有机化学复习纲要.doc

有机化学复习纲要一、命名有机化合物的命名通常 具有下列形式：取代基 名称 + 骨架名称 + 类别名称把次序在先的官能团作为母体基团，其余作为取代基。排列次序如下：COOH，SO3H，COO -，COX ，CONH2 ，CHO ，CN ，=O ，OH ， NH2 ，O（RO），CC，C=，其中X 和 NO2只能作为取代基。1、脂肪族化合物的命名（1）确定母体基团，写出类别名称 （2）选择主链，写出骨架名称 （3）编号，写出母体基团位次 （4）加上次要基团及取代基的位次及名称例如：CH3CH（OH）CH2CHO （3-羟基丁醛） CH3CH（CH3）CH（OH）CH2CHO （4-甲基-3-羟基戊醛）2、芳香族化合物命名（母体基团排列次序见前）（1）写出母体化合物的名称 （2）编号。有的芳环有固定编号，对于有苯环的母体化合物，将与母体基团相连的碳原子为1号，使取代基的位次最小。（3）加上取代基的名称。如果官能团不与苯环直接相连，则苯环作为取代基使用。如：3、脂环族化合物的命名：桥环、螺环二、性质（一） 自由基取代（烷烃） (二)亲电加成（烯烃、炔烃、二烯烃）在反应中具有亲电性能的试剂叫做亲电试剂。由亲电试剂的进攻引起的加成反应叫做亲电加成反应。 不对称加成规则（马尔可夫尼科夫规则）：凡是不对称烯烃与HX等极性试剂加成时，带正电荷的部分加在含氢较多的双键碳原子上，其它部分则加在含氢少的双键碳原子上。（此规则对炔烃同样适用） 反马氏规则：当有过氧化物存在时，不对称烯烃与 HBr 加成，带正电的部分加在含氢较少的双键碳原子上，其余部分则加在含氢较多的双键碳原子上。（炔烃同样适用） 烯烃的硼氢化反应：进一步氧化、水解可制得醇，此反应符合反马氏规则。 炔烃的亲电加成反应，由于是叁键反应分两步进行。若双键、叁键同时存在，加氢时，先叁键后双键；加卤素时，先双键后叁键。（与上述试剂都可反应，注意炔烃与H2O反应时发生的重排）。炔烃除了可以发生亲电加成反应外，还可以发生亲核加成反应。如： 二烯烃的亲电加成反应有1，4加成、1，2加成。（其中包括双烯合成，是生成六员环化合物的反应） 氧化反应：1. 用酸性 KMnO4氧化并加热，烯烃分子中双键断裂生成酮或羧酸；炔烃在此条件下生成羧酸。不同结构的烯、炔生成不同的产物，用此可以推测原来烯（炔）分子中双键（叁键）的位置和 原烯烃（炔烃）的结构。2. 烯烃经过臭氧化、水解（Zn粉+H2O）可得醛或酮，以此也可以推测原烯烃的结构。 末端炔的性质1、末端炔可与Ag(NH3)2NO3、Cu(NH3)2Cl 反应生成沉淀2、可与金属钠反应： 此反应可用来由末端炔合成其他的炔。(三)亲电取代（芳烃）还可以进行二元取代。定位规律如下：（1）当环上已有了一个取代基时，第二个取代基所进入的位置主要由原来苯环上的取代基来决定。常见的取代基分为两类： 第一类定位基（邻、对位定位基），定位能力先强后弱。O - ，NH2 ，NHR，NR2 ，OH，OCH3 ， NHCOCH3 ，OCOR，C6H5，CH3 ，X 等。 第二类定位基（间位定位基）：N+（CH3）3 ，NO2 ，CN，COOH，SO3H，CHO，COR 等。（2）二元取代苯的定位规律： 环上原有的两个取代基定位效应一致时，由定位规律决定，既第三个取代基进入共同一致影响的位置。 两个取代基定位效应不一致时，属于同一类由定位能力强的决定（相差不大则为混合物）；不属于同一类，则由第一类定位基决定。（3）萘的定位规律：A、两类定位基对苯环的影响（位比位易被取代）B、有第二类定位基时由于使苯环钝化，在异环上进行二元取代。 侧链的反应（H的氧化、卤代）（四）亲核取代（卤代烃） 在反应中，亲正电性的富电子试剂叫做亲核试剂。由亲核试剂进攻带部分正电的碳原子而引起的取代反应叫亲核取代反应。叔卤烷在上述试剂作用下发生消除反应，生成烯烃。 查依采夫规则：当仲、叔卤烷发生消除反应时，氢原子主要是从含氢较少的碳原子上脱去。（较易生成烷基取代较多的烯烃） 格氏试剂生成： （注意与格氏试剂有关的反应）（五）亲核加成（醛、酮）反应时试剂带负电的部分首先进攻带部分正电的羰基碳原子，然后带正电的部分加到羰基氧原子上。 反应的难易程度：HCHOCH3CHOCH3COCH3 RCOCH3RCOR 还原反应： 催化加氢 醇 ；化学还原剂（NaBH4）还原得醇，可保留双键。 歧化反应：（不含-氢的醛） H 的反应：碘仿（可用来鉴别乙醛、乙醇、甲基酮和能氧化成甲基酮的醇）、羟醛缩合（此反应既增长了碳链又在分子中引入了羟基，同时也是制备、-不饱和醛的方法）（六）羧酸及其衍生物1、 羧酸 甲酸的特殊性：既具有醛的性质又具有酸的性质。2、 羧酸衍生物 与格氏试剂的反应：生成叔醇（合成上常用酰氯和酯） 酰胺的特殊性质：酸碱性、脱水（非取代酰胺，生成晴）、霍夫曼降级反应（制取伯胺）、还原。 乙酰乙酸乙酯（-丁酮酸乙酯）及丙二酸二乙酯的制法、性质和应用。（七）含氮化合物 硝基化合物的还原（主要制取芳胺） 胺的弱碱性，可利用此性质鉴别芳胺和不溶于酸的有机物，也可用于分离和提纯。判断碱性强弱的规律。 胺的烷基化反应，生成伯、仲、叔胺和季胺盐。 胺的酰基化反应，通常用来保护氨基。 异腈反应（可鉴别伯胺） 亚硝基化反应（重氮盐的生成，注意：一般用NaNO2+HCl或H2SO4在低温下反应） 芳胺的反应：（1）由于伯胺极易被氧化，所以常采用保护氨基的方法，既先进行酰基化反应，待其他反应完成后，再将酰基水解掉。（2）芳环上的取代：氨基可使苯环活化，因此要制取一元取代物就必须降低苯环的活性，方法如下：先酰基化得到邻对位产物，再将酰基水解掉；先与硫酸或盐酸反应生成铵盐得到间位产物，再加NaOH还原为氨基。进行硝化反应时由于先与硫酸作用，因此得到间位产物，若要得到邻对位产物要先进行酰基化反应。 重氮盐的反应（重氮基被取代） 重氮盐的重氮基可被-H、-OH、-X、-CN 取代，在有机合成上可用来去氨基、制酚、卤素衍生物及引入羧基。反应如下： 偶合反应 ：重氮盐与酚或芳胺作用，由偶氮基N=N 将两个分子偶联起来生成有颜色的化合物。（见书396399页） 偶氮化合物用适当的还原剂还原（SnCl2 + HCl 或 Na2S2O4 ）可得到两个芳胺如：根据所得到的产物可推出原来偶氮化合物的结构。（八）碳水化合物、蛋白质氨基酸单糖、二糖的氧环式结构；成脎反应（各类糖的成脎速度比较）；氨基酸、蛋白质性质及多肽的水解。（九）对映异构 构型的标记法：D/ L、R/ S（十）杂环化合物 典型杂环化合物的结构及名称、鉴别方法。（十一）脂环族化合物 双环及螺环化合物的命名、性质及脂环族化合物的稳定性。(十二)醇、酚、醚、醌l 醇： 醇钠的生成、生成卤烃的反应、消除反应（分子间、分子内）、酯的生成l 邻二醇的性质：l 酚： 酚的酸性、酚酯的生成（与酰卤或酸酐反应）、环上取代反应、显色反应l 醚： 醚的裂解（与HI反应）l 醌： 醌氢醌的生成（用此反应解释实验现象）（十三）四谱简介 利用红外光谱、核磁共振谱（或给出的有关数据）推测简单分子的化学结构三、化合物的制法（可用于合成）（一）烯烃：醇分子内脱水；卤代烃消除反应。（二）炔烃：卤烃消除反应。（三）用苯经过取代得到其他芳烃衍生物。（四）卤烷： 烷烃直接卤代； 烯烃与X2 、HX 加成；醇与HX作用（伯醇与NaCl+H2SO4）、或醇与PCl5作用（五）醇、酚、醚 醇：1、烯烃水合 （直接、间接）； 2、卤烃水解 3、醛、酮、酯还原生成伯、仲醇； 4、从格氏试剂制备：格氏试剂分别与甲醛、醛、酮、酯（酰氯）作用生成伯、仲、叔醇。（注意反应时要用干醚） 酚：可用重氮盐的反应制取；利用苯磺酸钠加NaOH，碱熔，再加酸得到；用芳卤烃在加热、加压、Cu的条件下与NaOH 作用，再加HCl 得到酚。 醚：醇分子间脱水；威廉森合成（卤烃的醇解）（六）醛、酮 醇的氧化 羰基合成（烯烃 + CO + H2） 炔烃水合：除了乙炔外都生成酮。（七）羧酸 醇、醛的氧化。 腈的水解 （是增长碳链的一个方法） 从格氏试剂制备：RMgX + CO2（干冰） 从烯烃与 CO，H2O 作用制备 利用卤仿反应可制取少一个碳原子的羧酸（八）胺 卤烷氨解（胺的烷基化，可得到伯、仲、叔胺） 醇与氨的作用： 从硝基化合物还原： 注意苯环上连有两个硝基时，可进行选择性还原，所用试剂为 NH4SH， 晴或酰胺的还原：晴可还原成伯胺；酰胺可还原成伯、仲、叔胺。 霍夫曼降级反应： （比原来少了一个碳原子）四、特征反应（可用于鉴别）1、烯烃 用溴水鉴别，由红棕色变成无色。 用KMnO4 ，由紫红色变成棕褐色沉淀。2、炔烃、二烯烃 炔烃鉴别方法同烯烃。 末端炔：加Ag（NH3）2NO3 生成白色沉淀；加Cu（NH3）2Cl 生成棕红色沉淀。 含共轭双键的化合物与顺丁烯二酸酐反应所生成的加成物往往是有固定熔点的结晶，可用与共轭二烯烃的鉴别。3、卤代烃 用AgNO3/C2H5OH ，可生成AgX 沉淀（AgCl白色，AgBr 淡黄色，AgI 黄色） 卤代烯烃的三种类型与AgNO3 醇溶液反应的速度不同。4、苯：可溶于硫酸5、醇 可溶于硫酸 加金属Na有氢气放出（低级醇） 伯、仲、叔醇可用卢卡试剂（无水ZnCl+HCl）鉴别，出现浑浊的快慢不同。 加K2Cr2O7 ，由橘红色变成绿色。 加KMnO4，由紫红色变成棕褐色沉淀。 多元醇（1，2-二羟基的多元醇）可与Cu(OH)2作用生成绛兰色溶液。 邻二醇：用HIO4+AgNO3鉴别，有白色沉淀生成。6、醚：可溶于硫酸。7、酚 加NaOH，再加H2CO3，由浑浊变澄清再变浑浊。 与FeCl3的显色反应：苯酚紫色；邻甲苯酚兰色；邻苯二酚深绿色 与溴水作用生成白色沉淀。继续加溴水可得到黄色沉淀。8、醛、酮 用羰基试剂（2，4-二硝基苯肼），生成黄色沉淀。 醛与托伦试剂作用，生成银镜；与斐林试剂作用，有砖红色沉淀生成；可与品红醛（希夫溶液）作用，变成红色。（注意：芳香族醛只能被托伦试剂氧化而不能被斐林试剂氧化） 与饱和的亚硫酸氢钠作用，有白色晶体生成。（仅限于大多数醛和脂肪族甲基酮） 碘仿反应（I2 + NaOH），可鉴别具有 CH3CO 结构的醛和酮以及具有 CH3CH（OH） 结构的醇。有黄色的碘仿生成。9、羧酸： 可利用其酸性（与NaHCO2 反应，有气泡放出）。注意甲酸的特殊结构，既有醛的性质又有酸的性质。 乙酰乙酸乙酯由于烯醇式结构的存在可使 FeCl3 显色；使溴水褪色。（有-H）10、胺 胺可溶于酸。 苯胺与溴水作用可生成白色沉淀。 伯胺的异腈反应，有恶臭味。 苯胺遇漂白粉溶液即显紫色。11、碳水化合物、氨基酸、蛋白质 可利用成脎反应（生成黄色晶体）的速度来鉴别。快慢次序如下：果糖 葡萄糖 麦芽糖。（蔗糖、淀粉不是还原糖，不发生此反应） 淀粉溶液遇碘呈蓝紫色。 在蛋白质水溶液中加碱和硫酸铜的溶液，即产生紫红色。 分子中含有苯环的蛋白质遇浓硝酸即显黄色。12、杂环化合物 呋喃与用盐酸浸过的松木片作用，即显绿色。 噻吩与靛红（要加硫酸、加热）作用，即显兰色。 吡咯的蒸汽或醇溶液与浸过浓盐酸的松木片作