有机化学期末复习总结ppt课件

1、有机化学期末有机化学期末(上学期上学期)复习小结复习小结考试 题型选择题15 * 1分 填空题 命名、完成反响式15 * 2分 合成题4 * 5分化合物构造推导4 * 5分 推测反响机理7分 + 8分复习留意的问题l根本概念，根本实际l仔细看教材和课件l复习和了解课后习题 成果计算 平常 30 + 卷面 70内容 命名 构造实际 根本反响及机理 化合物转化及合成方法 鉴别 命名l 系统命名法 l 系统命名法是有机化合物命名的重点，必需熟练掌握各类化合物的命名原那么。其中：l 烃类的命名是根底；l 几何异构体、光学异构体和多官能团化合物的命名是难点；l 要牢记命名中所遵照的“次序规那么。 光学异

2、构体的命名 l光学异构体的构型有两种表示方法D、L和R、S，l D 、L 标志法以甘油醛为规范，有局限性；有些化合物很难确定它与甘油醛构造的对应关系，因此，更多的是运用 R、S 标志法，它是根据手性碳原子所连四个不同原子或基团在空间的陈列顺序标志的。l光学异构体普通用投影式表示，要掌握费歇尔投影式的投影原那么及构型的判别方法。 l 根据投影式判别构型，首先要明确，在投影式中，横线所连基团向前 ，竖线所连基团向后；再根据“次序规那么陈列，手性碳原子所连四个基团的优先顺序，在右式中：H HN NH H2 2C CO OO OH HC CH H2 2C CH H4 4l NH2COOHCH2CH3

3、H ；将最小基团氢原子作为以碳原子为中心的正四面体顶端，其他三个基团为正四面体底部三角形的角顶，从四面体底部向顶端方向看三个基团，从大到小，顺时针为R，逆时针为S 。在上式中，从NH2 COOH CH2CH3为顺时针方向，因此投影式所代表的化合物为R构型，命名为 R-2-氨基丁酸。双官能团化合物的命名 l双官能团和多官能团化合物的命名关键是确定母体。常见的有以下几种情况： l当卤素和硝基与其它官能团并存时，把卤素和硝基作为取代基，其它官能团为母体。l当双键与羟基、羰基、羧基并存时，不以烯烃为母体，而是以醇、醛、酮、羧酸为母体。l当羟基与羰基并存时，以醛、酮为母体。l当羰基与羧基并存时，以羧酸为

4、母体。l当双键与三键并存时，应选择既含有双键又含有三键的最长碳链为主链，编号时给双键或三键以尽能够低的数字，假设双键与三键的位次数一样，那么应给双键以最低编号。习惯命名法l 要求掌握“正、异、新、“伯、仲、叔、季等字头的含义及用法，l 掌握常见烃基的构造，如：烯丙基、丙烯基、正丙基、异丙基、异丁基、叔丁基、苄基等。有机化合物的构造实际 l 碳原子的杂化和共价键 l要求掌握杂化的概念、碳原子的三种杂化方式sp、sp2、sp3 以及各种杂化方式的特点， 能判别有机化合物分子中各碳原子的杂化方式。l 掌握 键和 键的构成及它们的区别，共轭 键和芳香大 键的特性以及双键、三键是由什么键组成的。l 掌握

5、不同构造的碳正离子及自在基的稳定性。 同分异构l 同分异构景象是有机化合物的特性之一。l 分子式一样而分子中各原子的陈列次序和方式不同的化合物互为同分异构体。同分异构的类型可归纳如下：l 碳架异构 位置异构 构造异构 官能团异构 互变异构 同分异构 顺反异构 构型异构 立体异构 旋光异构（对映异构） 构象异构 l 碳架异构：由于碳骨架碳链的不同而产生的，例如，丁烷和异丁烷。l 位置异构：由于取代基或官能团在碳链或环上的位置不同而产生的，例如，正丁醇与2-丁醇。l 官能团异构：由于官能团的不同而产生的，例如，正丁醇和乙醚。l 互变异构：由于不同官能团之间迅速互变而构成的可逆异构化景象，例如， C

6、 CC CH H2 2H H3 3C CO OH HH H3 3C CC CC CH H3 3O Ol 顺反异构：由于双键或环的存在使分子中某些原子或基团在空间位置的不同而产生的，例如，顺-2-丁烯和反-2-丁烯。l 对映异构：由于分子中含有手性碳原子连有四个不同原子或基团，原子在空间的陈列方式不同而使两个分子之间具有实物与镜像的关系，称为对映异构。例如： COOH COOH H OH HO H CH3 CH3 l 构象异构：由于围绕键旋转而产生的分子中原子或基团在空间不同的陈列方式叫构象异构。例如：1-溴丙烷的全重叠构象和对位交叉构象取代基效应电子效应场效应空间效应诱导效应共轭效应超共轭效应

7、位阻效应(， )( -, p-)(- ,- p)空间传送物理的相互作用电子效应 (Electronic effect)： 由于取代基的作用而导致的共有电子对沿共价键转移的结果。O2NCH2COO H CH3COO H电子效应 l 电子效应 (取代基效应，Substituent Effects) ) 包括诱导效应和共轭效应两大类。 l 诱导效应：由于分子中原子的电负性不同而产生的一种极化效应，沿键由近而远传送，间隔越远影响越小。它包括吸电子诱导效应和给电子诱导效应。 l 共轭效应：在共轭体系中由于电子的离域而产生的效应，沿共轭体系以极性交替的方式传送，不随碳链的增长而减弱。它包括吸电子共轭效应和

8、给电子共轭效应。共轭效应的方式有-共轭如共轭烯烃、苯环和p-共轭如烯丙基碳正离子。 l 要求掌握诱导效应和共轭效应产生的缘由及特点，能用电子效应解释碳正离子和自在基的稳定性；l 解释不对称烯烃进展亲电加成时所遵照的马氏规那么、卤代烃和醇进展消除时所遵照的查依采夫规那么、不同构造的卤代烃进展亲核取代反响的活性等。 一. 诱导效应 构造特征 传送方式 传送强度 相对强度 二. 共轭体系1. 共轭体系与共轭效应2.构造特征3. 传送方式4. 相对强度 三. 超共轭效应- 超共轭体系- p 超共轭体系一. 诱导效应 (Inductive effect)传送方式：、键传送强度：与间隔相关。间隔越大，强度

9、越弱。 诱导效应的相对强度：CCZ取决中心原子电负性 (Electronegativeties)取代基CZCHCZ-I标标准准+I规那么：1. 同周期的原子：-CH3 -NH2 -OH Cl Br I电负性： 4.0 3.0 2.8 2.5 3. 一样的原子： 不饱和度越大，-I 效应越强C CR CH CHR4. 带负电荷的取代基的 I 强带负电荷的取代基的 + I 强-NR3 -NO2 -NR2-I:二. 共轭效应 (Conjugation)1. 共轭体系与共轭效应CCCCCCC NCCCOHCCC CCC - 共轭C1C2C3C4p - 共轭C3C2C1CH3HH+HCH3CHCHCH2

10、共轭效应：取代基效应共轭体系传送CHYCH CHCH2特点： 分子中任何一个原子周围电子云密度变化，马上会引起其它部分的电子云密度的改动共轭效应不受传送间隔的影响构造特征：单、重键交替共轭体系中一切原子共平面RCOOHRCOO + HOH苯酚分子中氧原子上的孤对电子与苯环上的电子构成 p- 共轭。结果： 使羟基的邻、对位的碳原子 带有部分的负电荷。传送方式： 键相对强度：电子转移用弧形箭头表示Y为吸电子基团时吸电子共轭效应 (-C),X为供电子基团时供电子共轭效应 (+C).CCCYXCC(I)(II) 共轭效应的强度取决于取代基中的中心原子的电负性与主量子数的大小。电负性越大，C越强。-共轭

11、体系:同周期元素，随原子序数增大，C 加强：CCCCCCC NCCCOCNRp - 共轭体系：NR2CCOHCCCCCCCCFCC+C:电负性越大的电子，+C 效应越小同族元素：FCCClCCBrCCICC+C:主量子数越大，原子半径越大，p 轨道与双键中的轨道重叠越困难，电子离域程度小，C 越小。 共轭效应与诱导效应在一个分子中往往是并存的，有时两种作用的方向是相反的.静态时：分子没有参与反响ClCCI +C动态时：分子处于反响中ClCC+C I三. 超共轭效应 (Hyperconjugation)CHHHCHCH2当CH键与双键直接相连时，CH键的强度减弱，H原子的活性添加。 CH键上的电

12、子发生离域，构成共轭。电子曾经不再定域在原来的C、H两原子之间，而是离域在C3C2之间，使H原子容易作为质子离去这种共轭强度远远弱于-p- 共轭。CH2CH3Br2hCHCH3BrCHHHCHCH2+ DNH2CHHDCHCH2+ NH3超共轭效应的作用：CCCHHHHHH在叔碳正离子中CH键与空的p轨道具有9个超共轭效应的能够，其结果：正电荷分散在3个碳原子上。使正碳离子稳定性添加：CCHHHCHHHCHCHHHCHHCHH CCHHHCHHHCHHCHH HCCHHHCHHH HHCHHH 有机化合物的根本反响 l 加成反响：根据反响历程不同分为亲电加成和自在基加成。l 亲电加成由亲电试剂

13、的进攻而进展的加成反响。不对称烯烃进展亲电加成反响时所遵照的马氏规那么，即试剂中带正电核的部分加到含氢较多的双键碳原子上，而负性部分加到含氢较少的双键碳原子上。烯烃加卤素、卤化氢、硫酸、次卤酸、水，炔烃加卤素、卤化氢、水以及共轭双烯的1，2和1，4加成都是亲电加成反响。烯烃进展亲电加成反响时，双键上电子云密度越大，反响越容易进展。 l 自在基加成由自在基引发而进展的加成反响。烯烃在过氧化物存在下与溴化氢进展的加成是自在基加成。不对称烯烃与溴化氢进展自在基加成时得到反马氏规那么的产物，即氢加到含氢较少的双键碳原子上。l 加成反响除上述三种类型之外，还有不饱和烃的催化氢化，共轭二烯的双烯合成DA反

14、响等。 亲电取代反响一 加成消除机理2H2SO4HNO3H3O+HSO4-NO2+2NO2+NO2HHNO3H2SO4NO2H EEE+Nu-络合物芳正离子芳正离子生成的一步是决议反响速率的一步卤代反响：Br2 + FeBr3BrBrFeBr3溴分子在FeBr3的作用下发生极化RBrBrFeBrBrH+ FeBr3Br+ RBrHRRBr+ H生成芳正离子脱去质子实验曾经证明芳正离子的存在：CH3CH3H3CC2H5F/BF3-80CH3CH3H3CH C2H5BF4-m. p: -15二 亲电取代反响的特性与相对活性反响活性：致活效应：取代基的影响使芳环的反响活性提高；致钝效应：取代基的影响

15、使芳环的反响活性降低。Y第一类定位基：N(CH3)2, NH2,OH, OCH3, NHCOCH3,OCOCH3， Cl, Br, I,CH2COOCH3CH3,卤素对芳环有致钝作用第一类取代基 除卤素外具有+I， 或是C效应， 其作用是增大芳环的电子云密度。第二类定位基：NO2CN SO3H CHOCOCH3COOHCOORCONH2NH3+N(CH3)3+具有I或C效应使芳环上的电子云密度降低。定位效应 (Orientation)：芳环上取代基对于E+进入芳环位置的影响。第一类定位基邻对位定位基第二类定位基间位定位基CHCH2+ E邻邻对对位位CHCH2HECHCH2HECHCH2HECH

16、CH2HE间间位位CHCH2HECHCH2HECHCH2HE共振式越多，正电荷分散程度越大，芳正离子越稳定。动力学控制与热力学控制+H2SO480165SO3HHSO3HH165位取代动力学控制产物；位取代热力学控制产物。邻位和对位定向比：CH3HNO3H2SO4NO2+BF4-/CH3CNm%o%p172.36033769229相对速率1)亲电试剂的活性越高，选择性越低：2) 空间效应越大，对位产物越多：C(CH3)3H2SO4C(CH3)3SO3H100%极化效应XX o% p% m%F 12 88 0Cl 30 69 1 I 32 60 8 X 具有I效应，使邻位的电子云密度降低。FCl

17、Br I电负性依次降低I效应依次减小电子云密度降低的位置是不利于E+进攻的。溶剂效应CH3C ClOAlCl3CS2CCH3PhNO2CCH3OOE+被硝基苯溶剂化，体积增大。较大的空间效应使它进入1位。消除反响 l 从一个化合物分子中脱去较小分子如H2O、HX、NH3 而构成双键或三键的反响叫消除反响。卤代烃脱卤化氢和醇脱水是重要的消除反响。 l 卤代烃脱卤化氢：卤代烃的消除反响是在强碱性条件下进展。不同构造的卤代烃进展消除反响的活性顺序为：三级 二级 一级。卤代烃进展消除反响时所遵照的查依采夫规那么，当卤代烃中不只含有一个碳时，消除时脱去含氢少的碳上的氢原子。要留意，卤代烃的消除和水解是竞

18、争反响。l 醇的消除：醇的消除反响在强酸性条件下进展，消除方向也遵照查依采夫规那么。要掌握不同构造的醇进展消除反响的活性顺序：叔醇 仲醇 伯醇。 -消除反响 -消除反响有E1、E2 、E1cb三种反响机制CH3 C B rCH3CH3CH3 C+CH3CH2 H-Br-C2H5O HCH3 C =CH2 + C2H5O H2CH3+C2H5O H-H+E1反响机理慢快进攻-H E1表示单分子消除反响。E代表消除反响，1代表单分子过程。E1反响分两步进展。第一步是中心碳原子与离去基团的键异裂，产生活性中间体碳正离子。这是速控步。第二步是碱提供一对孤电子，与碳正离子中的氢结合，碳正离子消除一个质子

19、构成烯。这是快的一步。由于反响速率只与第一步有关，第一步是单分子过程，所以反响动力学上是一级反响。 醇失水醇的失水反响总是在酸性条件下进展的常用的酸性催化剂是：H2SO4, KHSO4 , H3PO4 , P2O5 C COHHC COH2H+C CH+酸碱反响消除反响-H+H+H+-H+-H2OH2O 卤代烷失去一分子卤化氢，生成稀烃的反响称为卤代烷的消除反响。CH3-CH2XCH2=CH2 + HX碱卤代烷的E2消除反响 卤代烷E2反响的消除机理 反响机理阐明E2机理的反响遵照二级动力学。卤代烷E2反响必需在碱性条件下进展。两个消除基团必需处于反式共平面位置。在E2反响中，不会有重排产物产

20、生。abdXHcRO-cbdaHXbdcaRO-+ ROH + X-札依采夫规那么 在-消除反响中，含氢较少的碳提供氢原子，生成取代较多的稳定烯烃，这称为札依采夫规那么。大多数卤代烷的消除反响遵照札依采夫规那么。霍夫曼规那么 四级铵碱热消除时，假设有两个-H可以发生消除，总是优先消去取代较少的碳上的-H。四级铵碱在加热条件下100200C发生热分解生成烯烃的反响称为霍夫曼消除反响。霍夫曼消除反响遵照霍夫曼规那么。霍夫曼消除反响 RCHN+(CH3)3OH-CH3100200oCRCH=CH2 + (CH3)3N + H2OE1cb 反响机理B- + H C C AC C A-BH+ A-反响分

21、子的共轭碱 单分子共轭碱消除反响用E1cb表示。E表示消除反响，1代表单分子过程，cb表示反响物分子的共轭碱。E1cb反响是反式共平面的消除反响。邻二卤代烷失卤素BrBrKOH-2HClI-+ BrI + Br-BrBr-2HClKOHI-邻二卤代烷是以E1cb的机制进展消除反响的。反响按反式共平面的方式进展。反响条件：Zn, Mg, I-催化。取代反响 l 根据反响历程的不同可分为亲电取代、亲核取代、自在离基取代。 l 亲电取代：由于亲电试剂的进攻而引发的取代反响称亲电取代反响。苯环上的卤化、硝化、磺化、付氏烷基化和酰基化等，都是亲电取代反响，萘环和芳香杂环上也能发生亲电取代反响。要留意苯环

22、上有致钝基团时不能进展付氏反响，苯环上进展烷基化时会发生异构化景象。萘环上进展亲电取代反响的规律，第一个取代基主要进入位，第二个取代基是进入同环还是异环由原取代基的定位效应决议。l 亲核取代由亲核试剂的进攻而引起的取代反响称亲核取代反响。卤代烃的水解、醇解、氰解、氨解，醇与氢卤酸的反响，醚键的断裂，羧酸衍生物的水解、醇解、氨解等都是亲核取代反响。卤代烃的亲核取代反响可按两种历程进展，单分子历程SN1和双分子历程SN2，一级卤代烃易按SN2历程反响，三级卤代烃普通按SN1历程反响，二级卤代烃那么两者兼而有之。要在了解反响历程的根底上掌握不同卤代烃进展亲核取代反响的活性。要留意，在碱性条件下卤代烃

23、的取代和消除是相互竞争的反响，三级卤代烃容易发生消除，一级卤代烃易发生取代，强极性溶剂如水有利于取代，而弱极性溶剂如醇和强碱如醇钠有利于消除，高温有利于消除。 环氧化合物在酸性条件下开环反响的反响机理OCH3CH2CH3HHH+HOCH3CH2CH3HHH2O18HOCH3CH2CH3HH+HHOH2OHCH3CH2CH3-H+HHOHOHCH3CH2CH3 + +1818 1, 2-环氧化合物碱性开环反响的反响机理OCH3HHH+ -OCH3HOCH3HHHOCH31 开环2 H+氧化复原反响 l 包括氧化反响和复原反响两种类型。 l 氧化反响 烯、炔、芳烃侧链以及醇等都易发生氧化反响要掌握

24、几种常用的氧化剂，如高锰酸钾、重铬酸钾的硫酸溶液、氧气空气、臭氧等。l 掌握氧化反响在实践中的运用，如臭氧氧化可用来推测烯烃的构造等。 l 复原反响: 不饱和烃的催化氢化、醛、酮、羧酸及酯复原为醇等都是复原反响。l 要掌握几种常用的复原剂，如H2/Ni、 Na+C2H5OH、Fe+HCl、NaBH4、LiAlH4等，留意后面2种是提供负氢离子的复原剂，只对羰基选择加氢，与双键、三键不发生作用。CCOOCROHOOOCHROOOCHROOOCHR+- +-OOOCHR+-RCOOH +CCO慢，亲电加成快CH3CH3HH+ CH3CO3H+ CH3CO2HCH3CH3HHCCO环氧化反响烯烃在试

25、剂的作用下，生成环氧化合物的反响称为环氧化反响。优先构成稳定的自在基关键中间体R + O2ROO + (CH3)2CHOCH3 ROOROOH + (CH3)2COCH3(CH3)2COCH3 + O2(CH3)2COCH3OO (CH3)2COCH3 + (CH3)2CHOCH3 OO (CH3)2COCH3 + (CH3)2COCH3OOH反响机理：多数自动氧化是经过自在基机理进展的。引发：链增长：硼氢化-氧化反响(CH3 CH2CH2)3BTHFH2O2, HO-, H2O3 CH3 CH2CH2OH烷基硼 烯烃与甲硼烷作用生成烷基硼的反响称为硼氢化反响。烷基硼在碱性条件下与过氧化氢作用

26、，生成醇的反响称为烷基硼的氧化反响。这两个反响统称为硼氢化氧化反响。3CH3CH=CH2 + BH3硼氢化-复原反响(CH3 CH2CH2)3BTHFRCOOHCH3 CH2CH3烷基硼3CH3CH=CH2 + BH3 烯烃与甲硼烷作用生成烷基硼的反响称为硼氢化反响。烷基硼和羧酸作用生成烷烃的反响称为烷基硼的复原反响。这两个反响统称为硼氢化复原反响。硼氢化反响的机理硼氢化反响的机理CH3CH=CH2 + H-BH2B2H6亲电加成CH3CHCH2 HBH2-+-CH3CHCH2 H BH2CH3CH2CH2BH2硼接近空阻小、电荷密度高的双键碳，并接纳电子负氢与正碳相互吸引四中心过渡态烷基硼氧

27、化反响的机理HOOH+-OH- H2OHOO-R2BRR2BROOH- HO-R2BOR烷基硼复原反响的机理(CH3CH2CH2)2BCH2CH2CH3 + RCOOH(CH3CH2CH2)2BCH2CH2CH3COHOR(CH3CH2CH2)2BOCR + CH3CH2CH3O反响机理：Na + NH3Na+ + e-) NH3(e-)NH3HHHHCH3OH -CH3O-(e-) NH3CH3OH自在基负离子溶剂化电子自在基负离子 环上有给电子取代基时，反响速率减慢。 环上有吸电子取代基时，反响速率加快。金属钠溶解在液氨中可得到一种蓝色的溶液，这是由钠与液氨作用生成的溶剂化电子引起的有机化合物的转化及合成方法 l 要求掌握有机化合物各类官能团之间的转化关系、增长