④鹵代烴與金屬反應(yīng)

鹵代烴可與鋰、鈉、鉀、鎂、鋁、鎘等金屬反應(yīng)，生成具有不同極性C---M（M代表金屬原子）鍵的有機(jī)金屬化合物【格式試劑】

鹵代烴與鎂在無水乙醚中反應(yīng)生成的烴基鹵化鎂稱為格式試劑

格式試劑：強(qiáng)親核試劑，與二氧化碳反應(yīng)制備羧酸；與醛酮的反應(yīng)可制備各種醇；若遇水、醇等立即分解生成烷烴

第八章?醇?硫醇?酚

一、①與金屬鈉的反應(yīng)

醇鈉遇水立即分解生成氫氧化鈉和原來的醇

不同烴基結(jié)構(gòu)的醇鈉堿性順序：叔醇鈉>仲醇鈉>伯醇鈉

【鄰二醇類化合物在堿性溶液中可與銅離子反應(yīng)生成絳藍(lán)色的配合物】

Lucas試劑可鑒別伯、仲、叔醇【叔醇立即出現(xiàn)油狀物、放熱；仲醇五分鐘反應(yīng)且放熱不明顯；伯醇至少一小時(shí)后才反應(yīng)】

②與無機(jī)含氧酸的酯化反應(yīng)

(1)與硝酸反應(yīng)

(2)與硫酸反應(yīng)

(3)與磷酸反應(yīng)

③脫水反應(yīng)

醇在濃硫酸或磷酸催化下加熱，分子內(nèi)脫水生成烯烴【難易順序：由正碳離子的穩(wěn)定性決定（叔碳>仲碳>伯碳）】

④氧化反應(yīng)

常用氧化劑有K2CrO7的酸性水溶液，高錳酸鉀溶液

二、硫醇

①弱酸性

硫氫鍵易被極化，異裂放出質(zhì)子。其酸性強(qiáng)于水和醇；硫醇難溶于水易溶于氫氧化鈉

②與重金屬作用

可與汞、銀、鋁等重金屬鹽或氧化物作用生成不溶于水的硫醇鹽

③氧化反應(yīng)

硫醇易被氧化

在稀過氧化氫或碘甚至在空氣中氧的作用下，硫醇可被氧化為二硫化物

在高錳酸鉀、硝酸等強(qiáng)氧化劑的作用下，甲硫醇可被氧化為甲磺酸

【硫醚也易被氧化】

三、酚

①酚的酸性與成鹽

弱酸性，比碳酸弱【取代酚類化合物的酸性強(qiáng)弱與苯環(huán)上取代基的種類、數(shù)目等有關(guān)】

②親電取代反應(yīng)

（1）鹵代反應(yīng)

苯酚與溴水可立即作用生成2,4,6-三溴苯酚的白色沉淀【若使用非極性溶劑（如二硫化碳）并在低溫下苯酚與溴反應(yīng)生成一溴取代物——對(duì)溴苯酚。當(dāng)苯酚對(duì)位有取代基時(shí)，如選擇低極性溶劑，低溫下可制得鄰位取代物

（2）硝化反應(yīng)

苯酚與稀硝酸反應(yīng)可生鄰硝基苯酚和對(duì)硝基苯酚（通過水蒸氣蒸餾可分離）【若選擇低極性溶劑低溫下主要生成對(duì)硝基苯酚】

（3）磺化反應(yīng)

苯酚與硫酸反應(yīng)在較低溫度時(shí)主要生成鄰羥基苯磺酸，在較高溫度時(shí)主要生成對(duì)羥基苯磺酸；【若采用發(fā)煙硫酸則生成苯酚-2，4,6三磺酸

③與三氯化鐵的顯色反應(yīng)

具有烯醇結(jié)構(gòu)的化合物都可與三氯化鐵發(fā)生呈色反應(yīng)

④氧化反應(yīng)

用重鉻酸鉀和硫酸做氧化劑，苯酚可被氧化為對(duì)苯醌

第九章?醚

一、醚

①醚的質(zhì)子化：??鹽的形成

醚接受質(zhì)子的能力很強(qiáng)必須與濃硫酸才能生成羊鹽，因此醚能溶于濃硫酸和濃鹽酸等強(qiáng)酸中。羊鹽不穩(wěn)定，遇水立即分解，恢復(fù)成原來的醚【利用此特性可以區(qū)別醚與烷烴或鹵代烴】

②醚鍵的斷裂（親核取代反應(yīng)）：

加熱可使醚和氫碘酸所生成的羊鹽發(fā)生C--O鍵的斷裂，生成鹵代烴和醇，生成的醇還能進(jìn)一步與過量的氫碘酸反應(yīng)生成碘代烴【高溫下濃氫溴酸和鹽酸也可發(fā)生上述反應(yīng)】

注：烷基的結(jié)構(gòu)決定了反應(yīng)機(jī)制，通常伯烷基醚易按SN2機(jī)制進(jìn)行，叔烷基醚易按SN1機(jī)制進(jìn)行；【混合醚發(fā)生此反應(yīng)時(shí)，一般是較小烴基先生成鹵代烷；芳基烷基醚與氫碘酸反應(yīng)時(shí)總是生成酚和碘代烷；氫鹵酸不能使二芳基醚的醚鍵斷裂】

③過氧化物的生成

一般的氧化劑，如高錳酸鉀、重鉻酸鉀不能氧化醚，但含有α-氫原子的醚在空氣中久置或光照，則緩慢發(fā)生氧化反應(yīng)，生成不易揮發(fā)的過氧化物

二、環(huán)醚

開環(huán)反應(yīng)

①酸催化開環(huán)反應(yīng)

傾向于按SN1機(jī)制進(jìn)行。因此對(duì)于非對(duì)稱取代的環(huán)氧化合物，在酸催化下發(fā)生開環(huán)反應(yīng)時(shí)，親核試劑優(yōu)先進(jìn)攻取代基較多的環(huán)氧碳原子

②堿性條件下的開環(huán)反應(yīng)

SN2反應(yīng)；親核試劑進(jìn)攻位阻較小的環(huán)氧碳原子，因此對(duì)于非對(duì)稱取代的環(huán)氧化合物，親核試劑主要進(jìn)攻取代基較少的環(huán)氧碳原子

第十章?醛和酮

①親核加成反應(yīng)

（1）與氫氰酸加成【通常需堿催化】【與醛、脂肪族甲基酮和8個(gè)碳原子以下的環(huán)酮作用】生成氰醇也稱α-羥基腈

HCN與芳香酮反應(yīng)困難；CN-濃度是決定反應(yīng)速率的重要因素

（2）與醇及水加成

【在無水酸（通常是干燥氯化氫）存在下】生成半縮醛，半縮醛還可以與另一分子醇反應(yīng)脫水生成縮醛

與醛相比，酮與醇反應(yīng)生成縮醛的反應(yīng)較困難；但酮易與乙二醇作用生成具有五元環(huán)狀結(jié)構(gòu)的

（3）與格式試劑加成【不可逆】

所得的加成物經(jīng)水解生成醇

【與甲醛反應(yīng)制伯醇；與其他醛反應(yīng)制仲醇；與酮反應(yīng)制叔醇】

（4）與氨衍生物【羥胺、肼、苯肼、2,4-二硝基苯肼等】加成

先加成后脫水，發(fā)生縮合反應(yīng)生成含有>C=N--結(jié)構(gòu)的N---取代亞胺【經(jīng)酸水解得到原來的醛或酮】

通式：

【鑒別羰基化合物】

②α碳及α氫的反應(yīng)

（1）羥醛縮合

【含α-氫的醛】的α碳可以與另一醛的羰基碳加成形成新的碳碳鍵，生成β-羥基醛

【七個(gè)碳以上的醛進(jìn)行醇醛反應(yīng)只能得到失水產(chǎn)物——α，β-不飽和醛

（2）酮式和烯醇式的互變異構(gòu)

理論上，具有 結(jié)構(gòu)的化合物都可能存在酮式和烯醇式的兩種互變異構(gòu)體

（3）鹵代反應(yīng)

在堿催化下，鹵素與含有α-氫的醛或酮迅速發(fā)生鹵代反應(yīng)，生成α碳完全鹵代的鹵代物

【鹵仿反應(yīng)】：α碳含有3個(gè)活潑氫的醛或酮與鹵素的氫氧化鈉溶液（常用次鹵酸鈉的堿溶液）作用，首先生成α-三鹵代物，后者在堿性溶液中立即分解成三鹵甲烷和羧酸鹽

【碘仿反應(yīng)——鑒別乙醛和甲基酮】

③氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)

（1）氧化反應(yīng)

Tollens試劑能氧化醛而不能氧化酮——鑒別醛和酮

Fehling試劑不與芳香醛反應(yīng)——鑒別脂肪醛和芳香醛

（2）還原反應(yīng)

?在金屬催化劑鉑、鎳等存在下，以氫氣為還原劑使醛和酮還原成相應(yīng)的伯醇和仲醇

?用氫化鋁鋰（LiAlH4）、氫化硼鈉（NaBH4）等金屬氫化物將醛和酮的羰基還原為伯醇和仲醇

?金屬氫化物M+H-

?醛和酮與鋅汞齊和濃鹽酸回流，羰基將被還原成亞甲基

?醛或酮在高沸點(diǎn)溶劑（如縮二乙二醇）中與肼和氫氧化鉀一起加熱反應(yīng)，羰基還原為亞甲基

第十一章?羧酸和取代羧酸

一、羧酸

①酸性與成鹽反應(yīng)

（1）脂肪酸

吸電子誘導(dǎo)效應(yīng)有利于羧酸電離平衡向右進(jìn)行，使酸性增強(qiáng)

斥電子誘導(dǎo)效應(yīng)使酸性減弱

含不同鹵原子的一鹵代乙酸的酸性強(qiáng)弱與鹵原子的電負(fù)性順序一致；含鹵原子數(shù)目不同的鹵代乙酸的酸性隨鹵原子數(shù)目的增加而增強(qiáng)；含相同鹵原子和碳鏈的鹵代酸隨鹵原子與羧基之間的碳鏈增長(zhǎng)，鹵代酸的酸性遞減

（2）芳香酸

苯甲酸的酸性比甲酸弱，但比其他一元脂肪羧酸酸性強(qiáng)

取代苯甲酸中取代基對(duì)其酸性強(qiáng)弱的影響與脂肪羧酸相似

立體效應(yīng)：通常鄰取代苯甲酸的酸性強(qiáng)于苯甲酸及其對(duì)應(yīng)的對(duì)、間位取代物

（3）二元酸

酸性強(qiáng)于含相同碳原子數(shù)的一元羧酸

二元羧酸分子中兩個(gè)羧基相距越近，酸性增強(qiáng)程度越大

（4）成鹽

②羧酸衍生物的生成

（1）酰鹵的生成

酰鹵是羧基中的羥基被鹵素取代的產(chǎn)物

酰氯是由羧酸與PCl3、PCl5或SOCl2（氯化亞砜）等試劑反應(yīng)制得

?SOCl2：制備酰氯較純凈

?PCl3:適合用于制備低沸點(diǎn)的酰氯

?PCl5：適合制備較高沸點(diǎn)的酰氯

（2）酸酐的生成

羧酸（除甲酸外）在脫水劑（如P2O5）作用下加熱，分子間失去一分子水生成酸酐

五元環(huán)酸酐和六元環(huán)酸酐可由相應(yīng)的二元酸加熱，分子內(nèi)失水而制得

（3）酯的生成

一般，伯醇、仲醇與羧酸的酯化反應(yīng)為酸脫羥基醇脫氫；叔醇則相反

（4）酰胺的生成

羧酸與氨（或胺）反應(yīng)首先形成銨鹽然后加熱脫水得到酰胺；酰鹵、酸酐等的氨解反應(yīng)產(chǎn)物為酰胺

③二元羧酸的熱解反應(yīng)

（1）脫羧反應(yīng)

羧酸失去羧基放出二氧化碳

乙二酸、丙二酸受熱發(fā)生脫羧反應(yīng)，生成少一個(gè)碳原子的一元羧酸

（2）脫水反應(yīng)

丁二酸、戊二酸受熱發(fā)生脫水反應(yīng)，生成環(huán)狀酸酐

（3）脫羧脫水反應(yīng)

己二酸、庚二酸在氫氧化鋇存在下加熱，發(fā)生分子內(nèi)脫水和脫羧反應(yīng)，生成少一個(gè)碳原子的環(huán)酮含8個(gè)以上碳原子的脂肪二元羧酸受熱時(shí)，不能生成環(huán)酮而是發(fā)生分子間脫水，生成高分鏈狀的縮合酸酐

二、取代羧酸

①羥基酸

（1）羥基酸的酸性

?一般醇酸比相應(yīng)的羧酸酸性強(qiáng)，但其羥基對(duì)羧基酸性的影響不如鹵代酸中鹵素的影響大；醇酸的羥基越靠近羧基，對(duì)羧基酸性增強(qiáng)的影響就越強(qiáng)，反之越弱

酚酸的酸性隨羥基與羧基的相對(duì)位置不同而表現(xiàn)出明顯的差異

（2）醇酸的氧化反應(yīng)

醇酸比醇分子中的羥基更容易被氧化

Tollens試劑通常不與醇反應(yīng)，卻能將α-羥基酸氧化成α-酮酸

（3）醇酸的脫水反應(yīng)

α醇酸：兩個(gè)醇酸分子間的羥基和羧基交叉脫水，生成較穩(wěn)定的六元環(huán)交酯

β醇酸：α氫原子受β-羥基和羧基的共同影響很活潑受熱時(shí)容易與β-羥基脫水生成α，β-不飽和羧酸

γ醇酸分子中的羥基和羧基在常溫下即可脫水生成五元環(huán)內(nèi)酯

δ醇酸能發(fā)生分子內(nèi)的脫水反應(yīng)，生成六元環(huán)內(nèi)

（4）酚酸的脫羧反應(yīng)

羥基的鄰位或?qū)ξ贿B有羥基

②酮酸

（1）酸性

比相應(yīng)的醇酸強(qiáng)，更強(qiáng)于相應(yīng)的羧酸，且α-酮酸的酸性比β-酮酸強(qiáng)

2）脫羧反應(yīng)

α酮酸在稀硫酸作用下受熱發(fā)生脫羧反應(yīng)，生成少一個(gè)碳原子的醛

β酮酸比α酮酸更易脫羧，通常β-酮酸只能在低溫下保存

酮式分解：

酸式分解：β-酮酸與濃堿共熱，分解為兩分子羧酸鹽

第十二章?羧酸衍生物【酰鹵、酸酐、酯、酰胺】

一、①親核取代反應(yīng)

（1）水解反應(yīng)

?酰鹵：無需催化劑就能進(jìn)行

?酸酐：反應(yīng)速率取決于相應(yīng)酸酐在水中的溶解度【乙酸酐易溶于水，所以非常容易與水反應(yīng)】

?酯：需要在堿或無機(jī)酸存在下加熱進(jìn)行

性條件下：反應(yīng)速率主要取決于四面體中間體的穩(wěn)定性，在酯羰基附近連有吸電子取

待基能分散負(fù)電荷，可使中間體穩(wěn)定

酸性條件下：反應(yīng)速率取決于形成四面體結(jié)構(gòu)中間體的穩(wěn)定性，R、OR’集團(tuán)供電子能力

增強(qiáng)，中間體越穩(wěn)定

?酰胺：不僅需要強(qiáng)酸或強(qiáng)堿的催化，還需要長(zhǎng)時(shí)間的加熱回流

（2）醇解反應(yīng)

?酰鹵：生成酯；反應(yīng)速率受醇羥基的空間位阻的影響較大，伯醇比仲醇和叔醇更容易與酰鹵反應(yīng)

?酸酐：生成酯和羧酸

（3）氨解反應(yīng)

?酰鹵：生成酰胺

?酸酐：生成酰胺和羧酸鹽

?酯：生成酰胺和醇

（4）酯縮合反應(yīng)【Claisen（克萊森）縮合反應(yīng)】

酯分子的α-氫具有弱酸性，在醇鈉作用下能形成烯醇負(fù)離子，該負(fù)離子與另一分子酯發(fā)生親核反應(yīng)，生成β-酮酸酯

【不具有α-H的酯可以與具有α-H的酯發(fā)生交叉Claisen縮合反應(yīng)】

二、碳酸衍生物

①尿素【脲】

具有弱堿性，但不能使石蕊試紙變色；易溶于乙醇和水，難溶于乙醚

（1）在脲酶、酸、堿催化下發(fā)生水解反應(yīng)

（2）縮二脲反應(yīng)【分子中含有兩個(gè)或兩個(gè)以上酰胺鍵結(jié)構(gòu)的化合物都能發(fā)生縮二脲反應(yīng)

②丙二酰脲

（1）可以由尿素與丙二酰氯發(fā)生氨解反應(yīng)制得

（2）酮式-烯醇式互變異構(gòu)

第十三章?胺和生物堿

一、胺

①堿性與成鹽反應(yīng)

★胺的堿性強(qiáng)弱與氮上電子云密度有關(guān)，氮上電子云密度越大，接受質(zhì)子的能力越強(qiáng)，堿性就越強(qiáng)

（1）僅考慮電子效應(yīng)的影響

脂肪叔胺>脂肪仲胺>脂肪伯胺>NH3>芳香胺

（2）僅考慮溶劑化效應(yīng)的影響

伯胺>仲胺>叔胺

（3）綜合各類因素，

在水溶液中，脂肪仲胺>脂肪伯胺、叔胺>芳香伯胺>芳香仲胺>芳香叔胺

（4）季銨堿為強(qiáng)堿

（5）胺類一般為弱堿，可與酸成鹽，但遇強(qiáng)堿又重新游離析出

（6）利用胺的鹽分離提純胺；增加其水溶性和穩(wěn)定性

②?；磻?yīng)【實(shí)際上就是羧酸衍生物的氨解反應(yīng)】【保護(hù)氨基以避免芳胺在進(jìn)行某些反應(yīng)時(shí)氨基被氧化破壞

伯胺、仲胺能與酰鹵、酸酐作用生成酰胺，叔胺氮上無氫不能反應(yīng)

③磺?；磻?yīng)

伯胺、仲胺可與苯磺酰氯或?qū)妆交酋Ｂ确磻?yīng)生成相應(yīng)的磺酰胺

（1）由伯胺生成的磺酰胺氮上的氫受磺?；绊懗嗜跛嵝裕膳c堿成鹽溶于水

（2）仲胺形成的磺酰胺氮上無氫，不與堿成鹽而在水溶液中呈固體析出

（3）叔胺不被磺?；?，故在酸水溶液中成鹽溶解

【鑒別三類胺——興斯堡實(shí)驗(yàn)】

④與亞硝酸的反應(yīng)【鑒別伯、仲、叔胺】

（1）脂肪族伯胺與亞硝酸反應(yīng)，生成極不穩(wěn)定的脂肪族重氮鹽，低溫下也會(huì)立即自動(dòng)分解，定量的放出氮?dú)猓磻?yīng)產(chǎn)物為醇、稀及鹵代烴等混合物

（2）芳香伯胺與亞硝酸在低溫（一般小于5度）及強(qiáng)酸水溶液中反應(yīng)生成芳香重氮鹽——重氮化反應(yīng)

（3）脂肪仲胺和芳香仲胺與亞硝酸反應(yīng)，都是在氮上進(jìn)行亞硝化，生成N-亞硝基化合物（中性黃色油狀物或固體，絕大多數(shù)不溶于水，而溶于有機(jī)溶劑

（4）脂肪叔胺與亞硝酸作用生成不穩(wěn)定易水解的鹽，若以強(qiáng)堿處理則重新游離析出叔胺

（5）芳香叔胺因?yàn)榘被膹?qiáng)活化作用，使芳環(huán)易于發(fā)生親電取代，與亞硝酸作用生成對(duì)-亞硝基胺，如對(duì)位被占據(jù)則取代在鄰位

⑤芳香胺的親電取代反應(yīng)