2022年大学有机化学总结2 .docx
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1、高校有机化学总结一、有机化合物的命名有机化学总结(1) 、几何异构体的命名烯烃几何异构体的命名包括顺、反与Z、E 两种方法;简洁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;假如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;依据“次序规章”比较两对基团的优先次序,较优基团在双键碳原子同侧的为Z 型,反之为 E 型;必需留意 ,顺、反与 Z、E 就是两种不同的表示方法,不存在必定的内在联系;有的化合物可以用顺反表示 ,也可以用 Z、E 表示 ,顺式的不肯定就是Z 型,反式的不肯定就是E 型
2、;例如 :CH 3 -CH 2BrC=C反式 ,Z 型HCH 2-CH 3CH 3 -CH 2CH 3C=C反式 ,E 型HCH 2-CH 3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;(2) 、光学异构体的命名光学异构体的构型有两种表示方法D、 L 与 R、S,D 、L标记法以甘油醛为标准,有肯定的局限性,有些化合物很难确定它与甘油醛结构的对应关系,因此,更多的就是应用R、S 标记法 ,它就是依据手性碳原子所连四个不同原子或基团在空间的排列次序标记的;光学异构体一般用投影式表示,要把握费歇尔投影式的投影原就及构型的判定方法;例如: COOH依据投影式判定构型 ,第
3、一要明确 ,HNH 2在投影式中 ,横线所连基团向前,CH 2-CH 3竖线所连基团向后;再依据“次序规章”排列手性碳原子所连四个基团的优先次序,在上式中 : NH 2 COOH CH 2-CH 3 H; 将最小基团氢原子作为以碳原子为中心的正四周体顶端,其余三个基团为正四周体底部三角形的角顶,从四周体底部向顶端方向瞧三个基团,从大到小 ,顺时针为 R, 逆时针为S;在上式中 ,从 NH 2 COOH CH 2-CH 3 为顺时针方向 ,因此投影式所代表的 化合物为 R 构型 ,命名为 R-2-氨基丁酸;(3) 、双官能团化合物的命名双官能团与多官能团化合物的命名关键就是确定母体;常见的有以下
4、几种情形:当卤素与硝基与其它官能团并存时,把卤素与硝基作为取代基,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 ,而就是以醇、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,应挑选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 ,假如双键与三键的位次数相同,就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就是由外文名称音译而来,所以 ,一般采纳音译法; 要留意取代基的编号;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
5、脂环烃与多环置换脂环烃中的螺环烃与桥环烃,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 构型与 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立体结构的表示方法:COOHCH31) 伞形式: HCOHH3CHHH2) 锯架式 :HHHOHHOHC2 H5COOH3) 纽曼投影式 :HHHH H4) 菲舍尔投影式 : HHHOHCH35) 构象 confor
6、mation(1) 乙烷构象 :最稳固构象就是交叉式,最不稳固构象就是重叠式;(2) 正丁烷构象 :最稳固构象就是对位交叉式,最不稳固构象就是全重叠式;(3) 环己烷构象 :最稳固构象就是椅式构象;一取代环己烷最稳固构象就是e 取代的椅 式构象;多取代环己烷最稳固构象就是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;CH 3CCHClC2H5CH 3CCHC2H5ClZ 3氯 2戊烯E 3氯 2戊烯2、顺/ 反标记法 : 在标记烯烃与脂环烃的构型时,假如
7、两个相同的基团在同一侧,就为顺式 ;在相反侧 ,就为反式;CH3CCCH 3CH 3HCCCH 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,假如优先次序就是顺时针,就为 R 构型,假如就是逆时针 ,就为 S 构型;aadCbdCc cbR型S型注:将伞状透视式与菲舍尔投影式互换的方法就是: 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 ,
8、否就为其对映体;二、反应类型1、加成反应 :依据反应历程不同分为亲电加成、亲核加成与游离基加成;(1) 、亲电加成 :由亲电试剂的攻击而进行的加成反应;要求把握不对称烯烃进行亲电加成反应时所遵循的马氏规章,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、高校有机化学总结水以及共轭双烯的1,2 与 1,4 加成都就是亲电加成反应;烯烃进行亲电加成反应时,双键上电子云密度越大 ,反应越简洁进行;(2) 、亲核加成 :由亲核试剂攻击而进行的加成反应;要把握亲核试剂的概念、 亲核加成反应的历程 简洁加成及
9、加成排除 、不同结构的羰基化合物进行亲核加成反应的活性次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就是亲核加成反应;羰基化合物进行亲核加成反应的活性次序为:HCHOC3HCHORCHO6HC5CHOC3HCOC3HRCOC3HC6H5COCH3C6H5COC6H5(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就是自由基加成;不对称烯烃与溴化氢进行自由基加成时得到反马氏规章的产物,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,仍有不饱与烃的催化氢化,共轭二烯的双烯合成等;2、排除反应从一
10、个化合物分子中脱去较小分子如 H 2O、HX 、NH 3 而形成 双键或三键的反应叫排除反应;卤代烃脱卤化氢与醇脱水就是重要的排除反应;(1) 、卤代烃脱卤化氢 :卤代烃的排除反应就是在强碱性条件下进行;不同结构的卤代烃进行排除反应的活性次序为 : 三级二级 一级;要把握卤代烃进行排除反应时所遵循的查依采夫规章,当卤代烃中不只含有一个 碳时 ,排除时脱去含氢少的 碳上的氢原子;要留意,卤代烃的排除与水解就是竞争反 应;(2) 、醇的排除 :醇的排除反应在强酸性条件下进行,排除方向也遵循查依采夫规章;要把握不同结构的醇进行排除反应的活性次序:叔醇仲醇 伯醇;3、取代反应依据反应历程的不同可分为亲
11、电取代、亲核取代、游离基取代;、亲电取代 :由于亲电试剂的攻击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、付氏烷基化与酰基化以及重氮盐的偶合反应等,都就是亲电取代反应 ,萘环与芳香杂环上也能发生亲电取代反应;要留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;把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位,其次个取代基就是进入同环仍就是异环由原取代基的定位效应打算;把握五员、 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;、亲核取代由亲核试剂的攻击而引起
12、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、氨解等都就是亲核取代反应;卤代烃的亲核取代反应可按两种历程进行,单分子历程 SN1与双分子历程 SN2,一级卤代烃易按 SN2 历程反应 ,三级卤代烃一般按SN 1 历程反应 ,二级卤代烃就两者兼而有之;要在懂得反应历程的基础上把握不同卤代烃进行亲核取代反应的活性;要留意,在碱性条件下卤代烃的取代与排除就是相互竞争的反应,三级卤代烃简洁发生排除,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 与强碱 如醇钠 有利于排除 ,高温有利于排除;、自由基取代
13、由自由基的引发而进行的取代称自由基取代;烷烃的卤代,烯烃与烷基苯的卤代就是自由基取代反应;反应条件就是高温、光照或过氧化物存在;自由基的稳固性与中心碳原子上所连的烷基数目有关,烷基越多 ,稳固性越大;自由基的稳固次序为:三级 二级一级 CH34、氧化仍原反应、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把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;把握氧化反应在实际中的应用,如臭氧氧化可用来估计烯烃的结构,托伦试剂与斐林试剂的氧化可用来 鉴别醛与酮等;、仍原反应不饱与烃的催化氢化、醛、酮、羧酸及酯仍原为醇
14、,硝基苯仍原为苯胺等都就是高校有机化学总结仍原反应;要把握几种常用的仍原剂,如 H 2/Ni 、 Na+C2H5OH 、Fe+HCl 、NaBH 4、LiAlH 4 、异丙醇/异丙醇铝等 ,留意后面三种就是供应负氢离子的仍原剂,只对羰基挑选加氢,与双键、三键不发生作用;仍要把握羰基仍原为亚甲基的两种方法,留意,进行克莱门森仍原时反应物分子中不能存在对酸敏锐的基团 ,如醇羟基、双键等,用伍尔夫吉日聂尔仍原及黄鸣龙改进法时,反应物分子中不能带有对碱敏锐的基团 ,如卤素等;5、缩合反应(1) 羟醛缩合含有氢的醛在稀碱条件下生成羟基醛 ,此化合物不稳固受热简洁脱水 ,生成、 不饱与醛;因此 ,此反应常
15、用来增长碳链制备、 不饱与醛;要求把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;要把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就是通过此 反应制备的;除了上述五种类型的反应之外,仍要求把握重氮化反应、芳香重氮盐的取代反应、脱羧反应等,留意反应条件、产物及其在实际中的应用;三、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:Cl2 、Br2 就是自由基引发剂,此外,过氧化氢、
16、过氧化苯甲酰、偶氮二异丁氰、过硫酸铵等也就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 ;亲电试剂一般都就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,都就是亲电试剂;在反应过程中 ,能够接受电子对试剂 ,就就是路易斯酸 Lewis acid, 因此 ,路易斯酸就就是亲电试剂或亲电试剂的催化剂;3、亲核试剂 对电子没有亲合力 ,但对
17、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;亲核试剂一般就是带负电荷的试剂或就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,都就是亲核试剂;在反应过程中 ,能够给出电子对试剂 ,就就是路易斯碱 Lewis base, 因此 ,路易斯碱也就是亲核试剂;四、有机反应活性中间体假如一个反应不就是一步完成的,而就是经过几步完成;就在反应过程中会生成反应活性中间体;活性中间体能量高、 性质活泼 ,就是反应过程中经
18、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被仪器检测出来 如三苯甲烷自由基 ,有机反应活性中间体就是真实存在的物种;1、 碳自由基 carbon free radical 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;具有较高能量 ,带有单电子的原子或原子团,叫做自由基; 自由基碳原子就是电中性的,通常就是 SP2 杂化,呈平面构型;能使其稳固的因素就是P 共轭与 P 共轭;自由基稳固性的次序为:在自由基取代、自由基加成与加成聚合反应中都经受自由基活性中间体;2、 正碳离子 carbocation烯烃
19、、炔烃的亲电加成,芳烃的亲电取代 ,脂环烃小环的加成开环,卤代烃与醇的 SN1,E1 反应;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;正碳离子通常就是SP2 杂化 ,呈平面构型 ,P 轨道就是空的;能使其稳固的因素有1诱导效应的供电子作用;2P 共轭与 P 共轭效应使正电荷得以分散;它就是一个缺电子体系,就是亲电试剂与路易斯酸;各种正碳离子的稳固性次序为: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、 碳负离子炔化物的反应 ,格氏试剂反应 ,其它金属有机化合物的反应;具有较高能量 ,碳上带一个负电荷的基团,叫碳负离子; 烷
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