全国版2021高考化学一轮复习第36讲烃的含氧衍生物课件 84页

《有机化学基础》选修5 第十二章 第 36 讲　烃的含氧衍生物 　 1. 掌握醇、酚、醛、羧酸、酯的结构与性质，以及它们之间的相互转化。　 2. 了解烃的衍生物的重要应用及其合成方法。　 3. 了解有机物分子中官能团之间的相互影响。　 4. 根据信息能设计有机化合物的合成路线。　 栏 目 导 航 考点一　醇、酚 　 考点二　醛、羧酸、酯 　 微专题 27 常见有机反应类型总结 　 探究高考 · 明确考向 一、醇 1 ． 概念 羟基与 ________ 或 ______________ 的碳原子相连构成的化合物，饱和一元醇分子的通式为 ____ __ ____ __ __________ 或 ____________ 。 2 ． 分类 考点一　醇、酚 烃基 　 苯环侧链上 　 C n H 2 n ＋ 1 OH 　 R—OH 　 3 ． 物理性质 4 ． 化学性质 ① 2CH 3 CH 2 OH ＋ 2Na―→2CH 3 CH 2 ONa ＋ H 2 ↑ ② 取代 ①③ 　 氧化 　 ②⑤ 　 消去 　 ①② 　 取代 　 ① 　 取代 ( 酯化 ) 　 二、酚 1 ． 概念 羟基与苯环 ________ 相连而形成的化合物，最简单的酚为 ________________ 。 2 ． 物理性质 ( 以苯酚为例 ) (1) 纯净的苯酚是 ________ 晶体，有 ________ 气味，易被空气氧化呈 __________ 。 (2) 苯酚常温下在水中的溶解度 ________ ，当温度高于 ____________ 时，能与水 ________ ，苯酚 ______ 溶于酒精。 (3) 苯酚有毒，对皮肤有强烈的腐蚀作用，如果不慎沾到皮肤上应立即用 ________ 洗涤。 直接 　 无色 特殊 粉红色 不大 65 ℃ 混溶 易 酒精 3 ． 化学性质 由于苯环对羟基的影响，使酚羟基比醇羟基 ________ ；由于羟基对苯环的影响，使苯酚中羟基邻、对位的氢比苯中的氢 ________ 而易 ________ 。 (1) 羟基中氢原子的反应 ①弱酸性 电离方程式为： ______________________________________ ，苯酚俗称 __________ ，但酸性很弱， ________ 使石蕊试液变红。 ②与活泼金属反应 与 Na 反应的化学方程式为： _______________________________________ 。 活泼 活泼 取代 石炭酸 不能 (2) 苯环上氢原子的取代反应 苯酚与浓溴水反应，产生白色沉淀，化学方程式为 ____________________________________________________ ， 此反应常用于苯酚的定性检验和定量测定。 (3) 显色反应 苯酚跟 FeCl 3 溶液作用显 ______ 色，利用这一反应可以检验苯酚的存在。 紫 (4) 缩聚反应 苯酚与甲醛在一定条件下可以发生缩聚反应生成酚醛树脂，其反应的化学方程式为： __ _____________________________________________________________ __ 。 题组一　醇、酚的结构与性质 1 ． 现有以下物质： (1) 其中属于脂肪醇的有 ________ ，属于芳香醇的有 ________ ，属于酚类的有 ________ 。 (2) 其中物质的水溶液显酸性的有 ________ 。 (3) 其中互为同分异构体的有 ________ 。 (4) 列举出 ⑤ 所能发生反应的类型 ______________________________________________ 。 ①② ③⑤ ④⑤ ④⑤ ③④ 取代 ( 酯化 ) 、氧化、消去、加成反应 D 　 解析　 芥子醇结构中含有氧元素，故不是烃， A 项错误；酚羟基苯环上邻对位没有可被取代的氢原子，只有碳碳双键与溴发生加成反应， B 项错误；芥子醇中含有酚羟基，能与 FeCl 3 溶液发生显色反应， C 项错误；碳碳双键、醇羟基能发生氧化反应，醇羟基能发生取代反应，苯环、碳碳双键能发生加成反应， D 项正确。 C 　 C 　 解析　 发生消去反应的条件：与 — OH 相连的碳原子的相邻碳原子上有 H 原子，上述醇中， B 项不符合。与羟基 ( — OH) 相连的碳原子上有 H 原子的醇可被氧化，但只有含有两个氢原子的醇 ( 即含有 — CH 2 OH) 才能转化为醛。 ②③ 　 ① 　 ① 　 (2) 醇的催化氧化规律 醇的催化氧化产物的生成情况与羟基 ( — OH) 相连的碳原子上的氢原子的个数有关。 1 ． 醛 (1) 概念 醛是由烃基 ( 或氢原子 ) 与醛基相连而构成的化合物，可表示为 R — CHO ，官能团 ____________ 。饱和一元醛的通式为 C n H 2 n O( n ≥1) 。 考点二　醛、羧酸、酯 —CHO (2) 常见醛的物理性质 气体 　 刺激性气味 　 液体 　 刺激性气味 　 (4) 醛在生产、生活中的作用和对环境、健康产生的影响 ①醛是重要的化工原料，广泛应用于合成纤维、医药、染料等行业。 ② 35% ～ 40% 的甲醛水溶液俗称 ____________ ；具有杀菌 ( 用于种子杀菌 ) 和防腐性能 ( 用于浸制生物标本 ) 。 ③劣质的装饰材料中挥发出的 ________ 是室内主要污染物之一。 福尔马林 　 甲醛 　 2 ． 羧酸 (1) 概念：由 ______________________ 相连构成的有机化合物。官能团为： — COOH 。饱和一元羧酸的分子的通式为 ____ __ ____ __ ______ _ __ 。 (2) 甲酸和乙酸的分子组成和结构 烃基或氢原子与羧基 　 物质 分子式 结构简式 官能团 甲酸 CH 2 O 2 HCOOH — COOH 和 — CHO 乙酸 C 2 H 4 O 2 CH 3 COOH — COOH C n H 2 n O 2 ( n ≥1) 　 强 3 ． 酯 (1) 概念：羧酸分子羧基中的 __________ 被 ____________ 取代后的产物。可简写为 ________________ ，官能团为 ____________________ 。 —OH —OR′ RCOOR′ 难 易 (3) 化学性质 提醒： 酯的水解反应为取代反应；在酸性条件下为可逆反应；在碱性条件下，能中和产生的羧酸，反应能完全进行。 (4) 应用 ①日常生活中的饮料、糖果和糕点等常使用酯类香料。 ②酯还是重要的化工原料。 1 ．化合物 X 是一种医药中间体，其结构简式如图所示。下列有关化合物 X 的说法正确的是 ( 　　 ) A ．分子中两个苯环一定处于同一平面 B ．不能与饱和 Na 2 CO 3 溶液反应 C ．在酸性条件下水解，水解产物只有一种 D ． 1 mol 化合物 X 最多能与 2 mol NaOH 反应 C 　 解析　 由于单键可以旋转，两个苯环不一定处于同一平面， A 错误； X 分子结构中含有 — COOH ，能与饱和 Na 2 CO 3 溶液反应， B 错误； X 分子结构中只有酯基能水解，水解产物只有一种， C 正确； X 分子结构中的 — COOH 和酚酯基能与 NaOH 反应， 1 mol X 最多能与 3 mol NaOH 反应， D 错误。 C 　 解析　 A 项，根据结构简式可知分子式为 C 16 H 18 O 9 ，正确； B 项，分子中有一个六元脂环，碳原子不可能都在同一平面上，正确； C 项， 1 mol 咖啡鞣酸与浓溴水反应时最多可消耗 4 mol Br 2 ( 与碳碳双键加成消耗 1 mol 、与苯环发生取代反应消耗 3 mol) ，错误； D 项，该有机物分子中含有醇羟基、酚羟基、碳碳双键和苯环，所以在一定条件下可以发生取代反应、加成反应和消去反应，正确。 确定多官能团有机物性质的三步骤 注意 ：有些官能团性质会交叉。例如，碳碳三键与醛基都能被酸性高锰酸钾溶液氧化，都能与溴水反应使其褪色 ( 碳碳三键使溴水褪色是加成反应，醛基使其褪色是氧化反应 ) 也能与氢气发生加成反应等。 3 ．由乙烯和其他无机原料合成环状化合物 E ，其合成过程如下 ( 水及其他无机产物均已省略 ) ： 试通过分析回答下列问题： (1) 写出 C 的结构简式： ____________ 。 (2) 物质 X 与 A 互为同分异构体，则 X 可能的结构简式为 __________________ 。 OHCCHO CH 3 CHBr 2 (3) 写出上图变化过程中①的反应类型： ___________ 。 (4)D 物质中官能团的名称为 ________ 。 (5) 写出 B 和 D 生成 E 的化学方程式 ( 注明反应条件 ) ： ________________________________________________________________ 。 解析　 由框图关系结合所给信息可推出： A 是 BrCH 2 CH 2 Br ， B 是 HOCH 2 CH 2 OH ， C 是 OHCCHO ， D 是 HOOCCOOH 。 加成反应 羧基 1,3 －丁二烯　 碳碳双键、醛基、羟基 4 消去反应 烃的衍生物的转化关系 1 ． 常见有机反应类型与有机物类型的关系 微专题 27 常见有机反应类型总结 基本类型 有机物类别 取代 反应 卤代反应 饱和烃、苯和苯的同系物、卤代烃等 酯化反应 醇、羧酸、酚等 水解反应 卤代烃、酯、低聚糖、多糖、蛋白质等 硝化反应 苯和苯的同系物等 磺化反应 苯和苯的同系物等 加成反应 烯烃、炔烃、苯和苯的同系物、醛等 消去反应 卤代烃、醇等 基本类型 有机物类别 氧化 反应 燃烧 绝大多数有机物 酸性 KMnO 4 溶液 烯烃、炔烃、苯的同系物等 直接 ( 或催化 ) 氧化 酚、醇、醛、葡萄糖等 还原反应 醛、葡萄糖等 聚合 反应 加聚反应 烯烃、炔烃等 缩聚反应 苯酚与甲醛、多元醇与多元羧酸等 与浓硝酸的颜色反应 蛋白质 ( 含苯环的 ) 与 FeCl 3 溶液的显色反应 酚类物质 2 ． 判断有机反应类型的常用方法 (1) 根据官能团种类判断发生的反应类型。 (2) 根据特定的反应条件判断反应类型。 (3) 根据反应物和产物的结构不同判断反应类型。 D 　 解析　 该有机物分子中含有酚羟基、酯基、氯原子、碳碳双键，因此兼有苯酚、酯、卤代烃、烯烃的化学性质，能发生加成反应、取代反应、氧化反应、水解反应 ( 酸性或碱性均可 ) ，在 NaOH 醇溶液和加热条件下可发生消去反应 ( 卤代烃消去 ) ，可与 Fe 3 ＋ 发生显色反应，但不能与 Fe 2 ＋ 反应。 ①③④⑤⑥⑦ 　 3 ．如图是某有机物的球棍模型，下列关于该有机物的性质叙述中错误的是 ______ 。 ①能与 HCl 发生反应生成盐 ②能与 NaOH 发生反应生成盐 ③能缩聚生成高分子化合物 ④能发生消去反应 ⑤能发生水解反应 ⑥能使酸性高锰酸钾溶液褪色 ④⑤ 　 4 ． (2019 · 辽宁抚顺一模 ) 以下是抗肿瘤药物中一种关键中间体 G 的合成路线 ( 部分反应条件及副产物已略去 ) ： Br 2 、铁粉或 Fe 3 ＋ 铜、氧气、加热 BD 加成反应 (4)G 的结构简式为 __________________ 。既能发生银镜反应，又含苯环的 G 的同分异构体有 ________ 种。 (5) 由 2 分子 E 生成的含有 3 个六元环化合物中不同化学环境的氢原子共有 ________ 种。 24 种 6 种 (1) 反应 ① 是在苯环上引入一个溴原子，所以反应条件是溴单质和铁粉或 Fe 3 ＋ ；根据 E 和 F 的结构简式可知， E 发生醇的催化氧化即得 F ，所以反应 ⑥ 的条件是铜、氧气、加热； (2)A ．物质 C 为邻羟基甲苯，含有酚羟基，因此能使三氯化铁溶液显紫色，即 A 正确； B ． D 分子中含有羧基和醛基，没有羟基，故 B 错误； C ． E 分子结构中含有酚羟基、醇羟基、羧基以及苯环，所以能发生氧化反应、加成反应、取代反应和缩聚反应，故 C 正确； D ． 1 mol F 中含有 1 molC ＝ O 键和苯环，所以最多能与 4 mol H 2 发生加成反应，故 D 错误。正确选项是 BD 。 探究高考 · 明确考向 BD 　 解析　 B 对： Y 分子含有碳碳双键，与 Br 2 加成后，连接甲基的碳原子连有 4 个不同基团，该碳原子为手性碳原子。 D 对： X 分子中酚羟基上的氢原子被 CH 2 ===C(CH 3 )CO — 取代生成 Y ， Y 中的酯基是取代反应的结果。 A 错： X 分子中含有苯环，与苯环直接相连的原子处于苯环所在的平面内， 3 个 Br 原子和 — OH 中的 O 原子在苯环所在平面内， C — O — H 键呈 V 形且单键可以任意旋转，故 X 分子中 — OH 上的氢原子不一定在苯环所在平面内。 C 错： X 分子中含有酚羟基， Y 分子中含有碳碳双键，都能被酸性高锰酸钾溶液氧化， MnO 被还原为 Mn 2 ＋ 而褪色。 B 　 　 解析　 A 错：汉黄芩素的分子式为 C 16 H 12 O 5 。 B 对：该分子中含有酚羟基，可以与 FeCl 3 溶液发生显色反应。 C 错：酚羟基邻位、碳碳双键都能与溴水反应， 1 mol 该物质与溴水反应消耗 Br 2 的物质的量大于 1 mol 。 D 错：分子中碳碳双键、羰基都能与氢气发生加成反应，官能团种类会减少 2 种。 3 ． (2018 · 全国卷 Ⅱ ， 36 节选 ) 以葡萄糖为原料制得的山梨醇 (A) 和异山梨醇 (B) 都是重要的生物质转化平台化合物。 E 是一种治疗心绞痛的药物。由葡萄糖为原料合成 E 的路线如下： 回答下列问题： (1) 葡萄糖的分子式为 _____________ 。 (2) 由 B 到 C 的反应类型为 ___________ 。 (3)C 的结构简式为 _________________ 。 (4) 由 D 到 E 的反应方程式为 __________________________________________________ 。 C 6 H 12 O 6 　 取代反应 4 ． (2018 · 全国卷 Ⅲ ， 36) 近来有报道，碘代化合物 E 与化合物 H 在 Cr － Ni 催化下可以发生偶联反应，合成一种多官能团的化合物 Y ，其合成路线如下： 丙炔 (2)B 为单氯代烃，由 B 生成 C 的化学方程式为 _________________________________________________ 。 (3) 由 A 生成 B 、 G 生成 H 的反应类型分别是 ___________ 、 ____________ 。 (4)D 的结构简式为 _____________________ 。 (5)Y 中含氧官能团的名称为 ___________ 。 (6)E 与 F 在 Cr － Ni 催化下也可以发生偶联反应，产物的结构简式为 ________ 。 取代反应 加成反应 ≡—CH 2 COOC 2 H 5 羟基、酯基 (7)X 与 D 互为同分异构体，且具有完全相同官能团。 X 的核磁共振氢谱显示三种不同化学环境的氢，其峰面积之比为 3∶3∶2 。写出 3 种符合上述条件的 X 的结构简式 __________________________________________________________________ 。