醇(酚)、醛、羧酸、酯及相互关系

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1、醇（酚）、醛、羧酸、酯及相互关系湖北省团风中学 洪彪 陈长东本专题是中学有机化学的核心内容，是历年高考的重点内容，重现率 100%。 其命题趋势是：（1）结合相关事件，考查主要官能团的性质；（2）将分子式、结构 简式与同分异构体的推导、书写糅合在一起；（3）创设情境，引入信息，依据官能 团的性质及相互关系组成综合性的试题。复习时要抓住“一官一代一衍变”，即官 能团对各类烃的衍生物的性质起决定作用，各类烃的衍生物的重要代表物的结构和 性质，各类烃的衍生物之间的衍变关系。在理解相关概念的基础上联点成线，联线成网，形成知识的立体架构，通过典型题目的分析解答，归纳得出不同题型的解题思路。、一个知识网C

2、H3CHj|CH2CH2BrCH2=CHjAchooczh5CH.CH2OH CHjCHOCHjCOOH|CH:BrCHlBch2ohcho coohw ICH2OH cho coohCHiCHCJ - -ECHCHn oCo/CH1Cl二、两种活性氢OHol分子结构中氢原子活性的比较：羟基氢邻对位上的氢间位上的氢2羟基氢活性的比较： 羧基氢酚羟基氢水分子中的氢醇羟基氢三、三种基团连接方式连接方式举例OH与苯环直接相连的是酚Ohch3JOh不与苯环直接相连的是醇c2h5ohjjch2ohC一边与H原子相连的是醛(OiicCH3CHJ0CH两边都不与H原子相连的是酮OII ch3cch3O11c

3、o氧原子与H原子相连的是羧酸oOIIIICH3COHHCOH氧原子不与H原子相连是酯0 0HCOCH3 CH3C0C2H5四、四种官能团的引入、消除和检验引入消除检验OH1.烯烃与水加成2 卤代烃碱性水解3 醛基与H2加成4 醛基被氧化5 酯的水解1 醇发生消去反应2被O2氧化3 与羧酸的酯化 4醇分子间的取代醇羟基：与Na产生H2,但不与NaHCO3 产生气体酚羟基:FeCl3溶液，浓溴水CHO1 醇的催化氧化2炔烃与水的加成1与h2加成2 被氧化银镜反应或与新制Cu(OH)2 反应COOH1.CHO的氧化2酯、油脂的水解与醇的酯化与NaHCO3反应生成co2011c0酯化反应水解反应五、五

4、种有机物的组成、结构和性质类别通式官能团代表物结构结构特点主要化学性质醇ROHOHHHCHOHH羟基直接与链烃基 相连，OH键与 CO键均有极性l .与活泼金属反应 产生H?（断）2. 消去反应（断）3. 催化氧化成醛（断 ）4 酯化反应（断）酚OOHOHOH直接与苯环相连1 弱酸性2 .与浓溴水发生取代反应3遇 FeCl3呈紫色4与 H2加成醛ORCHCHOOch3chOC有极性和不饱和性l.与h2加成生成醇 2被氧化剂（如02、 Ag（NH3）2、Cu（OH）2 等）氧化为酸羧酸ORCOHOCOHCH3OLoh受C=O键影响，OH键能电离出H+1 具有酸的通性2 酯化反应酯ORCORzOc

5、o1CH30COC2H5分子中RCO和OR 之间的键易 断裂水解反应六、六个有机计算的重要数据1.与H2加成时所消耗H2物质的量：lmol C=C需lmol H2，lmolC三C 需2mol H2，1mol CHO 需 1mol H2，1mol 苯环需 3mol H2。2. lmol CHO 完全反应时需 2mol AgCNHOH 或 2mol 新制的 Cu（OH）2，生 成 2mol Ag、lmol Cu2O。3. 2mol OH或2mol COOH与活泼金属反应放出lmol H2。4. lmol COOH 与 NaHCO3 溶液反应放出 lmol CO2。5. lmol 一元醇与足量乙酸反

6、应生成lmol酯时，其相对分子质量将增加42； lmol 二元醇与足量乙酸反应生成酯时，其相对分子质量将增加 84。61mol 某酯 A 发生水解反应生成 B 和乙酸时，若 A 与 B 的相对分子质量相 差 42 ，则生成 1mol 乙酸；若 A 与 B 的相对分子质量相差 84 时，则生成 2mol 乙酸。七、七种有机反应类型反应类型概念实例取 代 反 应卤代反应有机物中的某些原子（或原 子团）被卤素原子替代的反 应1 烷烃的卤代2苯及其同系物的卤代3 苯酚与浓溴水酯化反应羧酸与醇作用生成酯和水的 反应1酸（含无机含氧酸）与醇2葡萄糖与乙酸水解反应有机物与水反应，分解成两 种或多种物质1 酯

7、的水解2卤代烃的水解3二糖、多糖的水解4蛋白质的水解其他反应苯的硝化醇分子间脱水成醚加成反应有机物中不饱和碳原子跟其 他原子（或原子团）直接结 合生成新物质的反应1 烯烃、炔烃与h2加成2苯及苯的同系物与H2加成3 醛或酮与H2加成4油脂的氢化消去反应有机物从个分子中脱去个小分子（如H2O、HX）生 成不饱和化合物的反应1 醇分子内脱水生成烯烃2卤代烃消去加聚反应不饱和烃及其衍生物的单体 通过加成反应生成高分子化 合物乙烯、氯乙烯、苯乙烯的加聚 等缩聚反应单体间相互反应生成高分 子，同时还生成小分子（如 H2O、HX等）的反应1.多元醇与多元羧酸反应生成 聚酯2氨基酸反应生成多肽氧化反应有机物

8、分子中加氧或去氢的 反应1与o2反应2使KMnO4酸性溶液褪色的 反应3. RCHO发生银镜反应或与新制Cu（OH）2悬浊液的反应还原反应有机物分子中加氢或去氧的 反应1 烯、炔及其衍生物加氢2 醛催化加氢生成醇3油脂的硬化八、八个规律 1有机物溶解性规律：烃、卤代烃、酯均不溶于水；低级(即含碳原子数较 少的)醇、醛、羧酸等易溶于水，但随着碳原子数的增多，逐渐变得微溶或难溶。 如己醇、苯甲酸微溶于水，高级脂肪酸不溶于水等。2醇的氧化规律：与一OH相连的C上有H原子才能被氧化，否则不能被氧化。女口 RCH2OH 氧化 RCHO 氧化 RCOOH 或 RCHOH 氧化 C2IIR2RRCR,而RC

9、OH不能被氧化。由此可推断一OH的位置。R33醇(卤代灼的消去规律：与一OH(X)相连的C的邻位C上有H原子才能发生消去反应，否则就不能发生消去反应。如rch2ch2oh-消去rch=ch2.而RiCCHOH不能发生消去反应但能发生氧化反应4.2 一R3OOIIII一c与H2加成规律：若一c上连接H原子,就可与H2发生加成反应,OOII1(ON 、亠、右一C上连接O原子，就不与H2发生加成反应，如一COH和一CO均不能与 H2 发生加成反应。5酯化反应与酯水解规律：酯化反应时，竣基失一OH,醇轻基失H结合生成h2O,从而生成一CO,正因为如此，酯水解时，一cO断裂CO单键。6成环规律：每种有机

10、物分子中必须含有一COOH,OH,NH2中的任意两个官能团，发生酯化反应时才能生成环状结构。如：COOHhoch2浓 HSO.COOCH21 +14+ 2H OCOOHhoch2cooch22OIICH2COOH1 2HO+ch22浓H2SO心ch2cO+ 2H2OOHHOOCocch2211 2O57苯酚酸性强弱规律：苯酚溶液呈弱酸性，其酸性介于碳酸的第一步和第二步之间，故与ONa溶液反应时，无论CO2是否过量，都只生成NaHCO3。如:ONa+ CO2 + H2OOh + NaHCO3，这一特点与CO2和其他物质反应时可生成Na2CO3、NaHCO3两种物质有所不同。8同分异构体书写规律：

11、书写同分异构体时，要在把握对称性的基础上，寻找线索和突破口，运用有序思维书写，千万不要拿到题目就瞎拼乱凑，以免少写或 多写。同分异构体的书写规律为“判类别、定碳链、移官位、氢饱和”。（1）判类 别：根据有机物分子式判断其可能的类别异构。（2）定碳链：确定各类别异构中的 可能的碳链异构，碳链应由长到短。（3）移官位：支链由整到散，位置由心到边（不到端），排列由邻到间。（4）氢饱和：碳原子剩余的价键用氢原子去饱和，最后即 得到所有同分异构体的结构。在高考中对同分异构体的书写的考查往往是有条件限 制的同分异构体的书写，因此在书写时一定要审清题意要求，综合上述提到的同分 异构体的书写顺序，有序书写。例

12、如：书写分子式为CnH2nO2的属于羧酸和酯的同分异构体时可按碳链异构一OO11H官能团位置异构来进行，即一CO的位置异构。此法关键是先确定一C的位置,OoIIII然后在一C左右两边分别接一次O,就得出有两种异构，再确定一C有几种位置就可确定。九、典例剖析例1： （2009上海9）迷迭香酸是从蜂花属植物 中提取得到的酸性物质，其结构如右图。下列叙述正 确的是（）A. 迷迭香酸属于芳香烃B. 1mol迷迭香酸最多能和9mol氢气发生加成反应C. 迷迭香酸可以发生水解反应、取代反应和酯化反应D. 1mol迷迭香酸最多能和含5mol NaOH的水溶液完全反应解析A项，该物质分子中含氧元素，不属于烃类

13、。B项，该物质1个分子中 有 2 个苯环和 1 个碳碳双键，故 1mol 迷迭香酸最多和 7mol 氢气发生加成反应。 C 项，分子中有酯基，可发生水解反应；有羧基可发生酯化反应；有酚羟基，其邻、 对位上的氢原子可发生取代反应， C 项正确。 D 项，分子中有 4mol 酚羟基和 1mol 羧基，共消耗5mol NaOH；还有1mol酯基水解后生成的羧基又消耗1mol NaOH, 故 1mol 该物质最多消耗 6mol NaOH。答案 C例2： （2009海南，18 - 3）分子式为C5H10O2的酯共有（不考虑立体异构）（）A. 7 种B. 8 种C. 9 种D. 10 种O解析属于酯即含有

14、“一CO”结构，若为HCOOC4H9,有4种；若为 CH3COOC3H7,有 2 种；若为 CH3CH2COOC2H5，有 1 种；若为 C3H7COOCH3,有 2 种，共 9 种。答案 C例3： （2009全国卷130）化合物H是一种香料，存在于金橘中，可用如下路线 合成：(3) 在催化剂存在下1 mol F与2 mol H2反应，生成3苯基一1一丙醇。F的结构简式是。(4) 反应的反应类型是；(5) 反应的化学方程式为；(6) 写出所有与 G 具有相同官能团的 G 的芳香类同分异构体的结构简式：。解析本题考查的是有机物的结构与性质，意在考查考生熟练掌握有机物的性质以 及相互转化。(1)8

15、8gCO2为2mol, 45gH2O为2.5mol,标准状况下11.2L A即为0.5mol, 所以烃A中含碳原子为4, H原子数为10,则化学式为C4H10。(2) C4H10存在正丁烷 和异丁烷两种同分异构体，但从框图上看，A与Cl2发生一氯取代时有两种产物，且在 NaOH醇溶液作用下的产物只有一种，则只能是异丁烷。取代后的产物为2 -甲基- 1 - 氯丙烷和2-甲基-2-氯丙烷。(3) F可以与Cu(OH)2反应，故应为醛基，与H2之间 为1： 2加成，则应含有碳碳双键。从生成的产物3-苯基- 1-丙醇分析，F的结构简式为。(4)反应为卤代烃在醇溶液中的消去反应。(5) F被新制的Cu(

16、OH)2氧化成羧酸，D-E的反应与信息反应类似，则类比可得出E的结构简式为ch3-ch-ch2-oh。E与G在浓硫酸作用下可以发生酯化反应。(5) G中含有官能团 为碳碳双键和羧基，可以将官能团作相应的位置变换而得出其芳香类的同分异构体。答案(1) C4H10。例4： （2009山东33）下图中X是一种具有水果香味的合成香料，A是有直链的有机物，E与FeCl3溶液作用显紫色。AAA倉硫隧煲氨溶液OrCu严耳催化刑z1.4II请根据上述信息回答：（1） H中含氧官能团的名称是。BI的反应类型为。（2） 只用一种试剂鉴别D、E、H,该试剂是。3） H 与 J 互为同分异构体， J 在酸性条件下水解

17、有乙酸生成， J 的结构简式为。（4）D和F反应生成X的化学方程式为。解析本题考查有机合成与推断，意在考查烃的衍生物的转化关系，联系所学知识 迁移、转换、重组，使得问题得到解决，这对思维的敏捷性、严密性、整体性及创造性 等是极大的挑战。因E与FeCl3溶液作用显紫色，故E分子结构中含有酚羟基，由于E的 分子式为C6H6O，故E为苯酚；F为环己醇；又A为直链有机物，故根据题中的AfGH 得出，A 为 CH2=CHCH2CHO，H 为 CH2=CHCH2COOH； B 为 CH3CH2CH2CH2OH， C 为 ch3ch2ch2cho； d 为 ch3ch2ch2cooh； i 为 ch3ch2

18、ch=ch2o 溴水不能使 CH3CH2CH2COOH 褪色，能与苯酚生成白色沉淀，与 CH2=CHCH2COOH 发生加成反 应褪色，故可用溴水检验CH3CH2CH2COOH、苯酚、CH2=CHCH2COOHo由于J与 ch2=chch2cooh互为同分异构体，又能水解，应属于酯类，因水解产物有乙酸，故 J的结构简式为CH3COOCH=CH2o D和F的反应是酯化反应。答案（1）羧基消去反应 （2）溴水 （3） CH3COOCH=CH2（i） B2H6已知： r-ch=ch26R-CH2CH2OH （B2 H6为乙硼烷）2（ii）H2O2/OH（i） 2 22 6回答下列问题：（1）11.2L （标准状况）的烃A在氧气中充分燃烧可以产生88 g CO2和45 g钛0。A的分子式是；（2）B和C均为一氯代烃，它们的名称（系统命名）分别为