有机反应

有机反应（精选12篇）

有机反应 篇1

在化学反应中,有一些反应会因为反应条件的影响而生成不同的产物,而这种情况在有机反应中尤为突出,所以弄清楚反应条件对产物的影响,对有机化学的学习将会起到很大的影响,而且这种现象在有机合成上会有非常重要的应用.下面就有机反应中一些典型的因反应条件不同而而导致生成不同产物的反应做一下简单的介绍.

一、烯烃与卤素的加成和取代

1. 加成反应

CH3—CH=CH2+X2→Ch3—ChX—CH2X

烯烃能与卤素起加成反应,生成相邻两个碳原子上各带一个卤原子的邻二卤化物.该反应在常温时就可以迅速定量地进行,溴的四氯化碳溶液与烯烃反应时,溴的颜色消失,可用来检验烯烃的存在.

2. 取代反应

丙烯和氯气混合,当温度低于250℃时,主要发生加成反应,但随着温度的升高,取代反应逐渐增加,当加热到500～600℃时,则主要生成丙烯氯.

CH3 CH=CH2+Cl2→CH2 ClCH=CH2+HCl

二、不对称烯烃与卤化氢的加成

马尔可夫尼可夫规则(马氏规则):当不对称烯烃与卤化氢发生加成反应时,通常氢加到含氢多的不饱和碳原子一侧,即氢加氢多.

烯烃与卤化氢的加成反应为亲电加成反应,第一步形成碳正离子,第二步加上负性基.通常不对称烯烃与卤化氢发生加成反应时主要为顺马加成,仅有少量发生反马加成.

CH3—CH=CH2+HX→CH3—CHX-CH3

但当有过氧化物存在时或光照条件下,不对称烯烃与溴化氢的加成为自由基型的加成反应,主要发生反马加成.

注意:只有烯烃与卤化氢在有过氧化物存在或光照下,才主要生成反马氏规则的产物.

三、烯烃的催化氧化

乙烯在银催化剂的存在下,被空气中的氧直接氧化为环氧乙烷,这是工业上生产环氧乙烷的方法.

但如果在氯化钯的催化下,乙烯和丙烯能被氧所氧化生成重要的化工原料乙醛和丙酮.

四、1,3—丁二烯的1,2—加成与1,4—加成

1,3—丁二烯可以和卤素、卤化氢等发生亲电加成反应,也可以催化加氢.当卤素或卤化氢不足时,其加成方式如下:

其加成方式究竟按1,2-加成还是1,4-加成主要取决于反应体系的温度和反应溶剂的极性.此反应如在极性溶剂中进行,1,4-加成产物占70%(4℃);但在非极性溶剂(如正己烷)中进行,1,4-加成产物则占46%(-15℃).如果控制温度到-80℃,则加成产物中1,4-加成产物只占20%左右;而当温度升高到60℃时,1,4-加成产物则要占80%左右.

五、卤代烃的偶联、取代和消去

卤代烷的乙醚溶液与金属钠反应生成烷烃(武慈合成法).制得的烷烃所含的碳原子比原料卤代烃的增加了一倍,是增长碳链的方法之一,但产率较低.

在强碱的水溶液中,卤代烃则发生水解反应,可制得对应的醇.卤代烃的水解反应是亲核取代反应,被广泛用于有机合成.

在强碱的醇溶液中,卤代烃则发生消去反应,卤素常与β碳上的氢原子脱去一分子卤化氢而生成烯烃.

六、萘的还原

萘比苯容易加成,在不同的条件下可以发生部分的加氢或全部加氢.

有机反应 篇2

一、取代

根据反应历程可分为：自由基取代、亲电取代、亲核取代。

1．【举例】

①烷烃的卤代-氯代选择性差，溴代选择性好。自由基取代

【特点】有自由基参与，在光照、加热或过氧化物存在下进行。

②烯烃或芳烃的α-卤代-选择性较好。

2． 亲电取代

芳环上的“四化”反应——卤化、硝化、磺化、烷基化或酰基化。

【特点】亲电试剂(E+)首先进攻。

【讨论】

① 定位规律

苯环上已有一个取代基之后，新引入的取代基的位置取向受原有取代基的性质的影响。原有基团分为以下两类。

第一类：致活基，新引入基团在它的邻、对位。

属于这类基团的有-O-、-NR2、-NHR、-OH、-OCH、-NHCOCH3、-OCOR、-C6H5、-R（CH3、-C2H5、(CH3)2CH）、-H、-X。

【特点】负电荷，孤对电子，饱和键。

第二类：致钝基，新引入的基团上间位。属于这类基团的有-N+R3、-NO2、-CN、-COOH、-SO3H、-CHO、-COR等。

【特点】正电荷，不饱和键。

上述两类定位基定位能力的强弱是不同的，其大致次序如上所述。

②取代苯的定位规则

当苯环上已有两个取代基时，第三个基团进入苯环位置主要由原来的两个取代基的性质决定。

(a)原有基团是同类时，以强者为主。

(b)原有基团不同类时，以第一类为主(不管Ⅱ类有多强，I类有多弱)，因为反应类型是亲电取代反应。

③磺化反应可逆

有机合成中常利用磺化反应可逆性，来进行占位。例：

④芳环上有吸电子基取代时(如PhNO2、PhCN、PhCOOH、PhSO3H等)不发生付氏反应。

解：

⑤酚的付氏反应特殊，一般用质子酸催化。原因：

例：

⑥偶联反应的本质也是亲电取代反应。

例：

3．亲核取代SNl和SN2

【讨论】

SN1和SN2是一对相互竞争的反应，究竟以何种历程进行取决于RX的结 4 构、试剂的亲核性、溶剂的极性、离去基团的性质等因素。

①3°RX易进行单分子反应(3°C+稳定)；1°RX易进行双分子反应(1°RX空间障碍小)；烯丙型卤代烃既易于SNl，又易于SN2。

②亲核性强的试剂有利于SN2，SNl基本不受试剂亲核性的影响。

③极性大的溶剂有利于SN1；极性小的溶剂有利于SN2。

④易于离去的基团有利于SNl和SN2。

例1：SN2速率：

例2：SN2速率：

例3：SNl速率：

例4：与AgNO3-醇的反应速率

1． 预测下列反应的主要产物。

2．写出下列反应的产物及其构型。(1)6

(2)

(3)

(4)

2． 选择有利的反应条件。

SNl：不受试剂亲核性的影响。SN2：试剂亲核性增加，SN2速率增加。(1)亲核加成-消除

反应这类反应主要是指羧酸及其衍生物的水解、醇解和氨解。

【讨论】羰基碳越正，反应速率越快；L越容易离去，反应速率越快。所以，水解、醇解、氨解速率：

(2)重氮盐放氮

重氮化反应：

重氮基被羟基取代：

被氢取代：

或

被卤素取代：

被氰基取代：

【特点】低温下，强酸性介质中进行。【用途】制备一系列芳香族化合物。

二、加成反应

类型：催化加氢、自由基加成、亲电加成、亲核加成。1．催化加氢

吸附速率：

所以

例：

2．自由基加成

【特点】①加成方向违反马氏规则；②只有HBr与烯烃反马式加成。

(苯环具有特殊的稳定性)3．亲电加成【特点】由E+首先进攻，在重键或小环上进行，遵循马氏规则。【举例】烯烃的亲电加成。4．硼氢化反应

相当于在双键上间接、顺式加成一分子水。

【特点】顺式加成、反马式加成、不重排。【用途】制伯醇的好办法。5．羟汞化一脱汞反应及烷氧汞化——脱汞反应

相当于在双键上间接、按马氏规则加成一分子水或醇。

【特点】反应速率快、条件温和、不重排、产率高(>90％)。6．共轭加成亲电加成：

亲核加成： 自由基加成：

7．亲核加成由Nu首先进攻，在例1：

小环上进行。

例2：

例3：

8．安息香缩合——极翻转的概念

芳香醛在氰离子催化作用下发生双分子缩合，生成α-羟基酮的反应。

反应历程如下所示。

该反应只能在氰离子的催化下进行。其中CN-的作用有3点：①与C=O亲核加成；②加成后吸引电子，使原来醛基中的质子离去，转移到氧原子上；③最后作为离去基团离去。

在反应中(I)中羰基碳呈正电性，具有亲电的特性，而(I)与CN-加成后经质子 转移形成的(Ⅲ)呈负电性，具有亲核性。这种现象称为极翻转。

三、消除反应

1．卤代烃的消除及E1、E2 14

例1：反应速率：(1)>(2)(t-But代表叔丁基)

例2：下列反应的机理为E2。

同碳多卤化合物，C-Cl键难断

练习

何者与KOH/醇脱HX的速度快? 15

【讨论】消除与取代之间的竞争

①3°RX易消除，1°RX易取代；β-H多者易消除，β-H少者易取代。例1：

解：

若采用叔丁醇与丙醇钠反应将会使主产物成为异丁烯。

②亲核性强的试剂有利于取代，碱性强的试剂有利于消除。例2：

亲核性的强弱取决于试剂的可极化度与碱性。大多数情况下，试剂的亲核性与碱性的 顺序一致，但有时不一致。

③极性大的溶剂有利于取代(中间体和过渡态电荷相对集中)，极性小的溶剂有利于消除(中间体和过渡态电荷相对分散)。例3：

反应温度高有利于消除(断C—H和C—X)，反应温度低有利于取代(只断C-X)。

④消除方向遵循查依采夫规则。

注意：卤代烃消除时遵循查依采夫规则(生成取代基最多的烯烃)；季铵盐消除时遵循霍夫曼规则(生成取代基最少的烯烃)。练习

1．写出下列反应的产物，并指出机理。

(1)

无强碱时以SNl为主，伴有E1。

(2)碱进攻取代基较多的β-H，产物稳定。

(3)

(4)

2．选择有利的反应条件。

(1 温度升高有利于消除，因为消除需断两个键。

(2)碱性强的试剂有利于消除。

(3)碱性强的试剂有利于消除。

(4)2°卤烃比1°卤烃更容易发生消除反应。

(5)

碱的浓度增加，有利于E2(该反应在醇中进行，为E2历程)。3．写出下列反应的产物。

(1)(2)

(3)

2．热消除反应

酯、季铵盐、氧化叔胺都可发生热消除。(1)酯的热消除

【特点】加热下进行，环状过渡态。顺式消除酸性大、空间障碍小的β-H，产物不 重排。所以，酯的热消除反应相当于醇的间接脱水反应。(2)氧化叔胺的热消除

【特点】环状过渡态，顺式消除。【用途】①合成烯烃；②除去N原子。

(3)季铵碱的热消除(Hofmann消除)

Hofmann规则：季铵碱消除时，消去酸性大、位阻小的β-H，得到取代基最少的烯烃。

【特点】

加热条件下进行，反式消除(E2机理要求反式共平面)，消除方向遵循Hofmann规则。例1：

例2：

例3：

例4：

练习写出下列反应的产物。

(1)

(顺式消除)(2)

(3)(4)

(5)

(6)

【小结】①卤代烃脱卤化氢是反式消除；②季铵盐热消除是反式消除；③羧酸酯热消除是顺式消除；④氧化叔胺热消除是顺式消除。

四、氧化反应

1．KMnO4氧化【特点】氧化性强，通用。例：

(顺式氧化)

2．铬酸氧化例：

【特点】通用氧化剂，氧化性强。

用K2Cr2O7+H2SO4氧化仲醇，速率快、产率高，是由仲醇制备酮的好办法。

(2)CrO3+吡啶

【特点】适宜氧化醇→醛、酮。产物专一性好，不氧化双键，对分子其 他部分影响极小。

例：

(3)CrO3+乙酐

(芳环上可连有硝基、二乙酸酯卤素原子、烃基等)

不易被氧化

3．丙酮+异丙醇铝氧化(Oppenauer氧化)又称为Oppenauer氧化，其特点是不氧化双键。

例：

4．HIO4氧化

氧化邻二醇，生成醛或酮等。

例：

5．MnO2氧化

氧化性较温和，不氧化双键。例：

6．H2O2及过酸氧化(1)氧化双键

例：

(2)氧化酮——Beayer—Villiger氧化有机过酸与酮反应生成酯。因反应过程中碳架发生变化，又称为Beayer—Villiger重排。

迁移优先次序：叔烷基>仲烷基>环己基>苄基>苯基>伯烷基>甲基。立体化学：迁移过程不改变R’的立体构型。例：

7．Tollens氧化及Fehling氧化【特点】弱氧化剂，将醛基氧化成羧基，均不氧化双键。【区别】Tollens试剂(硝酸银的氨溶液)——氧化所有的醛； Fehling试剂(硫酸铜与酒石酸钾钠的混合液)——只氧化脂肪醛，不氧化芳香醛。

8．Br2水氧化

弱氧化剂只氧化醛糖，不氧化酮糖。例：

9．空气氧化

氧化产物取决于催化剂。例：

五、还原反应

1．催化加氢【特点】a．顺式加氢；b．无选择性；c．特殊催化剂可停留在双键阶段。例：

2．Na／NH3(或NaNH2／液NH3)还原

将叁键还原为反式双键。例：

将芳环部分氢化生成1,4-二氢化物(Birch还原)。例：

将羰基还原为羟基。【特点】不还原双键，其中LiAlH4还原性特别强

例：

4．重要的特殊还原反应

(1)克莱门森还原在酸性条件下，把羰基还原成亚甲基：

【特点】操作方便、产率高，但不适用于对酸敏感的化合物。

(2)wolff_Kishner一黄鸣龙还原碱性条件下，把羰基还原成亚甲基：

【特点】操作方便、产率高，可与克莱门森还原相媲美，但不适用于对碱敏感的化合物。

例：

由解：

(3)罗森门德还原

(4)

(5)Fe+HCl(或SnCl2+HCl)还原

若芳环上有易被还原的羰基时，用SnCl2+HCl还原较好。(6)羰基化合物的还原胺化

5．醛和酮的还原

①一般情况下，醛比酮容易还原。

②还原产物：醛还原得到伯醇；酮单分子还原得仲醇，双分子还原得邻二醇。

例：

③不饱和醛酮被还原时，先还原双键，后还原羰基。例：

六、歧化反应(Cannizzaro反应)无α-H的醛，在浓碱催化下进行。

甲醛与另一种无α-H的醛在一起进行歧化反应，一定是甲醛被氧化。

七、重排反应

1．酸性条件下发生的重排

比较常见的有：Wagner-Meerwein重排，烯丙基重排、Pinacol重排、Backmann重排、Baeyer-Villiger重排、Fries重排、联苯胺重排等。

(1)Wagner-Meerwein重排醇与酸反应时C+的重排。例1：

例2：

所以，Lucas试剂试剂(ZnCl2/HCl)只能用来检验伯醇、仲醇、叔醇，不能用来制备卤代烃。例3：

例4：

例5：

(2)异丙苯氧化法制苯酚

32(3)Pinacol重排(邻二醇重排)

【讨论】

①碳正离子的形成与基团的迁移是一个协同过程，迁移基团(R2)与离去基团处于反式共平面。

②基团的迁移倾向与其亲核性一致：苯基>叔丁基>异丙基>乙基>甲基>氢。

例1：

例2：

(4)Beckmann重排

肟在质子酸或Leiws酸催化下重排生成酰胺。

【立体化学】

反式重排，-OH与反式位上R互换位置。

【重排结果】

与-OH同侧的烃基在羰基上，与-OH异侧的烃基在氨基上。例1：

例2：

(5)Bayer-Villiger重排有机过酸与酮反应，生成酯。

反应历程如下所示。

迁移优先次序：叔烷基>仲烷基>环己基>苄基>苯基>伯烷基>甲基。立体化学：迁移过程不改变R’的立体构型。例：

(6)Fries重排

(7)烯丙位重排

烯丙基化合物在外界作用下发生双键位移的反应都叫做烯丙基重排(其机理可以是SN1、SN2、SE、自由基等，情况复杂)。

例1： 例2：

例3：

例4：

35(8)联苯胺重排

例：

【用途】制染料。例：偶氮苯经联苯胺重排后重氮化得

2．碱性条件下发生的重排(1)Hofmann重排

反应历程如下所示。

(2)二苯乙二酮重排

反应历程如下所示。

例：

3．加热条件下发生的重排

(1)Claison重排酚或烯醇的烯丙醚加热时，经六元环过渡态生成C-烯丙基酚或酮的 重排。

例：

(2)Cope重排

例：

练习预料下列反应的产物，并提出合适的机理。

历程：

历程：

38(3)

历程：

(4)

历程：

(5)

(6)

(7

八、与活泼亚甲基有关的反应

这类反应有：酮的卤化、卤仿反应、脂肪酸的α卤代、羟醛缩合、Perkin反应、Knoevenagel反应、Claison酯缩合反应、β二羰基化合物的烃基化和酰基化、Michal加成、Darzen反应、Reformarsky反应、Mannich反应(胺甲基化反应)、羰基化合物经烯胺的酰基化或烃基化、Reimer-Tiemann反应等。详见“与活泼亚甲基有关的反应”专题小结。

九、降解反应

1．Hofmann降解

见“专题总结I”中“

七、2．碱性条件下发生的重排”。

2．臭氧化

3．卤仿反应

4．邻二醇氧化

5．脱羧(1)β羰基酸脱羧

(2)汉斯狄克(Hunsdiecker H)脱羧

用羧酸的银盐在无水的惰性溶剂(如四氯化 碳)中与一分子溴回流失去二氧化碳而形成比羧酸少一个碳的溴代烷。

(3)柯齐(Kochi J K)脱羧

用四乙酸铅、金属卤化物(钾、锂、钙的卤化物)和羧 酸反应，脱羧卤化而得卤代烷。

6．羟基酸分解α-羟基酸与稀硫酸共热，分解为少一个碳的醛。

十、周环反应

这类反应的特点是经环状过渡态一步完成，并具有高度的区域选择性和立体专一性。

1．环化加成【特点】

①成环与加成一步完成，协同进行。当双烯体上有给电子基、亲双烯体上有吸电子基时，更有利于环化加成反应的发生。例：

②顺式加成，亲双烯体的构型保持不变。例：

③当双烯体和亲双烯体上有取代基时，一般生成邻、对位产物，极少有间位产物的生成。

例：

④环状共轭二烯反应时，主要生成内型产物。例：

2．电环化反应开链共轭烯烃关环生成环烯烃及其逆反应都叫电环化反应。例：

热反应只与基态有关，在反应中起关键作用的是HOMO。光照情况下分子发生跃迁，处于激发态。此时，分子的HOMO是基态时的LUMO。电环化反应规律如下所示。

3．Claison重排和Cope重排

它们都属于[3，3]迁移反应，其特点是在加热条件下进行，有六元环状过渡态。详见“专题总结I

例谈有机化学的基本反应类型 篇3

例1下列有机反应中，不属于取代反应的是（）。

A.CH3+Cl2光照

CH2Cl+HCl

B.2CH3CH2OH+2Na

2CH3CH2ONa+H2↑

C.CH3CH2CH2CH2OH +HBr

CH3CH2CH2CH2Br+H2O

D.C2H5OH+HOC2H5浓硫酸140℃

C2H5OC2H5+H2O

解析根据取代反应的概念可知，反应A、C、D均属于取代反应；而反应B不属于取代反应（属于置换反应）。

故答案为B。

知识点拨①取代反应的特点是“交换成分，有上有下”。

②常见的取代反应有：烷烃、苯及其同系物、酚等的卤代反应，苯及其同系物、酚等的硝化反应与磺化反应，酯化反应，醇与氢卤酸（HX）的反应，醇分子间脱水生成醚的反应，有机物的水解反应。

③取代反应与置换反应的主要区别：一是取代反应的反应物和生成物不一定有单质，而置换反应的反应物和生成物一定有单质；二是取代反应一般进行不完全、速率慢，而置换反应一般能进行完全、速率快；三是取代反应无电子得失，而置换反应有电子得失。

二、加成反应

例2下列有机反应中，不属于加成反应的是（）。

A.CH3CH=CH2+HCl催化剂

CH3CHClCH3

B.CH2=CHCH2CH3+H2O催化剂CH3CHOHCH2CH3

C.CH2=CHCH3+2Cl2光照CH2=CHCHCl2+2HCl

D.CH2=CHCH2CHO+2H2催化剂CH3CH2CH2CH2OH

解析根据加成反应的概念可知，反应A、B、D均属于加成反应；而反应C不属于加成反应（属于取代反应）。

故答案为C。

知识点拨①加成反应的特点是“合二为一，只上不下”。

②常见的加成反应有：不饱和烃及其衍生物与H2、卤素（X2）或卤化氢（HX）的加成反应，不饱和烃与水的加成反应，芳香烃、醛、酮、葡萄糖、果糖等与H2的加成反应。

③能发生加成反应的有机物一般含有碳碳双键、碳碳三键、碳氧双键等不饱和键。

④取代反应与加成反应的主要区别是：取代反应反应前后分子数目一般不变，而加成反应反应后分子数目一般减少。

三、酯化反应

例3下列有机反应中，不属于酯化反应的是（）。

A.CH3CH2CH2OH+HCl△

CH3CH2CH2Cl+H2O

B.CH3CH2COOH+HOCH2CH2CH3

CH3CH2COOCH2CH2CH3+H2O

C.CH3CH2OH+HO—SO3H（浓）浓硫酸CH3CH2O—SO3H+H2O

D.＼[C6H7O2（OH）3＼]n（纤维素）+3nHO—NO2（浓）浓硫酸＼[C6H7O2（ONO2）3＼]n+3nH2O

解析根据酯化反应的概念可知，反应B、C、D均属于酯化反应；而反应A不属于酯化反应（因HCl是非含氧酸，且生成物CH3CH2CH2Cl属于卤代烃、而不属于酯）。

故答案为A。

知识点拨①酯化反应概念中的酸指有机酸（羧酸）或无机含氧酸（如H2SO4、HNO3等）；醇不仅指醇类，而且包括含醇羟基的有机物（如葡萄糖、纤维素等）。

②酯化反应属于取代反应。

③羧酸与醇发生酯化反应的原理：一般是羧酸分子里羧基上的羟基跟醇分子里羟基上的氢原子结合成水（即脱水方式为“酸脱羟基醇脱氢”），其余部分互相结合成酯。无机含氧酸与醇发生酯化反应的原理：一般是无机含氧酸分子里羟基上的氢原子跟醇分子里的羟基结合成水（即脱水方式为“醇脱羟基酸脱氢”），其余部分互相结合成酯。

④常见的酯化反应：无机含氧酸与醇或糖等的酯化反应，羧酸与醇或糖等的酯化反应，羟基羧酸分子内或分子间的酯化反应。其中，二元羧酸与二元醇或羟基羧酸发生酯化反应时，可以生成链状酯、环状酯或高聚酯。

四、消去反应

例4下列有机反应中，不属于消去反应的是（）。

A.CH3CH2CH2CH2OH浓硫酸△CH3CH2CH=CH2↑+H2O

B.CH2CH2CH2Cl+NaOH

乙醇△

CH2CHCH2+NaCl+H2O

C.BrCH2CH2CH2CH2Br+2NaOH

乙醇△CH2=CHCH=CH2+2NaBr+2H2O

D.2CH3CH2CHOHCH3+O2

催化剂△

2CH3CH2COCH3+2H2O

解析根据消去反应的概念可知，反应A、B、C均属于消去反应，而反应D不属于消去反应（根据氧化反应的概念可知，反应D属于氧化反应）。

选D。

知识点拨①消去反应的特点是“一分为二，只下不上”。

②常见的消去反应有：卤代烃与强碱的醇溶液共热的反应，醇分子内的脱水反应。

③与连有卤素原子或羟基碳原子的邻位碳原子上有氢原子的卤代烃或醇，才能够发生消去反应。

④由于苯环是稳定结构，卤素原子直接与苯环相连的卤代烃（如Br）或酚（如OH），既使与连有卤素原子或羟基碳原子的邻位碳原子上有氢原子，也不能发生消去反应。

五、氧化反应与还原反应

例5下列既不属于氧化反应，又不属于还原反应的是（）。

A.2C6H6+15O2乙醇12CO2+6H2O

B.2CH3CH2CH2CHO+O2

催化剂△

2CH3CH2CH2COOH

C.CH3COOH+HOCH2CH2CH3浓硫酸△

CH3COOCH2CH2CH3+H2O

D.CH2=CHCHO+2H2催化剂△

CH3CH2CH2OH

解析根据氧化反应的概念可知，反应A、B属于氧化反应；根据还原反应的概念可知，反应D属于还原反应；而反应C既不属于氧化反应，又不属于还原反应（属于酯化反应或取代反应）。答案为C。

知识点拨①氧化反应的特点是“得氧”或“失氢”；还原反应的特点是“得氢”或“失氧”。

②常见的氧化反应有：有机物的燃烧反应、有机物（不饱和烃及其衍生物、与苯环相连的碳原子上有氢原子的苯的同系物、醇、醛等）与酸性KMnO4溶液的反应、苯酚与空气中的氧气的反应、醛及含有醛基的有机物与银氨溶液或新制Cu（OH）2的反应、醇或醛的催化氧化或被强氧化剂氧化的反应。

③常见的还原反应有：有机物与氢气的加成反应。

④连有羟基的碳原子上含有氢原子的醇才能发生催化氧化反应；含有碳碳不饱和键的有机物、芳香烃、醛、酮、单糖等能够发生还原反应。

六、水解反应

例6下列有机反应中，不属于水解反应的是（）。

A.在一定条件下，乙烯与水反应生成乙醇

B.在一定条件下，丙酸乙酯与水反应生成丙酸和乙醇

C.在一定条件下，蔗糖与水反应生成葡萄糖和果糖

D.在加热条件下，2-溴丙烷与NaOH的水溶液反应制2-丙醇

解析根据水解反应的概念可知，反应B、C、D均属于水解反应；而反应A不属于水解反应（属于加成反应）。

故答案为A。

知识点拨①有机物的水解反应属于取代反应。

②能发生水解反应的有机物主要有：卤代烃、酯、油脂、双糖、多糖、肽和蛋白质等。

③卤代烃发生水解反应的条件是与强碱（NaOH或KOH）的水溶液共热，卤代烃水解可生成醇（或酚）；酯在酸性条件下水解生成相应的酸和醇，酯在碱性条件下水解生成相应酸的盐和醇；油脂在酸性条件下水解生成相应的高级脂肪酸和甘油，油脂在碱性条件下水解生成相应的高级脂肪酸盐和甘油；麦芽糖水解生成葡萄糖，蔗糖水解生成葡萄糖和果糖；淀粉和纤维素水解的最终产物为葡萄糖；肽和蛋白质水解的最终产物为氨基酸。

④油脂在碱性条件下的水解反应称为皂化反应。

⑤单糖（如葡萄糖、果糖）不能发生水解反应。

七、加聚反应和缩聚反应

例7下列有机反应中，属于缩聚反应的是（）。

A.由甲基丙烯酸甲酯合成聚甲基丙烯酸甲酯的反应

B.由3-羟基丙酸合成聚3-羟基丙酸的反应

C.由1，3-丁二烯合成聚1，3-丁二烯的反应

D.由HOOC（CH2）4COOH和H2N（CH2）6NH2合成高聚物的反应

解析根据加聚反应的概念可知，反应A、C都是由不饱和的单体通过加成的方式生成高聚物的反应，则反应A、C都属于加聚反应；根据缩聚反应的概念可知，反应B、D在生成高聚物的同时都有小分子生成（反应B生成的小分子物质是水，反应D生成的小分子物质是氨），则反应B、D都属于缩聚反应。

故答案为B、D。

知识点拨①加聚反应的特点是“加成聚合，只上不下”；缩聚反应的特点是“缩合聚合，有上有下”。

②常见的加聚反应有：乙烯型或丁二烯型的自聚反应、乙烯型或乙烯型与丁二烯型的共聚反应；常见的缩聚反应有：酚与醛的缩聚反应、二元羧酸与二元醇的缩聚反应、羟基羧酸的缩聚反应、二元羧酸与二元胺的缩聚反应、氨基酸的缩聚反应。

有机反应类型的推断策略分析 篇4

其中A~F分别代表一种有机化合物,合成路线中部分产物及反应条件已略去.已知:

请回答下列问题:

(1)G的分子式是;G中官能团的名称是＿.

(2)第①步反应的化学方程式是＿.

(3)B的名称(系统命名)是＿.

(4)第②~⑥步反应中属于取代反应的有＿(填步骤编号).

(5)第④步反应的化学方程式是＿

解析:根据每步变化的条件、部分产物的结构和题干新信息,分析过程如图1所示.

(1)G的分子式为C6H10O3,含有羟基和酯基.

(4)②为卤代烃的水解反应、⑤为酯基的水解反应,②⑤为取代反应.

摘要：有机反应的实质是反应物断键与生成物成键的过程,在有机反应中,有机物分子中较易断裂的化学键一般是官能团处的键.因此,有机物发生什么样的反应主要取决于其含有什么样的官能团,而且含有相同官能团的化合物往往有相似的化学性质.

非常规有机化学反应介质简介 篇5

非常规有机化学反应介质简介

基于绿色化学理念,简要介绍了水、超临界流体、离子液体、氟相介质等作为非常规有机化学反应介质的研究进展.

作 者：陈婷 CHEN Ting 作者单位：中国地质大学材料科学与化学工程学院,湖北武汉,430074刊 名：化学教育 PKU英文刊名：CHINESE JOURNAL OF CHEMICAL EDUCATION年，卷(期)：30(9)分类号：O6关键词：有机化学反应 反应介质 超临界流体 离子液体

有机反应 篇6

关键词：有机合成；极性反转；官能团的极性；中学有机化学教学

文章编号：1005–6629（2015）4–0075–04 中图分类号：G633.8 文献标识码：B

随着新课程改革的深入，在有机合成与推断的考查中，常会涉及许多教学大纲及考试大纲中不作要求的拓展性信息，这些拓展性信息在中学教材中也只作为科学视野让学生进行了解。譬如基于碳负离子的C-C键构建合成中的格氏反应、羰基α-C参与的反应、有机锂反应、氰负离子合成羧酸、Wittig反应等，这些反应均涉及到有机合成中一些重要的方法策略，即“极性反转”。表1列出了近几年各省市高考化学有机推断题中涉及“极性反转”的相关试题信息。

在有机反应逆合成分析过程中，往往要考虑化合物的“极性转换”。由于中学阶段对此概念没有提及，但它作为合成策略在有机合成中比较有应用价值，而且在高考试题（2014江苏卷）中就已经涉及到利用“极性转换”策略设计有机合成路线问题。本文以历年高考试题为载体，将关于极性转换在有机合成中的运用做一个简要介绍，与同行们一起分享。

1 极性反转的简介

极性反转（Umpolung），也称极性颠倒，指的是有机化合物中官能团极性的改变，它是基于碳负离子构建C-C键的有机合成策略重要概念之一[1]，此概念首次由德国化学家D. Seebach与美国化学家E. J. Corey提出[2]。大部分有机化学反应为离子反应类型，带正电荷的碳原子和带负电荷的碳原子之间的相互作用构建C-C键。在有机合成逆合成分析时切断处对应合成子的碳原子显示相反的电性，不同合成子对应的合成试剂需保持相同的电性，若合成子与对应的合成试剂中反应位点碳的电性相矛盾，则需要进行极性反转来实现电性一致。如图1所示的逆合成反应线路图中，仲醇被切断后得到合成子①与②，合成子②中碳显电正性，对应的合成试剂为醛，醛羰基中碳的电性与合成子的碳电性一致，而合成子①中碳显电负性，但选用的对应合成试剂溴代烃中碳显电正性，电性相反，为了统一这种矛盾，将合成试剂溴代烃中的碳运用极性反转策略变成格氏试剂即可实现C-C键的构建合成醇。

2 极性反转在C-C键构建中的应用

一般地，杂原子（如金属原子、氧、硫、硅等）的引入会改变化学键的极性，从而使某一基团的极性发生反转，因此反应位点碳既可作为正离子，也可作为负离子；既可作为供电子基团，也可作为缺电子基团，许多看似无法匹配的合成子与合成试剂都可以通过该方法实现统一，官能团可以作为不同的“身份”来参与化学反应，有机合成反应的范围因此大大得到了扩展[3]。下面举几个例子来说明不同官能团的极性转换方法。

2.1 羰基碳原子中α碳的极性转换

羰基的α位碳受羰基的影响，α-碳上的氢显酸性而易被碱拔去，使得α-碳成为碳负离子，假如在C-C键的构建时需要α-碳成为碳正离子时就需要通过引入新的电负性较大的取代基去减少α-碳的电子云密度来实现极性反转。欲达到此目的，最简便的方法是使其α位卤代。在卤素原子吸电子的作用下，α-碳带部分正电荷，成为亲核试剂进攻的位点。

2.2 σ-烷基化合物的极性反转

在有机合成反应中，“极性反转”现象除了上述高考试题中描述的情况，还有很多其他的反应类型，就不再一一叙述。

3 结束语

与“极性反转”现象对应的一些新的反应在高考题中几乎都会以拓展性信息的方式出现，这当中有些拓展性信息在不同版本的中学化学教材[5～7]中常以“拓展视野”、“科学视野”或课后习题补充的新知识等方式给出，因此结合教材适当关注“拓展性信息”的学习，一方面有利于学生拓展视野，形成较完整的知识结构而达到能力的提升，另一方面“拓展性信息”在高考中出现的频率较高，重复率也高，可作为学生应该掌握的基础知识范畴。只有拥有扎实的拓展知识，学生在物质的推断或反应路线设计中才能游刃有余。因此，在平时的有机化学课堂的学习中可以引导学生加以适当的归纳和总结，降低信息给予型题目的陌生感，这对今后的备考大有裨益。

参考文献：

[1]俞凌翀，刘志昌.极性转换及其在有机合成中的应用[M].北京：科学出版社，1991.

[2] Corey， E. J. & Seebach， D. Carbanions of 1，3-Dithianes. Reagents for C-C Bond Formation by Nucleophilic Displacement and Carbonyl Addition [J]. Angewandte Chemie International Edition in English，1965，4（12）：1075～1077.

[3] Seebach， D. & Corey， E. J. Generation and Synthetic Applications of 2-Lithio-1，3-dithianes [J]. Journal of Organic Chemistry，1975，40（2）：231～237.

[4]王永森.浅谈格氏反应与高考命题[J].化学教学，2014，（2）：71～73.

[5]王祖浩主编.普通高中课程标准实验教科书·有机化学基础[M].南京：江苏教育出版社，2008.

[6]宋心琦主编.普通高中课程标准实验教科书·有机化学基础[M].北京：人民教育出版社，2014.

[7]王磊主编.普通高中课程标准实验教科书·有机化学基础[M].济南：山东科学技术出版社，2008.

立体有机化学反应的教学体会 篇7

1 立体有机化学常用的表示方法及其特点

由于有机分子是以立体的形式存在, 所以为了更好的认识和研究有机化合物分子, 化学家研究了多种立体结构的表示方法。

1.1 楔形透视式 (点线楔式)

本文以R- (-) -乳酸为例说明[1]:

这种表示方法与实际结构的空间排布非常接近, 立体形象真实, 便于观察;但是其书写比较繁琐, 对于多个手性碳原子的结构来说, 书写更困难。

1.2 纽曼投影式 (Newman)

纽曼投影式除主要用于构象异构体的表示外, 也可以用于对映体。这种表示方法需要较强的立体空间想象力, 标记立体构型困难。例如: (2S, 3R) -2, 3-二溴戊烷。

1.3 费歇尔 (Fischer) 投影式

1891年, 针对对映体空间构型的差异, 用立体式模式书写不方便的情况, 费歇尔提出了在纸面上表示碳原子四面体的新方法。投影方法是:把手性碳置于纸平面上, 四个价键程十字交叉, “横前竖后”, 即横线上两个基团伸向纸平面的前方, 竖线上的两个基团伸向纸平面后方。主链竖向排列, 编号小的放在链的上端。如图3所示。

这种表示方法书写简单、方便, 容易标记立体构型, 特别适合表示多个手性中心的对映体。缺点是不能真实反映分子中原子或基团的空间关系, 因其投影的规定, 对于多个手性碳的投影必须在全重叠的情况下才能进行这种转换。

1.4 锯架透视投影式

这种表示方法介于费歇尔投影式和楔形透视式之间的一种折中的方法, 它采用侧面全透视全实线书写的一种构型, 主要适用于两个手性碳原子的对映异构体。如图4所示。

这种表示方法比楔形透视式书写简单, 又比费歇尔投影式更形象, 原子或基团相互关系清楚, 特别适合于立体化学反应过程的表示。

2 各种表示方法的相互转换的技巧

以上各种对映异构体的表示方法各有优缺点, 有着不同的适用范围, 因此, 在了解各种表示方法的基础上, 熟练掌握它们之间的相互转换的技巧是非常必要的。现将技巧总结如下:由纽曼投影式转化成费歇尔投影式时, 先通过σ键的旋转, 把交叉式构象转变成重叠式构象 (这一操作不会改变构型) , 为了更形象直观, 最好经过锯架透视式为桥梁, 然后投影得到费歇尔投影式;逆推, 也可以将费歇尔投影式转换成其它表示方法。如图5所示。

3 构型表示方法的转化在立体有机合成中的应用

3.1 烯烃亲电加成反应的立体化学

我们以碳碳双键上的加溴反应的历程为例说明构型转换在烯烃亲电加成立体合成中的应用[2]。

3.2 羰基加成反应的立体化学 (Cram规则)

我们这里主要讨论手性脂肪酮的加成反应的立体化学, 羰基直接与手性碳原子相连接时, Nu的进攻方向主要取决于α-手性碳原子上各原子 (基团) 体积的相对大小, Cram认为:与羰基相连的手性碳上, 两个较小的基团在羰基两旁呈邻交叉式, 较大的基团与R (H) 呈重叠式。反应时, 试剂主要从位阻小的一边进攻羰基。以 (S) -2-苯基丁醛与甲基碘化镁反应的立体化学反应历程为例[3], 如图7。

3.3 E2消除反应的立体化学

本文以meso-2, 3-二氯丁烷在叔丁醇溶液中进行消除反应的历程为例[4], 如图8。

3.4 氧化叔胺cope热消除反应的立体化学

3.5 由烯烃制备邻二醇反应的立体化学

4 结语

立体化学是有机化学的重要组成部分, 在有机化学中地位举足轻重。但是由于立体化学内容抽象, 学生难以掌握, 在教学中, 通过归纳和总结其构型表示方法的优缺点及其各种构型表示方法的转换规律, 再通过一系列练习题加强巩固, 取得了不错的教学效果。

参考文献

[1]曾昭琼.有机化学.4版[M].高等教育出版社, 2005:115-140.

[2]岑波, 段文贵.有机化学中立体化学的教学探讨[J].广西大学学报:自然科学版, 2003, 28 (Z1) 96-98.

[3]来水利.立体化学教学中有关问题的探讨[J].陕西师范大学学报:自然科学版, 2005, 33 (S1) :270-272.

酸碱理论在现代有机反应的应用 篇8

1酸碱的概念

随着现代酸碱理论的建立和发展并不断完善。酸碱理论除对无机化合物及其配合物的反应进行考察,同样也可以用来考察和判断许多有机化合物的反应。

1.1酸碱电离理论

1887年瑞典科学家Arrhenius在总结了大量事实后提出了酸碱电离理论。在酸碱电离理论中,酸碱的定义是: 凡在水溶液中电离出的阳离子全部都是H+的物质叫酸; 电离出的阴离子全部都是OH-的物质叫碱,酸碱反应的本质是H+与OH-结合生成水的反应[1]。

1.2酸碱质子理论

1923年J. N. Bronsted和Lowry分别独立的提出了酸碱质子理论。对应的酸碱定义是: ”凡是能够给出质子( H+) 的物质都是酸; 凡是能够接受质子的物质都是碱。”[1]

即酸和碱存在如下关系:

式中HA通常称为质子酸A-通常称为质子碱。酸碱和称为共轭酸碱对。

同时如果某物质既能给出质子,也能接受质子,那么它既是酸,又是碱,通常被称为”酸碱两性物质”。

1.3酸碱电子理论

1923年美国化学家Gilbert Newton Lewis提出了酸碱电子理论: 酸是电子的接受体,碱是电子的给予体。酸碱反应是酸从碱接受一对电子,形成配位键,得到一个酸碱加合物的过程, 该理论体系下的酸碱反应被称为酸碱加合反应[2]。

其通式为:

式中A通常称为Lewis酸,B通常称为Lewis碱。

因该理论具有广泛的适用性,路易斯酸碱反应成为了化学反应中重要的反应类型之一。

而在有机反应中Lewis酸是亲电试剂,Lewis碱是亲核试剂[2]。

1.4软硬酸碱理论

1963年Ralph G. Pearson提出了软硬酸碱理论: 体积小, 正电荷数高,可极化性低的中心原子称作硬酸,体积大,正电荷数低,可极化性高的中心原子称作软酸。将电负性高,极化性低难被氧化的配位原子称为硬碱,反之为软碱; 除此之外的酸碱为交界酸碱[2]。

根据该理论Pearson提出了: 硬酸优先跟硬碱结合,软酸优先跟软碱结合。

2现代酸碱理论在有机反应中的应用

2.1酸碱质子理论在有机反应中的应用

C - H键普遍存在与有机物中,而在有机反应中有着许多涉及C - H反应都存在着质子的得失。因此酸碱质子理论对于我们研究许多有机化学反应有着重要的作用。

通常在有机反应中,反应往往经过几个中间步骤才能得到最终的反应产物,而其中反应速率最慢的步骤便控制了整个反应的反应速度,因此找出加快该步骤的催化剂便能有效的加快该反应的反应速率。而酸碱催化剂便是一种常见的催化剂。

按照布伦斯特的观点,把酸碱催化反应分为一般酸或碱催化反应和特殊酸或碱催化反应。

2.1.1一般酸或碱催化反应

乙酸乙酯是一种重要的化工产品,在生产中主要使用乙醇和乙酸在浓硫酸的催化下制得。其反应机理为:

该反应是SN2反应机理,即加成 - 消除过程。质子酸作为催化剂先结合在羰基的氧上,乙醇是亲核试剂,对乙酸的羰基进攻,羰基碳更为缺电子而有利于乙醇与它发生亲核加成。然后可逆重排,水成为一个离去基团发生消除过程。

2.1.2特殊催酸或碱催化反应

所谓特殊酸或碱催化反应是指只有溶剂合氢离子 ( 如H3O+、C2H5O+、H2、NH∶等) 或溶剂的共轭碱 ( 如OH-、 C2H5O-、NH等) 所催化的反应。特殊酸或碱催化反应和一般酸或碱催化反应在原则上并没有什么不同,只是在催化速度的影响上主要决定于这些特殊的催化剂的浓度 ( 当然包括反应物的浓度)[3]。

二丙酮醇是一种常用于静电喷漆; 赛璐珞; 硝化纤维; 脂肪; 油脂; 蜡和树脂等的溶剂的有机物。其主要由两分子丙酮在碱性条件下发生羟醛加成制备而成。而在强碱条件下二丙酮醇又会分解成丙酮。该反应是一种特殊的酸碱催化反应。其反应机理如下:

2.2酸碱电子理论在有机反应中的应用

比较酸碱质子理论和酸碱电子理论,可以发现质子酸是Lewis酸的一种特例,质子碱和Lewis碱的意义基本相同,且在范围上也基本一样。因此酸碱电子理论的范围较之酸碱电子理论更加广泛。

在有机反应中,取代反应、加成反应、消去反应是几种基本反应类型,用酸碱电 子理论对 其进行考 查判断,可发现Lewis酸或碱在其中均起着重要作用。在有机反应中Lewis酸是亲电试剂,Lewis碱是亲核试剂。为与质子酸碱作为区分,下文将以亲电试剂,亲核试剂代替Lewis酸或碱。

2.2.1取代反应

取代反应是化合物分子中的原子或基被其它原子或基所取代的反应[4]。

根据反应键的断裂及生成方式不同取代反应又分成三种类型: 亲核取代反应,亲电取代反应,自由基取代反应。

( 1) 亲核取代反应

饱和碳原子上的亲核取代反应的通式如下:

其中取代基Nu-和离去基都是Lewis碱。

亲核取代反应历程分为两种,即SN1 - 单分子亲核取代反应和SN2 - 双分子亲核取代反应。

在单分子亲核反应中,R - L键先断裂继而形成R - Nu键。 反应分成两步进行,反应速率取决于第一步教慢的反应,因而该反应只与反应物的浓度有关。

在双分子亲核反应中,R - L键的断裂与R - Nu键的生成同时发生,即存在一个过渡态Nu - R - L。

( 2) 亲电取代反应

芳香族化合物芳环上的碳原子所在平面集中着负电荷,阻碍了亲核试剂的进攻,却有利于亲电试剂进攻芳环上的氢。常见的反应有硝化,卤代、磺化、烷基化、酰基化等反应。例如硝酰正离子与苯环的反应:

而当试剂或芳烃不够活泼时,通过加入Lewis酸增加试剂的亲电性,能够加速反应的进行。如苯与氯的反应:

又如磺化反应,因发烟硫酸中三氧化硫本身就是极强的亲电试剂,因此在常温中发烟硫酸的磺化速率比浓硫酸的磺化速率要更快,但随着反应进行,硫酸稀释到一定程度,则磺化反应停止。

( 3) 自由基取代反应

某些键在热或光的影响下均裂生成自由基。无机离子在氧化还原过程中,价发生变化,得到或失去奇数电子生成自由基[5]。

自由基含有奇数电子,因此不稳定,极易夺取其他键的电子。例如甲烷和氯发生的取代反应:

2.2.2加成反应

加成反应一般发生在不饱和碳键上,使得碳原子的不饱和性减少的一种反应。

( 1) 亲电加成

烯烃和炔烃中均含有较弱的 π 键,π 电子受原子核的束缚力较小,流动性大而易极化,容易给出电子[6]。因此烯烃与炔烃均能与亲电试剂发生亲电加成反应。又碳碳三键对于亲电试剂的活性比碳碳双键小,因此烯烃更容易发生亲电加成。但是由于芳香族化合物中存在着共轭效应,使得破坏芳香环的共轭体系所需能量加大,因此芳环上通常发生取代反应。而单烯烃中 π 键更容易断裂,因此更易发生加成反应。

如在实验室中我们常用来检测烯烃等含有碳碳不饱和键的方法:

例如乙烯与溴的四氯化碳溶液反应使溴水褪色

( 2) 亲核加成

烯烃较炔烃更容易发生亲电加成,但是炔烃较之烯烃更容易发生亲核加成。如:

其中( I) 是乙烯型碳负离子中间体,它由甲氧负离子进攻三键碳原子生成。后者与甲醇分子提供的质子结合生成产物。

尽管烯烃不易发生亲核反应,但是如果在存在强酸( 如硫酸) 做催化剂,烯烃特别是CR2= CH2烯烃型则更容易与醇或羧酸反应生成醚和羧酸酯。

2.2.3消去反应

从分子中消去基和原子的反应叫做消去反应,在形式上它是与加成反应相反的反应。亲核取代反应往往伴有消去反应[7]。

消去反应的反应机理也分为两种,双分子消去反应即E2消去反应,单分子消去反应即E1消去反应。

( 1) 双分子消去反应

双分子消去反应与双分子亲核反应类似,但是不同的是亲核试剂进攻碳原子时会受到立体位阻的影响,而E2反应不需要进攻碳原子,只需从旁拉走一个质子即可,因此E2反应不会生成碳正离子也不会发生重排效应。

例如异丙基溴在氢氧化钠的醇溶液中加热时会生成丙烯:

( 2) 单分子消去反应

E1反应和SNl反应有相似的机理,反应也是分两步进行的。首先是卤代烷在碱性的水溶液中离解为碳正离子,随后OH进攻碳正离子,生成取代产物; 若OH进攻 β - 氢原子则发生消除反应生成烯烃[8]。例如:

3结语

随着现代酸碱理论的发展和完善,其已不仅仅局限于无机化学的范畴了,它对于有机化学的发展也起了重要的推动作用。虽然到目前为止,酸碱理论仍然不够完善,在某些方面任然缺乏较强的说服力,但我相信随着理论的发展和完善,它一定能够对有机化学方面的研究产生巨大的影响。

摘要：酸碱理论是一个重要无机化学理论,在无机化学中有着重要的作用,同时在有机化学中也有着广泛的应用。本文简单介绍了现代酸碱理论的发展,简单概述了几个在有机化学中常用的酸碱理论:酸碱质子理论、酸碱电子子理论、软硬酸碱理论。同时简要讲述酸碱质子理论、酸碱电子子理论在有机反应中的应用,以及在某些有机合成方面的应用实例。

有机化学反应选择性规律探讨 篇9

1 有机化学反应选择性规律的内容

反应选择性指的是在特定条件下,同一底物分子在不同位置或是方向上所发生的反应产物往往存着好几种可能性。而当某反应产物的实际生产率较高时,那么它的反应选择性势必也更高。同理可证,反应产物生产率低,反应选择性更低。有机化学反应选择性可概括为化学选择性、官能团键选择性、区域选择性和例题选择性等内容。鉴于立体选择性规律受到诸多因素的影响,在此本文就不多加赘述。结构决定性质可以理解为物质结构决定其性质,这已经是公认的化学选择性规律。本文仅针对有机反应区域性选择及官能团键选择,这两项内容进行分析。

2 有机化学反应选择性规律研究

有机反应共价键开裂方式,主要包括: 均裂、异裂,而这两种反应所产生的结果也有所不同,但都是离子反应,自由基由均裂产生,正负离子由异裂生成。如若按试剂进行区分又可将离子型反应分为: 亲核反应、亲点反应,其中,能够在离子反应中接受电子的试剂则成为亲点试剂或亲电体,在反应过程中给出电子的试剂则被称为亲核体或亲核试剂。实际上离子型反应就是亲核体和亲电体间的相互作用,根据亲电反应实例共同遵循的原则,电性相异作用成键,能够快速发生反应的,电性差一定很大,亲核反应同样如此。

从以上化学反应公式可以看出,同一底物的两个不同基因,能够与同一试剂进行作用,且与不同试剂进行相互反应时得到的产物也不尽相同。

为了验证以上说法的正确性和真实性,笔者做了不同环境下的反应底物也就是上图中的—NH2和—OH所表现出来的亲核性,该反应证实了不同环境下拥有不同基因的一个底物亲核性存在一定的差异。

在吡啶中,吡啶的PbK= 8. 8,与三乙胺相比碱性较弱,邻氨基苯酚在吡啶环境中电离性减小,而亲核性较强的氨基与对甲苯磺酞氯反应性增大。因而得出以上结论。我们将亲核性排序为0—> NH2> OH。

而总结上述化学反应公式,我们可以看出,不论是亲电反应还是亲核反应都能够直接与带正电或者负电的底物、试剂相互之间作用成键。所以,笔者将其反应规律总结为: 遵循这异电相吸引成键的原理。而该原理验证了有机反应的区域性选择规律,可将其运用到离子型有机反应的考察和分析当中,并作为区域选择性规律进行大面积的广泛推广。

3 官能团键性选择规律

在亲电反应、亲核反应及一些氧化还原反应中,我们可以利用异电相吸成键这一规律。但也并不是所有的反应都能够应用异电相吸成键这一规律,也有极性反应,这就不是异电相吸规律能够解释和说明的了。例如LIAIH4、Na BH4等能够实现羰基的还原,但对于的还原却无能为力。如:我们可以用联亚氨进行还原烯和炔中的物质的还原,但是对于羰基或羚基还原就不适用了。联亚氨是一种极不稳定的化合物,在以肼类化合物为原料的化学反应当中,我们就可以适当添加氧化剂制备,而不经分离直接反应。也就是。我们可以将联亚氨还原烯烃过程如下:

当肼发生氧化反应时会成为联亚氨,而联亚氨又与烯共同构成了一个非极性过渡态的中间体。当氢转移到不饱和键上时,会放出氮气并完成还原反应。

加成为顺式加成,联亚氨本身具有较好选择性,只还原C≡C和C = C不影响其他易还原的等。比如:

同时以上两个例子还可以看出反式烯比顺式烯易被还原,我们还可作出如下验证:

由上述反应可以看出,1、3 位上的双键在作用之下产生了还原反应,2 位上的双键则没有被还原,而从位置上我们能够看出,1、3 位的双键属于反式烯烃,2 位上的烯烃则是顺式烯烃。因此,通过上述众多的反应示例,我们还能够分析出一个反应原理,即: 极性试剂与官能团能够进行极性键反应,非极性试剂与官能团能够进行非极性键反应。反式烯比顺式烯更容易被还原,这也进一步说明了联亚氨对极性小的官能团极易进行还原。因为分子的极性是: 顺式> 反式。而本文则选择性的将官能团键性与试剂键性相结合,则可归纳规律为: 键性相匹配。

4 结论

通过一系列的实例验证,可以将有机反应选择性规律总结如下,即: 区域性选择规律,也就是异电相吸成键规律与官能团键性选择规律二者不仅是实验规律,同时也是真实客观存在的规律。笔者希望通过官能团键性和试剂键性二者相结合的研究,能够为有机反应合成的深入研究提供一点意见和建议。

参考文献

[1]徐景侠.头孢唑兰和头孢克定侧链酸合成研究[J].安徽医药,2011(3).

AlCl3催化的有机化学反应 篇10

一、碳碳双键的加成反应

1. 含胺官能团与C=C键的加成

在Al Cl3存在的情况下, 脂肪胺, 一、二级芳胺可以和丙烯酸甲酯、丙烯腈、丙烯醛等在碳碳双键上进行加成反应而生成芳胺衍生物。在Al Cl3作为催化剂的情况下, 碳碳双键可以与一些芳胺结合, 通过环合反应得到杂环化合物。

试验方法:准确称量170g丙烯酸甲酯, 倒入500ml三口烧瓶 (带有滴液漏斗、温度计、搅拌机) 中, 再分别称量0.5g、10g、5g苯二酚、无水三氯化铝、助催化剂MX加入到三口烧瓶中, 使温度保持在60-70℃20min。利用滴液漏斗慢慢加入50g苯胺, 反应温度不得高于50℃, 且需要在60min内滴加完毕。温度需保持在55℃左右20小时。减压蒸馏得到丙烯酸甲酯, 利用HCL分离产物。

由上表可以看出, 在Al Cl3不存在的情况下, 产物的产率非常低, 无法用于工业生产, 当Al Cl3存在时, 反应速率显著提升, 产率能够达到工业生产要求。

2. 卤族元素离子与C=C键的加成

HCl, HBr与烯烃一般情况下不能发生加成反应, 但是在在Al Cl3存在的情况下, 可以生成卤代烃。

在Al Cl3作为催化剂的情况下, 氯化氢、烯烃和芳香烃可以发生烷基化反应, 此反应过程可以看作是氯化氢与烯烃先进行加成反应, 接着芳香烃与氯代烃进行取代反应最后得到烷化芳烃。

研究学者发现, 氢碘代反应是在Al Cl3存在的的情况下, Na与1, 2-联烯亚砜发生的反应。在反应过程中需要少量的水, 水的存在不仅不会影响到反应的发生, 反而可以促使反应的发生。

二、芳香烃及卤族元素的重排反应

1. 酚酯类、芳香胺、芳香酰胺的重排反应

在Al Cl3催化下, 芳香酰胺在温度达到300℃后, 可进行重排反应, 从而产生邻、对位芳酮。

在Al Cl3催化下, 酚酯类有机物可以发生Fries重排反应。即其在加热的条件下可以使酰基转移到对应的邻位或者对位上去, 产生邻酚酮类或对酚酮类或者两者混合的共混物。Fries重排反应的产物也可以通过其他途径得到, 例如由Zn Cl2-Al Cl3制成的硅胶与乙酰苯酯相结合, 在微波存在的条件下辐射7min, 可以得到高达95%的Fries重排产物。

2. 苯酞类有机物重排

在Al Cl3催化下, 苯酚类物质3-正丁基苯酞可以发生重排反应, 产物是1-甲基-5-羧基四氢萘, 3-正丁基苯酞在重排过程中, 不仅烷基会发生迁移, 氢离子也会发生迁移, 这与碳正离子的稳定性有很大的联系。其作用机理是:

三、取代反应

1. 酯交换和酯化反应反应

在Al Cl3催化下, 羧酸和醇能够高效的生产脂。例如重庆实话研究所应用的就是体系催化剂Al Cl3-Et3N, 用来生产合成乙二醇单乙醚醋酸酯, 产品的所得率能够达到生产需求。

超强酸树酯D001-Al Cl3催化剂是运用Al Cl3与大孔强离子交换树脂聚苯乙烯型化合物发生磺化交联反应得到的产物, 此催化剂体系可以得到产品回收率高达90%的羧酸酯产物, 并且在上面的反应中作为催化剂使用, 产品的回收率可以达到99%左右。

在Al Cl3催化下, γ-酮酸酯与酚可以发生反应产生内酯化合物, 在POCl3存在的条件下可以产生磷酸酯。

另外, 一些比较难制备的脂可以在Al Cl3催化下, 使酚、醇和酯发生酯交换反应制备。试验方法:将醇、羧酸和催化剂按照一定比例加入到三口烧瓶中, 加热升温使之发生回流, 在回流的过程中水分不断的被分离出来。利用气象色谱仪实时监控酯化产率, 通过酯化产率来确定反应合适终止。反应结束后立即过滤, 将催化剂回收重复利用。利用分液漏斗将酯层分离出来, 分离出来的是粗酯。粗酯需要用5%Na2CO3溶液中和至中性, 接着使用加热过的饱和的食盐水将其清洗2到3次, 再用饱和的Ca Cl2清洗2次, 最后再用无水Mg SO4进行干燥。将干燥后的醋酯进行蒸馏, 根据酯的不同沸点将其分离出来。

有表可知, 实验合成了五种羧酸酯, 且反应迅速, 目标产物产率比较高, 说明利用Al Cl3作为催化剂应用在羧酸酯的合成中具有一定的普遍性。

2. 催化芳胺基化反应

在Al Cl3催化下, 胺、卤代芳烃与酚能够发生胺基取代羟基、卤素的反应得到芳胺, 在Al Cl3催化且在高温的情况下, 芳胺可以发生胺基化反应, 生成仲胺。

总结

通过介绍可以知道, 在科研以及工业生产中, 进行有机合成的Al Cl3催化剂应用非常的广泛, 现阶段是工业发展的重要时期, Al Cl3作为催化剂还有很大的提升空间, 在一些领域还是应该加大研发力度。

在有机化学的催化过程中, Al Cl3作为催化剂应用的非常普遍, 其催化机理是酸催化, 所以在酸催化的反应中被使用的比较频繁。但是就因为Al Cl3的催化反应能力比较大, 在一些选择性的催化反应中, 应该要考虑到产物或者反应物的结构能否使之进行不需要的催化反应, 应该提高对于竞争反应的认知度, 能够让催化剂Al Cl3更加灵活为学术研究或工业生产所使用。

摘要：AlCl3在有机化学中有很重要的应用, 本文将AlCl3作为催化剂, 按照反应类型的分类, 详细的介绍了AlCl3在有机化学反应中的重要性。研究结果表明, AlCl3作为催化剂比其他传统的催化剂在选择性和产率上具有更加高效的催化能力。

关键词：AlCl3,催化剂,有机化学反应

参考文献

[1]吴振, 华一新, 徐存英, 李艳, 裴启飞, 刘成虎.BMIC-AlCl_3离子液体的电化学性能[J].材料科学与工程学报, 2012, 05:741-746.

[2]易剑, 何婷, 蒋智成, 李建梅, 胡常伟.AlCl_3催化玉米秸秆中半纤维素的选择性转化 (英文) [J].催化学报, 2013, 11:2146-2152.

有机反应 篇11

关键词：浓硫酸；催化作用；脱水作用；吸水作用

G633.8

在高中阶段有机化学教学中涉及到很多用到硫酸的反应。例如，苯和浓硝酸、浓硫酸混合水浴50～60℃制备硝基苯，乙醇和浓硫酸混合在170℃制备乙烯，在140℃制得乙醚，乙酸和乙醇、浓硫酸混合加热制备乙酸乙酯，二糖、多糖在有硫酸的条件下水解。在高中阶段，学生系统的掌握硫酸的应用，有利于学生对有机化学反应规律的理解。从高中课本来看，硫酸在有机化学反应中的应用主要有以下几点作用：

一、浓硫酸的催化作用和脱水作用

在有些有机反应中浓硫酸不仅提供氢离子起着催化作用，同时还使有机物按水的组成从有机物中夺取氢元素和氧元素而起到脱水作用。例如：

1.乙醇的消去反应

乙醇和浓硫酸混合迅速升温到170℃可以制得乙烯，属于醇的消去反应。

实验步骤：在长颈圆底烧瓶中加入乙醇和浓硫酸（体积比约为1：3）的混合液20mL（配制体积比为1：3的乙醇与浓硫酸混合液的方法：在烧杯中加入5mL95%乙醇，然后，滴加15mL浓硫酸，边加边搅拌，冷却备用），放入几片碎瓷片，以避免混合液在受热时暴沸。加热混合液，使液体温度迅速升温到170℃，将生成的气体通入高锰酸钾酸性溶液和溴的四氯化碳溶液中。

反应机理：乙醇遇到浓硫酸后，硫酸分子中的氢离子和乙醇分子作用生成烊盐，在170℃时，烊盐中的氧带有部分正电荷，使碳和氧之间的电子云更加偏向于氧，使得碳氧之间的化学键断裂，生成不稳定的碳正离子，从相邻碳原子上失去氢而生成乙烯。在整个过程中，氢离子起到了至关重要的作用，才使得后续反应继续进行。浓硫酸在这个反应中，起催化作用和脱水作用，但主要起催化作用。

2.乙醇分子间脱水生成二甲醚

乙醇和浓硫酸混合迅速升温到140℃可以制得二甲醚，分子间脱水，属于取代反应，相当于一个乙醇分子中的羟基被另一个乙醇分子中的烷基取代。反应机理：乙醇遇到浓硫酸后，硫酸分子中的氢离子和乙醇分子作用生成烊盐，在140℃时，烊盐与另一个乙醇分子形成中间体，再失去一个质子形成二甲醚。在整个过程中，也是氢离子起主要作用，所以浓硫酸在这个反应中起催化作用和脱水作用，但催化作用占主要地位。

二、浓硫酸的催化作用和吸水作用

1.乙醇和乙酸的酯化反应

乙醇和乙酸、浓硫酸混合加热时生成乙酸乙酯和水，这是一个可逆反应。

实验步骤：在一支试管中加入3mL乙醇，然后边振荡试管边慢慢加入2mL浓硫酸和入2mL乙酸；用酒精灯缓慢加热试管，将产生的蒸气经导管通到饱和碳酸钠溶液的液面上。

实验现象：液面上有透明的不溶于水的油状液体产生，并可以闻到香味，这种香味来自于乙酸乙酯。

反应机理：氢离子先和乙酸分子上的酰基上的氧结合，使乙酸分子中羧基中的碳原子的电子云密度降低，有利于亲核试剂乙醇分子的进攻，乙醇分子进攻羧基上带有正电荷的碳原子，形成中间体，再失去一分子水，然后再失去一个质子就生成乙酸乙酯。有文献认为在这个反应中浓硫酸起催化作用和脫水作用。但是由于该反应是可逆反应，浓硫酸吸收水，促进该反应向正向进行，所以浓硫酸在乙醇和乙酸的酯化反应中应该是催化作用、脱水作用、吸水作用都有，但是在高中阶段，认为在这个反应中主要起催化作用和吸水作用。

2.苯的硝化反应

苯和浓硝酸、浓硫酸混合水浴50～60℃可以制得硝基苯。反应机理：浓硫酸与硝酸作用，生成硝酰正离子（+NO2）和水，这是一个可逆过程，同时因浓硫酸具有吸水性，吸收了苯硝化反应中生成的水，保持了反应中的硝酰正离子的浓度，硝酰正离子有利于硝基苯的生成，从而有利于反应的进行。所以浓硫酸在苯的硝化反应中起催化和吸水的双重作用。

三、稀硫酸的催化作用

在二糖和多糖水解反应中，常加入稀硫酸。没有稀硫酸，几乎是不水解的。硫酸在二糖、多糖水解反应中只起催化作用。

综上所述，在高中阶段的有机化学反应中，浓硫酸在乙醇的消去反应和分子间脱水的反应中起催化作用和脱水作用；浓硫酸在乙醇和乙酸的酯化反应和苯的硝化反应中起催化作用和吸水作用；稀硫酸在二糖和多糖水解的反应中，只起催化作用。

参考文献：

[1]普通高中课程标准实验教科书.化学选修5：有机化学基础[M].人民教育出版社，2007年2月第2版，51页.

多官能团有机物的定量反应规律 篇12

一、官能团的基本反应规律

1.能与氢气反应的官能团有:碳碳双键、碳碳叁键、苯环、酮中的羰基、醛基.

2.能与溴水反应的官能团有:碳碳双键和碳碳叁键(加成反应)、苯酚(取代苯环中酚羟基邻位和对位上的氢原子)、醛基(氧化反应).

3.能与钠反应的官能团:羟基、羧基.

4.能与NaOH溶液反应的有机物或官能团:卤代烃、酚羟基、羧基、酯基.

5.能与Na2CO3反应的官能团有:羧基、酚羟基(不能放出CO2).

6.能与银氨溶液反应的官能团:醛基(包括醛类、甲酸、甲酸酯、甲酸盐、还原性糖).

7.能与新制Cu(OH)2反应的官能团:醛基、羧基.

二、官能团的定量反应规律

1.与钠及其化合物的反应

例1 1 mol

与足量的NaOH溶液混合共热,充分反应后,最多可消耗NaOH的物质的量是()

(A) 3 mol (B) 4 mol

(C) 5 mol (D) 6 mol

解析:该有机物属于氯代酚酯,1 mol该物质水解后得到1 mol HCl、2 mol酚羟基、1 mol(碳酸)和1 mol C2H5OH,HCI、酚和碳酸都能与NaOH反应.

答案:(C)

例2某有机物的结构简式为:NaHCO3分别与等物质的量的该物质恰好反应时,则Na、NaOH、NaHCO3的物质的量之比为()

(A) 3:3:2(B) 3:2:1

(C) 1:1:1 (D) 3:2:2

解析:与Na反应的有酚羟基、醇羟基、-COOH;与NaOH反应的有酚羟基、-COOH;与NaHCO3反应的只有一COOH.

答案:(B)

例3一种草酸二酯CPPO用于2008年北京奥运会开幕式渲染会场气氛,用H2O2氧化CPPO产生能量,该能量被传递给荧光物质后便发出荧光.CPPO结构简式为:

下列有关说法不正确的是()

(A)它属于芳香族化合物

(B)它的分子式为C26H24O8Cl6

(C)它不易溶于水

(D) 1 mol这种物质最多可以跟6 mol NaOH反应

解析:该有机物中含有苯环,属于芳香族化合物;根据有机物中各原子成键原则,可知其分子式为C26 H24 O8Cl6;该有机物中的—Cl、酯基都是憎水基团,所以该有机物不易溶于水;该有机物中的—Cl发生水解产生的HCI和酚羟基都要与NaOH反应,分子中的酯基发生水解,生成酚羟基和—COOH又要与NaOH反应,1 mol该有机物最多可以与18 mol NaOH反应.

答案:(D)

点拨:解答这类试题时要注意两个问题:(1)酚的酸性比碳酸弱,酚羟基能与Na2CO3反应生成NaHCO3,但不能生成CO2;(2)要分析有机物本身所具有的官能团以及其水解的产物能否与NaOH反应,特别要注意卤代烃水解生成的HX、酚酯水解生成的酚和酸,不可遗漏可与NaOH反应的物质.

2.与決或氢气的反应

例4各取1 mol下列物质,分别与足量溴水和H2反应.

③白藜芦醇

④莪术根茎中的色素

(1)各自消耗的Br2的最大用量是①______、②______、③______、④________________.

(2)各自消耗的H2的最大用量是①______、②______、③______、④__________.

解析:Br2既可以与酚中苯环上的氢发生取代反应,又能与碳碳双键发生加成反应;H2既可以与苯环发生加成反应,又可以与碳碳双键、醛基、酮羰基等基团发生加成反应.漆酚分子的侧链烃基中最多可以含有两个碳碳双键或一个三键这样的不饱和键.

答案:(1)5 mol 2 mol 6 mol 6 mol(2)5 mol 4 mol 7 mol 10 mol

点拨:解答这类试题时要注意以下几点:(1)醛基和酮羰基能与H2加成,但羧基和酯中的羰基不能与H2加成;(2)只有苯环上酚羟基的邻、对位H可被Br取代,且取代1个H要消耗1个Br2;(3)苯环不能与溴水中的Br2加成,C=C可与Br2加成.

3.与新制Cu(OH)2或银氨溶液的反应

例5已知某有机物的分子结构如下,1 mol该有机物分别与足量的钠、NaOH溶液,新制Cu(OH)2悬浊液(加热)反应时所消耗的钠、NaOH和Cu(OH)2的物质的量之比为()

(A) 6:4:5 (B) 3:2:2

(C) 3:2:3 (D) 6:4:1

解析:与钠反应的有醇羟基、酚羟基和羧基,与NaOH反应的有酚羟基和羧基,与新制的Cu(OH)2反应的有醛基和羧基,根据各官能团的数目可确定各自的量.

答案:(C)

例6 3 g某醛跟足量银氨溶液反应,结果析出43.2 g银,则该醛为()

(A)甲醛(B)乙醛

(C)丙醛(D)丁醛

解析:因为1 mol-CHO可还原出2 molAg,现得到的Ag为,若醛为一元醛,则醛的摩尔质量为,无解;若醛为二元醛,则醛的摩尔质量为,甲醛相当于二元醛,符合题意.

答案:(A)

点拨:解答这类试题时要注意以下几个问题:(1)醛基的氧化产物是羧基,还会与Cu(OH)2反应.(2)在含有醛基的物质中,甲醛的结构比较特殊.分子中相当于有两个醛基,其氧化产物H中还含有醛基,可以继续被氧化为碳酸,放出CO2,所以1 mol甲醛与足量银氨溶液反应时,最多可以得到4 mol Ag,在写化学方程式或计算时特别要注意这一点.

4.其他定量反应规律

例7某有机物A(C4H6O5)广泛存在于许多水果内,尤以苹果、葡萄、西瓜、山楂内为多.该化合物具有如下性质:

(1)能发生两步电离,有弱酸性;

(2)有香味的产物;

③1 mol A慢慢产生1.5 mol气体;

④A在一定温度下的脱水产物(不是环状化合物)可和淡水发生加成反应.

(1)根据以上信息,对A的结构可作出的判断是______.

(a)肯定有碳碳双键

(b)有两个羧基

(c)肯定有羟基

(d)有—COOR官能团

(2)有机物A的结构简式(不含—CH3)为______.

(3) A在一定温度下的脱水产物和溴水反应的化学方程式:______.

(4) A的一个同类别的同分异构体是______.

解析:由①知A中有两个—COOH;由②知A中有—OH;由③进行定量计算:,则A分子中含有2个-COOH和1个—OH;由④知与—OH所连碳相邻的碳上有氢.综合所有信息,可写出A的两种结构简式.

答案:(1)b、c

点拨:本题是涉及多官能团有机物的定量推断题,解题的基点是有机物结构和性质的关系.分析问题时,要根据有机物的性质、实验现象、反应条件、实验数据等信息确定官能团的种类、数目及其位置,最终实现问题的解决.

练习:

1.(2010四川理综卷)中药狼把草的成分之一M具有清炎杀菌作用,M的结构为:,下列叙述正确的是()

(A) M的相对分子质量是180

(B) 1 mol M最多能与2 mol Br2发生反应

(C) M与足量的NaOH溶液发生反应时,所得有机产物的化学式为C9H4O5Na4

(D) 1 mol M与足量NaHCO3反应能生成2 mol CO2

2.(2009全国卷Ⅰ)有关下列所示化合物的说法不正确的是()

(A)既可以与Br2的CCl4溶液发生加成反应,又可以在光照下与Br2发生取代反应

(B) 1 mol该化合物最多可以与3 mol NaOH反应

(C)既可以催化加氢,又可以使酸性KMnO4溶液褪色

(D)既可以与FeCl3溶液发生显色反应,又可以与NaHCO3溶液反应放出CO2气体

3.(2009全国卷Ⅱ)1 mol

与足量的NaOH溶液充分反应,消耗的NaOH的物质的量为()

(A) 5 mol (B) 4 mol

(C) 3 mol (D) 2 mol

4.(2009上海卷)迷迭香酸是从蜂花属植物中提取得到的酸性物质,其结构为

下列叙述正确的是()

(A)迷迭香酸属于芳香烃

(B) 1 mol迷迭香酸最多能和9 mol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) 1 mol迷迭香酸最多能和含5 mol NaOH的水溶液完全反应

5.(2008年四川卷)胡椒粉是植物挥发油的成分之一.它的结构简式为,下列叙述中不正确的是()

(A) 1 mol胡椒粉最多可与4 mol氢气发生反应

(B) 1 mol胡椒粉最多可与4 mol溴发生反应

(C)胡椒粉可与甲醛发生反应,生成聚合物

(D)胡椒粉在水中的溶解度小于苯酚在水中的溶解度