第七章
有機化合物
7-1 有機化合物的命名 一.有機化合物的定義： 1.早期：早期的有機化合物是指來自動植物生命體之化合物，而無機化合物則是指來 自礦物界無生命之化合物。直到西元1828年，德國化學家烏拉在實驗室中，成第一 個有機物尿素(CO(NH2)2)，其反應方程式如下所示，才修正其定義。 2KOCN(NH4)2SO4 K2SO4 2NH4OCN 氰酸鉀
硫酸銨
硫酸鉀
氰酸銨 NH4OCN CO(NH2)2 氰酸銨 尿素 2.目前：現代有機化合物的定義則是指含碳之化合物均是；但亦有例外，如下所示 (1)碳的氧化物：CO、CO2。 (2)碳酸鹽類： 2 3 CO 、HCO3。 (3)氰化物或硫氰化物：CN、SCN。 (4)二硫化碳：CS2。 (5)氰酸鹽：OCN。 (6)金屬碳化物：CaC2。 二.有機化合物的命名： 1.俗名： (1)前10個碳數以天干數字(甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸)代表所含之碳原子數， 如庚烷為C7H16；若碳數超過10，則直接以數字代表，如十二烷為C12H26。 (2)以正(n)表示直鏈烷。 (3)異(iso)表示有分支鏈：表示直鏈上第 2 個碳原子上接有1個CH3支鏈。 (4)新(neo)也表示分支鏈：表示直鏈上第2 個碳原子接有 2 個CH3支鏈。 2.IUPAC系統命名法： (1)烷類的命名： step1選擇最長之碳鏈為主鏈決定其主要名稱。 step2由最接近取代基的一端開始給予最長鏈標號；以阿拉伯數字表示。 step3若有兩個等長碳鏈，則以取代基多的主鏈。 step4主鏈上支鏈作為取代基，主鏈名稱寫在最後面，取代基寫在前面，取代基 的編號與取代基之間以短線()連接。 step5若有兩個以上相同的取代基存在時，在取代基前加上二、三、四、、等國字代 表其個數，而相同取代基的編號則以逗點(，)隔開。 step6若有幾個不同的取代基存在時，碳數少的取代基先寫。 step7若是環烷類則直接於字首加上「環」字。 (2)烯類的命名：a.以含雙鍵的最長碳鏈為主鏈決定其主要名稱。 b.以最小阿拉伯數字來表示雙鍵的位置；即雙鍵的標號要最小。 c.其餘皆與烷類相同。 (3)炔類的命名： a.以含參鍵的最長碳鏈為主鏈決定其主要名稱。 b.以最小阿拉伯數字來表示參鍵的位置；即參鍵的標號要最小。 c.其餘皆與烯類相同。 1.試根據各化合物的結構式，完成其命名。 (1) (2) (3) (4) 2.試寫出下列化合物的結構式： (1)2甲基3乙基戊烷。 (2)2,2,4三甲基庚烷。 (3)3,3二甲基5乙基庚烷。 (4)2,3,4三甲基己烷。 3.如右圖的有機化合物，根據IUPAC的命名，正確的是 (A)3,3二甲基4戊烯 (B)3,3 二甲基1戊烯 (C) 3甲基3乙基1丁烯 (D) 2甲基2乙基3丁烯。
三.常見有機化合物的官能基：如下表所示。 官能基 類別 實例 官能基 類別 實例 R(鏈狀烴)OH 醇 C H OH2 5 (乙醇) 醚 CH OCH3 3(甲醚) 醛 HCHO(甲醛) 酮 CH COCH3 3(丙酮) 酸 CH COOH3 (乙酸) 酯 HCOOCH3(甲酸甲酯) 2 NH 胺 CH NH3 2(甲胺) 醯胺 CH CONH3 2(乙醯胺) 苯環OH 酚 SO H3 磺酸基 C H SO H6 5 3 (苯磺酸) 三.烴類衍生物的命名： 1.選出含官能基的最長碳鏈為主鏈；並將烷改成該官能基之名稱。如，醇OH 、醛 CHO 。 2.以最小阿拉伯數字標記官能基位置。 3.一個分子中，若同時出現多種官能基，其命名的先後順序是羧酸( COOH )、醯胺 )) (
(CO NH2 、醛( CHO )、酮(CO)、醇( OH )、胺(NH2)、醚(O)、烯、
炔、烷、鹵素。
4.下列各有機化合物的命名中，正確的是 (A)3甲基2戊烯 (B)3,3二甲基2己烯 (C)3甲基2戊酮 (D)3甲基辛烷 (E)4甲基環丁烯。
(A)2,4,4三甲基戊烷 (B)2,2,4三甲基戊烷 (C)2,4二甲基己烷 (D)正辛烷。 6.下列各種化合物中，具有幾何異構物的是 (A)2甲基2丁烯 (B)1,2二氯乙烯 (C)1 氯丙烯 (D) 2甲基丁烷 (E) 2戊烯。 7.下列各種命名，屬於右列結構式之化合物的是 (A)2,3－二甲基－4－第二丁基庚烷 (B)2,3,5－三甲基－4－正丙基庚烷 (C)3－甲基－4－異戊基庚烷 (D)2,3－二甲基－4－異丁基庚烷 8.寫出下列各有機物的IUPAC命名。 (A) (B) (C) (D) (E)
<Homework 7-1>
1.下列各化合物中，屬於有機化合物的有 (A)CH3Cl (B)CO(NH2)2 (C)NaCN (D) 3
NaHCO (E)CO。(AB)
2.下列各種有機化合物的名稱中，依IUPAC的系統命名法，錯誤的是 (A)2,4二甲基戊 烷 (B)2,2,3三甲基戊烷 (C)環己烯 (D)2甲基3戊炔。(D) 3.下列各種化合物中，具有幾何異構物的是 (A)二氯乙烯 (B)1丁烯 (C)2甲基2丁烯 (D)2甲基戊烷 (E)2丁烯。(AE) 4.試寫出下列各化合物的結構式。 (1)甲基環戊烷 (2)2甲基丙烯 (3)間二氯苯 (4)TNT (5)2,2,3三甲基己烷 (6)鄰二乙基 苯 (1) (2) (3) (4) (5) (6) 5. 試寫出下列化合物的IUPAC命名。 (1) (2) (3) (4)
3甲基環己烯 1甲基環己烯 2,3戊二烯 1,4戊二炔 (5) 乙烯基乙炔 6.某有機化合物經元素重量分析得結果O53.33%、H 6.67%、C40%；又知該 化合物的分子量為180，則下列各項敘述中，正確的是 (A)簡式為CH2O (B)分子式 為C7H16O5 (C)屬於烴類 (D)分子式為C6H12O6 (E)屬於芳香烴。(AD) 7.(甲)甲烷(乙)環戊烷(丙)乙烯(丁)苯(戊)乙炔(己)蒽(庚)環己烯。上列 7 種化合物中 (1)屬於飽和烴的有那些？(甲、乙) (2)屬於不飽和烴的有那些？(丙、丁、戊、己、庚) (3)屬於芳香烴的有那些？(丁、己) (4)屬於脂環烴的有那些？(乙、庚) (5)屬於鍵狀烴的有那些？(甲、丙、戊) 8.下列各種化合物中，屬於不飽和烴的有 (ABC) (A) (B) (C) (D)CH3CH2CH3 (E) 9.下列關於芳香烴的敘述中，正確的是 (A)苯是屬於共振結構的不飽和烴 (B)己烷在Pt 為催化劑之作用下，可脫氫生成苯 (C)苯與水不互溶，能溶解脂肪、樹脂等有機物 (D) 苯為平面正六角形分子，鍵角均為120o (E)苯中的碳以sp2混成軌域鍵結。(ABCDE) 10.分子式為C4H10的異構物有
x
種，而分子式為C5H12的異構物有 y 種，則x y？ (A)2 (B)3 (C)4 (D)5。(D) 11.於STP下，取某烴類0.56L，使其完全燃燒後所產生的氣體，通入氯化鈣乾燥管， 結果管重增加1.8g ；在通過氫氧化鈉水溶液瓶，結果瓶重增加4.4g，則該烴類可 能之異構物共有幾種？ (A)5 (B)6 (C)7 (D)8 。(B) 12.下列有關烯類的敘述中，錯誤的是 (A)烯類雙鍵上的碳原子是以sp3混成軌域參與鍵 結 (B)常溫下烯類的碳－碳雙鍵不能轉動，因此 2丁烯有兩種幾何異構物 (C)相同性 質的取代基在雙鍵同一邊者，為反式異構物 (D)烯烴不溶於水而易溶於有機溶劑，例 如：苯、四氯化碳 (E)烯類屬於飽和烴。(ACE) 13.寫出下列有機化合物的正確名稱。7-2 各類有機化合物的重要反應、性質與用途 一.有機鹵化物： 1.定義：烴類化合物上的氫原子被鹵素原子( X)取代，所形成的化合物；一般而言， 其通式為RX CnH2n1X 。 2.性質： (1)沸點較同碳數的烷類高。 (2)同碳數、不同鹵素取代的衍生物；當鹵素原子愈大，其衍生物的沸點愈高。如， )) 42 ( ) 5 ( ) 24 ( ) 79 ( (CH3F oC CH3Cl oC CH3Br oC CH3I oC (3)難溶於水，但可溶於有機溶劑。 (4)可與烷類互溶，故衣服上若沾有汽油時，可利用鹵烷類清洗。 (5)於酸中很穩定，但於強鹼環境下會發生取代反應而生成醇類。反應如下： OH(aq) ROH X(aq) RX ，其中反應速率的大小順序是RI RBrRClRF。 (6)於乙醇的鹼性(NaOH)環境下，會進行脫去反應得到烯類，反應如下： RCH CH X OH CHOH RCH CH X aq H O aq) 2 ( ) 2 ( 2 2 2 5 3.製備： (1)烷類的鹵化：烷類在常溫時不易發生化學反應，但在高溫(約300oC)或照光時， 會與鹵素進行取代反應生成鹵化物。 a.反應通式：RHX 照光 RX HX 2 。 b.範例：甲烷的氯化反應。 CH4 Cl2照光 CH3ClHCl CH Cl CH ClHCl 3 2 4 照光 CH3ClCl2照光 CH2Cl2HCl CH 2Cl CH Cl 2HCl 2 2 2 4 照光 CH2Cl2Cl2照光 CHCl3HCl CH 3Cl CHCl 3HCl 3 2 4 照光 CHCl3Cl2 照光 CCl4HCl CH 4Cl CCl 4HCl 4 2 4 照光 c.三氯甲烷(CHCl3)俗稱為氯仿，是具有甜香之無色液體，曾用為麻醉劑。 d.四氯化碳(CCl4)是比重較大(約為1.595)的無色液體，具有毒性，為常用之溶劑 及乾洗劑。 e.鹵素之反應活性F2 Cl2 Br2 I2。 (2)醇類(ROH)與鹵化氫(HX)反應： a.反應通式：ROH HX RX H2O。 b.速率快慢：若是相同醇類與不同鹵化氫反應，則反應速率的快慢順序是 HF HCl HBr HI ；若是不同醇類與相同鹵化氫反應，則速率快慢是依醇類 級數，則反應速率的快慢順序是3o2o1o0o。 c.速率快慢的判斷，可將ROH視為鹼性物質與(HX)酸作用即可。
+ Cl2 AlCl3 ©ÎFeCl3 Cl + HCl + Cl2 µµ¥~½u µL¶Ê¤Æ¾¯ Cl Cl Cl Cl Cl Cl (3)苯的鹵化：芳香族雖有
鍵，但無法進行加成反應，唯有於特殊條件下，可進行 取代反應。 a.有催化劑的取代反應： C H Cl FeClorAlClC H ClHCl 5 6 2 6 6 3 3 b.無催化劑的取代反應： C6H6 3Cl2紫外線無催化劑C6H6Cl6 (4)甲苯的鹵化：類似苯的反應；但不同的條件下會有不同產物。 a.C H CH Cl hC H CH ClHCl 2 5 6 2 3 5 6 3 b.C H CH Cl FeFeClC H CH ClHCl 3 4 6 2 3 5 6 或 3 (5)烷基苯的側鏈取代反應：鹵素取代在苯上的烷基上，比烷更易進行。鹵素的取代 在烷基的鄰位及對位上。如下所示 (5)烯的加成反應：遵守馬可尼可夫原則。 a.CnH2n X2 CnH2nX2。 b.CnH2n HX CnH2n1X 。 (6)炔的加成反應：遵守馬可尼可夫原則。 a.CnH2n2 2X2 CnH2n2X4。 b.CnH2n2 2HX CnH2nX2。4.鹵烷中鹵素元素的檢驗：先取少量鹵烷，加入足量的NaOH充分振盪後靜置，取 上層澄清液，加入硝酸銀溶液。若產生白色沉澱，則鹵烷中為氯原子；淺黃色沉澱 為溴原子；黃色沉澱則為碘原子。 5.常見的反應：比同碳數的烷活潑，主要反應為取代與消去反應。 (1)取代反應： a.鹵烷中的鹵原子( X )被羥基( OH )取代，並生成醇類。如， ( ) 2 5 ( ) 5 2H Br OH aq C H OH Braq C b.鹵烷與氨水共熱，生成胺類。如， I NH NH CH NH I CH3 2 3(aq) 3 2 4 (2)脫去反應：鹵烷與強鹼的乙醇溶液共熱，脫去鹵化氫生成烯類。如， CH CH CH BrNaOH alc CH CH CH H ONaBr
2 2 3 ) ( 2 2 3 (3)如下表所示： 取代反應(水解) 消去反應 反應 條件 鹵烷與NaOH的水溶液在常 溫下或加熱 鹵烷與NaOH的乙醇溶液，加熱 反應 過程 X 被OH取代 從兩個相鄰的碳上脫去H X 形成烯或炔 產物 醇(鹵苯則生成苯酚)與鹵鹽 烯、炔與鹵鹽＋水(HX 與MOH的中和產物) 實例 6.常見的有機鹵化物： (1)氟氯烷： a.為含有Cl和 F 的多鹵化烴類，如：CHClF2、CCl2F2、CCl3F 等等。 b.化性穩定而非腐蝕性的低沸點液體或氣體。 c.可作為冷凍劑。 (2)特夫綸(C2F4)n： a.為四氟乙烯的聚合物。 b.係較耐溫的抗腐蝕性塑膠，性安定。 c.常用於墊片和閥襯料。 (3)聚氯乙烯(PVC(CH2CHCl)n)： a.為氯乙烯的聚合物。
b.無味無臭，不溶於大部份的有機溶劑。 c.用於製造塑膠管、人造皮革、包裝膜。 (4)多氯烴： a.是有效的殺蟲劑，且屬於硬性殺蟲劑，不易被微生物分解，現已被禁止使用。 如， DDT (二氯二苯三氯乙烷)與六氯化苯(BHC)。如圖7 1 。 BHC DDT 圖7 1 DDT (二氯 二苯三氯乙烷)與六氯化苯(BHC)的結構 b.戴奧辛：沸點高、不易溶於水，毒性甚強，化性安定，不易被微生物分解。其 結構如圖7 2 。 c.多氯聯苯：對電的絕緣性極佳，耐酸耐鹼化性安定，不易被微生物分解。其結 構如圖7 2 。聯苯中的H有3 ~ 5個被Cl取代。 戴奧辛 多氯聯苯 圖7 2 戴奧辛與多氯聯苯的結構 (5)三氯甲烷(CHCl3)：俗稱氯仿。 a.具有甜香味的無色液體。 b.比重大於水。 c.對肝臟有毒性；常用於油脂、橡膠、樹脂等等。 (6)四氯化碳(CCl4)：或稱四氯甲烷。 a.不溶於水，比重大於水的無色液體。 b.具有毒性，但不能燃燒。 6.鹵化烷之命名及其異構物數目： (1)命名：依烴來命名，將鹵素視為取代基，排列於烴基之前；如， 2－氯丙烷 1－氯－2－甲基丁烷 1－氯－1－丁烯 (2)異構物數目： a.異構物數目：以C H Cl4 9 為例。先寫出烷類之碳鏈異構物，再依對稱性畫鹵基之 位置異構。
(a)先畫碳鏈異構： (b)再畫氯的位置異構： b.鹵烷的異構物數目： 3 7 C H Cl C H Cl4 9 C H Cl5 11 C H Cl3 6 2 C H Cl4 8 2 C H Cl3 5 3 C H Cl3 4 4 2 4 8 4 9 5 6 1.將化合物C5H10與氯行加成反應，則可生成的二氯化物共有幾種？ (A)4 (B)5 (C)6 (D)7。 2.若化合物 3甲基戊烷中的 1 個氫原子被 1 個氯原子所取代，則可生若干種異構物？ (A)2 (B)3 (C)4 (D)5 。 3.下列各種化合物中，加入足量的氯化氫(HCl)後可得2,2二氯丁烷的是 (A)1丁烷 (B)2丁烷 (C)2氯1丁烯 (D)1丁炔 (E)2丁炔。 4. 下 列 各 物 質 的 俗 名 與 化 學 式 配 對 中 ， 正 確 的 是 (A)DDT C6H6Cl6 (B) 氯 仿 2 2Cl CH (C)氟氯烷CF2Cl2 (D)特夫綸CF2CF2 (E)PVCCHClCH2。 5.C H Cl5 11 之結構異構物有幾種？(不計其光學異構物) (A) 5 (D)6 (C)7 (D)8。
6.下列有關鹵烷的敘述中，正確的是 (A)所有的鹵烷均為難溶於水且比水重之液體 (B) 3 CH Cl可以進行消去反應 (C)所有的鹵烷均通過取代反應製得 (D)CH CHBrCH3 3既 能發生消去反應也能發生水解反應。 7.下列哪些化合物可與一當量的HBr，在適當的反應條件下，得到2－溴丁烷？ (A)2－ 丁炔 (B)2－丁酮 (C)順－2－丁烯 (D)2－丁醇 (E)1－丁醛。(93 指考) 8.一種新型的滅火劑「1211」，其分子式為CF ClBr2 ，命名方法為按碳、氟、氯、溴的順序 分別以阿拉伯數字表示相對應元素的原子數目(末尾的 0 可省略)。按此原則，則下列 化合物的命名中，錯誤的是 (A)CF Br3 1301 (B)C F Cl2 4 2 242 (C)CF Br2 2 122 (D)C Cl Br2 2 2 2022。 二.醇、酚、醚： 1.醇類： (1)定義：烷類(RH)上的氫原子(至少一個)被羥基( OH )取代，即可得ROH；若 是 2 個氫原子被取代則稱之為二元醇，依此類推。 (2)通式：ROH 或CnH2n1OH 。 (3)分子式：CnH2n2O。 (4)分類： a.依級數分類：與羥基相連的碳原子，仍有3個位置可接其他碳原子；若只接 1個 碳原子(其他接氫原子)，則為第一級醇(1o)，其他依此類推。 (a)一級醇(1o醇)：與羥基相連的碳上連接一個碳者。如圖7 3 。 (b)二級醇(2o醇)：與羥基相連的碳上連接兩個碳者。如圖7 3 。 (c)三級醇(3o醇)：與羥基相連的碳上連接參個碳者。如圖7 3 。
一 級 醇 二級醇 三級醇 b.依元數分類：含有若干個OH 數，就稱之為若干元醇。 (a)一元醇：含有一個OH基。例如，甲醇(CH OH3 )。 (b)二元醇：含有二個OH基。例如，乙二醇(CH OHCH OH2 2 )。 (c)多元醇：含有三個OH基以上者。例如，丙三醇(甘油CH OHCHOHCH OH2 2 ) (5)命名： a.找出含羥基的最長碳鏈為主鏈，再將烷字改成醇字。 b.以最小的數字標出羥基的位置，其餘照舊即可。 c.範例。 2－丁醇 3－甲基－3－戊醇 苯甲醇 (6)製備： a.醣類發酵製造乙醇： C6H12O6(aq) 酒精發酵2C2H5OH2CO2 b.有機鹵化物的水解： RX OH(aq) ROH X(aq) c.烯類的水合： C H H O CnH n OH H n n 2 2 21 d.烯類的氧化反應： 2 2 2 4 C H (OH) H C KMnO OH n n n n 二元醇。 e. 醛、酮的還原反應： o n n Pt n nH CHO H C H CH OH C 2 1 2 2 2 1 o n n n n Pt n n n nH COC H H C H CHOHC H C 2 1 2 1 2 2 2 12 f.由水煤氣於高溫高壓下合成甲醇： CO H ZnOCrO CH OH 3 2 2 3 2 (7)性質：
a.物理性質： (a)因為含有羥基( OH )，會產生氫鍵，故沸點較分子量相近的醛、酮、醚、酯、烷 類高。 (b)醇類可與水產生分子間氫鍵，故分子量小的醇類可與水以任何比例互溶。 (c)分子量愈大，在水中溶解度愈小，但沸點漸增。 (d) 其 同 分 異 構 物 中 ， 支 鏈 愈 多 ， 沸 點 愈 低 (1o2o3o)， 水 溶 性 愈 大 ) 1 2 3 ( o o o 。 (e)分子形狀愈對稱，熔點愈高。 b.化學性質： (a) 酸 性 反 應 ： 醇 類 與 活 性 大 的 金 屬 作 用 ， 可 產 生 氫 氣 ； 其 速 率 大 小 順 序 o o o 2 3 1 。 2 2 1 H RONa Na ROH (b)鹼性反應：醇類與鹵化氫反應產生鹵烷類；其速率大小順序是醇類3o2o1o， 鹵烷類則是HI HBrHCl。 ROHHX RX H2O (c)醇類與濃硫酸作用，可脫水生成醚或烯類。其速率大小順序3o2o1o。 分子間脫水，形成醚； C H OH H SO oC C H OC H H O 2 5 2 5 2 140 ~ 130 5 2 2 4 2 分子內脫水，形成烯；C H OH HSO oC CH CH H O 2 2 2 180 5 2 2 4 (d)酯化反應：醇類與有機酸作用，可產生酯類；其速率大小順序3o2o1o。
RCOOH ROH H RCOOR H O
2 ,
,
(e)氧化反應：
1 醇o RCH OHK2C2rO7(H)RCHOKMnO4orK2Cr2O7RCOOH 2
(醛) (羧酸) 1 醇o RCH OHKMnO 4 RCOOH
2 (羧酸)
2 醇o RR,CHOHKMnO4orK2Cr2O7(H)RCOR, (酮)
(8)常見的醇類： a.甲醇(CH3OH)： (a)可從木材蒸餾而得，俗稱木精。 (b)為無色液體，bp64.7oC。 (c)具有毒性，若誤飲或長時間吸收，則會傷害各種器官及神經系統，嚴重者導致 失明甚至死亡。 (d)屬於常用溶劑，並可用於製造甲醛、染料。 (e)所謂的工業酒精(變性酒精)就是於酒精中添加9%的甲醇與少量的苯或汽油及 紅色染料。 b.乙醇(CH3CH2OH)： (a)俗稱酒精。 (b)為無色液體，bp78.3oC。 (c)工業上可由乙烯與水加成反應可製得。 (d)常用於溶劑、燃料、消毒劑、塗料或香料之溶劑。 c.乙二醇(CH2OHCH2OH C2H4(OH)2)： (a)無色略帶甜味的黏稠液體。 (b)有毒性，能與水互溶。 (c)可作為抗凍劑、黏著劑的原料。 (d)可與對苯二甲酸縮合聚合產生達克綸。 d.丙三醇(C3H5(OH)3)： (a)俗稱甘油，無色無臭具有甜味的油狀液體。 (b)能與水互溶，並具有保溼作用。 (c)屬於皂化過程中的副產物。 (d)可用來製造化妝品、墨水、塑膠與抗凍劑。 2.酚類： (1)定義：苯環上的氫原子被羥基( OH )取代者，即是酚。 (2)通式：ArOH 。 (3)命名：酚類中最簡單的化合物是苯酚(簡稱酚)，在許多的化合物中會以酚為基名， 來幫其他酚類命名。如， 酚 鄰二酚 間二酚 對二酚
3-甲基酚(間甲酚) 2,4,6－三溴苯酚 (4)製備： a.可由煤的乾餾產物煤溚中提取。 b.由氯苯來合成。反應方程式如下： C H Cl Fe C H Cl NaOH C H ONa HCl C H OH 5 6 5 6 5 6 6 6 2 高溫高壓 。 (5)酚的性質： a.無色晶體，mp 43oC、bp 182oC均高於同分子量的烴類；因為可形成氫鍵。 b.酚類雖可與水產生氫鍵，但溶解度不大(9.3g 100gH2O)；但可溶於乙醇或乙醚。 c.難溶於水，但因為是酸性物質，故可與氫氧化鈉水溶液作用，產生可溶性鹽類。如 O H ONa H C NaOH OH H C6 5 6 5 2 d.俗稱石炭酸，酸性物質但其酸性比碳酸更弱，無法使石蕊試紙變紅色；故其另一 半(共軛鹼)是很強的鹼。 e.常用於製造合成樹脂、電木、染料、醫藥品、除草劑等等。 (6)芳香環上的取代反應：OH 可使芳香環活化，故酚比苯環易發生取代反應，但 取代基一定在OH的鄰位及對位上。如， a. 2 (aq) Br (白)↓ 2 H O ，可用來定性或定量檢驗苯酚。 b.酚可與活性大的金屬(Na、K、Ca、Ba)反應產生氫氣。如， Na→ 2 1 2H c.與氯化鐵(FeCl3)顯色反應：此反應可用於檢驗酚類。 或 或 呈紫色(註) 呈綠色(參考即可) 註 ：6 FeCl3 Fe3 紫色錯合物
3.醚類： (1)定義：醇或酚羥基上的氫原子被烷基取代後的生成務即是。 (2)通式：ROR,或ArO Ar,。 (3)命名：直接以氧原子所將的兩個烴基來命名。如，二甲醚(甲醚)CH3OCH3、甲 乙醚CH3OC2H5、甲基第三丁醚CH3OC(CH3)3。 (4)製備： a.醇類分子間脫水： 分子間脫水，形成醚； C H OH H SO oC C H OC H H O 2 5 2 5 2 140 ~ 130 5 2 2 4 2 分子內脫水，形成烯；C H OH HSO oC CH CH H O 2 2 2 180 5 2 2 4 b.醇鈉與鹵烷的反應： RONaR,X ROR, NaX (5)性質： a.沸點低，幾乎與同碳數烷類一樣，比其同分異構物的醇類低，具有香味。 b.碳數愈多沸點愈高。 c.分子呈角形，稍具極性，但對水的溶解度不大；但乙醚則因為可與水產生氫鍵， 故溶解度稍微大一點。 d.化性安定，不與酸、鹼、氧化劑及還原劑作用。但可與氫鹵酸(HX)作用，反應如 下R O R HX RX H O R HX R X H O 2 , , , 4.醇與醚互為同分異構物：以C H O5 12 為例：
O H Cn 2n2 C2H6O C3H8O C4H10O C5H12O 鑑別法 醇類(ROH) 1 2 4 8 可與Na、 K 作用產生氫氣 醚類(ROR,) 1 1 3 6 與Na、 K 不反應 9.下列有關苯酚性質的敘述中，錯誤的是 (A)具有弱酸性 (B)可被KMnO4 aq( )氧化 (C)可 溶於氫氧化鈉水溶液 (D)酸性比碳酸弱。 10.下列有關酚類的敘述中，錯誤的是 (A)酚為煤溚的主要成分之一 (B)酚俗稱石炭酸， 可使藍石蕊試紙呈紅色 (C)酚的烴基具有弱酸性，能與氫氧化鈉溶液作用生成鹽而 溶解 (D)酚常用來合成解熱鎮痛劑的阿斯匹靈。 11.下列有關醇類氧化產物的敘述中，錯誤的是 (A)2丙醇可氧化生成丙酮 (B)甲醇可與 強氧化劑作用生成甲酸 (C)乙醇可被二鉻酸鉀氧化生成乙醛 (D)2甲基2丁醇可被 氧化生成乙酸。 12.已知，化學式為C4H10O的某有機化合物被二鉻酸鉀的酸性溶液氧化後，會生成中 性化合物C4H8O，且此中性化合物不與斐林試劑反應產生紅色沉澱，則原來的有 機化合物可能是 (A)1丁醇 (B)2丁醇 (C)乙醚 (D)2甲基2丙醇。 13.下列各種方法中，最常用來製造甲醇方法是 (A)CO與氫氣在催化劑下的反應 (B)甲
醇與K2Cr2O7在有控制性的氧化而製得 (C)葡萄糖的發酵 (D)乙烯與水的反應。 14.下列何項醇類 1 莫耳需耗掉 0.8 莫耳酸性的過錳酸鉀始能完全氧化？ (A)1－丁醇 (B)2－丁醇 (C)2－甲基－1－丙醇 (D)2－甲基－2 丁醇 (E)苯甲醇 15.已知，化學式為C4H10O的某有機化合物被二鉻酸鉀的酸性溶液氧化後，會生成中 性化合物C4H8O，且此中性化合物會與斐林試劑反應產生紅色沉澱，則原來的有 機化合物可能是 (A)1丁醇 (B)2丁醇 (C)乙醚 (D)2甲基2丙醇。 16.下列有關醇類的敘述中，錯誤的是 (A)工業用酒精常加入甲醇稱為變性酒精 (B)極地 的魚類可以生活在很冷的環境中是因體內含有乙二醇這種抗凍劑 (C)醇類可與水形 成氫鍵，故醇類對水的溶解度均很高 (D)三級醇與丙三醇均不能被過錳酸鉀氧化 (E) 乙二醇與甘油均可與鈉反應。 17.下列有關乙醚的敘述中，正確的是 (A)乙醚是石油醚的主要成分 (B)乙醚在水中的溶 解度小於乙醇在水中的溶解度 (C)乙醚的分子式為C H O2 6 (D)乙醚的沸點低於乙醇 的沸點 (E)乙醚分子的結構對稱，分子的偶極矩為零。(82 日大) 18.下列有關化合物的檢驗方法中，正確的是 (A)檢驗二氧化碳可將氣體通入過錳酸鉀 溶液，會使溶液褪色 (B)檢驗臭氧可將氣體通入含碘化鉀的澱粉溶液中，會呈現藍 色 (C)檢驗氯化鉀的鉀成分，可觀察其焰色反應，火焰呈現黃色 (D)檢驗芳香烴可加 入溴水，會使溴水褪色 (E)檢驗苯酚可加入氯化鐵(III)溶液，會呈現紫色。
三.醛、酮： 1.醛： (1)定義：是指含有醛基( CHO )，如右所示之化合物，即是。 (2)通式：CnH2n1CHO(n 0、1、 2 、、、)或RCHO。 (3)命名：其主鏈乃是含有羰基的最長碳鏈，而且羰基上碳原 子 的 編號是第一號碳，且比其他官能基優先，故不須 註 明 其編號。如， (4)製備： a.第一醇(1o)與溫和的氧化劑 2 7 2 (Cr O 或Cu)作用，可被氧化成醛。如， O H Cr HCHO H O Cr OH CH 2 3 2 7 2 3 8 3 2 7 3 O H CHO CH O OH H C Cu oC 2 3 250 2 5 2 2 2 2 b.炔類水合： C H HgSO HSO CH CH OH CH CHO 3 2 2 2 4 24[ ( )] (5)性質： a.常溫下甲醛為氣體，其餘為液體。 b.醛類分子中含有羰基(C O)，所以分子具有極性，故沸點較同碳數之烷類及醚 類高但比具有氫鍵的酸或醇低；同樣的沸點隨原子量的增加而升高。 c.醛類的羰基可與水形成氫鍵，故低碳數的醛可溶於水(乙醛與水完全互溶)。 d.醛與氫在Ni或Pt的催化下會還原成醇，如 CH CHO H NiorPt CH CH OH 2 3 2 3 e.醛具有還原性，就是本身可被氧化。如 (a)在過錳酸鉀之酸性溶液中被氧化成酸。如，
HCHO MnO H HCOOH Mn2 H2O
4 6 5 2 3 2 5 (b)醛類可與斐林試液產生紅色Cu2O沈澱。 (c)可與多侖試液產生銀鏡反應。 f.大多的醛類具有香味，可做香料或調味料。 (6)常見的醛類： a.甲醛(HCHO)： (a)最簡單的醛類，俗稱福馬林。 (b)無色有刺激性臭味的氣體；bp21oC、mp 92oC。
(c)易溶於水及乙醇。 (d)極性分子，屬於sp2的平面結構。 (e)市售的福美林為約37%的甲醛水溶液，可作為防腐劑或消毒劑也可用為酚樹脂 或 樹脂原料。 b.乙醛(CH3CHO)： (a)乙醛亦為刺激性臭味的氣體，性質與甲醛類似。 (b)可用於製造乙酸。 2.酮類： (1)定義：是指含有羰基(CO)的化合物，即是。 (2)通式：CnH2n1COCmH2m1或RCOR,。 (3)命名：其主鏈乃是含有羰基的最長碳鏈，而且羰基上碳原子的編號要最小。如， (4)製備： a.第二醇(2o)與金屬催化，使其氧化或脫氫。如， 2 3 3 250 3 3CH(OH)CH CH COCH H CH Cu oC b.第二醇(2o)與氧化劑作用。如， O H Cr COCH CH H O Cr CH OH CH CH 3 2 3 3 2 7 2 3 3 ( ) 8 3 2 7 3 c.炔類水合： CH3CCH 4 2 4 CH3COCH3 SO H HgSO (5)性質： a.因為含有羰基(CO)，所以分子具有極性，故沸點較同碳數之烷類及醚類高， 但比具有氫鍵的酸或醇低；與同碳數的醛類相近。 b.酮類的CO可與水形成氫鍵，故丙酮與水完全互溶，但隨酮類碳原子數增加， 在水中的溶解度降低。 c.化性安定，不與多侖、斐林試液反應；不被氧化成酸。 (6)常見的酮類： a.丙酮(CH3COCH3)： (a)最簡單的酮類。 (b)無色、高揮發性液體；bp56.3oC。 (c)可溶於水，亦可溶解於有機溶劑。 (d)丙酮無還原力，不與斐林、多侖試液反應。 (e)丙酮為常用的有機溶劑，可溶解假漆、人造絲、賽璐珞等有機化合物。 四.醛與酮的比較： 1.物性：
(1)碳數少的醛(甲、乙醛)均有刺激性臭味，碳數多的醛類則有芳香味，尤其是含有 苯環的醛(如肉桂醛及苯甲醛)具有特殊的香味，酮類也有特殊的味道。 (2)常溫下甲醛為氣體，其餘醛、酮為液體。 (3)醛、酮分子中含有羰基(C O )，分子有極性，故沸點較同碳數的烴、醚高，但因 為分子無氫鍵，故沸點較同碳數的醇、酸低。 (4)醛、酮的羰基可與水形成氫鍵，故低級醛、酮對水溶解度(甲、乙醛及丙酮與水完 全互溶)，溶解度會隨碳數的增加而減少。 2.化性：醛類有個氫原子接在羰基上，此碳上之 H 可被氧化為C OH 而成為酸類， 故醛類具有還原性，很容易被氧化，而酮類則否。因此可依此氧化反應來區分醛與 酮。 (1)斐林試液：可將醛氧化成酸，生成紅色氧化銅(I)沉澱。 a.組成：銅離子與酒石酸鉀鈉的鹼性溶液；即是硫酸銅(CuSO4)、氫氧化鈉 )
(NaOH 與酒石酸鉀鈉(KOOCCH(OH)CH(OH)COONa的混合液。其中，酒
石酸鉀鈉是一種鉗合劑，可與Cu2生成錯離子，以防止 2 ) (OH Cu 的沈澱。 b.反應方程式：醛類物質與斐林試液混合時，則銅離子將被醛類還原成氧化亞銅 得到紅色沈澱。如下所示： ( ) 2 ( ) 2 () 2 ) ( 5 3 2Cuaq OH aq RCOO Cu Os H Ol RCHO (2)多侖試液： a.組成：為硝酸銀之氨水溶液，通常以[Ag(NH3)2 OH]來表示；於配製過程中， 初 期 會 生 成 紅 褐 色 Ag2O沈 澱 ， 若 繼 續 加 入 氨 水 ， 則 沈 澱 會 溶 解 並 產 生 ) ( 2 3) (NH aq Ag 。 b.反應方程式：多侖試液與醛共熱，則二氨銀錯離子被還原成金屬銀析出於試管 壁呈現銀鏡，稱為銀鏡反應，方程式如下所示： RCHO2Ag(NH3)2 3OH RCOO 2Ag(s) 4NH32H2O (3)注意事項： a.上述兩反應，可用於檢驗還原性糖類，如葡萄糖(含醛有基)。 b.多侖試液可與(芳香醛)反應，但斐林試液不能，故利用此特性可區分脂肪醛與芳 香醛。 c.本氏液成份：檸檬酸鈉錯合銅離子的鹼性溶液，反應與斐林類似，也可用來檢 驗醛類化合物。 3.醛與酮互為同分異構物：以C H O5 10 為例
O H Cn 2n CH2O C2H4O C3H6O C4H8O C5H10O C6H12O 醛類(RCHO) 1 1 1 2 4 8 酮類(RCOR,) 0 0 1 1 3 6 19.已知含C 、H 、O的某有機物5.8g ，經完全燃燒後可得13.2g 的CO2與5.4g 的 O H2 ；又此有機物在1atm、60oC下其擴散速率為氧的0.74 倍，且會使MnO4褪 色，則該有機物可能是 (A)正丙醇 (B)丙酮 (C)丙醛 (D)丙酸。 20.丙炔與水加成反應後的產物是 (A)丙醛 (B)丙酮 (C)正丙醇 (D)異丙醇。
21.下列各物質中不與KMnO4作用的是 (A)乙烯 (B)2甲基2丙醇 (C)戊烷 (D)丙酮 (E) 乙醛。 22.下列有關丙酮的敘述中，正確的是 (A)將1丙醇利用氧化劑氧化即可製得丙酮 (B) 丙酮可以與水以任意比例互溶 (C)丙酮可還原斐林試劑，但不能還原多侖試劑 (D)丙 酮具有氫鍵，故沸點較乙醇高 (E)丙酮可溶解假漆、人造絲、賽璐珞等有機化合物， 故為常用的有機溶劑。 23.下列關於醛類的敘述中，正確的是 (A)第一醇氧化可製得醛類 (B)40%甲醛水溶液 俗稱福馬林，可做防腐劑及殺菌消毒劑 (C)以斐林試劑與醛類化合物共熱會產生黑 色CuO沉澱 (D)與多侖試劑混合共熱，若在試管壁產生銀鏡反應者，即為醛類 (E) 分子量相近之醛類沸點比醇類高。
24.某有機物145mg在0.9atm、78oC加熱使之完全氣化得蒸氣，其體積為80mL， 且該化合物水溶液會有銀鏡反應，今若將此有機物氧化時可得 (A)CH2O2 (B) 2 6 3H O C (C)C2H4O2 (D)C4H8O2。 25.下列有關醛與酮的敘述中，正確的有 (A)酮可由醛氧化而得 (B)2－戊酮與斐林試液 反應，產生紅色沉澱 (C)丙醛與丙酮均可被還原成醇 (D)乙醛與 3－戊酮均可被氧化 成羧酸 (E)醛與酮可分別由醇氧化而得。 五.羧酸、酯： 1.羧酸： (1)定義：有機分子中含有羧基者(如右圖)，稱為羧酸。 (2)通式： a.直鏈羧酸，指的是羧基接於烴基上，通式為RCOOH ， R 為烷基，如 b. 芳 香 族 羧 酸，指 的 是 羧 基 接 於 芳 香 基 上 ， 其通式 ArCOOH， Ar 為芳香基，如： (3)衍生物：當羧酸上的羥基 ( OH )被其他取代基取代所產生 之化合物，即是。如，醯氯、酸酐、酯、醯銨等，水解後又會變回羧酸，其活性大 小順序是
C C C C C
O
OH
C C C C
O
OH
OH
醯氯 > 酸酐 > 酯 > 醯胺 (4)命名： a.俗名：羧基旁的碳原子按
、 、 、 來命名取代基的位置，如下圖左所示。 b.IUPAC命名：羧基上的碳原子標為一號碳，其餘相同。如下圖右， 3羥基丁酸或 羥基丁酸 (5)製備： a.由1 醇(第一醇)或醛類氧化而得。oRCH OHCr O RCHOMnO RCOOH
4 2 7 2 2 RCH OHMnO 4 RCOOH 2 b.由酯類水解而得酸類。 RCOOR H O H RCOOH R,OH 2 , c.由醯鹵水解而得酸類。 RCOClH2ORCOOHHCl d.酸酐的水解： RCOOOCRH2O2RCOOH (6)性質： a.具弱酸性，可與活性大的金屬作用產生氫氣。 b.可與水形成氫鍵，故甲酸至丁酸能與水完全互溶；高級酸(10個碳原子以上者)為 固體，大多難溶於水(低級醇、醛、酮、酸可溶於水)。 c.屬於極性分子，且純液體間有氫鍵(分子間氫鍵)，故常成雙分子偶合；且沸點較 同級醇或醛為高，順序是酸 > 醇 > 醛或酮> 醚 >烴。 d.脂肪酸不易被氧化，但甲酸、草酸均具還原性。因甲酸含有醛基( CHO )，而草酸 含有( 2 ) 4 2 O C 。如， HCOOH MnO H Mn2 CO2 H2O 4 6 2 5 8 2 5 COOH MnO H Mn2 CO2 H2O 4 2 2 6 2 105 8 ) ( 5
e.與醇類進行酯化反應，如，RCOOH R,OH RCOO,RH2O。 (7)羧酸酸度：
釋放電子能力愈大，故酸度愈小；若 R 上的支鏈愈多，則釋放電子能力愈大， 故酸度愈小。如，酸性強度的順序
HCOOH CH3COOH C2H5COOH
CH3CH2CH2CH2COOH CH3CH2CH(CH3)COOH CH3C(CH3)2COOH
b.拉電子取代基對酸度的影響：
(a)種類：拉電子能力愈強(電負度愈高)，其酸性愈強。如，酸性強度的順序 CH2FCOOH CH2ClCOOH CH2BrCOOH CH2ICOOHCH3COOH (b)數目：拉電子基取代個數愈多，則酸性愈強。如，酸性強度的順序 CCl3COOH CHCl2COOH CH2ClCOOH CH3COOH
(c)位置：拉電子基距離COOH愈近，則酸性愈強。如，酸性強度的順序 CH2ClCOOH CH2ClCH2COOH CH2ClCH2CH2COOH CH3CH2CH2COOH (8)常見的羧酸： a.甲酸(HCOOH)：因在螞蟻和蜜蜂的分泌中含有甲酸，故俗稱蟻酸。 (a)甲酸分子結構中，含有羧基也含有醛基，故具還原性能使多侖試液產生銀鏡反 應。 (b)無色、具有刺激性臭味的液體(bp 100.8oC)，會腐蝕皮膚。 (c)與濃硫酸共熱，會脫水產生一氧化碳。反應方程式如下 HCOOHH2SO4COH2 (d)易溶於水而呈弱酸性。 (e)是分子量最小，但最強的有機酸。 (f)於工業上可作為橡膠乳汁的凝固劑。 b.乙酸(CH3COOH)：俗稱醋酸，為食醋的主要成份(約含5%) (a)具有強烈刺激性氣味的液體(bp118oC)。 (b)市售的醋酸係約為36%的水溶液。 (c)當醋酸的含水量在1%以下者，在冬季時容易凍結(fp 17oC)成冰狀固體稱為 冰醋酸(市售的冰醋酸含醋酸99.5%、17 M.4 )。 (d)易溶於水而呈酸性。乙酸為一種弱酸，在水溶液中部份游離成H ，反應方程式 如下，CH3COOH(aq) CH3COO(aq) H(aq) 1.8105 a K (e)可作調味品。 (f)二分子乙酸脫水生成的乙酐是重要的化工原料，因為乙酸和乙酐常用為醫藥品 或合成纖維的原料。 c.苯甲酸(C6H5COOH)：俗稱安息香酸或卞酸。 (a)白色晶體，會昇華，有防腐作用。 (b)苯甲酸鈉溶於水，常用為食物防腐劑，可作為醬油或可樂的添加物。
OH COO-Na++ H + OH COOH + Na+ OH + CO2 + NaOH ¥[ À£¥[ ¼ö OH COO-Na++ H2O OH C O OH + R C O Cl R OH O C R O COOH OH COOH + + HCl H2O OH COO + O COOH + H CH3C CH3C O O O C O CH3 CH3COOH d.柳酸(C6H5(OH)COOH)：鄰-羥基苯甲酸；俗稱水揚酸。 (a)於苯環上結合羥基和羧基，為無色針狀晶體，可用於醫藥品，為止痛，解熱劑。 (b)利用酚、NaOH 、CO2加壓共熱即可得柳酸鈉，再與稀酸作用就可製得柳酸。 (c)柳酸可形成分子內氫鍵。 (d)常見的反應有
e.乙醯柳酸(C6H4(OCOCH3)COOH)：即是阿斯匹靈。
(a)可直接由柳酸與乙酸酐作用，即可得阿斯匹靈。 (b)微溶於水的 白色粉末或晶體，易水解 成柳酸和醋酸。 (c)於胃酸(鹽酸)下易不水解，而至腸內被水解，產生刺激作用。 (d)為常用鎮痛解熱劑，但缺點為引起過敏或刺激胃部。 2.酯： (1)定義：將羧酸(RCOOH)中的OH 轉變成OR,所得的衍生物，即稱之為酯類。 (2)通式：如右所示， R 與R 不一定相等；其通式為, 2 2 O H Cn n 。 (3)命名：直接由其反應物的羧酸(RCOOH)與醇(R,OH)之名稱 命名。 (4)製備：利用羧酸與醇類，於催化劑(H2SO4或HCl))的催化下作用，即可產生酯 和水。反應方程式如下所示，
酸+醇→酯+水 RCOOH HOR H RCOOR H O
2 , ,
RCOOR' + H2O H+ OH -RCOOH + R'OH RCOO-+ R'OH R C OR' O + NH3 R C NH2 O + R'OH (5)性質： a.低分子量的酸與醇所形成的酯類，具有水果香味且揮發性大，常用作香料及人造 調味品，並且為優良溶劑。 b.無法形成分子間氫鍵，故沸點、熔點都較同分子式的酸低；而沸點與分子量相近 的醛、酮較為接近。 c.難於水，比重小於水，為中性物質。 d.若為鏈狀飽和酯，其分子式為CnH2nO2，與酸是同分異構物。 e.無機酸酯：酯除了乙酸等羧酸的酯外亦有硝酸、硫酸等無機酸酯，如濃硝酸與甘油 (丙三醇)生成之酯稱為硝化甘油，可作為炸藥的原料硝化甘油。 (6)反應： a.酯的水解：酯於催化劑(H或OH)的存在下與水緩慢的反應並分解為酸和醇， 此種反應稱之為酯類水解，反應如下所示： b.酯的氨解：當酯與氨反應時，可分解得醯胺和醇的反應，稱為氨解。反應如下所 示： 3.羧酸與酯類互為同分異構物： 2 2 O H Cn n CH2O2 C2H4O2 C3H6O2 C4H8O2 C5H10O2 鑑別 飽和一元羧酸 1 1 1 2 4 呈酸性 飽和酯類 0 1 2 4 9 呈中性 4.油脂： (1)定義：屬於天然脂類的脂肪與油類的合稱即是，亦屬於酯類的一種。 (2)形成：大都是脂肪酸與甘油(丙三醇)所形成的甘油脂。反應式如下。一般而言，常 溫下為液體的是油，如花生油、植物油，屬於植物性的；若常溫下為固體的則是 脂肪，如豬脂、牛脂，屬於動物性的。
R SO3-Na+ R O SO3-Na+ CH3CHCH2CHCH2CHCH2CH SO3-Na+ (3) 性質： a. 由較多飽和脂 肪酸組成的油脂，常溫下為固體，稱之為脂肪。 b.由較多不飽和脂肪酸組成的油脂，常溫下為液體，稱之為油。 c.經過精製的油脂是無臭味、中性、無色。不溶水，但可溶於苯、乙醚、氯仿等有機溶 劑。 d.油脂酸敗：當油脂長期暴露在空氣中會被氧化成黃色，產生特殊氣味且變成酸性。 e.油脂氫化：油類於金屬鎳的催化下，可加氫使其變成飽和的脂肪。 f.油脂皂化：油脂於鹼性溶液中加熱，會發生水解反應，反應過程如下所示： 5. 碘 價 ： 油 脂 類的不飽和度；100克油脂與碘反應，直到變成飽和時，所消耗碘的克數。若碘價 愈高，則表示所含的不飽和脂肪酸愈多。 6.清潔劑： (1)分類：一般而言，清潔劑可分成肥皂與合成清潔劑，分敘如下：
a.肥皂：普通肥皂為長鏈脂肪酸之金屬(IA)鹽類混合物。如，C17H35COONa(硬脂 酸鈉)、C15H31COONa(軟脂酸鈉)等。 b.合成清潔劑：最常見的合成清潔劑是洗衣粉。如，長鏈烷苯磺酸鹽類、烷苯磺酸鈉 長鏈醇轉變之烷基硫酸鹽類。 烷苯磺酸鹽 烷基硫酸鹽 (a)硬性清潔劑：支鏈烷苯磺酸鈉，簡稱ABS，此種清潔劑不易被河川中微生物分 解清除，易造成泡沫污染，但BOD比較低。
CH3CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2 SO3-Na+ (b)軟性清潔劑：直鏈烷苯磺酸鈉，簡稱LAS，此種清潔劑則容易被微生物分解， 屬於軟性清潔劑，不易造成泡沫污染，但BOD比較高。 (2)清潔劑結構的特性：肥皂與清潔劑的分子結構相似，均由長而非極性的親油基烴 鏈(油溶性尾部)和極性的親水性部份(水溶性頭部構成)。 (3)清潔劑的洗滌作用： a.表面作用：清潔劑溶液的表面張力比水小，因此清潔劑濕潤力較水大，容易滲透 入衣料纖維或油垢，使污物容易成微粒分散洗出。 b.乳化作用： (a)衣類油污在清潔劑溶液中，經過摩擦、攪拌、分解成小油滴而被清潔劑乳化懸浮 在水中。 (b)清潔劑分子的非極性烴鏈(親油性尾部)溶解於油滴，留下極性基(親水性頭部)伸 入水層。由於陰電性酸根之存在，每一油滴皆被離子性環境(H2O極性)所 包圍，同電性間之相斥力作用，使各油滴不能聚集，生成穩定乳液。 (4)肥皂的缺點： a.肥皂的水溶液呈弱鹼性，能溶解動物纖維，故不適合洗滌絲、毛織品。 b.肥皂在酸性溶液中會生之脂肪酸沈澱，消耗肥皂。 c.肥皂在硬水中會生成脂肪酸鈣或脂肪酸鎂的沈澱，而失去洗滌去垢的功效。 (5)合成清潔劑的優點： a.合成清潔劑的去污作用與肥皂類似，但無肥皂的缺點。 b.在硬水或鹽水中，不產生沈澱，而保有去污的作用。且泡沫多，去垢功較肥皂強。 c.不效損害纖維，最適於洗滌毛織品、絲織品及合成纖維。 (6)肥皂與合成清潔劑的比較： 清潔劑 成份 清潔效果 清潔原理 清潔過程 肥皂 RCOONa 硬水中生成 鈣肥皂或鎂 皂 (1)表面作用和乳化 作用。 (2) R 為親油端， COONa則為親水 端 (1)親油基聚在油污 表面。 (2)包圍油污。 (3)脫離纖維。 (4)分散乳化。 合成清潔 劑 Na SO O R 3 ) 1 ( 3 (2)R Ar SO Na 有支鏈之硬 性清潔劑不 被微生物分 解 六.羧酸、酚、醇、醚性質的比較：
酸性 弱酸 極弱酸 中性 中性 Na 產生氫氣 產生氫氣 產生氫氣 不反應 (aq) NaOH 有反應(酸鹼中和) 有反應(酸鹼中和) 不反應 不反應 3(aq) NaHCO 產生CO2 不反應 不反應 不反應 2 3(aq) Na CO 產生CO2 產生CO2 不反應 不反應 酯化反應 與醇類反應 與醯氯或酐反應 與酸類反應 不反應 26.於酸的催化下，丁酸與甲醇可生丁酸甲酯與水。若甲醇中的氧原子以18O做標誌， 則將於下列何者中找到此氧原子(18O)？ (A)主要在水中 (B)主要在丁酸甲酯中 (C) 平均分配在水與酯中 (D)酯中的濃度約為水中的 2 倍。 27.某油脂水解僅可得C17H35COOH 與甘油，若取此油脂100g，於Ni的催化下，充 分氫化以製硬化油酯時，則過程中所需的氫氣於STP下的體積是多少公升？ 28.下列有關油脂的敘述中，錯誤的是 (A)油脂在氫氧化鈉水溶液中加熱會生成脂肪酸 的鈉鹽 (B)油脂由三個脂肪酸分子與一個甘油分子所組成 (C)油脂不溶於水 (D)硝化 甘油是一種油脂。 (D) 29.某酯其組成為C 58.8%、H 9.8%、O31.4%。且已知該酯類的分子量為102； 使其於酸中水解後可得 A 酸與 B 醇，亦可再用KMnO4將 B 醇氧化後得丙酮。則， (1)該酯的簡式。 (2)該酯的分子式。 (3)該酯的結構式。
(4)該酯的中文名稱。
30.下列有關清潔劑的敘述中，正確的是 (A)清潔劑水溶液的表面張力比純水高 (B)一般 清潔劑的分子包含親水及親油部分 (C)清潔劑對衣物之清潔作用包括將油污乳化及 促進水對衣物之潤溼滲透 (D)清潔劑中添加硫酸鹽，會促進藻類快速繁茂 (E)烷基為 直鏈的清潔劑是硬性清潔劑。
31.下列各化合物中，常溫下屬於固體的是 (A)C17H35COOH (B)C17H33COOH (C) COOH
H
C17 31 (D)C17H29COOH 。
32.已知，由一種不飽和脂肪酸及甘油所生成的某油脂分子量為872，且油脂每10g可 與26g的碘(I2 254)起加成反應，該酸分子式為CxHyO2，則下列各項敘述中， 正確的是 (A)不飽和脂肪酸之分子量為278 (B)油脂1mol需要9mol的碘作用才能 成飽和狀態 (C)若不飽和脂肪酸不含三鍵結構時，該脂肪酸含有三個雙鍵 (D)該不飽 和脂肪酸之結構中可能含有三鍵雙鍵結構各一個 (E)脂肪酸分子式為C18H30O2。 七.胺與醯胺： 1.胺類： (1)定義：胺類為重要的有機鹼，可以視為氨(NH3)的衍生物；將其中的氫原子以烴 基(RCnH2n1)來取代所得的產物。 (2)通式與命名： a.第一胺(1 胺)：只有一個氫原子被取代，亦可說成氮原子上只連接一個烷基或芳o 香基，其通式是RNH2 CnH2n1NH2。其命名如下：
b.第二胺(2 胺)：有二個氫原子被取代，亦可說成氮原子上連接二個烷基或芳香基，o 其通式是R2NH 。其命名如下： c . 第 三 胺(3o胺) ： 全 部 三 個 氫 原 子 均 被取代，亦可說成氮原子 上連接三個烷基或芳香基，其通式是R3N 。其命名如下： d.第四 胺 (四 級胺， 4o 胺)： 氮上連接四個烴基者，通式為R R R R N1 2 3 4 ，沒有氫鍵。如，氯化四乙銨，漱 口藥水即含有此類成分，如下圖所示。 (3)製備： a.由鹵烷類(RX)與氨(NH3)作用：若持續反應可依次得第ㄧ胺、第二胺、第三胺。 第一胺：2NH3R1X R1NH2NH4X(s) 第二胺：R1NH2R2X R1R2NHHX 第三胺：R1R2NH R3X R1R2R3NHX b.還原硝基苯： (a)硝基的還原：以鐵和稀鹽酸將硝基苯還原，再加入碳酸鈉水溶液中和即可得。反 應如下： Fe C H NO H Fe2 C6H5NH3 H2O 2 5 6 7 3 2 3
NO2 Fe , 30 HCl¥[ ¼ö% Na2CO3 NH3+Cl- NH 2 NO2 + 3Zn + 6 H+ NH 2+ 3Zn+2+ 2H2O NO2 + 3H2 Pt NH2 + 2H2O C H NH Na CO C H NH NaHCO Na 3 2 5 6 3 2 3 5 6 (b)重金屬催化：以鉑、鋅或錫當催化劑，利用氫氣將硝基還原。反應如下： Zn C H NO H Zn2 C6H5NH2 H2O 2 5 6 6 3 2 3 H C H NO Pt C H NH H O 2 2 5 6 2 5 6 2 2 3 (4)性質： a.重要的有機鹼、有特殊臭味；然而隨著碳數的增加，其溶解度、臭味漸減。 b.除了3o 胺外，胺類會有氫鍵，故胺類的沸點較同分子量的烷、醚高，但其氫鍵比 醇類弱(因為N 的電負度小於O)，所以沸點低於同分子量的醇。 c.可與水形成氫鍵，故低級胺類對水溶解度大。 d.胺類性質類似於氨，水溶液呈弱鹼性，易溶於酸中。 e.蛋白質分解可生成胺，魚的腐敗臭也是一種胺的臭味 f.鹼性強度(Kb)：二甲胺>乙胺>甲胺>三甲胺>氨>苯胺；一般而言，Kb大小順序 是2 1 3 R2NH RNH2 NR3 o o o 。 (5)重要的胺類： a.苯胺(C6H5NH2)： (a)製備： 工業上以鐵(或Zn、Sn)與稀鹽酸還原硝基苯。 ‚觸媒氫 化 硝 基 苯 ： 即加入催化劑(Pt或Ni)，以H2還原硝基苯。 (b)性質： 苯胺為具有特殊臭味的液體，久置於空氣中逐漸氧化呈褐色。 苯胺難溶於水，但溶於鹽酸(因為產生可溶性的鹽，苯胺對水之溶解度為 g g 100 7 . 3 )。 苯胺水溶液呈鹼性，其鹼性較氨小(苯胺 4.21010 b K )。 (c)用途： 工業原料：苯胺及其他芳香胺為工業上重要之原料，可以製造許多藥物、染料、
及其他有用之化合物，如乙醯胺苯、磺胺類藥物。 ‚甲基橙指示劑(在酸中為紅色、鹼中為黃色，其變色範圍pH 3~5)為一種苯胺的 衍生物。 2.醯胺： (1)定義：當羧酸中的羥基( OH )被胺基( NH 2、NRH 、NR2)取代者，即是。 (2)通式：醯胺的結構中同時含有醯基(RCO)與胺基(NH2)，
如右圖所示。常見的通式有RCONH2、RCONHR、RCONR2。 (3)命名： (4)製備： a.實驗室多數醯胺可由醯氯或酸酐與氨或胺反應製得。 (a)NH3酸的衍生物(酸酐、醯氯、酯)第一級醯胺。 (b)RNH2 酸的衍生物(酸酐、醯氯、酯)第二級醯胺。 (c)R2NH 酸的衍生物(酸酐、醯氯、酯)第三級醯胺。 (d)酸的衍生物包含了下列三者： 酸酐 醯氯 酯 (e)實例： 醯氯與氨的反應： 醯氯與胺的反應：
C O Cl + C O + R 2R'NH2 R NR' H R'NH3Cl 酸酐與氨的反應： 4 3 2 3 3 2 3 ) 2 (CH CO O NH CH CONH CH COO NH 酸酐與胺： ( ) 2 ( ) 3 , 3 , 3 2 , 2 3CO O R NH CH CONHR CH COO R NH CH 酯與氨(或胺)反應得醯胺：酯的氨解或胺解。 酯+氨(胺)→醯胺+醇，如 RCOOR NH RCONH R,OH 2 3 , CH3COOCH3 NH3 CH3CONH2 CH3OH 乙酸甲酯 乙醯胺 RCOOR R NH RCONHR,, R,OH 2 ,, , b. 在 工業上常利用 羧酸形成的銨鹽或胺鹽加熱製成醯胺。反應方程式如下所示： RCOOHNH3 RCONH2H2O CH3COOHNH3 CH3CONH2H2O (5)性質： a.除甲醯胺為液體外，其餘皆為無色固體。 b.因為醯胺具有氫鍵，故沸點相當高；亦可與水形成氫鍵，故可溶於水。常見有機 化合物的沸點高低順如下：
CH3CONH2 CH3COOH C3H7OH C3H7NH2 HCOOCH3 CH3OC2H5 C4H10 乙醯胺 乙酸 正丙醇 正丙胺 甲酸甲酯 甲乙醚 正丁烷 bp 220oC 118oC 97oC 49oC 32oC 11oC 0.45oC c.醯胺為中性物質，當與酸或鹼作用後，會發生水解作用產生羧酸及氨(或胺)。 d. 將 乙醯苯胺經過一連串的反應，可以合成對胺苯磺醯胺， 簡稱磺胺，屬於消炎藥的一種。其結構如右圖所示。 (6)重要的醯胺化合物： a.乙醯胺苯： (a )製備：
(b)性質： 乙醯胺苯為有機合成之中間產物，在醫藥上作為鎮痛劑。 乙醯苯胺為一種白色晶體，熔點112oC、沸點305oC，難溶於冷水而易溶 於熱水及有機溶劑中，為有機合成之中間產物，在醫藥上作為鎮痛劑。 b.磺胺： (a)製備：乙醯苯胺再經一系列反應，可以合成對苯胺磺醯胺，簡稱磺胺。醯胺 在弱鹼催化下水解得到原來的胺，可用醯基化反應保護氨基(NH2)，避免 氨基在製造過程中與酸反應。故在製備磺胺(磺化)時，也以乙醯化來保護氨 基。 (b)性質：醯胺類呈白色或微黃色結晶粉末，無臭而略具苦味，不溶於水，但 其鈉鹽則為水溶性。磺胺類藥物，為有效的消炎劑。 33.已知，安非他命的結構圖如右。則下列關於其性質的預測中，正確的有 (A)其在稀酸 中的溶解度，大於在純水中 (B)其水溶液會使FeCl3 aq( )呈紫色 (C)其水溶液會使紅 色石蕊試紙變藍 (D)其為一級胺類 (E)中文名稱1苯基 2 丙胺。 (ACDE) 34.下列各種反應中，無法製得N 甲基乙醯胺 (A)乙醯胺甲醇 (B)乙酐甲胺 (C)乙醯 氯甲胺 (D)乙酸乙酯甲胺。 (A)
35.37.2g的苯胺和37.2g的乙醯氯以足夠量的鹼進行乙醯化反應，假設反應完全，最 多可製得乙醯胺苯若干克？(54g) 36.下列步驟乙醯化氧化鹵化水解還原磺化硝化，為苯合成乙醯苯胺的步 驟，其正確反應路徑是 (A) (B) (C) (D)。 37.下列各物質的沸點，依由高而低的順序排列是如何？正丙醇乙酸乙醯胺正 丙胺甲酸甲酯正丁烷。 38.已知，則有關該化合物的敘述，正確的是 (A)中文名稱為第二丁胺 (B)中文名稱為異 丁胺 (C)屬於第二胺 (D)屬於第三胺。 39.某物能發生銀鏡反應，在酸中可水解成A酸與B醇，B經過錳酸鉀反應後可得A酸。 則此物可能為 (A)甲酸甲酯 (B)乙酸乙酯 (C)甲酸 (D)草酸 (E)丙酸正丙酯。 題組：天然油脂結構的核心為甘油(HOCH CH OH CH OH2 ( ) 2 )，有一瘦身用的非天 然油脂，其結構的核心則為蔗糖(C H O12 22 11)。該非天然油脂可由直鏈型的不飽和油酸 17 33 (C H COOH)與蔗糖反應而得，其反應示意圖如下圖。試回答下列問題。(注意：圖的 反應式不完整)
