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 COORCOXCNCHO COOH( 醇)OH(酚)SH NH2ORC C CC( RXNO2),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: 2)锯架式:CCOHOH
2、H3C CH3OHHOHC2H53) 纽曼投影式: 4)菲舍尔投影式:HHHHHH HHH COHCH3OHH5)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。CH3CCH ClC
3、2H5 CH3CCH C2H5Cl(Z)32(E)322、 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。CH3CCH CH3HCH3CCH HCH322 CH3HCH3H CH3HHCH31,41,43、 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。 Cadcb CadbcR S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
4、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()H,环 氧 乙 烷 的 开 环 反 应 , 醚 键 断 裂 反 应 ,卤 苯 的 炔 烃 的 亲 核 加 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) 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
5、) 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:溴,氯,HOBr(HOCl
6、) ,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)-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
7、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 、RCH 2 、CH 3CO 、NO 2 、 SO3H、SO 3、BF 3、AlCl 3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 、NH 2 、RCH 2 、RO 、RS 、PhO 、RCOO 、X 、H 2O、ROH、R
8、OR、NH 3、RNH 2等,都是亲核试剂。自由基试剂:Cl2、Br 2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。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 H2CCH33H2CHC22CH32OH2CCH3O顺 反 异 构对 映 异 构同 分 异 构 2 23C3 3 3O32Clhv hv Cl2 Br2 2Br3. 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
9、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、sp 2、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CHOC2赤 式 CHOC2苏 式()OHOHCH3S3CH3SO3H HHHH8. 其它内型(endo ), 外型(exo):顺反异构体,产生条件:烯醇式:(
10、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. 烯烃稳定性判 R2C=CR2 R2C=CHR RCH=CHR(E-构型) RCH=CHR(Z- 构型) RHC=CH2 CH2=CH22. 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HCO3endo(内 型 ) HCO3exo外 型 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
11、稳定性判断(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:F 2 Cl2 Br2 I2选择性:F 2 R2C=CHR RCH=CHR RCH=CH2 CH2=CH2 CH2=CHX3. 烯烃环氧化反应活性R2C=CR2 R2C=CHR RCH=CHR RCH=CH2 CH2=CH2 HO RO H C H N2 H C2=H C3H2 pKa 15.7 169 25 34 40 49 CH2CHCH22 CH3(CH3)
12、C(CH3)2CHCH32CH3(CH3)C(CH3)2CHCH32CH2CHCH22 CH2CHCH22 3R2R1R CH34. 烯烃的催化加氢反应活性:CH2=CH2 RCH=CH2 RCH=CHR R2C=CHR R2C=CR25. 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
13、 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RI RBr RCl醇脱水- 主要 E18. 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P 3 ( CH3)BrBrrBr形 成 碳 正 离 子的 相 对 速 率 1 10-3 10-6 10-CH2 C2X2 3R 2 RX 1RX CH3XCH3X1o R2o X3o RX CH2 XCH33 RX 2 RX 1RX CH3XCH2 CH33 3ROH 2 ROH 1ROH OH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:下列芳香族化合物:A. B.
14、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)2NH2OHOCH3NHCOCH3R OCOCH3 C6H5FClBr I间位定位基: NH3NO2CNCOOH SO3H CHOCOCH3 COOCH3CONH2五、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
15、应机理Cl NH2 NO2 CH3 P 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)反应类型:烯烃与溴,氯,次卤酸的加成中间体:碳正离子,易发生重排。反应类型:烯烃的其它亲电加成(HX,H 2O,H 2SO4,B 2H6,羟汞化-去汞还原反应) 、炔烃的亲电加成,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(氯代和溴代先生成 络合物)反应类型:芳烃亲电取代反应(卤代,硝化,磺化,烷基化,酰基化,氯甲基化) 。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(主要是 3) ,醚键断裂反应(3烃基生成的醚) 。SN2 反应中间体:无(经过过渡态直接生成产物)