剖析反應規律 構建有機反應模板

周維清

摘 要：剖析了中學教材中重要的有機反應的規律，構建每類反應的模板，以便學生能快速準確地書寫有機反應方程式.

關鍵詞：模板;反應規律;有機化學

中圖分類號：G632?? 文獻標識碼：A?? 文章編號：1008-0333（2022）04-0136-04

1 加成反應

有機物分子中雙鍵（或三鍵）兩端的原子與其他原子或原子團直接結合生成新的化合物的反應叫做加成反應.反應時雙鍵或叁鍵斷裂一條鍵形成2個“半鍵”，半鍵與其他原子或原子團直接相接形成新的化合物即“斷一加二、合而為一”.中學階段出現的能發生加成反應的官能團為：

（1）CC、CC

與H2、X2、HX、H2O等加成.

反應模板為：

例如

（2）苯環、COH、CCOC（酮羰基）與H2加成.如：

+3H2催化劑△

CORH+H2催化劑△RCH2OH

注：①羧酸CROOH

、酯CROOR′中的CO中學階段一般不考慮加成反應.

②CC、CC

既能與H2加成，也能與Br2、H2O加成，而醛酮中的CO一般考慮與H2加成.

③除碳碳雙鍵、碳碳三鍵與鹵素單質（如溴水、Br2/CCl4等）直接反應外，與其他物質如H2O、H2、HX等反應一般條件為催化劑.

2 消去反應

有機化合物在一定條件下，從一個分子中脫去一個小分子（如H2O、HBr等）而生成不飽和（含雙鍵或叁鍵）化合物的反應叫消去反應.理解時應注意兩點：一是分子內脫小分子;二是有新的不飽和鍵（如CC、CC）生成.能夠發生消去反應的官能團有鹵原子和醇羥基，但都是有條件的：

2.1 內部條件

與—X（或—OH）相連的碳的鄰位碳原子上必須有H，如CH3OH、CH3Cl、 C

R1R3R2CH2Cl、Br、OH

等因結構特殊性不能發生消去反應.

2.2 外部條件

鹵原子應在強堿（如NaOH）的醇溶液且加熱的條件下發生消去，而醇羥基在熱的濃H2SO4中發生消去.

反應模板為：

CXCH+NaOH醇△

CC+NaX+H2O

COHCH+NaOH濃硫酸△（或170℃）

CC+H2O

由此看出消去反應的規律：—X（或—OH）與連接—X（或—OH）的碳的鄰位碳上的H結合成HX（或H2O）脫去而形成不飽和化合物即“鄰碳去H”.

3 聚合反應

由相對分子質量小的化合物分子互相結合成相對分子質量大的高分子的反應叫聚合反應.參加聚合的小分子叫做單體，聚合后的大分子叫聚合物.根據聚合方式分為加聚反應和縮聚反應.

3.1 加聚反應

由不飽和相對分子質量小的化合物分子結合成高聚物的反應.這類反應是由許多不飽和小分子間彼此加成而實現的，故加聚反應中沒有小分子生成.在中學階段主要考查CC的加聚，實質上是碳碳雙鍵的自身加成.可利用下列方法書寫方程式或判斷加聚產物：（1）含一個CC的單體聚合時，把所給的結構簡式改寫成分布在雙鍵上下兩側的結構式，然后“雙鍵變單鍵，兩頭伸出手，括號括起來”，反應模板為

（2）含共軛雙鍵（CCCC）的單體聚合時，破兩頭移中間而形成高聚物.如：

nCH2CHCHCH2一定條件

（3）不同單烯烴加聚：把兩物質中雙鍵寫在一排，其余原子或原子團在上下兩邊，然后“兩頭伸出手，中間連接起來，加括號和n”，步驟如下：

R1CHCH2與

R2CHCHR3

HCR1CH2 HCR2CHR3

HCR1CH2HCR2CHR3

3.2 縮聚反應

單體間相互反應生成高聚物，同時還生成小分子（如H2O）的反應.中學常見的縮聚反應主要是通過酯化或成肽聚合在一起的，因縮聚時兩端的原子或原子團不能完全失去，故按以下模式書寫縮聚產物：

（1）把分子中的-COOH和—OH（或—NH2）通過旋轉寫在一排上;

（2）打“[ ]”，“—COOH”中的“—OH”、“—OH”或“—NH2”中的一個“H”在括號外;

（3）若為兩種物質反應，中間通過酯化或成肽的規律連接在一起.

反應模板為：

①二元醇（氨）與二元酸生成聚酯，如：

②羥基酸自身縮聚成聚酯，如：

③氨基酸縮聚

nRCHNH2COOH催化劑NHCHRCO

+nH2O

4 酯化反應

酸和醇起作用生成酯和水的反應稱為酯化反應.反應條件：濃H2SO4，加熱;反應特征：可逆反應;反應規律：一般是酸失羥基醇失氫

5 酯的水解反應

酯在酸性或堿性條件下均能發生水解反應，反應時酯基中碳氧單鍵斷裂，然后碳氧雙鍵接羥基，氧原子接氫;在堿性條件下形成的羧基與NaOH進一步反應生成羧酸鹽和水，若酯基中氧原子直接與苯環相連，則水解生成的酚羥基又與NaOH反應.通式為：

6 醇的催化氧化

醇的催化氧化實質是在Cu或Ag的催化作用下脫去分子內羥基氫和與羥基相連碳原子上的氫而形成

CO，脫去的2個H 與O結合成H2O即“同碳去H”.反應模板為：

CH2OH+O2Cu或Ag△CO2+2H2O

由此可以看出：

①與—OH相連的碳上有2個或3個H（即—OH在鏈端的碳原子上）氧化得醛;

②與—OH相連的碳上有1個H（即—OH在中間碳上）氧化得酮;

③與—OH相連的碳上無H不能發生催化氧化.

7 醛的氧化反應

7.1 銀鏡反應模板

R—CHO+2Ag（NH3）2OH△

H2O+2Ag↓+3NH3+RCOONH4

（一個—CHO水銀氨123）

7.2 與新制的Cu（OH）2反應模板

R—CHO+2Cu（OH）2+NaOH加熱

Cu2O↓+RCOONa+3H2O

7.3 醛的催化氧化

—CHO與O2在催化劑的作用下加熱時碳氫鍵斷裂，然后在C、H之間接上O即形成—COOH，反應模板為：

CO2H+O2催化劑△CO2OH

8 鹵代烴的水解反應

鹵代烴在強堿（如NaOH、KOH等）的水溶液中，鹵原子能被羥基所取代.所有的鹵代烴都能發生水解反應，只是反應的難易程度不同.

反應通式：

R—X+NaOHH2O△R—OH+NaX

9 酚與濃溴水的取代反應

由于受羥基的影響，苯環上羥基的鄰對位上的氫變得非常活躍，反應時溴原子取代羥基的鄰、對位上的H.如：

OH+3Br2（濃溴水）

BrBrOHBr↓+3HBr

10 中和反應

含有—COOH、酚羥基的有機物與NaOH能發生中和反應.

除以上反應外，還應注意兩個重要反應：能與NaHCO3反應放出CO2的僅有—COOH;苯酚鈉溶液與CO2反應只能生成HCO-3.在書寫具體的反應過程中，應看清楚有機物存在哪些官能團，可能發生那些反應，切忌只看到主要反應，忽略其他連帶反應.如：HOOCCHBrCH3與NaOH醇溶液的反應就容易漏寫—COOH與NaOH的反應.

練習：寫出下列有機反應的化學方程式.

（1）（2016全國卷1）HOOC（CH2）4COOH與HOCH2CH2CH2CH2OH生成高分子化合物

（2）（2016全國卷2） CH2CCH2ClCN與氫氧化鈉溶液反應

（3）（2016北京卷）CHCH3CHCOOC2H5酸性條件水解

（4）（2016四川卷） CH3CH（COOH）2與足量的甲醇反應

參考文獻：

[1] 人民教育出版社，課程教材研究所，化學課程教材研究開發中心.普通高中課程標準實驗教科書·化學

[M].北京：人民教育出版社，2010.

[責任編輯：季春陽]