化学自习室移动版

官能团是决定有机物的化学性质的原子或 原子团。官能团对有机物的性质起决定作用。有机物中有什么样的官能团就会表现出与官能团相关的化学性质。氢原子虽然不算是官能团，但是归纳一下它在有机物反应中的一些规律，对 学习有机化学是很有帮助的。

一、羟基(－OH)氢原子活性

有机物中醇、酚、羧酸都含有羟基。但是所含羟基中的氢原子表现的活泼性不同。在 跟 Na、NaHCO₃、Na₂CO₃、NaOH 作用时，醇羟基 (―OH)能跟Na反应，不能跟NaHCO₃、 Na₂CO₃、NaOH反应。酚羟基(一OH)能跟Na、 Na₂CO₃、NaOH反应，(跟Na₂CO₃反应时不产生 CO₂)，不能跟NaHCO₃反应，羧基(一COOH)能电离出氢离子，能跟Na、NaHCO₃、Na₂CO₃、NaOH 反应。醇、酚羟基(一OH)的H原子还可以发生 取代反应生成醚或酯。

二、α -氢原子、 β-氢原子活性

1.  α－碳原子上的氢原子称为α－氢原 子。α－碳原子是指与卤素原子(一X)、羟基 (―OH)、醛基(一CHO)、羧基(一COOH)等官 能团直接相连的碳原子。由于受官能团的影响 α－氢原子会表现出比较大的活性。例如： CH₃CH₂OH去氢(一个经基氢和一个α－氢原 子)氧化制 CH₃CHO。C₆H₅—CHO和 CH₃CHO在 NaOH溶液中加热生成C₆H^5－CH=CHCHO。

2.β－碳原子上的氢原子是β －氢原子。与 α－碳原子相连的烃基碳原子是β－碳原子。 β－氢原子在发生消去反应时容易失去。例如： ClCH₂CH₂CH₂OH在氢氧化钠的醇溶液中发生消去反应生成 CH₂=CHCH₂OHOClCH₂CH₂CH₂OH 在 浓硫酸存在的条件下加热发生消去反应生成 ClCH₂CH=CH₂O与卤素原子或醇羟 基相连的烃基中若没有β－氢原子则不发生消去反应。例 如:CH₃Cl、(CH₃)₃CCH₂OH不发生消去反应。

三、跟苯环有关的活泼氢

跟苯环有关的活泼氢：一是苯环上的氢原子。二是连在苯环上的烃基、羟基或其它基团上 的氢原子。这两类氢主要发生取代反应和氧化反应。

1.  苯环上的取代反应。比如生成C6H5-Br、 C6H5-No2、C6H5-SO3H等。但是苯不能使酸性高锰酸钾溶液褪色，说明苯环上的氢有一定的 活泼性，又不是太活泼。

2. 苯环和苯环上的烷基相互影响：

⑴苯环 对烷基的影响C₆H^5－CH₃和C₆H₅－C₂H₅ (对比 H－CH₃和H－C₂H₅等氢原子的活泼性)，由于 受到苯环的影响使－CH₃和－C₂H₅上的氢原子 变得更加活泼，更容易被氧化和取代。当与酸性高锰酸钾溶液反应时甲苯、乙苯中的－CH₃ 和－C₂H₅容易被氧化成羧基(－COOH)而使酸性高锰酸钾溶液褪色。

⑵烷基对苯环的影响：甲 苯、乙苯等苯的大多数同系物和苯酚，由于受 到－CH₃、－C₂H₅、－OH等基团的影响，苯环上烷基等取代基邻、对位上的氢更活泼容易发生 苯环上取代基邻、对位上的氢的取代。例如甲苯 跟浓硝酸和浓硫酸的混和酸加热发生取代反应 生成2，4，6 ，—三硝基甲苯(TNT)。苯酚和浓溴水 发生取代反应生成2，4，6 ，—三溴苯酚。

四、加氢还原

1.碳碳不饱和键的加氢。

⑴烯烃加氢:R— CH=CH₂生成 R－ CH₂CH₃；R—CH=CH－ R'生成 R—CH₂CH₂－R

⑵炔烃加氢：R—CCH生成 R—CH=CH₂ 或 R—CH₂CH₃

2.碳氧双键加氢还原得醇。

醛(R—CHO)加氢得伯醇（R—CH₂OH)；酮（R—CO－R)加氢得仲醇[R—CH(OH)－R]。

在中学阶段一般不涉及 羧基和酯基中的加氢还原反应。

五、去氢氧化

醇去氢发生氧化反应生成醛、酮。伯醇 (R-CH₂OH)去氢发生氧化反应生成醛（R— CHO)；仲醇[R—CH(OH) — R]去氢发生氧化反应生成酮（R—CO— R。

六、马氏加成和反马氏加成

1. 马氏加成：在烯烃的亲电加成反应中加成试剂的正性基团将加到烯烃双键（或叁键)带取代基较少(或含氢较多)的碳原子上。可以理解为： 给某种不饱和烃加成HX时H原子会被加成到含氢较多的碳原子上，另一个基团一X会被加在氢原子较少的碳原子上。比如给CH₃CH=CH₂ 成HCl时，会生成CH₃CHClCH₃。符合马氏规则的 加成称为马氏加成。CH₃CH=CH₂ → CH₃CHClCH₃→ CH₃CH(OH)CH₃。

2. 反马氏加成指的是在过氧化物的催化下，亲电加成会体现与马氏规则相反的加成规律。反马氏加成取决于反应物的性质和反应条 件的选择。给某种不饱和烃加成HX时，H原子加在含氢较少的碳上，另一个基团-X会加在氢原子较多的碳原子上。比如给CH₃CH=CH₂加成 HCl时，控制适当的反应条件会生成CH₃CH₂CH₂Cl，即为反马氏加成产物。CH₃CH=CH₂→CH₃CH₂CH₂Cl→CH₃CH₂CH₂OH

通过对中学阶段有机物中与氢原子有关的反应规律的归纳整理，说明在认识和学习有机 物的过程中认真分析氢原子对学习有机物是很 有价值的。