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人教版（2019）高中化学选择性必修三第3章《烃的衍生物》单元知识清单
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这是一份人教版（2019）高中化学选择性必修三第3章《烃的衍生物》单元知识清单，共31页。
第三章 烃的衍生物 知识清单第一节 卤代烃知识点一：卤代烃一、卤代烃的结构及物理性质1.概念：烃分子中的氢原子被卤素原子取代后生成的化合物。表示为R－X（X＝F、Cl、Br、I）2.官能团：碳卤键3.分类：4.通式：饱和一卤代烃的通式为CnH2n＋1X5.命名（系统命名法）：a. 类似烃的命名，以烃为母体，卤原子为取代基b.从距卤素原子近的一端编号，若有碳碳双键或碳碳三键，则从距离碳碳双键或碳碳三键近的一端编号6.物理性质（1）状态：除CH3Cl、CH3CH2Cl、CH2=CHCl等少数为气体外，大多为液体或固体。（2）沸点：比具有相同碳原子数的烃沸点高；同系物的沸点随碳原子数的增加而升高。 （3）溶解性：卤代烃不溶于水，可溶于有机溶剂。（4）密度：一氟代烃、一氯代烃的密度比水小，其余的密度比水大，且密度高于相应的烃，一般随着烃基中碳原子数目的增加而减小。（5）溴乙烷：无色液体，沸点38.4℃，密度比水的大，难溶于水，可溶于多种有机溶剂。二、卤代烃的化学性质（一）取代反应1.实验装置：2.实验条件：NaOH水溶液、加热3.实验现象：①中溶液分层；④中有浅黄色沉淀生成。4.反应过程中的断键分析：注意：书写卤代烃的水解反应方程式时，一律书写总反应方程式。5.分组讨论与交流如下问题？（1）NaOH的作用是什么？中和水解产物HBr，使平衡正向移动；（2）为什么要将反应后的上层溶液加入盛有稀硝酸的试管中?中和未反应完的NaOH，防止其与AgNO3反应生成黑褐色沉淀Ag2O；采取什么措施可以加快水解反应的速率？加热溴乙烷水解时在什么位置断键？碳卤键如何判断CH3CH2Br是否完全水解？看反应后的溶液是否出现分层，如分层，则没有完全水解（6）如何判断CH3CH2Br已发生水解？待溶液分层后，用滴管吸取少量上层清液，移入另一盛稀硝酸的试管中，然后滴入2～3滴硝酸银溶液，如有淡黄色沉淀出现，则证明含有溴元素。6.如何检验有机物中卤素原子（二）、消去反应1.实验装置：2.实验条件：NaOH乙醇溶液、加热3.实验现象：生成能使酸性高锰酸钾溶液褪色的气体。4.反应过程中的断键分析：5.是否所有卤代烃都能发生消去反应吗？消去反应的发生条件及规律：(1).没有邻位碳原子的卤代烃不能发生消去反应，如CH3Br。(2).有邻位碳原子，但邻位碳原子上不存在氢原子的卤代烃也不能发生消去反应。 例如：(3).有两个邻位碳原子，且碳原子上均有氢原子时，发生消去反应可能生成多种产物。例如： 发生消去反应的产物为： (4).二卤代烃发生消去反应后可能在有机化合物中引入碳碳三键或两个碳碳双键。 例如：第二节 醇 酚知识点一、醇醇（一）、醇的基本概念1.定义：羟基与饱和碳原子相连的化合物称为醇。2.官能团：羟基(－OH )3.结构特点：R1、R2、R3为H或烃基注意：(1)羟基如果连在双键碳或三键碳上不稳定 (2)两个羟基不能连在同一个碳上。CH2＝CH－OH（乙烯醇） CH3CHO（乙醛）4.分类：5.通式：饱和一元醇的通式为CnH2n＋1OH，可简写为R－OH6.命名（系统命名法）：(1)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;(2)编号位—从距离羟基最近的一端给主链碳原子依次编号;(3)写名称—用阿拉伯数字标出羟基位次，羟基的个数用“二”“三”等表示。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。（二）、醇的性质1.几种常见的醇a.甲醇：无色、具有挥发性液体，易溶于水，沸点650；有毒，误服会损害视神经，甚至导致人死亡。广泛应用于化工生产，也可作为车用燃料。b.乙二醇：汽车防冻剂，易溶于水和乙醇，重要的化工原料。 c.丙三醇：用于护肤品中，易溶于水和乙醇，重要的化工原料。2.物理性质a.沸点：(1)饱和一元醇随分子中碳原子个数的增加，醇的沸点逐渐升高。(2)碳原子数目相同时，羟基的个数越多，醇的沸点越高。(3)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。其原因是醇分子中羟基的氧原子与另一醇分子中羟基的氢原子间存在氢键。b.溶解性 : 甲醇、乙醇、丙醇等可与水以任意比例互溶，是因为醇分子与水分子间形成了氢键。醇在水中的溶解度随着分子中碳原子数的增加而降低。c.密度 : 醇的密度比水的密度小。3.化学性质a.氧化反应（以正丙醇为例）（1）可燃性：2CH3CH2CH2OH+9O26CO2+8H2O（2）KMnO4（H+）①反应：CH3CH2CH2OHCH3CH2COOH②现象：褪色（3）催化氧化：2CH3CH2CH2OH+O22CH3CH2CHO+2H2O【规律方法】醇的催化氧化规律b.消去反应（1）实验装置：（2）实验条件：乙醇在浓硫酸作用下，加热到170 ℃（3）实验现象： (1)生成无色气体，液体轻微变黑；(2)溴的四氯化碳溶液、酸性高锰钾溶液褪色。（4）实验结论： （5）注意事项：1.混合乙醇和浓硫酸时应如何操作？先加入乙醇，再逐滴加入浓硫酸。2.乙醇与浓硫酸体积比为何要为1∶3？浓硫酸是催化剂和脱水剂，为了保证有足够的脱水性，体积比以1∶3为宜。3.为什么要加入碎瓷片，温度计的放置位置？防止暴沸，插入混合溶液以下。4.为什么反应过程中溶液会变黑？浓硫酸能将乙醇碳化5.为什么要将生成的气体先通入NaOH溶液？吸收CO2 、SO2和乙醇，SO2和乙醇干扰酸性KMnO4溶液对产物乙烯的检验6.酸性KMnO4和溴的CCl4溶液褪色说明了什么？生成了乙烯。7.为何使液体温度迅速升到170℃？无水乙醇和浓硫酸混合物在170℃的温度下主要生成乙烯和水，而在140℃时乙醇将以另一种方式脱水，即分子间脱水，生成乙醚。8.溴乙烷与乙醇都能发生消去反应，二者的反应有什么异同?【规律方法】醇消去反应的规律：(1)醇分子中，连有—OH的碳原子的相邻碳原子上必须连有氢原子时，才能发生消去反应而形成不饱和键。(2)若醇分子中与—OH相连的碳原子有两个邻位碳原子且碳原子上均有氢原子时，发生消去反应可能生成不同的产物。(3)二元醇发生消去反应后可能在有机化合物中引入碳碳三键或两个碳碳双键。例如,CH3—CH(OH)—CH2(OH)可生成CH3C≡CH。c.取代反应1.酯化反应2.与氢卤酸反应---生成卤代烃和水3.分子间脱水乙醚物理性质：无色、易挥发的液体，沸点34.5 ℃，有特殊气味，本身是一种优良溶剂，能溶解多种有机化合物用途：醚类物质在化工生产中被广泛用作溶剂，有的醚可被用作麻醉剂。醚：由两个烃基通过一个氧原子连接起来的化合物叫做醚结构：R－O－R′来表示4.活泼金属K、Ca、Na等反应放出H2---置换反应凡含有-OH的物质(液态)一般都能和钠反应放出H2，可计算分子中-OH数目。2 mol -OH→2mol Na→1mol H2（三）、醇的同分异构体1．跨类异构：相同碳原子数的饱和一元醇和饱和醚互为同分异构体2．C5H12O的同分异构体（1）醇类的同分异构体：羟基取代法①C5H12OC5H11OHC5H12用羟基取代戊烷分子中的氢原子②画出戊烷的碳链有3种连接方式③在碳链各碳原子上连接羟基，用“↓”表示连接的不同位置。 （2）醚类的同分异构体：氧插入法（3）结论：分子式为C5H12O的有机物共8种醇和6种醚，总共14种同分异构体。知识点二、酚（一）、酚的组成、结构、物理性质和用途1.酚的概念：芳香烃分子中苯环上的氢原子被羟基取代后的有机物。2.苯酚的分子结构3.苯酚的物理性质（1）苯酚俗称石炭酸，是有特殊气味的无色晶体，熔点为43℃。（2）常温下，苯酚在水中的溶解度不大，温度高于65℃时，能与水互溶。易溶于酒精等有机溶剂。（3）苯酚有毒，其浓溶液对皮肤有强烈的腐蚀性。若不慎沾到皮肤上应立即用酒精清洗。4.苯酚的应用和危害（二）、苯酚的化学性质1.苯酚的弱酸性（1）弱酸性：OHO－+H+（2）弱酸强弱：H2CO3＞OH＞HCO3－①石蕊试液：不变红②Na2CO3溶液：OH+Na2CO3ONa+NaHCO3③NaHCO3溶液：不反应④向ONa溶液中通入CO2，无论CO2过量与否，产物均是NaHCO3。ONa+H2O+CO2OH +NaHCO3（3）NaOH溶液①反应：OH+NaOHONa+H2O②应用：除试管内壁的苯酚（4）金属钠：2OH+2NaONa+H2↑2.苯酚与溴水的取代反应（1）条件：常温下，与浓溴水反应（2）现象：产生白色沉淀（3）反应（4）原理：卤素原子取代羟基邻、对位的氢（5）应用：定性检验酚的在、定量测定样品中酚的含量3.氧化反应（1）强还原性：常温下苯酚易被空气中的氧气氧化而显粉红色。（2）可燃性：C6H6O+7O26CO2+3H2O（3）KMnO4（H+）：褪色4.显色反应（1）反应：6C6H5OH+Fe3+［Fe（OC6H5）6］3－+6H+（2）现象：溶液变成紫色（3）应用：用于苯酚和FeCl3的互相定性检验，也可用于酚类的检验5.苯酚与甲醛的缩聚反应（1）反应（2）应用：可制造酚醛树脂（3）原理：醛脱氧，酚脱羟基邻、对位的氢6.加成反应（1）加成物质：在催化剂作用下和H2加成（2）加成反应：OH+3H2－OH（三）、有机物中“基团”的相互影响1.苯酚中苯环和酚羟基的相互影响（1）苯环对侧链（羟基）的影响，导致酚羟基中的氧氢键易断①弱酸性②显色反应（2）侧链（羟基）对苯环的影响使酚羟基邻对位被活化，导致苯环上易发生多取代反应①卤代，如苯酚与浓溴水反应②硝化，如苯酚与浓硝酸反应：+3HNO3+3H2O2.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，而同样的条件下的苯的硝化只能生成一硝基苯。（2）苯基对其他基团的影响：①水、醇、苯酚提供氢离子的能力大小：R－OH＜H－OH＜C6H5－OH②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键的影响：使和羟基相连的C－H键更不稳定。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。（四）、酚的同分异构体1.跨类异构：相同碳原子数的酚、芳香醇和芳香醚互为同分异构体2.C7H8O的芳香族同分异构体（1）芳香醇类的同分异构体：CH2OH（2）芳香醚类的同分异构体：OCH3（3）酚的同分异构体：苯环上含－OH和－CH3两个取代基，有邻、间、对三种、、CH3－OH3.C8H10O的芳香族同分异构体（1）芳香醇类的同分异构体：CH2CH2OH、－CH3①只有1个侧链：②有2个侧链（－CH3和－CH2OH）：有邻、间、对三种、、CH3－CH2OH（2）芳香醚类的同分异构体①只有1个侧链：OCH2CH3、CH2OCH3②有2个侧链（－CH3和－OCH3）：有邻、间、对三种、、CH3－OCH3（3）酚的同分异构体①苯环上含－OH和－CH2CH3两个取代基，有邻、间、对3种、、CH3CH2－OH②苯环上含－OH和2个－CH3两个取代基，有6种、、、、、第三节 醛 酮知识点一、醛醛（一）、醛的基本概念 1.定义：醛基与烃基(或H原子)直接相连的化合物称为醛。简写为：R—CHO2.官能团：-CHO或OHC-，不可以写成-COH 3.通式：饱和一元醛：CnH2nO (n≥1 )或CnH2n+1CHO4.结构：醛基上的C原子为sp2杂化，醛基上以碳原子为中心的4个原子在同一个平面内。命名：与烷烃的命名相似（1）一元醛命名时，可根据分子中碳原子的个数命名为“某醛”。(2)多元醛命名时，在一元醛命名的基础上，在“醛”的前面写清醛基的个数。(3)芳香醛命名时，习惯将脂肪醛部分作为母体，将苯环作为取代基。(4)系统命名法：选含有醛基的最长碳链为主链，编号从醛基一端开始，醛基碳原子为1号碳原子。命名时由于醛基一定在1号位，故醛基无需用阿拉伯数字标明位置。（二）、醛的性质1.加成反应---与H2加成醛基与氢气的加成反应，同时也属于还原反应。提示：当极性分子与醛基发生加成反应时，带正电荷的原子或原子团连接在氧原子上，带负电荷的原子或原子团接在碳原子上。加成反应---增长碳链 2.氧化反应a.强氧化剂(1)能使酸性高锰酸钾(KMnO4)溶液褪色；(2)能使酸性重铬酸钾(K2Cr2O7)由橙红色变为墨绿色；(3)能使溴水溶液褪色；b.弱氧化剂(1)新制银氨溶液(2)新制氢氧化铜溶液 燃烧反应： 催化氧化： 【知识扩展】回顾已学物质，判断哪些官能团能使溴水、酸性KMnO4溶液褪色？（三）、几种常见的醛a.甲醛 1.结构：2.结构简式：HCHO3.物理性质：一种无色、有强烈刺激性气味的气体，易溶于水。4.用途：(1)是一种重要的化工原料，能合成多种有机化合物；(2)其水溶液（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。5.一元醛、二元醛类物质银镜反应以及与新制硫酸铜溶液之间量的关系？1 mol 一元醛 ～ 2 mol Ag1 mol 一元醛 ～ 2mol Cu(OH)2～1 mol Cu2O1 mol 二元醛 ～ 4 mol Ag1 mol 二元醛 ～ 4mol Cu(OH)2～2 mol Cu2Ob.苯甲醛 1.结构：2.物理性质：一种有苦杏仁气味的无色液体。3.用途：制造染料、香料及药物的重要原料4.化学性质（1）加成反应（还原反应）：与H2、HCN等反应；（2）氧化反应： 燃烧被高锰酸钾、溴水等强氧化剂氧化 被新制银氨溶液、新制氢氧化铜等若氧化剂氧化c.肉桂醛1.结构：2用途：是一种食用香料，广泛用于牙膏、洗涤剂、糖果和调味品中。3.化学性质：（1）易加成（H2、Br2、HX），易氧化（KMnO4/H+）（2）难加成（H2、HCN），易氧化（KMnO4/H+；弱氧化剂）知识点二、酮（一）、酮的基本概念1.定义：羰基与两个烃基相连的化合物。2.官能团： 酮羰基3.通式：饱和一元酮：CnH2nO 若R和R´均为饱和链烷基时---饱和一元酮：CnH2nO（n≥3）丙酮---最简单的酮4.结构：5.命名（系统命名法）：(1)选主链：选含羰基且最长的碳链做主链；(2)编位号：从靠近羰基的一端开始编号；(3)写名称：酮分子中的羰基碳必须标明其位号。（二）、酮的性质1.丙酮的物理性质：无色有特殊气味的易挥发液体，与水以任意比互溶2.丙酮的化学性质（1）氧化反应①能够燃烧②不能被银氨溶液、新制Cu（OH）2悬浊液氧化（2）还原反应：CH3－－CH3+H2CH3－－CH3（3）加成反应（三）醛、酮的同分异构体1.官能团类型异构（1）相同碳原子数的饱和一元醛、饱和一元酮、脂环醇、烯醇等互为同分异构体（2）C3H6O的常见同分异构体2.醛类碳骨架异构的写法－－“取代法”（1）C4H8O的醛C3H7－CHO（2种，－C3H7有2种）（2）C5H10O的醛C4H9－CHO（4种，－C4H9有4种）（3）C6H12O的醛C5H11－CHO（8种，－C5H11有8种）3.酮类碳骨架异构的写法－－“插入法”（1）将C5H10O去掉一个酮基后还剩余4个碳原子，其碳骨架有以下2种结构：（2）找出对称结构，将酮基放在合适的位置，一共有如下3个位置可以安放：第四节 羧酸 羧酸衍生物知识点一、羧酸一、羧酸的组成和结构1.羧酸（1）概念：由烃基（或氢原子）和羧基相连构成的有机化合物。（2）饱和一元羧酸的通式：CnH2nO2（n≥1）或CnH2n+1COOH（n≥0）2.羧酸的分类3.物理性质（1）状态：液态和固态，无水乙酸又称为冰醋酸。（2）水溶性：C≤4与水互溶（氢键），C＞4随碳链增长溶解度迅速减小。（3）熔沸点：羧基数目相同时，碳原子数越多，沸点越高；羧酸的沸点比相应醇的沸点高。4.几种常见的羧酸5.羧酸的命名（1）CH3CH2CH2COOH的名称是3－甲基戊酸（2）CH3COOH的名称是2，3－二甲基丁酸（3）名称为4－甲基－3－乙基戊酸。二、羧酸的化学性质1.从结构角度认识羧酸的性质由于受氧原子电负性较大等因素的影响，当乙酸发生化学反应时，羧基结构中的两个部位容易断裂：（1）O－H键断裂时，解离出H+，使羧酸表现出酸性；（2）C－O键断裂时，－OH可以被其他基团取代，生成酯、酰胺等羧酸衍生物。2.弱酸性（1）一元弱酸，具有酸的通性①与指示剂反应：使石蕊试剂变红色②与氢前面的金属反应，如乙酸与Na的反应：2CH3COOH+2Na→2CH3COONa+H2↑③与盐溶液反应，如乙酸与Na2CO3反应：2CH3COOH+Na2CO3→2CH3COONa+H2O+CO2↑④与碱反应，如乙酸与NH3·H2O的反应：CH3COOH+NH3·H2O→CH3COONH4+H2O⑤与金属氧化物反应，如乙酸与CaO的反应：2CH3COOH+CaO→（CH3COO）2Ca+H2O（2）甲酸、苯甲酸、乙二酸的酸性比较（3）乙酸、碳酸、苯酚的酸性比较3.氧化反应（1）可燃性：CnH2nO2+ QUOTE O2nCO2+nH2O（2）KMnO4（H+）：不褪色4.酯化反应（1）乙酸和乙醇的反应：CH3COOH+CH3CH2OHCH3COOC2H5+H2O（2）酯化反应机理①同位素示踪法：CH3COOH+H18OCH2CH3CH3CO18OCH2CH3+H2O②实质：酸脱羟基，醇脱氢。a.酯化反应的特点（1）所有的酯化反应，条件均为浓硫酸、加热。酯化反应为可逆反应，书写方程式时用“”。（2）利用自身酯化或相互酯化生成环酯的结构特点以确定有机物中羟基位置。（3）在形成环酯时，酯基（－－O－）中只有一个O参与成环。（4）酸与醇发生反应时，产物不一定生成酯。若是羧酸或者无机含氧酸与醇反应，产物是酯；若是无氧酸如氢卤酸与醇反应则生成卤代烃。b.酯化反应的类型（1）一元羧酸和一元醇的酯化反应R－COOH+R'－CH2OHR－－O－CH2R'+H2O（2）一元羧酸与二元醇的酯化反应（3）二元酸与二元醇的酯化反应①反应生成普通酯+HOOC－COOCH2－CH2OH+H2O②反应生成环酯++2H2O③反应生成聚酯n+n+2nH2O（4）无机含氧酸的酯化反应+3HO－NO2+3H2O（5）高级脂肪酸与甘油的酯化反应+3C17H35COOH +3H2O知识点二、羧酸衍生物一、羧酸衍生物1.羧酸衍生物：羧酸分子中羧基上的羟基被其他原子或原子团取代后的产物。（1）酰基：羧酸分子中的羧基去掉羟基后剩余的基团，结构简式为－－R（2）常见的羧酸衍生物2.酯（1）概念：酰基（R－－）和烃氧基（RO－）相连后的产物。（2）官能团的名称：酯基，结构简式：－－O－R。（4）饱和一元酯的通式：CnH2nO2（n≥2）（5）命名：依据水解生成的酸和醇的名称命名，称为“某酸某酯”。（6）物理性质①密度：酯类密度一般比水小②溶解性：难溶于水，易溶于乙醇、乙醚等有机溶剂。③味态：低级酯是有香味的液体，易挥发。（7）化学性质－－水解反应①酸性条件：RCOOR'+H2ORCOOH+R'OH（部分进行）②碱性条件：RCOOR'+NaOHRCOONa+R'OH（完全进行）二、油脂1.油脂的组成和结构（1）组成：油脂是由高级脂肪酸与甘油形成的酯，属于酯类物质（2）结构①单甘油酯：R＝R'＝R''②混甘油酯：R、R'、R''不完全相同③天然油脂都是多种混甘油酯的混合物。2.分类3.物理性质4.化学性质（1）水解反应①酸性水解：制备甘油和高级脂肪酸②碱性水解（皂化反应）：制备甘油和肥皂（2）加成反应－－不饱和油脂的特性①溴水：液态油能够使溴水褪色（鉴别植物油和动物油）。②氢化反应：液态油与氢气的加成反应，又叫油脂的硬化。这样制得的油脂叫人造脂肪，又叫硬化油。+3H2。5.油脂和矿物油的比较三、胺和酰胺1.胺（1）结构和用途（2）化学性质：碱性①原因：氮原子上有孤对电子，能够与H+以配位键结合②反应：NH2+HClNH3Cl2.酰胺（1）概念：酰胺是羧酸分子中羟基被氨基（或取代的氨基）所替代得到的化合物（2）结构（3）常见的酰胺（4）水解反应：CH3CONH2+H2OCH3COOH+NH4+①强酸性条件：RCONH2+H2O+HClRCOOH+NH4Cl②强碱性条件：RCONH2+NaOHRCOONa+NH3↑四、酯的同分异构体的判断1.烃基组合法（1）R－－O R'，R从H原子开始，R'到－CH3结束（2）C5H10O2的酯类同分异构体①甲酸酯类：H－－OC4H9，酯种类：H原子种类（1）×丁基种类（4）＝4种②乙酸酯类：CH3－－OC3H7，酯种类：甲基种类（1）×丙基种类（2）＝2种③丙酸酯类：C2H5－－OC2H5，酯种类：乙基种类（1）×乙基种类（1）＝1种④丁酸酯类：C3H7－－OCH3，酯种类：丙基种类（2）×甲基种类（1）＝2种2.酯基插入法（1）酯基插入方式：－－O－和－O－－（2）分子式为C9H12O2的芳香酯的同分异构体是在CH2CH3中插入酯基（3）插入的酯基分别在中的①②③④位置①插入①得到O－－CH2CH3和－O－CH2CH3。②插入②得到CH2－O－－CH3和CH2－－O－CH3。③插入③时得到O－－H和－O－H（是羧酸，舍去）。④插入④时得到CH2CH2－O－－H和CH2CH2－－O－H（是羧酸，舍去）。第五节 有机合成知识点一、碳骨架的构建1.碳链的增长（1）卤代烃的取代反应①溴乙烷与氰化钠在酸性条件下的反应：CH3CH2Br+NaCN→CH3CH2CN+NaBr，CH3CH2CNCH3CH2COOH。②溴乙烷与丙炔钠的反应CH3CH2Br+NaC≡CCH3→CH3CH2C≡CCH3+NaBr（2）醛酮的加成反应①丙酮与HCN的反应②乙醛与HCN的反应CH3CHO+HCNCH3CH（OH）CN③羟醛缩合（以乙醛为例）CH3CHO+CH3CHOCH3CH（OH）CH2CHO④醛、酮与RMgX加成：+RMgX。2.碳链的缩短（1）与酸性KMnO4溶液的氧化反应①烯烃、炔烃的氧化反应CH3－CHCH3CH3COOH+ CH3－－CH3②苯的同系物的氧化反应CH2CH3COOH（2）脱羧反应①无水醋酸钠与氢氧化钠的反应：CH3COONa+NaOHCH4↑+Na2CO3②2－甲基丙酸钠与氢氧化钠的反应：CH3－COONa+NaOHCH3CH2CH3↑+Na2CO3（3）某些有机物的水解反应①蛋白质的水解反应 ②糖类的水解反应③酯的水解反应（4）水解的裂化或裂解①异丁烷裂化：CH3－CH3CH4+CH3CH＝CH2②十八烷裂化：C18H38C8H18（辛烷）+ C8H16（辛烯）二、官能团的引入和消除1.官能团的引入（1）碳碳双键的引入①醇的消去：CH3CH2OHCH2＝CH2↑+H2O②卤代烃的消去：CH3CH2Br+NaOHCH2＝CH2↑+NaBr+H2O③邻二卤代烃的消去：+ZnCH2＝CH2↑+ZnCl2④炔烃与H2的加成：CH≡CH+H2CH2＝CH2（2）卤素原子的引入①与HX的加成：CH2＝CH2+HBrCH3CH2Br、CH≡CH+HBrCH2＝CHBr②与X2的加成：CH2＝CH2+X2、CH≡CH+X2③烷烃、芳香烃的取代反应：CH4+Cl2CH3Cl+HCl、+Br2Br +HBr④烯烃、羧酸的α－H取代CH3－CH＝CH2+Cl22－CH＝CH2+HClRCH2COOH+Cl2R－－COOH +HCl⑤醇与卤代烃的取代：CH3CH2OH+HBrCH3CH2Br+H2O（3）羟基的引入方式①烯烃与水加成：CH2＝CH2+H2OCH3CH2OH②醛、酮与H2加成：CH3CHO+H2CH3CH2OH③醛、酮与HCN加成：CH3－－H +HCNCH3－－CN④羟醛缩合：CH3－－H +H－CH2CHOCH3－－CH2－CHO⑤卤代烃的水解：CH3－－CH3+NaOHCH3－－CH3+NaBr⑥酯的水解：CH3－－O－C2H5+H2OCH3COOH+C2H5OH⑦酚钠与酸反应：ONa+H2O+CO2OH +NaHCO3（4）羧基的引入方式①烯的氧化：RCH2CH＝CH2RCH2COOH+CO2↑②腈的水解：CH3CH2CNCH3CH2COOH③醛的氧化：2RCHO+O22RCOOH（5）羰基的引入方式①烯的氧化：CH2CH3CO2↑+CH3－－CH3②叔醇的催化氧化：2R－－R′+O22R－－R′+2H2O2.官能团的消除（1）通过加成反应消除或－C≡C－①CH2＝CH2+H2CH3CH3②CH3－C≡C－CH3+2H2CH3CH2CH2CH3（2）通过消去反应或氧化反应或酯化反应消除－OH①CH3CH2OHCH2＝CH2↑+H2O②2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O③CH3CH2OH+CH3COOHCH3COOC2H5+H2O。（3）通过氧化反应或加成反应可消除－CHO①2CH3CHO+O22CH3COOH②CH3CHO+H2CH3CH2OH（4）通过消去反应或水解反应可消除卤素原子①CH3CH2Br+NaOHCH2＝CH2↑+NaBr+H2O②CH3CH2Br+NaOHCH3CH2OH+NaBr（5）通过水解反应消除酯基①CH3COOC2H5+H2OCH3COOH+C2H5OH②CH3COOCH2CH3+NaOHCH3CH2OH+CH3COONa3.成环与开环的反应（1）成环①羟基酸分子内酯化（内酯）+H2O②二元酸和二元醇分子间酯化成环+（环酯）+2H2O③双烯合成反应+（2）开环①环酯的水解反应+2H2O+②某些环状烯烃的氧化反应HOOC（CH2）4COOHCH3－－（CH2）4COOH 三、官能团的转化和保护1.典型的官能团的转化关系2.官能团的保护有机合成时，往往在有机物分子中引入多个官能团，但有时在引入某一个官能团时容易对其他官能团造成破坏，导致不能实现目标化合物的合成。因此，在制备过程中要把分子中的某些官能团通过恰当的方法保护起来，在适当的时候再将其转变回来，从而达到有机合成的目的。（1）醇羟基的保护R－OHR－O－R′R″－O－R′R″－OH（2）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反应，把－OH变为－ONa将其保护起来，待氧化后再酸化将其转变为－OH。（3）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卤素单质、卤化氢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。例如，已知烯烃中在某些强氧化剂的作用下易发生断裂，因而在有机合成中有时需要对其进行保护，过程可简单表示如下：①+Br2 +Zn+ZnBr2②CH2＝CHRCH2Cl－CH2RCH2Cl－CH2R′CH2＝CHR′（4）氨基（－NH2）的保护例如，在对硝基甲苯合成对氨基苯甲酸的过程中应先把－CH3氧化成－COOH，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。（5）醛基的保护①醛基可被弱氧化剂氧化，为避免在反应过程中受到影响，对其保护和恢复过程为：Ⅰ．Ⅱ．R－CHO再如检验碳碳双键时，当有机物中含有醛基、碳碳双键等多种官能团时，可以先用弱氧化剂，如银氨溶液、新制Cu（OH）2悬浊液等氧化醛基，再用溴水、酸性KMnO4溶液等对碳碳双键进行检验。②醛与醇反应生成缩醛：+H2O生成的缩醛比较稳定，与稀碱和氧化剂均难反应，但在稀酸中微热，缩醛会水解为原来的醛。知识点二、有机合成路线的设计及应用一、有机合成路线的设计与实施1.有机合成路线确定的要素（1）基础：在掌握碳骨架构建和官能团转化基本方法的基础上。（2）设计与操作：进行合理的设计与选择，确定合成路线，以较低的成本和较高的产率，通过简便而对环境友好的操作得到目标产物。2.有机合成的过程3.有机合成路线设计应遵循的四个原则（1）符合绿色化学思想。①有机合成中的原子经济性；②原料的绿色化；③试剂与催化剂的无公害性。（2）原料价廉，原理正确。（3）路线简捷，便于操作，条件适宜，安全可靠。（4）易于分离，产率高。4.有机合成的发展（1）有机合成的技术和效率不断提高的影响因素①新的有机反应；②新试剂的不断发现；③有机合成理论的发展（2）发展过程（3）有机合成发展的作用①使人们能通过人工手段合成原本只能从生物体内分离、提取的天然产物。②使人们可以根据实际需要设计合成具有特定结构和性能的新物质。③为化学、生物、医学、材料等领域的研究和相关工业生产提供了坚定的物质基础。④有力地促进了人类健康水平提高和社会发展进步。二、有机合成的分析方法1.正合成法此法是采用正向思维方法，从已知原料入手，找出合成所需要的直接或间接的中间产物，逐步推向待合成有机物，其思维程序是原料中间产物产品。2.逆合成法此法是采用逆向思维方法，从产品的组成、结构、性质入手，找出合成所需要的直接或间接的中间产物，逐步推向已知原料，其思维程序是产品中间产物原料。3.综合比较法此法是采用综合思维的方法，将正向或逆向推导出的几种合成途径进行比较，从而得到最佳的合成路线。其思维程序是原料中间产物目标产物。三、常见的有机合成路线1.烃、卤代烃、烃的含氧衍生物之间的转化关系 烃R－H卤代烃R－X醇类R－OH醛类R－CHO羧酸R－COOH酯类RCOOR′2.一元合成路线R－CH＝CH2卤代烃一元醇一元醛一元羧酸酯3.二元合成路线CH2＝CH2CH2X－CH2X二元醇二元醛二元羧酸链酯、环酯、聚酯4.芳香族化合物合成路线（1）（2） 醛酮环醇烯醇CH3CH2CHOCH3COCH3CH2＝CH－CH2OH依据类别举例烃基种类脂肪酸乙酸：CH3COOH芳香酸苯甲酸：COOH羧基数目一元羧酸甲酸：HCOOH二元羧酸乙二酸：HOOC－COOH多元羧酸柠檬酸：烃基是否饱和饱和羧酸丙酸：CH3CH2COOH不饱和羧酸丙烯酸：CH2CHCOOH甲酸苯甲酸乙二酸俗名蚁酸安息香酸草酸结构简式HCOOHCOOH色、态、味无色有腐蚀性液体、刺激性气味无色晶体、易升华无色透明晶体溶解性易溶于水、有机溶剂微溶于水、易溶于乙醇能溶于水、乙醇用途工业还原剂、合成医药、农药和染料等的原料食品防腐剂，合成香料、药物化学分析还原剂，化工原料甲酸苯甲酸乙二酸实验操作①取0.01mol·L－1上述酸溶液，滴入紫色石蕊试液②取0.01mol·L－1上述酸溶液，测pH现象①紫色石蕊试液变红色②pH大于2结论甲酸、苯甲酸和乙二酸具有弱酸性实验装置实验现象A中：有气泡产生。C中：溶液变浑浊实验结论结合现象，根据强酸制弱酸的规律可知：酸性：乙酸＞碳酸＞苯酚羧酸衍生物酰卤酸酐酯酰胺结构简式R－－ClR－－O－－R′R－－ClR－－NH2酯HCOOC2H5名称甲酸乙酯二乙酸乙二酯乙二酸二乙酯乙二酸乙二酯物质油脂矿物油油脂肪组成不饱和高级脂肪酸的甘油酯饱和高级脂肪酸的甘油酯多种烷烃、环烷烃、芳香烃状态液态固态液态化学性质能水解，兼有烯烃的性质能水解具有烃的性质，不能水解存在花生、大豆、芝麻等油料作物中动物脂肪石油联系油和脂肪统称油脂，均属于酯类烃类名称乙酰胺苯甲酰胺N，N－二甲基甲酰胺结构简式CH3－－NH2－NH2H－－N（CH3）2时间发展过程20世纪初维尔施泰特通过十余步反应合成颠茄酮，总产率仅有0．75%十几年后，罗宾逊改进了合成思路，仅用3步反应便完成合成，总产率达90%20世纪中后期伍德沃德与多位化学家合作，成功合成了一系列结构复杂的天然产物，促进了有机合成技术和有机反应理论的发展科里提出了系统化的逆合成概念，开始利用计算机来辅助设计合成路线，让合成路线的设计逐步成为有严密思维逻辑的科学过程，使有机合成进入了新的发展阶段。
第三章 烃的衍生物 知识清单第一节 卤代烃知识点一：卤代烃一、卤代烃的结构及物理性质1.概念：烃分子中的氢原子被卤素原子取代后生成的化合物。表示为R－X（X＝F、Cl、Br、I）2.官能团：碳卤键3.分类：4.通式：饱和一卤代烃的通式为CnH2n＋1X5.命名（系统命名法）：a. 类似烃的命名，以烃为母体，卤原子为取代基b.从距卤素原子近的一端编号，若有碳碳双键或碳碳三键，则从距离碳碳双键或碳碳三键近的一端编号6.物理性质（1）状态：除CH3Cl、CH3CH2Cl、CH2=CHCl等少数为气体外，大多为液体或固体。（2）沸点：比具有相同碳原子数的烃沸点高；同系物的沸点随碳原子数的增加而升高。 （3）溶解性：卤代烃不溶于水，可溶于有机溶剂。（4）密度：一氟代烃、一氯代烃的密度比水小，其余的密度比水大，且密度高于相应的烃，一般随着烃基中碳原子数目的增加而减小。（5）溴乙烷：无色液体，沸点38.4℃，密度比水的大，难溶于水，可溶于多种有机溶剂。二、卤代烃的化学性质（一）取代反应1.实验装置：2.实验条件：NaOH水溶液、加热3.实验现象：①中溶液分层；④中有浅黄色沉淀生成。4.反应过程中的断键分析：注意：书写卤代烃的水解反应方程式时，一律书写总反应方程式。5.分组讨论与交流如下问题？（1）NaOH的作用是什么？中和水解产物HBr，使平衡正向移动；（2）为什么要将反应后的上层溶液加入盛有稀硝酸的试管中?中和未反应完的NaOH，防止其与AgNO3反应生成黑褐色沉淀Ag2O；采取什么措施可以加快水解反应的速率？加热溴乙烷水解时在什么位置断键？碳卤键如何判断CH3CH2Br是否完全水解？看反应后的溶液是否出现分层，如分层，则没有完全水解（6）如何判断CH3CH2Br已发生水解？待溶液分层后，用滴管吸取少量上层清液，移入另一盛稀硝酸的试管中，然后滴入2～3滴硝酸银溶液，如有淡黄色沉淀出现，则证明含有溴元素。6.如何检验有机物中卤素原子（二）、消去反应1.实验装置：2.实验条件：NaOH乙醇溶液、加热3.实验现象：生成能使酸性高锰酸钾溶液褪色的气体。4.反应过程中的断键分析：5.是否所有卤代烃都能发生消去反应吗？消去反应的发生条件及规律：(1).没有邻位碳原子的卤代烃不能发生消去反应，如CH3Br。(2).有邻位碳原子，但邻位碳原子上不存在氢原子的卤代烃也不能发生消去反应。 例如：(3).有两个邻位碳原子，且碳原子上均有氢原子时，发生消去反应可能生成多种产物。例如： 发生消去反应的产物为： (4).二卤代烃发生消去反应后可能在有机化合物中引入碳碳三键或两个碳碳双键。 例如：第二节 醇 酚知识点一、醇醇（一）、醇的基本概念1.定义：羟基与饱和碳原子相连的化合物称为醇。2.官能团：羟基(－OH )3.结构特点：R1、R2、R3为H或烃基注意：(1)羟基如果连在双键碳或三键碳上不稳定 (2)两个羟基不能连在同一个碳上。CH2＝CH－OH（乙烯醇） CH3CHO（乙醛）4.分类：5.通式：饱和一元醇的通式为CnH2n＋1OH，可简写为R－OH6.命名（系统命名法）：(1)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;(2)编号位—从距离羟基最近的一端给主链碳原子依次编号;(3)写名称—用阿拉伯数字标出羟基位次，羟基的个数用“二”“三”等表示。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。（二）、醇的性质1.几种常见的醇a.甲醇：无色、具有挥发性液体，易溶于水，沸点650；有毒，误服会损害视神经，甚至导致人死亡。广泛应用于化工生产，也可作为车用燃料。b.乙二醇：汽车防冻剂，易溶于水和乙醇，重要的化工原料。 c.丙三醇：用于护肤品中，易溶于水和乙醇，重要的化工原料。2.物理性质a.沸点：(1)饱和一元醇随分子中碳原子个数的增加，醇的沸点逐渐升高。(2)碳原子数目相同时，羟基的个数越多，醇的沸点越高。(3)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。其原因是醇分子中羟基的氧原子与另一醇分子中羟基的氢原子间存在氢键。b.溶解性 : 甲醇、乙醇、丙醇等可与水以任意比例互溶，是因为醇分子与水分子间形成了氢键。醇在水中的溶解度随着分子中碳原子数的增加而降低。c.密度 : 醇的密度比水的密度小。3.化学性质a.氧化反应（以正丙醇为例）（1）可燃性：2CH3CH2CH2OH+9O26CO2+8H2O（2）KMnO4（H+）①反应：CH3CH2CH2OHCH3CH2COOH②现象：褪色（3）催化氧化：2CH3CH2CH2OH+O22CH3CH2CHO+2H2O【规律方法】醇的催化氧化规律b.消去反应（1）实验装置：（2）实验条件：乙醇在浓硫酸作用下，加热到170 ℃（3）实验现象： (1)生成无色气体，液体轻微变黑；(2)溴的四氯化碳溶液、酸性高锰钾溶液褪色。（4）实验结论： （5）注意事项：1.混合乙醇和浓硫酸时应如何操作？先加入乙醇，再逐滴加入浓硫酸。2.乙醇与浓硫酸体积比为何要为1∶3？浓硫酸是催化剂和脱水剂，为了保证有足够的脱水性，体积比以1∶3为宜。3.为什么要加入碎瓷片，温度计的放置位置？防止暴沸，插入混合溶液以下。4.为什么反应过程中溶液会变黑？浓硫酸能将乙醇碳化5.为什么要将生成的气体先通入NaOH溶液？吸收CO2 、SO2和乙醇，SO2和乙醇干扰酸性KMnO4溶液对产物乙烯的检验6.酸性KMnO4和溴的CCl4溶液褪色说明了什么？生成了乙烯。7.为何使液体温度迅速升到170℃？无水乙醇和浓硫酸混合物在170℃的温度下主要生成乙烯和水，而在140℃时乙醇将以另一种方式脱水，即分子间脱水，生成乙醚。8.溴乙烷与乙醇都能发生消去反应，二者的反应有什么异同?【规律方法】醇消去反应的规律：(1)醇分子中，连有—OH的碳原子的相邻碳原子上必须连有氢原子时，才能发生消去反应而形成不饱和键。(2)若醇分子中与—OH相连的碳原子有两个邻位碳原子且碳原子上均有氢原子时，发生消去反应可能生成不同的产物。(3)二元醇发生消去反应后可能在有机化合物中引入碳碳三键或两个碳碳双键。例如,CH3—CH(OH)—CH2(OH)可生成CH3C≡CH。c.取代反应1.酯化反应2.与氢卤酸反应---生成卤代烃和水3.分子间脱水乙醚物理性质：无色、易挥发的液体，沸点34.5 ℃，有特殊气味，本身是一种优良溶剂，能溶解多种有机化合物用途：醚类物质在化工生产中被广泛用作溶剂，有的醚可被用作麻醉剂。醚：由两个烃基通过一个氧原子连接起来的化合物叫做醚结构：R－O－R′来表示4.活泼金属K、Ca、Na等反应放出H2---置换反应凡含有-OH的物质(液态)一般都能和钠反应放出H2，可计算分子中-OH数目。2 mol -OH→2mol Na→1mol H2（三）、醇的同分异构体1．跨类异构：相同碳原子数的饱和一元醇和饱和醚互为同分异构体2．C5H12O的同分异构体（1）醇类的同分异构体：羟基取代法①C5H12OC5H11OHC5H12用羟基取代戊烷分子中的氢原子②画出戊烷的碳链有3种连接方式③在碳链各碳原子上连接羟基，用“↓”表示连接的不同位置。 （2）醚类的同分异构体：氧插入法（3）结论：分子式为C5H12O的有机物共8种醇和6种醚，总共14种同分异构体。知识点二、酚（一）、酚的组成、结构、物理性质和用途1.酚的概念：芳香烃分子中苯环上的氢原子被羟基取代后的有机物。2.苯酚的分子结构3.苯酚的物理性质（1）苯酚俗称石炭酸，是有特殊气味的无色晶体，熔点为43℃。（2）常温下，苯酚在水中的溶解度不大，温度高于65℃时，能与水互溶。易溶于酒精等有机溶剂。（3）苯酚有毒，其浓溶液对皮肤有强烈的腐蚀性。若不慎沾到皮肤上应立即用酒精清洗。4.苯酚的应用和危害（二）、苯酚的化学性质1.苯酚的弱酸性（1）弱酸性：OHO－+H+（2）弱酸强弱：H2CO3＞OH＞HCO3－①石蕊试液：不变红②Na2CO3溶液：OH+Na2CO3ONa+NaHCO3③NaHCO3溶液：不反应④向ONa溶液中通入CO2，无论CO2过量与否，产物均是NaHCO3。ONa+H2O+CO2OH +NaHCO3（3）NaOH溶液①反应：OH+NaOHONa+H2O②应用：除试管内壁的苯酚（4）金属钠：2OH+2NaONa+H2↑2.苯酚与溴水的取代反应（1）条件：常温下，与浓溴水反应（2）现象：产生白色沉淀（3）反应（4）原理：卤素原子取代羟基邻、对位的氢（5）应用：定性检验酚的在、定量测定样品中酚的含量3.氧化反应（1）强还原性：常温下苯酚易被空气中的氧气氧化而显粉红色。（2）可燃性：C6H6O+7O26CO2+3H2O（3）KMnO4（H+）：褪色4.显色反应（1）反应：6C6H5OH+Fe3+［Fe（OC6H5）6］3－+6H+（2）现象：溶液变成紫色（3）应用：用于苯酚和FeCl3的互相定性检验，也可用于酚类的检验5.苯酚与甲醛的缩聚反应（1）反应（2）应用：可制造酚醛树脂（3）原理：醛脱氧，酚脱羟基邻、对位的氢6.加成反应（1）加成物质：在催化剂作用下和H2加成（2）加成反应：OH+3H2－OH（三）、有机物中“基团”的相互影响1.苯酚中苯环和酚羟基的相互影响（1）苯环对侧链（羟基）的影响，导致酚羟基中的氧氢键易断①弱酸性②显色反应（2）侧链（羟基）对苯环的影响使酚羟基邻对位被活化，导致苯环上易发生多取代反应①卤代，如苯酚与浓溴水反应②硝化，如苯酚与浓硝酸反应：+3HNO3+3H2O2.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，而同样的条件下的苯的硝化只能生成一硝基苯。（2）苯基对其他基团的影响：①水、醇、苯酚提供氢离子的能力大小：R－OH＜H－OH＜C6H5－OH②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键的影响：使和羟基相连的C－H键更不稳定。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。（四）、酚的同分异构体1.跨类异构：相同碳原子数的酚、芳香醇和芳香醚互为同分异构体2.C7H8O的芳香族同分异构体（1）芳香醇类的同分异构体：CH2OH（2）芳香醚类的同分异构体：OCH3（3）酚的同分异构体：苯环上含－OH和－CH3两个取代基，有邻、间、对三种、、CH3－OH3.C8H10O的芳香族同分异构体（1）芳香醇类的同分异构体：CH2CH2OH、－CH3①只有1个侧链：②有2个侧链（－CH3和－CH2OH）：有邻、间、对三种、、CH3－CH2OH（2）芳香醚类的同分异构体①只有1个侧链：OCH2CH3、CH2OCH3②有2个侧链（－CH3和－OCH3）：有邻、间、对三种、、CH3－OCH3（3）酚的同分异构体①苯环上含－OH和－CH2CH3两个取代基，有邻、间、对3种、、CH3CH2－OH②苯环上含－OH和2个－CH3两个取代基，有6种、、、、、第三节 醛 酮知识点一、醛醛（一）、醛的基本概念 1.定义：醛基与烃基(或H原子)直接相连的化合物称为醛。简写为：R—CHO2.官能团：-CHO或OHC-，不可以写成-COH 3.通式：饱和一元醛：CnH2nO (n≥1 )或CnH2n+1CHO4.结构：醛基上的C原子为sp2杂化，醛基上以碳原子为中心的4个原子在同一个平面内。命名：与烷烃的命名相似（1）一元醛命名时，可根据分子中碳原子的个数命名为“某醛”。(2)多元醛命名时，在一元醛命名的基础上，在“醛”的前面写清醛基的个数。(3)芳香醛命名时，习惯将脂肪醛部分作为母体，将苯环作为取代基。(4)系统命名法：选含有醛基的最长碳链为主链，编号从醛基一端开始，醛基碳原子为1号碳原子。命名时由于醛基一定在1号位，故醛基无需用阿拉伯数字标明位置。（二）、醛的性质1.加成反应---与H2加成醛基与氢气的加成反应，同时也属于还原反应。提示：当极性分子与醛基发生加成反应时，带正电荷的原子或原子团连接在氧原子上，带负电荷的原子或原子团接在碳原子上。加成反应---增长碳链 2.氧化反应a.强氧化剂(1)能使酸性高锰酸钾(KMnO4)溶液褪色；(2)能使酸性重铬酸钾(K2Cr2O7)由橙红色变为墨绿色；(3)能使溴水溶液褪色；b.弱氧化剂(1)新制银氨溶液(2)新制氢氧化铜溶液 燃烧反应： 催化氧化： 【知识扩展】回顾已学物质，判断哪些官能团能使溴水、酸性KMnO4溶液褪色？（三）、几种常见的醛a.甲醛 1.结构：2.结构简式：HCHO3.物理性质：一种无色、有强烈刺激性气味的气体，易溶于水。4.用途：(1)是一种重要的化工原料，能合成多种有机化合物；(2)其水溶液（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。5.一元醛、二元醛类物质银镜反应以及与新制硫酸铜溶液之间量的关系？1 mol 一元醛 ～ 2 mol Ag1 mol 一元醛 ～ 2mol Cu(OH)2～1 mol Cu2O1 mol 二元醛 ～ 4 mol Ag1 mol 二元醛 ～ 4mol Cu(OH)2～2 mol Cu2Ob.苯甲醛 1.结构：2.物理性质：一种有苦杏仁气味的无色液体。3.用途：制造染料、香料及药物的重要原料4.化学性质（1）加成反应（还原反应）：与H2、HCN等反应；（2）氧化反应： 燃烧被高锰酸钾、溴水等强氧化剂氧化 被新制银氨溶液、新制氢氧化铜等若氧化剂氧化c.肉桂醛1.结构：2用途：是一种食用香料，广泛用于牙膏、洗涤剂、糖果和调味品中。3.化学性质：（1）易加成（H2、Br2、HX），易氧化（KMnO4/H+）（2）难加成（H2、HCN），易氧化（KMnO4/H+；弱氧化剂）知识点二、酮（一）、酮的基本概念1.定义：羰基与两个烃基相连的化合物。2.官能团： 酮羰基3.通式：饱和一元酮：CnH2nO 若R和R´均为饱和链烷基时---饱和一元酮：CnH2nO（n≥3）丙酮---最简单的酮4.结构：5.命名（系统命名法）：(1)选主链：选含羰基且最长的碳链做主链；(2)编位号：从靠近羰基的一端开始编号；(3)写名称：酮分子中的羰基碳必须标明其位号。（二）、酮的性质1.丙酮的物理性质：无色有特殊气味的易挥发液体，与水以任意比互溶2.丙酮的化学性质（1）氧化反应①能够燃烧②不能被银氨溶液、新制Cu（OH）2悬浊液氧化（2）还原反应：CH3－－CH3+H2CH3－－CH3（3）加成反应（三）醛、酮的同分异构体1.官能团类型异构（1）相同碳原子数的饱和一元醛、饱和一元酮、脂环醇、烯醇等互为同分异构体（2）C3H6O的常见同分异构体2.醛类碳骨架异构的写法－－“取代法”（1）C4H8O的醛C3H7－CHO（2种，－C3H7有2种）（2）C5H10O的醛C4H9－CHO（4种，－C4H9有4种）（3）C6H12O的醛C5H11－CHO（8种，－C5H11有8种）3.酮类碳骨架异构的写法－－“插入法”（1）将C5H10O去掉一个酮基后还剩余4个碳原子，其碳骨架有以下2种结构：（2）找出对称结构，将酮基放在合适的位置，一共有如下3个位置可以安放：第四节 羧酸 羧酸衍生物知识点一、羧酸一、羧酸的组成和结构1.羧酸（1）概念：由烃基（或氢原子）和羧基相连构成的有机化合物。（2）饱和一元羧酸的通式：CnH2nO2（n≥1）或CnH2n+1COOH（n≥0）2.羧酸的分类3.物理性质（1）状态：液态和固态，无水乙酸又称为冰醋酸。（2）水溶性：C≤4与水互溶（氢键），C＞4随碳链增长溶解度迅速减小。（3）熔沸点：羧基数目相同时，碳原子数越多，沸点越高；羧酸的沸点比相应醇的沸点高。4.几种常见的羧酸5.羧酸的命名（1）CH3CH2CH2COOH的名称是3－甲基戊酸（2）CH3COOH的名称是2，3－二甲基丁酸（3）名称为4－甲基－3－乙基戊酸。二、羧酸的化学性质1.从结构角度认识羧酸的性质由于受氧原子电负性较大等因素的影响，当乙酸发生化学反应时，羧基结构中的两个部位容易断裂：（1）O－H键断裂时，解离出H+，使羧酸表现出酸性；（2）C－O键断裂时，－OH可以被其他基团取代，生成酯、酰胺等羧酸衍生物。2.弱酸性（1）一元弱酸，具有酸的通性①与指示剂反应：使石蕊试剂变红色②与氢前面的金属反应，如乙酸与Na的反应：2CH3COOH+2Na→2CH3COONa+H2↑③与盐溶液反应，如乙酸与Na2CO3反应：2CH3COOH+Na2CO3→2CH3COONa+H2O+CO2↑④与碱反应，如乙酸与NH3·H2O的反应：CH3COOH+NH3·H2O→CH3COONH4+H2O⑤与金属氧化物反应，如乙酸与CaO的反应：2CH3COOH+CaO→（CH3COO）2Ca+H2O（2）甲酸、苯甲酸、乙二酸的酸性比较（3）乙酸、碳酸、苯酚的酸性比较3.氧化反应（1）可燃性：CnH2nO2+ QUOTE O2nCO2+nH2O（2）KMnO4（H+）：不褪色4.酯化反应（1）乙酸和乙醇的反应：CH3COOH+CH3CH2OHCH3COOC2H5+H2O（2）酯化反应机理①同位素示踪法：CH3COOH+H18OCH2CH3CH3CO18OCH2CH3+H2O②实质：酸脱羟基，醇脱氢。a.酯化反应的特点（1）所有的酯化反应，条件均为浓硫酸、加热。酯化反应为可逆反应，书写方程式时用“”。（2）利用自身酯化或相互酯化生成环酯的结构特点以确定有机物中羟基位置。（3）在形成环酯时，酯基（－－O－）中只有一个O参与成环。（4）酸与醇发生反应时，产物不一定生成酯。若是羧酸或者无机含氧酸与醇反应，产物是酯；若是无氧酸如氢卤酸与醇反应则生成卤代烃。b.酯化反应的类型（1）一元羧酸和一元醇的酯化反应R－COOH+R'－CH2OHR－－O－CH2R'+H2O（2）一元羧酸与二元醇的酯化反应（3）二元酸与二元醇的酯化反应①反应生成普通酯+HOOC－COOCH2－CH2OH+H2O②反应生成环酯++2H2O③反应生成聚酯n+n+2nH2O（4）无机含氧酸的酯化反应+3HO－NO2+3H2O（5）高级脂肪酸与甘油的酯化反应+3C17H35COOH +3H2O知识点二、羧酸衍生物一、羧酸衍生物1.羧酸衍生物：羧酸分子中羧基上的羟基被其他原子或原子团取代后的产物。（1）酰基：羧酸分子中的羧基去掉羟基后剩余的基团，结构简式为－－R（2）常见的羧酸衍生物2.酯（1）概念：酰基（R－－）和烃氧基（RO－）相连后的产物。（2）官能团的名称：酯基，结构简式：－－O－R。（4）饱和一元酯的通式：CnH2nO2（n≥2）（5）命名：依据水解生成的酸和醇的名称命名，称为“某酸某酯”。（6）物理性质①密度：酯类密度一般比水小②溶解性：难溶于水，易溶于乙醇、乙醚等有机溶剂。③味态：低级酯是有香味的液体，易挥发。（7）化学性质－－水解反应①酸性条件：RCOOR'+H2ORCOOH+R'OH（部分进行）②碱性条件：RCOOR'+NaOHRCOONa+R'OH（完全进行）二、油脂1.油脂的组成和结构（1）组成：油脂是由高级脂肪酸与甘油形成的酯，属于酯类物质（2）结构①单甘油酯：R＝R'＝R''②混甘油酯：R、R'、R''不完全相同③天然油脂都是多种混甘油酯的混合物。2.分类3.物理性质4.化学性质（1）水解反应①酸性水解：制备甘油和高级脂肪酸②碱性水解（皂化反应）：制备甘油和肥皂（2）加成反应－－不饱和油脂的特性①溴水：液态油能够使溴水褪色（鉴别植物油和动物油）。②氢化反应：液态油与氢气的加成反应，又叫油脂的硬化。这样制得的油脂叫人造脂肪，又叫硬化油。+3H2。5.油脂和矿物油的比较三、胺和酰胺1.胺（1）结构和用途（2）化学性质：碱性①原因：氮原子上有孤对电子，能够与H+以配位键结合②反应：NH2+HClNH3Cl2.酰胺（1）概念：酰胺是羧酸分子中羟基被氨基（或取代的氨基）所替代得到的化合物（2）结构（3）常见的酰胺（4）水解反应：CH3CONH2+H2OCH3COOH+NH4+①强酸性条件：RCONH2+H2O+HClRCOOH+NH4Cl②强碱性条件：RCONH2+NaOHRCOONa+NH3↑四、酯的同分异构体的判断1.烃基组合法（1）R－－O R'，R从H原子开始，R'到－CH3结束（2）C5H10O2的酯类同分异构体①甲酸酯类：H－－OC4H9，酯种类：H原子种类（1）×丁基种类（4）＝4种②乙酸酯类：CH3－－OC3H7，酯种类：甲基种类（1）×丙基种类（2）＝2种③丙酸酯类：C2H5－－OC2H5，酯种类：乙基种类（1）×乙基种类（1）＝1种④丁酸酯类：C3H7－－OCH3，酯种类：丙基种类（2）×甲基种类（1）＝2种2.酯基插入法（1）酯基插入方式：－－O－和－O－－（2）分子式为C9H12O2的芳香酯的同分异构体是在CH2CH3中插入酯基（3）插入的酯基分别在中的①②③④位置①插入①得到O－－CH2CH3和－O－CH2CH3。②插入②得到CH2－O－－CH3和CH2－－O－CH3。③插入③时得到O－－H和－O－H（是羧酸，舍去）。④插入④时得到CH2CH2－O－－H和CH2CH2－－O－H（是羧酸，舍去）。第五节 有机合成知识点一、碳骨架的构建1.碳链的增长（1）卤代烃的取代反应①溴乙烷与氰化钠在酸性条件下的反应：CH3CH2Br+NaCN→CH3CH2CN+NaBr，CH3CH2CNCH3CH2COOH。②溴乙烷与丙炔钠的反应CH3CH2Br+NaC≡CCH3→CH3CH2C≡CCH3+NaBr（2）醛酮的加成反应①丙酮与HCN的反应②乙醛与HCN的反应CH3CHO+HCNCH3CH（OH）CN③羟醛缩合（以乙醛为例）CH3CHO+CH3CHOCH3CH（OH）CH2CHO④醛、酮与RMgX加成：+RMgX。2.碳链的缩短（1）与酸性KMnO4溶液的氧化反应①烯烃、炔烃的氧化反应CH3－CHCH3CH3COOH+ CH3－－CH3②苯的同系物的氧化反应CH2CH3COOH（2）脱羧反应①无水醋酸钠与氢氧化钠的反应：CH3COONa+NaOHCH4↑+Na2CO3②2－甲基丙酸钠与氢氧化钠的反应：CH3－COONa+NaOHCH3CH2CH3↑+Na2CO3（3）某些有机物的水解反应①蛋白质的水解反应 ②糖类的水解反应③酯的水解反应（4）水解的裂化或裂解①异丁烷裂化：CH3－CH3CH4+CH3CH＝CH2②十八烷裂化：C18H38C8H18（辛烷）+ C8H16（辛烯）二、官能团的引入和消除1.官能团的引入（1）碳碳双键的引入①醇的消去：CH3CH2OHCH2＝CH2↑+H2O②卤代烃的消去：CH3CH2Br+NaOHCH2＝CH2↑+NaBr+H2O③邻二卤代烃的消去：+ZnCH2＝CH2↑+ZnCl2④炔烃与H2的加成：CH≡CH+H2CH2＝CH2（2）卤素原子的引入①与HX的加成：CH2＝CH2+HBrCH3CH2Br、CH≡CH+HBrCH2＝CHBr②与X2的加成：CH2＝CH2+X2、CH≡CH+X2③烷烃、芳香烃的取代反应：CH4+Cl2CH3Cl+HCl、+Br2Br +HBr④烯烃、羧酸的α－H取代CH3－CH＝CH2+Cl22－CH＝CH2+HClRCH2COOH+Cl2R－－COOH +HCl⑤醇与卤代烃的取代：CH3CH2OH+HBrCH3CH2Br+H2O（3）羟基的引入方式①烯烃与水加成：CH2＝CH2+H2OCH3CH2OH②醛、酮与H2加成：CH3CHO+H2CH3CH2OH③醛、酮与HCN加成：CH3－－H +HCNCH3－－CN④羟醛缩合：CH3－－H +H－CH2CHOCH3－－CH2－CHO⑤卤代烃的水解：CH3－－CH3+NaOHCH3－－CH3+NaBr⑥酯的水解：CH3－－O－C2H5+H2OCH3COOH+C2H5OH⑦酚钠与酸反应：ONa+H2O+CO2OH +NaHCO3（4）羧基的引入方式①烯的氧化：RCH2CH＝CH2RCH2COOH+CO2↑②腈的水解：CH3CH2CNCH3CH2COOH③醛的氧化：2RCHO+O22RCOOH（5）羰基的引入方式①烯的氧化：CH2CH3CO2↑+CH3－－CH3②叔醇的催化氧化：2R－－R′+O22R－－R′+2H2O2.官能团的消除（1）通过加成反应消除或－C≡C－①CH2＝CH2+H2CH3CH3②CH3－C≡C－CH3+2H2CH3CH2CH2CH3（2）通过消去反应或氧化反应或酯化反应消除－OH①CH3CH2OHCH2＝CH2↑+H2O②2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O③CH3CH2OH+CH3COOHCH3COOC2H5+H2O。（3）通过氧化反应或加成反应可消除－CHO①2CH3CHO+O22CH3COOH②CH3CHO+H2CH3CH2OH（4）通过消去反应或水解反应可消除卤素原子①CH3CH2Br+NaOHCH2＝CH2↑+NaBr+H2O②CH3CH2Br+NaOHCH3CH2OH+NaBr（5）通过水解反应消除酯基①CH3COOC2H5+H2OCH3COOH+C2H5OH②CH3COOCH2CH3+NaOHCH3CH2OH+CH3COONa3.成环与开环的反应（1）成环①羟基酸分子内酯化（内酯）+H2O②二元酸和二元醇分子间酯化成环+（环酯）+2H2O③双烯合成反应+（2）开环①环酯的水解反应+2H2O+②某些环状烯烃的氧化反应HOOC（CH2）4COOHCH3－－（CH2）4COOH 三、官能团的转化和保护1.典型的官能团的转化关系2.官能团的保护有机合成时，往往在有机物分子中引入多个官能团，但有时在引入某一个官能团时容易对其他官能团造成破坏，导致不能实现目标化合物的合成。因此，在制备过程中要把分子中的某些官能团通过恰当的方法保护起来，在适当的时候再将其转变回来，从而达到有机合成的目的。（1）醇羟基的保护R－OHR－O－R′R″－O－R′R″－OH（2）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反应，把－OH变为－ONa将其保护起来，待氧化后再酸化将其转变为－OH。（3）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卤素单质、卤化氢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。例如，已知烯烃中在某些强氧化剂的作用下易发生断裂，因而在有机合成中有时需要对其进行保护，过程可简单表示如下：①+Br2 +Zn+ZnBr2②CH2＝CHRCH2Cl－CH2RCH2Cl－CH2R′CH2＝CHR′（4）氨基（－NH2）的保护例如，在对硝基甲苯合成对氨基苯甲酸的过程中应先把－CH3氧化成－COOH，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。（5）醛基的保护①醛基可被弱氧化剂氧化，为避免在反应过程中受到影响，对其保护和恢复过程为：Ⅰ．Ⅱ．R－CHO再如检验碳碳双键时，当有机物中含有醛基、碳碳双键等多种官能团时，可以先用弱氧化剂，如银氨溶液、新制Cu（OH）2悬浊液等氧化醛基，再用溴水、酸性KMnO4溶液等对碳碳双键进行检验。②醛与醇反应生成缩醛：+H2O生成的缩醛比较稳定，与稀碱和氧化剂均难反应，但在稀酸中微热，缩醛会水解为原来的醛。知识点二、有机合成路线的设计及应用一、有机合成路线的设计与实施1.有机合成路线确定的要素（1）基础：在掌握碳骨架构建和官能团转化基本方法的基础上。（2）设计与操作：进行合理的设计与选择，确定合成路线，以较低的成本和较高的产率，通过简便而对环境友好的操作得到目标产物。2.有机合成的过程3.有机合成路线设计应遵循的四个原则（1）符合绿色化学思想。①有机合成中的原子经济性；②原料的绿色化；③试剂与催化剂的无公害性。（2）原料价廉，原理正确。（3）路线简捷，便于操作，条件适宜，安全可靠。（4）易于分离，产率高。4.有机合成的发展（1）有机合成的技术和效率不断提高的影响因素①新的有机反应；②新试剂的不断发现；③有机合成理论的发展（2）发展过程（3）有机合成发展的作用①使人们能通过人工手段合成原本只能从生物体内分离、提取的天然产物。②使人们可以根据实际需要设计合成具有特定结构和性能的新物质。③为化学、生物、医学、材料等领域的研究和相关工业生产提供了坚定的物质基础。④有力地促进了人类健康水平提高和社会发展进步。二、有机合成的分析方法1.正合成法此法是采用正向思维方法，从已知原料入手，找出合成所需要的直接或间接的中间产物，逐步推向待合成有机物，其思维程序是原料中间产物产品。2.逆合成法此法是采用逆向思维方法，从产品的组成、结构、性质入手，找出合成所需要的直接或间接的中间产物，逐步推向已知原料，其思维程序是产品中间产物原料。3.综合比较法此法是采用综合思维的方法，将正向或逆向推导出的几种合成途径进行比较，从而得到最佳的合成路线。其思维程序是原料中间产物目标产物。三、常见的有机合成路线1.烃、卤代烃、烃的含氧衍生物之间的转化关系 烃R－H卤代烃R－X醇类R－OH醛类R－CHO羧酸R－COOH酯类RCOOR′2.一元合成路线R－CH＝CH2卤代烃一元醇一元醛一元羧酸酯3.二元合成路线CH2＝CH2CH2X－CH2X二元醇二元醛二元羧酸链酯、环酯、聚酯4.芳香族化合物合成路线（1）（2） 醛酮环醇烯醇CH3CH2CHOCH3COCH3CH2＝CH－CH2OH依据类别举例烃基种类脂肪酸乙酸：CH3COOH芳香酸苯甲酸：COOH羧基数目一元羧酸甲酸：HCOOH二元羧酸乙二酸：HOOC－COOH多元羧酸柠檬酸：烃基是否饱和饱和羧酸丙酸：CH3CH2COOH不饱和羧酸丙烯酸：CH2CHCOOH甲酸苯甲酸乙二酸俗名蚁酸安息香酸草酸结构简式HCOOHCOOH色、态、味无色有腐蚀性液体、刺激性气味无色晶体、易升华无色透明晶体溶解性易溶于水、有机溶剂微溶于水、易溶于乙醇能溶于水、乙醇用途工业还原剂、合成医药、农药和染料等的原料食品防腐剂，合成香料、药物化学分析还原剂，化工原料甲酸苯甲酸乙二酸实验操作①取0.01mol·L－1上述酸溶液，滴入紫色石蕊试液②取0.01mol·L－1上述酸溶液，测pH现象①紫色石蕊试液变红色②pH大于2结论甲酸、苯甲酸和乙二酸具有弱酸性实验装置实验现象A中：有气泡产生。C中：溶液变浑浊实验结论结合现象，根据强酸制弱酸的规律可知：酸性：乙酸＞碳酸＞苯酚羧酸衍生物酰卤酸酐酯酰胺结构简式R－－ClR－－O－－R′R－－ClR－－NH2酯HCOOC2H5名称甲酸乙酯二乙酸乙二酯乙二酸二乙酯乙二酸乙二酯物质油脂矿物油油脂肪组成不饱和高级脂肪酸的甘油酯饱和高级脂肪酸的甘油酯多种烷烃、环烷烃、芳香烃状态液态固态液态化学性质能水解，兼有烯烃的性质能水解具有烃的性质，不能水解存在花生、大豆、芝麻等油料作物中动物脂肪石油联系油和脂肪统称油脂，均属于酯类烃类名称乙酰胺苯甲酰胺N，N－二甲基甲酰胺结构简式CH3－－NH2－NH2H－－N（CH3）2时间发展过程20世纪初维尔施泰特通过十余步反应合成颠茄酮，总产率仅有0．75%十几年后，罗宾逊改进了合成思路，仅用3步反应便完成合成，总产率达90%20世纪中后期伍德沃德与多位化学家合作，成功合成了一系列结构复杂的天然产物，促进了有机合成技术和有机反应理论的发展科里提出了系统化的逆合成概念，开始利用计算机来辅助设计合成路线，让合成路线的设计逐步成为有严密思维逻辑的科学过程，使有机合成进入了新的发展阶段。
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