有机化学基础知识ppt课件

第三章有机化学基础知识1.掌握链烃碳原子的杂化方式、结构特点及烷烃构象产生的原因2.掌握链烃、脂环烃、芳香烷的普通命名法、系统命名法及烯烃的顺反异构、次序规则3.掌握烷烃、烯烃、炔烃的化学性质，了解自由基反应机理、亲电加成反应机理4.了解二烯烃的分类和命名，掌握共轭二烯烃的结构特点、主要化学性质及应用5.理解诱导效应、共轭效应概念，了解概念的应用6.了解环己烷及取代环己烷的构象7.掌握苯的结构、命名、化学性质及应用，了解苯环亲电取代反应历程，掌握苯环取代定位规则及应用8.掌握卤代烃、醇、酚、醚的分类和命名及化学性质和应用9.了解亲核取代反应历程及SN1、SN2反应的特点10.了解醛、酮的结构，掌握醛、酮的系统命名法、主要化学性质及应用；了解羰基的亲核加成反应及反应机理11.了解萘、醌的结构、命名及化学性质12.掌握羧酸的分类、结构和命名；掌握羧酸及羧酸衍生物的主要化学性质及应用。了解羧酸及羧酸衍生物的相互转化关系及应用第一节烃一、脂肪烃（链烃）二、脂环烃三、芳香烃第二节烃的衍生物一、卤代烃二、醇、酚、醚三、醛、酮、醌四、羧酸及羧酸衍生物1.烷烃的命名、结构及烷烃的化学性质2.烯烃的命名,烯烃的结构特征及顺反异构；烯烃的化学性质3.炔烃、二烯烃的结构和共轭效应,炔烃和二烯烃的化学性4.脂环烃的命名及化学性质5.苯的结构及化学性质第一节烃重点：1.烷烃的结构、烷烃的构象2.烯烃的结构特征及顺反异构3.炔烃、二烯烃的结构和共轭效应4.环己烷的构象5.芳环上的亲电取代反应难点：烃：只由C、H两种元素组成的化合物，叫碳氢化合物，简称烃。烃脂肪烃（脂肪烃）脂环烃芳香烃饱和脂肪烃：烷烃不饱和脂肪烃烯烃炔烃只含有C—C单键和C—H键含有C==C双键含有C≡C叁键一、脂肪烃（链烃）分类：——（一）脂肪烃的结构（一）脂肪烃的结构1．烷烃的同系列及同分异构现象（1）烷烃的同系物、通式和结构烷烃的通式：CnH2n+2组成上相差CH2及其整数倍，同系列中的各化合物互为同系物。如乙烷、丙烷、丁烷……烷烃的结构：丁烷的结构sp3杂化烷烃分子中按照它们所连接的碳原子的数目不同，可分为四类：伯、仲、叔、季。它们分别用：1°、2°、3°、4° 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 示。（2）烷烃的同分异构现象分子式相同，而构造不同的异构体称为同分异构体。这种现象称为同分异构现象。例如:正丁烷（沸点­0.5℃）异丁烷（沸点-10.2℃）烷烃同系列中从丁烷起才有同分异构现象。HCHCHCCCH3HHCH3HCH3CH31234°°°°（1）烯烃的结构不饱和烃：有机物中含有碳碳双键或碳碳叁键的烃。分子中含有碳碳双键的烃为烯烃，通式：CnH2n。分子中含有碳碳叁键的烃为炔烃。通式：CnH2n-2。2.不饱和烃（烯烃、炔烃）的结构C==C是烯烃的官能团.—CC—是炔烃的官能团烯烃的结构sp2杂化“头碰头”“肩并肩”炔烃的结构（2）炔烃的结构sp杂化（3）共轭二烯烃的结构分子中含有两个碳碳双键的不饱和烃称为二烯烃。通式为:CnH2n-2共轭二烯烃：两个双键被一个单键隔开。如1,3-丁二烯试写出C4H6的同分异构体πP轨道HHP轨道πππ1,3—丁二烯分子结构C1与C2和C3与C4之间各形成一个π键。而此时C2与C3两个碳原子p轨道的对称轴也相互平行，所以也可以侧面重叠，把两个π键连接起来，形成一个包含4个碳原子的大π键。但C2—C3键所具有的π键性质要比C1—C2键和C3—C4键所具有的π键性质少一些。C3C4HHHH离域键(大π键):共轭体系——具有离域键的体系。共轭分子——含共轭π键的分子。共轭效应——在共轭体系中，由于原子间的相互影响，使整个分子电子云的分布趋于平均化的倾向。π-π共轭效应——由π电子离域而体现的共轭效应。π电子不是局限于2个碳原子之间，而是分布于4个（2个以上）碳原子的分子轨道，称为离域轨道，这样形成的键叫离域键（大π键）。（二）脂肪烃的立体异构立体异构：不饱和烃中的取代基（原子或基团）在空间的分布方式不同而产生的异构。(1)构型异构（烯烃的顺反异构）通式：顺式反式当双键碳上有一个碳原子连有两个相同的原子或原子团时，则不存在顺反异构。立体异构构型异构构象异构顺反异构对映异构CCababCCaabb构象可以用纽曼（Newmen）投影式或透视式表示。　　　　　　　　　　　乙烷的构象(2)构象异构纽曼投影式：透视式：重叠式交叉式重叠式交叉式HHHHHH0。（三）脂肪烃的命名1．烷烃的命名（1）普通（习惯）命名法·最早根据碳原子数命名：甲烷、乙烷、丙烷……·支链烷（异构体）例如：C5H12的三个同分异构体正丁烷　异丁烷　新戊烷试写出C６H1４的同分异构体CH3CHCH2CH3CH3CH3CH3H3CCCH3（2）系统命名法烷基：烷烃分子中去掉一个氢原子后余下的部分。其通式为—CnH2n+1，用R—表示。甲基CH3—(Me)乙基CH3CH2—(Et)正丙基CH3CH2CH2—(n-Pr)异丙基(CH3)2CH—(iso-Pr)正丁基CH3CH2CH2CH2—(n-Bu)异丁基(CH3)2CHCH2—(iso-Bu)仲丁基CH3CH2(CH3)CH—(sec-Bu)叔丁基(CH3)3C—(ter-Bu)常见的烷基有：①在系统命名法中，对于直链烷烃，与普通命名法相同。②带有支链的烷烃，先选择分子中最长的碳链作为主链，若有几条等长碳链时，选择支链较多的一条为主链。③从距支链较近的一端开始给主链上的碳原子编号。④将支链的位次及名称加在主链名称之前。若主链上连有多个相同的支链时，用二、三、四……数字表示支链的个数，再在前面用阿拉伯数字注明各个支链的位次，每个位次之间用逗号隔开。若主链上连有不同的几个支链时，则按由简到繁的顺序将每个支链的位次和名称加在主链名称之前。⑤如果支链上还有取代基时，则必须从与主链相连接的碳原子开始，给支链上的碳原子编号。然后补充支链上烷基的位次、名称及数目。命名原则：例12,3,4,5-四甲基-4-乙基己烷例2命名下列化合物2,5-二甲基-3,4-二乙基己烷CH3CHCH3CHCH2CH3CHCH2CH3CHCH3CH3123456CH3CHCH3CHCH3CCH2CH3CHCH3CH3CH31234561-丁烯2-乙基-1-戊烯3,4,5,5-四甲基-2-己烯选择含碳碳双键的最长碳链为主链(母体);碳链编号时,应从靠近双键的一端开始;烯前要冠以官能团位置的数字(编号最小);其他同烷烃的命名规则。（1）烯烃的命名法——系统命名法2．不饱和链烃的命名CH3CHCCHCH3CH3CCH3CH2CH3CH31234567CH2CHCH2CH3123412453CH2CCH2CH2CH3CH2CH3命名下列化合物：顺反异构现象(立体异构现象)由于双键不能自由旋转,当双键的两个碳原子各连接不同的原子或基团时,可能产生不同的异构体。　根据IUPAC命名法，顺反异构体的构型是用Z（德文Zusammen，同）表示顺式结构，E(德文Entgegen，对)表示反式结构。CH2C(CH2)2CH3CH3(C2H5)2CCHCH3在标记时，遵循次序规则：次序规则的要点为：①先比较直接与双键相连的原子，原子序数大的排在前面。②如果与双键碳原子直接相连的原子相同时，则比较与该原子相连的原子序数。不是计算原子序数之和，而是原子序数大的原子所在的基团在前。(Z)-2,3,4-三甲基-3-己烯　(E)-2,3,4-三甲基-3-己烯③如果与双键碳原子直接相连的原子相同，而该原子又以重键与别的原子相连时，则按重键级别分别以两个或三个相同原子计算。④取代基游离价所在的原子，原子序数大的在前，小的在后：I—＞Br—＞Cl—＞S—＞P—＞O—＞N—＞C—＞H（同位素按相对原子质量大小次序排列如D—＞H—）⑤几种烃基的先后次序为：(CH3)3C—＞(CH3)2CH—＞CH3CH2—＞CH3—CCCHCNCHCH2＞＞＞OOH（2）二烯烃和炔烃的命名①二烯烃的命名与烯烃命名相似，不同的是要在“烯”字前加上双键的数目“二”字。例如：　　　2-甲基-1,3-丁二烯2,3-二甲基-1,3-戊二烯②炔烃的命名原则与烯烃相似，即选择包含叁键的最长碳链作主链，碳原子的编号从距叁键最近的一端开始。3-甲基-4-庚烯-1-炔CHCCHCH3CHCHCH2CH3（四）脂肪烃的物理性质(1)状态C1～C4的为气态，C5～C16的为液态，C17以上的为固态。(2)沸点随着相对分子质量的增加，直链烷烃的沸点逐渐升高。碳原子数相同的烷烃，支链越多，沸点越低。(3)熔点固体分子的熔点也随相对分子质量的增加而增大。(4)相对密度烷烃的相对密度都小于1，随相对分子质量的增加而升高，最后接近于0.8（20℃）。(5)溶解度烷烃是非极性分子，又不具备形成氢键的结构条件，所以不溶于水，而易溶于非极性或弱极性的有机溶剂中。1．烷烃的物理性质2．不饱和烃的物理性质①状态在常温常压下，C2～C4的烯烃为气体，C5～C19的α-烯烃为液体，高级烯烃为固体。②熔点、沸点和相对密度都随相对分子质量的增加而升高。烯烃的密度小于1，不溶于水，溶于四氯化碳等有机溶剂。（1）烯烃的物理性质（2）炔烃的物理性质炔烃的物理性质与烯烃相似。乙炔、丙炔和丁炔为气体，戊炔以上的低级炔烃为液体，高级炔烃为固体。简单炔烃的沸点、熔点和相对密度比相应的烯烃、烷烃要高。炔烃不溶于水而易溶于石油醚、苯、乙醚和乙醇等有机溶剂。（五）脂肪烃的化学性质1.烷烃的化学性质（1）氧化反应：烷烃容易燃烧，生成CO2和H2O，发出光并放出大量热。（2）取代反应：取代反应:有机物分子中的氢原子被其他的原子或原子团取代的反应。甲烷的氯代反应(自由基取代)CH4+Cl2CH3ClCH2Cl2CHCl3CCl4热裂解反应：烷烃在隔绝空气的条件下加强热，分子中的碳碳键或碳氢键发生断裂，生成较小分子的反应。。(3)热裂解反应：烷烃分子中所含碳原子越多，产物越复杂2．不饱和烃的化学性质（1）烯烃的化学性质①烯烃的α-氢的反应卤代反应CH3CH2CH2CH3高温CH3CH3+CH2CH2CH3CH2CH2CH3高温CH4+CH2CHCH3CH2CHCH3低温CCl4CH2ClCHClCH3高温气相500～600℃CH2CHCH2Cl离子型亲电加成反应自由基型取代反应腈纶第一单体氨氧化反应氧化反应②烯烃的催化氧化环氧乙烷③烯烃的高锰酸钾氧化反应烯烃分子中的不饱和键易被高锰酸钾等强氧化剂氧化，使高锰酸钾褪色。CH2CHCH3+O2Cu2O350℃2..52×10+H2OCH2CHCHO5Pa过氧化物存在下，反马氏规则加成④烯烃的加成反应加成反应RCHCH2H2NiRCH2CH3X2RCHXCH2XRCHXCH3HXHBr过氧化物¯RCH2CH2BrHOCl(Cl+H2O)RCHCH2OHClH2SO4RCCH3OSO3HH2OH+RCOHCH3AgO2RCHCH2O2HH正碳离子的生成是决定反应速度的第一步，进攻试剂实际上是一个缺少电子的正溴离子，它从烯烃的π键接受电子，这种试剂叫亲电试剂。烯烃与溴的加成反应是亲电加成反应。正碳离子HHHHBrδ+Brδ-CCHHBrHH+Br-+CCHHHHBrBrCC马尔可夫尼可夫(Markovnikov)规则不对称烯烃与卤化氢的加成反应：主要产物是卤原子加在含氢较少的双键碳原子上生成的。这一经验规律叫马尔可夫尼可夫(Markovnikov)规则，简称马氏规则。反应历程许多情况下都是唯一正碳离子HHHHδ+δ¯CCHHHH+X-+CCHHRHXHRXHCC例聚乙烯聚丙烯乙丙共聚物聚合反应：由低分子量化合物形成相对分子质量较高的化合物的反应。乙丙橡胶用途广⑤烯烃的聚合反应CH2CH2n[CH2CH2]nAl(C2H5)31.01×106Pa50～80℃-TiCl4nCH2CH2+mCH2CHCH3…CH2CH2CH2CHCH3…催化剂～反马氏规则（2）炔烃的化学性质①炔烃的加成反应②炔烃与高锰酸钾氧化反应怎样用化学方法区分下列物质⒈乙烷乙烯⒉丁烷丁炔③炔烃的聚合反应在不同的催化剂作用下，乙炔可以分别聚合成链状或环状化合物。但一般不聚合成高分子化合物。乙烯基乙炔生产氯丁橡胶的重要原料④炔氢的反应与氨基钠反应，生成炔化钠用于增长碳链与叁键碳原子直接相连的氢原子叫炔氢，活泼性较大。显示出弱酸性。HCCHCH2CHCCHCuClNH4Cl有炔氢的不对称炔与新制的银氨溶液、铜氨溶液及格氏试剂的反应：（3）共轭二烯烃的化学性质①1,4-加成反应1,4-加成反应是主要反应CCHRAg(NH3)2NO3CCAgRHNO3CCHR+Ag+Cu(NH3)2ClCCCuRR′MgXCCMgXR+R′HCH2CHCHCH2+Br21,2-加成1,4-加成3,4-二溴-1-丁烯1,4-二溴-2-丁烯CH2CHBrCHCH2BrCHCHCH2CH2BrBr天然合成橡胶:在Ziegler-Natta催化剂存在下，1,3-丁二烯或异戊二烯基本按1,4-加成方式进行顺式聚合，且聚合物性能优良，与天然橡胶相似,这种产物叫天然合成橡胶。②聚合反应顺-1,4-聚丁二烯（顺丁橡胶）③Diels-Alder反应共轭二烯烃与某些具有碳碳双键的不饱和化合物发生1,4-加成反应生成环状化合物的反应称为双烯合成，也叫第尔斯—阿尔德（Diels-Alder）反应。CH2CHCHCH2TiCl-(C2H5)3AlnCCHHCH2CH2（一）分类和命名脂环烃:开链烃两端连接成环的化合物与链烃性质相似的烃类化合物。二、脂环烃（1）分类（2）命名饱和环烷烃的命名与烷烃相似，根据成环碳原子数称为“某”烷，并在某烷前面冠以“环”字，叫环某烷。环上带有支链时，一般以环为母体，支链为取代基。脂环烃饱和脂环烃不饱和脂环烃，通式:CnH2n，通式:CnH2n-2不饱和脂环烃：只在不饱和脂环烃的名称前冠以“环”字。编号从不饱和碳原子开始，并通过不饱和键编号。1,1-二甲基环丙烷1-甲基-4-异丙基环己烷2，3-二甲基环己烯3-甲基环己烯1.写出可能的结构式并命名下列化合物C4H6C9H14C7H122.命名下列化合物（二）环烷烃的性质环烷烃的化学性质与开链饱和烃相似，但由于碳环的存在，使其具有一些不同的性质。①卤代反应环烷烃无色，具有一定的气味。沸点、熔点和相对密度均比相同碳原子数的链烃高。但密度都比水小。在高温或紫外线作用下1.物理性质2.化学性质+Cl2hvCl+HCl②氧化反应环烯烃很容易被氧化开环。③加成反应催化加氢环烷烃加氢反应的活性不同，其活性为：环丙烷＞环丁烷＞环戊烷。加卤素在常温下可以与卤素发生加成反应。加卤化氢环丙烷及其衍生物很容易与卤化氢发加成反应而开环。烃基取代的环丙烷与卤化氢反应时，碳碳键破裂发生在取代基最多与取代基最少的两个环碳原子之间。遵循马氏规则环烷烃分子的碳都是sp3杂化，但碳碳之间形成的键角并非都是109°28′，小分子环烃中因碳键弯曲而存在张力，因此不稳定。成键电子云没有轨道对称轴，而是分布在一条曲线上，形如香蕉，被称为弯曲键，俗称香蕉键。*3.环己烷的构象丙烷环丙烷弯曲键环戊烷和环己烷的键角接近109°28′，所以二者较稳定。环己烷的构象——椅式和船式构象两种碳氢键与环己烷分子的对称轴平行，称为直键，简称a键。碳氢键与对称轴成109º的夹角，称为平键，简称e键。椅式构象船式构象三、芳香烃1．芳香烃的分类及苯的结构（1）芳香烃的分类（2）苯的结构苯的结构苯分子中的共轭π键芳香烃：单环芳烃：如多环芳烃：如非苯芳烃：如-2．苯的同系物及命名苯的同系物通式：CnH2n-6芳烃分子上去掉一个氢原子后剩下的基团叫芳基，常用“Ar—”表示。苯分子上去掉一个氢原子后剩下的基团叫苯基，常用“ph—”表示。若甲苯的甲基上去掉一个氢原子后剩下的基团叫苯甲基（C6H5CH2—）或苄基。（1）苯的同系物①烷基苯的命名以苯作为母体，烷基作取代基，根据烷基的名称叫“某苯”。甲苯乙苯异丙苯②当苯环上连有多个不同的烷基时，烷基名称的排列应从简单到复杂，环上编号从简单取代基开始，沿其他取代基位次尽可能小的方向编号。（2）命名3．芳香烃的物理性质苯及其同系物一般为无色透明有特殊气味的液体，相对密度小于1，不溶于水而溶于石油醚、醇、四氯化碳等有机溶剂。烷基苯的沸点随着相对分子质量的增大而提高。对位异构体因具有对称性其熔点高于邻位和间位异构体。4.芳香烃的化学性质(1)取代反应①卤代反应:邻、对位②硝化反应常用浓硫酸和浓硝酸（称为混酸）为硝化试剂，与芳香烃在一定温度下进行反应，产物为不溶于水的油状物硝基苯。甲苯硝化反应比苯容易，主要产物是邻位和对位取代物。③磺化反应磺化反应：是苯环上的氢被磺酸基（—SO3H）取代的反应。磺化反应为可逆反应。常用浓硫酸或发烟硫酸做磺化试剂。苯磺酸主要产物是邻位和对位取代物。甲苯磺化反应比苯容易！为什么呢？④傅列德尔—克拉夫茨（Fridel-Crafts）反应，（简称傅—克反应）a.傅—克烷基化反应：在无水三氯化铝催化下，苯与卤代烷（或烯烃、醇）反应，在苯环上引入一个烷基的反应。工业上合成乙苯和异丙苯的方法。b.傅—克酰基化反应：在无水三氯化铝催化下，苯环上引入一个酰基而生成芳香酮的反应。常用的酰基化试剂有酰卤或酸酐。酰基化反应既不发生异构，也不生成多元取代物。当苯环上连有强的吸电子基，如—NO2等基团时，一般不发生傅—克反应。硝基苯常作傅—克反应的溶剂。★芳烃发生的卤代、硝化、磺化、酰化等取代反应都是亲电取代反应。﹡芳烃亲电取代反应历程以用苯的氯代为例表示如下：Cl2+FeCl3Cl++FeCl4-HCl++FeCl4-快Cl+HClFeCl3+⑤亲电取代反应的定位规律及其应用a.定位规律:苯环上引入一个取代基之后，再导入第二个取代基时，取代基所占的位置主要取决于原有取代基的性质。苯环上原有取代基称为定位基。第一类定位基：能将苯环活化，使苯环的亲电取代反应变得比苯容易，新导入的第二个取代基进入它的邻位和对位。常见的有：—NR2、—NHR、—NH2、—OH、—OR、—NHCOR、—R、—X、—OCOR等。这些基团有什么共性?第一类定位基与苯环直接相连的原子一般只有单键，或有未共用电子对，或带负电荷，是斥电子基团。第二类定位基：能将苯环钝化，使苯环的亲电取代反应变得比苯困难，新导入的第二个取代基进入它的间位，—NO2、—CN、—SO3H、—CHO、—COOH、—COOR、—CF3、—CONR2等。b.定位规律的应用:.推测取代反应主要产物:这些基团有什么共性?一般有重键或带正电荷的基因是吸电子基团。如以甲苯为原料制备4-硝基-2-氯苯甲酸（2）加成反应①催化加氢——在镍、铂、钯等催化下，苯与氢进行加成反应生成环己烷。工业上制备环己烷的主要方法。②卤素加成——在紫外光照射下，苯与氯加成六氯代环己烷（六六六）。是已被禁用的杀虫剂！①苯环的侧链氧化——在强氧化剂（如高锰酸钾的酸性溶液）作用下，苯环上含α-H的侧链能被氧化，不论侧链有多长，氧化产物均为苯甲酸。苯环侧链上不含α-H，则不能发生氧化反应。（3）氧化反应②苯环的氧化——苯环一般不易氧化，但在高温和催化剂作用下，苯环可被氧化破裂。顺丁烯二酸酐顺丁烯二酸酐又名马来酸酐，广泛用于合成醇酸树脂、增塑剂、染料以及药物生产。1.十二烷基苯磺酸钠是合成洗涤剂即洗衣粉中的主要成分，怎样合成？写出方程式。2.用化学方法区分:环己烷、苯、甲苯、苯酚、环己烯﹡5.稠环芳烃①萘的结构——萘是最简单的稠环芳烃，萘的分子式为C10H8。（1）萘②萘的物理性质——萘是最简单的稠环芳烃，它是两个苯环通过共用两个相邻碳原子而形成的芳烃。其为白色的片状晶体，不溶于水而溶于有机溶剂，有特殊的难闻气味。萘及其衍生物的命名——按下列顺序将萘环上碳原子编号，稠合边共用碳原子不编号。在萘分子中1、4、5、8位是相同位置，称为α位，2、3、6、7位是相同位置，称为β位。③萘的化学性质——萘分子中键长平均化程度没有苯高，因此稳定性也比苯差，而反应活性比苯高，不论是取代反应还是加成、氧化反应均比苯容易。a.取代反应：萘环上α位电子云密度比β位高，所以取代反应主要发生在α位。萘的磺化反应随反应温度不同，产物也不一样。两种产物都是合成染料的中间体。b.氧化反应：萘比苯易氧化，氧化反应发生在α位。在缓和条件下，萘氧化生成醌；在强烈条件下，萘氧化生成邻苯二甲酸酐。醌邻苯二甲酸酐①蒽的物理性质——蒽的分子式为C14H10，它是由三个苯环稠合而成，且三个环在一条直线上。蒽是白色片状带有蓝色荧光的晶体，不溶于水，也不溶于乙醇和乙醚，但在苯中溶解度较大。蒽的结构：蒽环的编号从两边开始，最后编中间环，其中1、4、5、8四个位相同，称为α位；2、3、6、7四个位相同，称为β位，9、10两个位相同，称为γ位。（2）蒽②蒽的化学性质——蒽在空气或氧化剂作用下，γ位被氧化，生成蒽醌。蒽醌稠环芳烃中，有许多具有致癌性。如3,4-苯并芘，5,10-二甲基-1,2-苯并蒽，1,2,5,6-二苯并蒽等。现在已经证实，在汽车尾气及工业废气中存在3,4-苯并芘。第二节烃的衍生物重点：难点：１．亲核取代反应及反应历程　２．亲核加成反应及反应历程1．卤代烷分类、命名及化学性质２．醇、酚、醚的分类、命名及化学性质３．醛、酮、醌的分类、命名及化学性质４．羧酸及羧酸衍生物的命名及化学性质第二节烃的衍生物烃分子中一个氢或几个氢被卤素取代所生成的化合物叫卤代烷。一般用RX表示，—X是它的官能团。烃分子中一个或多个氢原子被其他原子或基团取代后生成的有机化合物叫烃的衍生物。主要有卤代烷、醇、酚、醚、醛、酮、醌、羧酸及羧酸衍生物等化合物。一、卤代烷（一）卤代烷分类、命名·根据烃基的不同，将卤代烷分为脂肪族卤代烷和芳香族卤代烷。1.卤代烷分类卤代烷卤代烯烃卤代芳烃·按卤素直接连接的碳原子不同，分为：伯卤代烷：如：CH3Cl仲卤代烷：如:(CH3)2CHCl叔卤代烷：如：(CH3)3CCl·根据卤代烷分子中卤原子数目的不同，卤代烷又可分为一卤代烷和多卤代烷。R—CH2—XRCH═CHX2.卤代烷的命名a.简单卤代烷，根据卤素所连烃基名称，称卤某烃（烷）或称某烃基卤。CH3ClCH3CHClCH3(CH3)3CHCl氯甲烷氯异丙烷氯叔丁烷（甲基氯）（异丙基氯）(叔丁基氯）b.比较复杂的卤烃采用系统命名法：选择含有卤素的最长碳链作主链，根据主链碳原子数称“某烷”，卤原子和其他侧链为取代基，主链编号使卤原子或取代基的位次最小。例如：c.不饱和卤代烷命名法:选含不饱和双键并连有卤原子的最长碳链为主链，主链编号要使双键或叁键位次最小，把取代基、卤原子的位置、名称写在不饱和烃名称前。CH2CHCH2CH2ClCH3CBrCHCHCH24-氯-1-丁烯4-溴-1,3-戊二烯d.卤代芳烃一般以芳烃为母体来命名：间溴甲苯e.当卤素原子在芳烃侧链上时，则以脂肪烃为母体，把芳基和卤素原子作为取代基。α-氯苯乙烯β-溴苯乙烯CHCHBrαβ状态：除氯甲烷、氯乙烷、溴甲烷是气体外，其他常见的一元卤烷为液体。C15以上的卤烷为固体。沸点：一卤代烷的沸点比相应的烷烃高。相同烷基的一卤代烷中，沸点高低次序是：RI＞RBr＞RCl。在同一级卤代烷的各种异构体中，直链异构体的沸点最高，支链越多，沸点越低。密度：相同烃基的卤代烷的密度大于相应的烷烃。一氯代烷相对密度小于1，一溴代烷和一碘代烷相对密度大于1。卤代烷的相对密度，随烃基相对分子质量增加而降低。3.卤代烷的物理性质官能团:卤素卤原子的电负性大于碳原子,因此C—X键是极性共价键:CX4．卤代烷的化学性质①水解反应：卤代烷水解是可逆反应，反应速度很慢。②氰解反应：氰基经水解生成羧基，催化氢化可制得胺（1）取代反应反应速度快。RX+RCN+NaCNΔNaXC2H5OH例如：由乙烯来制备丙酸由1，4-二氯丁烷与两分子氰化钠作用生成什么产物？写出化学方程式。③氨解反应：生成胺④醇解反应：卤代烷与醇钠在加热条件下生成醚——制混合醚威廉姆森（Williamson）反应。用化学方法区分下列化合物：1-溴丁烷2-氯戊烷2-甲基-2-氯丙烷⑤与硝酸银的醇溶液反应不同卤代烷与硝酸银的醇溶液的反应活性不同，叔卤代烷＞仲卤代烷＞伯卤代烷。常用于鉴别各类卤代烷烯丙基卤和苄基卤也很活泼，同叔卤代烷一样，与硝酸银的反应速度很快，加入试剂可立即反应，仲卤代烷次之，伯卤代烷加热才能反应。a.单分子亲核取代反应：反应速度只与卤代烷的浓度有关，而与进攻试剂的浓度无关，以SN1表示。﹡⑥卤代烷取代反应的历程在卤代烷的取代反应中，卤素易被负离子（如HO¯，RO¯，NO3¯等）或具有未共用电子对的分子（如NH3、H2O）取代，这些试剂叫亲核试剂。由亲核试剂进攻而引起的取代反应称为亲核取代反应，用SN表示。υ=k[RX]第一步:叔丁基溴在溶剂中首先离解成叔丁基碳正离子和溴负离子:过渡态A通式：慢(CH3)3CBr(CH3)3C：Br[](CH3)3C++Br-δδ+-第二步：生成的叔丁基正碳离子很快与进攻试剂结合形成过渡态B，最后生成叔丁醇。过渡态Bb.双分子亲核取代反应：反应速度不仅与卤代烷的浓度有关，也与进攻试剂的浓度有关，以SN2表示。υ=k[RX][OH¯]卤代烷分子中碳卤键的断裂和醇分子中碳氧键的形成，是同时进行的，整个反应通过过渡态来实现。过渡态一旦形成，会很快转变为生成物。(CH3)3C++OH¯[(CH3)3C：OH](CH3)3COH快过渡态卤代烷发生SN1反应的活性次序为：叔卤烷＞仲卤烷＞伯卤烷＞卤甲烷卤代烷发生SN2反应中卤代烷的活性次序为：卤甲烷＞伯卤烷＞仲卤烷＞叔卤烷（2）消除反应消除反应:在一个分子内从两个相邻的碳原子上消除原子或原子团而生成一个双键的反应。不同结构的卤代烷消除卤化氢反应速度次序是：叔卤烷＞仲卤烷＞伯卤烷卤代烷与氢氧化钾的醇溶液共热，分子内脱去一分子卤化氢生成烯烃。2札依采夫（Saytzeff）规则:卤代烷在发生消除反应时，氢原子主要是从含氢较少的碳原子上脱去，这个反应规则叫札依采夫规则。试用化学方法区分下列物质：氯乙烷氯乙烯苄基氯（3）与金属反应卤代烷在无水乙醚（干乙醚）中与金属镁反应，生成烷基卤化镁，——卤代烷与金属反应的活性次序是：碘烷＞溴烷＞氯烷烷基卤化镁格利雅(Grignard)试剂﹡格利雅试剂中碳镁键（C—Mg）是一个很强的极性共价键，性质非常活泼，它能与许多含活泼氢的化合物反应生成烷烃。格利雅试剂在有机合成中应用广泛，它可以与二氧化碳、醛、酮等化合物发生反应，生成羧酸、醇等一系列化合物。*（4）卤代烯烃和卤代芳烃RCHCHXC6H5XCH2CHCH2XC6H5CH2X[CH2CH(CH2)nX1]AgNO3ÈȲÉú³ÁµíÎÂÁ¢¼´²úÉú¼ÓÈȲúÉú³Áµí加热也不产生沉淀常温下立即产生沉淀加热产生沉淀醇n>二、醇、酚、醚醇：羟基直接与烃基（脂肪烃、脂环烃、芳烃侧链）上的碳原子相连的化合物。酚：羟基直接与芳环上的碳原子相连的化合物。醚：醇或酚羟基上的氢原子被烃基取代后的产物。（一）醇·根据羟基所连的烃基不同分为脂肪醇、脂环醇和芳香醇；·根据羟基所连的碳原子的不同类型分为伯醇、仲醇和叔醇；·根据醇分子中所含的羟基数目的不同可分为一元醇和多元醇。（1）醇的分类1．醇的分类和命名①按—OH数目分类：一元醇：CH2—CH—CH2OHOHOH多元醇：CH2—CH2OHOH二元醇：伯醇：RCH2—OH叔醇：R3C—OH仲醇：R2CH—OH②按烃基结构分类：脂环醇：脂肪醇：芳香醇：饱和醇：RCH2—OH不饱和醇：CH2==CHCH2OH乙二醇丙三醇（2）醇的命名★结构简单的醇采用普通命名法，即在烃基名称后加一“醇”字。乙醇异丙醇苯甲醇（苄醇）★结构复杂的醇则采用系统命名法：选择含有羟基的最长碳链为主链，把支链作为取代基，从离羟基最近的一端开始编号，按主链所含的碳原子的数目称为“某”醇。羟基的位次用阿拉伯数字在醇名称前面注明，支链取代基的位次和名称加在醇名称的前面。3-苯-2-丙烯醇3-丁烯-1-醇6-甲基-3-环己烯醇不饱和醇命名时应选择包括连有羟基和不饱和键在内的最长的碳链做主链，从靠近羟基的一端开始编号。3-乙基-2-庚醇2-苯基-2-戊醇CHCH3CHCH2CH2CH2CH3CH2CH3OH2.物理性质（1）状态：低级的饱和一元醇是易挥发、无色透明的液体，有醇香味；较高级（C5～C11）的醇为具有特殊气味的油状黏稠液体；高于C12以上的醇在室温下为无嗅、无味的蜡状固体。（2）沸点：饱和一元醇随着碳原子数目的增加而上升，碳原子数目相同的醇，支链越多，沸点越低。（3）水溶性：低级醇能与水混溶，随相对分子质量的增加溶解度降低。（4）低级醇可与氯化钙、氯化镁等形成结晶醇化合物，因此醇类不能用氯化钙等作干燥剂除去水分。为什么？3．醇的化学性质（1）与活泼金属反应醇钠在有机合成中有重要的作用醇分子中的羟基与水类似，可与活泼金属钾、钠、镁等作用，生成醇金属化合物，同时放出氢气。各种不同结构的醇与金属钠反应的速度：甲醇＞伯醇＞仲醇＞叔醇（2）与无机酸的反应①与氢卤酸反应——制备卤代烷的重要方法不同种类的氢卤酸活性顺序为：氢碘酸＞氢溴酸＞盐酸不同结构的醇活性顺序为：苄醇、烯丙醇＞叔醇＞仲醇＞伯醇卢卡氏试剂:无水氯化锌和浓盐酸配成的试剂。鉴别含6个碳以下的伯、仲、叔醇卢卡氏试剂②与含氧无机酸反应烈性炸药“TNT”醇与含氧无机酸如硝酸、硫酸、磷酸等作用，脱去水分子而生成无机酸酯。丙三醇（甘油）三硝酸甘油酯（“TNT”）★★硫酸二甲酯和硫酸二乙酯在有机合成中是重要的甲基化和乙基化试剂。+HNO3+H2OCH2OHCHOHCH2OH3H2SO4CH2ONO2CHONO2CH2ONO23高级醇与硫酸反应生成的酸性硫酸酯的钠盐属于阴离子表面活性剂，常用作洗涤剂。★十二烷基硫酸氢酯十二烷基硫酸酯钠醇与磷酸作用，生成磷酸单酯、双酯、三酯。磷酸三丁酯（3）脱水反应（4）氧化反应伯醇首先被氧化成醛，醛继续被氧化生成羧酸仲醇氧化成含相同碳原子数的酮叔醇在强烈的氧化剂作用下，生成含碳较少的氧化产物醇分子内脱水为消去反应，其反应难易次序为：叔醇＞仲醇＞伯醇。且叔醇、仲醇在发生分子内脱水时遵守札依采夫规则。（二）酚通式：Ar—OH官能团：—OH，亦称酚羟基。酚的结构1．酚的结构、分类和命名酚羟基氧原子上未参与杂化的p轨道上的一对电子与芳烃的大π键形成p-π共轭体系酚的分类：酚可根据分子中所含羟基数目不同分为一元酚和多元酚。酚的命名：在“酚”字前面加上芳环名称，以此作为母体再冠以取代基的位次、数目和名称。苯酚邻甲基苯酚2-甲基-4-正丙基苯酚2-萘酚（β-萘酚）1,2-苯二酚1,3,5-苯三酚8-氯-1,2-萘二酚对于结构复杂的酚，可把酚羟基作为取代基加以命名：对羟基苯磺酸对羟基苯甲酸邻羟基苯甲醛2．酚的物理性质常温下，大多数酚为结晶性固体，仅少数烷基酚为液体。纯的酚无色，但因易氧化而显微红。由于分子间可以形成氢键，所以酚的沸点高于相对分子质量与之相当的烃。常有特殊气味。苯酚及其同系物一般微溶或不溶于水，易溶于乙醇、乙醚等有机溶剂。①酸性：酚分子中羟基与苯环直接相连，弱酸性。3．化学性质（1）酚羟基的反应通入二氧化碳，苯酚即游离出来苯酚溶于NaOH，但不溶于NaHCO3苯酚：pKa=10碳酸：pKa=6.4可利用这一性质进行分离提纯苯酚。②成醚反应由于酚分子中存在p－π共轭效应，分子间一般不能脱水生成醚，通常用它的钠盐与卤代烷或二烷基硫酸酯等烷基化剂作用得到相应的醚。（2）芳环上的亲电取代反应①卤化反应-酚很容易发生卤化。苯酚与溴水作用，生成2,4,6-三溴苯酚白色沉淀②硝化反应苯酚在常温下用稀硝酸处理就可得到邻硝基苯酚和对硝基苯酚。邻硝基苯酚和对硝基苯酚可用水蒸气蒸馏法分开。为什么？③烷基化反应由于酚羟基的活化，酚比芳烃容易进行傅—克反应。注意：在此一般不用AlCl3作催化剂(易形成络合物)。可用作石油产品及高聚物的抗氧剂。2,6-二叔丁基-4-甲苯酚（3）氧化反应苯酚被氧化时，不仅羟基被氧化，羟基对位的碳氢键也被氧化，结果生成对苯醌。对苯醌邻苯醌具有邻苯醌和对苯醌结构的化合物都有颜色。在高温和镍催化下，酚与氢加成生成环己醇。含酚羟基的化合物大多数都能与三氯化铁作用发生显色反应。故此反应常用来鉴别酚类。（5）与三氯化铁反应用化学方法区别下列化合物：乙醇、2-丙醇、2-甲基-2-丙醇、苯酚、苄基醇（4）加氢反应（三）醚醚的分类：简单醚和混合醚。醚的命名：对于简单醚的命名是在烃基名称后面加“醚”字，混合醚命名时，两个烃基的名称都要写出来，较小的烃基其名称放在较大烃基名称前面，芳香烃基放在脂肪烃基前面。1．醚的分类和命名二苯醚（芳醚）苯甲醚环氧乙烷写出下列化合物的结构：异丁烷、2-甲基-3-乙基-1,3-丁二烯、对硝基苯酚、9,10-蒽醌、α-溴苯丙烯2．物理性质状态：常温常压下，甲醚和甲乙醚是气体，其他大多数醚为无色液体，且有特殊气味。相对密度小于1。沸点：低级醚的沸点比同碳原子数醇低，与相对分子质量相当的烷烃几乎接近。溶解度：乙醚在水中的溶解度很低。醚分子的极性很小，易溶于有机溶剂，本身也是一种良好的溶剂。为什么？3．化学性质（1）盐的生成盐盐是一种强酸弱减盐，只在浓酸中才稳定，遇水就分解出原来的醚。利用这一性质可将醚从烷烃和卤代烷中分离出来。（2）醚键的断裂注意：二苯醚中的醚键不与氢碘酸反应。含碳原子数较少的烷基形成碘代物！（3）过氧化物的生成醚对氧化剂较稳定，但碳—氢键可被空气氧化成过氧化物：过氧化物不易挥发，蒸馏醚时，残留馏液中过氧化物浓度增加，受热易爆炸。﹡环氧乙烷：为无色有毒易燃的气体，加压能液化。能与水以任意比例混溶，能溶于醇及乙醚等有机溶剂。环氧乙烷是一个三元环化合物，分子内存在着较大的张力，化学性质极为活泼。α乙二醇醚类有何作用？注：环氧乙烷环上有取代基时，一般是在酸催化下反应主要发生在含烃基较多的碳氧键间断键；在碱催化下反应主要在含烃基较少的碳氧键间断键。HClCH2OHCH2ClH2OCH2OHCH2OHROH,CH2OHCH2ORHNH2CH2OHCH2NH2HCNCH2OHCH2CNRMgX无水醚RCH2CH2OMgXH+RCH2CH2OHH+氯乙醇乙二醇乙二醇醚乙醇胺乙醇氰,OH-CH2CH2O三、醛、酮、醌（一）醛和酮1．醛和酮的分类和命名（1）结构醛和酮均含有羰基官能团羰基π电子云示意图易受亲核试剂进攻，发生亲核加成（2）分类和命名①分类：根据烃基的不同分为脂肪醛酮、芳香醛酮。根据羰基的个数分为一元醛酮、多元醛酮。δ﹢δ﹣②命名：普通命名法：醛的命名与醇相似，称某醛。CH3CH(CH3)CH2OHCH3CH(CH3)CHO异丁醇异丁醛　　脂肪酮则按酮基所连接的两个烃基而称为某（基）某（基）酮。CH3OCH2CH3CH3COCH2CH3甲乙醚甲乙酮系统命名法：选择含有羰基的最长碳链作为主链，称为某醛或某酮。醛基必在链端，命名时不必用数字标明其位置。酮基的位置则需用数字标明，写在“某酮”之前，并用数字标明侧链所在的位置及个数，写在母体名称之前。5-甲基-3-己烯-2-酮2-丁烯醛CH2CCH2CH3OCH3CHCHCHOCH3CH(CH3)CHCHCOCH3CHCHCHOCH3O2．醛和酮的物理性质状态：在室温下，除甲醛为气体外，C12以下的脂肪醛、酮均为液体。高级脂肪醛、酮和芳香酮多为固体。沸点：醛、酮的沸点比相对分子质量相近得醇低得多，但比醚高。溶解度：低级醛、酮易溶于水。随分子中烃基碳原子数增加，水溶性迅速下降，C6以上的醛、酮几乎不溶于水。3．醛和酮的化学性质（1）亲核加成反应醛酮的加成为亲核加成,易与HCN、NaHSO3、ROH、RMgX等发生亲核加成反应。①与氰化氢加成醛、酮与亲核试剂的加成反应都是试剂中带负电部分首先向羰基带正电荷碳原子进攻，生成氧负离子，然后试剂中带正电荷部分加到氧负离子上去。可用通式表示如下：:Nu—代表亲核试剂。δ﹢δ﹣¯¯醛、脂肪族甲基酮以及C8以下的环酮可与亚硫酸氢钠的饱和溶液发生加成反应，生成α-羟基磺酸钠，它不溶于饱和的亚硫酸氢钠溶液而析出晶体。②与亚硫酸氢钠加成-羟基磺酸钠易溶于水，不溶于饱和亚硫酸氢钠。将醛酮与过量的饱和亚硫酸氢钠水溶液混合在一起，醛和甲基酮很快会有晶体析出。该加成反应可用来鉴别醛、脂肪族甲基酮和C8以下的环酮。CORH+NaHSO3RCOHSO3NaH（饱和）(CH3)(CH3)在干燥氯化氢或浓硫酸作用下，一分子醛和一分子醇发生加成反应，生成半缩醛。半缩醛一般不稳定，它可继续与一分子醇反应，两者之间脱去一分子水，而生成稳定的缩醛。③与醇加成在有机合成中常利用缩醛的生成和水解来保护醛基。CH3CH2CHOCH3OHHCl干燥CH3CH2CH(OH)OCH3CH3OHHClCH3CH2CH(OCH3)2+H2O干燥格氏试剂与甲醛或其他醛、酮作用生成伯醇、仲醇、叔醇。④与格氏试剂加成⑤与氨的衍生物加成氨的衍生物可以是伯胺、羟胺、肼、苯肼、2,4-二硝基苯肼以及氨基脲。醛、酮能与氨的衍生物发生加成作用，产物发生分子内脱水形成含碳氮双键的化合物。CORH+R〃Mg干醚RCR〃HOMgR′)(H+H2ORCR〃HOH(R′）（R′）其中Y可以是—OH，—NH2，—NHC6H5等可以用通式表示如下：2,4-二硝基苯腙醛肟（或酮肟）醛（或酮腙）醛苯腙或酮（苯腙）氨衍生物可用于检查羰基的存在，又叫羰基试剂。CORH(RNH2OH：CNRHOH(R(R′)(RNH2NH2：CNRHNH2(R′NH2HN：C6H5CNRHNH2,4-CNRHNHNO2NO2′）′）′）二硝基苯）（2）α-氢（α-H）的反应醛、酮α-碳原子上的氢原子受羰基的影响变得活泼。在酸的存在下，卤代反应可控制在仅生成一卤代产物。在碱性催化下，卤代反应不能控制在仅生成一卤代产物，而是生成多卤代产物。①卤代和卤仿反应卤仿反应：乙醛和甲基酮能与卤素的碱性溶液作用生成三卤代物。三卤代物在碱性溶液中不稳定，立即分解成三卤甲烷和羧酸盐的反应。常用的卤素是碘，反应产物为碘仿，上述反应就称为碘仿反应。碘仿是淡黄色晶体，容易识别，故碘仿反应常用来鉴别乙醛和甲基酮。②羟醛缩合反应在稀碱存在下，醛可以两分子相互作用，生成-羟基醛，叫羟醛缩合（或醇醛缩合）反应：（3）氧化与还原反应①氧化反应由于醛的羰基碳上有一个氢原子，所以容易氧化，使用弱的氧化剂都能使醛氧化。(A)斐林试剂(Fehling)：以酒石酸盐为络合剂的碱性氢氧化铜溶液（绿色），能与醛作用，铜被还原成红色的氧化亚铜沉淀。OH-加热上述两种反应现象非常明显，且酮和芳醛无这两个反应，所以既可用于鉴别醛与酮，又可区别芳醛和脂肪醛。硝酸银的氨溶液，与醛反应，形成银镜。(B)托伦斯试剂(Tollens)：②还原反应a.羰基还原成醇羟基碳碳双键也同时被还原。分子中的碳碳双键被保留¯b.羰基还原成亚甲基醛、酮与锌汞齐及浓盐酸回流反应，羰基被还原成亚甲基，这一反应称为克莱门森(Clemmenson)还原。c.康尼查罗(Cannizzaro)反应没有α-氢原子的醛在浓碱作用下发生醛分子之间的氧化还原反应，即一分子醛被还原成醇，另一分子醛被氧化成羧酸，这一反应称为康尼查罗反应，属歧化反应。两种不含α-H的醛在浓碱条件下反应，若其中一种是甲醛，由于甲醛是还原性最强的醛，则总是甲醛被氧化成酸，而另一种醛被还原成醇。该反应为一种有用的合成方法!用化学方法区分:丙酮、丙醛、丙酸、苯甲醛、3-戊酮磷叶立德（魏悌希试剂）：由三苯基磷与一级或二级卤代物反应得磷盐，再与碱作用而生成。磷叶立德（魏悌希试剂）﹡（4）与魏悌希(Wittig)试剂的加成反应魏悌希反应是合成烯烃和共轭烯烃的好方法。(Ph)3PCHRR′+X¯强碱Li-C4H9(Ph)3PCRR′+LiX+C4H9(Ph)3PCRR′+-(Ph)3P+RCHXR(Ph)3PCHRR′+X-′例如：1．醌的结构和命名醌是一类特殊的环酮，可以由芳香族化合物制备，但醌环没有芳香族化合物的特性。醌是作为芳烃的衍生物来命名的。﹡（三）醌-对苯醌邻苯醌2-甲基-1,4-苯醌2．醌的性质物理性质：醌为结晶固体，一般有颜色，对苯醌为黄色，邻苯醌为红色。蒽醌是淡黄色结晶固体，熔点为285℃，沸点382℃。无气味，微溶于乙醇、乙醚、氯仿等有机溶剂，易溶于浓硫酸，稀释后又可以析出蒽醌固体。这一性质可用于分离、提纯蒽醌。（1）还原反应化学性质：蒽醌的化学性质比较稳定，不能被弱还原剂还原，但在亚硫酸钠（保险粉）的碱溶液中可被还原生成血红色的9,10-二羟基蒽的钠盐，该产物易被空气氧化而褪色。可利用此性质检验蒽醌的存在。OOFe,H2OOHOH（2）蒽醌的磺化反应蒽醌是蒽醌染料的母体。由于受到两个羰基的影响，蒽醌不发生烷基化反应，也不易发生卤代反应，但在发烟硫酸存在下可发生磺化反应或在混酸存在下发生硝化反应。β-蒽醌磺酸通过它可以合成很多染料。四、羧酸及羧酸衍生物羧酸：除甲酸外，羧酸都可以看成是烃分子中的氢原子被羧基（—COOH）取代后的产物。官能团：—COOH羧酸的衍生物：羧酸分子中羟基上的氢原子被其他原子或原子团取代后的产物叫羧酸衍生物。羧酸衍生物水解都可以得到羧酸。（一）羧酸1．羧酸的分类和命名*根据与羧基相连的烃基的种类可分为脂肪酸和芳香酸。*根据羧基的数目可分为一元、二元、三元羧酸等。命名：脂肪酸系统命名是选择分子中含羧基的最长碳链为主链，根据主链上碳原子的数目称为某酸。编号从羧基开始。芳香酸的命名是把芳香环作为取代基，脂肪酸为母体。邻乙（基）苯甲酸苯乙酸3-苯（基）丙烯酸2-丁烯酸（巴豆酸）俗称：,-二甲基丁酸系统名称:2,3-二甲基丁酸CH3—CH==CH—COOHCH3CH3—CH—CH—COOHCH3脂肪族二元羧酸的命名，是取分子中含两个羧基的最长链为主链，根据主链碳原子的数目，叫某酸，再加上取代基的名称和位置。乙二酸丁烯二酸2-甲基戊二酸2．羧酸的物理性质状态：脂肪族饱和一元羧酸是无色物质。低级脂肪酸是具有刺激性臭味的液体，直链的C4～C9的羧酸是具有腐败气味的油状液体。C10以上的直链羧酸是无气味的石蜡状固体。二元羧酸和芳香酸都是结晶固体。COOHCOOHCHCOOHCHCOOH沸点：羧酸的沸点比相对分子质量相近的醇高。羧酸的沸点随着相对分子质量的增加而升高，且直链的一元饱和羧酸比带支链的沸点高。熔点：熔点随着碳链的增长而呈锯齿形上升，即含偶数碳原子的羧酸的熔点比相邻两个含奇数碳原子的羧酸的熔点高。溶解度：因为羧酸中的羧基能与水形成氢键，所以C1～C4的饱和一元羧酸都能与水混溶。从戊酸起水溶性逐渐降低，C10以上的羧酸已不溶于水。芳香酸大多数具有水溶性。3．羧酸的化学性质羧酸呈弱酸性，在水溶液中能电离出氢离子，存在的电离平衡如下：其酸的强度可用电离平衡常数Ka或pKa表示：（1）酸性羧酸的pKa值一般在3.5～5范围内，比苯酚、碳酸的酸性强，但比无机强酸弱的多。RCOOH+H2ORCOO¯+H3O+Ka=[RCOO¯][H3O+][RCOOH]pKa=-lgKa在羧酸盐溶液中加入无机酸，则羧酸能重新游离出来，利用这个性质，可以将羧酸与其他不溶于水的有机物分离开来。（2）α-氢的取代反应羧酸中α-碳原子上的氢由于受羧基的影响，比较活泼。不如醛酮中的α-氢活泼↑（3）羧基中羰基的还原反应由于羧基中羰基与羟基之间存在p-π共轭体系，羰基变得不活泼。只在很强的还原剂如LiAlH4或在300～400℃和（2.02×107）～（3.03×107）Pa(200~300个 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 大气压)下用铜锌等催化，才能直接还原成伯醇。双键保留！（4）脱羧反应脱羧反应：羧酸中羧基与烃基之间的碳碳键比醛酮分子中羰基与烃基之间的碳碳键弱，在一定的条件下容易断裂脱去羧基，放出二氧化碳的反应。CH2CHCH2COOHLiAlH4()①H2OCH2CHCH2OH无水乙醚②-C连有强吸电子基容易脱羧（5）羧基中羟基的取代反应羧酸分子中的羟基可以被卤素、酰氧基、烷氧基及氨基取代生成酰卤、酸酐、羧酸脂及酰胺等羧酸衍生物。CH3COOHNaOH,CaO△CH3+CO2↑↑（二）羧酸衍生物羧酸分子中的羟基被其他原子或原子团取代后的产物称为羧酸衍生物。当取代基分别是卤素、氨基、酰氧基、烷氧基时，其产物分别称为酰卤、酰胺、酸酐、酯。OH¯COOH乙酰氯丙烯酰氯乙酰胺对甲基苯甲酰氯苯甲酰胺丙烯酰胺1．羧酸衍生物的命名若酰胺分子中氨基上的氢被烃基取代，则其产物称为N-烃基“某”酰胺。OCClCH3N,N-二甲基乙酰胺（DMA）若酰胺分子中含—CONH的环状结构，又叫内酰胺。N,N-二甲基甲酰胺（DMF）Υ-丁内酰胺ε-己内酰胺酸酐按相应的酸命名，酯按相应的酸和醇命名。αβγγβδCH2CH2H2CCH2CH2NHCOαεCOOCH32．羧酸衍生物的物理性质酰卤：酰卤大多数是具有强烈刺激性气味的无色液体或低熔点固体，在空气中易水解放出卤化氢。酰卤的沸点比相应的羧酸低。酸酐：低级酸酐是具有刺激性气味的无色液体，高级酸酐为无色无味的固体。酸酐的沸点比相应的羧酸略高，比相对分子质量相近的羧酸低。酸酐难溶于水而易溶于有机溶剂。酯：低级酯是具有水果香味的无色液体。其沸点比相应的羧酸和醇都低，相对密度小于1，难溶于水而易溶于乙醇和乙醚等有机溶剂。高级的酯为蜡状白色固体。酰胺：除甲酰胺为液体外，其他的酰胺都是结晶固体，由于分子间存在氢键，所以它们的熔点和沸点都高于相应的酸。低级的酰胺易溶于水。氨基上的氢被烃基取代后的N-烃基胺沸点降低。液态的酰胺如N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺都能与水混溶，是强极性的非质子有机溶剂。3．羧酸衍生物的化学性质水解反应进行的难易次序为：酰氯＞酸酐＞酯＞酰胺（1）水解（2）醇解醇解反应进行的难易次序为：酰氯＞酸酐＞酯＞酰胺RCOCl(RCO)2ORCOORRCONH2RCOOR′+HClRCOORRCOOH+RCOORROH+RCOOR+NH3R¡äOH′′′〞〞酯交换反应：酯在盐酸或醇钠的催化作用下，生成另一种酸和另一种醇的反应。它是可逆反应。利用酯交换反应可以用低级醇制取高级醇。例如：聚酯的单体对苯二甲酸二乙二醇酯的制备。对苯二甲酸二乙二醇酯是生产“涤纶”的原料（3）氨解酰胺与氨的反应是可逆的，必须在过量的胺存在下才能生成N-烷基酰胺。羧酸衍生物的水解、醇解、氨解的反应历程都属于亲核取代反应，均为酰基取代了水、醇、氨分子中的氢原子，这些反应又称为酰基化反应。最常用的酰基化试剂是酰氯和酸酐。RCOCl(RCO)2ORCOORNH3RCONH2+RCONH2NH4Cl+RCOONH4RCONH2+ROH﹡（4）与Grignard试剂的反应酰氯、酸酐、酯、酰胺都能与Grignard试剂反应生成叔醇。4．蜡和油脂蜡和油脂都是直链高级脂肪酸的酯，广泛存在于自然界。（1）蜡蜡的主要成分是由偶数碳原子的高级脂肪酸和高级一元醇相互作用生成的酯，此外，还含有一些游离的高级脂肪酸、醇及烃类。蜡在常温下多为固体，不溶于水，可溶于非极性有机溶剂。蜡的化学性质比较稳定，在空气中不易变质，难于皂化。（2）油脂①油脂的主要成分是高级脂肪酸的甘油酯。习惯上把室温下为液态的油脂称为油，固态或半固态的油脂称为酯。由于甘油为三元醇，所以天然的油脂多为三种不同脂肪酸与甘油生成的混合甘油酯。一般结构表示如下：OCROCH2OCR″OCH2OCR′OCH常见的饱和酸有：十六酸（软脂酸）CH3(CH2)14COOH十八酸（硬脂酸）CH3(CH2)16COOH十二酸（月桂酸）CH3(CH2)10COOH十四酸（豆蔻酸）CH3(CH2)12COOH常见的不饱和酸有：油酸亚油酸亚麻酸蓖麻酸不饱和油都是C18以上的碳链。亚油酸和亚麻油酸中的几个双键都为共轭双键，而且不饱和油的双键的构型都是（Z）型。油脂一般是混合物，没有固定的熔点和沸点。比水轻，不溶于水，易溶于乙醚、氯仿、苯、丙酮等有机溶剂。③油脂的化学性质a.皂化反应甘油油脂（猪油）肥皂②油脂的物理性质皂化值：一克油脂皂化所需的氢氧化钠的毫克数。根据皂化值的大小可以估算油脂的平均分子量。皂化值越大，说明平均分子量越低。在纺织上浆纱用的油脂的皂化值一般为193～201mgNɑOH/g。“土耳其红油”又称“太古油”,就是由蓖麻油在硫酸存在下水