2022年大学有机化学复习重点总结2.docx
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1、有机化学复习总结一有机化合物的命名1. 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(官能团优先次序:COOH SO3H COOR COX CN CHO C O OH 醇 OH 酚 SH NH2 OR C C CC R X NO2 ,并能够判定出Z/E 构型和 R/S 构型;2. 依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:COOH1) 伞形式:C2) )锯
2、架式:CH3HOHHOHH3CHOHC HHHHHH2 5COOH3) 纽曼投影式:HHHH H4) )菲舍尔投影式: HHHOHCH 35) 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;立体结构的标记方法1.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 Z 构型,在相反侧,为E 构型;CH3C
3、CHClC2H5CH3HC2H5CCClZ3氯 2戊烯E3氯 2戊烯2 、 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;CH 3CCCH 3CH3HCCCH 3CH 3HCH3HHHCH 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;aadCbdCc cbR型S型注:将伞状透视式与菲舍尔
4、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;二. 有机化学反应及特点1. 反应类型反应类型按历程分 自由基反应离子型反应自由基取代: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 排除反应:卤代烃和醇的反应协同反应:双烯合成仍原反应(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
5、(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)2. 有关规律1) 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: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:判定芳香性的规章;存在一个环状的大键,成环原子必需共平面或接近共平面, 电子数符合 4n+2规章;7) 霍夫曼规章:
6、季铵盐排除反应的规律,只有烃基时,主要产物是双键碳上取代基较少的 烯烃(动力学掌握产物) ;当碳上连有吸电子基或不饱和键时,就排除的是酸性较强的氢,生成较稳固的产物(热力学掌握产物);8) 基团的“次序规章”3. 反应中的立体化学烷烃: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 -脱汞仍原反应 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 KMnO 4 /H 2 O 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:
7、挑选性加氢:Lindlar催化剂顺式烯烃Na/NH3( L)反式加氢亲核取代:SN 1 :外消旋化的同时构型翻转SN 2 :构型翻转( Walden翻转)排除反应:E2 ,E1cb:反式共平面排除;环氧乙烷的开环反应:反式产物四概念、物理性质、结构稳固性、反应活性(一) .概念1 . 同分异构体碳架异构H2CC HCH 2CH 2CH 3H 2CCCH 3构造异构位置异构CH 2CHCH 2CH 3 CH 3CHCHCH 3同分异构官能团异构CH 3CH 2OHCH 3OCH 3立体异构互变异构构型异构构象异构CH 2CHOHCH 3CHO顺反异构对映异构2. 试剂亲电试剂 :简洁地说,对电子
8、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 2 、CH 3CO 、 NO 2 、SO3 H 、SO3 、BF3 、AlCl 3 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 、NH 2、RCH 2 、RO 、RS 、PhO 、RCOO 、X 、H 2O
9、 、ROH 、ROR 、NH 3 、RNH 2 等,都是亲核试剂;自由基试剂 :Cl 2hv 或高温均裂2ClBr 2hv 或高温均裂2BrCl2、 Br 2 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;3. 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;4. 共价键的属性键长、键角、键能、键矩、偶极矩;5. 杂化轨道理论sp 3 、sp 2、sp 杂化;6. 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
10、旋体,右旋体: 内消旋体、外消旋体,两者的区分:对映异构体,产生条件:非对映异构体:苏式,赤式:差向异构体:Walden翻转 :7. 电子效应CHOHOHHOHCH 2OH赤式CHOHOHHOHCH 2OH苏式1) 诱导效应2) 共轭效应( -共轭, p- 共轭, -p超 2 共轭, - 超共轭;3) 空间效应空间阻碍: 已有基团对新引入基团的空间阻碍作用;OHOHCH 3CH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,小于两者的范德华半径之和而产生的张力;HSO3H3和SOH3H扭转张力:在重叠构象中存在着要变 为交叉式构象的一种张力;HHHHHHH HHH8. 其它内型( en
11、do ) , 外型( exo ):HCOCH 3endo内型 COCH 3Hexo(外型)顺反异构体,产生条件: 烯醇式:(二) . 物理性质1. 沸点高低的判定?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;2. 熔点,溶解度的大小判定?3. 形成有效氢键的条件,形成分子内氢键的条件:(三) . 稳固性判定1. 烯烃稳固性判R2C=CR 2 R 2 C=CHR RCH=CHR( E- 构型) RCH=CHR( Z- 构型) RHC=CH2 CH 2=CH 22. 环烷烃稳固性判定3. 开链烃构象稳固性4. 环己烷构象稳固性5. 反应中间体稳固大小判定(碳正离子,碳负离子,自由
12、基) 碳正离子的稳性次序:CH 2CHCH 2CH 2 CH3 3C CH3 2CH CH3 CH 2 CH 3自由基稳固性次序:CH 2CHCH 2CH 2碳负离子稳固性次序: CH33C CH 32CH CH 3CH 2 CH 3CH 2CHCH 2CH 2 CH 3 1;R 2;R 3;R6. 共振极限结构式的稳固性判定(在共振杂化体中奉献程度):(四)酸碱性的判定1. 不同类型化合物算碱性判定HOH ROHHCCHNH2H CH 2C=CHH CH3CH 2HpKa15.71619253440492. 液相中醇的酸性大小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):(五)
13、反应活性大小判定1. 烷烃的自由基取代反应X2 的活性: F2 Cl 2 Br 2 I 2挑选性: F2 Cl 2 Br 2 R 2 C=CHR RCH=CHR RCH=CH2 CH 2 =CH 2 CH 2 =CHX3. 烯烃环氧化反应活性R2 C=CR 2 R 2 C=CHR RCH=CHR RCH=CH2 CH 2=CH 24. 烯烃的催化加氢反应活性:CH 2 =CH 2 RCH=CH2 RCH=CHR R2 C=CHR R2 C=CR 25. Diles-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:以下化合物; B.;C.;D.
14、A. CH3CNCH2ClOCH3与异戊二烯进行 Diels-Alder反应的活性强弱次序为:;6. 卤代烃的亲核取代反应SN 1反应:CH 2CHCH 2XCH 2 X 3 RX2 RX1 RX CH3 X( CH 33CBrBrBrBr形成碳正离子的相对速率110 -310-610-11SN 2 反应:CH 3X 1o RX 2o RX 3o RX成环的 SN 2 反应速率是:v 五元环 v 六元环 v 中环,大环 v 三元环 v 四元环7. 排除反应卤代烃碱性条件下的排除反应-E2排除CH 2CHCHXCH3CHXCH 3 3 RX2 RX1 RX CH3XRI RBrRCl醇脱水 -主
15、要 E1CH 2CHCHCH 3OH CHCH 3 OH 3 ROH2 ROH1 ROH8. 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:以下芳香族化合物:ClNH2NO2CH 3A.B.C.D.硝化反应的相对活性次序为;例如: 萘环的A. 位; B. 位 ; C. 氯苯 ; D. 苯在亲电取代反应中相对活性次序为为;例如:以下各化合物中,最简洁与浓硫酸发生磺化反应的是();CH3CH3NO2CHCH3 2ClA.;B.;C.;D.(六)其它1. 亲核性的大小判定:2. 试剂的碱性大小:
16、3. 芳香性的判定:4. 定位基定位效应强弱次序:邻、对位定位基: O NCH32 NH2 OH OCH3 NHCOCH3 R OCOCH3 C6H5 F Cl Br I间位定位基: NH3 NO2 CN COOH SO3H CHO COCH3 COOCH3 CONH2五、活性中间体与反应类型、反应机理反应机理:1. 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 H 卤代;2. 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;3. 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:烯烃与溴,氯,次卤酸的加成中间体:碳正离子,易发生重排;反
17、应类型:烯烃的其它亲电加成(HX ,H 2O ,H 2 SO4 ,B2H 6,羟汞化 - 去汞仍原反应)、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) :4. 亲电取代反应机理:中间体: - 络合物(氯代和溴代先生成络合物)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);5. 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6. 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);SN2 反应中间体:无(经过过渡态直接生成产物)反
18、应类型:卤代烃和醇的亲核取代(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;7. 排除反应反应机理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排除反应;E2 机理:中间体:无(直接经过过渡态生成烯烃) 反应类型: RX 的排除反应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:
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