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有机反应记忆

烃

烷烃（甲烷）

烷烃通式：CXnHX2n+2\ce{C_nH_{2n+2}}

  1. 氧化反应：

    甲烷不能使酸性高锰酸钾溶液及溴水褪色。

    甲烷的燃烧：

    CHX4+2 OX2→点燃COX2+2 HX2O\ce{CH4 + 2O2 ->[\text{点燃}] CO2 + 2H2O}

  2. 取代反应：

    CHX4+ClX2→光照CHX3Cl+HCl\ce{CH4 + Cl2 ->[\text{光照}] CH3Cl + HCl}

烯烃（乙烯）

烯烃通式：CXnHX2n\ce{C_nH_{2n}}

  1. 乙烯的制取：

    CHX3CHX2OH→170 ∘C浓HX2SOX4CHX2=CHX2↑+HX2O\ce{CH3CH2OH ->[\text{浓}H2SO4][\pu{170^oC}] CH2=CH2 ^ + H2O}

  2. 氧化反应：

    乙烯能使酸性高锰酸钾溶液褪色，发生氧化反应。

    乙烯的燃烧：

    CX2HX4+3 OX2→点燃2 COX2+2 HX2O\ce{C2H4 + 3O2 ->[\text{点燃}] 2CO2 + 2H2O}

  3. 加成反应：

    乙烯与溴水加成：

    CHX2=CHX2+BrX2→CHX2Br−CHX2Br\ce{CH2=CH2 + Br2 -> CH2Br-CH2Br}

    乙烯与氢气加成：

    CHX2=CHX2+HX2→催化剂CHX3−CHX3\ce{CH2=CH2 + H2 ->[\text{催化剂}] CH3-CH3}

    乙烯与水加成：

    CHX2=CHX2+HX2O→高温高压催化剂CHX3CHX2OH\ce{CH2=CH2 + H2O ->[\text{催化剂}][\text{高温高压}] CH3CH2OH}

  4. 加聚反应：

    乙烯加聚反应：

    n CHX2=CHX2→引发剂−[CHX2−CHX2]XnX−\ce{nCH2=CH2 ->[\text{引发剂}] -[CH2-CH2]_n-}

    1,3-丁二烯的加成（1,4 加成）：

    CHX2=CH−CH=CHX2+HX2→1,4加成CHX3−CH=CH−CHX3\ce{CH2=CH-CH=CH2 + H2 ->[\text{1,4加成}] CH3-CH=CH-CH3}

    1,3-丁二烯的加聚：

    n CHX2=CH−CH=CHX2→催化剂−[CHX2−CH=CH−CHX2]XnX−\ce{nCH2=CH-CH=CH2 ->[\text{催化剂}] -[CH2-CH=CH-CH2]_n-}

炔烃（乙炔）

炔烃的通式：CXnHX2n−2\ce{C_nH_{2n-2}}

  1. 乙炔的制取：

    CaCX2+2 HX2O→Ca(OH)X2+CH≡CH↑\ce{CaC2 + 2H2O -> Ca(OH)2 + CH#CH ^}

  2. 氧化反应：

    乙炔能使酸性高锰酸钾溶液褪色，发生氧化反应。

    乙炔的燃烧：

    2 CX2HX2+5 OX2→点燃4 COX2+2 HX2O\ce{2C2H2 + 5O2 ->[\text{点燃}] 4CO2 + 2H2O}

  3. 加成反应：

    与溴水加成：

    CH≡CH+2 BrX2→CHBrX2−CHBrX2\ce{CH#CH + 2Br2 -> CHBr2-CHBr2}

    与氢气加成：

    CH≡CH+2 HX2→催化剂CHX3−CHX3\ce{CH#CH + 2H2 ->[\text{催化剂}] CH3-CH3}

    与氯化氢加成（制聚氯乙烯单体）：

    CH≡CH+HCl→△催化剂CHX2=CHCl\ce{CH#CH + HCl ->[\text{催化剂}][\triangle] CH2=CHCl}

  4. 聚合反应：

    氯乙烯加聚，得到聚氯乙烯：

    n CHX2=CHCl→催化剂−[CHX2−CHCl]XnX−\ce{nCH2=CHCl ->[\text{催化剂}] -[CH2-CHCl]_n-}

    乙炔加聚，得到聚乙炔：

    n CH≡CH→催化剂−[CH=CH]XnX−\ce{nCH#CH ->[\text{催化剂}] -[CH=CH]_n-}

苯

苯的同系物通式：CXnHX2n−6\ce{C_nH_{2n-6}}

  1. 氧化反应：

    苯不能使溴水和酸性高锰酸钾溶液褪色。

    苯的燃烧：

    2 CX6HX6+15 OX2→点燃12 COX2+6 HX2O\ce{2C6H6 + 15O2 ->[\text{点燃}] 12CO2 + 6H2O}

  2. 取代反应：

    苯与溴反应：

    CX6HX6+BrX2(液)→FeBrX3CX6HX5Br+HBr\ce{C6H6 + Br2(\text{液}) ->[FeBr3] C6H5Br + HBr}

    硝化反应：

    CX6HX6+HNOX3(浓)→50 ∼60 ∘C浓HX2SOX4CX6HX5NOX2+HX2O\ce{C6H6 + HNO3(\text{浓}) ->[\text{浓}H2SO4][50\sim60\pu{^oC}] C6H5NO2 + H2O}

  3. 苯与氢气加成反应：

    CX6HX6+3 HX2→催化剂CX6HX12\ce{C6H6 + 3H2 ->[\text{催化剂}] C6H12}

    产物为环己烷。

甲苯

甲苯不能使溴水褪色。

  1. 氧化反应：能使酸性高锰酸钾溶液褪色。

    5 CX6HX5CHX3+6 KMnOX4+9 HX2SOX4→5 CX6HX5COOH+3 KX2SOX4+6 MnSOX4+14 HX2O\ce{5C6H5CH3 + 6KMnO4 + 9H2SO4 -> 5C6H5COOH + 3K2SO4 + 6MnSO4 + 14H2O}

    注：氧化成苯甲酸。

  2. 取代反应（制 TNT）：

    CX6HX5CHX3+3 HNOX3(浓)→△浓HX2SOX4CX6HX2(NOX2)X3CHX3+3 HX2O\ce{C6H5CH3 + 3HNO3(\text{浓}) ->[\text{浓}H2SO4][\triangle] C6H2(NO2)3CH3 + 3H2O}

    注意：甲苯在光照条件下发生侧链的取代，而在催化剂条件下发生苯环上的取代。

  3. 与氢气加成反应：

    CX6HX5CHX3+3 HX2→催化剂CX6HX11CHX3\ce{C6H5CH3 + 3H2 ->[\text{催化剂}] C6H11CH3}

    产物为甲基环己烷。

烃的衍生物

溴乙烷

纯净的溴乙烷是无色液体，沸点 38.4 ∘C\pu{38.4 ^\circ C}，密度比水大。

  1. 取代反应：溴乙烷的水解反应

    CHX3CHX2Br+NaOH→△HX2OCHX3CHX2OH+NaBr\ce{CH3CH2Br + NaOH ->[H2O][\triangle] CH3CH2OH + NaBr}

  2. 消去反应：溴乙烷的消去反应

    CHX3CHX2Br+NaOH→△醇CHX2=CHX2↑+NaBr+HX2O\ce{CH3CH2Br + NaOH ->[\text{醇}][\triangle] CH2=CH2 ^ + NaBr + H2O}

乙醇

  1. 与钠反应：

    2 CHX3CHX2OH+2 Na→2 CHX3CHX2ONa+HX2↑\ce{2CH3CH2OH + 2Na -> 2CH3CH2ONa + H2 ^}

  2. 催化氧化：

    2 CHX3CHX2OH+OX2→△Cu2 CHX3CHO+2 HX2O\ce{2CH3CH2OH + O2 ->[Cu][\triangle] 2CH3CHO + 2H2O}

  3. 消去反应：

    CHX3CHX2OH→170 ∘C浓HX2SOX4CHX2=CHX2↑+HX2O\ce{CH3CH2OH ->[\text{浓}H2SO4][\pu{170^oC}] CH2=CH2 ^ + H2O}

  4. 取代反应：

    与浓 HBr\ce{HBr} 反应：

    CHX3CHX2OH+HBr→△CHX3CHX2Br+HX2O\ce{CH3CH2OH + HBr ->[\triangle] CH3CH2Br + H2O}

    酯化反应：

    CHX3COOH+CX2HX5OH⇌△浓HX2SOX4CHX3COOCX2HX5+HX2O\ce{CH3COOH + C2H5OH <=>[\text{浓}H2SO4][\triangle] CH3COOC2H5 + H2O}

    分子间脱水生成乙醚：

    2 CX2HX5OH→140 ∘C浓HX2SOX4CX2HX5−O−CX2HX5+HX2O\ce{2C2H5OH ->[\text{浓}H2SO4][\pu{140^oC}] C2H5-O-C2H5 + H2O}

总结乙醇的氧化反应有哪些？燃烧；催化氧化；被酸性 KMnOX4\ce{KMnO4} 氧化；被 KX2CrX2OX7\ce{K2Cr2O7} 氧化。

苯酚

苯酚是无色晶体，露置在空气中会因氧化显粉红色。苯酚具有特殊的气味，熔点 43 ∘C\pu{43 ^\circ C}，水中溶解度不大，易溶于有机溶剂。苯酚有毒，是一种重要的化工原料。

  1. 苯酚的酸性：HX2COX3\ce{H2CO3} > CX6HX5OH\ce{C6H5OH} > HCOX3X−\ce{HCO3^-}

    苯酚（俗称石炭酸）的电离：

    CX6HX5OH⇌CX6HX5OX−+HX+\ce{C6H5OH <=> C6H5O^- + H^+}

    苯酚与 NaOH\ce{NaOH} 的反应：

    CX6HX5OH+NaOH→CX6HX5ONa+HX2O\ce{C6H5OH + NaOH -> C6H5ONa + H2O}

    苯酚钠与 COX2\ce{CO2} 反应：

    CX6HX5ONa+COX2+HX2O→CX6HX5OH+NaHCOX3\ce{C6H5ONa + CO2 + H2O -> C6H5OH + NaHCO3}

    苯酚钠与盐酸反应：

    CX6HX5ONa+HCl→CX6HX5OH+NaCl\ce{C6H5ONa + HCl -> C6H5OH + NaCl}

  2. 取代反应（与浓溴水反应）：

    CX6HX5OH+3 BrX2→CX6HX2BrX3OH↓+3 HBr\ce{C6H5OH + 3Br2 -> C6H2Br3OH v + 3HBr}

    生成三溴苯酚白色沉淀。

  3. 显色反应：苯酚能和 FeClX3\ce{FeCl3} 溶液反应，使溶液显紫色。

乙醛

乙醛是无色无味，具有刺激性气味的液体，沸点 20.8 ∘C\pu{20.8 ^\circ C}，密度比水小，易挥发。

  1. 加成反应（乙醛与氢气反应）：

    CHX3CHO+HX2→催化剂CHX3CHX2OH\ce{CH3CHO + H2 ->[\text{催化剂}] CH3CH2OH}

  2. 氧化反应：

    乙醛的催化氧化：

    2 CHX3CHO+OX2→△催化剂2 CHX3COOH\ce{2CH3CHO + O2 ->[\text{催化剂}][\triangle] 2CH3COOH}

    乙醛的银镜反应：

    CHX3CHO+2 Ag(NHX3)X2OH→△CHX3COONHX4+2 Ag↓+3 NHX3+HX2O\ce{CH3CHO + 2Ag(NH3)2OH ->[\triangle] CH3COONH4 + 2Ag v + 3NH3 + H2O}

    有关制备银氨溶液的方程式：

    AgNOX3+NHX3 ⋅ HX2O→AgOH↓+NHX4NOX3\ce{AgNO3 + NH3.H2O -> AgOH v + NH4NO3}
    AgOH+2 NHX3 ⋅ HX2O→[Ag(NHX3)X2]OH+2 HX2O\ce{AgOH + 2NH3.H2O -> [Ag(NH3)2]OH + 2H2O}

    乙醛与新制的氢氧化铜反应：

    CHX3CHO+2 Cu(OH)X2+NaOH→△CHX3COONa+CuX2O↓+3 HX2O\ce{CH3CHO + 2Cu(OH)2 + NaOH ->[\triangle] CH3COONa + Cu2O v + 3H2O}

    乙二醛氧化为乙二酸：

    OHC−CHO+OX2→催化剂HOOC−COOH\ce{OHC-CHO + O2 ->[\text{催化剂}] HOOC-COOH}

乙酸

  1. 乙酸的电离：

    CHX3COOH⇌CHX3COOX−+HX+\ce{CH3COOH <=> CH3COO^- + H^+}

  2. 乙酸的酸性：

    2 CHX3COOH+2 Na→2 CHX3COONa+HX2↑\ce{2CH3COOH + 2Na -> 2CH3COONa + H2 ^}

    2 CHX3COOH+NaX2COX3→2 CHX3COONa+COX2↑+HX2O\ce{2CH3COOH + Na2CO3 -> 2CH3COONa + CO2 ^ + H2O}

    CHX3COOH+NaHCOX3→CHX3COONa+COX2↑+HX2O\ce{CH3COOH + NaHCO3 -> CH3COONa + CO2 ^ + H2O}

    CHX3COOH+NaOH→CHX3COONa+HX2O\ce{CH3COOH + NaOH -> CH3COONa + H2O}

    2 CHX3COOH+Cu(OH)X2→(CHX3COO)X2Cu+2 HX2O\ce{2CH3COOH + Cu(OH)2 -> (CH3COO)2Cu + 2H2O}

  3. 酯化反应：

    CHX3COOH+CX2HX5OH⇌△浓HX2SOX4CHX3COOCX2HX5+HX2O\ce{CH3COOH + C2H5OH <=>[\text{浓}H2SO4][\triangle] CH3COOC2H5 + H2O}

  4. 乙二醇和乙二酸生成链酯：

    n HOCHX2CHX2OH+n HOOC−COOH→HO−[CHX2CHX2OOC−COO]Xn−H+(2n−1) HX2O\ce{n HOCH2CH2OH + n HOOC-COOH -> HO-[CH2CH2OOC-COO]_n-H + $(2n-1)$ H2O}

  5. 乙二醇和乙二酸生成环酯：

    HOCHX2CHX2OH+HOOC−COOH→△浓HX2SOX4Cyclic Ester+2 HX2O\ce{HOCH2CH2OH + HOOC-COOH ->[\text{浓}H2SO4][\triangle] \text{Cyclic Ester} + 2H2O}

  6. 乙二醇和乙二酸生成聚酯：同（4）。

乙酸乙酯

乙酸乙酯是一种带有香味的无色油状液体。

  1. 酸性水解反应：

    CHX3COOCX2HX5+HX2O⇌△HX2SOX4CHX3COOH+CX2HX5OH\ce{CH3COOC2H5 + H2O <=>[H2SO4][\triangle] CH3COOH + C2H5OH}

  2. 碱性水解反应：

    CHX3COOCX2HX5+NaOH→△CHX3COONa+CX2HX5OH\ce{CH3COOC2H5 + NaOH ->[\triangle] CH3COONa + C2H5OH}

烃的衍生物的相互转化

以 CHX3CHX2Br\ce{CH3CH2Br} 为例：

卤代烃 R−X\ce{R-X} →① 水解\xrightarrow{①\ \text{水解}} 醇 R−OH\ce{R-OH} →② 氧化\xrightarrow{②\ \text{氧化}} 醛 R−CHO\ce{R-CHO} →③ 氧化\xrightarrow{③\ \text{氧化}} 羧酸 RCOOH\ce{RCOOH} →④ 酯化\xrightarrow{④\ \text{酯化}} 酯 RCOORX′\ce{RCOOR'}

  1. CHX3CHX2Br+NaOH→△HX2OCHX3CHX2OH+NaBr\ce{CH3CH2Br + NaOH ->[H2O][\triangle] CH3CH2OH + NaBr}

  2. 2 CX2HX5OH+OX2→△Cu2 CHX3CHO+2 HX2O\ce{2C2H5OH + O2 ->[Cu][\triangle] 2CH3CHO + 2H2O}

  3. 2 CHX3CHO+OX2→催化剂2 CHX3COOH\ce{2CH3CHO + O2 ->[\text{催化剂}] 2CH3COOH}

  4. CHX3COOH+CX2HX5OH⇌△浓HX2SOX4CHX3COOCX2HX5+HX2O\ce{CH3COOH + C2H5OH <=>[\text{浓}H2SO4][\triangle] CH3COOC2H5 + H2O}

  5. CHX3CHX2Br+NaOH→△醇CHX2=CHX2↑+NaBr+HX2O\ce{CH3CH2Br + NaOH ->[\text{醇}][\triangle] CH2=CH2 ^ + NaBr + H2O}

  6. CHX3CHX2OH→170 ∘C浓HX2SOX4CHX2=CHX2↑+HX2O\ce{CH3CH2OH ->[\text{浓}H2SO4][\pu{170^oC}] CH2=CH2 ^ + H2O}

  7. CHX2=CHX2+HBr→CHX3CHX2Br\ce{CH2=CH2 + HBr -> CH3CH2Br}

  8. CHX2=CHX2+HX2O→催化剂CHX3CHX2OH\ce{CH2=CH2 + H2O ->[\text{催化剂}] CH3CH2OH}

  9. CHX3COOCX2HX5+HX2O⇌△HX+CHX3COOH+CX2HX5OH\ce{CH3COOC2H5 + H2O <=>[H^+][\triangle] CH3COOH + C2H5OH}

  10. CHX3CHO+HX2→催化剂CHX3CHX2OH\ce{CH3CHO + H2 ->[\text{催化剂}] CH3CH2OH}

按要求完成下列各题

写出下列物质的键线式

  1. 1,4-二溴-2-丁烯：Br−CHX2−CH=CH−CHX2−Br\ce{Br-CH2-CH=CH-CH2-Br}

  2. BrCHX2CH=CHCHBrCHX2OH\ce{BrCH2CH=CHCHBrCH2OH}

  3. C(CHX3)X3CHBrC(CHX3)X2CHX2CHX3\ce{C(CH3)3CHBrC(CH3)2CH2CH3}

乳酸的自聚

乳酸：CHX3CH(OH)COOH\ce{CH3CH(OH)COOH}

  1. 一分子内成环酯：生成丙交酯（Lactide）。

  2. 两分子间成环酯：

    2 CHX3CH(OH)COOH→△浓HX2SOX4Cyclic Diester+2 HX2O\ce{2CH3CH(OH)COOH ->[\text{浓}H2SO4][\triangle] \text{Cyclic Diester} + 2H2O}

  3. 聚酯：

    n CHX3CH(OH)COOH→催化剂−[O−CH(CHX3)−CO]XnX−+n HX2O\ce{nCH3CH(OH)COOH ->[\text{催化剂}] -[O-CH(CH3)-CO]_n- + nH2O}

葡萄糖

葡萄糖的结构简式：CHX2OH(CHOH)X4CHO\ce{CH2OH(CHOH)4CHO}

  1. 与银氨溶液的反应：

    CHX2OH(CHOH)X4CHO+2 Ag(NHX3)X2OH→△CHX2OH(CHOH)X4COONHX4+2 Ag↓+3 NHX3+HX2O\ce{CH2OH(CHOH)4CHO + 2Ag(NH3)2OH ->[\triangle] CH2OH(CHOH)4COONH4 + 2Ag v + 3NH3 + H2O}

  2. 与新制 Cu(OH)X2\ce{Cu(OH)2} 溶液的反应：

    CHX2OH(CHOH)X4CHO+2 Cu(OH)X2+NaOH→△CHX2OH(CHOH)X4COONa+CuX2O↓+3 HX2O\ce{CH2OH(CHOH)4CHO + 2Cu(OH)2 + NaOH ->[\triangle] CH2OH(CHOH)4COONa + Cu2O v + 3H2O}

甘氨酸和丙氨酸的分子间成肽反应

  1. 二肽：

    HX2NCHX2COOH+HX2NCH(CHX3)COOH→酶HX2NCHX2CONHCH(CHX3)COOH+HX2O\ce{H2NCH2COOH + H2NCH(CH3)COOH ->[\text{酶}] H2NCH2CONHCH(CH3)COOH + H2O}

  2. 多肽：

    n HX2NCHX2COOH→−[NH−CHX2−CO]XnX−+n HX2O\ce{n H2NCH2COOH -> -[NH-CH2-CO]_n- + nH2O}

有机反应条件要记清

请填写下列由已知有机物生成产物的反应条件。

  1. 反应物 BrCHX2CHX2CHX2OH\ce{BrCH2CH2CH2OH}：

    生成 CHX2=CHCHX2OH\ce{CH2=CHCH2OH}：条件为 NaOH\ce{NaOH} 醇溶液，加热。

    生成 HOCHX2CHX2CHX2OH\ce{HOCH2CH2CH2OH}：条件为 NaOH\ce{NaOH} 水溶液，加热。

    生成 BrCHX2CH=CHX2\ce{BrCH2CH=CH2}：条件为浓硫酸，170 ∘C\pu{170 ^\circ C}。

  2. 苯环侧链与光照 / 催化剂的区别：

    CX6HX5CHX3+ClX2→光照CX6HX5CHX2Cl\ce{C6H5CH3 + Cl2 ->[\text{光照}] C6H5CH2Cl}（侧链取代）

    CX6HX5CHX3+ClX2→FeCl−CX6HX4−CHX3\ce{C6H5CH3 + Cl2 ->[Fe] Cl-C6H4-CH3}（苯环取代，邻 / 对位）

  3. 反应物 CHX2=CHCHX2OH\ce{CH2=CHCH2OH}：

    生成 BrCHX2CHBrCHX2OH\ce{BrCH2CHBrCH2OH}：条件为溴水或溴的 CClX4\ce{CCl4} 溶液。

    生成 CHX2=CHCHO\ce{CH2=CHCHO}：条件为 Cu/OX2\ce{Cu/O2}，加热。

    生成 CHX2=CHCHX2OOCCHX3\ce{CH2=CHCH2OOCCH3}：条件为浓硫酸，加热（与乙酸酯化）。

  4. 反应物 CHX3CHBrCOOCHX3\ce{CH3CHBrCOOCH3}：

    生成 CHX3CH(OH)COOH\ce{CH3CH(OH)COOH}：条件为 NaOH\ce{NaOH} 水溶液，加热；稀硫酸。

    生成 CHX3CHBrCOOH\ce{CH3CHBrCOOH}：条件为稀硫酸，加热。

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