最新有机化学复习总结高占先版.docx
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最新有机化学复习总结高占先版
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>-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。
构象:
(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。
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。
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
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)基团的“顺序规则”
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(electrophilicreagent)。
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(nucleophilicreagent)。
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:
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、sp杂化。
6.电子效应
1)诱导效应
2)共轭效应(π-π共轭,p-π共轭,σ-p超2共轭,σ-π超共轭。
)
3)空间效应
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)
>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:
(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:
F2>Cl2>Br2>I2
选择性:
F2 2.烯烃的亲电加成反应活性 R2C=CR2>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=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 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E1 8.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 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.C.D. 硝化反应的相对活性次序为>>>。 (六)其它 定位基定位效应强弱顺序: 邻、对位定位基: -O->-N(CH3)2>-NH2>-OH>-OCH3>-NHCOCH3>-R>-OCOCH3>-C6H5>-F>-Cl>-Br>-I 间位定位基: -+NH3>-NO2>-CN>-COOH>-SO3H>-CHO>-COCH3>-COOCH3>-CONH2 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α-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,H2O,H2SO4,B2H6,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: σ-络合物(氯代和溴代先生成π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) 反应类型: 卤代烃和醇的亲核取代(主要是1°),分子内的亲核取代,醚键断裂反应(1°烃基生成的醚,酚醚),环氧乙烷的开环反应。 7.消除反应反应机理 关于DIY手工艺制品的消费调查E1机理: (二)DIY手工艺品的“热卖化”中间体: 碳正离子,易发生重排。 反应类型: 醇脱水,3°RX在无碱性试剂条件下在污水乙醇中的消除反应。 “碧芝”最吸引人的是那些小巧的珠子、亮片等,都是平日里不常见的。 据店长梁小姐介绍,店内的饰珠有威尼斯印第安的玻璃珠、秘鲁的陶珠、奥地利的施华洛世奇水晶、法国的仿金片、日本的梦幻珠等,五彩缤纷,流光异彩。 按照饰珠的质地可分为玻璃、骨质、角质、陶制、水晶、仿金、木制等种类,其造型更是千姿百态: 珠型、圆柱型、动物造型、多边形、图腾形象等,美不胜收。 全部都是进口的,从几毛钱一个到几十元一个的珠子,做一个成品饰物大约需要几十元,当然,还要决定于你的心意尽管售价不菲,却仍没挡住喜欢它的人。 E2机理: 五、创业机会和对策分析中间体: 无(直接经过过渡态生成烯烃) (一)创业机会分析反应类型: RX的消除反应 重排反应机理: (rearrangement) 手工艺制品是我国一种传统文化的象征,它品种多样,方式新颖,制作简单,深受广大学生朋友的喜欢。 当今大学生的消费行为表现在追求新颖,追求时尚。 追求个性,表现自我的消费趋向: 购买行为有较强的感情色彩,比起男生热衷于的网络游戏,极限运动,手工艺制品更得女生的喜欢。 重排反应规律: 由不稳定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、 2、2、价格“适中化”碳正离子重排 (1)负氢1,2-迁移: (2) (3)“碧芝”最吸引人的是那些小巧的珠子、亮片等,都是平日里不常见的。 店长梁小姐介绍,店内的饰珠有威尼斯印第安的玻璃珠、秘鲁的陶珠、奥利的施华洛世奇水晶、法国的仿金片、日本的梦幻珠等,五彩缤纷,流光异彩。 按照饰珠的质地可分为玻璃、骨质、角质、陶制、水晶、仿金、木制等种类,其造型更是千姿百态: 珠型、圆柱型、动物造型、多边形、图腾形象等,美不胜收。 全部都是进口的,从几毛钱一个到几十元一个的珠子,做一个成品饰物大约需要几十元,当然,还要决定于你的心意。 “碧芝”提倡自己制作: 端个特制的盘子到柜台前,按自己的构思选取喜爱的饰珠和配件,再把它们串成成品。 这里的饰珠和配件的价格随质地而各有同,所用的线绳价格从几元到一二十元不等,如果让店员帮忙串制,还要收取10%~20%的手工费。 烷基1,2-迁移: (4)烯丙位重排: 碱性水解 (一)上海的经济环境对饰品消费的影响六、鉴别与分离方法 2、消费者分析 (1)烃类 ①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,故常留待最后鉴别。 不与KMnO4反应,而与烯烃区别。 ③烯烃使Br2/CCl4(红棕色)褪色;使KMnO4/OH-(紫色)变成MnO2棕色沉淀;在酸中变成无色Mn2+。 ④共轭双烯与顺丁烯二酸酐反应,生成结晶固体。 ⑤炔烃(-C≡C-)使Br2/CCl4(红棕色)褪色;使KMnO4/OH-(紫色)产生MnO2↓棕色沉淀,与烯烃相似。 ⑥芳烃与CHCl3+无水AlCl3作用起付氏反应,烷基苯呈橙色至红色,萘呈蓝色,菲呈紫色,蒽呈绿色,与烷烃环烷烃区别;用冷的发烟硫酸磺化,溶于发烟硫酸中,与烷烃相区别;不能迅速溶于冷的浓硫酸中,与醇和别的含氧化合物区别;不能使Br2/CCl4褪色,与烯烃相区别。 (2)卤代烃R—X(—Cl、—Br、—I) 在铜丝火焰中呈绿色,叫Beilstein试验,与AgNO3醇溶液生成AgCl↓(白色)、AgBr↓(淡黄色)、AgI↓(黄色)。 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。 (3)含氧化合物 ①醇(R—OH)加Na产生H2↑(气泡),含活性H化合物也起反应。 用RCOCl/H2SO4或酸酐可酯化产生香味,但限于低级羧酸和低级醇。 使K2Cr2O7+H2SO4水溶液由透明橙色变为蓝绿色Cr3+(不透明),可用来检定伯醇和仲醇。 用Lucas试剂(浓HCl+ZnCl2)生成氯代烷出现浑浊,并区别伯、仲、叔醇。 叔醇立即和Lucas试剂反应,仲醇5分钟内反应,伯醇在室温下不反应。 加硝酸铵溶液呈黄至红色,而酚呈 NaOH)生成CHI3↓(黄色)。 ②酚(Ar—OH)加入1%FeCl3溶液呈蓝紫色[Fe(ArO)6]3-或其它颜色,酚、烯醇类化合物起此反应;用NaOH水溶液与NaHCO3水溶液,酚溶于NaOH水溶液,不溶于NaHCO3,与RCOOH区别;用Br2水生成(白色,注意与苯胺区别)。 ③醚(R—O—R)加入浓H2SO4生成盐、混溶,用水稀释可分层,与烷烃、卤代烃相区别(含氧有机物不能用此法区别)。 ④酮加入2,4-二硝基苯肼生成黄色沉淀;用碘仿反应(I2+NaOH)生成CHI3↓(黄色),鉴定甲基酮;用羟氨、氨基脲生成肟、缩氨基脲,测熔点。 ⑤醛用Tollens试剂Ag(NH3)2OH产生银镜Ag↓;用Fehling试剂2Cu2++4OH-或Benedict试剂生成Cu2O↓(红棕色);用Schiff试验品红醛试剂呈紫红色。 ⑥羧酸在NaHCO3水溶液中溶解放出CO2气体;也可利用活性H的反应鉴别。 酸上的醛基被氧化。
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