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大学有机化学复习总结.doc

大学有机化学复习总结

liuxiaoliuxiao
2013-10-22 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《大学有机化学复习总结doc》,可适用于高等教育领域

有机化学复习总结、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。、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:木醇、甘醇、甘油、石炭酸、蚁酸、水杨醛、水杨酸、氯仿、草酸、苦味酸、肉桂酸、苯酐、甘氨酸、丙氨酸、谷氨酸、巴豆醛、葡萄糖、果糖等。还应熟悉一些常见的缩写及商品名称所代表的化合物如:RNA、DNA、阿司匹林、福尔马林、尼古丁等。、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。、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”。、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  ()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  ()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:(CH)C>(CH)CH>CHCH>CH  ()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=CH>(CH)CH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”一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。()、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:CHCHBrC=C(反式Z型)HCHCHCHCHCHC=C(反式E型)HCHCH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。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:①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。②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。③当羟基与羰基并存时以醛、酮为母体。④当羰基与羧基并存时以羧酸为母体。⑤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。官能团的优先顺序:COOH(羧基)>SOH(磺酸基)>COOR(酯基)>COX(卤基甲酰基)>CONH(氨基甲酰基)>CN(氰基)>CHO(醛基)>CO(羰基)>OH(醇羟基)>OH(酚羟基)>SH(巯基)>NH2(氨基)>O(醚基)>双键>叁键()、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。二、有机化合物的基本反应、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。()、亲电加成:由亲电试剂的进攻而进行的加成反应。要求掌握不对称烯烃进行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、水以及共轭双烯的和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。()、亲核加成:由亲核试剂进攻而进行的加成反应。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─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:HCHO>CHCHO>RCHO>CHCHO>CHCOCH>RCOCH>CHCOCH>CHCOCH()、自由基加成:由自由基引发而进行的加成反应。烯烃在过氧化物存在下与溴化氢进行的加成是自由基加成。不对称烯烃与溴化氢进行自由基加成时得到反马氏规则的产物即氢加到含氢较少的双键碳原子上。加成反应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等。、消除反应从一个化合物分子中脱去较小分子(如HO、HX、NH)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。()、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:三级>二级>一级。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β碳时消除时脱去含氢少的β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。要注意卤代烃的消除和水解是竞争反应。()、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。、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。⑴、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以及重氮盐的偶合反应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α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、吡咯进行亲电取代反应的活性比苯大而吡啶比苯小。⑵、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羧酸衍生物的水解、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(SN)和双分子历程(SN)伯卤代烃易按SN历程反应叔卤代烃一般按SN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SN反应支链越多活性越强反应速率越快SN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SN历程反应的活性由大到小排序为:(CH)CI>(CH)CBr>(CH)CHBr。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。⑶、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α卤代是自由基取代反应。反应条件是高温、光照或过氧化物存在。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:三级>二级>一级>·CH、氧化还原反应包括氧化反应和还原反应两种类型。⑴、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、重铬酸钾的硫酸溶液、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。⑵、还原反应不饱和烃的催化氢化、醛、酮、羧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HNi、NaCHOH、FeHCl、NaBH、、、LiAlH、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─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。、缩合反应主要包括羟醛缩合和酯缩合。()羟醛缩合含有α氢的醛在稀碱条件下生成β羟基醛此化合物不稳定受热容易脱水生成α、β不饱和醛。因此此反应常用来增长碳链制备α、β不饱和醛。要求掌握羟醛缩合的反应条件。()克莱森酯缩合含有α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β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、脱羧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炔化物的烃化、格氏试剂法及芳香重氮盐等在有机合成中应用非常广泛。、炔化物的烃化具有炔氢的炔烃与氨基钠作用得炔钠炔钠与伯卤代烃反应得到烷基取代得炔烃。此反应可增长碳链制备高级炔烃。、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。、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。四、有机化学的知识点、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)同时一般使苯环活化(卤素等例外)。例如O,N(CH),NH,OH,OCH,NHCOCH,OCOCH,R,X(ClBrI),CH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)同时使苯环钝化。例如N(CH),NO,CN,SOH,CHO,COCHCOOH,COOCH,CONH,NH等。、两类电子基:吸电子基:使电子云密度减小的基团,如COOH,COOR,NO,X,HSO,CHO,COR等。供电子基:使电子云密度增大的基团,如R,OH,OR,NH,NHCOR等。、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<,二甲基戊烷<甲基己烷<正庚烷<甲基庚烷。五、有机化合物的鉴别烯烃、二烯、炔烃及三、四元的脂环烃:溴的四氯化碳溶液溴腿色含有炔氢的炔烃: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。苯酚与溴水生成三溴苯酚白色沉淀。羰基化合物: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CHCH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NaNOHCl: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:用溴水葡萄糖能使溴水腿色而果糖不能。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。OHPAGE

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