烴的衍生物經(jīng)典例題與練習(xí)

PAGE4-烴的衍生物經(jīng)典例題與練習(xí)例1、鹵代烴在氫氧化鈉存在的條件下水解，這是一個典型的親核取代反應(yīng)。其實質(zhì)是帶負(fù)電的原子團(tuán)（例OH－等陰離子）取代了鹵代烴中的鹵原子。如：CH3CH2CH2－Br+OH－→CH3CH2CH2OH+Br－寫出下列反應(yīng)的化學(xué)方程式：（1）溴乙烷跟NaHS反應(yīng)；（2）碘甲烷跟CH3COONa反應(yīng)；（3）由碘甲烷，無水乙醇和金屬鈉合成甲乙醚（CH3OCH2CH3）。分析：從已給出的示例結(jié)合所學(xué)知識，很快可以判斷出這是一個親核取代反應(yīng)，通式為：R+－X－+Y－→RY+X－對于（1）根據(jù)題意可以看出RX即CH3CH2Br，而Y－即為SH－。因此，反應(yīng)式為：CH3I+CH3COO－→CH3OCCH3+I－CH3I+CH3COO－→CH3OCCH3+I－O對于（2），從題意可以看出RX即CH3I；而Y－即CH3COO－。反應(yīng)式為：同理，在（3）中RX顯然是CH3I，但題里并未直接給出和Y－有關(guān)的分子，而給出了反應(yīng)的結(jié)果CH3O–CH2CH3。從產(chǎn)物CH3–O–C2H5可以分析出Y－應(yīng)該是CH3CH2O－，它可來自無水乙醇和金屬鈉合成的C2H5ONa提供Y－為CH3CH2O－。2CH3CH2OH+2Na→2CH3CH2ONa+H2↑CH3I+CH3CH2ONa→CH3OC2H5+NaI例2、用方程式表示以乙醇為原料（并采用適當(dāng)?shù)臒o機(jī)試劑）合成3–甲基–3–戊醇的反應(yīng)過程。分析：首先寫出3–甲基–3–戊醇的結(jié)構(gòu)式，并采用倒推法，通過常見的合成醇的反應(yīng)以及醇的性質(zhì)等與乙烯聯(lián)系起來，再將這以思維過程用方程式表達(dá)出來，即可。倒推過程是：CHCH3CH2—C—CH2CH3CH3OHCH3CH2MgBrCH3CH2CCH3OCH3CH2CHCH3OHCH3CH2MgBrCH3CH2BrCH2=CH2CH3CHOCH3CH2OHCH2=CH2EtEt2O無水解：CH2=CH2+HBr→CH3CH2BrCH3CH2Br+MgCH3CH2BrCrO3H+CH2=CH2+H2OCH3CH2OHCH3CH2CrO3H+CH3CH3CHO+CH3CH2MgBrOMgBrCH2CH3CH3CH無水CH3CH3CH2CHCH3CH3CH2CCH3OOHCH3CHCH2CH3+H2OCH3CHCH2CH3OHOMgBrCHCH3CCH2CH3+CH3CH2MgBrCH3—CCH2CH3OMgBrCH2CH3OCHCH2CH3CH3—C—CH2CH3+H2OCH3—CCH2CH3CH2CH3OMgBrOH例3、以乙烯為起始原料可制得正丁醇（CH3CH2CH2CH2OH）。已知兩個有–H的醛分子在一定條件下可自身加成。下式反應(yīng)的中間產(chǎn)物（=3\*ROMANIII）可看成是由（=1\*ROMANI）中的碳氧雙鍵打開，分別跟（=2\*ROMANII）中的2–位碳原子和–氫原子相連而得。（=3\*ROMANIII）是一種–羧基醛，此醛不穩(wěn)定，受熱即脫水而生成不飽和醛（烯醛）：HHR—CH2CH==O+R—CH—CHOR—CH2—CH—C—CHO稀OH－OHHR（=3\*ROMANIII）（=2\*ROMANII）（=1\*ROMANI）RCH2CH==C—CHO△－H2OR請運用已學(xué)過的知識和上述給出的信息寫出由乙烯制正丁醇各步反應(yīng)的化學(xué)方程式（不必寫出反應(yīng)條件）。分析：本題給出的新知識是醛分子自身加成反應(yīng)和–羥基醛脫水反應(yīng)。而且要分析出此反應(yīng)的主要用途是能合成增加兩倍碳原子的有機(jī)化合物，再運用逆向思維的推理方法，結(jié)合已學(xué)過的化學(xué)知識解題。CH3CH2CH2CH2OH2CH3CHOCH3CH2OHCH2=CH2解：（1）CH2=CH2+H2O→CH3CH2OH（2）CH3CH2OH+O2→CH3CHOCHCH3CHO+CH3CHO→CH3—CH—CH—CHOOHH（3）CHCH3—CH—CH—CH—CHO→CH3CH=CH—CH—CHO+H2OOHH△（4）（5）CH3CH=CHCHO+2H2→CH3CH2CH2CH2OH例4、設(shè)法提純以下溶劑：（1）乙醚中含有少量乙醇和乙醛；（2）丙酮中含有少量甲醇。分析：提純和分離是實驗室中經(jīng)常遇到的操作。提純過程中在去掉雜質(zhì)的同時，不能再引入其他雜質(zhì)。這一點比鑒別更困難，后者只要能通過反應(yīng)將樣品區(qū)分開即可。因此，提純過程中，或者利用物理性質(zhì)的沸點的差異將雜質(zhì)除去，或者加入某種試劑后改變主成分和雜質(zhì)的物理常數(shù)，以達(dá)到分離的目的，如有可能也可加入一種試?yán)?、有一固體化合物A(C14H12NOCl)，與6mol·L－1鹽酸回流可得到兩個物質(zhì)B(C7H5O2Cl)和C(C7H10NCl)。B與NaHCO3溶液放出CO2。C與NaOH反應(yīng)得D，D與HNO2作用得到黃色油狀物，與苯磺酰氯反應(yīng)生成不溶于堿的沉淀。當(dāng)D與過量CH3Cl反應(yīng)得到一個帶有苯環(huán)的季銨鹽。B分子在FeBr3催化下只能得到兩種一溴代物。推出A、B、C、D的結(jié)構(gòu)并寫出各步反應(yīng)式。分析：根據(jù)A在鹽酸下回流得到B和C的分子式，可推測A為酰胺化合物，其中B為酸，C為胺的鹽酸鹽，C與堿中和得D。根據(jù)D與HNO2作用得黃色油狀物，與苯磺酰氯反應(yīng)生成不溶于堿的沉淀，說明D為仲胺。根據(jù)D與過量CH3Cl反應(yīng)得到帶有芳環(huán)的季銨鹽，說明D是分子中的氮上連有苯基和甲基的仲胺，即。根據(jù)B與NaHCO3作用放出CO2說明B為羧酸。根據(jù)B的分子式知B為氯取代的苯甲酸。又根據(jù)B的溴代物只有兩種異構(gòu)體，說明B為對–氯苯甲酸。解：A、B、C、D的結(jié)構(gòu)分別為：有關(guān)反應(yīng)式為：【烴的衍生物訓(xùn)練】1、寫出下列反應(yīng)的主要產(chǎn)物：（1）+CH3CH2OK→（2）+(CH3)2CHONa→（3）(CH3)3CCH2Br+KOH→（4）(CH3)2CBrCH(CH3)2+NH2－→（5）ClCH2CH2CH2Br+KCN2、乙硫醇（C2H5SH）和乙二醇分子量都為62，但乙硫醇熔、沸點比乙二醇溶、沸點_________，產(chǎn)生的原因是。乙硫醇可用于合成農(nóng)藥及作為指示機(jī)械過熱的警報劑。推測氯乙烷與硫氫化鈉在乙醇溶液中共熱制乙硫醇的反應(yīng)方程式為。3、從丙烯合成“硝化甘油”（三硝酸甘油酯）可采用下列4步反應(yīng)，丙烯1，2，3－三氯丙烷（ClCH2CHClCH2Cl）硝化甘油。已知：CH2＝CHCH3+Cl2ClCH2CHClCH3CH2＝CHCH3+Cl2CH2＝CHCH2Cl+HClCH3CH2Cl+H2OCH3CH2OH+HCl（1）寫出①、②、③、④各步反應(yīng)的化學(xué)方程式，并分別注明其反應(yīng)類型。（2）請寫出用丙醇作原料制丙烯的化學(xué)方程式并注明反應(yīng)類型。（3）如果所用丙醇中混有異丙醇[CH3CH(OH)CH3]，對所制丙烯的純度是否有影響？簡要說明理由。4、兩種含碳量為85.7%的烴A、B，當(dāng)與Cl2作用時生成含氯46.4%的氯化物A1、B1；而與Br2作用時，生成含溴79.2%的溴化物A2、B2。寫出A、A1、A2、B、B1、B2的結(jié)構(gòu)簡式。5、兩個有機(jī)化合物A和A’，互為同分異構(gòu)體，其元素分析都含溴58.4%（其它元素數(shù)據(jù)不全，下同）。A、A’在濃KOH（或NaOH）的乙醇溶液中強(qiáng)熱都得到氣態(tài)化合物B，B含碳85.7%。B跟濃HBr作用得到化合物A’。將A、A’分別跟稀NaOH溶液微微加熱，A得到C；A’得到C’。C可以被KMnO4酸性溶液氧化得到酸性化合物D，D中含碳?xì)涔?3.6%；而在同樣條件下C’卻不被氧化。（1）試寫出A、A’、B、C、C’、D的結(jié)構(gòu)簡式，并據(jù)此畫一框圖，表示它們之間的聯(lián)系，但是不必寫反應(yīng)條件。（2）試寫出C→D的氧化反應(yīng)的離子方程式。6、分子式為C9H12O的化合物對一系列試驗有如下反應(yīng)：①Na→慢慢產(chǎn)生氣泡②乙酸酐→生成有香味的產(chǎn)物③CrO3+H2SO4→立即生成綠色溶液④熱的KMnO4溶液生成苯甲酸⑤Br2+CCl4溶液不褪色⑥I2+NaOH生成黃色固體化合物試推測此化合物的結(jié)構(gòu)式，并寫出上述有關(guān)的反應(yīng)式（只要寫出主要產(chǎn)物）。7、某有機(jī)化合物X，根據(jù)元素分析，按質(zhì)量計知其中含碳68.2%，氫13.6%，氧18.2%。應(yīng)用質(zhì)子磁共振譜方法研究化合物X表明，在它的分子里含有兩種結(jié)構(gòu)類型不同的氫原子。（1）X的結(jié)構(gòu)式是怎樣的？（2）提出合成X的方法。8、甲酯除草醚是一種光合作用抑制劑，能被葉片較快地吸收，但在植物體內(nèi)傳導(dǎo)速度較慢，它是芽前除草劑，主要用于大豆除草、其合成路線如下：（1）寫出A、B、C的結(jié)構(gòu)簡式A；B；C。（2）寫出下列反應(yīng)的化學(xué)方式程式：反應(yīng)②；反應(yīng)⑤。9、化合物A（C5H10O）不溶于水，它不與Br2／CCl4溶液及金屬鈉反應(yīng)，與稀酸反應(yīng)生成化合物B（C5H12O2）。B與高碘酸反應(yīng)得甲醛和化合物C（C4H8O），C可發(fā)生碘仿反應(yīng)。試推測化合物A、B、C的結(jié)構(gòu)簡式10、下列三組反應(yīng)中，丙酮CH3COCH3是什么試劑？完成的是什么屬性的反應(yīng)：（1）CH3COCH3CH3COCH2CH2N(CH3)2（2）CH3COCH3+CH2＝CHCOOCH3CH3COCH2CH2CH2COOCH3（3）CH3COCH3+BrCH2CH2CHOCH3COCH＝CHCH2CH2Br（4）CH3COCH311、按照指定的反應(yīng)，寫出反應(yīng)產(chǎn)物，完成反應(yīng)式。（1）Claisen酯縮合反應(yīng)：＋（2）Diels—Alder反應(yīng)：（3）Wittig反應(yīng)：+→（4）Beckmann重排反應(yīng)：（5）Cannizzaro反應(yīng)：+（6）Mannich反應(yīng)：++HN(CH3)212、當(dāng)鄰苯二甲酸氯在苯中用三氯化鋁處理時，得到內(nèi)酯A，而不是鄰苯二甲酸苯。已知鄰苯二甲酸氯以另一種形式存在，其中兩個氯原子連在一個碳原子上，試問這種酰氯的結(jié)構(gòu)和內(nèi)酯A的最可能結(jié)構(gòu)。13、家蠅的雌性信息素可用芥酸（來自菜籽油）與羧酸X（摩爾比1︰1）在濃NaOH溶液中進(jìn)行陽極氧化得到。家蠅雌性信息素芥酸（1）寫出羧酸X的名稱和結(jié)構(gòu)式以及生成上述信息素的電解反應(yīng)的化學(xué)方程式。（2）該合成反應(yīng)的理論產(chǎn)率（摩爾分?jǐn)?shù)）多大？說明理由。14、“蜂皇酸”Q含碳65.2%，氫8.75%，其余為氧。Q具有酸性，43.7mgQ需用23.7rnL0.0100mol·L－1氫氧化鈉水溶液來滴定達(dá)到滴定終點。經(jīng)測定，Q的分子量不大于200。（1）寫出Q的分子式；Q中可能有什么官能團(tuán)使它具有酸性？在鉑粉存在下Q與氫反應(yīng)得到新化合物A。A在乙醇中與硼氫化鈉反應(yīng)得到B。B與濃硫酸共熱時容易脫水，得到烯烴C。C的13C（2）上述反應(yīng)表明存在哪些官能團(tuán)？C臭氧氧化后氧化性水解只得到兩個斷片，乙酸和直鏈的二羧酸D。將Q進(jìn)行類似的斷裂，得到草酸和含有一個羧基的物質(zhì)E。（3）推論D和E的結(jié)構(gòu)，由此給出Q的可能結(jié)構(gòu)。15、某有機(jī)物A氧化后得到分子式為C2H2O2Cl2的B，A經(jīng)水解后得到C。在一定條件下1molC與2molB完全反應(yīng)生成一種酯，該酯的分子式是；結(jié)構(gòu)簡式是。16、有五種化合物是分別由以下原子（團(tuán)）中的兩種不同的原子（團(tuán)）組成的：–H、–OH、–CHO、–CH3、–OCH3、–COOH、–Br。已知A是一種羧酸，它跟B在一定條件下可生成C，D是C的同分異構(gòu)體，E可在堿性條件下水解生成B，從而推斷出A～E的結(jié)構(gòu)簡式是：、、、、。17、A是一種酯，分子式是C14H12O2，A可由醇B跟羧酸C發(fā)生酯化反應(yīng)得到，A不能使Br2/CCl4溶液褪色。氧化B可以得到C。請寫出：（1）A、B、C的結(jié)構(gòu)簡式；（2）B的兩種可與NaOH反應(yīng)的同分異構(gòu)體。18、乙酰乙酸乙酯（CH3COCH2COOC2H5）在合成中有廣泛的應(yīng)用。請完成下列反應(yīng)，并指出乙酸乙酸乙酯是什么試劑？完成的是什么反應(yīng)？（1）CH3COCH2COOC2H5（2）CH3COCH2COOC2H519、分子式為C7H14O2的有機(jī)物A與稀NaOH溶液共熱①，生成B和C，B的無水物與堿石灰共熱可生成含氫25%的氣態(tài)烴②。C的分子中含5個碳原子，它能與金屬鈉反應(yīng)放出氣體，但不能脫水生成相同碳鏈的烯烴。D與C互為同分異構(gòu)體，D分子中有1個支鏈，它可以脫水形成兩種不同的烯烴③，又可發(fā)生脫氫氧化反應(yīng)④，在分子中產(chǎn)生羰基。根據(jù)上述條件，寫出①、②、③、④各步反應(yīng)的化學(xué)方程式。20、局部麻醉劑普魯卡因的結(jié)構(gòu)式如下式所示（代號：B）已知普魯卡因的陽離子（代號：BH＋）的電離常數(shù)Ka=1×10－9。（1）以B為代號寫出普魯卡因在如下過程中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)：a．溶于水；b．跟等mol的鹽酸反應(yīng)；c．它的鹽酸鹽溶于水；d．跟NaOH水溶液反應(yīng)。（2）普魯卡因作為局部麻醉劑的麻醉作用是由于它的分子能夠透過神經(jīng)鞘的膜，但它的陽離子BH＋基本上不能透過神經(jīng)鞘膜。試計算在pH值為7時，鹽酸普普卡因溶液里的B和BH＋的濃度比，并用來說明它的麻醉作用的藥效跟用藥量相比是高呢還是低。（3）已知如果把普魯卡因分子里的叔氨基改成仲氨基（C），伯氨基（D），改造后的麻醉劑C和D的堿性順序是C＞B＞D，問它們通過神經(jīng)鞘膜的趨勢是增大還是減小，為什么？烴衍生物智能訓(xùn)練參考答案：1、（1）（2）+（3）幾乎不反應(yīng)（4）(CH3)2C＝C(CH3)2（5）ClCH2CH2CH2CN2、乙硫醇的熔沸點比乙二醇低乙二醇分子間可形成氫鍵，而乙硫醇分子間不能形成氫鍵，分子間的作用力較乙二醇小CH3CH2Cl+NaHSCH3CH2SH+NaCl3、（1）①CH2＝CHCH3+Cl2CH2＝CHCH2Cl+HCl（取代反應(yīng)）②CH2＝CHCH2Cl+Cl2ClCH2CHClCH2Cl（加成反應(yīng)）③（水解反應(yīng)）④（酯化反應(yīng)）（2）CH3CH2CH2OHCH3CH＝CH2+H2O（消去反應(yīng)）（3）無影響異丙醇消去同樣生成丙烯4、CH3CH＝CH2ClCH2CH＝CH2CH3CHBrCH2Br5、（1）（2）5(CH3)2CHCH2OH+4MnO4－+12H＋→5(CH3)2CHCOOH+4Mn2＋+11H2O6、7、（1）C︰H︰O=5︰12︰1，即X的化學(xué)式為C5H12O。這是飽和醇或醚。從1H–NMR可知X為醚，是(CH3)2C–O–CH3（2）(CH3)2COK+CH3I→(CH3)2C–O–CH3+8、（1）A：B：C：（2）②：⑥：9、A：B：C：10、（1）是CH3COCH3的活性氫（α－H）HN(CH3)2中氮上氫與CH2O中的氧脫水，生成β－羥基胺化合物的反應(yīng)稱Mannich反應(yīng)。該反應(yīng)要求的活性氫分子有脂肪醛、脂肪酮、雜環(huán)族酮、丙二酸酯、硝基化合物β－酮酸酯，甚至酚的鄰、對位H等。胺有伯胺、仲胺，常用的有二乙胺、二甲胺的鹽酸鹽，反應(yīng)除用甲醛、三聚甲醛、多聚甲醛外，也有用丁二醛等。由于反應(yīng)緩和，該反應(yīng)常用于藥物、氨基酸、天然產(chǎn)物的合成中（2）丙酮作為親核試劑發(fā)生共軛加成反應(yīng)（親核加成反應(yīng)）。（3）丙酮作為親核試劑發(fā)生羥醛縮合反應(yīng)。（4）丙酮先鹵化（氯化）成親核取代反應(yīng)的底物，再發(fā)生親核取代反應(yīng)。11、（1）（2）（3）（4）（5）（6）12、酰氯的另一種結(jié)構(gòu)：內(nèi)酯A：13、（1）丙酸（2）芥酸和丙酸氧化脫羧形成摩爾分?jǐn)?shù)相等的2種烴基，同種烴基偶聯(lián)的摩爾分?jǐn)?shù)各占25%（或1/4或0.25），異種烴基偶聯(lián)形成家蠅性信息素的摩爾分?jǐn)?shù)占50％（或1/2或0.5）。14、（1）Q中各元素原子個數(shù)比為：C︰H︰O=10︰16︰3Q的最簡式為C10H16O3。因Q的分子量不大于200，所以，Q的分子式為C10H16O3，分子