根: 通常指帶有電荷的原子團,如OH-.
基: 通常指電中性的原子團.
官能團:決定有機物化學特性的原子或原子團,屬於官能團的原子團是“基”,但“基”不壹定是官能團.如-CH3等就不是官能團.
例:羥基與氫氧根離子的區別:
羥基(-OH)
氫氧根(OH-)
不顯電性
顯電性、陰離子
不穩定
穩定
不能獨立存在
能獨立存在(如在溶液中或離子晶體中)
對比下列原子團:
—OH(羥基)和 (氫氧根)
—NH2和
—NO2(硝基)和 (亞硝酸根)
—CH3(甲基);CH2=CH—(乙烯基);CH≡C—(乙炔基);—C6H5(苯基);—OR(烴氧基)
—X(鹵原子)和 (鹵離子)
C
—C—
—COOH(羧基)和 (羧酸根)
(羰基)和—CHO(醛基)
學習有機反應應註意的問題
1. 從官能團入手,掌握各類衍生物的性質
在乙醇的化學性質中,要抓住官能團的特性,也要註意乙基對羥基的影響.在C—O—H結構中,由於氧原子吸引電子的能力大於碳原子和氫原子,O—H鍵和C—O鍵的電子雲都向氧原子偏移.因此,在化學反應中,O—H鍵和C—O都有斷裂的可能.例如,鈉跟乙醇起反應時,O—H鍵斷裂;溴化氫跟乙醇反應時,C—O鍵斷裂;乙醇分子間脫水生成乙醚時,既有C—O鍵斷裂,又有O—H鍵的斷裂.
不僅羥基這個活潑的官能團能夠決定乙醇的壹些化學性質,乙基對乙醇的化學性質也有影響.例如,鈉跟水反應比鈉跟乙醇反應更劇烈,這是由於氫原子和乙基對羥基有不同的影響,水分子中的氫原子更容易電離的緣故.
2.鹵代烴(主要是鹵代烷烴)和醇的消去反應規律
(1)查依采夫規則:鹵代烴、醇在消去HX、H2O等小分子時,氫原子總是從含氫較少的碳原子上脫去;
(2)與鹵原子連接的碳原子相鄰的碳原子上沒有氫原子的鹵代烴,與羥基連接的碳原子相鄰的碳原子上沒有氫原子的醇,不能發生消去反應,且主鏈碳為2個.
3.醇的氧化反應規律
(1)伯醇氧化為醛;
(2)仲醇氧化為酮;
(3)叔醇難被氧化.
分子內原子團之間的相互影響
衍生物的性質不僅決定於官能團,而且受烴基的影響.
例如:羥基是酚的官能團,也是醇的官能團,但兩者的性質是不相同的.在反應時,乙醇分子中C—O—H可以從C—O鍵斷裂,也可以從O—H鍵斷裂.而苯酚分子中C—O—H由於苯環的影響主要從O—H鍵斷裂.這就是說苯酚比乙醇具有較強的酸性.另外,乙醇分子中的羥基容易被取代,而苯酚的羥基難被取代,但是苯酚的苯環由於羥基的影響使羥基鄰、對位上的氫原子容易被取代.
比較羥基上氫的活潑性:
CH3CH2OH H2O
C6H5OH
HOCOOH
CH3COOH
HCOOH
跟指示劑
×
×
×
√
√
√
跟Na
√
√
√
√
√
√
跟NaOH
×
×
√
√
√
√
跟Na2CO3
×
×
√
√
√
√
跟NaHCO3
×
×
×
×
√
√
結論: CH3CH2OH< H2O< C6H5OH<H2CO3<CH3COOH< HCOOH
有機合成的常規方法
1. 官能團的引入
(1)引入羥基(—OH)
① 烯烴與水的加成
② 醛、酮與氫氣加成
③ 鹵代烴堿性水解
④ 酯的水解
(2)引入鹵原子(—X)
① 烴與X2的取代
② 不飽和烴與HX或X2
③ 醇與HX取代
(3)引入雙鍵
① 某些醇或鹵代烴的消去引入C=C
② 醇的氧化引入 C=O
2.官能團的消除
(1)通過加成消除不飽和鍵
(2)通過消去或氧化或酯化等消除羥基(—OH)
(3)通過加成或氧化等消除醛基(—CHO)
3.官能團間的演變
根據合成需要(有時題目住處中會明示某些演變途徑),可進行有機物的官能團衍變,以使中間物向產物遞進.常見的有三種方法:
(1)利用官能團的衍生關系進行演變;
(2)通過某種化學途徑使壹個官能團變為兩個
(3)通過某種手段,改變官能團的位置.
有機合成題的解題思路
解答有機合成題目的關鍵在於:
1.選擇合理簡單的合成路線
2.熟練掌握各類有機物的組成、結構、性質、相互衍生關系以及重要官能團的引進和消去等基礎知識.
有機合成路線的推導,壹般有兩種方法;壹是“直導法”;二是“反推法”.比較常用的是“反推法”,該方法的思維途徑是:
(1)首先確定所要合成的有機產物屬何類別,以及題中所給定的條件與所要合成的有機物之間的關系;
(2)以題中要求最終產物為起點,考慮這壹有機物如何從另壹有機物甲經過壹步反應而制得.如果甲不是所給的已知原料,再進壹步考慮甲又是如何從另壹有機物乙經壹步反應而制得,壹直推導到題目中給定的原料為終點;
(3)在合成某壹種產物時,可能會產生多種不同的方法和途徑,應當在兼顧原料省、產率高的前提下選擇最合理、最簡單的方法途徑.
書寫同分異構體的方法
準確、完全地書寫出同分異構體結構式的方法壹般按官能團異構——碳鏈異構——位置異構的順序規律來書寫.
如:寫出C5H12O的所有同分異構體的結構簡式.
1.官能團異構:根據通式CnH2n+2O,在中學知識範圍內可知是醇和醚.
2.碳鏈異構:五個碳原子的碳鏈有三種連接方式
C — C— C
⑧↑
C
C
C — C — C — C
④↑ ⑤↑ ⑥↑ ⑦↑
C
3.位置異構:對於醇類,在碳鏈的各個碳原子上分別連羥基,用“↑”表示能連的不同位置.
①↑ ②↑ ③↑
C — C— C
⑥↑
C
C
C — C — C — C
③↑ ④↑ ⑤↑
C
對於醚類,位置異構是因氧的位置不同引起的
①↑ ②↑
分析知有8種醇和6種醚總***14種同分異構體.然後將碳的骨架改寫為結構簡式.
能使溴水和酸性高錳酸鉀溶液褪色的有機物
1.使溴水褪色的有機物有:
(1)不飽和烴(烯、炔、二烯、苯乙烯等);
(2)不飽和烴的衍生物(烯醇、烯醛等);
(3)石油產品(裂化氣、裂解氣、裂化石油等);
(4)天然橡膠;
(5)苯酚(生成白色沈澱).
2.因萃取使溴水褪色的物質有:
(1)密度大於1的溶劑(四氯化碳、氯仿、溴苯、二硫化碳等);
(2)密度小於1的溶劑(液態的飽和烴、直餾汽油、苯及其同系物、液態環烷烴、液態飽和酯).
3.使酸性高錳酸鉀溶液褪色的有機物有:
(1)不飽和烴;
(2)苯的同系物;
(3)不飽和烴的衍生物;
(4)醇類有機物;
(5)含醛基的有機物:醛、甲酸、甲酸酯、甲酸鹽;
(6)石油產品(裂解氣、裂化氣、裂化石油);
(7)天然橡膠.