大学有机化学期末复习知识点总结

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有机化学复习总结一.有机化合物得命名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(单环脂环烃与多环置换脂环烃中得螺环烃与桥环烃),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构型与R/S构型。2、根据化合物得系统命名,写出相应得结构式或立体结构式(伞形式,锯架式,纽曼投影式,Fischer投影式)。立体结构得表示方法:1)伞形式:2)锯架式:3)纽曼投影式:4)菲舍尔投影式:5)构象(conformation)(1)乙烷构象:最稳定构象就是交叉式,最不稳定构象就是重叠式.(2)正丁烷构象:最稳定构象就是对位交叉式,最不稳定构象就是全重叠式。(3)环己烷构象:最稳定构象就是椅式构象。一取代环己烷最稳定构象就是e取代得椅式构象。多取代环己烷最稳定构象就是e取代最多或大基团处于e键上得椅式构象立体结构得标记方法1.Z/E标记法:在表示烯烃得构型时,如果在次序规则中两个优先得基团在同一侧,为Z构型,在相反侧,为E构型。2、顺/反标记法:在标记烯烃与脂环烃得构型时,如果两个相同得基团在同一侧,则为顺式;在相反侧,则为反式。CH3CCCH3CH3HCCHCH3CH3HCH3H顺-2-丁烯HCH3HHCH3H反-2-丁烯顺-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,先把与手性碳相连得四个基团按次序规则排序。然后将最不优先得基团放在远离观察者,再以次观察其它三个基团,如果优先顺序就是顺时针,则为R构型,如果就是逆时针,则为S构型。adCcR型abdCbS型c注:将伞状透视式与菲舍尔投影式互换得方法就是: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、反应类型自由基加成:烯,炔的过氧化效应还原反应(包括催化加氢):烯烃、炔烃、环烷烃、芳烃、卤代烃亲电加成: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氧化反应:烯烃得氧化(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;醇得氧化;芳烃侧链氧化,亲核取代:卤代烃、醇的反应,环氧乙烷的开环反应,醚键断裂反应类型离子型反应反应,卤苯的取代反应(按历程分)亲核加成:炔烃的亲核加成芳环氧化)消除反应:卤代烃和醇的反应2、有关规律自由基反应自由基取代:烷烃卤代、芳烃侧链卤代、烯烃的α-H卤代协同反应:双烯合成1)马氏规律:亲电加成反应得规律,亲电试剂总就是加到连氢较多得双键碳上.2)过氧化效应:自由基加成反应得规律,卤素加到连氢较多得双键碳上。3)空间效应:体积较大得基团总就是取代到空间位阻较小得位置。4)定位规律:芳烃亲电取代反应得规律,有邻、对位定位基,与间位定位基。5)查依切夫规律:卤代烃与醇消除反应得规律,主要产物就是双键碳上取代基较多得烯烃。6)休克尔规则:判断芳香性得规则.存在一个环状得大π键,成环原子必须共平面或接近共平面,π电子数符合4n+2规则。7)霍夫曼规则:季铵盐消除反应得规律,只有烃基时,主要产物就是双键碳上取代基较少得烯烃(动力学控制产物)。当β-碳上连有吸电子基或不饱与键时,则消除得就是酸性较强得氢,生成较稳定得产物(热力学控制产物).8)基团得“顺序规则”3、反应中得立体化学烷烃:烷烃得自由基取代:外消旋化烯烃:烯烃得亲电加成: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+反式加成烯烃得环氧化,与单线态卡宾得反应:保持构型烯烃得冷稀KMnO4/H2O氧化:顺式邻二醇烯烃得硼氢化-氧化:顺式加成烯烃得加氢:顺式加氢环己烯得加成(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:外消旋化得同时构型翻转SN2:构型翻转(Walden翻转)消除反应:E2,E1cb:反式共平面消除。环氧乙烷得开环反应:反式产物四.概念、物理性质、结构稳定性、反应活性(一)、概念1、同分异构体同分异构2、试剂CH3构造异构碳架异构H2CCCH2CH2H2CCCH3H位置异构CH2CHCH2CH3CH3CHCHCH3官能团异构CH3CH2OH互变异构CH2CHOHCH3OCH3CH3CHO亲电试剂:顺反异构构型异构立体异构对映异构构象异构简单地说,对电子具有亲合力得试剂就叫亲电试剂(electrophilicreagent).亲电试剂一般都就是带正电荷得试剂或具有空得p轨道或d轨道,能够接受电子对得中性分子,如:H+、Cl+、Br+、RCH2+、CH3CO+、NO2+、+SO3H、SO3、BF3、AlCl3等,都就是亲电试剂。亲核试剂:对电子没有亲合力,但对带正电荷或部分正电荷得碳原子具有亲合力得试剂叫亲核试剂(nucleophilicreagent)。亲核试剂一般就是带负电荷得试剂或就是带有未共用电子对得中性分子,如:OH-、HS-、CN-、NH2—、RCH—、RO-、RS—、PhO-、RCOO-、2X-、H2O、ROH、ROR、NH3、RNH2等,都就是亲核试剂。自由基试剂:Cl2、Br2就是自由基引发剂,此外,过氧化氢、过氧化苯甲酰、偶氮二异丁氰、过硫酸铵等也就是常用得自由基引发剂.少量得自由基引发剂就可引发反应,使反应进行下去。3、酸碱得概念布朗斯特酸碱:质子得给体为酸,质子得受体为碱.Lewis酸碱:电子得接受体为酸,电子得给与体为碱.4、共价键得属性键长、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、外消旋体,两者得区别: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(π—π共轭,p-π共轭,σ-p超2共轭,σ-π超共轭。3)空间效应空间阻碍:已有基团对新引入基团的空间阻碍作用。OHOHCH3SO3H和HCH38、其它内型(endo),外型(exo):两个原子或原子团距离太近,小于两立体效应范德华张力:者的范德华半径之和而产生的张力。(空间效应)HHHHHH扭转张力:在重叠构象中存在着要变为交叉式构象的一种张力。HHHHSO3H顺反异构体,产生条件:烯醇式:(二)、物理性质1、沸点高低得判断?不同类型化合物之间沸点得比较;同种类型化合物之间沸点得比较。2、熔点,溶解度得大小判断?3、形成有效氢键得条件,形成分子内氢键得条件:(三)、稳定性判断H1、烯烃稳定性判R2C=CR2R2C=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)碳正离子得稳性顺序:CH2CHCH2CH2>(CH3)3C>(CH3)2CH>CH3CH2>CH3自由基稳定性顺序:CH2CHCH2碳负离子稳定性顺序:CH2CH3CH2>CH3>(CH3)3C>(CH3)2CH>CH2CHCH2CH26、共振极限结构式得稳定性判断(在共振杂化体中贡献程度):>CH3>1R>2R。。>3R。(四)酸碱性得判断1、不同类型化合物算碱性判断HOHROHHCCHNH2HCH2C=CHHCH3CH2HpKa15.716~192534~40~492、液相中醇得酸性大小3、酸性大小得影像因素(吸电子基与推电子基对酸性得影响):(五)反应活性大小判断1、烷烃得自由基取代反应X2得活性:F2Cl2>Br2〉I2选择性:F2Cl2〈Br2〈I22、烯烃得亲电加成反应活性R2C=CR2R2C=CHRRCH=CHR〉RCH=CH2〉CH2=CH2CH2=CHX3、烯烃环氧化反应活性R2C=CR2〉R2C=CHR>RCH=CHR>RCH=CH2>CH2=CH24、烯烃得催化加氢反应活性:CH2=CH2>RCH=CH2>RCH=CHR’>R2C=CHRR2C=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反应得活性强弱顺序为:.6、卤代烃得亲核取代反应SN1反应:SN2反应:(CH3)3CBrCH2CHCH2XCH2X3RX2RX1RXCH3XBrBrBrCH3X>1oRX>2oRX>3oRX形成碳正离子-310-610-11110的相对速率成环得SN2反应速率就是: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得消除反应--——-E2消除RIRBr3RX2RX1RXCHRCl3XCHXCH3CH2CHCHXCH3CH2CHCHCH醇脱水-——-—主要E31OH3ROH2ROH1ROH8、芳烃得亲电取代反应CHCH3OH芳环上连有活化苯环得邻对位定位基(给电子基)--—-———反应活性提高芳环上连有钝化苯环得间位定位基(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、硝化反应得相对活性次序为>。例如:萘环得A、α-位;B、β-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得就是().A、;B、;C、;D、(六)其它1、亲核性得大小判断:2、试剂得碱性大小:3、芳香性得判断:4、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:烷烃得卤代,烯烃、芳烃得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、炔烃得过氧化效应.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,次卤酸得加成中间体:碳正离子,易发生重排.反应类型:烯烃得其它亲电加成(HX,H2O,H2SO4,B2H6,羟汞化-去汞还原反应)、炔烃得亲电加成,小环烷烃得开环加成,共轭二烯烃得亲电加成。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:炔烃得亲核加成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:卤代烃与醇得亲核取代(主要就是3°),醚键断裂反应(3°烃基生成得醚)。SN2反应中间体:无(经过过渡态直接生成产物)反应类型:卤代烃与醇得亲核取代(主要就是1°),分子内得亲核取代,醚键断裂反应(1°烃基生成得醚,酚醚),环氧乙烷得开环反应.7.消除反应反应机理E1机理: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得消除反应。E2机理:中间体:无(直接经过过渡态生成烯烃)反应类型:RX得消除反应E1cb机理:中间体:碳负离子反应类型:邻二卤代烷脱卤素.重排反应机理:(rearrangement)重排反应规律:由不稳定得活性中间体重排后生成较稳定得中间体;或由不稳定得反应物重排成较稳定得产物。1、碳正离子重排(1)负氢1,2—迁移:(2)烷基1,2-迁移:(3)

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