有机化学复习要点资料(DOC 32页).doc
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1、一、 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 水杨酸、氯仿、甘油、甘油醛(DL型)、甘油酸(DL型)、草酸、葡萄糖、DMF、THF、乳酸(DL)、尿素、糠醛等。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
2、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”。几何异构体的命名 立体结构的表示方法:1)伞形式:2)锯架式:3) 纽曼投影式:4)菲舍尔投影式:5)构象(conformation) (1) 乙烷构象:最稳定构象是交叉式,最不稳定构象是重叠式。(2) 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。(3) 环己烷构象:最稳定构象是椅式构象。一取代环己烷最稳定构象是e取代的椅 式构象。多取代环己烷最稳定构象是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1. 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
3、,为Z构型,在相反侧,为E构型。2、 顺/反标记法:在标记烯烃和脂环烃的构型时,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。 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。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。化合物的手性:(1)没有对称因素的分子即为手性分子,常见的对称因素为对称面、对称中心等。(2)手性碳的存在常使
4、分子具有手性,但如果分子对称即便有手性碳,也不是手性分子可能为内消旋体。(3)构成分子手性的特殊结构还有:(aa,bb) , , (aa,bb) 系统命名规则:(1) 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: 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。 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。 当羟基与羰基并存时,以醛、酮为母体。 当羰基与羧基并存时,以羧酸为母体。 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
5、三键的位次数相同,则应给双键以最低编号。4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,熟悉常见五元和六元杂环的结构和名称(呋喃、噻吩、吡咯、吡啶、吲哚、喹啉等)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,沿键由近而远传递,距离越远影响越小。它包括吸电子诱导效应和给电子诱导效应。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递,不随碳链的增长而减弱。它包括吸电子共轭效应和给电子共轭效应。共轭效应的形式有-共轭(如共轭烯烃、苯环)和p-共轭(如烯丙基碳正离子)。其他弱共轭效应有-P超共轭(如3o对
6、自由基或者碳正离子的稳定), -超共轭等。要求掌握诱导效应和共轭效应产生的原因及特点,能用电子效应解释碳正离子、碳负离子和游离基的稳定性,取代基对羧酸、酚酸性的影响及对胺碱性的影响;解释不对称烯烃进行亲电加成时所遵循的马氏规则、卤代烃和醇进行消除时所遵循的查依采夫规则、不同结构的卤代烃进行亲核取代反应的活性、羰基化合物进行亲核加成反应的活性等。 三、有机化合物的基本反应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。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
7、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。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:HCHOCH3CHORCHOC6H5CHOCH3COCH3RCOCH3C6H5COCH3
8、C6H5COC6H5 (3)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。 2、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: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
9、则,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。要注意,卤代烃的消除和水解是竞争反应。 (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。 、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
10、应的规律,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定。掌握五元、六元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。 、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(SN1)和双分子历程(SN2),一级卤代烃易按SN2历程反应,三级卤代烃一般按SN1历程反应,二级卤代烃则两者兼而有之。要在理解反应历程的基
11、础上掌握不同卤代烃进行亲核取代反应的活性。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,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。、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CH34、氧化还原反应 包括氧化反应和还原反应两种类型。 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
12、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。 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
13、醇羟基、双键等,用黄鸣龙还原法时,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 含有氢的醛在稀碱条件下生成羟基醛,此化合物不稳定受热容易脱水,生成、不饱和醛。因此,此反应常用来增长碳链制备、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。 四、有机
14、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。苯酚与溴水生成三溴苯酚白色沉淀。 (苯胺有类似反应)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
15、托伦试剂 (AgNO3 +NH3水),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(CuSO4 + NaOH +酒石酸钠),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CH3CHOH结构的醇用碘的氢氧化钠溶液(碘仿反应),乙醛也可以发生碘仿反应,其他的醛不行。 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1 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。2 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
16、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。 氨基酸的鉴别:茚三酮蓝紫色 蛋白质的鉴别:茚三酮、双缩脲 淀粉:I2 蓝色烷烃、环烷烃和构象由碳和氢两种元素所组成,通式为CnH2n+2 的一类化合物称为烷烃,环烷烃的通式 与烯烃相同(CnH2n )。烷烃、环烷烃分子中只存在单键,因此被称为是“饱和烃”。 由于分子中碳原子的联结顺序和方式不同,烷烃存在同分异构现象。卤代反应是自由基反应是包括链引发、链传递和链终结的连锁反应。以甲烷的氯代为例: 卤素的反应活性
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