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文档简介
1、 3)纽曼投影式:HHHHTJTHHH4)菲舍尔投影式:2)锯架式:有机化学总结一有机化合物的命名能够用系统命名法命名各种类型化合物:包括烷烃,烯烃,炔烃,烯炔,脂环烃(单环脂环烃和多环置换脂环烃中的螺环烃和桥环烃),芳烃,醇,酚,醚,醛,酮,羧酸,羧酸衍生物(酰卤,酸酐,酯,酰胺),多官能团化合物(官能团优先顺序:一C00HS03HC00RCOXCNCHOC=OOH(醇)0H(酚)-SHNH20RC=CC三C(-R-X-N02),并能够判断出Z/E构型和R/S构型。根据化合物的系统命名,写出相应的结构式或立体结构式(伞形式,锯架式,纽曼投影式,Fischer投影式)。立体结构的表示方法:CO
2、OHD伞形式:hJ、hH3CCOOHHOHCH3构象(conformation)乙烷构象:最稳定构象是交叉式,最不稳定构象是重叠式。正丁烷构象:最稳定构象是对位交叉式,最不稳定构象是全重叠式。环己烷构象:最稳定构象是椅式构象。一取代环=J己烷最稳定构象是e取代的椅式构象。多取代环己烷】稳定构象是e取代最多或大基团处于e键上的椅式构象。立体结构的标记方法Z/E标记法:在表示烯烃的构型时,如果在次序规则中两个优先的基团在同一侧,为Z构型,在相反侧,为E构型。CHsiC/Q/C_CHC2H5(Z)3氯一2戊烯理、_ZC2H5/C=CHCl(E)3氯一2戊烯2、顺/反标记法:在标记烯烃和脂环烃的构型时
3、,如果两个相同的基团在同一侧,则为顺式;在相反侧,则为反式。CH3CH3/Cc、3HH顺2丁烯CH3、_ZH/C=CHCH3反2丁烯CHCH3HH顺1,4二甲基环己烷HCH3D3CH3H反1,4二甲基环己烷3、R/S标记法:在标记手性分子时,先把与手性碳相连的四个基团按次序规则排序。然后将最不优先的基团放在远离观察者,再以次观察其它三个基团,如果优先顺序是顺时针,则为R构型,如果是逆时针,则为S构型。cR型bS型注:将伞状透视式与菲舍尔投影式互换的方法是:先按要求书写其透视式或投影式,然后分别标出其R/S构型,如果两者构型相同,则为同一化合物,否则为其对映体。二.有机化学反应及特点1.反应类型
4、厂自由基反应,自由基取代:烷烃卤代、芳烃侧链卤代、烯烃的lH卤代自由基加成:烯,炔的过氧化效应反应类型(按历程分)离子型反应亲电加成:烯、炔、二烯烃的加成,脂环烃小环的开环加成亲电取代:芳环上的亲电取代反应J亲核取代:卤代烃、醇的反应,环氧乙烷的开环反应,醚键断裂反应,卤苯的取代反应亲核加成:炔烃的亲核加成I消除反应:卤代烃和醇的反应协同反应:双烯合成还原反应(包括催化加氢):烯烃、炔烃、环烷烃、芳烃、卤代烃氧化反应:烯烃的氧化(高锰酸钾氧化,臭氧氧化,环氧化);炔烃高锰酸钾氧化,臭氧氧化;醇的氧化;芳烃侧链氧化,芳环氧化)有关规律马氏规律:亲电加成反应的规律,亲电试剂总是加到连氢较多的双键碳
5、上。过氧化效应:自由基加成反应的规律,卤素加到连氢较多的双键碳上。空间效应:体积较大的基团总是取代到空间位阻较小的位置。定位规律:芳烃亲电取代反应的规律,有邻、对位定位基,和间位定位基。查依切夫规律:卤代烃和醇消除反应的规律,主要产物是双键碳上取代基较多的烯烃。休克尔规则:判断芳香性的规则。存在一个环状的大n键,成环原子必须共平面或接近共平面,n电子数符合4n+2规则。霍夫曼规则:季铵盐消除反应的规律,只有烃基时,主要产物是双键碳上取代基较少的烯烃(动力学控制产物)。当B碳上连有吸电子基或不饱和键时,则消除的是酸性较强的氢,生成较稳定的产物(热力学控制产物)基团的“顺序规则”反应中的立体化学烷
6、烃:烷烃的自由基取代:外消旋化烯烃:烯烃的亲电加成:溴,氯,HOBr(HOCl),羟汞化-脱汞还原反应反式加成其它亲电试剂:顺式+反式加成烯烃的环氧化,与单线态卡宾的反应:保持构型烯烃的冷稀皿。/气0氧化:顺式邻二醇烯烃的硼氢化-氧化:顺式加成烯烃的加氢:顺式加氢环己烯的加成(1-取代,3-取代,4-取代)炔烃:选择性加氢:Lindlar催化剂顺式烯烃Na/NH(L)反式加氢3亲核取代:S1:外消旋化的同时构型翻转NS2:构型翻转(Walden翻转)N消除反应:E2,E1cb:反式共平面消除。环氧乙烷的开环反应:反式产物四概念、物理性质、结构稳定性、反应活性一).概念1.同分异构体同分异构立体
7、异构ch33碳架异构H2C=C-CH2CH2H2CP-CH3位置异构CH2二CHCH2CH3CH3CH二chch3官能团异构CH3CH2OHCH3OCH3互变异构CH=CHOHCH3CHO3顺反异构,对映异构构型异构-构象异构试剂亲电试剂:简单地说,对电子具有亲合力的试剂就叫亲电试剂(electrophilicreagent)。亲电试剂一般都是带正电荷的试剂或具有空的p轨道或d轨道,能够接受电子对的中性分子,如:H+、Cl+、Br+、RCH+、CHCO+、N0+、+SOH、SO、23233BF、AlCl等,都是亲电试剂。33亲核试剂:对电子没有亲合力,但对带正电荷或部分正电荷的碳原子具有亲合力
8、的试剂叫亲核试剂(nucleophilicreagent)。亲核试剂一般是带负电荷的试剂或是带有未共用电子对的中性分子,如:OH-、HS-、CN-、NH-、RCH-、RO-、RS-、PhO-、22RCOO-、X-、HO、ROH、ROR、NH、RNH等,都是亲核试剂。232自由基试剂:Clhv或高温一均裂-2C1+Br2hv或高温均裂Cl、Br是自由基引发剂,此外,过氧化氢、过氧化苯22甲酰、偶氮二异丁氰、过硫酸铵等也是常用的自由基引发剂少量的自由基引发剂就可引发反应,使反应进行下去。酸碱的概念布朗斯特酸碱:质子的给体为酸,质子的受体为碱。Lewis酸碱:电子的接受体为酸,电子的给与体为碱。共价
9、键的属性键长、键角、键能、键矩、偶极矩。杂化轨道理论SP3、SP2、sp杂化。旋光性平面偏振光:手性:手性碳:旋光性:旋光性物质(光学活性物质),左旋体,右旋体内消旋体、外消旋体,两者的区别:对映异构体,产生条件:非对映异构体:苏式,赤式:fHOHOHHOHCOH赤式CHOHOHHOHch2oh苏式差向异构体:Walden翻转:电子效应1)诱导效应3)空间效应2)共轭效应(n-n共轭,p-n共轭,o-p超2共轭,o_n超共轭。空间阻碍:已有基团对新引入基团的空间阻碍作用。缓一OH立体效应(空间效应)范德华张力:者的原德华原子团和而产近的张力两占加?1*和CH 其它内型(endo),外型(exo
10、):COCH3endo(内型)3Hexo(外型)顺反异构体,产生条件:烯醇式:二).物理性质沸点高低的判断?不同类型化合物之间沸点的比较;同种类型化合物之间沸点的比较。熔点,溶解度的大小判断?形成有效氢键的条件,形成分子内氢键的条件(三).稳定性判断烯烃稳定性判断RC=CRRC=CHRRCH二CHR(E-构型)222RCH=CHR(Z-构型)RHC=CHCH=CH222环烷烃稳定性判断开链烃构象稳定性环己烷构象稳定性反应中间体稳定大小判断(碳正离子,碳负离子,自由基)-FCH广CHCH。22CH2碳正离子的稳性顺序:+(CH3)3C(CH3)2CHCH3CH2CH3自由基稳定性顺序:CH=CH
11、CHchChCh22(CH3)3C(CH3)2CHCH3CH2CH3CH2碳负离子稳定性顺序:CH2CHCH2OCH2_o_CH31Ro2R共振极限结构式的稳定性判断(在共振杂化体中贡dEt卜T仃1Pp、献程度):四)酸碱性的判断不同类型化合物算碱性判断HO-HRO-HHC三CHN-HCH2C=CHHCH3CH2_HpKa15.7161925344049液相中醇的酸性大小酸性大小的影像因素(吸电子基与推电子基对酸性的影响):Ml断五)烷烃的自由基取代反应X的活性:FClBrI22222选择性:FClBrRC=CHRRCH=CHRRCH=CH2CH2=CH2CH2=CHX烯烃环氧化反应活性R2C
12、=CR2RC=CHRRCH=CHRRCH=CH2CH2=CH2烯烃的催化加氢反应活性:CH=CHRCH=CHRCH=CHRRC=CHRRC=CR222222Diles-Alder反应双烯体上连有推电子基团(349页),亲双烯体上连有吸电子基团,有利于反应进行。例如:下列化合物ACH3!;cN3.CH2ClC.|什叫;D.与异戊二烯进行Diels-Alder反应的活性强弱顺序为:。卤代烃的亲核取代反应S1反应:Nch=chch2x3RX2RX1RXCH3X形成碳正离子的相对速率110-6SN2反应:CH3X1RX2RX3oRXBr10-11成环的S2反应速率是:Nvvvv五元环六元环中环,大环三
13、元环消除反应v四元环卤代烃碱性条件下的消除反应E2消除CH2=CHCHXCH3-CHXCH33RX2RX1RXCH3XRIRBrRCl醇脱水主要E1CH2CHHCH3HCH3OH口Q*3ROH2ROH1ROHOH芳烃的亲电取代反应芳环上连有活化苯环的邻对位定位基(给电子基)反应活性提高芳环上连有钝化苯环的间位定位基(吸电子基)或邻对位定位基反应活性下降。例如:下列芳香族化合物:TOC o 1-5 h zClnh2no2ch3A.如&B唏c-D硝化反应的相对活性次序为O例如:萘环的A.a位;B.B位;C.氯苯;D.苯在亲电取代反应中相对活性次序为为O例如:下列各化合物中,最容易与浓硫酸发生磺化反
14、应的是()OCH(CH3)2ClB.C.D.六)其它亲核性的大小判断试剂的碱性大小:芳香性的判断: 26 定位基定位效应强弱顺序:邻、对位定位基:一0-一N(CH3)2NH20H0CH3NHC0CH3R-0C0CH3-C6H5-F-Cl-Br-I间位定位基:-+NH3-N02-CN-C00H-S03H-CH0-C0CH3-C00CH3-C0NH2五、活性中间体与反应类型、反应机理反应机理:自由基取代反应机理中间体:自由基反应类型:烷烃的卤代,烯烃、芳烃的aH卤代。自由基加成反应机理中间体:自由基:反应类型:烯烃、炔烃的过氧化效应亲电加成反应机理中间体:环鎓离子(溴鎓离子,氯鎓离子)反应类型:烯
15、烃与溴,氯,次卤酸的加成中间体:碳正离子,易发生重排。反应类型:烯烃的其它亲电加成(HX,H0,HS0,224BH,羟汞化-去汞还原反应)、炔烃的亲电加成,小环烷烃的开环加成,共轭二烯烃的亲电加成。或环鎓离子):亲电取代反应机理:中间体:。-络合物(氯代和溴代先生成n络合物)反应类型:芳烃亲电取代反应(卤代,硝化,磺化烷基化,酰基化,氯甲基化)。亲核加成反应机理:中间体:碳负离子反应类型:炔烃的亲核加成亲核取代反应机理:Sn1反应中间体:碳正离子,易发生重排。反应类型:卤代烃和醇的亲核取代(主要是3),醚键断裂反应(3烃基生成的醚)。S2反应N中间体:无(经过过渡态直接生成产物)反应类型:卤代
16、烃和醇的亲核取代(主要是1),分子内的亲核取代,醚键断裂反应1烃基生成的醚,酚醚),环氧乙烷的开环反应。消除反应反应机理E1机理:中间体:碳正离子,易发生重排。反应类型:醇脱水,3RX在无碱性试剂条件下在污水乙醇中的消除反应。E2机理:中间体:无(直接经过过渡态生成烯烃)反应类型:RX的消除反应E1cb机理:中间体:碳负离子反应类型:邻二卤代烷脱卤素。重排反应机理:(rearrangement)重排反应规律:由不稳定的活性中间体重排后生成较稳定的中间体;或由不稳定的反应物重排成较稳定的产物。1、碳正离子重排1)负氢1,2迁移:CH3-CHCH2CH3CHCH32)烷基1,2迁移:CH3、+CH
17、rCch2CH3+CH3CCH2CH3CH33)苯基1,2迁移:C6H5+C6HrC一ch2OH频哪醇重排:5H6C2HCTH+CIO丄5IH6C*C6H5CCH2C6H5.C6H5CCH2c6H5+OHOCH3CH3吋厂厂CH3OHOHCH3CH3CH3c_cCH3+CH3卑-厂厂CH3OHCH3OH十OH2-HOCH3、cH3CH3-CCCH3OHCH3CH3CC_CH3(频哪酮)OCH3在频哪醇重排中,基团迁移优先顺序为:ArRH4)变环重排:OHCHCH35)烯丙位重排:碱性水解Cl+OH_CH3-CHkCHCh2C1CH3CH=CHCH2=CH3-CH_*CH3_C旷CHyH2OHC
18、H3_CH_CH=CH2OH2、其它重排1)质子1,3迁移(互变异构现象)O-IICH3-CCH3HO4LCH“C厂C=CHHgSO4,H2SO六、鉴别与分离方法七、推导结构1.化学性质:烯烃的高锰酸钾氧化;烯烃的臭氧化反应;芳烃的氧化;邻二醇的高碘酸氧化2.光波谱性质:红外光谱:36502500cm-iOH,NH伸缩振动33003000cm-iC三CH(3300),C=CH(3100),ArH(3030)伸缩振动30002700cm1CH,CH,次甲基,CHO(2720322820)伸缩振动18701650cm-iC=0(酸、醛、酮、酰胺、酯、酸酐)伸缩振动类别键和官能团伸缩(cm-1说明醛
19、、酮c=oR-CHO1750-16802720羧酸C=O1770-1750(缔合时在1710)OH气相在3550,液固缔合时在3000-2500(宽峰)酰卤C=O1800酸酐C=O1860-18001800-1750酯C=O1735酰胺C=Onh21690-16503520,3380(游离)缔合降低100晴CN2260-221016901450cm-1C-C,苯环骨架伸缩振动14751300cm-1CH,CH,次甲基面内弯曲振321000670cm-1C=CH,ArH,CH的面外弯2曲振动核磁共振谱:偶合裂分的规律:n+1规律一组化学等价的质子有n个相邻的全同氢核存在时,其NHnH2共振吸收峰
20、将被裂分为n+1个,这就是n+1规律。按照n+1规律用学位移图叫做一级谱图。在一级谱图中568.51.7391010.5121312RCOOH4.65.90.21.511109876543CCHRCHOCR2=CH-RaBrIONOHHHHHCcccccCHArch2nrcH2s2cChCHC=O2CH=CH-CH233c3chc-cH23环烷烃具体的推到方法:1).不饱和度的计算Q(不饱和度)二1/2(2+2n+n-n)431n、n、n分别表示分子中四价、三价和一4131价元素的原子个数。如果Q=1,表明该化合物含一个不饱和0=2,表明该化合物含两个C=C双键,或含一个C=C三键等;GM4,
21、表明该化合物有可能含有苯环。2).红外光谱观察官能团区域.先观察是否存在C=0(18201660cm-i,s).如果有C=0,确定下列状况.羧酸:是否存在0-H(34002400cm-1,宽峰,往往与C-H重叠)酰胺:是否存在N-H(3400cm-i附近有中等强度吸收;有时是同等强度的两个吸收峰酯:是否存在C-0(13001000cm-1有强吸收)酸酐:1810和1760cm-!附近有两个强的C=0吸收醛:是否存在0=C-H(2850和2750附近有两个弱的吸收)酮:没有前面所提的吸收峰.如果没有C=0,确定下列状况.醇、酚:是否存在0-H(34003300cm-1,宽峰;13001000cm
22、-i附近的C-O吸收)胺:是否存在N-H(3400cm-i附近有中等强度吸收;有时是同等强度的两个吸收醚:是否存在C-0(13001000cm-i有强吸收,并确认34003300cm-1附近是否有O-H吸收峰).观察是否有C=C或芳环C=C:1650cm-i附近有弱的吸收芳环:16001450cm-1范围内有几个中等或强吸收结合31003000cm-1的C-H伸缩振动,确定C=C或芳环。分析核磁共振谱图根据化学位移(6)、偶合常数(J)与结构的关系,识别一些强单峰和特征峰。如:下列孤立的甲基和亚OOCH基质子C信3号,极低磁场睡即6型现的羧基,醛基和形成分子内氢键的羟基信号。2CH3CR3RO
23、CH2CNCOOHCHO-OH采用重水交换的方法识别-OH、-NH、-COOH上2的活泼氢。如果加重水后相应的信号消失,则可以确定此类活泼氢的存在。(3)如果在6585ppm范围内有强的单峰或多重峰信号,往往是苯环的质子信号,再根据这一区域的质子数目和峰型,可以确定苯环上取代基数目和取代基的相对位置。(4)解析比较简单的多重峰(一级谱),根据每个组峰的化学位移及其相应的质子数目对该基团进行推断,并根据n+1规律估计其相邻的基团。(5)根据化学位移和偶合常数的分析,推出若干个可能的结构单元,最后组合可能的结构式。综合各种分析,推断分子的结构并对结论进行核对。有机化学试题库一、写出下列化合物的名称
24、或结构式(10分):4.1.2.L.厂CH2CH=CH23.()()()。d.CH3C三CCH3a.CH3CHCHCH3b.CH2CHClc.CH2CHCHCH2下列化合物或离子中有芳香性的是:b.c.Na+e.6.按SN1反应活性大小排列的顺序是:()()()。c.:二:JCH2CH2Cld.CH3CH2cHCH3Cla.(CH3)3CClb.Cl7.按E2消除反应活性大小排列的顺序是:b.rc.H3r)CH38.按沸点由高到低排列的顺序是:()()()( a.3-己醇;b.正己烷;c.2-甲基-2-戊醇;d.正辛醇;e.正己醇。9.按酸性由强到弱排列的顺序是:()()()()。a.Ab.c
25、.d.U99OOHCOOHCOOHCOOHCH3BrNO2f.10.按碳正离子稳定性由大到小排列的顺序是:)()()。b.+c.CH3CH=CHC+H2d.CH3C+HCH2CH3三、完成下列反应分):打“*”号者写出立体化学产物)(203+HClBrCH2CH2COCH3(CH2OH)2/H+IMg/乙醚CH3CHQIh3o+2.5.KMnO./HQ稀,冷/OHH+-6.CH2=chc吗c三ch+CH3CH2OHkohIAlBr+CH3CH2CH(CH3)CH2Br严dil.OH7.3+OCH3Cch2ch2CH-rCH2CH2SOC19.CHCHCHCOOH6522Zn-HgHCl10.S
26、OCCH3HCn-C3H7常OH*13.11.OH12.SHOAcHC、夕0C6H5CC6H5C6H5CH2MgBr纯醚一h3o+5hv15.+CcoochCOOCH;四、用化学方法鉴别(5分):五、写出下列反应的反应历程(15分):2.+Br2CH2=CHCCH;NaBr-H20,HBrEtONaEtOH3.CH3C=CHCH2CH2CH=fHCH3CH3CH3六、合成题(20分):CH2完成下列转化:CH=chch3(2)CH3CH2CH2OHCH3CH2CH=fCH2OH用三个碳以下的烯烃为原料(其它试剂任选3)合成4-甲基-2-戊酮。4.以甲苯为原料(其它试剂任选)合成间甲基苯胺。七、
27、推导结构(10分):下列NMR谱数据分别相当于分子式为CHO的下述510化合物的哪一种?a.(CH3)3CCHOb.(CH3)2CHCOCH3c.CH3CH2CH2COCH3d.CH3CH2OCH2CH3e.(CH3)2CHCH2CHO6二1.02(二重峰),5=2.13(单峰),TOC o 1-5 h z5=2.22(七重峰)。相当于:。5=1.05(三重峰),5=2.47(四重峰)。相当于:O二组单峰。相当于:O某烃A(C4H8),在较低温度下与氯气作用生成B(C4H8Cl2);在较高的温度下作用则生成C(C4H7Cl)oC与NaOH水溶液作用生成D(C4H7OH),但与NaOH醇溶液作用
28、却生成E(C4H6)oE与顺丁烯二酸酐反应生成F(C8H8O3)o试推断AF的构造,并写出有关反应式。有机化学试题库参考答案答案一、每小题1分(1X10)1.3,6二甲基4丙基辛烷;2.3烯丙基环戊烯;N-甲基-N-乙基环丁胺(或甲基乙基环丁胺);3甲基戊二酸单乙酯;5.7甲基4苯乙烯基3辛醇;6(2Z,4R)-4甲基2-戊烯;7.CH3CH2qHCH2CH2COClNH_C_HO二、每小题2分8.2X10)9.OCHO1.亲电试剂是:a、b、e、h;go2.有对映体存在的是:b、d。亲核试剂是:c、d、f、3.oH叫2b.”HHHH5.有芳香性的是:a、c、do6.(a)(d)(c)(b)。7.(c)(a)(b)。8.(d)(e)(a)(c)(b)。9.(f)(d)(c)(a)(b)。10.(a)(c)(d)(b)。a.H3C4.(c)(a)(d)(b)o三、每
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