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1、大学有机化学知识点整理考试必备大学有机化学知识点提纲（一)绪论 共价键 价键理论(杂化轨道理论);分子轨道理论;共振论. 共价键的属性:键能;键长;键角;键的极性. 键的极性和分子极性的关系;分子的偶极矩. 有机化合物的特征 (二)烷烃和环烷烃 基本概念 烃及其分类;同分异构现象;同系物;分子间作用力;a键,e键;构型,构象,构象分析,构象异构体;烷基;碳原子和氢原子的分类(即1,2,3碳,氢;4碳);反应机理,活化能. 对于基本概念,不是要求记住其定义,而是要求理解它们,应用它们说明问题. 命名 开链烷烃和环烷烃的IUPAC命名,简单的桥环和螺环的命名. 烷烃和环烷烃的结构 碳原子sp3杂化
2、和四面体构型;环烷烃的结构(小环的张力). 烷烃的构象 开链烷烃的构象,能量变化;环烷烃的构象:重点理解环己烷和取代环己烷的构象及能 量变化,稳定构象,十氢萘及其它桥环的稳定构象. 烷烃的化学性质 自由基取代反应卤代反应及机理;碳游离基中间体结构,稳定性;不同的卤素在反应中的活性和选择性;反应过程中的能量变化. 环烷烃的化学性质 自由基取代反应(与烷烃一致);小环(3,4元环)性质的特殊性加成. (三)烯烃 烯烃的结构特点 碳的sp2杂化和烯烃的平面结构;键和键. 烯烃的同分异构,命名 碳架异构,双键位置异构,顺反异构(Z,E). 烯烃的物理和化学性质 烯烃的亲电加成及其机理,马氏规则;碳正离
3、子中间体结构,稳定性,重排. 其它加成反应:催化加氢(立体化学,氢化热);硼氢化氧化(加成取向,立体化学);羟汞化脱汞(加成取向);与HBr/过氧化物加成(加成取向);其它游离基加成. 氧化反应:羟基化反应邻二醇的形成;KMnO4/H+的氧化,臭氧化反应,烯烃结构的测定. -位取代反应:烯丙基型取代反应(高温卤代和NBS卤代)及机理烯丙基自由基. (四)炔烃和二烯烃 炔烃 结构:碳的sp杂化和碳-碳三键;sp杂化,sp2杂化 和sp3杂化的碳的电负性的差异及相应化合物的偶极矩. 同分异构体 化学性质:末端炔烃的酸性及相关的反应;三键的加成:催化加氢,亲电加成,亲核加成;碳碳三键与H2/Lind
4、lar催化剂反应(顺式烯烃);碳碳三键与Na/液氨的反应(反式烯烃);加卤素;加HX(马氏规则);加H2O(羰基化合物的形成);加HBr/过氧化物;硼氢化氧化;加HCN及乙炔的二聚;氧化反应:KMnO4氧化和臭氧化. 二烯烃 共轭二烯烃的稳定性:键能和键长平均化,共轭效应. 二烯烃的化学反应:1,2-加成和1,4-加成(反应机理);反应的动力学控制和热力学控制(反应过程中的能量变化);烯丙型碳正离子的稳定性(p-共轭);Diels-Alder反应. (五)波谱分析 紫外光谱 理解各种跃迁(,n,n)和各自的吸收能量波长;发色团和助色团;溶剂效应;最重要的是能够从一张UV谱图中得到有用的信息(判
5、断结构)(不要求利用经验规则去计算某化合物之吸收波长). 红外光谱 理解IR光谱之基本原理,最重要的是利用IR光谱(结合其它波谱)推测有机分子的结构,这就要求对各类官能团的红外吸收范围有清楚的了解,并清楚影响峰位置变化的因素. 核磁共振谱(1H NMR)(碳谱不要求) 了解基本原理;基本概念:化学位移,内标,外标,偶合,偶合常数,屏蔽,去屏蔽等.清楚不同类型的枝质子的化学位移范围及影响因素;最重要的是利用NMR谱(结合其它波谱)推测有机分子的结构. 质谱 了解基本原理;几种重要的开裂方式(包括重要的重排开裂如麦氏重排,逆Diels-Alder重排等);最重要的是利用MS得出的分子离子峰(并结合
6、其它波谱方法)推测有机分子的结构. 本章最重要的是利用几种波谱方法结合推测有机分子的结构. (六)芳香烃 苯的结构和芳香性 理解芳香性的概念和判断芳香性的Hckel规则,能用此规则判断一给定的分子(或离子)是否是芳香性的. 苯的异构,同系物和命名 苯及其同系物的物理性质和波谱性质 主要了解其波谱特征,例如芳香烃的NMR谱学特征,不同取代苯在IR指纹区的特征等. 化学性质 亲电取代反应及机理;傅氏反应的特点及局限;氯甲基化反应;Gatterman-Koch反应;芳香环上取代基的定位效应;其它反应:侧链氧化;侧链取代;芳香环上的还原:催化加氢,Birch还原. 萘的结构和化学性质 (七)立体化学
7、基本概念 对映异构(体);手性分子;镜像;旋光性,旋光度;对映体;非对映体;差向异构体;内消旋体;外消旋体;手征性;手性中心. 对映异构体构型的表示法 R/S法(次序规则). 熟悉各类手性分子 含13个手性碳原子的手性分子;不含手性碳原子的手性分子;环状化合物. 立体异构体的制备和反应 熟悉能产生立体异构体的化学反应及机理,象烯烃与卤素的反式加成,环氧乙烷的开环,羰基化合物的加成(Cram规则)等等. (八)卤代烃 异构,分类,命名 波谱性质,尤其是NMR谱 化学性质 亲核取代反应及机理(SN1,SN2);影响亲核取代及机理的因素;亲核试剂的亲核性;SN2反应的立体化学;SN1反应中的重排;邻
8、基参与. 消除反应及机理(E1,E2,E1cb):消除反应的取向(Saytzeff规则)和立体化学;消除反应和取代反应的竞争. 卤代烃与Mg,Li,Na等的反应:Grignard试剂,有机锂试剂及其应用. (九)醇,酚,醚 结构,分类,命名 醇的物理性质和光谱性质 氢键对其物理性质的影响;IR光谱和NMR谱的特征. 醇的化学性质 醇的酸性(与其它类型化合物如H2O,酚,羧酸酸性的比较);与酸性有关的反应(与金属如Na,Mg,Al的反应);醇的氧化(形成醛/酮,羧酸);熟悉各种氧化剂;醇的成酯反应:与无机酸成酯,与有机酸成酯(机理);卤化反应;用SOCl2卤化的立体化学及机理;用HX的卤代反应(
9、Lucas试剂用来区别六个碳原子以下1,2和3醇);Wagner-Meerwein重排. 醇的脱水反应:反应机理/扎依切夫规律;反应活性;重排;分子间脱水成醚. 多元醇的反应:与HIO4或Pb(OAc)4的反应;片呐醇重排反应及机理. 酚的物理性质和光谱性质 酚的化学性质 酸性及与之相关的反应;Fries重排;芳环上的亲电取代:卤代,硝化,磺化;其它亲电取代:与醛的作用;与CO2的作用;Reimer-Tiemann反应;酚的氧化反应. 酚的制备方法 异丙苯氧化法;氯苯水解法;苯磺酸碱熔法. 醚的反应 与HX的反应(醚键断裂)及机理;Claisen重排;环氧乙烷的反应. 醚的合成方法 Willi
10、amson合成法. (十)醛和酮 醛酮的反应 加成反应,亲核加成 以上反应适用于醛,脂肪族甲基酮和八个碳原子以下的环酮. 碳原子上 卤仿反应: 氧化和还原 醛酮的制法 烃类氧化 醇的氧化及去氢 Friedel-Crafts酰化反应 3.,不饱和醛,酮的反应: (十一)羧酸及其衍生物 羧酸的反应: 酸性:羧酸的酸性比碳酸强,比无机酸弱. 羧酸中羟基的取代反应 还原 羧酸的制法 氧化法 水解法 Grignard试剂与二氧化碳作用 羧酸衍生物的反应 水解都生成羧酸 醇解 酰氯,酸酐和酯的醇解都生成酯,酯与醇作用生成原酸酯或酯. 氨解 酰氯,酸酐和酯的氨解都生成酰胺 酸解 生成平衡混合物 羧酸衍生物的
11、制法 酰氯:羧酸与无机酰氯作用;酸酐:酰氯与羧酸盐作用;酯:直接酯化: 酰胺:羧酸的铵盐去水或酯的氨解;腈:酰胺去水或卤代烃与氰化钠作用. (十二)取代羧酸 卤代酸的反应 与碱的反应,产物与卤素和羧基的相对位置有关. -卤代酸羟基酸 -卤代酸,-不饱和酸 或-卤代酸内酯 Darzen反应 诱导效应 共轭效应 醇酸的反应 去水,产物与羟基的相对位置有关 -醇酸交酯 -醇酸,-不饱和酸 -醇酸内酯 分解: 乙酰乙酸乙酯在合成上的应用 合成甲基酮: 合成酮酸 丙二酸酯在合成上的应用 合成一元羧酸 合成二元羧酸 (十三)胺和含氮化合物 胺的化学性质 碱性 烃化 酰化(Hinsberg反应) 与亚硝酸的
12、反应 胺的制法 硝基混合物的还原 氨或胺的烃化 还原烃化 Gabriel合成法 Hofmann重排: 芳香族重氮盐的反应 取代反应 还原反应 偶联反应 (十四)含硫,含磷化合物 硫醇的制备和性质 酸性和金属离子形成盐,还原解毒剂;氧化反应,二硫化物,磺酸;和烯键及炔键的加成反应. 磺酸基的引入和被取代在合成上应用了解磺胺药物一般制备方法. 磷Ylide的制备及Wittig反应在合成中的应用. (十五)杂环化合物 杂环化合物的分类和命名 呋喃,噻吩,吡咯的结构和芳香性. 芳香性: 苯噻吩吡咯呋喃 离域能(kJ/mol1) 150.6,121.3,87.6,66.9 呋喃,噻吩,吡咯的性质 亲电取
13、代:卤代,硝化,磺化,乙酰化;呋喃易发生;Diels-Alder反应;吡咯的弱碱性;吡啶的碱性;吡啶的氧化,还原性质;Fischer吲哚合成法和Skraup喹啉合成法. (十六)周环反应 在协同反应中轨道对称性守恒 电环化反应的选择规律 电子数 基态 激发态 4n 顺旋 对称 4n+2 对旋 顺旋 环化加成反应的选择规律(同一边) 电子数 基态 激发态 4n 禁阻 允许 4n+2 允许 禁阻 迁移反应的选择规律(同一边) i+j 4n 4n+2 基态 禁阻 允许 Cope重排 Claisen重排 (十七)碳水化合物 单糖的结构与构型 Fischer构型式的写法:羰基必须写在上端;构型:编号最大
14、手性碳原子上OH在竖线右边为D-型,在左边为L-型;Haworth式:己醛糖的Haworth式中C1上的OH与C5上的CH2OH在环同一边为位异构体. 单糖的反应 氧化:醛糖用溴水氧化生成糖酸,用稀硝酸氧化生成糖二酸 还原:用NaBH4还原生成多元醇 脎的生成:糖与苯肼作用成脎. (十八)氨基酸,多肽,蛋白质 1.氨基酸的基本结构 天然的-氨基酸,只有R取代基的差别. 等电点:等电点时氨基酸以两性离子存在,氨基酸溶解度最小;氨基酸-茚三酮的显色的反应;Sanger试剂及应用;氨基酸的制备:a. -卤代酸的氨解,b. 醛和酮与氨,氢氰酸加成物水解,c. 二丙酸酯合成法;多肽的合成方法. (十九)萜类和甾体化合物 掌握萜类化合物的基本结构:碳骨架由异戊二烯单位组成的;会划分萜类化合物中的异戊二烯单位. 掌握一些重要的萜类天然产物常规性质:如法尼醇;牛儿酮;栊牛儿奥;山道年;维生素A;叶绿醇;角鲨烯.-胡萝卜素. 了解甾体化合物的四环结构和命名. 了解萜类和甾体化合物的生物合成
