2022年大学有机化学复习总结详细 .pdf
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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(官能团优先顺序:COOH SO3H COOR COX CN CHO CO OH(醇) OH(酚) SH NH2 OR CC CC ( R X NO2),并能够判断出Z/E 构型和 R/S 构型。 2. 根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:1)伞形式:CCOOHOHH
2、3CH2)锯架式:CH3OHHHOHC2H53) 纽曼投影式:HHHHHHHHHHHH4)菲舍尔投影式:COOHCH3OHH5)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,为Z构型,在相反侧,为E构型。CH3CCHClC2H5CH3C
3、CHC2H5Cl(Z) 3氯2戊烯(E) 3氯2戊烯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。CH3CCHCH3HCH3CCHHCH3顺 2丁烯反2丁烯CH3HCH3HCH3HHCH3顺1,4二甲基环己烷反1,4二甲基环己烷精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 18 页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
4、。CadcbCadbcR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,如果两者构型相同,则为同一化合物,否则为其对映体。二. 有机化学反应及特点1. 反应类型还原反应(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(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
5、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:卤代烃和醇消除反应的规律,主要产物是双键碳上取代基较多的烯烃。6) 休克尔规则:判断芳香性的规则。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 规则。7) 霍夫曼规则:季铵盐消除反应的规律,只有烃基时,主要产物是双键碳上取代基较少的烯烃(动力学控制产物) 。当碳上连有吸电子基或不饱和键时,则消除的是酸性较强的氢,生成较稳定的产物(热力学控制产物)。8) 基团的“顺序规则”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:反应类型(按历程分 )自
6、由基反应离子型反应协同反应:双烯合成自由基取代: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 , 卤苯的取代反应消除反应:卤代烃和醇的反应亲核加成:炔烃的亲核加成精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 18 页溴,氯, HOBr (HOCl) ,羟汞化 - 脱汞还原反应-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KMn
7、O4/H2O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:选择性加氢:Lindlar催化剂 -顺式烯烃Na/NH3(L) -反式加氢亲核取代: SN1:外消旋化的同时构型翻转 SN2:构型翻转(Walden 翻转)消除反应: E2,E1cb: 反式共平面消除。环氧乙烷的开环反应:反式产物四概念、物理性质、结构稳定性、反应活性(一) . 概念1. 同分异构体2. 试剂亲电试剂:简单地说,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
8、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(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、NH2、RCH2、RO、RS、PhO、 RCOO、X、H2O 、 ROH 、ROR 、NH3、RNH2等,都是亲核试剂。自由基试剂:构造异构立体异构位置异构碳架异构官
9、能团异构互变异构构型异构构象异构H2CCCH3CH3H2CCHCH2CH2CH3CH2OHCH2CHOHCH3CHO顺反异构对映异构同分异构CH2CHCH2CH3CH3CHCHCH3 CH3OCH32Clhv 或高温均裂hv 或高温均裂Cl2Br22Br精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 18 页Cl2、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。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
10、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sp3、 sp2、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),左旋体,右旋体:内消旋体、外消旋体,两者的区别: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8. 其它CHOCH2OHHHOHOH赤式CHOCH2OHHHOHHO苏式立体效应(空间效应 )范德华张力:扭转张力:已有基团对新引入基团
11、的空间阻碍作用。OHOH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。CH3SO3HCH3SO3H和在重叠构象中存在着要变为交叉式构象的一种张力。HHHHHHHHHHHH空间阻碍:精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 18 页内型( endo), 外型( exo) :顺反异构体,产生条件:烯醇式:(二) . 物理性质1. 沸点高低的判断?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,溶解度的大小判断?3. 形成有效氢键的条件,形成分子内氢键的条件:(三) . 稳定性判断 1. 烯烃稳
12、定性判断R2C=CR2 R2C=CHR RCH=CHR(E- 构型) RCH=CHR (Z- 构型) RHC=CH2 CH2=CH2 2. 环烷烃稳定性判断 3. 开链烃构象稳定性4. 环己烷构象稳定性 5. 反应中间体稳定大小判断(碳正离子,碳负离子,自由基)碳正离子的稳性顺序:自由基稳定性顺序:碳负离子稳定性顺序: 6. 共振极限结构式的稳定性判断(在共振杂化体中贡献程度):(四)酸碱性的判断HCOCH3endo(内型)HCOCH3exo(外型)CH2CHCH2CH2 CH3(CH3)3C(CH3)2CHCH3CH2CH3(CH3)3C(CH3)2CHCH3CH2CH2CHCH2CH2CH
13、2CHCH2CH23。R2。R1。RCH3精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 18 页1. 不同类型化合物算碱性判断2. 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)反应活性大小判断 1. 烷烃的自由基取代反应 X2的活性: F2 Cl2 Br2 I2选择性: F2 Cl2 Br2 R2C=CHR RCH=CHR RCH=CH2 CH2=CH2 CH2=CHX 3. 烯烃环氧化反应活性 R2C=CR2 R2C=CHR RCH=CHR RCH=CH2 CH2=CH2 4. 烯烃的催化加
14、氢反应活性:CH2=CH2 RCH=CH2 RCH=CHR R2C=CHR R2C=CR2 5. 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:下列化合物 A. ; B. ; C. ; D. 与异戊二烯进行Diels-Alder反应的活性强弱顺序为: 。 6. 卤代烃的亲核取代反应 SN1 反应:SN2 反应:成环的 SN2 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. 消除反应卤代烃碱性条件下的消除反应-E2消除HO H RO H HC C H NH2 H CH2C=CH H CH3CH2 H pK
15、a 15.7 1619 25 34 40 49 OCHClCHCN233CH(CH3)3CBrBrBrBr形成碳正离子的相对速率1 10-3 10-6 10-11CH2 CHCH2XCH2X 3 RX 2 RX 1 RX CH3XCH3X1o RX2o RX3o RX精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 18 页RI RBr RCl 醇脱水 -主要 E1 8. 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:下列芳香族化合
16、物: A. 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:下列各化合物中,最容易与浓硫酸发生磺化反应的是() 。 A. ; B. ; C. ; D. (六)其它1. 亲核性的大小判断:2. 试剂的碱性大小:3. 芳香性的判断:4. 定位基定位效应强弱顺序:邻、对位定位基:O N(CH3)2 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
17、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)CH2 CHCHXCH3CHXCH3 3 RX 2 RX 1 RX CH3XCH2 CHCHCH3CHCH3 3 ROH 2 ROH 1 ROH OHOHCl NH2 NO2 CH3CH3NO2CH(CH3)2ClCH3精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 18 页反应类型:烯烃与溴,氯,次卤酸
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