大学有机化学里的有机物的各种转化关系 高校教师资格试讲，有机化学哪部分好讲
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一,有机物的转化关系:
在有机推断和有机合成题中其中一个重要的基础知识点就是有机物之间的转化关系.我们必须在解题时做到心中有底,脑子里要有如下的有机物转化关系网络图.
从分子中碳原子个数看以下转化关系:
从醇,醛,羧酸,酯的转化关系看其与结构关系:醇的α-碳上有2个氢原子.
从一元衍生物到多元衍生物的转化关系:
二,有机推断题分析
例1:(2005年.全国理综III.29)某有机化合物A的相对分子质量(分子量)大于110,小于150.经分析得知,其中碳和氢的质量分数之和为52.24%,其余为氧.请回答:
(1)该化合物分子中含有几个氧原子,为什么
(2)该化合物的相对分子质量(分子量)是 .
(3)该化合物的化学式(分子式)是 .
(4)该化合物分子中最多含 个--官能团.
解析:
例2:(1997年.MCE.34)A,B都是芳香族化合物,1 mol A水解得到1 mol B和1 mol醋酸.A,B的分子量都不超过200,完全燃烧都只生成CO2和H2O.且B分子中碳和氢元素总的质量百分含量为65.2%(即质量分数为0.652).A溶液具有酸性,不能使FeCl3溶液显色.
(1)A,B分子量之差为______________.
(2)1个B分子中应该有_______________个氧原子.
(3)A的分子式是_______________.
(4)B可能的三种结构简式是_______,______,_______.解析:
例3:(2003年.全国理综)根据图示填空.
(1)化合物A含有的官能团是_____ ____________.
(2)1molA与2molH2反应生成1molE,其反应方程式是___ ______.
(3)与A具有相同官能团的A的同分异构体的结构简式是___ ____.
(4)B在酸性条件下与Br2反应得到D,D的结构简式是__ ___.
(5)F的结构简式是__ __.由E生成F的反应类型是_________.
解析:
例4:(2004理综)科学家发现某药物M能治疗心血管疾病是因为它在人体内能释放出一种"信使分子"D,并阐明了D在人体内的作用原理.为此他们荣获了1998年诺贝尔生理学或医学奖.请回答下列问题:
(1)已知M的分子量为227,由C,H,O,N周四种元素组成,C,H,N的质量分数依次为15.86%,2.20%和18.50%.则M的分子式是_____________.D是双原子分子,分子量为30,则D的分子式为______________.
(2)油脂A经下列途径可得到M.
图中②的提示:
C2H5OH+HO-NO2 C2H5O-NO2+H2O
硝酸 硝酸乙酯
反应①的化学方程式是________ ____________.
反应②的化学方程式是____________________________________.
(3)C是B和乙酸在一定条件下反应生成的化合物,分子量为134,写出C所有可能的结构简式______________________________________________.
(4)若将0.1mol B与足量的金属钠反应,则需消耗_________g金属钠.
解析:
例5:已知: OH
①R-CH=CH2 + HO-H ——→ R—CH-CH3
②R-CH2-Cl + H2O R-CH2-OH + HX
有机物A~F相互间的转化关系如下图所示:
(1)写出化学方程式:
②
⑤
⑥
(2)写出能发生银镜反应的E的同分异构体的结构简式(写4种):
解析:
例6:已知(-溴代反应发生侧链的α—碳原子上).现有分子式为C9H12的烃A,可使酸性KMnO4溶液褪色,不与溴水反应;A在光照条件下与溴蒸气作用得2种一溴代物(B1和B2);A与溴蒸气在铁催化作用下反应得到的一溴代物也只有2种(C1和C2);C1和C2在铁催化作用下继续溴化得二溴代物共有4种.试写出A,B1,B2,C1,C2 五种物质的结构简式:
A________ B1_________ B2__________ C1___________ C 2_________.
解析:
············例······题······解······答············
例1解析:ω(O)==16X / Mr == 1—52.24%== 0.4776,
当Mr==110,150时可由上式求得X==3.3,4.5,即氧原子数得X=4;
Mr==4×16/0.4776==134;
从134-16×4==70,70/14==5推知分子式为:C5H10O4;
从其分子式分析只能有"--"一个官能团,才能符合碳与氢原子1:2的关系.
答案:(1)4 (2)134 (3)C5H10O4 (4)1 返回
例2解析:(1)由:A + H2O ——→ B + CH3COOH;
可知M(A)–M(B)==60–18==42
(2)若B分子中含有一个氧原子,则Mr==16/(1–0.652)==46,
含有2,3,4,5个氧原子时分别为:92,138,184,230(不符),又知B中含有—C6H5(式量77).B分子中关系列表分析如下:
B中氧原子数
B相对分子质量
苯基式量+氧原子总式量
两者差值
可能结构分析
1
46
77+16=93
46-93= -47
不符舍去
2
92
77+16×2=109
92-109= -17
不符舍去
3
138
77+16×3==125
138-125=13
—CH
4
184
77+16×4=141
184-141=43(但A的相对分子质量184+42=226>200不符舍去)
故只有3个氧原子符合题意.
(3)A的分子式为:C6H5 + CH + O3 + CH3COOH –H2O == C9H8O4
答案:(1)42 (1分) (2)3 (2分) (3)C9H8O4 (1分)
(4),, 返回
例3解析:从A能与NaHCO3反应推得A含有羧基;从能发生银镜反应,又能与氢气,溴加成推知A含有—CHO和;从F知其含有4个碳原子;再结合D没有支链即可推知A的结构为:OHCCH=CHCOOH.
答案:(1)碳碳双键,醛基,羧基. 考生错答情况:
碳碳双键错写成:烯键,烯基,烯烃基,不饱和烃基,不饱和烯基,-CH=CH-,C=C
(2)OHCCH=CHCOOH+2H2HOCH2CH2CH2COOH.
(3). (4)HOOCCHBrCHBrCOOH.
(5).酯化(或取代). 返回
例4解析:(1)M分子中碳原子个数:227×15.86%/12==3,同理求得氢为5个,氮为3个,最后得氧为9个.分子式为:C3H5O9N3.
从题中条件和M的元素组成分析D只有NO符合.
(2)从有机物的转化关系分析,M为丙三醇的三硝酸酯(硝化甘油)则A为油酯,B为甘油.反应见答案.
(3)由甘油与乙酸酯化时生成物的分子量可知C为一元酯化生成物:(92+60-18==134)结构见答案.
(4)钠的量为:0.1×3×23==6.9克
答案:(1)C3H5O9N3 NO
(2)反应①的化学方程式是
反应②的化学方程式是
(3)C所有可能的结构简式为:
(4)6.9 返回
例5解析:由题意转化关系可知,A为烯烃,B为醇,C为二氯烷烃,D为某二醇,根据C的相对分子质量113–35.5×2=42(可为—CH2—CH2—CH2—结构)
可以确定A为丙烯,B为丙醇,D为丙二醇(CH3—CHOH—CH2OH),E为丙酮酸(CH3COCOOH),则F为丙醇与丙酮酸酯化反应的产物.
在第一小题中:②实际上是二氯丙烷在氢氧化钠溶液中发生水解反应生成丙二醇(CH3—CHOH—CH2OH);
⑤实际上是丙烯与水在催化剂存在下发生加成反应生成了2—丙醇(CH3—CHOH—CH3);
⑥实际上是2—丙醇与丙酮酸反应生成酯(丙酮酸丙酯)[CH3—CO—COOCH(CH3)2].
在第二小题中,要求有醛基,则可以有下几种结构:HCO—CH2—COOH,HCO—OCH2—CHO,HCO—COOCH3,HCO—OOC—CH3.
答案:(1)
②CH3—CHCl—CH2Cl + 2NaOHCH3—CHOH—CH2OH + 2NaCl
⑤CH3CH=CH2 + H2O CH3—CHOH—CH3
⑥CH3CHOHCH3 + CH3COCOOHCH3—CO—COOCH(CH3)2 +H2O
(2)HCO—CH2—COOH, HCO—OCH2—CHO,
HCO—COOCH3, HCO—OOC—CH3. 返回
还有:OHC—CHOH—CHO OHC—CO—CH2OH及烯醇式结构等多种.
例6解析:A是"芳香烃",至少要有一个苯环.按分子式C9H12,已不可能有比苯环更高级的芳香环,例如萘的分子式是C10H8,已超过9个碳.因而,C9H12是有烃基侧链的苯的衍生物是无疑的了.问题是:侧链有几个 侧链的组成 粗想起来,以下所有结构似乎都是可能的:
根据题目提供的信息之一光照下(侧链α位取代)得到2种一溴衍生物,就可以排除掉上列的2,3和7(因为2,7无疑只能得到一种一溴衍生物;3可得到3种).
1式也可以得到2种一溴代衍生物,(1-溴代甲基-2,3-二甲基苯和2-溴代甲基-1,3-二甲基苯)但苯环上的一溴代物继续溴化不可能有4种二溴代物,故也可排除.
剩下4,5,6三种.因为4,5两种,烷基上的α位一溴代衍生物虽也是2种,但苯环上分别有4个可被溴原子取代的位置均不等效,其一溴代物各有4种,二溴代物各有6种.于是,就可以认定只有6是A了.而且,用一溴衍生物再溴化得到二溴衍生物的信息来验证,只有A(第6种)形成的B1和B2继续溴化可总共得到4种二溴衍生物:
答案:见上述6. 返回
浓硫酸
A
脂肪酸
B
M
①
②
△
NaOH
A
能使酸性KMnO4
溶 液 褪 色
B
无酸性,可与金属Na反应放出H2
F
无酸性,
不发生银镜反应
C
式量113,不使酸性KMnO4溶液褪色
E
式量88, 可被碱中和,无银镜反应
D
无酸性,可与足量Na反应放出H2
+Cl2 ①
+B 浓硫酸④
+H2O ⑤
催化剂
+E ⑥
浓硫酸
NaOH溶液 加热 ②
氧化
③
CH2–OH
|
CH–OOCCH3
|
CH2–OH
CH2–OOCCH3
|
CH–OH
|
CH2–OH
徐寿昌化工有机教材的习题解答那本书后面有各种有机化合物之间相互转化的图
可以参阅！
详见维基百科的链接
详见《有机化学》，刑其毅主编的应该很好。
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