有機化學又稱為碳化合物的化學,是研究有機化合物的組成、結構、性質、製備方法與應用的科學。
但總有學生向天津新文達小文反應,說有機反應的知識點太多,太細碎。問題是,你有認真總結過嗎?或許花點時間總結一下,就會有一種突得雲開見月明之感呢。
下面,小文特意請教了學習的化學老師,請出他珍藏的手稿筆記,將其中有機化學反應的10種反應類型和各種反應類型的代表方程式都給整理好了,好像也沒有大家說的那麼細碎複雜。不信就來看看吧!
一、取代反應
1.概念:有機物分子裡某些原子或原子團被其它原子或原子團所代替的反應。
2.能發生取代反應的有:烷烴(滷代)、苯環(滷代、硝化)、醇羥基(-OH)(與鹵化氫、成醚、酯化)、滷原子(-X)(水解)、羧基(-COOH)(酯化)、酯基(-COO-)(水解)、肽鍵(-CONH-)(水解)等。
分例如下:
1、與鹵素單質的取代------發生該類反應的有機物包括:烷烴、烯烴、芳香烴、醇、酚等。
例如:
2)與混酸的硝化反應(苯及其同系物、苯酚、烷烴等均能發生硝化反應)。如:
注:環己烷對酸、鹼比較穩定,與中等濃度的硝酸或混酸在低溫下不發生反應,與稀硝酸在100℃以上的封管中發生硝化反應,生成硝基環己烷。在鉑或鈀催化下,350℃以上發生脫氫反應生成苯。環己烷與氧化鋁、硫化鉬、鈷、鎳-鋁一起於高溫下發生異構化,生成甲基戌烷。與三氯化鋁在溫和條件下則異構化為甲基環戊烷。
低碳硝基烷的工業應用日益廣泛。在使用原料上,以丙烷硝化來製取是合理的途徑。在工藝方面,國外較多的是以硝酸為硝化劑的氣相硝化工藝,已積累了較豐富的工業經驗。有代表性的反應器則是多室斯登該爾反應器。國內迄今有關硝基烷的生產和應用研究均進行得不多,這是應該引起我們充分注意的。
3)與硫酸的磺化反應(苯、苯的衍生物, 幾乎均可磺化)。如:
4)羧酸和醇的酯化反應
5)水解反應(鹵代烴、酯、多糖、二糖、蛋白質都能在一定條件下發生水解反應)。如:
6)與活潑金屬的反應:(醇、酚、羧酸等均能與活潑金屬如鈉反應生成氫氣)。如:
7)醇與鹵化氫(HX)的反應。如:
8)羧酸或醇的分子間脫水。如:
二、加成反應
定義:有機物分子裡不飽和碳原子跟其它原子或原子團直接結合生成化合物的反應叫加成反應。
在中學化學中,分子結構中含有“雙鍵”或“叄鍵”的化合物均能發生加成反應。如烯烴、二烯烴、炔烴、苯及其同系物、醛、酮、不飽和高級脂肪酸及其甘油脂、單糖等。通常參與加成反應的無機試劑包括H2、X2(X為Cl、Br、I)、HX、H2O、HCN等小分子(對稱或不對稱試劑)起加成反應。
1.能發生加成反應的有:雙鍵、三鍵、苯環、羰基(醛、酮)等。
2.加成反應有兩個特點:
①反應發生在不飽和的鍵上,不飽和鍵中不穩定的共價鍵斷,然後不飽和原子與其它原子或原子團以共價鍵結合。
②加成反應後生成物只有一種(不同於取代反應,還會有鹵化氫生成)。
1)和氫氣加成
2)和鹵素加成
3)和鹵化氫加成
4)和水加成
三、消去反應
1.概念:有機物在適當的條件下,從一個分子中脫去一個小分子(如水、HX等),生成不飽和(雙鍵或三鍵)化合物的反應。如:實驗室制乙烯。
2.發生消去反應的化合物需具備以下兩個條件:
i.是連有一OH(或一X)的碳原子有相鄰的碳原子;ii.是該相鄰的碳原子上還必須連有H原子。
中學裡常見的兩類有機物是醇和鹵代烴。
1)醇的消去反應
2)鹵代烴的消去反應
3.反應機理:消去官能團和鄰碳氫。
4.有多種鄰碳氫時產物有多種,要符合氫少去氫的原則為主要產物。
四、聚合反應
聚合反應是指小分子互相作用生成高分子的反應。聚合反應包括加聚和縮聚反應。
1.加聚反應:由不飽和的單體加成聚合成高分子化合物的反應。反應是通過單體的自聚或共聚完成的。
如:
2. 縮聚反應:指小分子互相作用生成高分子的同時要脫去小分子。
通常有酚和醛、氨基酸(形成多肽)、葡萄糖(形成多糖)、二元醇與二元酸、羥基羧酸等均能發生縮聚反應。
如:
五、氧化反應
概念: 氧化反應就是有機物分子“加氧”或“去氫”的反應。能發生氧化反應的物質和官能團:烯(碳碳雙鍵)、炔(碳碳三鍵)、醇、酚、苯的同系物、含醛基的物質等。
烯(碳碳雙鍵)、炔(碳碳三鍵)、苯的同系物的氧化反應都主要指的是它們能夠使酸性高錳酸鉀溶液褪色,被酸性高錳酸鉀溶液所氧化。
醇發生催化氧化機理:去羥基氫和連碳氫。常見轉化為:—CH2OH轉化為—CHO,—CHOH轉化為C=O, —COH不能被氧化。
醛基被催化氧化機理:斷裂醛基中的碳氫鍵加入氧原子變成羧基。
1、燃燒(絕大多數有機物容易燃燒)
如:
2、催化氧化(或去氫)
(1).乙烯催化氧化制乙醛(催化劑PdCl2和CuCl2)
(2).乙醇催化氧化制乙醛(催化劑:Cu或Ag)
(3).乙醛催化氧化制乙酸(催化劑:醋酸錳)
(4).丁烷氧化法制乙酸(催化劑:羧酸的鈷鹽等)
3、與強氧化劑:KMnO4(H+)的反應:
烯烴、二烯烴、炔烴,含有C=C的油脂都能使KMnO4(H+)的紫色褪色。如:
苯的同系物也能使KMnO4(H+)的紫色褪色。如:
醛、甲酸及其酯、甲酸鹽、葡萄糖等含有醛基的物質也能使KMnO4(H+)的紫色褪色。如:
醛基(-CHO)與弱氧化劑:銀氨溶液、新制Cu(OH)2的氧化反應. (-CHO均被氧化成-COOH),醛類、甲酸及其酯、甲酸鹽、葡萄糖等均能發生上述反應。如:
六、有機還原反應
概念:有機物與強還原劑作用、或與氫結合、或分子中去掉氧原子的反應稱為氧化反應。具體表現多樣。
1、催化加氫(或去氧)的還原反應
含有C=C或C≡C的不飽和化合物及含有酮羰基的醛、酮、單糖、羧酸等物質與H2的加成反應,都屬於還原反應(其它反應見前面加成反應1.)如:
2、硝基苯制苯胺
七、與Na反應
醇、酚、酸分別與Na、NaOH、Na2CO3、NaHCO3的反應。
八、酯化反應
反應機理為:酸脫羥基醇脫氫結合成水,其餘部分結合成酯。
九、顯色反應
1、苯酚溶液跟FeCl3溶液作用能顯紫色.因苯酚和FeCl3在水溶液裡反應,生成絡離子而顯紫色。
2、可溶性澱粉溶液遇碘變藍色(因直鏈澱粉的螺旋式管狀結構能容納碘鑽入並吸附成包含物質而顯藍色。)
3、蛋白質(分子結構中含有苯環), 跟濃硝酸作用呈黃色因氨基酸中的苯環發生硝化反應, 生成黃色的硝基化合物.
十、分解反應
能發生水解反應的物質:鹵代烴(強鹼水溶液加熱)、酯(強鹼溶液加熱或稀硫酸加熱)、油脂、二糖、多糖(糖類水解條件是稀硫酸加熱)、蛋白質(酸、鹼或酶)等。
注意:
1.從本質上看,水解反應屬於取代反應。
2.反應機理:鹵代烴水解時是C-X鍵斷裂,乙酸乙酯水解時是-COO-中的C-O鍵斷裂,蛋白質水解,則是肽鍵斷裂。
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