2022年有机化学复习总结wei.docx

精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载有机化学复习总结一、试剂的分类与试剂的酸碱性1、 自由（游离）基引发剂在自由基反应中能够产生自由基的试剂叫自由基引发剂free radical initiator ,产生自由基的过程叫链引发；如：Cl 2hv 或高温2ClBr2hv 或高温2Br均裂均裂Cl 2、Br2是自由基引发剂,此外,过氧化氢、过氧化苯甲酰、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；2、亲电试剂简洁地说,对电子具有亲合力的试剂就叫亲电试剂（electrophilic reagent）；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 2、CH3CO、NO2、SO3H、SO3、BF3、AlCl3等,都是亲电试剂；在反应过程中,能够接受电子对试剂,就是路易斯酸（亲电试剂或亲电试剂的催化剂；Lewis acid ）,因此,路易斯酸就是3、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（ nucleophilic reagent ）；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 2、 RCH 2、RO、RS、 PhO、RCOO、X、H 2O、ROH、ROR 、NH 3、RNH2等,都是亲核试剂；在反应过程中,能够给出电子对试剂,就是路易斯碱（亲核试剂；4、试剂的分类标准 在离子型反应中,亲电试剂和亲核试剂是一对对立的冲突；如：Lewis base）,因此,路易斯碱也是CH3ONa + CH 3Br CH3OCH 3+ NaBr 的反应中, Na和CH 3是亲电试剂,而CH3O和 Br是亲核试剂；这个反应到底是亲反应仍是亲核反应呢？一般规定,是以在反应是最先与碳原子形成共价键的试剂为判定标准；在上述反应中,是CH3O最先与碳原子形成共价键,CH3O是亲核试剂,因此该反应属于亲核反应,更详细地说是亲核取代反应；二、反应类型自由基反应自由基取代：烷烃卤代、芳烃侧链卤代、烯烃的H卤代自由基加成：烯炔的过氧化效应,部分聚合反应亲电加成：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反应类型离子型反应亲核取代：卤代烃、醇的SN1反应,芳环上卤素被取代反应按历程分 排除反应：卤代烃和醇的E1反应亲核加成：醛、酮的亲核加成,羟醛缩合反应 亲核加成排除反应：羧酸衍生物的代表反应协同反应：反应连续进行,一步完成；双烯合成,协同反应不要求把握；三、有机反应活性中间体SN2、E2反应,周环反应；假如一个反应不是一步完成的,而是经过几步完成；就在反应过程中会生成反应活性中间体 active intermediate ；活性中间体能量高、性质活泼,是反应过程中经受的一种“ 短寿命 ” （远 小于一秒）的中间产物,一般很难分别出来,只有比较稳固的才能在较低温下被分别出来或名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 10 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载被仪器检测出来（如三苯甲烷自由基）1、 碳自由基（ carbon free radical ）,有机反应活性中间体是真实存在的物种；具有较高能量,带有单电子的原子或原子团,叫做自由基；自由基碳原子是电中性的,通常是 SP 2 杂化,呈平面构型；能使其稳固的因素是 P 共轭和 P 共轭；H H HC C H HH C H C CHH H自由基稳固性的次序为：CH2CHCH2CH 33CCH 32CHCH3CH2 CH 3CH2在自由基取代、自由基加成和加成聚合反应中都经受自由基活性中间体；2、 正碳离子（ carbocation）具有较高能量,碳上带有一个正电荷的基团,叫正碳离子,又称碳正离子；正碳离子通常是SP 2 杂化, 呈平面构型, P轨道是空的； 能使其稳固的因素有（ 1）诱导效应的供电子作用； （2）P 共轭和 P 共轭效应使正电荷得以分散；它是一个缺电子体系, 是亲电试剂和路易斯酸；HCCHHHHCHHCCHHH各种正碳离子的稳固性次序为：CH 2 CH CH2CH 33CCH32CHCH3CH2CH3CH 2在亲电加成、芳环上亲电取代、SN1、E1、烯丙位重排反应中 都经受正碳离子活性中间体；3、 碳负离子（ Carbanion）具有较高能量,碳上带一个负电荷的基团,叫碳负离子；烷基碳负离子一般是 SP 3 杂化,呈角锥形,孤对电子处于一个未成键的杂化轨道上；假如带负电荷的碳与双键相连,就这个烯丙位的碳负离子是 SP 2 杂化,呈平面构型,一对未成键的电子处于 P 轨道上,可以和 键发生 P 共轭；碳负电子是一个富电子体系,是强亲核试剂,也是一个路易斯碱；HHCHHCCHHHCH各种负碳离子的稳固性次序为：名师归纳总结 CH2 CHCH2CH31；R2；R3；R第 2 页,共 10 页CH2- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 这可能是由于烷基的推电子性诱导效应；学习必备欢迎下载s 成乙炔基、乙烯基和苯基负离子等的负电荷在含分较高的杂化轨道中,受核吸引较强, 因此比烷基负离子稳固,特别 HCC-：是相当稳固的；电荷非定域的碳负离子,由于形成 共轭体系,带负电荷的碳变为 sp 2 杂化的,这种电荷非定域化使稳固性大大增加,如烯醇盐可稳固存在；四、过渡状态（ transition state,简称 T.S）由反应物到产物（或到某个活性中间体）之间所经受的反应能量最高点的状态,在该状态时,旧的化学键将断裂而未断,新的化学键将形成而未形成,就像把一根橡皮筋拉到立刻就要断裂的那一瞬时,整个体系处于能量的最高状态,这个状态就称为过渡态；过渡态不能分别出来,用一般的仪器也检测不到他们的存在；如卤代烃的 BrSN2 反应：；CHH+ BrHHHHOOH+H C Br HOCHHHT.S过渡态的结构：（1）中心碳原子连接有五个基团,拥挤程度大,能量高；中心碳原子由原先的 SP 3杂化变为 SP 2 杂化,亲核试剂和离去基团连在P 轨道的两端,（2）处于同始终线上；其它三个基团与碳原子处于同一平面上；（3）亲核试剂和离去基团都带部分负电荷,其电荷量的大小视情形而定；（4）产物的构型有瓦尔登转化；过渡态与活性中间体的区分：（1）（2）（3）能量曲线上： T.S 处于能量曲线的峰顶上,能量高；中间体处于能量曲线的波谷上,能量相对较低；1015 秒）,中间体是真寿命： T.S 是一种活化络合物,寿命极短,只有几到几十飞秒（实存在的,寿命比T.S 要长些,在超强酸中能稳固存在；表示方法： T.S 不能用经典的价键理论去表示,中间体能用价键理论表示其结构；五、活性中间体与反应类型1、自由基：烷烃的卤代,烯烃、炔烃的过氧化效应,烯烃、芳烃的 H 卤代,加成聚合；2、 正碳离子：烯烃、炔烃的亲电加成,芳烃的亲电取代,脂环烃小环的加成开环,卤代烃和 醇的 SN1,E1 反应；3、 负碳离子：炔化物的反应,格氏试剂反应,其它金属有机化合物的反应；名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 10 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载六、反应历程及特点：反应名称活性中反应反应特点攻击试剂课本内容间体步骤自自由基自由基3 1三步反应,经受自由基,2链锁反自由基由取代应3立体化学上为外消旋产物基自由基3 自由基1三步反应, 经受自由基 2链锁反应反自由基3 键断裂,生成 键应加成亲电取代正离子2 1二步反应,经受正离子 -络合正离子物2生成芳环取代产物亲电加成正离子2 1二步反应,经受正碳离子2 键断正碳离子裂,生成 键亲 核SN2 无1 1反应连续进行 ,经受 T.S2有瓦尔登亲核试剂转化 3立体化学上得到旋光化合物取 代SN1 正碳离2 1二步反应, 经受正碳离子 2有重排亲核试剂子产物 3立体化学上得到外消旋产物消 除E2 无1 1 反应连续,经受T.S2产物烯烃遵碱守查依切夫规章反 应E1 正碳离2 1二步反应, 经受正碳离子 2有重排碱子产物 3生成烯烃遵守查依切夫规章亲核加成正或负亲核试剂亲核加成 -排除离子七、化合物的稳固性与结构的关系诱导效应 I吸电子诱导 ICH3BrIntroduction供电子诱导 +ICH 3CH 2共轭CH2CHCH2CH电子效应影响活性因素P共轭CH 2CHClOHOH共轭效应 C共轭CH2CHHHCConjugationHHHP共轭HCCHH空间阻碍：已有基团对新引入基团的空间阻碍作用；OH名师归纳总结 立体效应范德华张力：两个原子或原子团距离太近,小于两H HCH 3SO3H 和HCH3第 4 页,共 10 页者的范德华半径之和而产生的张力；空间效应 扭转张力：在重叠构象中存在着要变H HHHSO3H为交叉式构象的一种张力；HHHHH- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载共轭效应和诱导效应的异、同：相同之处：都是电子效应,都是通过电子的流淌或偏移对结构和性质产生影响；不同之处：1存在的体系不同,共轭效应存在于共轭体系中,诱导效应存在于 键中；2传递距离不同,共轭效应沿共轭链传递而不减弱,为长程效应；诱导效应沿 键传递减弱很快,对第三个碳原子的影响小到可忽视不计,为短程效应；3电荷分布不同 ,共轭效应沿共轭链电荷交替分布；诱导效应沿碳链传递只显现一个偶极；CH3 CH CH CH CH2ClCH3 CH2 CH2 CH2八、有关规律1、 马氏规律（ Markovnikov Rule ）：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；2、 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；3、 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；4、 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；5、 查依切夫规律（Sayrzeff rule ）：卤代烃和醇排除反应的规律,主要产物是双键碳上取代基较多的烯烃；6、 休克尔规章 Hckel rule：判定芳香性的规章；存在一个环状的大 键,成环原子必须共平面或接近共平面, 电子数符合 4n+2 规章；九、重排反应（ rearrangement）-不做要求重排反应规律：由不稳固的活性中间体重排后生成较稳固的中间体；或由不稳固的反应物重排成较稳固的产物；1、 碳正离子重排H（1）负氢 1,2迁移：CH3CHCH2CH3CHCH 3CH3（2）烷基 1,2迁移： CH3CCH2CH3CCH2CH3（3）苯基 1,2迁移：CH3CH3C6H5名师归纳总结 C6H5CCH2C6H5CCH2C6H5C6H5CCH2C6H5HC6H5CCH2C6H5第 5 页,共 10 页OHOHOOH- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载十、立体结构的表示方法1、伞状透视式：HCOOHHHHHCH 3C2、锯架式：HHOHOHOHH3CC2H 52、 纽曼投影式：HHCOOHH4、菲舍尔投影式：HOHHHHHHCH35、构象 conformation 1 乙烷构象：最稳固构象是交叉式,最不稳固构象是重叠式；2 正丁烷构象：最稳固构象是对位交叉式,最不稳固构象是全重叠式；3 环己烷构象： 最稳固构象是椅式构象；一取代环己烷最稳固构象是 e 取代的椅式构象；多取代环己烷最稳固构象是 e 取代最多或大基团处于 e 键上的椅式构象；4、 三种张力 1 扭转张力：在重叠式构象中存在着一种要变为交叉式的张力,叫扭转张力；2 角张力：由于成键的键角偏离了正常的键角而存在的一种张力,叫角张力；3 范氏张力： 由于两个原子或基团相距太近,小于两者的范德华半径之和而存在的一种 张力,叫范德华张力,简称范氏张力,又叫非键张力；十一、有机化学中常用的优先次序1、确定某个原子或基团大小次序的方法称为 次序规章 ：次序规章用在烯烃和手性碳原子的构型标记中,仍用在 先的放后面） ；其要点如下：命名时处理取代基（将次序规章中优某一个原子或基团的大小次序,按所连第一个原子的原子序数大小来排列,原子序数大 者为 “较优 ”基团,排在序列前面,小的排在后面；如为同位素就质量高的为“较优 ”基团；孤电 子对排在末尾（ 先大后小,先重后轻）；例如：IBrCl ONC H :,DH 其 中“”表示 “优于 ” 如两个原子或基团的第一个原子相同,就向外延长,比较与它直接相连的几个原子,依 次类推（ 顺藤摸瓜 ）；比较时,按原子序数排列,先比较各组中最大者,如仍相同,再依次 比较其次个、第三个；例如：-CHCH3 -CH2-CH2-CH3-CH2-CH3 -CH3,-OCH3 -OH 如基团含有双键或叁键时,就可看成连接两个或叁个相同的原子（重键化单 ）；例如： 醛 基（ -CHO ）可看成 C 原子上直接连着O O | 2 个 O 和 1 个 H 原子,即 CH 可看成 CH；| O 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 10 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载2、定位基及其定位才能的强弱次序：用在芳烃亲电取代反应中确定新引入基团进入的位置；邻、对位定位基【使新引入基团主要进入它的邻位及对位,一般使苯环活化（卤素除外）】,部分邻对位定位基的定位才能次序为：O NCH32 NH2 OH OCH3 NHCOCH3 R OCOCH3 C6H5 F Cl Br I. 间位定位基【 使新引入基团主要进入它的间位,同时使苯环钝化,比苯难于进行亲电取代反应】,部分间位定位基的定位才能次序为：NH3NO 2 CN SO3HCOOH CHO COCH 3 COOCH3 CONH2. 应用： 假如苯环上已有两个邻对位定位基,新引入基团主要受定位效能较强的那个定位基的影响；如苯环上已有一个邻对位定位基和一个间位定位基,新引入基团主要受邻对位定位基的影响；当苯环上已有二个间位定位基,就难于引入新取代基；产率不高,定位才能低的定位基,指示新引入基团进入它的邻、对位与间位的量相差不多；电子理论认为,邻对位定位基一般是给电子基团,能使邻对位上电子云密度增加较多,有利于亲电取代反应；间位定位基一般是吸电子基团,使苯环上电子云密度削减,间位受影响相对较少,因而在间位发生亲电取代反应,但不利于亲电取代反应；要求只少记几个常见的定位基,如红色的定位基；十二、有机化合物的命名原就1、 一般命名法：最早是按分子中的碳原子数目的多少来命名；例如,烃的一般命名法是按 烃分子中含碳原子的多少命名为某烃；用正、异、新等字区分同分异构体,用“ 正” 表示不含支 链,用 “ 异”表示只有在链端的其次位碳原子上有一个-CH 3 支链的特定结构；用“ 新” 表示在链 端的其次位碳原子上有两个-CH 3 支链的特定结构,这种命名法只适用于七个碳原子以内化合 物的命名；碳原子数在十以内,用天干次序：甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸表示,碳原子数在十以上的,用汉字十一、十二 表示；例如：戊烷异戊烷新戊烷异戊二烯氯卤代烃和醇 的一般命名法是按烷基的名称来命名；例如：正丁基氯异丁基仲丁基叔丁基氯正丁醇异丁醇仲丁醇叔丁醇醚的一般命名法是按氧原子所连的两个烃基来命名；两个烃基如不相同,将较小的烃基写在前面；两个烃基中假如一个是不饱和的,就将不饱和烃基写在后面；两个烃基中假如一个有芳基时,就将芳基写在前面；例如：甲基异丙基醚乙基乙烯基醚苯甲醚一般命名法不适用于结构复杂的有机化合物；2、俗名： 对一些新发觉的化合物,由于它的结构有时无法确定,化学工作者常依据这个化合 物的来源、制法、性质等加以命名,这些名称称为俗名；下面列举一些常见的俗名,以便在学习中参考 稠环芳烃,杂环母体、糖、氨基酸等详见教材；氯仿溴仿碘仿 木醇酒精蚁酸醋酸酒石酸苹果酸柠檬酸水杨酸3、系统命名法： 对比较复杂的化合物命名均采纳系统命名法；这是学习有机化合物命名法的 基本要求；（要点：一选二编三命名）1 开链化合物的系统命名法：定母体：有机化合物分子中所含的官能团和取代基在命名时作为母体仍是作为取代基,可参照 表-1,以优先的官能团作为母体来打算化合物的类别名称,其他基团作为取代基；但-NO 2、-NO 、 -X 只能作为取代基而不能作为母体；官能团优先次序：只用在命名时,以谁做母体,从谁开头编号； 选主链：挑选包含官能团在内的最长碳链作为主链；选最长碳链为主链；假如分子中含有等长的几条最长碳链,要挑选取代基数目最多,位号最小的作为主链；依据官能团的名称叫做某类化合物；编序号,定位次：把主链碳原子从靠近母体官能团或取代基 的一端依次用阿拉伯数字名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 10 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载编号, 编号时要遵循 “最低系列 ” 原就, 即碳链以不同方向编号,同位次,最先遇到位次最小者为“最低系列 ”；依次逐项比较各方向编号的不主链中连有含碳原子的官能团,如-COOH 、>C=O、-CHO 、 CN 等,官能团中的碳原子应计在主链碳原子数内；如该碳原子作为碳链的第一号原子编号时,命名时不需要标出；写出全名：写名称时,要在某烃或母体名称前写上取代基的名称及位次,阿拉伯数字与汉字之间用半字线隔开；假如主链上有几个相同的取代基或官能团时,要合并写出,用二、三 数字表示其数目,位次仍用阿拉伯数字表示,阿拉伯数字之间要用“,” 号隔开；如主链上连有几个支链,或同时存在两个以上取代基时,命名时就需按“次序规章 ”, “较优”基团后列出；或：COOH SO3H COOR COX CN CHO>CO OH 醇 OH 酚 SH NH 2 ORCC CCR X NO 2官能团的优先次序大体上是以基团的氧化态高低排列的；2 环状化合物系统命名法：环上编号或主链编号都以“最低系列 ” 为原就,命名时各种基团的排列次序同前； 当脂环或芳环上连有简洁烷基或硝基、亚硝基、卤素等取代基时,以环为母体；连有复杂烷基或-CH=CH- 、-CC-、-NH 2、 -OH 、-CHO 、-SO3H、-COOH 等官能团时,以环为取代基,烷烃或官能团为母体；例如：4-硝基甲苯 苯乙烯 3-溴苯酚 2-甲基环己醇 1-甲基 -3-异丙基环己烷如环上有几个不同的官能团,按优先次序挑选主要官能团为母体,其余当作取代基；例如：对氨基苯磺酸邻羟基苯甲酸邻甲氧基苯酚8-甲基 -5-硝基 -2-萘酚多环烃和稠环芳烃的环编号有特别的规章；杂环化合物的命名一般采纳音译法命名,编号有肯定的原就；例如：2-呋喃甲酸6-氨基嘌呤2,4-二羟基嘧啶4-甲基噻唑（3）立体结构的标记方法与系统命名法：1、顺 /反标记法：在标记烯烃和脂环烃的构型时,假如两个相同的基团在同一侧,就为顺式；在相反侧,就为反式；名师归纳总结 CH3CCCH 3CH 3CCHCH 3CH 3HCH 3Z 构第 8 页,共 10 页HHHCH 3HHCH 3H顺 2丁烯反 2丁烯顺 1,4二甲基环己烷反 1,4二甲基环己烷2、Z/E 标记法：在表示烯烃的构型时,假如在次序规章中两个优先的基团在同一侧,为型,在相反侧,为E 构型；- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - CH3CC学习必备欢迎下载CCC2H5ClCH3H C2H5 H ClZ3氯 2戊烯 E3氯 2戊烯3、D/L 标记法：人为确定右旋甘油醛为 D 构型,左旋甘油醛为 L 构型,其它化合物通过化学反应的方法与二者相联系来确定构型；CHO CHOH OH H OHCH2OH CH2OHD+甘油醛 L甘油醛注： “ D, L” 表示的是构型,+,-或“ d,l ”表示的是旋光方向,两者没有什么必定的联系；4、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章排序；然后将最不优先的基团放在远离观看者,再以次观看其它三个基团,假如优先次序是顺时针,就为 R构型,假如是逆时针,就为S 构型；caadCbdCcbR型S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,假如两者构型相同,就为同一化合物,否就为其对映体；直接依据 Fischer 投影式命名的简便方法介绍：A. 当最小基团在竖键上时,另外三个基团由大到小的旋转方向即为标识方向 , 即纸面走向与实际走向相同；（顺时针为 R构型、逆时针为 S 构型）B当最小基团在横键上时,另外三个基团由大到小的旋转方向与标识方向相反,即纸面走向名师归纳总结 与实际走向相反；（顺时针为S 构型、逆时针为R构型）第 9 页,共 10 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载十三、异构现象同分异构构造异构碳架异构H2C CH2H CH 3C CH 2CH 2 H2C C CH 3CHCH 2CH 3 CH 3CH CHCH 3位置异构官能团异构CH3CH2OH CH3OCH 3互变异构CH2CHOHCH3CHO立体异构构型异构顺反异构结构构造对映异构构象异构构型1、 构造：分子中原子的连接次序或结合方式；2、 构型：分子中原子在空间的不同排布方式；3、 构象：仅仅由于分子中碳碳单键的旋转,而引起分子中各原子在空间的不同排布方式；4、 构型与构象的区分：虽然两者都属立体异构的范畴,但两者有本质的差异；（1）构型的个数是有限的,而构象是有很多个,通常讨论的只是其典型的构象；（2）通常条件下,两个构型之间不能互变,是较为固定的空间排布,可以分别开来；而构象之间却能在室温下快 速相互转化,无法分别；5、 手性分子：一个分子与其镜像不能重合,就像人的左右手一样,叫手性分子；判定一个分子或物体是否是手性的,可考查它是否具有对称面、对称中心和交替对称轴,假如都没有,该分子或物体就是手性的；假如有其一,就是非手性的；手性是分子存在对映异构的充分必要条件；是手性分子才有对映体,才有旋光性；2 n 个；如6、 对映异构体的数目：假如一个分子有n 个手性碳原子, 就其对映异构体的数目为有相同的手性碳原子,就对映异构体的数目会少于2n个；考查一个物质全部立体异构体的方法是：先考查其顺反异构,然后找出手性分子,再找 出手性分子的对映异构体；7、 酒石酸的物理性质对比表化合物名称比旋光度熔点（）物质性质2R,3R 酒石酸12°170 纯洁物2S,3S酒石酸12°170 纯洁物2R,3S酒石酸0 146 纯洁物d l酒石酸0 206 混合物十四、互变异构现象名师归纳总结 一般是通过质子1,3迁移而实现的：OOC2H5CH3CH 2NO OOCH3CHNOH第 10 页,共 10 页OOOHCH3 CCH2COC 2H5CH 3 CCHCO酮式烯醇式NCOH硝基式酸式CH2CHNH 2CH3CHNHHNC亚胺腈酸异腈酸烯胺- - 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