期中复习.docx

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1、期中复习有机化学复习总结 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，芳烃，苯环上含有多官能团化合物。 立体结构的表示方法： COOHCH3HOHC2H5OH1）伞形式：HH3CCOH 2）锯架式：H HHHHHHHHHCOOH3） 纽曼投影式：HHH 4）菲舍尔投影式：HCH3OH 5）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

2、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。 ClC2H5CH3CH3CCCC HC2H5HCl(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。 CH3CCCH3CH3HCCHCH3CH3HCH3 H顺2丁烯HCH3HHCH3H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则排序。然后

3、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。 adCcR型abdCbS型c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 自由基取代：烷烃卤代、芳烃侧链卤代、烯烃的H卤代 自由基反应 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还原反应：烯烃、炔烃、环烷烃、芳烃、卤代烃 亲核取代：卤代烃、醇的反应，环氧乙烷的

4、开环反应，醚键断裂反应类型离子型反应 反应,卤苯的取代反应；炔烃高锰酸钾氧化，臭氧氧氧化反应：烯烃的氧化(按历程分)亲核加成：炔烃的亲核加成 化；醇的氧化；芳烃侧链氧化，芳环氧化）消除反应：卤代烃和醇的反应2. 有关规律 协同反应：双烯合成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） HBr过氧化效应：自由基加成反应的规律，溴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） 查依采夫规律：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

5、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） 基团的“顺序规则” 3. 反应中的立体化学 烯烃： 烯烃的亲电加成： 溴，氯，HOBr，反式加成 其它亲电试剂： 烯烃的环氧化，保持构型 烯烃的冷稀KMnO4/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 炔烃： 选择性加氢： Lindlar催化剂-顺式烯烃 Na/NH3-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 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、

6、结构稳定性、反应活性 .概念 1. 同分异构体 2. 试剂 CH3构造异构碳架异构H2CCCH2CH2H2CCCH3H位置异构CH2CHCH2CH3CH3CHCHCH3官能团异构CH3CH2OH互变异构CH2CHOH CH3OCH3CH3CHO同分异构亲电试剂： 顺反异构简单地说，对电子具有亲合力的试剂就叫亲电试剂。亲电试构型异构立体异构对映异构剂一般都是带正电荷的试剂或具有空的构象异构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

7、子具有亲合力的试剂叫亲核试剂。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： Cl2hv 或高温Br2hv 或高温2Br2Cl 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、过硫酸铵均裂均裂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、sp、sp杂化。 6

8、. 旋光性 平面偏振光： 手性： 手性碳： 旋光性： 32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。 旋光性物质，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： CHOCHO 差向异构体： Walden翻转: 7. 电子效应 1） 诱导效应 诱导效应：因某一原子或原子团的电负性，而引起分子中s 键电子云分布发生变化，进而引起分子性质发生变化的效应叫做诱导效应。 常见的推电子(+I )基团: HHOHOHCH2OH赤式HHOOHHCH2OH苏式(CH3)3C- (CH3)2CH- CH3CH2- CH3-

9、常见的吸电子( -I )基团： -+NR3, -+SR2, -+NH3, -NO2, -SO2R, -CN, -COOH, -OAr, -CO2R, -COR, -OH, -CCR, -Ar, -CH=CH2R 诱导效应沿分子链传递，迅速变弱。 2） 共轭效应。 构成共轭体系的重要条件是各相邻碳原子以及与之结合的所有s键必须处于同一平面上。由于形成共轭p 键而引起的分子性质的改变叫做共轭效应。 (1)共轭效应主要表现 共轭能： 形成共轭p键的结果是使体系的能量降低，分子得到了稳定。降低的数值叫共轭能。 键长趋于平均化 CH2=CH-CH=CH2 中，C-C单键长为0.148nm，介于孤立单键和

10、孤立双键之间。 3） 空间效应 8. 其它 顺反异构体，产生条件： 烯醇式与酮式互变 . 物理性质 1. 沸点高低的判断？ 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： . 稳定性判断 1. 烯烃稳定性判 R2C=CR2 R2C=CHR RCH=CHR RCH=CHR 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 碳正离子的稳性顺序： CH2CHCH2(CH3)3C(CH3)2CHCH3CH2CH3CH2自由基稳定性顺序： CH2CHCH2CH2CH3CH2CH3(CH3

11、)3C(CH3)2CH 6. 共振极限结构式的稳定性判断： 酸碱性的判断 1. 不同类型化合物算碱性判断 酸性，看电离出氢离子后负离子的稳定性，负离子的稳定性看负电荷能否更好的分散。 HO H RO H HC C H NH2 H CH2C=CH H CH3CH2 H 反应活性大小判断 pKa 15.7 1619 25 34 40 49 1. 烷烃的自由基取代反应 X2的活性：F2 Cl2 Br2 选择性：F2 Cl2 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=

12、CH2 4. 烯烃的催化加氢反应活性： 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，亲双烯体上连有吸电子基团，有利于反应进行。 6. 卤代烃的亲核取代反应 SN1 反应： CH2 CHCH 2X 3 RX 2 RX 1 RX CH3XSN2 反应： CH2X CH3X1o RX2o RX3o RX7. 消除反应 卤代烃碱性条件下的消除反应-E2消除 CH2 CHCHXCH3 RI RBr RCl 3 RX 2 RX 1 RX CH3XCHXCH3 醇脱水-主要E1 CH2 CHCHCH3 OH 3 R

13、OH 2 ROH 1 ROH CHCH 8. 芳烃的亲电取代反应 3OH 芳环上连有活化苯环的邻对位定位基-反应活性提高 芳环上连有钝化苯环的间位定位基或邻对位定位基-反应活性下降。 例如： 下列芳香族化合物： 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 。 其它 1. 亲核试剂亲核性的大小判断： 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：ON(CH3)2NH2OHOCH3NHCOCH3R OCOCH3C6H5FClBrI 间位定位

14、基：NH3NO2CNCOOHSO3HCHOCOCH3COOCH3CONH2 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 Cl NH2 NO2 CH3 中间体：碳正离子，易发生重排。 反应类型：烯烃的其它亲电加成、炔烃的亲电加成，中间体：环鎓离子 反应类型：烯烃与溴，氯，次卤酸的加成 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 反应类型：芳烃亲电取代反

15、应。 例子： 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，醚键断裂反应。 SN2反应 中间体：无 反应类型：卤代烃和醇的亲核取代，分子内的亲核取代，醚键断裂反应，环氧乙烷的开环反应。 7. 消除反应反应机理 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消除反应。 E2机理： 中间体：无 反应类型：RX的消除反应 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： 重排反应规律：由不稳定

16、的活性中间体重排后生成较稳定的中间体；或由不稳定的反应物重排成较稳定的产物。 1、 碳正离子重排 H 负氢1,2迁移：CH3CHCH2CH3CH3CHCH3 烷基1,2迁移：CH3CCH3 变环重排： CH2CH3CCH2CH3 CH3CHCH3OHHCHCH3OH2CH3H2OClClCHCH3变环重排CH3 烯丙位重排：碱性水解 CH3CHCHCH2ClClCH3CHCHCH2CH3CHCH2OHCHCHCH2OHCH3CHCH3CHCHOHCH22、其它重排 质子1,3迁移 CH3CCHH2OHgSO4, H2SO4CH3OHCCH2OCH3CCH3六、鉴别与分离方法 1烷烃与烯烃，炔烃

17、的鉴别方法是酸性高锰酸钾溶液或溴的ccl4溶液 2烷烃和芳香烃就不好说了，但芳香烃里，甲苯，二甲苯可以和酸性高锰酸钾溶液反应，苯就不行 一各类化合物的鉴别方法 1.烯烃、二烯、炔烃： 溴的四氯化碳溶液，红色腿去 高锰酸钾溶液，紫色腿去。 2含有炔氢的炔烃： 硝酸银，生成炔化银白色沉淀 氯化亚铜的氨溶液，生成炔化亚铜红色沉淀。 3小环烃：三、四元脂环烃可使溴的四氯化碳溶液腿色 4卤代烃：硝酸银的醇溶液，生成卤化银沉淀；不同结构的卤代烃生成沉淀的速度不同，叔卤代烃和烯丙式卤代烃最快，仲卤代烃次之，伯卤代烃需加热才出现沉淀。 二例题解析 例1用化学方法鉴别丁烷、1-丁炔、2-丁炔。 分析：上面三种化

18、合物中，丁烷为饱和烃，1-丁炔和2-丁炔为不饱和烃，用溴的四氯化碳溶液或高锰酸钾溶液可区别饱和烃和不饱和烃，1-丁炔具有炔氢而2-丁炔没有，可用硝酸银或氯化亚铜的氨溶液鉴别。因此，上面一组化合物的鉴别方法为： 例2用化学方法鉴别氯苄、1-氯丙烷和2-氯丙烷。 分析：上面三种化合物都是卤代烃，是同一类化合物，都能与硝酸银的醇溶液反应生成卤化银沉淀，但由于三种化合物的结构不同，分别为苄基、二级、一级卤代烃，它们在反应中的活性不同，因此，可根据其反应速度进行鉴别。 上面一组化合物的鉴别方法为： 1化学分析 烃类 烷烃、环烷烃 不溶于水，溶于苯、乙酸、石油醚，因很稳定且不和常用试剂反应，故常留待最后鉴

19、别。 不与KMnO4反应，而与烯烃区别。 烯烃 使Br2CCl4褪色；使KMnO4/OH-变成MnO2棕色沉淀；在酸中变成无色Mn2+。 共轭双烯 与顺丁烯二酸酐反应，生成结晶固体。 炔烃使Br2CCl4褪色；使KMnO4OH-产生MnO2棕色沉淀，与烯烃相似。 卤代烃RX 与AgNO3醇溶液生成AgCl、AgBr、AgI。叔卤代烷、碘代烷、丙烯型卤代烃和苄基卤立即起反应，仲卤代烃、伯卤代烃放置或加热起反应，乙烯型卤代烃不起反应。 七、推导结构 1. 化学性质： 烯烃的高锰酸钾氧化； 烯烃的臭氧化反应； 芳烃的氧化； 具体的推到方法： 1）.不饱和度的计算 W= 1/2 n41、n3、n1分别

20、表示分子中四价、三价和一价元素的原子个数。 如果W=1，表明该化合物含一个不饱和键或是环烷烃； W=2，表明该化合物含两个C=C双键，或含一个CC三键等； W4，表明该化合物有可能含有苯环。 化学命名法 一般规则 取代基的顺序规则 当主链上有多种取代基时，由顺序规则决定名称中基团的先后顺序。一般的规则是： 1.取代基的第一个原子质量越大，顺序越高； 2.如果第一个原子相同，那么比较它们第一个原子上连接的原子的顺序；如有双键或三键，则视为连接了2或3个相同的原子。 以次序最高的官能团作为主要官能团，命名时放在最后。其他官能团，命名时顺序越低名称越靠前。 主链或主环系的选取 以含有主要官能团的最长

21、碳链作为主链，靠近该官能团的一端标为1号碳。 如果化合物的核心是一个环，那么该环系看作母体；除苯环以外，各个环系按照自己的规则确定1号碳，但同时要保证取代基的位置号最小。 支链中与主链相连的一个碳原子标为1号碳。 数词 位置号用阿拉伯数字表示。 官能团的数目用汉字数字表示。 如：1，3-丁二烯 碳链上碳原子的数目，10以内用天干表示，10以外用汉字数字表示。 其他官能团视为取代基。 1带支链烷烃 主链 选碳链最长、带支链最多者。 编号按最低系列规则。从*侧链最近端编号，如两端号码相同时，则依次比较下一取代基位次，最先遇到最小位次定为最低系统。 2，3，5-三甲基己烷，不叫2，4，5-三甲基己烷

22、，因2，3，5与2，4，5对比是最低系列。 取代基次序IUPAC规定依英文名第一字母次序排列。我国规定采用立体化学中“次序规则”：优先基团放在后面，如第一原子相同则比较下一原子。 2-甲基-3-乙基戊烷，因CH2CH3CH3，故将CH3放在前面。 2单官能团化合物 主链选含官能团的最长碳链、带侧链最多者，称为某烯。卤代烃、硝基化合物、醚则以烃为母体，以卤素、硝基、烃氧基为取代基，并标明取代基位置。 编号从*近官能团端开始，按次序规则优先基团列在后面。 3多官能团化合物 脂肪族 选含官能团最多的最长碳链为主链。官能团词尾取法习惯上按下列次序， OHNH2CCC=C 如烯、炔处在相同位次时则给双键

23、以最低编号。 脂环族、芳香族 如侧链简单，选环作母体；如取代基复杂，取碳链作主链。 4顺反异构体 顺反命名法 环状化合物用顺、反表示。相同或相似的原子或基因处于同侧称为顺式，处于异侧称为反式。 Z，E命名法 化合物中含有双键时用Z、E表示。按“次序规则”比较双键原子所连基团大小，较大基团处于同侧称为Z，处于异侧称为E。 次序规则是： 原子序数大的优先，如IBrClSPFONCH，未共享电子对：为最小； 同位素质量高的优先，如DH； 二个基团中第一个原子相同时，依次比较第二、第三个原子； 重键 分别可看作 Z优先于 E，R优先于S。 5旋光异构体 D，L构型 主要应用于糖类及有关化合物，以甘油醛

24、为标准，规定右旋构型为D，左旋构型为L。凡分子中离羰基最远的手性碳原子的构型与D-甘油醛相同的糖称D型；反之属L型。 氨基酸习惯上也用D、L标记。除甘氨酸无旋光性外，-氨基酸碳原子的构型都是L型。 其余化合物可以通过化学转变的方法，与标准物质相联系确定。 R，S构型 含一个手性碳原子化合物Cabcd命名时，先将手性碳原子上所连四个原子或基团按“次序规则”由大到小排列，然后将最小的d放在远离观察者方向，其余三个基团指向观察者，则abc顺时针为R，逆时针为S；如d指向观察者，则顺时针为S，逆时针为R。在实际使用中，最常用的表示式是Fischer投影式， -2-氯丁烷。因为ClC2H5CH3H，最小基团H在C原子上下，处于远离观察者的方向，故命名法规定ClC2H5CH3顺时针为R。