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《烃的含氧衍生物》是有机化学的重要组成部分，也是中学有机化学学习的核心内容．《烃的含氧衍生物》知识在烃、卤代烃与糖类、蛋白质和高分子之间起承上启下的桥梁作用．在有机合成中，烃的含氧衍生物通常是重要的中间体．如何复习烃的含氧衍生物的基础知识及转化关系? 笔者认为应做好以下“五抓”．

 一、抓核心

    官能团是有机物分子中性质最活泼的部分，有机物的性质就是官能团的性质．复习时要抓住官能团这个核心，以点带面，从一般到特殊的深入理解．

    1．常见含氧官能团主要是羟基、醛基、羧基、酯基等，不同的官能团决定着物质的类别、性质及反应类型．常见含氧官能团结构特点、代表性物质及主要化学类型的关系见表1．

    2．羟基、醛基、羰基等官能团在化学反应中易被氧化，在有机合成或制备中要进行适当的保护．

    3．对于较复杂的官能团可以拆分多个官能团，即一个变多个．如一COOH可以拆成“一CHO”和“一O一”，变成醛醚、醛醇或醛酚类．也可以拆成“一CO一”和“一OH”，变成酮醚、酮醇或酮酚类．

    4．对于同一种原子组成而形成的不同类官能团，成了不同的有机物类别，这就是官能团的种类异构．

    (1)两个碳原子以上的醇(或酚)分子中羟基中“O”向前提，则变成醚．

    (2)醛基中的>C=O前移到烃基之间则变成酮．

    (3)羧基中羟基上的“O”前提则变成酯基．

    (4)氨基酸中，胺基(一NH₂)中的2个H与羧基(一COOH)中的2个O交换．则变成硝基烷．如H₂N－CH₂－COOH与CH₃CH₂NO₂．

    即相同碳原子数的醇(或酚)和醚、醛和酮、羧酸和酯、氨基酸和硝基烷等，都是由于形成不同的官能团所造成的有机物种类不同的异构．

    5．对于存在多种官能团的有机物，彼此间会造成一定的相互影响．

    (1)醇、苯酚和羧酸的分子里都含有羟基，都与钠作用发生置换反应放出氢气，但由于所连的基团不同，在酸性上存在差异，反应的速率明显存在不同．

    (2)醛和酮都有羰基(>C=O)，但醛中羰基碳原子连接一个氢原子，而酮中羰基碳原子上连接着烃基，故前者具有还原性，后者比较稳定，不为弱氧化剂所氧化。

    (3)同一分子内的官能团也相互影响．如苯酚，一OH使苯环易于取代(致活)，苯基使一OH显示酸性(即电离出H⁺)．果糖中，多羟基影响羰基，可发生银镜反应．

    (4)连接在同一碳原子的两个羟基，因相互影响使得活性增强，转化成一CO一或一CHO(即失去1分子水)．

    (5)连接在碳碳双键的羟基，氢原子活性增强而重排，转化成醛基，即>C=CH－OH转化成>CH—CHO．

    二、抓实质

    有机化学反应比较复杂、难记．从结构上理解有机反应的实质是掌握有机化学方程式的捷径．

    1．醇被氧化成醛的实质：醇分子中的羟基与羟基相连的碳原子上各失去一个氢原子形成碳氧双键，失去的两个氢原子与一个氧原子结合成一个分子水．

    2．醛氧化成羧酸的实质：醛基中的碳氢键之间插上一个氧原子，其他不变．

    3．醇与羧酸形成酯反应实质：羧酸断裂的是羧基中的碳氧单键，失去的是羟基，而醇断裂的是氧氢键，失去的是氢原子，得到是某酸某酯(把某醇改为某酯)和水．

    4．酯水解的实质：酯键中的碳氧单键断裂，断裂成>C=O和－O一，然后>C=O与羟基构成羧酸，一O一与氢原子构成醇．

    三、抓转化

有机物知识分散、零碎，为了从整体上把握好有机物，应有意识地把含氧衍生物联系起来，串线成网，融会贯通．

1．烃的含氧衍生物与不饱和烃、卤代烃之间的相互转化关系如图l所示：

                                                                                                                                图1

2．相互取代关系：

卤代烃中的－Z与醇羟基相互取代．

3．氧化还原关系：

4．消去加成关系

    烯烃      醇

 四、抓规律

    烃的含氧衍生物种数较多，结构复杂，复习时应掌握一些常见的规律．

    1．饱和一元醇中，C₁～C₄为酒味液体，C₁₇以上为固体．饱和一元羧酸中，C₁～C₃为具有强烈酸味和刺激性的流动液体，C₄～C₉为具有无色无臭的油状液体，C₁₀以上为石蜡状固体．酚类、饱和高级脂肪酸、二元羧酸、芳香酸、脂肪、糖类、氨基酸等为固体．不饱和脂肪酸(如油酸)为液体．

    2．一OH、一CHO、一CO一、一COOH是亲水性基团，在有机物中所占比例越高，水溶性越好；－COO一、一NO₂是憎水性基团，在有机物中所占比例越高，水溶性越差．

    3．最简式为CH_２O的含氧衍生物：甲醛(CH_２O)、乙酸和甲酸甲酯(C₂H₄O₂)、乳酸(C₃H₆O₃)、葡萄糖和果糖(C₆H₁₂O₆)．

    要注意：含有n个碳原子的饱和一元醛或酮与含有2n个碳原子的饱和一元羧酸和酯具有相同的最简式．

    4．具有相同的相对分子质量的有机物为：

(1)含有几个碳原子的醇或醚与含有(n一1)个碳原子的同类型羧酸和酯；(2)含有n个碳原子的烷烃与含有(n—1)个碳原子的饱和一元醛或酮．

    5．伯醇(连有羟基的碳原子上具有两个氢原子)氧化成醛，仲醇(连有一个氢原子)氧化为酮，叔醇(不连氢原子)不被催化氧化．酮加氢还原为仲醇，醛加氢还原为伯醇．

6．烃或烃的含氧衍生物燃烧规律(见表2)

    注：“等效分子式”是指等物质的量的两种有机物耗氧量相同，如：CxHy与CxHy(CO₂)m(H₂O)n由此得出以下推论：

    (1)最简式相同的两种有机物，总质量一定，完全燃烧，耗氧量一定，生成的CO_２量一定，生成水的量也一定；

    (2)含碳量相同的两种有机物，总质量一定，则生成CO_２的量也一定；

    (3)含氢量相同的两种有机物，总质量一定，则生成水的量也一定；

    (4)两种分子式等效的有机物，总物质的量一定，完全燃烧，耗氧量一定；

    (5)两种有机物碳原子数相同，则总物质的量一定，生成CＯ_２的量也一定；

    (6)两种有机物氢原子数相同，则总物质的量一定，生成水的量也一定．