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文档简介

有机化学期末复习总结-、有机化合物的命名命名是学习有机化学的“语言”,因此,要求学习者必须掌握。有机合物的命名包括俗名、习惯命名、系统命名等方法,要求能对常见有机化合物写出正确的名称或根据名称写出结构式或构型式。1.俗名及缩写:要求掌握一些常用俗名所代表的化合物的结构式,如:甘油、石炭酸、蚁酸、水杨醛、水杨酸、草酸、呋喃、毗咯、毗啶、甘氨酸、丙氨酸、葡萄糖、果糖等。2、习惯命名法:要求掌握“正、异、新”、“伯、仲、叔、季”等字头的含义及用法,掌握常见烃基的结构,如:烯丙基、丙烯基、正丙基、异丙基、异丁基、叔丁基、苄基等。3、系统命名法:系统命名法是有机化合物命名的重点,必须熟练掌握各类化合物的命名原则。其中烃类的命名是基础,几何异构体、光学异构体和多官能团化合物的命名是难点,应引起重视。要牢记命名中所遵循的“次序规则”。4、次序规则:次序规则是各种取代基按照优先顺序排列的规则(1)原子:原子序数大的排在前面,同位素质量数大的优先。几种常见原子的优先次序为:I>Br>Cl>S>P>O>N>C>H(2)饱和基团:如果第一个原子序数相同,则比较第二个原子的原子序数,依次类推。常见的烃基优先次序为: (CH3)3C->(CH3)2CH->CH3CH2->CH3(3)不饱和基团:可看作是与两个或三个相同的原子相连。不饱和烃基的优先次序为:-C=CH>-CH=CH2>(CH3)2CH-次序规则主要应用于烷烃的系统命名和烯烃中几何异构体的命名烷烃的系统命名:如果在主链上连有几个不同的取代基,则取代基按照 “次序规则”依次列出,优先基团后列出。按照次序规则,烷基的优先次序为:叔丁基>异丁基>异丙基>丁基>丙基>乙基>甲基。(4)、几何异构体的命名:烯烃几何异构体的命名包括顺、反和Z、E两种方法。简单的化合物可以用顺反表示,也可以用Z、E表示。用顺反表示时,相同的原

子或基团在双键碳原子同侧的为顺式,反之为反式。如果双键碳原子上所连四个基团都不相同时,不能用顺反表示,只能用Z、E表示。按照“次序规则”比较两对基团的优先顺序,较优基团在双键碳原子同侧的为Z型,反之为E型。必须注意,顺、反和Z、E是两种不同的表示方法,不存在必然的内在联系。有的化合物可以用顺反表示,也可以用Z、E表示,顺式的不一定是Z型,反式的不一定是E型。例如:CH3-CH2 Br7=c1(反式,z型)H ,H2-CH3CH3-CH2 CH3、C=C1^ (反式,E型)H、ch2-ch3脂环化合物也存在顺反异构体,两个取代基在环平面的同侧为顺式,反之为反式。CH3、=ZCH3、=ZClH:\2H5*(Z)—3一氯一2一戊烯CH3、、/CH/C2H5C\Cl任)-3一氯-2-戊烯AC '"c%/CCAC '"c%/CC\ /CH HHzHC\CH3CH,CH顺一2—丁烯 反一2一丁烯顺一1,4一二甲基环己烷反一1,4一二甲基环己烷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。(Fisher投影式构型的判断:最小基团在横键上,大判断:最小基团在横键上,大一小顺时针S,反之R。最小基团在竖键上,大一小顺时针R,反之S。)b5型b5型双官能团化合物的命名: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:口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。口当双键与羟基、羰基、竣基并存时,不以烯烃为母体,而是以醇、醛、酮、较酸为母体。口当羟基与羰基并存时,以醛、酮为母体。口当羰基与竣基并存时,以较酸为母体。口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可能低的数字,如果双键与三键的位次数相同,则应给双键以最低编号。(5)、杂环化合物的命名由于大部分杂环母核是由外文名称音译而来,所以,一般采用音译法。要注意取代基的编号。JPH(6)立体结构的表示方法:烷烃构象异构Newman投影式HWH 山HTHh-pCXhcooh旋光异构体Fisher投影式H OHCH3糖类化合物Harworth式。⑺芳香烃的命名所有命名:注意书写规范,阿拉伯数字之间用“逗号”,汉字与阿拉伯数字之间用“横线”。二、有机化合物的基本反应/自由基反应,‘自由基取代:烷烃卤代、芳烃侧链卤代、烯烃的a一H卤代,自由基加成:烯,快的过氧化效应/自由基反应,反应类型《(按历程分)离子型反应”反应类型《(按历程分)离子型反应”亲电取代:亲核取代:亲核加成:I消除反应:烯、快、二烯烃的加成,脂环烃小环的开环加成芳环上的亲电取代反应卤代烃、醇的反应,环氧乙烷的开环反应,醚键断裂反应,卤苯的取代反应焕烃的亲核加成卤代烃和醇的反应L协同反应:双烯合成1、加成反应:根据反应历程不同分为亲电加成、亲核加成和游离基加成。(1)亲电加成:由亲电试剂的进攻而进行的加成反应,如烯烃、炔烃的加成。要求掌握不对称烯烃进行,遵循马氏规则(HBr-HOOH条件下反马规则)。亲电加成反应时所遵循的马氏规则,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应。烯烃进行亲电加成反应时,双键上电子云密度越大,反应越容易进行。(2)亲核加成:由亲核试剂进攻而进行的加成反应,如醛和酮的加成。要掌握亲核试剂的概念、亲核加成反应的历程(简单加成及加成一消除)、不同结构的羰基化合物进行亲核加成反应的活性顺序及影响反应活性的因素。羰基化合物与氰氢酸、亚硫酸氢钠、醇、格氏试剂、氨及氨衍生物的加成都是亲核加成反应。羰基化合物进行亲核加成反应的活性顺序为:(以课本为准)HCH3cH3cHO>RCHO>C6H5cH3cH3c0cH3>RC0cH3>C6H5c0cH3>C6H5c0c6H52、消除反应:从一个化合物分子中脱去较小分子(如H2O、HX、NH3)而形成双键或三键的反应叫消除反应。卤代烃脱卤化氢和醇脱水是重要的消除反应。(1)、卤代烃脱卤化氢:卤代烃的消除反应是在强碱性条件下进行。不同结构的卤代烃进行消除反应的活性顺序为:3°>2°>1°。要掌握卤代烃进行消除反应时所遵循的查依采夫规则,当卤代烃中不只含有一个P碳时,消除时脱去含氢少的P碳上的氢原子,或者说总是生成双键碳上连有烃基较多的烯烃,亦即仲卤代烷和伯卤代烷发生消去反应时,主要生成双键上连接烃基最多的烯烃。(2)、醇的消除:醇的消除反应在强酸性条件下进行,消除方向也遵循查依采夫规则。要掌握不同结构的醇进行消除反应的活性顺序:叔醇>仲醇>伯醇。3、取代反应根据反应历程的不同可分为亲电取代、亲核取代、游离基取代。(1)、亲电取代:由于亲电试剂的进攻而引发的取代反应称亲电取代反应。苯环上的卤化、硝化、磺化、付氏烷基化和酰基化等,都是亲电取代反应,萘环和芳香杂环上也能发生亲电取代反应。要注意苯环上有致钝基团时不能进行付氏反应,苯环上进行烷基化时会发生异构化现象。掌握萘环上进行亲电取代反应的规律,第一个取代基主要进入a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定。掌握五员、六员芳香杂环化合物的亲电取代反应以及它们与苯环比较进行亲电取代反应活性的差异,呋喃、噻吩、毗咯进行亲电取代反应的活性比苯大,而毗啶比苯小。(2)、亲核取代由亲核试剂的进攻而引起的取代反应称亲核取代反应。卤代烃的水解、醇解、氰解、氨解,醇与氢卤酸的反应,醚键的断裂,较酸衍生物的水解、醇解、氨解等都是亲核取代反应。卤代烃的亲核取代反应可按两种历程进行,单分子历程6")和双分子历程(SN2),伯卤代烃易按SN2历程反应,叔卤代烃一般按SN1历程反应,仲卤代烃则两者兼而有之。要在理解反应历程的基础上掌握不同卤代烃进行亲核取代反应的活性,SN1反应支链越多活性越强,反应速率越快,SN2反应支链越多,反应活性越弱,反应速率越慢。如:下列化合物按SN1历程反应的活性由大到小排序为:(CH3)3CI>(CH3)3CBr>(CH3)2CHBr。要注意,在碱性条件下卤代烃的取代和消除是互相竞争的反应,叔卤代烃容易发生消除,伯卤代烃易发生取代,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。(3)、自由基取代:由自由基的引发而进行的取代称自由基取代。烷烃的卤代,烯烃和烷基苯的a卤代是自由基取代反应。反应条件是高温、光照。自由基的稳定性和中心碳原子上所连的烷基数目有关,烷基越多,稳定性越大。自由基的稳定次序为:3°>2°>1°>-CH34、氧化还原反应包括氧化反应和还原反应两种类型。口、氧化反应烯、炔、芳烃侧链以及醇、酚、醛、酮等都易发生氧化反应要掌握几种常用的氧化剂,如高锰酸钾、重铭酸钾的酸性溶液、氧气(空气)、臭氧以及托伦试剂、斐林试剂、次卤酸钠等。掌握氧化反应在实际中的应用,如臭氧氧化可用来推测烯烃的结构,托伦试剂和斐林试剂的氧化可用来鉴别醛和酮等。(2)、还原反应不饱和烃的催化氢化、醛、酮、较酸及酯还原为醇,硝基苯还原为苯胺等都是还原反应。要掌握几种常用的还原剂,如H2/Ni、Na+C2H5OH、Fe+HCl、NaBH4、LiAlH4、异丙醇/异丙醇铝等,注意后面三种是提供负氢离子的还原剂,只对羰基选择加氢,与双键、三键不发生作用。还要掌握羰基还原为亚甲基的两种方法,注意,进行克莱门森还原时反应物分子中不能存在对酸敏感的基团,如醇羟基、双键等,用伍尔夫一吉日聂尔还原及黄鸣龙改进法时,反应物分子中不能带有对碱敏感的基团,如卤素等。5、缩合反应主要包括羟醛缩合和酯缩合。(1)羟醛缩合含有a氢的醛在稀碱条件下生成B-羟基醛,此化合物不稳定受热容易脱水,生成a、万不饱和醛。因此,此反应常用来增长碳链制备a、6不饱和醛。要求掌握羟醛缩合的反应条件。(2)克莱森酯缩合含有a氢的酯在强碱条件下发生克莱森酯缩合,两分子酯之间脱去一分子醇生成P酮酸酯。要掌握反应条件及在实际中的应用,有机合成中广泛应用的乙酰乙酸乙酯就是通过此反应制备的。除了上述五种类型的反应之外,还要求掌握重氮化反应、芳香重氮盐的取代反应、脱竣反应等,注意反应条件、产物及其在实际中的应用。三、有机化合物的转化及合成方法要求掌握有机化合物各类官能团之间的转化关系、增长和缩短碳的方法,在此基础上设计简单有机化合物的合成路线。熟练掌握苯进行付氏烷基化、酰基化、炔化物的烃化、羟醛缩合、格氏试剂法等都可以增长碳链;格氏试剂法及芳香重氮盐等在有机合成中应用非常广泛。1、格氏试剂法格氏试剂在有机合成中应用极为广泛,它与环氧乙烷、醛、酮、酯反应可用来制备不同结构的醇等。这些反应既可增长碳链,又可形成所需的官能团。(格式试剂和CO2、O2的反应,制取碳原子数增长的较酸、醇。)2、重氮盐取代法芳香重氮盐的重氮基可被氢原子、卤素、羟基、氰基取代,由于苯环上原有取代基定位效应的影响而使某些基团不能直接引入苯环时,可采用重氮盐取代的方法。要注意被不同基团取代时的反应条件。3.乙酰乙酸乙酯的酮式、酸式分解:制取羰基酸和较酸。四、有机化学的知识点1、两类定位基:邻对位定位基:使新进入的取代基主要进入它的邻位和对位(邻位和对位异构体之和大于60%);同时一般使苯环活化(卤素等例外)。例如—O-,—N(CH3)2,—NH2,—OH,OCH3,—NHCOCH3,—OCOCH3,—R,—X(Cl,Br,I)等。间位定位基:使新进入的取代基主要进入它的间位(间位异构体大于40%);同时使苯环钝化。例如-NO2,-CN,-SO3H,-CHO,-COCH3、-COOH,-COOCH3,-CONH2,-NH2等。2、两类电子基:吸电子基:使电子云密度减小的基团,-COOH,-COOR,-NO2,-X,-HSO3,-CHO,-CO-R等。供电子基:使电子云密度增大的基团,如-R,-OH,-OR,-NH2,-NHCOR等。3、相同C原子有机物的熔沸点:支链越多沸点越低,对称性越高,熔点越高,如下列化合物沸点由低到高排列为:正戊烷<3,3-二甲基戊烷<2-甲基己烷<正庚烷<2-甲基庚烷。4、氢键对沸点及水溶性的影响。氢键越强,水溶性越大,沸点越高。如:醇、醛、酮、胺等。五、有关规律马氏规则: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。查依采夫规律: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。基团的“次序规则”六、有机化合物的鉴别烯烃、二烯、炔烃及三、四元的脂环烃:Br2/CCl4溶液,澳褪色。含有炔氢的炔烃:硝酸银或氯化亚铜的氨溶液,生成炔化银白色沉淀或炔化亚铜红色沉淀。卤代烃:硝酸银的醇溶液,生成卤化银沉淀;不同结构的卤代烃生成沉淀的速度不同,叔卤代烃和烯丙式卤代烃最快,仲卤代烃次之,伯卤代烃需加热才出现沉淀。醇:与金属钠反应放出氢气(鉴别6个碳原子以下的醇);用卢卡斯试剂鉴别伯、仲、叔醇,叔醇立刻变浑浊,仲醇放置后变浑浊,伯醇放置后也无变化。

酚或烯醇类化合物:用三氯化铁溶液产生颜色。苯酚与澳水生成三澳苯酚白色沉淀。羰基化合物:2,4-二硝基苯肼,产生黄色或橙红色沉淀;区别醛与酮用托伦试剂,醛能生成银镜,而酮不能;区别芳香醛与脂肪醛或酮与脂肪醛,用斐林试剂,OH脂肪醛生成砖红色沉淀,而酮和芳香醛不能;鉴别甲基酮和具有CH3-CH-OH结构的醇用碘的氢氧化钠溶液,生成黄色的碘仿沉淀。甲酸:用托伦试剂,甲酸能生成银镜,而其他酸不能。胺:区别伯、仲、叔胺有两仲方法.用苯磺酰氯或对甲苯磺酰氯,在NaOH溶液中反应,伯胺生成的产物溶于NaOH;仲胺生成的产物不溶于NaOH溶液;叔胺不发生反应。.用NaNO2+HCl:脂肪胺:伯胺放出氮气,仲胺生成黄色油状物,叔胺不反应。芳香胺:伯胺生成重氮盐,仲胺生成黄色油状物,叔胺生成绿色固体。糖:葡萄糖与果糖:用澳水,葡萄糖能使澳水腿色,而果糖不能。麦芽糖与蔗糖:用托伦试剂或斐林试剂,麦芽糖可生成银镜或砖红色沉淀,而蔗糖不能。七.概念、物理性质、结构稳定性、反应活性1.1.同分异构体CH3「碳架异构H2c;C—CH2CH2HC=C-CH2H2 2 2 3产造异构:位置异构CHfCHCH2cH3CH3cH=CHCH3官能团异构CH3cH20HCH30cH3、互变异构工立体异构.构型异构,।构象异构、互变异构工立体异构.构型异构,।构象异构CH2=CH-OH'=^CH3CHO‘顺反异构,对映异构2.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+、RCH2+、CH3CO+、NO2+、+SO3H、SO3、BF3、AlCl3等,都是亲电试剂。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-、NH2-、RCH2-、RO-、RS-、PhO-、RCOO-、X-、H2O、ROH、ROR、NH3、RNH2等,都是亲核试剂。自由基试剂:^^!F20.吗^!F2B-Cl2、Br2是自由基引发剂,少量的自由基引发剂就可引发反应。.旋光性手性: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:.电子效应1)诱导效应2)共轭效应(n-n共轭,p-n共轭,o-p超2共轭,o-n超共轭。3)空间效应一空间阻碍:已有基团对新引入基团的空间阻碍作用。(Xo^oh立体效应(空间效应)范德华张力:两个原子或原子团距离太近,小于两/、立体效应(空间效应)范德华张力:两个原子或原子团距离太近,小于两/、3SOqH者的范德华半径之和而产生的张力。I./ 3▼CHQso3H.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:.稳定性判断.烯烃稳定性判R2C=CR2>R2C=CHR>RCH=CHR(E-构型)>RCH=CHR(Z-构型)>rhc=ch2>ch2=ch2.环烷烃稳定性判断3.开链烃构象稳定性4.环己烷构象稳定性5.反应中间体稳定大小判断(碳正离子,碳负离子,自由基)碳正离子的稳性顺序:十CH2=十CH2=CH—CHCZ/^Ch,十 +>(CH3)3c>(CH3)2CH>CH3cH2>CH3自由基稳定性顺序:CH=CH-CHn2 2〉(CH3)3c>9Hp2cH>CH3cH2>CH3dCH2 。。碳负离子稳定性顺序:(p-共轭>3°>2°>1°>CH3-)(四)酸碱性的判断.不同类型化合物酸碱性判断HO-H>RO-H>HUC-H>啊一口>CH2C=CH-H>CH3cH2—HpKa15.7 16-19 25 34 ~40 ~49.液相中醇的酸性大小1°>2°>3°

.酸性大小的影像因素(吸电子基与推电子基对酸性的影响):酸>酚>凡0>醇脂肪族较酸中有吸电子基团则酸性增强,吸电子能力越强,数目越多,则酸性越强,反之越弱。芳香族较酸取代基位于对位主要考虑共轭效应,间位主要考虑诱导效应。(五)反应活性大小判断.烷烃的自由基取代反应X2的活性:F2>Cl2>Br2>I2.烯烃的亲电加成反应活性R2C=CR2>R2C=CHR>rch=chr>rch=ch2>ch2=ch2>ch2=chx.烯烃的催化加氢反应活性

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