醇分子中只有一个碳原子或与—OH相连碳原子的相邻碳原子上无氢原子，则不能发生消去反应。如CH3OH、、等。(3)某些醇发生消去反应，可以生成不同的烯烃，如：有三种消去反应有机产物。6、醇催化氧化反应的规律(1)RCH2OH被催化氧化生成醛：2RCH2OH＋O2eq \o(――→,\s\up11(Cu或Ag),\s\do4(△))2RCHO＋2H2O(2)被催化氧化生成酮：＋O2eq \o(――→,\s\up11(Cu或Ag),\s\do4(△))＋2H2O(3)一般不能被催化氧化。二、酚（一）酚的概念及其代表物的结构1、酚的概念酚是羟基与 苯环 直接相连而形成的化合物。如：、和2、苯酚的分子结构3、苯酚的物理性质（二）苯酚的化学性质1、弱酸性实验探究根据实验现象，完成下列反应的化学方程式：试管②：＋NaOH―→＋H2O。试管③：＋HCl―→＋NaCl。试管④：＋CO2＋H2O―→＋NaHCO3。2、取代反应实验探究实验步骤：向盛有少量苯酚稀溶液的试管中滴加过量的饱和溴水。现象： 有白色沉淀 生成。反应的化学方程式：＋3Br2―→＋3HBr，在此反应中，苯酚分子中苯环上的 氢原子 被 溴 原子取代，发生了取代反应。3、显色反应实验探究实验过程：在少量苯酚溶液中滴加氯化铁溶液。现象：溶液显 紫色 。4、氧化反应苯酚是 无 色晶体，但放置时间过长往往显粉 红 色，其原因是部分苯酚被空气中的氧气氧化。5、苯、苯酚与Br2反应的比较6、脂肪醇、芳香醇和酚的比较7、有机分子内原子或原子团的相互影响(1)链烃基对其他基团的影响甲苯的硝化反应产物是三硝基甲苯，而同样条件下的苯的硝化反应只能生成一硝基苯。(2)苯环对其他基团的影响①水、醇、苯酚提供氢离子的能力大小：R—OH < H—OH < C6H5—OH。②烷烃和苯均不能使酸性高锰酸钾溶液褪色，而苯的同系物可使酸性高锰酸钾溶液褪色。(3)羟基对其他基团的影响①羟基对C—H的影响：使和羟基相连的C—H更不稳定。②羟基对苯环的影响：使苯环邻、对位上的氢原子更易被取代。第三节 醛　酮一、乙醛（一）乙醛的性质1、醛的概念及结构特点醛是由烃基(或氢原子)与 醛基 相连而构成的化合物。醛类官能团的结构简式是 —CHO ，饱和一元醛的通式为 CnH2nO(n≥1) 或 CnH2n＋1CHO 。2、乙醛的结构与物理性质3、乙醛的化学性质(1)加成反应①催化加氢(还原反应)乙醛中的碳氧双键和烯烃中的碳碳双键性质类似，也能与氢气发生 加成 反应，化学方程式为CH3CHO＋H2eq \o(――→,\s\up11(催化剂),\s\do4(△)) CH3CH2OH 。②与HCN加成在醛基的碳氧双键中，由于氧原子的电负性较大，碳氧双键中的电子偏向氧原子，使氧原子带部分 负电荷 ，碳原子带部分 正电荷 ，从而使醛基具有较强的 极性 。乙醛能和一些极性试剂例如 氰化氢 (HCN)发生加成反应：＋H—CN―→(2-羟基丙腈)。(2)氧化反应①可燃性乙醛燃烧的化学方程式：2CH3CHO＋5O2eq \o(――→,\s\up7(点燃)) 4CO2＋4H2O 。②催化氧化乙醛在一定温度和催化剂作用下，能被氧气氧化为乙酸的化学方程式：＋O2eq \o(――→,\s\up11(催化剂),\s\do4(△)) 。③与银氨溶液反应④与新制氢氧化铜反应⑤乙醛能被酸性高锰酸钾溶液、溴水等强氧化剂氧化。（二）醛的结构与常见的醛1、常见的醛(1)甲醛：又名蚁醛，是结构最简单的醛，结构简式为 HCHO 。通常状况下是一种 无 色有强烈 刺激性 气味的气体，易溶于水。它的水溶液又称 福尔马林 ，具有杀菌、防腐性能，可用于消毒和制作生物标本。①结构特点甲醛的分子式为CH2O，其分子可以看成含两个醛基，如图：②甲醛氧化反应的特殊性甲醛发生氧化反应时，可理解为eq \o(――→,\s\up7(氧化)) eq \o(――→,\s\up7(氧化))。所以，甲醛分子中相当于有2个—CHO，当与足量的银氨溶液或新制的Cu(OH)2作用时，可存在如下量的关系：1 mol HCHO～4 mol Ag；1 mol HCHO～4 mol Cu(OH)2～2 mol Cu2O。(2)苯甲醛苯甲醛是最简单的芳香醛，俗称 苦杏仁油 ，是一种有苦杏仁气味的无色液体。苯甲醛是制造染料、香料及药物的重要原料。2、醛的化学通性(1)醛可被氧化为羧酸，也可被氢气还原为醇，因此醛既有 氧化 性，又有 还原 性，其氧化、还原的关系为R—CH2OHeq \o(,\s\up11(氧化),\s\do4(还原))eq \o(――→,\s\up7(氧化))。(2)有机物的氧化、还原反应①氧化反应：有机物分子中失去 氢原子 或加入 氧原子 的反应，即加氧去氢。②还原反应：有机物分子中加入 氢原子 或失去 氧原子 的反应，即加氢去氧。③醛基的检验：在洁净的试管中加入新制银氨溶液和少量试样后，水浴加热，有银镜生成，或在洁净的试管中加入少量试样和新制的Cu(OH)2，加热煮沸，有砖红色沉淀生成。三、酮（一）酮的结构与性质1、酮的概念和结构特点2、丙酮(1)丙酮是最简单的酮类化合物，结构简式为：。(2)丙酮的物理性质常温下丙酮是无色透明液体，沸点56.2 ℃，易 挥发 ，能与 水、乙醇 等互溶。(3)丙酮的化学性质不能被 银氨 溶液、新制的 氢氧化铜 等弱氧化剂氧化，但能催化加氢生成 醇 。反应的化学方程式：＋H2eq \o(――→,\s\up11(催化剂),\s\do4(△))。3、醛和酮的区别与联系第四节 羧酸　羧酸衍生物一、羧酸（一）羧酸的结构与分类1、羧酸的组成和结构(1)羧酸：由烃基(或氢原子)与 羧基 相连而构成的有机化合物。官能团为 —COOH 或。(2)通式：一元羧酸的通式为R—COOH，饱和一元羧酸的通式：CnH2nO2或 CnH2n＋1COOH 。2、羧酸的分类(1)按分子中烃基的结构分类羧酸 eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(脂肪酸：如乙酸、C17H35COOH,芳香酸：如))(2)按分子中羧基的个数分类羧酸 eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(一元羧酸：如乙酸,二元羧酸：如草酸HOOC—COOH,多元羧酸：如柠檬酸))(3)按分子中烃基所含碳原子数多少分类羧酸eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(高级脂肪酸\b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(硬脂酸C17H35COOH,软脂酸C15H31COOH,油酸C17H33COOH)),低级脂肪酸：如甲酸、乙酸等))3、常见的羧酸4、羧酸的物理性质甲酸、乙酸等分子中碳原子数较少的羧酸能够与水 互溶 。随着分子中碳原子数的增加，一元羧酸在水中的溶解度迅速 减小 ，甚至不溶于水，其沸点也 逐渐升高 。高级脂肪酸是 不溶于 水的 蜡状固体 。羧酸与相对分子质量相当的其他有机化合物相比，沸点较高 ，这与羧酸分子间可以形成 氢键 有关。（二）羧酸的化学性质羧酸的化学性质与乙酸相似，主要取决于官能团 羧基 。1、酸性由于—COOH能电离出H＋，使羧酸具有 弱酸 性，一元羧酸电离的方程式：RCOOH―→RCOO－＋H＋―→。写出下列反应的化学方程式：(1)蜂、蝎子都会分泌蚁酸，被蜂、蝎子蛰咬可涂抹稀氨水、小苏打水缓解疼痛，上述反应的化学方程式为HCOOH＋NH3·H2O―→HCOONH4＋H2O、HCOOH＋NaHCO3―→HCOONa＋H2O＋CO2 ↑。(2)苯甲酸与烧碱反应可制取防腐剂苯甲酸钠，该反应的离子方程式为＋OH－―→＋H2O。(3)设计实验，比较乙酸、碳酸和苯酚的酸性强弱。2、酯化反应(1)概念羧酸和醇在酸催化下生成酯和水的反应叫酯化反应，属于取代反应。(2)反应规律羧酸与醇发生酯化反应时，羧酸脱去羟基，醇脱去氢。如在浓硫酸催化作用下，醋酸与乙醇(CH3CH218OH)酯化反应的化学方程式为3、“形形色色”的酯化反应(1)一元羧酸与二元醇或二元羧酸与一元醇的酯化反应如：2CH3COOH＋HOCH2CH2OHeq \o(,\s\up11(浓硫酸),\s\do4(△)) CH3COOCH2CH2OOCCH3＋2H2O 。(2)二元羧酸与二元醇的酯化反应①形成环状酯＋eq \o(,\s\up11(浓硫酸),\s\do4(△))＋2H2O。②形成高分子化合物——聚酯nHOOC—COOH＋nHOCH2CH2OHeq \o(,\s\up7(催化剂))＋(2n－1)H2O。(3)含有羧基(—COOH)和羟基(—OH)有机物的酯化反应，如乳酸()①两分子酯化：＋eq \o(,\s\up11(催化剂),\s\do4(△))＋2H2O。②羟基酸分子内脱水生成酯eq \o(,\s\up11(浓硫酸),\s\do4(△))＋H2O。③羟基酸自身聚合形成高分子化合物——聚酯eq \o(,\s\up7(催化剂)) ＋(n－1)H2O 。4、醇、酚、羧酸分子中羟基氢原子的活泼性比较由上表可知，常见分子(离子)中羟基氢原子的活泼性顺序为RCOOH > H2CO3 > > HCOeq \o\al(－,3) > H2O > ROH。运用上述实验现象的不同，可判断有机物分子结构中含有的羟基类型。二、羧酸衍生物（一）酯1、酯的组成与结构(1)酯是羧酸分子羧基中的—OH被—OR′取代后的产物，其结构可简写为。其中：①R和R′可以相同，也可以不同。②R是烃基，也可以是H，但R′只能是烃基。③羧酸酯的官能团是 酯基 。(2)饱和一元羧酸CnH2n＋1COOH与饱和一元醇CmH2m＋1OH生成酯的结构简式为 CnH2n＋1COOCmH2m＋1 ，其组成通式为 CnH2nO2 (n≥2)。(3)命名：根据生成酯的酸和醇命名为某酸某酯。如：CH3COOCH2CH3 乙酸乙酯 ；HCOOCH2CH2CH3 甲酸正丙酯 。2、酯的存在与物理性质(1)存在：酯类广泛存在于自然界中，低级酯存在于各种水果和花草中。如苹果里含有 戊酸戊酯 ，菠萝里含有 丁酸乙酯 ，香蕉里含有乙酸异戊酯等。(2)物理性质低级酯是具有 芳香 气味的液体，密度一般比水 小 ，并难溶于水，易溶于乙醇和乙醚等有机溶剂中。3、酯的化学性质(1)酯的水解反应原理酯化反应形成的键，即酯水解反应断裂的键。请用化学方程式表示水解反应的原理：eq \o(,\s\up7(△))。(2)酯在酸性或碱性条件下的 水解 反应①在酸性条件下，酯的水解是可逆反应。乙酸乙酯在稀硫酸存在下水解的化学方程式为CH3COOC2H5＋H2Oeq \o(,\s\up11(稀硫酸),\s\do4(△)) CH3COOH＋C2H5OH 。②在碱性条件下，酯水解生成羧酸盐和醇，水解反应是不可逆反应。乙酸乙酯在氢氧化钠存在下水解的化学方程式为CH3COOC2H5＋NaOHeq \o(――→,\s\up7(△))CH3COONa＋C2H5OH。③酯在碱性条件下的水解程度比在酸性条件下水解程度大。4、酯化反应与酯的水解反应的比较（二）油脂1、油脂的结构和分类(1)概念油脂是由 高级脂肪酸 和 甘油 生成的酯，属于酯类化合物。(2)结构①结构简式：。②官能团：酯基，有的在其烃基中可能含有碳碳不饱和键。(3)分类油脂eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(按状态分\b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(油：常温下呈液态植物油,脂肪：常温下呈固态动物油)),按高级脂肪酸的种类分\b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(简单甘油酯：R、R′、R″相同,混合甘油酯：R、R′、R″不同))))(4)常见高级脂肪酸 2、油脂的性质(1)物理性质①密度：比水的小。②溶解性：难溶于水，易溶于有机溶剂。③熔、沸点：天然油脂都是混合物，没有固定的熔、沸点。(2)化学性质①水解反应如：硬脂酸甘油酯在酸性条件下水解反应的化学方程式为＋3H2Oeq \o(,\s\up11(H＋),\s\do4(△))3C17H35COOH＋。如：硬脂酸甘油酯在NaOH溶液中水解的化学方程式为＋3NaOHeq \o(――→,\s\up7(△))3C17H35COONa＋。油脂在碱性溶液中的水解反应又称为 皂化 反应，工业上常用来制取肥皂。 高级脂肪酸钠 是肥皂的有效成分。②油脂的氢化油酸甘油酯与氢气发生加成反应的化学方程式为＋3H2eq \o(――→,\s\up11(催化剂),\s\do4(△))，这一过程又称为油脂的 氢化 ，也可称为油脂的 硬化 。这样制得的油脂叫 人造脂肪 ，通常又称为 硬化油 。③肥皂的制取生产流程：盐析：工业上利用油脂在 碱 性条件下的水解生成 高级脂肪酸钠盐 (肥皂的主要成分)，反应完毕后加食盐进行 盐析 ，因为氯化钠能降低高级脂肪酸钠的溶解度，使混合液分成上下两层，上层为高级脂肪酸钠盐，下层为 甘油 和 食盐水 的混合液。④脂肪、油、矿物油三者的比较3、甲酸酯的结构与性质甲酸酯的结构为，分子中含有一个 酯 基和一个 醛 基，所以甲酸酯除了能发生水解反应外，还可以发生醛的特征反应，如 银镜 反应、与 新制的Cu(OH)2 反应。由此可知，能发生银镜反应及与新制的Cu(OH)2反应产生砖红色沉淀的有醛、甲酸、甲酸酯等含有醛基的物质。（三）酰胺1、胺的结构烃基取代氨分子中的氢原子而形成的化合物叫做胺，胺也可以看作是烃分子中的 氢 原子被 氨基 所替代得到的化合物。根据取代烃基数目不同，胺有三种结构通式：2、胺的性质(1)物理性质低级脂肪胺，如甲胺、二甲胺和三甲胺等，在常温下是气体，丙胺以上是液体，十二胺以上为固体。芳香胺是无色高沸点的液体或低熔点的固体，并有 毒性 。低级的伯、仲、叔胺都有较好的水溶性。随着碳原子数的增加，胺的水溶性逐渐下降。(2)化学性质(胺的碱性)RNH2＋H2ORNHeq \o\al(＋,3)＋OH－；RNH2＋HClRNH3Cl；RNH3Cl＋NaOHRNH2＋NaCl＋H2O。3．酰胺(1)酰胺的结构酰胺是 羧酸 分子中羟基被 氨基 所替代得到的化合物，其结构一般表示为，其中的叫做酰基，叫做 酰胺基 。(2)几种常见酰胺及其名称　　 N-甲基乙酰胺 　　　　 N，N-二甲基乙酰胺 　　 N-甲基-N-乙基苯甲酰胺 　　 　 N-甲基苯甲酰胺 (3)酰胺的性质(水解反应)酰胺在酸或碱存在并加热的条件下可以发生水解反应。如果水解时加入碱，生成的酸就会变成盐，同时有氨气逸出。RCONH2＋H2O＋HCleq \o(――→,\s\up7(△)) RCOOH＋NH4Cl ；RCONH2＋NaOHeq \o(――→,\s\up7(△)) RCOONa＋NH3↑。第五节 有机合成一、有机合成的主要任务（一）有机合成1、有机合成的概念有机合成指利用相对简单、易得的原料，通过有机化学反应来构建 碳骨架 和引入 官能团 ，由此合成出具有特定 结构 和 性质 的目标分子的过程方法。2、有机合成的任务和过程3、有机合成的原则(1)起始原料要廉价、易得、低毒、低污染。(2)尽量选择步骤最少的合成路线，使得反应过程中副反应 少 、产率 高 。(3)符合“绿色化学”的要求，操作简单、条件温和、能耗低、易实现、原料利用率高、污染少，尽量实现零排放。(4)按照一定的反应顺序和规律引入官能团，不能臆造不存在的反应事实。（二）有机合成中的碳骨架的构建和官能团的引入1、构建碳骨架(1)增长碳链①卤代烃与NaCN的反应CH3CH2Cl＋NaCN―→ CH3CH2CN(丙腈)＋NaCl ；CH3CH2CNeq \o(―――→,\s\up7(H2O、H＋)) CH3CH2COOH 。②醛、酮与氢氰酸的加成反应CH3CHO＋HCN―→； eq \o(―――→,\s\up7(H2O、H＋))。③卤代烃与炔钠的反应2CH3C≡CH＋2Naeq \o(――→,\s\up7(液氨)) 2CH3C≡CNa＋H2 ；CH3C≡CNa＋CH3CH2Cl―→ CH3C≡CCH2CH3＋NaCl 。④羟醛缩合反应CH3CHO＋eq \o(――→,\s\up7(OH－))。(2)缩短碳链①脱羧反应R—COONa＋NaOHeq \o(――→,\s\up11(CaO),\s\do4(△)) R—H＋Na2CO3 。②氧化反应eq \o(―――――――→,\s\up7(KMnO4H＋，aq))；R—CH==CH2eq \o(―――――――→,\s\up7(KMnO4H＋，aq)) RCOOH＋CO2↑ 。③水解反应：主要包括酯的水解、蛋白质的水解和多糖的水解。④烃的裂化或裂解反应C16H34eq \o(――→,\s\up7(高温))C8H18＋C8H16 ；C8H18eq \o(――→,\s\up7(高温)) C4H10＋C4H8 。(3)成环①二烯烃成环反应(第尔斯－阿尔德反应)②形成环酯＋eq \o(,\s\up11(浓硫酸),\s\do4(△))＋2H2O。③形成环醚(4)开环①环酯水解开环②环烯烃氧化开环2、常见官能团引入或转化的方法(1)碳碳双键①醇的消去反应CH3CH2OHeq \o(―――→,\s\up11(浓H2SO4),\s\do4(170 ℃)) CH2==CH2↑＋H2O 。②卤代烃的消去反应CH3—CH2—Br＋NaOHeq \o(――→,\s\up11(乙醇),\s\do4(△)) CH2==CH2↑＋NaBr＋H2O 。③炔烃的不完全加成反应CH≡CH＋HCleq \o(――→,\s\up11(催化剂),\s\do4(△)) CH2==CHCl 。(2)卤素原子①烃与卤素单质的取代反应＋Br2eq \o(――→,\s\up7(FeBr3))＋HBr；＋Cl2eq \o(――→,\s\up7(光照))＋HCl。②不饱和烃的加成反应＋Br2―→；CH2==CHCH3＋HBreq \o(――→,\s\up7(催化剂)) CH3CHBrCH3；CH≡CH＋HCleq \o(――→,\s\up11(催化剂),\s\do4(△))CH2==CHCl。③醇的取代反应CH3—CH2—OH＋HBreq \o(――→,\s\up7(△)) CH3—CH2—Br＋H2O 。(3)羟基①烯烃与水的加成反应CH2==CH2＋H2Oeq \o(――→,\s\up11(催化剂),\s\do4(△)) CH3CH2OH 。②卤代烃的水解反应CH3—CH2—Br＋NaOHeq \o(――→,\s\up11(水),\s\do4(△)) CH3CH2—OH＋NaBr 。③醛或酮的还原反应CH3CHO＋H2eq \o(――→,\s\up11(Ni),\s\do4(△)) CH3CH2OH ；＋H2eq \o(――→,\s\up11(Ni),\s\do4(△))。④酯的水解反应CH3COOCH2CH3＋H2Oeq \o(,\s\up11(稀硫酸),\s\do4(△)) CH3COOH＋CH3CH2OH ；CH3COOCH2CH3＋NaOHeq \o(――→,\s\up7(△)) CH3COONa＋CH3CH2OH 。(4)官能团的转化熟悉烃及其衍生物之间的相互转化是有机合成的基础。二、有机合成路线的设计与实施（一）有机合成路线的设计1、常见有机物的转化关系若以乙醇为原料合成乙二酸(HOOC—COOH)，则依次发生反应的类型是 消去反应 、 加成反应 、 水解(或取代)反应 、 氧化反应 、 氧化反应 。2、常见的有机合成路线(1)一元化合物合成路线eq \x(R—CH==CH2)eq \o(――→,\s\up7(HX))eq \x(卤代烃)eq \o(―――――→,\s\up11(NaOH水溶液),\s\do4(△))eq \x(一元醇)eq \o(――→,\s\up7([O]))eq \x(一元醛)eq \o(――→,\s\up7([O]))eq \x(一元羧酸)eq \o(―――――――→,\s\up7(醇、浓H2SO4，△))eq \x(酯)(2)二元化合物合成路线eq \x(CH2==CH2)eq \o(――→,\s\up7(X2))eq \x(CH2X—CH2X)eq \o(―――――→,\s\up11(NaOH水溶液),\s\do4(△))eq \x(HOCH2—CH2OH)eq \o(――→,\s\up7([O]))eq \x(OHC—CHO)eq \o(――→,\s\up7([O]))eq \x(HOOC—COOH)eq \o(―――→,\s\up7(一定条件))eq \x(链酯、环酯、聚酯)(3)芳香族化合物合成路线①eq \o(――→,\s\up11(Cl2),\s\do4(FeCl3))eq \o(―――――――→,\s\up11(NaOH水溶液、H＋),\s\do4(△))②eq \o(――→,\s\up11(Cl2),\s\do4(光照))eq \o(―――――→,\s\up11(NaOH水溶液),\s\do4(△))eq \o(―――――――→,\s\up7(醇，浓硫酸，△))芳香酯3、有机合成中常见官能团的保护(1)酚羟基的保护：因酚羟基易被 氧化 ，所以在氧化其他基团前可以先使其与NaOH溶液反应，把—OH变为 —ONa (或使其与ICH3反应，把—OH变为—OCH3)将其保护起来，待氧化后再酸化将其转变为 —OH 。(2)碳碳双键的保护：碳碳双键也容易被氧化，在氧化其他基团前可以利用其与HCl等的加成反应将其保护起来，待氧化后再利用 消去反应 转变为碳碳双键。(3)氨基(—NH2)的保护：如在对硝基甲苯eq \o(――→,\s\up7(合成))对氨基苯甲酸的过程中应先把—CH3氧化成—COOH之后，再把—NO2还原为—NH2。防止当KMnO4氧化—CH3时，—NH2(具有还原性)也被氧化。（二）逆合成分析法1、逆合成分析法从目标化合物的组成、结构、性质入手，找出合成所需的直接或间接的 中间体 ，逐步推向已知原料，其合成示意图为 2、逆合成分析法应用例析由“逆合成分析法”分析由乙烯合成草酸二乙酯(1)具体步骤如下：根据以上逆合成分析，可以确定合成草酸二乙酯的有机基础原料为乙烯(CH2==CH2)，通过六步反应进行合成，写出反应的化学方程式：①CH2==CH2＋Cl2eq \o(――→,\s\up7(催化剂))②＋2NaOHeq \o(――→,\s\up11(H2O),\s\do4(△))＋2NaCl③④⑤CH2==CH2＋H2Oeq \o(――→,\s\up7(催化剂)) CH3CH2OH ⑥＋2CH3CH2OHeq \o(,\s\up11(浓硫酸),\s\do4(△))＋2H2O(2)根据以上逆合成分析，合成步骤如下：名称结构简式eq \f(液态时密度,g·cm－3)沸点/℃氯甲烷CH3Cl0.916－24氯乙烷CH3CH2Cl0.898121-氯丙烷CH3CH2CH2Cl0.890461-氯丁烷CH3CH2CH2CH2Cl0.886781-氯戊烷CH3CH2CH2CH2CH2Cl0.882108实验装置实验现象①中溶液 分层 ②中有机层厚度减小，直至 消失 ④中有 淡黄色沉淀 生成实验解释溴乙烷与NaOH溶液共热产生了 Br－ 实验装置实验现象反应产生的气体经水洗后，使酸性KMnO4溶液 褪色 生成的气体分子中含有 碳碳不饱和键 名称结构简式性质用途甲醇CH3OH无色透明、易挥发的液体；能与水及多种有机溶剂混溶；有毒、误服少量(10 mL)可致人失明，多量(30 mL)可致人死亡化工原料、燃料乙二醇无色、黏稠的液体，有甜味、能与水混溶，能显著降低水的凝固点发动机防冻液的主要化学成分，也是合成涤纶等高分子化合物的主要原料丙三醇(甘油)无色、黏稠、具有甜味的液体，能与水以任意比例混溶，具有很强的吸水能力吸水能力——配制印泥、化妆品；凝固点低——作防冻剂；三硝酸甘油酯俗称硝化甘油——作炸药等实验步骤实验现象得到 浑浊 液体液体变 澄清 液体变 浑浊 类别苯苯酚取代反应溴的状态液溴饱和溴水条件催化剂无催化剂产物特点苯酚与溴的 取代 反应比苯易进行原因酚羟基对苯环的影响使苯环上的邻、对位氢原子变得活泼，易被取代类别脂肪醇芳香醇酚实例CH3CH2OH官能团醇羟基(—OH)醇羟基(—OH)酚羟基(—OH)结构特点—OH与 链烃基 相连—OH与 苯环侧链 上的碳原子相连—OH与 苯环 直接相连主要化学性质(1)与 钠 反应；(2)取代 反应；(3)部分能发生 消去 反应；(4)氧化反应；(5)酯化反应；(6)部分能发生加成反应(1)弱酸性 ；(2)取代反应 ；(3)显色反应 ；(4)加成反应；(5)与钠反应；(6)氧化反应特性灼热的铜丝插入醇中，有刺激性气味物质(醛或酮)生成遇FeCl3溶液发生 显色 反应实验操作实验现象向A中滴加氨水，现象为先产生 白色沉淀 后变 澄清 ，加入乙醛，水浴加热一段时间后，试管内壁出现一层 光亮的银镜 有关反应的化学方程式A中：AgNO3＋NH3·H2O===AgOH↓( 白色 )＋NH4NO3，AgOH＋2NH3·H2O===[Ag(NH3)2]OH＋2H2O；C中：CH3CHO＋2[Ag(NH3)2]OHeq \o(――→,\s\up7(△))2Ag↓＋CH3COONH4＋3NH3＋H2O实验操作实验现象A中溶液出现 蓝色絮状 沉淀，滴入乙醛，加热至沸腾后，C中溶液有 砖红色 沉淀产生有关反应的化学方程式A中：2NaOH＋CuSO4===Cu(OH)2↓＋Na2SO4；C中：CH3CHO＋2Cu(OH)2＋NaOHeq \o(――→,\s\up7(△))CH3COONa＋Cu2O↓＋3H2O醛酮官能团醛基：酮羰基：官能团位置碳链末端(最简单的醛是甲醛)碳链中间(最简单的酮是丙酮)结构通式(R为烃基或氢原子)(R、R′均为烃基)联系碳原子数相同的饱和一元脂肪醛和饱和一元脂肪酮互为 同分异构体 典型羧酸物理性质主要用途甲酸(蚁酸)HCOOH无色、有 刺激性 气味的液体，有 腐蚀 性，能与 水、乙醇等互溶工业上可用作还原剂，是合成医药、农药和染料等的原料苯甲酸(安息香酸) 无 色晶体，易升华，微溶于 水 ，易溶于 乙醇 用于合成香料、药物等，其钠盐是常用的食品 防腐剂 乙二酸(草酸)HOOC—COOH无色 晶体 ，通常含有两分子结晶水，可溶于 水 和 乙醇化学分析中常用的 还原剂 ，也是重要的化工原料实验装置B装置现象及解释有 无色气体 产生，说明酸性：乙酸 ＞ 碳酸；方程式：2CH3COOH＋Na2CO3―→2CH3COONa＋CO2↑＋H2OD装置的现象及解释溶液 变浑浊 ，说明酸性：碳酸 ＞ 苯酚方程式：＋CO2＋H2O―→＋NaHCO3C装置的作用除去B中挥发的 乙酸 实验结论酸性：乙酸 ＞ 碳酸 ＞ 苯酚名称乙醇苯酚乙酸结构简式CH3CH2OHCH3COOH羟基氢原子的活泼性不能电离能电离能电离eq \o(――――――→,\s\up7(活泼性逐渐增强))酸性中性极弱酸性弱酸性与Na反应反应放出H2反应放出H2反应放出H2与NaOH反应不反应反应反应与Na2CO3反应不反应反应反应与NaHCO3反应不反应不反应反应酯化反应酯的水解反应反应关系CH3COOH＋C2H5OHeq \o(,\s\up26(△),\s\do9(催化剂)) CH3COOC2H5＋H2O 催化剂浓硫酸稀硫酸或NaOH溶液催化剂的其他作用吸水、提高CH3COOH和C2H5OH的转化率NaOH中和酯水解生成的羧酸、提高酯的水解率加热方式酒精灯火焰加热热水浴加热反应类型酯化反应、取代反应水解反应、取代反应名称饱和脂肪酸不饱和脂肪酸软脂酸硬脂酸油酸亚油酸结构简式C15H31COOHC17H35COOHC17H33COOHC17H31COOH物质油脂矿物油脂肪油组成多种高级脂肪酸的甘油酯多种烃(石油及其分馏产品)含饱和烃基多含不饱和烃基多性质固态或半固态液态液态具有酯的性质，能水解，有的油脂兼有烯烃的性质具有烃的性质，不能水解鉴别加含酚酞的NaOH溶液，加热，红色变 浅 ，不再分层加含酚酞的NaOH溶液，加热， 无变化 用途营养素可食用，化工原料如制肥皂、甘油燃料、化工原料