2022年大学有机化学复习总结详细.docx
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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 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(官能团优先次序:COOH SO3H COOR COX CN CHOCO OH醇 OH酚 SH NH2 ORCC CC R X NO2,并能够判定出Z/E 构型和 R/S 构型; 2. 依据化合物的系统命名,写出相应的结构式或立体结构式(伞形式,锯架式,纽曼投影式,Fischer投影式);立体结构的表示方
2、法:1)伞形式:HCOOHHH HCH 3C2)锯架式:HHOHOHOHH3CC 2 H 5HCOOHHH3) 纽曼投影式:4)菲舍尔投影式:HOHHHHH HCH 3H5)构象 conformation 1乙烷构象:最稳固构象是交叉式,最不稳固构象是重叠式;e 取代的椅式构象;多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;立体结构的标记方法1.Z/E 标记法:在表示烯烃的构型时,假如在次序规章中两个优先的基团在同一侧,为Z 构型,2、在相反侧,为E
3、构型;CH 3CCClCH 3CCC 2H 5HC 2H 5HClZ 3 氯2戊烯E 3 氯2戊烯顺/ 反标记法:在标记烯烃和脂环烃的构型时,假如两个相同的基团在同一侧,就为顺式;在相反侧,就为反式;名师归纳总结 CH3CCCH3CH3HCH3CH3HCH3第 1 页,共 18 页CCHHCH3HHHHCH3顺 2丁烯反2丁烯顺1,4二甲基环己烷反 1,4二甲基环己烷- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 3、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团按次序规章排序;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,假如优先次序是
4、顺时针,就为 R构型,如果是逆时针,就为 S 构型;a ad C bd C cc bR型 S型注:将伞状透视式与菲舍尔投影式互换的方法是: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,假如两者构型相同,就为同一化合物,否就为其对映体;二. 有机化学反应及特点1. 反应类型自由基反应自由基取代:烷烃卤代、芳烃侧链卤代、烯烃的H卤代自由基加成:烯, 炔的过氧化效应亲电加成: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反应类型离子型反应亲核取代:卤代烃、醇的反应,环氧乙烷的开环反应,醚键断裂 反应 , 卤苯的取代反应按历程分 亲核加成:炔烃的亲核加成排除反应:
5、卤代烃和醇的反应协同反应:双烯合成仍原反应(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)芳烃侧链氧化,芳环氧化)2. 有关规律;炔烃高锰酸钾氧化,臭氧氧化;醇的氧化;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:卤代烃和醇排除反应的规律,主要产物是双键碳上取代基较多的烯烃;6) 休克尔规章:判定
6、芳香性的规章;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 规章;7) 霍夫曼规章:季铵盐排除反应的规律,只有烃基时,主要产物是双键碳上取代基较少的烯烃(动力学掌握产物) ;当 碳上连有吸电子基或不饱和键时,就排除的是酸性较强的氢,生成较稳固的产物(热力学掌握产物);8) 基团的“ 次序规章”3. 反应中的立体化学烷烃:烷烃的自由基取代:外消旋化 烯烃:烯烃的亲电加成:名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 18 页精选学习资料 - - - - - - - - - 溴,氯, HOBr(HOCl),羟汞化 - 脱汞仍原反应 -反式加成其它亲电试剂:
7、顺式 +反式加成烯烃的环氧化,与单线态卡宾的反应:保持构型烯烃的冷稀 KMnO 4/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:挑选性加氢:Lindlar 催化剂 -顺式烯烃Na/NH3(L) -反式加氢亲核取代: S N1:外消旋化的同时构型翻转 S N2:构型翻转( Walden 翻转)排除反应: E2,E1cb: 反式共平面排除;环氧乙烷的开环反应:反式产物四概念、物理性质、结构稳固性、反应活性(一) . 概念1. 同分异构体同分异构构造异构碳架异构CH 3H2CC HCH 2CH 2H2CCCH
8、3位置异构CH 2CHCH 2CH 3 CH 3CHCHCH 3立体异构官能团异构CH3CH2OH CH 3OCH 3互变异构CH 2CHOHCH 3CHO构型异构顺反异构对映异构构象异构2. 试剂亲电试剂:简洁地说,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、RCH、CH3CO、NO2、SO3H、SO3、BF3、AlCl 3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
9、 原 子 具 有 亲 合 力 的 试 剂 叫 亲 核 试 剂(nucleophilic reagent);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、RCH、RO、RS、PhO、 RCOO、X、H2O、 ROH、ROR、NH3、RNH 2等,都是亲核试剂;自由基试剂:名师归纳总结 Cl2hv 或高温2ClBr2hv 或高温2Br第 3 页,共 18 页均裂均裂- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - Cl 2、Br 2 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;
10、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. 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,两者的区分:对映异构体,产生条件:非对映异构体:苏式,赤式:HCHOHCHOOHOH差向异构体:HHOOHHCH 2OHCH 2OHWalden 翻转 : 赤式苏式7. 电子效应1) 诱导效应2) 共轭效应(- 共轭, p- 共
11、轭,-p 超 2 共轭,- 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;OHOH名师归纳总结 8. 其它立体效应范德华张力:两个原子或原子团距离太近,小于两H HCH3SO3H 和HCH 3第 4 页,共 18 页者的范德华半径之和而产生的张力;空间效应 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;H HHHSO 3HHHHHH- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 内型( endo), 外型( exo):H COCH 3COCH 3 endo内型 H exo(外型)顺反异构体,产生条件:烯醇式:(二) . 物理性质1.
12、 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,形成分子内氢键的条件:(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) RHC=CH 2 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. 反应中间体稳固大小判定(碳正离子,碳负离子,自由基)碳正离子的稳性次序:CH 2CHCH 2CH 33CCH 32CHCH 3CH 2CH 3CH 2自由基稳固性次序:CH2CHCH2CH 33CC
13、H 32CHCH 3CH 2 CH3CH 2碳负离子稳固性次序: 6. CH 2 CH CH 2CH 31;R共振极限结构式的稳固性判定(在共振杂化体中奉献程度)CH 22;3;R:(四)酸碱性的判定名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 18 页精选学习资料 - - - - - - - - - 1. 不同类型化合物算碱性判定HO H RO H HC C H NH 2 H CH2C=CH H CH3CH2 HpKa 15.7 1619 25 34 40 49 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)反应活性大小判定 1. 烷烃
14、的自由基取代反应 X 2 的活性: F2 Cl 2 Br 2 I 2挑选性: F2 Cl 2 Br 2 R2C=CHR RCH=CHR RCH=CH 2 CH2=CH2 CH2=CHX 3. 烯烃环氧化反应活性 R 2C=CR2 R 2C=CHR RCH=CHR RCH=CH 2 CH2=CH2 4. 烯烃的催化加氢反应活性:CH2=CH2 RCH=CH2 RCH=CHR R 2C=CHR R2C=CR 5. 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:以下化合物 A. ; B. ; C. ; D. CH CN CH Cl
15、OCH与异戊二烯进行 Diels-Alder 反应的活性强弱次序为: ; 6. 卤代烃的亲核取代反应 S N1 反应:CH 2 CHCH 2X 3 RX 2 RX 1 RX CH 3XCH 2X(CH 33CBrBrBr Br形成碳正离子SN2 反应:的相对速率 1 10-3 10-6 10-11CH 3X1o RX2o RX3o RX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 四元环名师归纳总结 7. 排除反应-E2排除第 6 页,共 18 页卤代烃碱性条件下的排除反应- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - CH 2
16、 CHCHXCH 3CHXCH3 3 RX 2 RX 1 RX CH3XRI RBr RCl 醇脱水 -主要 E1 CH 2 CHCHCH 3 OH 3 ROH 2 ROH 1 ROH CHCH 3OH 8. 芳烃的亲电取代反应反应活性提高反应活性下降;芳环上连有活化苯环的邻对位定位基(给电子基)-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-例如:以下芳香族化合物:Cl NH A. B. C. D. 2 NO2 CH3;);硝化反应的相对活性次序为 ;例如:萘环的 A. 位; B. 位; C. 氯苯; D. 苯在亲电取代反应中相对活性次序为为 例如:以下各化合物中,最简洁与浓硫酸
17、发生磺化反应的是(CH3NO2CHCH 3 2Cl A. ; B. ; C. ; D. CH3(六)其它 1. 亲核性的大小判定:2. 试剂的碱性大小:3. 芳香性的判定:4. 定位基定位效应强弱次序:邻、对位定位基:O NCH32 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2.反应类型:烷烃的卤代,烯烃、芳烃的 H卤代;自由基加成反应机理中间体:自由基:反应类型
18、: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)名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 18 页精选学习资料 - - - - - - - - - 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 -去汞仍原反应) 、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:;5. 中间体:- 络合物(氯代和溴代先生成 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)亲核加成反应机
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