有机化学考研超强总结知识点精要例题.ppt
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有机化学,OrganicChemistry,有机化学考研题型,参考教材:
曾昭琼主编(上下)第四版,第一章有机化合物的命名,【本章重点】,有机化合物的系统命名法。
【必须掌握的内容】,1.普通命名法。
2.衍生物命名法。
3.系统命名法。
.1普通命名法和俗名简介,一、普通命名法:
普通命名法是有机化学早期对有机化合物的命名方法。
普通命名法是以分子中所含碳原子的数目,用“天干”甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸和中国数字十一、十二等命名的;而对碳链异构体则以正、异、新、伯、仲、叔、季等词区分;对烃的衍生物还可将碳链从与官能团相连的碳原子开始依次用、等希腊字母来表示取代基的位置,再加上官能团的名称而命名的。
二、有机化合物的俗名和简称:
所谓俗名(trivialname)就是化学工作者根据化合物的来源、制法、性质或采用人名等加以命名的。
仅举几例:
.2基的命名,一个化合物从形式上去掉一个或几个原子或基团剩余的部分称为“基”。
一价基:
二价基亚基:
三价基次基:
1.3衍生物命名法,该法是按照化合物由简到繁的原则,规定每类化合物以最简单的一个化合物为母体,而将其余部分作为取代基来命名的。
三苯甲烷二苯酮三苯甲醇苯二氯甲烷,一、构造的命名方法:
1根据母体官能团的次序规则(上册课本P152)确定母体,排在后面的官能团选做主要官能团。
1.4系统命名法(包括构造和构型),2选择含有母体官能团的最长碳链作主链3对主链进行编号,首先保证母体官能团所对应的碳位号最小,然后使取代基的位号最小,遵循“最低系列”原则,关于“最低系列”:
所谓“最低系列”是指当碳链以不同方向编号,得到两种或两种以上不同的编号序列时,则顺次逐项比较各序列的不同位次,首先遇到位次最小者,定为“最低系列”。
例如:
当一个分子中同时含有双键和叁键时,则会有两种不同的情况:
(1)双键和叁键处于不同的位次:
按最低系列原则给双、叁键以尽可能低的位次编号。
(2)双键、叁键处在相同的位次:
选择给双键以最低的位次编号。
取代基的书写位置按取代基的“优先次序”规则,即根据与主链所连原子的原子序数大小,原子序数小的放前面,原子序数大的放后面,关于取代基的列出顺序“较优基团后列出”:
(1).确定“较优基团”的依据次序规则:
取代基或官能团的第一个原子,其原子序数大的为“较优基团”;对于同位素,质量数大的为“较优基团”。
第一个原子相同,则比较与之相连的第二个原子,依此类推。
取代基为不饱和基团,可分解为连有两个或三个相同的原子。
(2).“较优基团后列出”的应用:
当主碳链上有几个取代基或官能团时,这些取代基或官能团的列出顺序将遵循“次序规则”,指定“较优基团”后列出。
如:
产生顺反异构的条件:
分子中存在着限制碳原子自由旋转的因素,如双键或环;,不能自由旋转的原子上连接2个不相同的原子或基团。
只有ab且cd时,才有顺反异构。
任何一个双键碳上若连接两个相同的原子或基团,则只有一种结构.,二.构型(包括顺/反、Z/E、R/S、D/L、糖中/),顺/反、Z/E标记,顺反异构体命名,a.双键(或环上)两个碳原子所连的两个相同的基团在同侧为顺式,在异侧为反式。
在名称前附以顺或反,用短线连接。
顺-2-戊烯,反-2-氯-2-戊烯,b.双键(或环上)两个碳原子所连接的4个基团不相同时,采用Z、E命名法。
(Z)构型,(E)构型,基团优先次序:
ab,cd,优先基团在双键的同侧,优先基团在双键的异侧,Z-E标记法-次序规则:
(1)首先由和双键碳原子直接相连原子的原子序数决定,大的在前:
IBrClSPFONCDH,
(2)若双键碳原子直接相连第一原子相同则比较以后的原子序数,(3)取代基为不饱和基团,应把双键或三键原子看成是它以单键和两个或三个相同的原子相连:
(Z)-3-甲基-2-戊烯,注意:
顺式不一定是Z构型;反式不一定是E构型.,
(1)分子立体结构的表示方法,楔形透视式,实线:
在纸平面上的键,虚线:
伸向纸平面后方的键,楔形线:
伸向纸平面前方的键,2.R、S标记,锯架透视式,所有键均用实线表示,下端的碳表示离观察者较近,上端的碳表示离观察者较远.,纽曼投影式,费歇尔投影式,竖线上基团在纸面下方,横线上基团在纸面上方。
(横前竖后),手性碳在纸面上,
(2)R、S命名规则:
按次序规则将手性碳原子上的四个基团排序。
把排序最小的基团放在离观察者眼睛最远的位置,观察其余三个基团由大中小的顺序,若是顺时针方向,则其构型为R(R是拉丁文Rectus的字头,是右的意思),若是反时针方向,则构型为S(Sinister,左的意思)。
实例:
快速判断Fischer投影式构型的方法:
1当最小基团位于横线时,若其余三个基团由大中小为顺时针方向,则此投影式的构型为S,反之为R。
2当最小基团位于竖线时,若其余三个基团由大中小为反时针方向,则此投影式的构型为R,反之为S。
含两个以上C*化合物的构型或投影式,也用同样方法对每一个C*进行R、S标记,然后注明各标记的是哪一个手性碳原子。
例如:
相对构型(D系列和L系列),D-(-)-甘油酸,D-(-)-乳酸,构型与旋光性无关,(3)糖中D/L、/构型的标记,D型糖的特点:
分子中羟甲基邻位碳上的羟基在碳链的右边。
自然界中糖类多以D型存在,通过规定的甘油醛的构型,用化学方法与甘油醛联系起来确定的构型称相对构型。
L型糖的特点:
分子中羟甲基邻位碳上的羟基在碳链的左边。
绝对构型:
旋光物质的真实构型。
构型的标记和表示方法,D/L标记法:
羟甲基邻位手性碳上的-OH在碳链的右边为D-构型,在碳链的左边为L-构型。
(2)R/S标记法:
用费歇尔投影规则投影,按次序规则命名,(R)-(+)-甘油醛,(S)-(-)-甘油醛,(2R,3S,4R,5R)-2,3,4,5,6-五羟基己醛,另一种表示方法是用楔型表示指向纸平面前面的键,虚线表示指向纸平面后面的键。
如D-(+)葡萄糖可表示为:
糖环状结构的表示方法,单糖环状结构,常用二种表示法:
环氧键,型和型,D-葡萄糖形成半缩醛式环状结构后,使原来的C1变成手性碳原子,所以就有两种构型,三.特殊结构的物质命名:
桥环、螺环、杂环化合物,联苯型化合物,重氮偶氮化合物,糖类化合物,合成高分子化合物,1.桥环化合物:
2.螺环化合物:
环上有取代基时,从杂原子开始编号,取代基位次尽小,取代基位次、名称写在杂环母体前;,环上含两个以上相同杂原子时,从连有取代基或氢原子的杂原子开始编号,并使另一个杂原子位次尽小。
4-甲基咪唑,2-氨基嘧啶,3.杂环化合物,母环名称(下册P203),环上有不同杂原子时,按O、S、N的顺序编号,稠杂环从与共用碳(一般不编号)相邻的原子开始编号,杂原子的位次尽小。
嘌呤除外,5-甲基噻唑,8-羟基喹啉,杂环上有复杂活泼的基团时,杂环为取代基。
2-呋喃甲醛,4.联苯类:
5.重氮和偶氮化合物:
重氮化合物:
其特点是:
N=N(或N2)只有一端与碳原子直接相连。
偶氮化合物:
其特点是:
N=N(或N2)两端均与碳原子直接相连。
7.高分子化合物的命名,
(1)、按制备方法及原料名称命名,由一种单体获得的聚合物,在单体名称前面冠以“聚”字:
聚氯乙烯、聚丙烯腈等。
由两种或两种以上单体获得的聚合物,在两种单体名称间以短线连接,并冠以“聚”字:
聚苯乙烯-丙烯腈等。
由两种单体缩聚而成的聚合物,在简化后的原料名称后加“树脂”:
酚醛树脂、环氧树脂等。
2、商品名:
见P342表22-3,6.糖类化合物的命名,第二章,有机化合物的性质规律和相关概念,主要内容:
二、酸碱性的强弱问题,一、物理性质的变化规律,三、反应活性中间体的稳定性问题,四、芳香性问题,五、立体异构问题,化合物沸点的高低,主要取决于分子间引力的大小,分子间引力越大,沸点就越高。
而分子间引力的大小受分子的偶极矩、极化度、氢键等因素的影响。
化合物的沸点有如下规律:
(1)在同系物中,分子的相对质量增加,沸点升高;直链异构体的沸点支链异构体;支链愈多,沸点愈低。
沸点():
-0.536.127.99.5,
(2)含极性基团的化合物(如:
醇、卤代物、硝基化合,一、物理性质的变化规律,1.沸点与分子结构间的关系,物等)偶极矩增大,比母体烃类化合物沸点高。
同分异构体的沸点一般是:
伯异构体仲异构体叔异构体。
(3)分子中引入能形成分子间氢键的原子或原子团时,则沸点显著升高,且该基团愈多,沸点愈高。
沸点():
-4597216290,沸点():
7834.611877,形成分子间氢键的比形成分子内氢键的沸点高。
沸点():
279215,(4)在顺反异构体中,一般顺式异构体的沸点高于反式,沸点():
60.1483729,熔点的高低取决于晶格引力的大小,晶格引力愈大,熔点愈高。
而晶格引力的大小,主要受分子间作用力的性质、分子的结构和形状以及晶格的类型所支配。
晶格引力:
以离子间的静电吸引力最大,偶极分子间的吸引力与分子间的缔合次之,非极性分子间的色散力最小。
因此,化合物的熔点与其结构通常有以下规律:
(1).以离子为晶格单位的无机盐、有机盐或能形成内盐的氨基酸等都有很高的熔点。
(2).在分子中引入极性基团,偶极矩增大,熔点、沸点都升高,故极性化合物比相对分子质量接近的非极性化合物的熔点高。
2.熔点与分子结构的关系,(3).在分子中引入极性基团,偶极矩增大,熔点、沸点都升高,故极性化合物比相对分子质量接近的非极性化合物的熔点高。
但在羟基上引入烃基时,则熔点降低。
熔点():
5.441.810532,(4).能形成分子间氢键的比形成分子内氢键的熔点高,熔点():
116-710928213159,(5).同系物中,熔点随分子相对质量的增大而升高,且分子结构愈对称,其排列愈整齐,晶格间引力增加,熔点升高。
熔点():
10.456.8,3.溶解度与分子结构的关系,有机化合物的溶解度与分子的结构及所含的官能团有密切的关系,可用“相似相溶”的经验规律判断。
(1)一般离子型的有机化合物易溶于水,如:
有机酸盐、胺的盐类。
(2).能与水形成氢键极性化合物易溶于水,如:
单官能团的醇、醛、酮、胺等化合物,其中直链烃基4个碳原子,支链烃基5个碳原子的一般都溶于水,且随碳原子数的增加,在水中的溶解度逐渐减小。
任意比例互溶7.9%,(3).能形成分子内氢键的化合物在水中的溶解度减小。
一些易水解的化合物,遇水水解也溶于水,如酰卤、酸酐等。
二、酸碱性的强弱问题,(4).一般碱性化合物可溶于酸,如有机胺可溶于盐酸。
含氧化合物可与浓硫酸作用生成盐,而溶于过量的浓硫酸中。
(5)一般酸性有机化合物可溶于碱,如:
羧酸、酚、磺酸等可溶于NaOH中。
化合物酸碱性的强弱主要受电子效应、杂化、氢键、空间效应和溶剂的影响。
1.羧酸的酸性,
(1)脂肪族羧酸,连有-I效应的原子或基团,使酸性增强;连有+I效应的原子或基团,使酸性减弱。
-I效应,酸性,诱导效应具有加和性。
诱导效应与距离成反比,
(2)芳香族羧酸,芳环上的取代基对芳香酸酸性的影响要复杂的多。
一般来说,在芳环上引入吸电子基团,使酸性增强;引入供电子基团使酸性减弱。
而且还与基团所连接的位置有关。
A.对位取代芳香酸的酸性同时受诱导效应和共轭效应的影响。
-I、-C效应-I+C+C-IpKa3.423.994.204.47,B.间位取代芳香酸的酸性,因共轭效应受阻,主要受诱导效应的影响。
-I效应-I-I-IpKa3.453.834.084.094.20,C.邻位取代芳香酸的酸性都较苯甲酸的酸性强。
这主要是电子效应和空间效应综合影响的结果。
由于邻位取代基的空间效应使苯环与羧基难以形成共平面,难以产生共轭效应(苯环与羧基共轭时,苯环具有+C效应);另一方面邻位取代基与羧基的距离较近,-I效应的影响较大,故酸性增强,有的邻位基团能与羧基形成氢键,使其羧基的氢更易解离,因此表现出更强的酸性。
2.醇的酸性,醇在水溶液中的酸性次序为:
这种现象可用溶剂效应
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