1、2.2 有機化合物的類型及其反響2.2.1有機化合物構造特征概述RGu碳骨架官能團飽和烴飽和鏈烴飽和環烴除了光鹵代、裂解等劇烈反應外，一般不發生變化。不飽和烴含CC鍵含CC鍵含芳香環能發生烯烴、炔烴、芳環特有的反應含氧管能團含氮管能團其它HO-CO-O-H2N-（）RHN-N2+-NO2R3N+R2N-CN-COOH-COOR-CHO-X-SH-PH2-SR-SO3H-SO2-特征結構區，代表了有機化合物主要的反應和反應區域-N=N-2.2 有機化合物的類型及其反響2.2.1有機化合物構造特征概述RGu碳骨架官能團飽和烴飽和鏈烴飽和環烴除了光鹵代、裂解等劇烈反應外，一般不發生變化。不飽和烴含C

2、C鍵含CC鍵含芳香環能發生烯烴、炔烴、芳環特有的反應含氧管能團含氮管能團其它HO-CO-O-H2N-（）RHN-N2+-NO2R3N+R2N-CN-COOH-COOR-CHO-X-SH-PH2-SR-SO3H-SO2-特征結構區，代表了有機化合物主要的反應和反應區域-N=N-2.2.2 各類有機化合物的構造特點及主要化學反響2.2.2.1 飽和烴類化合物飽和烴類化合物包括有機化學中曾經學習過的烷烴及環烷烴類化合物。此類物質可以稱為無官能團化合物，或骨架類物質。它們的構造特點主要表達在C-H鍵和C-C鍵上。HH的S軌道與C的SP3雜化相互交蓋形成鍵特點：極性小鍵能大兩個C的SP3雜化軌道頭對頭相

3、互交蓋形成鍵特點：非極性鍵能大正是由于飽和烴類分子中C-H、C-C鍵的構造特點，因此此類分子具有高的穩定性，普通情況下不與酸、堿、氧化劑、復原劑反響，只在特殊條件如自在基引發劑下發生位置、反響程度較難控制的C-H、C-C鍵均裂的自在基反響。因此烷烴常用作溶劑。2.2.2.2 含不飽和CC鍵的化合物此類化合物包括曾經學過的烯烴、炔烴類物質，其分子中的官能團為CC雙鍵和CC三鍵。正是所含CC不飽和鍵的構造特點，決議了此類分子典型的化學性質：CCCCCCSP2SP2SP3XXCCCSP3XSPSPCCCXa.雙鍵中的鍵由P軌道電子云肩并肩交蓋而成，成鍵才干比由雜化軌道SP2或SP電子云頭對頭交蓋構成

4、的鍵弱，因此容易斷裂，導致烯烴、炔烴類化合物典型的化學性質是加成反響。由于重鍵處的電子云密度較高，因此此類加成反響是親電加成。能與重鍵發生親電加成反響的是一些可以電離出親電基團的分子，如HXH+、X2X+、HXO(X+)、H3B(B+)等。應該留意的是，由于炔鍵中的兩個鍵相互影響，變成了桶狀構造，提高了穩定性，因此炔烴發生親電加成反響的活性比烯烴要低。b.烯烴與一些氧化劑的反響也可看作是親電加成反響，如與O3的反響經過環狀加成產物裂解成醛或酮類。CCOOO+CCOOOCOc.由于重鍵的影響，使得與重鍵相鄰的C上所帶的基團容易發生取代類型的反響：CXCHCH+H2OCXCHCHOHH+如將X換為

5、H，也比其它飽和C上的H容易發生反響酸性比烷烴強。這類反響的本質是X離去后得到的正離子或負離子可以因重鍵的存在而得到較大程度的穩定。CCHCH+-2.2.2.3 含鹵素原子的有機化合物含鹵素原子的有機化合物主要指鹵代烴類，包括鹵代烷烴、鹵代芳烴等。其構造和性質特點主要有以下幾個方面：a.鹵素與C原子均以單鍵相連。而C-X鍵典型的構造特點是由于鹵素原子的電負性較大，導致其共價單鍵具有較強的極性，共用電子對偏向X。這樣，C-X容易以異裂的方式發生斷裂，使得含有鹵素的有機化合物主要為鹵代烷烴容易發生親核取代反響：X+X+-A-(親核試劑)A這是鹵代烴類化合物典型的、也是主要的化學性質，隨著烷烴構造的

6、差別親核取代反響的機理也有所不同。而隨著鹵素種類的不同，其親核取代反響的活性也不同，普通情況下總的趨勢為：IBrClF。b.當鹵素與芳環或CC重鍵結合時，由于p-共軛的影響，導致C-X鍵的極性降低，鍵能提高，因此不發生親核取代反響：CCXXA-(親核試劑)d.當在鹵素鄰位飽和C上有H時，由于可以構成易于揮發的HX，因此鹵代烷烴類化合物容易發生消去反響而得到烯烴：c.當鹵素與烯丙基或芐基的飽和C相連時，由于所得碳正離子具有比普通烷基正離子高得多的穩定性，因此很容易發生親核取代反響：CCXXA-(親 核 試 劑 )CCCCCC+-X-CCCCAAXCCHHXCC2.2.2.4 含有-OH官能團的有

7、機化合物含有-OH官能團的有機化合物主要指醇類和酚類化合物。這些化合物的構造和性質特點主要為：這種構造和性質特點與鹵代烴類似，但由于O的電負性不如X的高，因此醇類化合物發生親核取代反響的活性不如鹵代烷烴高。b.當羥基鄰位飽和C上連有H時，由于可構成H2O，因此與鹵代烷烴類似，醇類可以發生消去反響：+-A-(親核試劑)AOHOHa.當羥基與飽和C原子相連時，由于O原子的電負性，C-O鍵為極性鍵，也可以發生異裂而進展親核取代反響：CCHHCCOHOH由于生成的是比HX更穩定和揮發的H2O，因此醇類的消去反響比鹵代烴更為常見。醇類的脫水消去不僅可在分子內進展而得到烯烴，而且可在分子間進展而得到醚類物

8、質：COHCHOHOHCOC醇的兩種消去是相伴存在、相互競爭的反響，欲定向得到某方向的產物，必需嚴厲控制反響條件。分子間消去得到的醚類，是有機化合物中性質穩定的物質，通常可用作溶劑。c.當羥基銜接在芳環上時，由于O與芳環之間的p-共軛,導致O-C鍵極性降低，鍵能增大，因此難于發生取代和消去反響。d.當羥基與C相連時，相當于C被氧化。而這種氧化是初步的，是低價態的，因此醇類容易繼續發生氧化反響而生成醛、酮直至最高氧化態也是最終產物羧酸。酚類化合物也容易發生氧化反響，反響也是從酚羥基開場的。芳環上的羥基越多，越容易被氧化。這種性質表達在許多天然化合物中，例如多酚類化合物即如此。2.2.2.5 含羰

9、基的有機化合物含羰基的化合物主要包括醛類、酮類，而不包括羧酸和羧酸酯類物質。醛酮類化合物的構造和性質特點可以概括如下所述：a.羰基構造中含有鍵，且其CO雙鍵受電負性較大的O的影響具有一定的極性：正是由于鍵的存在，而且由于C原子帶部分正電荷，因此醛酮類化合物典型的化學反響是親核加成反響：CO +-CO+-+ AB親核試劑CAO-B+CAOB可以與醛酮類化合物發生親核取代反響的有含N類，如氨、伯胺、仲胺、羥胺、肼類等；含C類，如HCN、Grignard試劑等；含S類，如亞硫酸氫鈉。b.當醛酮類化合物的羰基鄰位C上含有H時，由于羰基的吸電誘導效應，使其H解離的活性提高；氫解離后，鄰位碳上帶負電荷。這

10、樣，導致此類物質既可發生分子類重排反響，即酮式和烯醇式的互變異構；也可發生羥醛加成反響及取代反響：COCHCOCH-COC-+H+COCOCHCOX2反應活性：I2Br2Cl2酸性條件下單取代，堿性條件下多取代COCX3.羰基C尚未到達最高的氧化態，因此可以繼續被氧化。醛基C的氧化態比酮中羰基更低，醛更容易被氧化。醛酮氧化的產物均是羧酸。但酮氧化由于是一種斷裂C鏈的反響，因此產物要復雜得多。2.2.2.6 含羧基及酯鍵的有機化合物這類化合物主要包括羧酸及有機酯類化合物。羧酸及羧酸酯類化合物的構造特點總的來講是一些性質比較穩定的有機物質。其比較典型的化學性質除了羧酸的酸性以外，就是由于其中的C-

11、O單鍵可以發生異裂而發生親核類型的取代反響：COOH(R)COO + H+ABCOBB =X-OR1-OCOR-NH2-NH 2.2.2.7 含氮類化合物含氮類化合物按烴基的不同分作脂肪族含氮化合物和芳香族化合物；按氮原子上所帶H原子的多少可分為伯胺類、仲胺類、叔胺類及季銨鹽類化合物；按N原子能否處于環中還可分為含氮雜環化合物和含氮開鏈化合物等。含氮類有機化合物其構造和性質特點有：a.由于飽和中性含N類化合物的N原子上有未共用電子對，因此這些化合物具有堿性和親核性，可以結合質子，也可與醛酮類化合物發生親核加成反響：RNH+RNH+COCOHRN胺類物質的堿性與其構造和所處溶劑類型有關，普通講：

12、在非質子有機溶劑中：叔胺仲胺伯胺氨，主要決議構造本身；在水溶液中：仲胺叔胺伯胺氨，不僅與胺本身構造有關，也與溶劑化程度有關。當N原子與重鍵原子或芳環相連時，其堿性會大幅度降低甚至沒有堿性，例如酰胺類、苯胺類等。在含氮芳香雜環中，隨著N存在方式的差別，其堿性有較大的差別：N吡啶有明顯的堿性NH吡咯有微弱的酸性NHN咪唑無堿性有堿性b.當胺基N上含有氫時可與鹵代烴發生取代反響而添加N上所連的烴基。在此反響中胺為親核試劑，對鹵代烴發生親核取代；當N上帶有不止一個氫時，此類反響很難控制只取代一個氫，而會不斷取代直至得到最終產物季銨鹽：RNHHR XRNHRR XRNRRR XRNRRR+X-c.重氮化反響是胺類化合物典型的化學性質。此類反響是胺類與HNO2(常用NaNO2+HX)的反響。在HNO2存在條件下，叔胺不發生反響，仲胺反響但不得到重氮化產物，得到的是N上帶亞硝基的黃色油狀產物；芳香族伯胺發生重氮化反響，并得到較穩定的重氮化產物，脂肪族伯胺發生反響但由于產物穩定性差而立刻發生分解：RNHRRNRRRNRNO不 反 應NaNO2HXNHHArRNHHNaNO2N2ArHX+-XROH(在水中)上邊分類型引見了有機化合物的構造特點和主要的化學性質，根本涵蓋了一切的有機化合物類型和大部分化學性