大学有机化学知识点总结.docx
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1、有机化学一有机化合物的命名 1. 能够用系统命名法命名各类类型化合物: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:COOHSO3HCOORCOXCNCHOCOOH(醇)OH(酚)SHNH2ORCCCC(RXNO2),并能够判定出Z/E构型和R/S构型。 2. 依照化合物的系统命名,写出相应的结构式或立体结构式(伞形式,锯架势,纽曼投影式,Fischer投影式)。 立体结构的表示方式:1)伞形式:2)锯架势:3) 纽曼投影式:4)菲舍尔投影式:5)构象(co
2、nformation) (1) 乙烷构象:最稳固构象是交叉式,最不稳固构象是重叠式。(2) 正丁烷构象:最稳固构象是对位交叉式,最不稳固构象是全重叠式。(3) 环己烷构象:最稳固构象是椅式构象。一取代环己烷最稳固构象是e取代的椅 式构象。多取代环己烷最稳固构象是e取代最多或大基团处于e键上的椅式构象。立体结构的标记方式1. Z/E标记法:在表示烯烃的构型时,若是在顺序规那么中两个优先的基团在同一侧,为Z构型,在相反侧,为E构型。2、 顺/反标记法:在标记烯烃和脂环烃的构型时,若是两个相同的基团在同一侧,那么为顺式;在相反侧,那么为反式。 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
3、团顺顺序规那么排序。然后将最不优先的基团放在远离观看者,再以次观看其它三个基团,若是优先顺序是顺时针,那么为R构型,若是是逆时针,那么为S构型。注:将伞状透视式与菲舍尔投影式互换的方式是:先按要求书写其透视式或投影式,然后别离标出其R/S构型,若是二者构型相同,那么为同一化合物,不然为其对映体。二. 有机化学反映及特点1. 反映类型A还原反映(包括催化加氢):烯烃、炔烃、环烷烃、芳烃、卤代烃氧化反映: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:亲电加成反映的规律,亲电试剂老是加到连氢较多的双键碳上。2
4、) 过氧化效应:自由基加成反映的规律,卤素加到连氢较多的双键碳上。3) 空间效应:体积较大的基团老是取代到空间位阻较小的位置。4) 定位规律:芳烃亲电取代反映的规律,有邻、对位定位基,和间位定位基。5) 查依切夫规律:卤代烃和醇排除反映的规律,要紧产物是双键碳上取代基较多的烯烃。6) 休克尔规那么:判定芳香性的规那么。存在一个环状的大键,成环原子必需共平面或接近共平面,电子数符合4n+2规那么。7) 霍夫曼规那么:季铵盐排除反映的规律,只有烃基时,要紧产物是双键碳上取代基较少的烯烃(动力学操纵产物)。当碳上连有吸电子基或不饱和键时,那么排除的是酸性较强的氢,生成较稳固的产物(热力学操纵产物)。
5、8) 基团的“顺序规那么”3. 反映中的立体化学 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),羟汞化-脱汞还原反映-反式加成 其它亲电试剂:顺式+反式加成 烯烃的环氧化,与单线态卡宾的反映:维持构型 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) 排除反映: E2,E1cb: 反式共平面排除。 环氧
6、乙烷的开环反映:反式产物 四概念、物理性质、结构稳固性、反映活性 (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)。亲电试剂一样都是带正电荷的试剂或具有空的p轨道或d轨道,能够同意电子对的中性分子,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,但对带正电荷或部份正电荷的碳原子具有亲合力的试剂叫亲核试剂(nucleophilic reagent)。亲核试剂一样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、
7、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,另外,过氧化氢、过氧化苯甲酰、偶氮二异丁氰、过硫酸铵等也是经常使用的自由基引发剂。少量的自由基引发剂就可引发反映,使反映进行下去。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:电子的同意体为酸,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
8、消旋体,二者的区别: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. 沸点高低的判定? 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,溶解度的大小判定?3. 形成有效氢键的条件,形成份子内氢键的条件:(三). 稳固性判定 1. 烯烃稳固性判定 R2C=CR2 R2C=CHR RCH=CHR(E-构型) RCH=CHR(Z-构型
9、) RHC=CH2 CH2=CH2 2. 环烷烃稳固性判定 3. 开链烃构象稳固性4. 环己烷构象稳固性 5. 反映中间体稳固大小判定(碳正离子,碳负离子,自由基)碳正离子的稳性顺序:自由基稳固性顺序: 碳负离子稳固性顺序: 6. 共振极限结构式的稳固性判定(在共振杂化体中奉献程度): (四)酸碱性的判定 1. 不同类型化合物算碱性判定 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阻碍):(五)反映活性大小判定 1. 烷烃的自由基取代反映 X2的活性:F2 Cl2 Br2 I2 选择性:F2 Cl2 Br2 R2C=CHR RCH=CHR RCH=CH2 CH
10、2=CH2 CH2=CHX 3. 烯烃环氧化反映活性 R2C=CR2 R2C=CHR RCH=CHR RCH=CH2 CH2=CH2 4. 烯烃的催化加氢反映活性:CH2=CH2 RCH=CH2 RCH=CHR R2C=CHR R2C=CR2 5. Diles-Alder反映 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,有利于反映进行。 例如: 以下化合物 A. ; B. ; C. ; D. 与异戊二烯进行Diels-Alder反映的活性强弱顺序为: 。 6. 卤代烃的亲核取代反映 SN1 反映:SN2 反映:成环的SN2反映速度是:v五元环 v六元环 v中环,大环 v三元环
11、 v四元环 7. 排除反映 卤代烃碱性条件下的排除反映-E2排除 RI RBr RCl 醇脱水-要紧E1 8. 芳烃的亲电取代反映 芳环上连有活化苯环的邻对位定位基(给电子基)-反映活性提高 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-反映活性下降。 例如:以下芳香族化合物: A. B. C. D. 硝化反映的相对活性顺序为 。例如: 萘环的 A. 位; B. 位 ; C. 氯苯 ; D. 苯在亲电取代反映中相对活性顺序为为 。例如:以下各化合物中,最容易与浓硫酸发生磺化反映的是( )。 A. ; B. ; C. ; D. (六)其它1. 亲核性的大小判定: 2. 试剂的碱性大小
12、:3. 芳香性的判定:4. 定位基定位效应强弱顺序:邻、对位定位基:ON(CH3)2NH2OHOCH3NHCOCH3R OCOCH3C6H5FClBrI间位定位基:NH3NO2CNCOOHSO3HCHOCOCH3COOCH3CONH2五、活性中间体与反映类型、反映机理反映机理:1. 自由基取代反映机理中间体:自由基反映类型:烷烃的卤代,烯烃、芳烃的H卤代。2. 自由基加成反映机理中间体:自由基:反映类型:烯烃、炔烃的过氧化效应。3. 亲电加成反映机理中间体:环鎓离子(溴鎓离子,氯鎓离子)反映类型:烯烃与溴,氯,次卤酸的加成中间体:碳正离子,易发生重排。反映类型:烯烃的其它亲电加成(HX,H2O
13、,H2SO4,B2H6,羟汞化-去汞还原反映)、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. 亲电取代反映机理:中间体:-络合物(氯代和溴代先生成络合物)反映类型:芳烃亲电取代反映(卤代,硝化,磺化,烷基化,酰基化,氯甲基化)。 5. 亲核加成反映机理:中间体:碳负离子反映类型:炔烃的亲核加成6. 亲核取代反映机理:SN1反映中间体:碳正离子,易发生重排。反映类型:卤代烃和醇的亲核取代(主若是3),醚键断裂反映(3烃基生成的醚)。SN2反映 中间体:无(通过过渡态直接生成产物) 反映类型:卤代烃和醇的亲核取代(主若是1),分子内的亲核取代,醚键断裂反映(1烃基
14、生成的醚,酚醚),环氧乙烷的开环反映。7. 排除反映反映机理E1机理:中间体:碳正离子,易发生重排。反映类型:醇脱水,3RX在无碱性试剂条件下在污水乙醇中的排除反映。E2机理:中间体:无(直接通过过渡态生成烯烃)反映类型:RX的排除反映E1cb机理: 中间体:碳负离子 反映类型:邻二卤代烷脱卤素。 重排反映机理:(rearrangement)重排反映规律:由不稳固的活性中间体重排后生成较稳固的中间体;或由不稳固的反映物重排成较稳固的产物。1、 碳正离子重排(1) 负氢1,2迁移:(2) 烷基1,2迁移:(3) 苯基1,2迁移:频哪醇重排:在频哪醇重排中,基团迁移优先顺序为:ArRH(4) 变环
15、重排:(5) 烯丙位重排:碱性水解二、其它重排(1) 质子1,3迁移(互变异构现象)六、辨别与分离方式七、推导结构 1. 化学性质:烯烃的高锰酸钾氧化; 烯烃的臭氧化反映; 芳烃的氧化; 邻二醇的高碘酸氧化2. 光波谱性质:红外光谱: 36502500cm1 OH,NH伸缩振动 33003000cm1 CCH(3300),C=CH(3100),ArH(3030) 伸缩振动 30002700cm1 CH3,CH2,次甲基,CHO(2720,2820) 伸缩振动 18701650cm1 C=O ( 酸、醛、酮、酰胺、酯、酸酐)伸缩振动 16901450cm1 C=C,苯环骨架伸缩振动 147513
16、00cm1 CH3,CH2,次甲基面内弯曲振动 1000670cm1 C=CH,ArH,CH2 的 面外弯曲振动核磁共振谱:偶合裂分的规律:n+1规律一组化学等价的质子有n个相邻的全同氢核存在时,其共振吸收峰将被裂分为n+1个,这确实是n+1规律。依照n+1规律裂分的谱图叫做一级谱图。在一级谱图中 具体的推到方式:1).不饱和度的计算 W(不饱和度)= 1/2(2 + 2n4 + n3 - n1) n41、n3、n1分别表示分子中四价、三价和一价元素的原子个数。若是W=1,说明该化合物含一个不饱和键或是环烷烃;W=2,说明该化合物含两个C=C双键,或含一个CC三键等;W4,说明该化合物有可能含
17、有苯环。 2). 红外光谱观看官能团区域(1). 先观看是不是存在C=O(18201660cm-1, s)(2). 若是有C=O, 确信以下状况. 羧酸: 是不是存在O-H(34002400cm-1, 宽峰, 往往与C-H重叠) 酰胺: 是不是存在N-H(3400cm-1周围有中等强度吸收; 有时是同 等强度的两个吸收峰 酯: 是不是存在C-O(13001000cm-1有强吸收) 酸酐: 1810和1760cm-1周围有两个强的C=O吸收 醛: 是不是存在O=C-H(2850和2750周围有两个弱的吸收) 酮: 没有前面所提的吸收峰 (3). 若是没有C=O, 确信以下状况. 醇、酚: 是不是
18、存在O-H(34003300cm-1, 宽峰; 13001000cm-1周围的C-O吸收) 胺: 是不是存在N-H(3400cm-1周围有中等强度吸收; 有时是同 等强度的两个吸收 醚: 是不是存在C-O(13001000cm-1有强吸收, 并确认 34003300cm-1周围是不是有O-H吸收峰) (4).观看是不是有C=C或芳环 C=C: 1650cm-1周围有弱的吸收 芳环: 16001450cm-1范围内有几个中等或强吸收 结合31003000cm-1的C-H伸缩振动, 确信C=C或芳环。3)分析核磁共振谱图(1) 依照化学位移()、偶合常数(J)与结构的关系,识别一些强单峰和特点峰。
19、如:以下孤立的甲基和亚甲基质子信号,极低磁场(1016)显现的羧基,醛基和形成份子内氢键的羟基信号。(2). 采纳重水互换的方式识别-OH、-NH2、-COOH上的活泼氢。若是加重水后相应的信号消失,那么能够确信此类活泼氢的存在。(3) 若是在6.58.5ppm范围内有强的单峰或多重峰信号,往往是苯环的质子信号,再依照这一区域的质子数量和峰型,能够确信苯环上取代基数量和取代基的相对位置。(4). 解析比较简单的多重峰(一级谱),依照每一个组峰的化学位移及其相应的质子数量对该基团进行推断,并依照n+1规律估量其相邻的基团。(5). 依照化学位移和偶合常数的分析,推出假设干个可能的结构单元,最后组
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