A大學有機化學期末復習總結(jié)

有機化學期末復習總結(jié)

一、有機化合物的命名

命名是學習有機化學的“語言”，因此，要求學習者必須掌握。有機合物的命名包括俗名、習慣命名、系統(tǒng)命名等方法，要求能對常見有機化合物寫出正確的名稱或根據(jù)名稱寫出結(jié)構(gòu)式或構(gòu)型式。

1、俗名及縮寫要求掌握一些常用俗名所代表的化合物的結(jié)構(gòu)式，如：木醇、甘醇、甘油、石炭酸、蟻酸、水楊醛、水楊酸、氯仿、草酸、苦味酸、肉桂酸、苯酐、甘氨酸、丙氨酸、谷氨酸、巴豆醛、葡萄糖、果糖等。還應熟悉一些常見的縮寫及商品名稱所代表的化合物，如：RNA、DNA、阿司匹林、煤酚皂（來蘇兒）、福爾馬林、撲熱息痛、尼古丁等。

2、習慣命名法要求掌握“正、異、新”、“伯、仲、叔、季”等字頭的含義及用法，掌握常見烴基的結(jié)構(gòu)，如：烯丙基、丙烯基、正丙基、異丙基、異丁基、叔丁基、芐基等。3、系統(tǒng)命名法系統(tǒng)命名法是有機化合物命名的重點，必須熟練掌握各類化合物的命名原則。其中烴類的命名是基礎，幾何異構(gòu)體、光學異構(gòu)體和多官能團化合物的命名是難點，應引起重視。要牢記命名中所遵循的“次序規(guī)則”。

（1）、幾何異構(gòu)體的命名烯烴幾何異構(gòu)體的命名包括順、反和Z、E兩種方法。

簡單的化合物可以用順反表示，也可以用Z、E表示。用順反表示時，相同的原子或基團在雙鍵碳原子同側(cè)的為順式，反之為反式。如果雙鍵碳原子上所連四個基團都不相同時，不能用順反表示，只能用Z、E表示。按照“次序規(guī)則”比較兩對基團的優(yōu)先順序，較優(yōu)基團在雙鍵碳原子同側(cè)的為Z型，反之為E型。必須注意，順、反和Z、E是兩種不同的表示方法，不存在必然的內(nèi)在聯(lián)系。有的化合物可以用順反表示，也可以用Z、E表示，順式的不一定是Z型，反式的不一定是E型。例如：

CH3-CH2Br

C=C（反式，Z型）HCH2-CH3

CH3-CH2CH3

C=C(反式，E型)

HCH2-CH3

脂環(huán)化合物也存在順反異構(gòu)體，兩個取代基在環(huán)平面的同側(cè)為順式，反之為反式。（2）、光學異構(gòu)體的命名光學異構(gòu)體的構(gòu)型有兩種表示方法D、L和R、S，

D、L標記法以甘油醛為標準，有一定的局限性，有些化合物很難確定它與甘油醛結(jié)構(gòu)的對應關(guān)系，因此，更多的是應用R、S標記法，它是根據(jù)手性碳原子所連四個不同原子或基團在空間的排列順序標記的。光學異構(gòu)體一般用投影式表示，要掌握費歇爾投影式的投影原則及構(gòu)型的判斷方法。例如：

COOH根據(jù)投影式判斷構(gòu)型，首先要明確，

HNH2在投影式中，橫線所連基團向前，CH2-CH3豎線所連基團向后；再根據(jù)“次序

規(guī)則”排列手性碳原子所連四個基團的優(yōu)先順序，在上式中：

－NH2>－COOH>－CH2-CH3>－H；將最小基團氫原子作為以碳原子為中心的正四面體頂端，其余三個基團為正四面體底部三角形的角頂，從四面體底部向頂端方向看三個基團，從大到小，順時針為R，逆時針為S。在上式中，從－NH2－COOH－CH2-CH3為順時針方向，因此投影式所代表的化合物為R構(gòu)型，命名為R-2-氨基丁酸。

（3）、雙官能團化合物的命名雙官能團和多官能團化合物的命名關(guān)鍵是確定

母體。常見的有以下幾種情況：

①當鹵素和硝基與其它官能團并存時，把鹵素和硝基作為取代基，其它官能團為母體。②當雙鍵與羥基、羰基、羧基并存時，不以烯烴為母體，而是以醇、醛、酮、羧酸為母體。

③當羥基與羰基并存時，以醛、酮為母體。④當羰基與羧基并存時，以羧酸為母體。

⑤當雙鍵與三鍵并存時，應選擇既含有雙鍵又含有三鍵的最長碳鏈為主鏈，編號時給雙鍵或三鍵以盡可能低的數(shù)字，如果雙鍵與三鍵的位次數(shù)相同，則應給雙鍵以最低編號。4．雜環(huán)化合物的命名由于大部分雜環(huán)母核是由外文名稱音譯而來，所以，一般采用音譯法。要注意取代基的編號。二、有機化合物的結(jié)構(gòu)理論

1、碳原子的雜化和共價鍵要求掌握雜化的概念、碳原子的三種雜化形式SP、SP2、SP3以及各種雜化形式的特點，能判斷有機化合物分子中各碳原子的雜化形式。掌握σ鍵和π鍵的形成及它們的區(qū)別，共軛π鍵和芳香大π鍵的特性以及雙鍵、三鍵是由什么鍵組成的。掌握不同結(jié)構(gòu)的碳正離子及自由基的穩(wěn)定性。

2、同分異構(gòu)同分異構(gòu)現(xiàn)象是有機化合物的特性之一。分子式相同而分子中各原子的排列次序和方式不同的化合物互為同分異構(gòu)體。同分異構(gòu)的類型可歸納如下：碳架異構(gòu)位置異構(gòu)構(gòu)造異構(gòu)官能團異構(gòu)互變異構(gòu)

同分異構(gòu)順反異構(gòu)構(gòu)型異構(gòu)

立體異構(gòu)旋光異構(gòu)（對映異構(gòu)）構(gòu)象異構(gòu)

碳架異構(gòu)：由于碳骨架（碳鏈）的不同而產(chǎn)生的，例如，丁烷和異丁烷。

位置異構(gòu)：由于取代基或官能團在碳鏈或環(huán)上的位置不同而產(chǎn)生的，例如，正丁醇與2-丁醇。

官能團異構(gòu)：由于官能團的不同而產(chǎn)生的，例如，正丁醇和乙醚。

互變異構(gòu)：由于不同官能團之間迅速互變而形成的可逆異構(gòu)化現(xiàn)象，例如，CH3C=CH2CH3CCH3

OOH

順反異構(gòu)：由于雙鍵或環(huán)的存在使分子中某些原子或基團在空間位置的不同而產(chǎn)生的，例如，順-2-丁烯和反-2-丁烯。

對映異構(gòu)：由于分子中含有手性碳原子（連有四個不同原子或基團），原子在空間的排列方式不同而使兩個分子之間具有實物與鏡像的關(guān)系，稱為對映異構(gòu)。例如：

COOHCOOHHOHHOHCH3CH3

構(gòu)象異構(gòu)：由于圍繞σ鍵旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的分子中原子或基團在空間不同的排列方式叫構(gòu)象異構(gòu)。例如：1-溴丙烷的全重疊構(gòu)象和對位交叉構(gòu)象，

CH3CH3HHBr

HHHHHHBr

3.電子效應電子效應包括誘導效應和共軛效應兩大類。

誘導效應：由于分子中原子的電負性不同而產(chǎn)生的一種極化效應，沿σ鍵由近而遠傳遞，距離越遠影響越小。它包括吸電子誘導效應和給電子誘導效應。

共軛效應：在共軛體系中由于電子的離域而產(chǎn)生的效應，沿共軛體系以極性交替的方式傳遞，不隨碳鏈的增長而減弱。它包括吸電子共軛效應和給電子共軛效應。共軛效應的形式有π-π共軛（如共軛烯烴、苯環(huán)）和p-π共軛（如烯丙基碳正離子）。

要求掌握誘導效應和共軛效應產(chǎn)生的原因及特點，能用電子效應解釋碳正離子、碳負離子和游離基的穩(wěn)定性，取代基對羧酸、酚酸性的影響及對胺堿性的影響；解釋不對稱烯烴進行親電加成時所遵循的馬氏規(guī)則、鹵代烴和醇進行消除時所遵循的查依采夫規(guī)則、不同結(jié)構(gòu)的鹵代烴進行親核取代反應的活性、羰基化合物進行親核加成反應的活性等。

三、有機化合物的基本反應

1、加成反應：根據(jù)反應歷程不同分為親電加成、親核加成和游離基加成。

（1）、親電加成：由親電試劑的進攻而進行的加成反應。要求掌握不對稱烯烴進行親電加成反應時所遵循的馬氏規(guī)則，即試劑中帶正電核的部分加到含氫較多的雙鍵碳原子上，而負性部分加到含氫較少的雙鍵碳原子上。烯烴加鹵素、鹵化氫、硫酸、次鹵酸、水，炔烴加鹵素、鹵化氫、水以及共軛雙烯的1，2和1，4加成都是親電加成反應。烯烴進行親電加成反應時，雙鍵上電子云密度越大，反應越容易進行。

（2）、親核加成：由親核試劑進攻而進行的加成反應。要掌握親核試劑的概念、親核加成反應的歷程（簡單加成及加成─消除）、不同結(jié)構(gòu)的羰基化合物進行親核加成反應的活性順序及影響反應活性的因素。羰基化合物與氰氫酸、亞硫酸氫鈉、醇、格氏試劑、氨及氨衍生物的加成都是親核加成反應。羰基化合物進行親核加成反應的活性順序為：

HCHO>CH3CHO>RCHO>C6H5CHO>CH3COCH3>RCOCH3>C6H5COCH3>C6H5COC6H5

（3）、自由基加成：由自由基引發(fā)而進行的加成反應。烯烴在過氧化物存在下與溴化氫進行的加成是自由基加成。不對稱烯烴與溴化氫進行自由基加成時得到反馬氏規(guī)則的產(chǎn)物，即氫加到含氫較少的雙鍵碳原子上。

加成反應除上述三種類型之外，還有不飽和烴的催化氫化，共軛二烯的雙烯合成等。2、消除反應從一個化合物分子中脫去較小分子（如H2O、HX、NH3）而形成雙鍵或三鍵的反應叫消除反應。鹵代烴脫鹵化氫和醇脫水是重要的消除反應。（1）、鹵代烴脫鹵化氫：鹵代烴的消除反應是在強堿性條件下進行。不同結(jié)構(gòu)的鹵代烴進行消除反應的活性順序為：三級>二級>一級。要掌握鹵代烴進行消除反應時所遵循的查依采夫規(guī)則，當鹵代烴中不只含有一個β碳時，消除時脫去含氫少的β碳上的氫原子。要注意，鹵代烴的消除和水解是競爭反應。（2）、醇的消除：醇的消除反應在強酸性條件下進行，消除方向也遵循查依采夫規(guī)則。要掌握不同結(jié)構(gòu)的醇進行消除反應的活性順序：叔醇>仲醇>伯醇。

3、取代反應根據(jù)反應歷程的不同可分為親電取代、親核取代、游離基取代。

⑴、親電取代：由于親電試劑的進攻而引發(fā)的取代反應稱親電取代反應。苯環(huán)上的鹵

化、硝化、磺化、付氏烷基化和�；�化以及重氮鹽的偶合反應等，都是親電取代反應，萘環(huán)和芳香雜環(huán)上也能發(fā)生親電取代反應。要注意苯環(huán)上有致鈍基團時不能進行付氏反應，苯環(huán)上進行烷基化時會發(fā)生異構(gòu)化現(xiàn)象。掌握萘環(huán)上進行親電取代反應的規(guī)律，第一個取代基主要進入α位，第二個取代基是進入同環(huán)還是異環(huán)由原取代基的定位效應決定。掌握五員、六員芳香雜環(huán)化合物的親電取代反應以及它們與苯環(huán)比較進行親電取代反應活性的差異，呋喃、噻吩、吡咯進行親電取代反應的活性比苯大，而吡啶比苯小。

⑵、親核取代由親核試劑的進攻而引起的取代反應稱親核取代反應。鹵代烴的水解、醇解、氰解、氨解，醇與氫鹵酸的反應，醚鍵的斷裂，羧酸衍生物的水解、醇解、氨解等都是親核取代反應。鹵代烴的親核取代反應可按兩種歷程進行，單分子歷程（SN1）和雙分子歷程（SN2），一級鹵代烴易按SN2歷程反應，三級鹵代烴一般按SN1歷程反應，二級鹵代烴則兩者兼而有之。要在理解反應歷程的基礎上掌握不同鹵代烴進行親核取代反應的活性。要注意，在堿性條件下鹵代烴的取代和消除是互相競爭的反應，三級鹵代烴容易發(fā)生消除，一級鹵代烴易發(fā)生取代，強極性溶劑（如水）有利于取代，而弱極性溶劑（如醇）和強堿（如醇鈉）有利于消除，高溫有利于消除。

⑶、自由基取代由自由基的引發(fā)而進行的取代稱自由基取代。烷烴的鹵代，烯烴和烷基苯的α鹵代是自由基取代反應。反應條件是高溫、光照或過氧化物存在。自由基的穩(wěn)定性和中心碳原子上所連的烷基數(shù)目有關(guān)，烷基越多，穩(wěn)定性越大。自由基的穩(wěn)定次序為：

三級>二級>一級>CH3

4、氧化還原反應包括氧化反應和還原反應兩種類型。

⑴、氧化反應烯、炔、芳烴側(cè)鏈以及醇、酚、醛、酮等都易發(fā)生氧化反應要掌握幾種常用的氧化劑，如高錳酸鉀、重鉻酸鉀的硫酸溶液、氧氣（空氣）、臭氧以及托倫試劑、斐林試劑、次鹵酸鈉等。掌握氧化反應在實際中的應用，如臭氧氧化可用來推測烯烴的結(jié)構(gòu)，托倫試劑和斐林試劑的氧化可用來鑒別醛和酮等。

⑵、還原反應不飽和烴的催化氫化、醛、酮、羧酸及酯還原為醇，硝基苯還原為苯胺等都是還原反應。要掌握幾種常用的還原劑，如H2/Ni、Na+C2H5OH、Fe+HCl、NaBH4、、、LiAlH4、異丙醇/異丙醇鋁等，注意后面三種是提供負氫離子的還原劑，只對羰基選擇加氫，與雙鍵、三鍵不發(fā)生作用。還要掌握羰基還原為亞甲基的兩種方法，注意，進行克萊門森還原時反應物分子中不能存在對酸敏感的基團，如醇羥基、雙鍵等，用伍爾夫─吉日聶爾還原及黃鳴龍改進法時，反應物分子中不能帶有對堿敏感的基團，如鹵素等。

5、縮合反應主要包括羥醛縮合和酯縮合。

（1）羥醛縮合含有α氫的醛在稀堿條件下生成β羥基醛，此化合物不穩(wěn)定

受熱容易脫水，生成α、β不飽和醛。因此，此反應常用來增長碳鏈制備α、β不飽和醛。要求掌握羥醛縮合的反應條件。

（2）克萊森酯縮合含有α氫的酯在強堿條件下發(fā)生克萊森酯縮合，兩分子酯之間脫去一分子醇生成β酮酸酯。要掌握反應條件及在實際中的應用，有機合成中廣泛應用的乙酰乙酸乙酯就是通過此反應制備的。

除了上述五種類型的反應之外，還要求掌握重氮化反應、芳香重氮鹽的取代反應、脫羧反應等，注意反應條件、產(chǎn)物及其在實際中的應用。四、有機化合物的轉(zhuǎn)化及合成方法

要求掌握有機化合物各類官能團之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系、增長和縮短碳的方法，在此基礎上設計簡單有機化合物的合成路線。熟練掌握苯進行付氏烷基化、�；�化、炔化物的烴化、羥醛縮合、格氏試劑法等都可以增長碳鏈；炔化物的烴化、格氏試劑法及芳香重氮鹽等在有機合成中應用非常廣泛。1、炔化物的烴化具有炔氫的炔烴與氨基鈉作用得炔鈉，炔鈉與伯鹵代烴反應得到烷基

取代得炔烴。此反應可增長碳鏈，制備高級炔烴。

2、格氏試劑法格氏試劑在有機合成中應用極為廣泛，它與環(huán)氧乙烷、醛、酮、酯反應可用來制備不同結(jié)構(gòu)的醇等。這些反應既可增長碳鏈，又可形成所需的官能團。

3、重氮鹽取代法芳香重氮鹽的重氮基可被氫原子、鹵素、羥基、氰基取代，由于苯環(huán)上原有取代基定位效應的影響而使某些基團不能直接引入苯環(huán)時，可采用重氮鹽取代的方法。要注意被不同基團取代時的反應條件。五、有機化合物的鑒別

烯烴、二烯、炔烴及三、四元的脂環(huán)烴：溴的四氯化碳溶液，溴腿色

含有炔氫的炔烴：硝酸銀或氯化亞銅的氨溶液，生成炔化銀白色沉淀或炔化亞銅紅色沉淀。

鹵代烴：硝酸銀的醇溶液，生成鹵化銀沉淀；不同結(jié)構(gòu)的鹵代烴生成沉淀的速度不同，叔鹵代烴和烯丙式鹵代烴最快，仲鹵代烴次之，伯鹵代烴需加熱才出現(xiàn)沉淀。

醇：與金屬鈉反應放出氫氣（鑒別6個碳原子以下的醇）；用盧卡斯試劑鑒別伯、仲、叔醇，叔醇立刻變渾濁，仲醇放置后變渾濁，伯醇放置后也無變化。

酚或烯醇類化合物：用三氯化鐵溶液產(chǎn)生顏色。苯酚與溴水生成三溴苯酚白色沉淀。

羰基化合物：2，4-二硝基苯肼，產(chǎn)生黃色或橙紅色沉淀；區(qū)別醛與酮用托倫試劑，醛能生成銀鏡，而酮不能；區(qū)別芳香醛與脂肪醛或酮與脂肪醛，用斐林試劑，脂肪醛生成磚紅色沉淀，而酮和芳香醛不能；鑒別甲基酮和具有CH3CH結(jié)構(gòu)的醇用碘的氫氧化鈉溶液，OH生成黃色的碘仿沉淀。

甲酸：用托倫試劑，甲酸能生成銀鏡，而其他酸不能。

胺：區(qū)別伯、仲、叔胺有兩仲方法

1．用苯磺酰氯或?qū)�甲苯磺酰氯，在NaOH溶液中反應，伯胺生成的產(chǎn)物溶于NaOH；

仲胺生成的產(chǎn)物不溶于NaOH溶液；叔胺不發(fā)生反應。2．用NaNO2+HCl：

脂肪胺：伯胺放出氮氣，仲胺生成黃色油狀物，叔胺不反應。

芳香胺：伯胺生成重氮鹽，仲胺生成黃色油狀物，叔胺生成綠色固體。

糖：葡萄糖與果糖：用溴水，葡萄糖能使溴水腿色，而果糖不能。

麥芽糖與蔗糖：用托倫試劑或斐林試劑，麥芽糖可生成銀鏡或磚紅色沉淀，而蔗糖不能。

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