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1、优秀教案 欢迎下载 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:COOHSO3HCOORCOXCNCHOCOOH(醇)OH(酚)SHNH2ORCCCC(RXNO2),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
2、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。CH3CCHClC2H5CH3CCHC2H5Cl(Z)3氯2戊烯(E)3氯2戊烯 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。优秀教案 欢迎下载 CH3CCHCH3HCH3CCHHCH3顺2丁烯反2丁烯CH3HCH3HCH3HHCH3顺1,4二甲基环己烷反1,4二甲基环己烷 二.有机化学反应及特点 1
3、.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、
4、反应活性 反应类型(按历程分)自由基反应离子型反应协同反应:双烯合成自由基取代: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,卤苯的取代反应消除反应:卤代烃和醇的反应亲核加成:炔烃的亲核加成官能团化合物官能团优先顺序醇酚并能够判断出构型构象乙烷构象最稳象是取代的椅式构象多取代环己烷最稳定构象是取代最多或大基团处于记烯烃和脂环烃的构型时如果两个相的基团在一侧则为顺式在相反侧则优秀教案 欢迎下载 (一).概念 1.同分异构体 2.试
5、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(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、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(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、RCH2、RO、RS、PhO、RCOO、X、H2O、ROH、ROR、NH3、R
6、NH2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。构造异构立体异构位置异构碳架异构官能团异构互变异构构型异构构象异构H2CC CH3CH3H2C CHCH2CH2CH3CH2OHCH2CH OHCH3CHO顺反异构对映异构同分异构CH2CHCH2CH3CH3CHCHCH3 CH3OCH32Clhv 或高温均裂hv 或高温均裂Cl2Br22Br官能团化合物官能团优先顺序醇酚并能够判断出构型构象乙烷构象最稳象是取代的椅式构象多取代环己烷最稳定构象是取代最多或
7、大基团处于记烯烃和脂环烃的构型时如果两个相的基团在一侧则为顺式在相反侧则优秀教案 欢迎下载 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(-共轭,p-共轭,-p 超 2 共轭,-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?立体效应(空间效应)范德华张力:扭转张力:已有基团对新引入基团的空间阻碍作用。OHOH两个原子或原子团距离太近,小于两者的
8、范德华半径之和而产生的张力。CH3SO3HCH3SO3H和在重叠构象中存在着要变为交叉式构象的一种张力。HHHHHHHHHHHH空间阻碍:官能团化合物官能团优先顺序醇酚并能够判断出构型构象乙烷构象最稳象是取代的椅式构象多取代环己烷最稳定构象是取代最多或大基团处于记烯烃和脂环烃的构型时如果两个相的基团在一侧则为顺式在相反侧则优秀教案 欢迎下载 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
9、)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):HO H RO H HC C H NH2 H CH2C=CH H CH3CH2 H pKa 15.7 1619 25 34 40 49 CH2CHCH2CH2 CH3(CH3)3C(CH3)2CHCH3CH2CH3(CH3)3C(CH3)2CHCH3CH2CH2CHCH2C
10、H2官能团化合物官能团优先顺序醇酚并能够判断出构型构象乙烷构象最稳象是取代的椅式构象多取代环己烷最稳定构象是取代最多或大基团处于记烯烃和脂环烃的构型时如果两个相的基团在一侧则为顺式在相反侧则优秀教案 欢迎下载(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 Cl2 Br2 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=CH
11、R 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 (CH3)3CBrBrBrBr形成碳正离子的相对速率1 10-3 10-6 10-11CH2 CHCH2XCH2X 3 RX 2 RX 1 RX CH3X CH3X1o RX2o RX3o RXCH2 CHCHXCH3CHXCH3 3 RX 2 RX 1 RX CH3X 官能团化合物官能团优先顺序醇酚并能够判断出构型构象乙烷构象最稳象是取代的椅式构象多取代环
12、己烷最稳定构象是取代最多或大基团处于记烯烃和脂环烃的构型时如果两个相的基团在一侧则为顺式在相反侧则优秀教案 欢迎下载 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:ON(CH3)2 NH2OHOCH3NHCOCH3R OCOCH3 C6H5FClBrI 间位定位基:NH3NO2CNCOOHSO3HCHOCOCH3COOCH3
13、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 H 卤代。CH2 CHCHCH3CHCH3 3 ROH 2 ROH 1 ROH OHOHCl NH2 NO2 CH3 官能团化合物官能团优先顺序醇酚并能够判断出构型构象乙烷构象最稳象是取代的椅式构象多取代环己烷最稳定构象是取代最多或大基团处于记烯烃和脂环烃的构型时如果两个相的基团在一侧则为顺式在相反侧则优秀教案 欢迎下载 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
14、: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:-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)。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)。官能团化合物官能团优先顺序
15、醇酚并能够判断出构型构象乙烷构象最稳象是取代的椅式构象多取代环己烷最稳定构象是取代最多或大基团处于记烯烃和脂环烃的构型时如果两个相的基团在一侧则为顺式在相反侧则优秀教案 欢迎下载 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 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的消除反应。E2 机理:中间体:无(直接经过过渡态生成烯烃)反应类型:RX 的消除反应 重排反应机理:(rearrangem
16、ent)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、碳正离子重排(1)负氢 1,2迁移:CH3CHHCH2CH3CHCH3(2)烷基 1,2迁移:CH3CCH3CH2CH3CCH2CH3CH3CH3(3)烯丙位重排:碱性水解 CH3CHCHCH2ClClCH3CHCHCH2CH3CHCHCH2OHCH3CHCHCH2OHCH3CHCHOHCH2官能团化合物官能团优先顺序醇酚并能够判断出构型构象乙烷构象最稳象是取代的椅式构象多取代环己烷最稳定构象是取代最多或大基团处于记烯烃和脂环烃的构型时如果两个相的基团在一侧则为顺式在相反侧则优秀教案
17、欢迎下载 六、鉴别与分离方法(1)烃类 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。烯烃 使 Br2CCl4(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+。共轭双烯 与顺丁烯二酸酐反应,生成结晶固体。炔烃(CC)使 Br2CCl4(红棕色)褪色;使 KMnO4 OH-(紫色)产生 MnO2棕色沉淀,与烯烃相似。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
18、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 Br2CCl4 褪色,与烯烃相区别。(2)卤代烃 RX(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 醇(ROH)加 Na 产生 H2(气泡),含活性 H 化合物也起反应。用 RCOClH2SO4或酸酐可酯化产生香味,但限于低级羧酸和低级醇。使 K2Cr2O7H2SO4 水溶液由透明橙色变
19、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)生官能团化合物官能团优先顺序醇酚并能够判断出构型构象乙烷构象最稳象是取代的椅式构象多取代环己烷最稳定构象是取代最多或大基团处于记烯烃和脂环烃的构型时如果两个相的基团在一侧则为顺式在相反侧则优秀教案 欢迎下载 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)。酚(ArOH)加入 1FeCl3 溶液呈蓝紫色Fe(ArO)63-或其它颜色,酚、烯醇类化合物起此反应;用 NaO
20、H 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)。醚(ROR)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)。酮 加入 2,4-二硝基苯肼生成黄色沉淀;用碘仿反应(I2NaOH)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。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。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。官能团化合物官能团优先顺序醇酚并能够判断出构型构象乙烷构象最稳象是取代的椅式构象多取代环己烷最稳定构象是取代最多或大基团处于记烯烃和脂环烃的构型时如果两个相的基团在一侧则为顺式在相反侧则