1、 1 有机化学总结 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 C O OH(醇 ) OH(酚 ) SH NH2 OR C C C C ( 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:
2、 1)伞形式: CCOOHOHH3CH 2)锯架式:CH3OHHHOHC2H53) 纽曼投影式:HH HHHH HHHHHH4)菲舍尔投影式:COOHCH3OHH 5)构象 (conformation) 2 (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,
3、为 Z 构型,在相反侧,为 E 构型。 C H 3C CHC lC 2 H 5C H 3C CHC 2 H 5C l( 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。 C H 3C CHC H 3HC H 3C CHHC H 3顺 2 丁 烯 反 2 丁 烯C H 3HC H 3HC H 3HHC H 3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。然后将最不优先
4、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3 顺时针,则为 R 构型,如果是逆时针,则为 S 构型。 Cadcb CadbcR 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);反 应 类 型( 按 历 程 分 )自 由 基 反 应离 子 型 反 应协 同 反 应 : 双 烯 合 成自 由 基 取 代
5、: 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4 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
6、) 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
7、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 5 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 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 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)
8、 -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 6 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
9、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构 造 异 构立 体 异 构位 置 异 构碳 架 异 构官 能 团 异 构互 变 异 构构 型 异 构构 象 异 构H 2 C C C H 3C H 3H 2 C CHC H 2 C H 2C H 3 C H 2 O HC H 2 C H O H C H 3 C H O顺 反 异 构对 映 异 构同 分 异 构C H 2 C H C H 2 C H 3 C H 3 C H C H C H 3C H 3 O C H 37 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
10、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: 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、
11、sp 杂化。 6. 旋光性 2 C lh v 或 高 温均 裂 h v 或 高 温均 裂C l 2 B r 2 2 B r8 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 C H OC H 2O HHHO HO H赤 式C H OC H 2O HHHO HH O苏 式立 体 效 应( 空 间 效 应 )范 德
12、 华 张 力 :扭 转 张 力 :已 有 基 团 对 新 引 入 基 团 的 空 间 阻 碍 作 用 。O HO H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 。C H 3S O 3 HC H3S O3 H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 :9 8. 其它 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
13、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. 烯烃稳定性判断 R2C=CR2 R2C=CHR RCH=CHR( E-构型) RCH=CHR( Z-构型) HC O C H 3e n d o ( 内 型 )HC O C H 3e x o ( 外 型 )10 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
14、断(在共振杂化体中贡献程度): (四)酸碱性的判断 1. 不同类型化合物算碱性判断 2. 液相中醇的酸性大小 H O H R O H H C C H N H 2 H C H 2 C = C H H C H 3 C H 2 H p K a 1 5 . 7 1 6 1 9 2 5 3 4 4 0 4 9 C H 2 C H C H 2C H 2 C H 3( C H 3 ) 3 C ( C H 3 ) 2 C H C H 3 C H 2C H 3( C H 3 ) 3 C ( C H 3 ) 2 C H C H 3 C H 2C H 2 C H C H 2C H 2 C H 2 C H C H 2C H 2 3。 R2。 R1。 R C H 3