高中化学中有机化学反应的总结
   来源:中国科技博览     2018年10月08日 01:31

有机化学反应类型小结

左家琪

摘 要:近些年来,科学技术进步正在迅速发展,化学领域也迅速崛起,成为了一门高中生必修的独立学科,其中有机化学反应也是重要的组成部分。在学习过程中,如果将典型的化学反应作为基础,熟记与掌握,在后续的化学学习中,必然会起到事半功倍的效果。

关键词:高中化学;有机化学反应;反应机理

引言

高校自主招生针对的是单科学习能力突出的学生,他们对于课本知识掌握的同时,还对课外拓展延伸的知识有着充分的储备量。但想要在高考中脱颖而出,必须要具有扎实的基本功,并对知识点体系定期梳理,分清考试的侧重。不仅如此,在准备自主招生考试时,仍应将学习的中心放在课本知识上。

一、高中常见化学反应机理总结

(一)消去反应

消去反应一般针对的主体是卤素原子、醇羟基等小型的官能团和其临位碳原子上的氢原子,二者在一定条件下会直接结合,产生小分子,例如水、氢气或者卤代氢。而发生消去的原有化合物会产生不饱和键,形成烯烃类化合物,在这个过程中,物质的结构也发生了改变,有机化合物的杂化方式也发生了改变,此模块内容是高中有机化学部分的重点之一,学生想要处理好对应的习题,就必须熟悉有机化合物反应的一般原理。与卤素原子直接相连的碳原子上如果没有能和卤代原子结合成小分子的氢原子,则消去反应不能发生。

(二)取代反应

羧酸分子中的羟基和醇分子中的氢结合,生成水,是高中化学中常见的一种反应,我们称之为酯化,因为该反应的产物是酯类化合物[2]。由此原理引申,有机化学的拓展中也会有类似的反应,例如蛋白质内部的脱水缩合,也是基于此原理的。

(三)加成反应

烯烃与炔烃都可以发生加成反应,凡是含有不饱和键的化合物一般都具有相关性质,即与小分子结合。如果不饱和键两边碳原子上氢原子数量一致,我们认为其呈堆成分布,所以氢原子的加成采取任意原则,加成产物也仅有一种[3]。而如果不饱和键对应的两个碳原子上氢原子个数不一致,则会采取马氏加成法,即氢原子加到含氢原子较多的碳原子上,但是也会产生极少量的违反马氏加成的加成产物。

二、能产生反应现象的化学反应总结

(一) 氢氧化铜检测方法

新制的氢氧化铜试剂和多羟基醛发生反应,沉淀会溶解,并出现绛蓝色溶液,而出现蓝色溶液和砖红色沉淀,这说明反应物中含有醛基。

(二) 醇的种类鉴别

卢卡斯溶液是实验中常用的鉴别醇的种类的一种化学试剂,在室温下其现象也存在差异。例如叔醇反应最快,且生成的氯代烷还可以使溶液变得浑浊,其次是仲醇,除丙烯基型外的伯醇不发生反应[4]。这类现象鉴别法,针对的是同一类物质,鉴别的方法与高中基础课本中有所差异,作为参加自主招生的学生应该注意对有机化学基础中的特殊反应进行集中的理解与记忆。

(三) 酚类物质的鉴别

在《有机化学基础》一书中,学生应该对基础知识进行了仔细学习,了解酚类物质和三氯化铁反应会产生一定的颜色络合物,从而证明反应物中含有酚羟基。由此展开,酚的种类也有多种,他们产生的化合物颜色其实也有很大差异。例如苯酚产生蓝紫色沉淀,邻苯二酚产生浓绿色沉淀,而对苯二酚产生的是暗绿色的晶体。

通过常见化合物与相应的反应试剂能产生的现象对不同的官能团进行检验,从而判断这一化合物的类别,是一切化学检验的基础,有机化学本身就是一个整体,是一个随着探索的深入逐渐完善的体系,学习的技巧与方法掌握了,学习起来其实是事半功倍的。

三、 反应条件的总结

化学物质的反应条件,一般包括反应的温度,反应的添加剂,甚至试剂的浓度比等。同一种化学反应物在不同的化学反应条件下,产物也极有可能存在差异,例如乙醇在浓硫酸加热条件下,170度会产生乙烯,发生的是分子内的脱水,即消去反应,但是它在到达140度左右时,就会产生一种附加产物,乙醚。这也是实验室教师在操作该反应时,直接而迅速加热的原因。卤代氢在与氢氧化钠反应时,如果反应中存在水,它就会首先和水发生水解,而不会优先与氢氧化钠发生消去,而如果是乙醇环境,则应优先于氢氧化钠消去,产生烯烃,这是因为水羟基的活跃度高于氢氧化钠中的羟基,高于醇羟基,所以在原料充足的情况下,自然是活泼程度逐次反应。学生必须要善于从习题中总结相应的化学规律,把解题的方法抽象出来。自主招生考试试题往往复杂在题目上,在学习中,应该将简化题目作为重要内容加以培养。

四、有机合成中的基团保护总结

在有机合成中,些不希望起反应的官能团,在反应试剂或反应条件的影响下而产生副反应,这样就不能达到预计的合成目标,因此,必须采取对这些基团进行保护,完成合成后再除去保护基,使其复原。

对保护措施一定要符合下列要求:①只对要保护的基团发生反应,而对其他基团不反应;②反应较容易进行,精制容易;③保护基易脱除,在除去保护基时,不影响其他基团。

下面只简略介绍要保护的基团的方法。

1、羟基的保护

在进行氧化反应或某些在碱性条件进行的反应,往往要对羟基进行保护。如防止羟基受碱的影响,可用成醚反应。

防止羟基氧化可用酯化反应。

2、对氨基的保护

氨基是个很活泼的基团,在进行氧化、烷基化、磺化、硝化、鹵化等反应时往往要对氨基进行保护。

对NR2可以加H+ 质子化形成季铵盐,– NH2也可加H+ 成 – NH而保护。

3、对羰基的保护

羰基,特别是醛基,在进行氧化反应或遇碱时,往往要进行保护。对羰基的保护一般采用缩醛或缩酮反应。

4、对羧基的保护

羧基在高温或遇碱性试剂时,有时也需要保护,对羧基的保护最常用的是酯化反应。

5、对不饱和碳碳键的保护

碳碳重键易被氧化,对它们的保护主要要加成使之达到饱和。

五、结束语

现如今,高校自主招生已将成为了一种主流的选拔专科性人才的方式,而自主招生的考题不同于高中课本,一般会是相关知识的延伸与拓展,所以本文从自主招生常见知识点入手,对相关问题的规律进行了整理,归根到底来说,化学学习往往是万变不离其宗的,学生如果具有化学学习的思维,整理出相应规律,就能顺利的通过高校的自主招生计划。

参考文献:

[1]尚国香,张欣.高中化学新课程与大学化学教学衔接研究——有机化学性质主题[J].大学化学,2016,31(2):15-19.

[2]计从斌,郑晓彬.第28届全国高中化学竞赛(决赛)有机化学试题解析[J].化学教育,2016,37(15):73-76.

[3]孙焱.“Diels-Alder反应”在高中有机化学推断题中的运用[J].数理化解题研究,2015(12):75-75.

[4]胡瑞.浅谈“实验探究式”教学模式在有机化学《苯酚》教学中的运用[J].科学咨询:科技·管理,2015(6):109-110.

文章 羟基 氢原子