有机化学基本概念小结

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第一篇:有机化学基本概念小结

有机化学基本概念小结

有机化学课程

有机化学主要是介绍化学物质的科学(高中化学学习当中也会涉及部分有机化学的课程)。目前有机化学物质的分类主要是按照其决定性作用,能代表化学物质的基团也就是官能团的不同来进行分类的。可分为:烷烃,烯烃,炔烃,芳香烃,卤代烃,醇,酚,醛,酮,羧酸,羧酸衍生物,胺类,硝基化合物,杂环化合物。

具体主要是介绍这些化学物质的系统命名,化学反应,反应机理,制备方法。其中化学反应基本上为基团的取代,能否进行一个反应,取决于热力学和动力学两个方面的因素。而制备方法主要是通过无机物,石油提取物,以及容易制备或成本低的物质制得难以得到的物质。反应机理也为基团之间的进攻和离去倾向之间的竞争。

定义

有机物即有机化合物。含碳化合物(一氧化碳、二氧化碳、碳酸盐、金属碳化物、氰化物除外)或碳氢化合物及其衍生物的总称。有机物是生命产生的物质基础。

特点

多数有机化合物主要含有碳、氢两种元素,此外也常含有氧、氮、硫、卤素、磷等。部分有机物来自植物界,但绝大多数是以石油、天然气、煤等作为原料,通过人工合成的方法制得。

和无机物相比,有机物数目众多,可达几百万种。有机化合物的碳原子的结合能力非常强,互相可以结合成碳链或碳环。碳原子数量可以是1、2个,也可以是几千、几万个,许多有机高分子化合物甚至可以有几十万个碳原子。此外,有机化合物中同分异构现象非常普遍,这也是造成有机化合物众多的原因之一。

除少数有机化合物以外,一般都能燃烧。和无机物相比,它们的热稳定性比较差,电解质受热容易分解。有机物的熔点较低,一般不超过400℃。有机物的极性很弱,因此大多不溶于水。有机物之间的反应,大多是分子间反应,往往需要一定的活化能,因此反应缓慢,往往需要加入催化剂等方法。而且有机物的反应比较复杂,在同样条件下,一个化合物往往可以同时进行几个不同的反应,生成不同的产物。共价键

在有机物中,碳的化合价(原子价)都为4价,但在计算中(尤其是氧化还原反应)碳的氧化数被认为是不固定的。

有机物中普遍存在共价键。有机物发生反应时,就是一些共价键断裂,同时一些新的共价键生成。分类1

按照基本结构,有机物可分成3类:

(1)开链化合物,又称脂肪族化合物,因为它最初是在油脂中发现的。其结构特点是碳与碳间连接成不闭口的链。

(2)碳环化合物(含有完全由碳原子组成的环),又可分成脂环族化合物(在结构上可看成是开链化合物关环而成的)和芳香族化合物(含有苯环)两个亚类。

(3)杂环化合物(含有由碳原子和其他元素组成的环)。分类2

同系列结构相似,分子组成上相差一个或若干个“CH2”原子团的一系列化合物称为同系列。同系列中的各个成员称为同系物。由于结构相似,同系物的化学性质相似;它们的物理性质,常随分子量的增大而有规律性的变化。

【烃】由碳和氢两种元素构成的一类有机化合物,亦称“碳氢化合物”。种类很多,按结构和性质,可以分类如下:

【开链烃】分子中碳原子彼此结合成链状,而无环状结构的烃,称为开链烃。根据分子中碳和氢的含量,链烃又可分为饱和链烃(烷烃)和不饱和链烃(烯烃、炔烃)。

【脂肪烃】亦称“链烃”。因为脂肪是链烃的衍生物,故链烃又称为脂肪烃。

【饱和烃】饱和烃可分为链状饱和烃即烷烃(亦称石蜡烃)和另一类含有碳碳单键而呈环状的饱和烃即环烷烃(参见闭链烃)。

【烷烃】即饱和链烃,亦称石蜡烃。通式为CnH2n+2(n≥1),烷烃中的含氢量已达到饱和。烷烃中最简单的是甲烷,是天然气和沼气的主要成分,烷烃主要来源是石油、天然气和沼气。可以发生取代反应,甲烷在光照的条件下可以与氯气发生取代反应,生成物为CH3Cl—CH2Cl2—CHCl3—CCl4。

【不饱和烃】系分子中含有“C=C”或“C≡C”的烃。这类烃也可分为不饱和链烃和不饱和环烃。不饱和链烃所含氢原子数比对应的烷烃少,化学性质活动,易发生加成反应和聚合反应。不饱和链烃又可分为烯烃和炔烃。不饱和环烃可分为环烯烃(如环戊二烯)和环炔烃(如苯炔)。

【烯烃】系分子中含“C=C”的烃。根据分子中含“C=C”的数目,可分为单烯烃和二烯烃。单烯烃分子中含一个“C=C”,通式为CnH2n,其中 n≥2。最重要的单烯烃是乙烯H2C=CH2,次要的有丙烯CH3CH=CH2和1-丁烯CH3CH2CH=CH2。单烯烃简称为烯烃,烯烃的主要来源是石油及其裂解产物。

【二烯烃】系含有两个“C=C”的链烃或环烃。如1,3-丁二烯。2-甲基-1,3-丁二烯、环戊二烯等。二烯烃中含共轭双键体系的最为重要,如1,3-丁二烯、2-甲基-1,3-丁二烯等是合成橡胶的单体。

【炔烃】系分子中含有“C≡C”的不饱和链烃。根据分子中碳碳叁键的数目,可分为单炔烃和多炔烃,单炔烃的通式为CnHn-2,其中n≥2。炔烃和二烯烃是同分异构体。最简单、最重要的炔烃是乙炔HC≡CH,乙炔可由电石和水反应制得。

【闭键烃】亦称“环烃”。是具有环状结构的烃。可分为两大类,一类是脂环烃(或称脂肪族环烃)具有脂肪族类的性质,脂环烃又分为饱和环烷其中n≥3。环烷烃和烯烃是同分异构体。环烷烃存在于某些石油中,环烯烃常存在于植物精油中。环烃的另一类是芳香烃,大多数芳香烃是有苯环结构和芳香族化合物的性质。

【环烷烃】在环烃分子中,碳原子间以单键相互结合的叫环烷烃,是饱和脂环烃。具有三环和四环的环烷烃,稳定性较差,在一定条件下容易开环。五环以上的环烷烃较稳定,其性质与烷烃相似。常见的环烷烃有环丙烷、环丁烷、环戊烷、环己烷等。

【芳香烃】一般是指分子中含有苯环结构的烃。根据分子中所含苯环的数目以及苯环间的联结方式,可分为单环芳香烃、多环芳香烃、稠环芳香烃等。单环芳香烃的通式为CnH2n-6,其中n≥6,单环芳香烃中重要的有苯

【稠环芳香烃】分子中含有两个或多个苯环,苯环间通过共用两个相

【杂环化合物】分子中含有碳原子和氧、氮、硫等其它原子形成环状结构的化合物叫杂环化合物。其中以五原子和六原子的杂环较稳定。具有芳香性的称作芳杂环,烃分子中一个或多个氢原子被卤素原子取代而形成的化合物称为卤代烃。根据取代上去的不同卤素原子可分为氟代烃、氯代烃、溴代烃、碘代烃等。根据分子中卤素原子的数目,可分为一卤代烃和多卤代烃。根据烃基种类的不同,可分为饱和卤代烃即卤代烷烃、不饱和卤代烃即卤代烯烃和卤代炔烃、卤代芳香烃等,例如氯CH3-CHBr-CH2Br等。

【醇】烃分子中的一个或几个氢原子被羟基取代后的产物称为醇(若苯环上的氢原子被羟基取代后的生成物属于酚类)。根据醇分子中羟基的数目,可分为一元醇、二元醇、三元醇等,根据醇分子中烃基的不同,可分为饱和醇不饱和醇和芳香醇。由于跟羟基所连接的碳原子的位置,又可分为伯醇如(CH3)3COH。醇类一般呈中性,低级醇易溶于水,多元醇带甜味。醇类的化学性质主要有氧化反应、酯化反应、脱水反应、与氢卤酸反应、与活动金属反应等。

【芳香醇】系芳香烃分子中苯环的侧键上的氢原子被羟基取代而成的物质。如苯甲醇(亦称苄醇)。

【酚】芳香烃分子中苯环上的氢原子被羟基取代而成的化合物称作酚类。根据酚分子中所含羟基的数目,可分为一元酚,二元酚和多元酚等,如溶液呈变色反应。酚具有较弱的酸性,能与碱反应生成酚盐。酚分子中的苯环受羟基的影响容易发生卤化、硝化、磺化等取代反应。

【醚】两个烃基通过一个氧原子连结而成的化合物称作醚。可用通式R-O-R'表示。若R与R'相同,叫简单醚,如甲醚CH3-O-CH3、乙醚C2H5-O-C2H5等;若R与R'不同,叫混和醚,如甲乙醚CH3-O-C2H5。若二元醇分子子中醛基的数目,可分为一元醛、二元醛等;根据分子中烃基的不同,可分相应的伯醇氧化制得。醛类中羰基可发生加成反应,易被较弱的氧化剂如费林试剂、多伦试剂氧化成相应的羧酸。重要的醛有甲醛、乙醛等。

【芳香醛】分子中醛基与苯环直接相连而形成的醛,称作芳香醛。如苯甲醛。

【羧酸】烃基或氢原子与羧基连结而形成的化合物称为羧酸,根据羧酸分子中羧基的数目,可分为一元酸、二元酸、多元酸等。一元酸如乙酸

饱和酸如丙酸CH3CH2COOH、不饱和酸如丙烯酸CH2=CH-COOH等。羧酸还可以分为脂肪酸、脂环酸和芳香酸等。脂肪酸中,饱和的如硬脂酸C17H35COOH、等。

【羧酸衍生物】羧酸分子中羧基里的羟基被其它原子或原子团取代而形成的化合物叫羧酸衍生物。如酰卤、酰胺、酸酐等。

【酰卤】系羧酸分子中羧基上的羟基被卤素原子取代而形成的化合物等。

【酰胺】系羧酸分子中羧基上的羟基被氨基-NH2或者是被取代过的氨基所取代等。

【酸酐】两个分子的一元羧酸分子间失水或者二元羧酸分子内失水而形成的化合物,称作酸酐。如两个乙酸分子失去一个水分子形成乙酸酐

【酯】羧酸分子中羧基上的羟基被烷氧基-O-R'取代而形成的化合物称

【油脂】系高级脂肪酸甘油酯的总称。在室温下呈液态的叫油,呈固态的叫作脂肪。可用通式表示:若R、R'、R″相同,称为单甘油酯;若R、R'、R″不同,称为混甘油酯。天然油脂大都是混甘油酯。

【硝基化合物】系烃分子中的氢原子被硝基-NO2取代而形成的化合物,可用通式R-NO2表示,R可以是烷基,也可以是苯环。如硝基乙烷CH3CH2NO2、【胺】系氨分子中的氢原子被烃基取代后而形成的有机化合物。根据取根据烃基结构的不同,可分为脂肪胺如甲胺CH3NH2、二甲胺CH3-NH-CH3和芳香胺如苯胺C6H5-NH2、二苯胺(C6H5)2NH等。也可以根据氨基的数目分为一元胺、二元胺、多元胺。一元胺如乙胺CH3CH2NH2,二元胺如乙二胺H2N—CH2—CH2—NH2,多元胺如六亚甲基四胺(C6H2)6N4。胺类大都具有弱碱性,能与酸反应生成盐。苯胺是胺类中重要的物质,是合成染料,合成药物的原料。

【腈】系烃基与氰基(-CN)相连而成的化合物。通式为R-CN,如乙腈CH3CN。

【重氮化合物】大多是通式为R—N2—X的有机化合物,分子中含有是一种重氮化合物,其中以芳香族重氮盐最为重要。可用化学性质活动,是制取偶氮染料的中间体。

【偶氮化合物】分子中含有偶氮基(-N=N-)的有机化合物。用通式R-N=N-R表示,其中R是烃基,偶氮化合物都有颜色,有的可作染料。也可作色素。

【磺酸】系烃分子中的氢原子被磺酸基-SO3H取代而形成的化合物,可用RSO3H表示。脂肪族磺酸的制备常用间接法,而芳香族磺酸可通过磺化反应直接制得。磺酸是强酸,易溶于水,芳香族磺酸是合成染料、合成药物的重要中间体。

【氨基酸】系羧酸分子中烃基上的氢原子被氨基取代而形成的化合物。根据氨基取代的位置可分为α-氨基酸、β-氨基酸、γ-氨基酸等。α-氨基酸中的氨基在羟基相邻的碳原子上。α-氨基酸是组成蛋白质的基本单位。蛋白质经水解可得到二十多种α-氨基酸,如甘氨酸、丙氨酸、谷氨酸等,大多是L-型a-氨基酸。在人体所需要的氨基酸中,由食物中的蛋白质供给的,如赖氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、苏氨酸等称为“必需氨基酸”,象甘氨酸、丝氨酸、丙氨酸、谷氨酸等可以从其它有机物在人体中转化而得到,故称为“非必需氨基酸”。

【肽】系一分子氨基酸中的氨基与另一分子氨基酸中的羧基缩合失去水分子后而形成的化合物。两个氨基酸分子形成的肽叫二肽,如两个分子氨基

【多肽】由多个a-氨基酸分子缩合消去水分子而形成含有多个肽键-

【蛋白质】亦称朊。一般分子量大于10000。蛋白质是生物体的一种主要组成物质,是生命活动的基础。各种蛋白质中氨基酸的组成、排列顺序、肽链的立体结构都不相同。目前已有多种蛋白质的氨基酸排列顺序和立体结构搞清楚了。蛋白质按分子形状可分为纤维状蛋白和球状蛋白。纤维蛋白如丝、毛、发、皮、角、蹄等,球蛋白如酶、蛋白激素等。按溶解度的大小可分为白蛋白、球蛋白、醇溶蛋白和不溶性的硬蛋白等。按组成可分为简单蛋白和复合蛋白,简单蛋白是由氨基酸组成,复合蛋白是由简单蛋白和其它物质结合而成的,如蛋白质和核酸结合生成核酸蛋白,蛋白质与糖结合生成糖蛋白,蛋白质与血红素结合生成血红蛋白等。

【糖】亦称碳水化合物。多羟基醛或多羟基酮以及经过水解可生成多羟基醛或多羟基酮的化合物的总称。糖可分为单糖、低聚糖、多糖等。一般糖类的氢原子数与氧原子数比为2:1,但如甲醛CH2O等不是糖类;而鼠李糖:C6H12O5属于糖类。

【单糖】系不能水解的最简单的糖,如葡萄糖(醛糖)

【低聚糖】在水解时能生成2~10个分子单糖的糖叫低聚糖。其中以二糖最重要,如蔗糖、麦芽糖、乳糖等。

【多聚糖】亦称多糖。一个分子多聚糖水解时能生成10个分子以上单糖的糖叫多聚糖,如淀粉和纤维素,可用通式(C6H10O5)n表示。n可以是几百到几千。

【高分子化合物】亦称“大分子化合物”或“高聚物”。分子量可高达数千乃至数百万以上。可分为天然高分子化合物和合成高分子化合物两大类。天然高分子化合物如蛋白质、核酸、淀粉、纤维素、天然橡胶等。合成高分子化合物如合成橡胶、合成树脂、合成纤维、塑料等。按结构可分为链状的线型高分子化合物(如橡胶、纤维、热塑性塑料)及网状的体型高分子化合物(如酚醛塑料、硫化橡胶)。合成高分子化合物根据其合成时所经反应的不同,又可分为加聚物和缩聚物。加聚物是经加聚反应生成的高分子化合物。如聚乙烯、聚氯乙烯聚丙烯 等。缩聚物是经缩聚反应生成的高分子化合物。如酚醛塑料、尼龙66等。

一、有机物:除水和一些无机盐外,生物体的组成成分几乎全是有机物,如淀粉、蔗糖、油脂、蛋白质、核酸以及各种色素。过去误以为只有动植物(有机体)能产生有机物,故取名“有机”。现在不仅许多天然产物可以用人工方法合成,而且可以从动植物、煤、石油、天然气等分离或改造加工制成多种工农业生产和人民生活的必需品,象塑料、合成纤维、农药、人造橡胶等。与无机物相比,有机物的种类众多,一般挥发性较大、熔点和沸点较低,反应较慢(较复杂)。溶于有机溶剂,且能燃烧。碳原子可用共价键彼此连接生成多种结构,组成数量巨大的不同种类的有机分子骨架。

二、有机物命名法:IUPAC有机物命名法。IUPAC有机物命名法是一种有系统命名有机化合物的方法。该命名法是由国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)规定的,最近一次修订是在1993年。其前身是1892年日内瓦国际化学会的“系统命名法”。最理想的情况是,每一种有清楚的结构式的有机化合物都可以用一个确定的名称来描述它。它其实并不是严格的系统命名法,因为它同时接受一些物质和基团的惯用普通命名。

中文的系统命名法是中国化学会在英文IUPAC命名法的基础上,再结合汉字的特点制定的。1960年制定,1980年根据1979年英文版进行了修定。

1、.一般规则

取代基的顺序规则

当主链上有多种取代基时,由顺序规则决定名称中基团的先后顺序。一般的规则是:

1.取代基的第一个原子质量越大,顺序越高;

2.如果第一个原子相同,那么比较它们第一个原子上连接的原子的顺序;如有双键或三键,则视为连接了2或3个相同的原子。

以次序最高的官能团作为主要官能团,命名时放在最后。其他官能团,命名时顺序越低名称越靠前。

主链或主环系的选取

以含有主要官能团的最长碳链作为主链,靠近该官能团的一端标为1号碳。

如果化合物的核心是一个环(系),那么该环系看作母体;除苯环以外,各个环系按照自己的规则确定1号碳,但同时要保证取代基的位置号最小。

支链中与主链相连的一个碳原子标为1号碳。

数词

位置号用阿拉伯数字表示。

官能团的数目用汉字数字表示。

碳链上碳原子的数目,10以内用天干表示,10以外用汉字数字表示。

2、各类化合物的具体规则

烷烃

找出最长的碳链当主链,依碳数命名主链,前十个以天干(甲、乙、丙...)代表碳数,碳数多於十个时,以中文数字命名,如:十一烷。

从最近的取代基位置编号:1、2、3...(使取代基的位置数字越小越好)。以数字代表取代基的位置。数字与中文数字之间以-隔开。

有多个取代基时,以取代基数字最小且最长的碳链当主链,并依甲基、乙基、丙基的顺序列出所有取代基。

有两个以上的取代基相同时,在取代基前面加入中文数字:一、二、三...,如:二甲基,其位置以 , 隔开,一起列於取代基前面。

烯烃

命名方式与烷类类似,但以含有双键的最长键当作主链。

以最靠近双键的碳开始编号,分别标示取代基和双键的位置。

若分子中出现二次以上的双键,则以“二烯”或“三烯”命名。

烯类的异构体中常出现顺反异构体,故须注明“顺”或”反”。

炔烃

命名方式与烯类类似,但以含有叁键的最长键当作主链。

以最靠近叁键的碳开始编号,分别标示取代基和叁键的位置。

炔类没有环炔类和顺反异构物。

分子中既有双键又有三键时,名字以烯先炔后,分别标注位置号,碳数写在“烯”前面。

卤代烃·醚

卤代烃命名以相应烃作为母体,卤原子作为取代基。

如有碳链取代基,根据顺序规则碳链要写在卤原子的前面;如有多种卤原子,列出次序为氟、氯、溴、碘。

醚的命名以碳链较长的一端为母体,另一端和氧原子合起来作为取代基,称烃氧基。

醇的命名,以含有醇羟基的最长碳链为主链;

由这条链上的碳数决定叫某醇,编号时让醇羟基的位置号尽量小;

其他基团按取代基处理。

主链上有多个醇羟基时,可以按羟基的数目分别称为二醇、三醇等。

醛的命名,以含有醛基的最长的碳链为主链,其他部分作为取代基;

决定名称的碳数包括醛基的一个碳。

如果有多个醛基,则以含有2个醛基的最长碳链为主链,称二醛。

醛基作取代基时称甲酰基(或氧代)。

以含有酮羰基最长的碳链为主链,按此链上的碳数(包括该羰基)称为“某酮”;并把羰基的位置号标在前面,尽量使位置号最小。

如果主链上有多个羰基,可称为二酮、三酮等。

羰基作取代基时称“氧代”。

羧酸

以含有羧基的最长碳链为主链,依照碳数(包括羧基)称为某酸。

主链上有2个羧基时,称为二酸。

羧酸酐

以形成酸酐的酸的名称称呼酸酐,再加“酐”字。

(如:CH3CO-O-CO-C2H5——乙酸丙酸酐)

若形成酸酐的两分子酸相同,直接称为“某酸酐”。

以形成酯的酸和醇的名称命名,称为某酸某(醇)酯或某醇某酸酯。

若有多个醇或酸分子参与成酯,那么要在相应的醇或酸前面加上数目。

胺类

以与氮原子相连的最长碳链为主链,按照该链上的碳原子数称为“某胺”;

若是亚胺,氮原子上的较短烃基视作取代基,命名时称“N-某基”(N表示取代基连在氮上)

脂环烃类

单脂环烃

环烷烃的命名与烷烃类似,直接在烷类前面加“环”字即可。

环烯烃的命名与烯烃类似,编号由双键先设定为 1 , 2 号碳。

桥环烷烃

桥环烷烃中,多个环公用的碳原子称为桥头碳;

给碳原子编号,从一个桥头碳原子开始,依照环由大到小顺序编完所有的碳原子;

命名时,先称环的个数,然后在中括号里标明各个环上桥头碳之间的碳原子的个数,数字之间用点分隔,数字的个数总比环数多一个;

最后,按照环系上碳原子的个数,称为“某烷”。

如:

称为二环[3.2.0]庚烷。

螺环烷烃

螺环烷烃中,两个环公用的一个四级碳原子称为螺原子;

编号从小环开始,1号碳是紧挨螺原子的一个碳原子;

命名时,先称“螺”字,然后在中括号里标明各个环上非螺原子的个数,数字之间用点分隔;

最后,按照环系上碳原子的个数,称为“某烷”。

如:

称为螺[3.5]壬烷。

多环烯、炔烃

按照多环烷烃的规则命名,编号时尽量使重键的位置号最小,再把“烷”字换成“烯”或“炔”即可。

芳香族化合物

苯环系

苯的卤代物、烷基代物等,先称呼取代基的位置号和名称,再加“苯”字。甲基、乙基等简单烷基的“基”字可以省去。(如:1,2-二甲苯)

苯的烯、炔、醇、醛、酮、羧酸、磺酸、胺基代物等,以取代基的原形作为母体,先称“苯”(表示苯基),再称取代基的原形,编号时以取代基为主链,苯环为支链,与取代基相连的碳为1号碳。(如:苯乙烯)

芳烃的羟基代物称为酚,对于苯来说是苯酚。苯环上直接连有两个羟基时叫苯二酚。

其他环系

各种芳环系都有不同的名字,其取代物的命名方法和苯环类似。但这些环系一般都固定了编号的顺序(而不是像苯环一样只由取代基决定):

萘环系

蒽环系

等等。

杂环化合物

把杂环看作碳环中碳原子被杂原子替换而形成的环,称为“某杂(环的名称)”;(如:氧杂环戊烷)

给杂原子编号,使杂原子的位置号尽量小。

其他官能团视为取代基。

有机物中,决定有机物化学性质的分子团称为官能团,又称基,如羟基等。有机物按分子大小可分为有机高分子,有机小分子(单体),有机小分子可通过一系列的反应生成有机高分子,如缩聚反应等。

w.w.w.k.s.5.u.c.o.m

第二篇:有机化学第二章小结

有机化学第二章小结

1、烷烃的同系列(通式:CnH2n+2)具有同一通式,结构和化学性质相似,组成上相差一个或多个CH2的一系列化合物称为同系列。同系列中的化合物互称为同系物。

2、烷烃的同分异构现象 构造(constitution)——分子中原子互相连接的方式和次序。分子式相同而构造式不同的化合物称为同分异构体,这种现象称为构造异构现象。构造异构现象是有机化学中普遍存在 的异构现象的一种,这种异构是由于碳链的构造不同而形成的,故又称为碳链异构。

3,伯、仲、叔、季碳原子

在烃分子中仅与一个碳相连的碳原子叫做伯碳原子(或一级碳原子,用1°表示)与两个碳相连的碳原子叫做仲碳原子(或二级碳原子,用2°表示)与三个碳相连的碳原子叫做叔碳原子(或三级碳原子,用3°表示)与四个碳相连的碳原子叫做季碳原子(或四级碳原子,用4°表示)与伯、仲、叔碳原子相连的氢原子,分别称为伯、仲、叔氢原子。

4、烷烃的结构特点

(1)C: sp3杂化,C—C,C—H键均为σ 键,键角接近109º28´。

(2)C,H电负性差别小,σ 电子云不易偏向某一原子,整个分子电子云分布均匀,没有电子云密度较大或较小的部位,对Nu或E+均没有特殊的亲和力。(化学性质较稳定)5 烷烃的命名

烷烃常用的命名法有普通命名法和系统命名法 A、普通命名法

根据分子中碳原子数目称为“某烷”,碳原子数十个以内的依次用甲、乙、丙、丁、戊…癸表示,十以上的用汉字数字表示碳原子数,用正、异、新表示同分异构体。例如:

烷基:烷烃分子中去掉一个氢原子而剩下的原子团称为烷基,烷基的通式为CnH2n+1,常用R表示。

烷基 名称 通常符号 CH3-甲基 Me CH3CH2-乙基 Et CH3CH2CH2-丙基 n-Pr(CH3)2CH-异丙基 i-Pr CH3CH2CH2CH2-正丁基 n-Bu CH3)2CHCH2-异丁基 i-Bu CH3CH2CH(CH3)-仲丁基 s-Bu(CH3)3C-叔丁基 t-Bu B系统命名法(IUPAC命名法)系统命名法是中国化学学会根据国际纯粹和应用化学联合会(IUPAC)制定的有机化合物命名原则,再结合我国汉字的特点而制定的。系统命名法规则如下: 1.选择主链(母体)

(1)选择含碳原子数目最多的碳链作为主链,支链作为取代基。(2)若有两条以上等长碳链时,则选择支链多的一条为主链。2.碳原子的编号

(1)从最接近取代基的一端开始,将主链碳原子用1、2、3 ……编号。

(2)从碳链任何一端开始,第一个支链的位置都相同时,则从较简单的一端开始编号。

(3)若第一个支链的位置相同,则依次比较第二、第三个支链的位置,以取代基的系列编号最小(最低系列原则)为原则。3.烷烃名称的写出

a.将支链(取代基)写在主链名称的前面

b.取代基按 “次序规则”小的基团优先列出 烷基的大小次序:甲基<乙基<丙基<丁基<戊基<己基<异戊基<异丁基<异丙基。

c 相同基团合并写出,位置用2,3 ……标出, 取代基数目用二,三……标出。d 表示位置的数字间要用逗号隔开,位次和取代基名称之间要用 “半字线”隔开。

***烷烃的命名归纳为十六个字:最长碳链,最小定位,同基合并,由简到繁。

6烷烃的构象 概念

构型:指具有一定构造的分子中原子在空间的排列状况称为构型。构象:一定的分子,通过单键的旋转而引起的分之中各原子在空间的不同排布称为构象。

A 乙烷的构象

构象通常用透视式或纽曼(Newman)投影式表示,乙烷的两种极限构象式——重叠式和交叉式, 交叉式构象为乙烷的优势构象。

B正丁烷的构象

以正丁烷的C2—C3键的旋转来讨论丁烷的构象,固定C2,把C3旋转一圈来看丁烷的构象情况。在转动时,每次转60°,直到360°复原可得到四种典型构象。

其稳定性次序为:

对位交叉式 > 邻位交叉式 > 部分重叠式 > 全重叠式 烷烃的物理性质 a、状态

C1~C4的烷烃为气态,C5~C16的烷烃为液态,C17以上的烷烃为固态。b、沸点

1. 随着碳原子数的递增,沸点依次升高。2. 原子数相同时,支链越多,沸点越低。c、熔点

1.碳原子数目增加,熔点升高。2.分子的对称性越大,熔点越高。d、相对密度(比重)都小于1,随着分子量的增加而增加,最后接近于0.8(20℃)。e、溶解度

不溶与水,溶于某些有机溶剂,尤其是烃类中(“相似相溶”原理)。7,烷烃的化学性质 a.燃烧 —— 作为燃料

燃烧热(-ΔH C)和 生成热(ΔH f)反映了烷烃异构体的稳定性 b.自由基的结构:碳为sp2杂化,未杂化的p轨道有一个单电子。属于缺电子体系,不稳定,反应活性高。

自由基的相对稳定性:叔 > 仲 > 伯(H 的活性:叔H > 仲H > 伯H)8.烷烃的卤代

i.在光照、加热或催化剂存在的条件下进行; ii.有自由基中间体生成(均裂反应)

iii.如有氧或一些能捕捉自由基的杂质存在,反应有一个诱导期,诱导期长短与这些杂质多少有关。(阻抑剂)

第三篇:大学有机化学 小结

有机化学小结

第二章

本章重点:

①烷烃和环烷烃的命名;

②甲烷的结构,sp3杂化与四面体构型;

③乙烷、丁烷、环己烷的构象;

④氢原子的活泼性:3H>2H>1H;

自由基的稳定性:3>2>1> CH3²。

⑤小环环烷烃的加成反应

2.2.1 伯、仲、叔、季碳及伯、仲、叔氢

与三个氢原子相连的碳原子,叫伯碳原子(第一碳原子、一级碳原子),用1°表示 与二个氢原子相连的碳原子,叫仲碳原子(第二碳原子、二级碳原子),用2°表示 与一个氢原子相连的碳原子,叫叔碳原子(第三碳原子、三级碳原子),用3°表示 与四个碳原子相连的碳原子,叫季碳原子(第四碳原子、四级碳原子),用4°表示 连在伯碳上氢原子叫伯氢原子(一级氢,1°H)连在仲碳上氢原子叫仲氢原子(二级氢,2°H)连在叔碳上氢原子叫叔氢原子(三级氢,3°H)

。伯碳,1 C。仲碳,2 CCH3CH3-C-CH。4 C季碳,CH32-CH-CH3。伯碳,1 CCH3。叔碳,3 C

对有支链的烷烃:有

CCC 结构片断者叫异某烷;

C

CCCC结构片断者叫新某烷。例:

CH3CH3-CH-CHCH3异己烷2-CH2-CH3CH3-C-CH2-CH2-CHCH3新庚烷3

2.2.4 环烷烃的命名 2)二环脂环烃

分子中含有两个碳环的是双环化合物。

联二环己烷(联环烃)螺[4,4]壬烷(螺环烃)二环[4,4,0]癸烷(稠环烃)二环[2,2,1]庚烷(桥环烃)

两环共用一个碳原子的双环化合物叫做螺环化合物; 共用两个或更多个碳原子的叫做桥环化合物。

(A)桥环烷烃

双环[a.b.c]某烃(a≥b≥c)

先找桥头碳(两环共用的碳原子),从桥头碳开始编号。沿大环编到另一个桥头碳,再从该桥头碳沿着次大环继续编号。分子中含有双键或取代基时,用阿拉伯数字表示其位次:

***73312247165双环[3.1.1]庚烷双环[2.1.0]戊烷双环[2.2.1]-2-庚烯CH35-甲基双环[2.2.1]-2-庚烯

(B)螺环烷烃

螺[a.b]某烃

(a≤b)

先找螺原子,编号从与螺原子相连的碳开始,沿小环编到大环。例:

4***CH312H3CCH31,3-二甲基螺[3.5]-5-壬烯 5-甲基螺[2.4]庚烷

最典型的有两种:重叠式和交叉式。(构象)重叠式: HH

HHHH能量高,不稳定(因非键张力大),一般含0.5%

交叉式: HHH能量低,稳定(各氢原子相距最远,非键张力小), HH般含H一99.5%

氢原子的活泼性顺序是:叔氢>仲氢>伯氢

形成自由基所需能量:CH3²>1>2>3自由基

不同卤素与烷烃进行卤化反应的活性顺序为:

F2>Cl2>Br2>I太快难以控制2有意义太慢,且生成的HI有还原性

烷烃的溴代反应较氯代反应放热少、速率慢、选择性高 2.6.3 异构反应

异构化反应——化合物转变成它的异构体的反应。

AlCl3,HClCH3CH3CHCH80%3CH3CH2CH2CH320%。95-150 C,1-2MPa

通过上述反应可提高汽油质量。

环烷烃的异构化包括侧链异构、烷基位置异构和环的异构:

CH2CH3。CH3。CH3CH3+CH3CH350 C50 CAlCl3AlCl3

2.7 烷烃和环烷烃的主要来源和制法(1)烯烃加氢

CH3CH=CHCH3 + HNi,乙醇225 C,5MPa。CH3CH2CH2CH3

(3)由卤代烷制备

BrCH2CH2CH2Br + ZnNaI,乙醇,80%+ ZnBr21,4-二氧六环BrCl+ 2Na回流,78%~94%+ NaCl + NaBr

这是制备环丙烷衍生物的重要方法之一。第三章.烯烃和炔烃

本章重点:

①乙烯、乙炔的结构、sp2杂化、sp杂化;

②烯烃的顺反异构及Z/E标记法;

③烯烃及炔烃的亲电加成反应(加卤素、加卤化氢、加硫酸、加水、加次卤酸、硼氢化、羟汞化-脱汞),马氏规则;

④烯烃的自由基加成、自由基取代、硼氢化反应、氧化反应。

⑤炔氢的弱酸性。(1)衍生物命名法

衍生物命名法只适用于简单的烯烃和炔烃。烯烃以乙烯为母体,炔烃以乙炔为母体。将其它的烯、炔看作乙烯或乙炔的衍生物。例:

CH3CH=CH2(CH3)2C=CH2 CH3CH=CHCH2CH3甲基乙烯 不对称二甲基乙烯 对称甲基乙基乙烯CH3CCCH3 CH3CH2CCCH3 CH2=CHCCH二甲基乙炔 甲基乙基乙炔 乙烯基乙炔

2)系统命名法

烯烃和炔烃与烷烃的系统命名规则类似。①要选择含有C=C或C≡C的最长碳链为主链;

②编号从最距离双键或三键最近的一端开始,并用阿位伯数字表示双键的位置。例:

CH3CH2CH2CH=CH21-戊烯CH3CH2C=CH2CH3CH3C=CHCH3CH3CH3CH2C CCH32-戊炔CH3CHC CHCH32-甲基-2-丁烯3-甲基-1-丁炔2-甲基-1-丁烯3-甲基丁炔2-甲基丁烯

③分子中同时含有双键和参键时,先叫烯后叫炔,编号要使双键和参键的位次和最小。2 3 4

5CH C-CH=CHCH65432313-戊烯-1-炔

2CH C-CH=C-CH=CHCH2CH33-乙基-1,3-己二烯-5-炔

3.3 烯烃的顺反异构体的命名(1)顺反命名法

两个双键碳上相同的原子或原子团在双键的同一侧者,称为顺式,反之称为反式。例:

2-²¡Ê§:H3CHC=CCH3HH3CHHC=CCH3¡I¡m.p-132 C()¯-2-²Æ¡Ê§

Ⅱ顺式,两个甲基位于双键的同侧; 反式,两个甲基位于双键的异侧。

II¡m.p-105 C()°-2-²²¡Ê§

¡(2)Z,E-命名法

介绍Z,E-命名法之前,首先介绍次序规则,目的是为了对顺反异构体方便地进行命名。4

问题:

H3CC=CHHH顺-2-丁烯CH3H3CC=CHCH3BrC=CH3C?ClHBrH3CC=C?HCl反-2-丁烯

对后两个的化合物进行命名,必须了解次序规则。

次序规则:

① 把双键碳上的取代基团按原子序数排列,同位素:D>H,大的基团在同侧者为Z,大基团不在同侧者为E。

Z

大Zuasmmen,共同;

E

大Entgengen,相反。

小BrC=C小ClH大BrC=CH3CHClH3C

Z-1-氯-2-溴丙烯

E-1-氯-2-溴丙烯

②连接在双键碳上都是碳原子时,沿碳链向外延伸。

假如有下列基团与双键碳相连:

(CH3)3C-

(CH3)2CH-

CH3CH2-

CH3-

C(C,C,C)

C(C,C,H)

C(C,H,H)

C(H,H,H)

最大

次大

次小

最小

③当取代基不饱和时,把双键碳或参键碳看成以单键和多个原子相连。

(C)(C)-CCH可看作-CC-H-CH=CH2可看作小小大(C)(C)-CHC-HH(C)(C),∴

-CCH >

-CH=CH2

根据以上规则,常见基团优先次序如P46所示:

-I >

-Br >

-Cl >

-SO3H >

-F >

-OCOR >

-OR„„

举例:

(H,H,C)CC(C,C,H)(H,H,C)C,(H,H,C)CC(C,C,C)CH3CH2CH3(H,H,H)CC=CCH(CH3)2CH2CH2CH3C(C,H,H)CH3CH2CH2CH3CH2(H,H,H)C,(H,H,C)CCCHC=CCH=CH2C(C,C,H)Z-3-¡³¡ù-4-¡ì±¡¡ù-3-¡¡¡Z-

注意:

ClHC=CClBr顺-1,2-二氯-1-溴乙烯E-1,2-二氯-1-溴乙烯

∴ Z,E-命名法不能同顺反命名法混淆。

数据表明,不同结构的烯烃进行催化加氢时反应热的大小顺序如下:

① CH2=CH2>RCH=CH2>RCH=CHR,R2C=CH2>R2C=CHR >R2C=CR2

② 顺-RCH=CHR>反-RCH=CHR

说明烯烃的热力学稳定性次序为:

① R2C=CR2>R2C=CHR>RCH=CHR,R2C=CH2>RCH=CH2

>CH2=CH2

② 反-RCH=CHR>顺-RCH=CHR 反应活性:烯烃>炔烃。例:

CH2=CH-CH2-C CH + Br乙醚2低温CH2BrCHBrCH2C CH4,5-二溴-1-戊炔

此反应可用来检验C=C或C≡C是否存在。不同的取代乙烯与溴加成的相对反应速率:

CH2=CHBr0.04CH2=CH1.02CH2=CHCH2.033CH2=C(CH3)25.53CH3CH=C(CH10.43)2双键上电子云密度减小,亲电加成反应速率减小-Br是吸电子基!烷基取代增多,双键上电子云密度增大,亲电加成反应速率增大CH3-是给电子基!

HBrHBr烯烃加卤素的立体化学:反式加成!

例:

+ BrCCl420 C。BrH+BrHMarkovnikov规则

烯、炔加卤化氢时,氢原子总是加到含氢多的不饱和碳上。(马氏规则)例如:

CH3-CH=CH2 + HClCH3-CH-CHCl2-氯丙烷主要产物3+CH3CH2CH2Cl1-氯丙烷次要产物2

CH3CH2CH=CH2 + HBr乙酸80%CH3CH2CH CHBrH2-溴丁烷

BrCH3CH2CH2C CHHBrCH3CH2CH2C=CHBr2-溴-1-戊烯HBr2CH3(CH2)2-C-CHBr2,2-二溴戊烷3

烯烃与H2SO4的加成反应也是亲电加成反应,加成方向遵循马你规则。例:CH3-CH=CH2 + H2SO4(浓)CH3CH3-CH-OSO2OH()ⅠCH2=CCH3CH3CH3+ H2SO4(浓)CH3-C-OSOCH32OH()Ⅱ

炔烃加水

O重排 CH CH +2 OHHgS4O,稀H2SO498-105 COHHHC CHOHHRC CH烯醇式。H-C-CH

3RC CH + H2O

重排 HgSO4,稀H2SO4OR-C-CH酮式3

硼氢化反应

空间效应

R-CH=CH2 + H BH2RCH2CH2BH2一烷基硼CH2=CH-R(RCH2CH2)2BH二烷基硼CH2=CH-R(RCH2CH2)3B三烷基硼H2O2,OH-RCH2CH2OH + B(OH)3一级醇H2O2的NaOH水溶液

简单记忆:

RCH=CH①2B2H6②H2O2/OH-RCH2CH2OH

有机合成上常用硼氢化反应制备伯醇3.5.3 亲核加成

因为乙炔的电子云更靠近碳核,可使亲核试剂首先进攻,炔烃较易与ROH、RCOOH、HCN等含有活泼氢的化合物进行亲核加成反应。例如:

CH CH + 3COHH20%KOH水溶液,PCH2=CH-OCH

3在碱性条件下,有:

甲氧基乙烯or甲基乙烯基醚

CH3OH + KOHCH3OK + H2O强亲核试剂可离解为CH3O + K-+

CH3O-带有负电荷,是一个强的亲核试剂:

CH CH + 3COH-HC=CH-OCH-3CH3OHCH2=CH-OCH3 + CH3O-

(2)高锰酸钾氧化

OHOHCC+ MnO2C=C+ KMnOOH,H2O4-顺式氧化!

简单记忆法:

RR'R“HKMnO4C=CRR'C=O + O=C酮醛 R”H4KMnOR“O=C 酸OH

RR'HC=CHKMnO4RR'HC=O + O=C酮甲醛HOHO=C碳酸KMnO4OHCO2 + H2O

(3)臭氧化

将含有O3的空气通入烯烃的溶液(如CCl4溶液)中:

RR'R”C=CH+ O3RR'OCOOCR“HH2O

RR'C=O + O=C酮醛 R”H+ H2O2

产物中有醛又有H2O2,所以醛可能被氧化,使产物复杂化。加入Zn粉可防止醛被H2O2氧化:

H2O/ZnRR'RR'C=O + O=C(酮)(酸)R“C=O + O=C(酮)(醛)RR'OCOOCR”HH2O2HR“OH

例2:某烯烃O3H2O2/H2O

CH3CH3HOC=O + O=C C=O + O=COHOHCH3

那么,原来的烯烃为:

CH3HOCH3C=O + O=C C=O + O=COHOHCH3CH3CH=CH-CH=CCH3CH3

炔烃的烷基化

CH CH NaNH2,液NH-33 C3。CH CNa 乙炔钠CH3(CH2)3Br,液NH-33 C,80%3。HC C(CH1-庚炔2)3CH3

第四章 二烯烃 共轭体系 共振论 二烯烃的命名

与烯烃相似。用阿拉伯数字标明两个双键的位次,用“Z/E”或“顺/反”表明双键的构型。例:

CH3CH3CH3-CH=C CH-CH=CH3,4-二甲基-1,4-己二烯2HCH3HC=CHC=CCH3HHCH2C CCH2H(Z,E)-2,4-己二烯s-反-1,3-丁烯

鉴别共轭二烯,例:

Ag(NH3)2+CH3CH2C CHCH2=CH-CH=CH2¡¡¡¡¡µ¡¡°³°³

第五章 芳烃 芳香性

命名

命名时,一般以芳环为取代基,也可以芳环为母体。具体情况,具体对待:

CH=CH2CH=CH2苯乙烯CH=CH2对二乙烯基苯

CH2Cl苯氯甲烷氯苄CH2OH苯甲醇苄醇

基 C6H5- 苯基(Ph-);Ar- 芳基(芳环上去掉一个氢后,所剩下的原子团); C6H5CH2- 苄Friedel-Crafts反应

(A)烷基化反应

+ RXAlCl3R+ HX(X=Br Cl)¡

常用催化剂:无水AlCl3(Liews酸)或H2SO4(Brφsted酸)

例1:

AlCl

3+ CH2=CH2+orH2SO4CH2CH3-H2(乙苯)CH=CHCH3CH2首先进攻2(苯乙烯)制塑料、ABS、离子交换树脂(B)酰基化反应

O R-C-Cl+¡¡AlCl3OC-R¡¡ù±¡¡¡ù+ HCl

讨论:

①付氏反应非常重要,由付氏反应可制备一系列芳香酮和苯的同系物。例:

OCH2CH2CH2C-ClAlCl3O

OO+OAlCl3COOH杂多酸O+ H2OOO

②苯环上有-NO2、-SO3H、-COOH等吸电子基时,不能发生付氏反应。

NO2O+ R-C-Cl(或RCl)AlCl3x

NO2+ HCHO + HClZnCl2所以,常用硝基苯做为付氏反应的溶剂。氧化反应

但有侧链时:

x

CH3CH2CH3CH2CH3KMnO4COOH

总之:RKMn4OCOOH

KMnO4H3CHOOCCOOH(R:

1、2)。

若有两个烷基处于邻位,氧化的最后产物是酸酐:

OH3CH3CCH3CH3+ O2(空气)V2O5,350-500 C60%-70%。OOOOO

均苯四甲酸二酐但是,侧链无α-H者则不被氧化:

CH3C-CH3CH3KMnO4x

环的破裂:

O+ O2OCH¡¡C¡O(400-500 C)V2O5CH¡¡C¡¡¡¡¡µ¡í¡¡¡µ¡

其它稠环芳烃

***1064521其中:1,4,5,82,3,6,79,10活泼性次之位,最不活泼位,位,最活泼 蒽菲多官能团化合物的命名

命名时遵守官能团优先次序规则、最低系列原则和大小顺序规则。

简单记忆方法:

羧基、磺酸、酯,酰卤、酰胺、腈,醛基、酮基、醇羟基,酚、巯、氨基、炔、烯、(氢)、烷氧基、烷基、卤素、硝基。

最低系列原则:

选择含主官能团、取代基最多的最长碳链为主链,从靠近主官能团的一端开始编号。编号时,要使取代基的位次和最小。

大小次序规则:

按原子序数排列,同位素:D>H。例如:

I>Br>Cl>F>O>N>C>D>H>:(孤对电子)

②第一个都是碳原子时,沿碳链向外延伸。例如:

ClCH2->(CH3)3C->(CH3)2CH-> CH3CH2-> CH3-

C(Cl,H,H)

C(C,C,C)

C(C,C,H)

C(C,H,H)C(H,H,H)

③当取代基不饱和时,把双键碳或参键碳看成以单键和多个原子相连。例如:

CH3NH2Cl2-甲基-4-氯苯胺O2NCl4-硝基-3-氯苯甲醛CHOClBr4-氯-3-溴苯磺酸OHCH3COCH33-基-4-羟基苯乙酮SO3HOHBr52143SO3HSO3H4-羟基-5-溴-1,3-苯二磺酸

CH3Cl3-甲基-5-氯环己酮

O本章重点:

①苯环的结构与其特殊稳定性;

②苯环上的亲电取代反应;

③苯环上亲电取代反应的定位规律及其理论解释。

④萘的结构与化学性质,定位规律在萘及其衍生物中的应用 ⑤Hûckel规则与芳香性。

第六章对映异构

手性碳原子例如:

*与四个不同的原子或原子团相连的碳原子,用“*”号标出。CH3-CH-CH2-CH3Br对称因素与分子的手性

CH3CH3-CH-CH-CH3OH*CH3-CH-COOHOH*

在绝大多数情况下,分子中没有对称面和对称中心,与其镜象就不能叠合,分子就会有手性。

分子中是否存在对称轴对分子是否具有手性没有决定作用。判断分子中有无对称面和对称中心在立体化学中有重要意义。

(2)R/S构型标记法

R拉丁字Rectus(右);S其步骤为:

拉丁字Sinister(左)。

按照大小次序规则,确定大小次序;

将最小的原子或原子团置于距观察者最远处;

观察其余三个原子或原子团由大到小的排列方式。次序规则:OH>COOH>CH3>H COOH例1:HCOOHȵCHOH的构型标记。H3C(b)OHCH3(a)C根据次序规则:OH>COOH>CH3>H

COOHHCOHCH3CH3观察观察HOH3CCOOHCH(a)OHCOOH为逆时针方向S-型(b)OHCOOH 顺时针方向为R-型CH3

R/S标记法也可直接应用于Fischer投影式:

COOHHOHHOCOOHHHOCHOHCH2OHS-甘油醛OH>CHO>CHHCHOOHCH2OHR-甘油醛2OHCH3R-乳酸OH>COOH>CHCH3S-乳酸3

第七章卤代烃 相转移催化反应邻基效应

7.2 卤代烃的命名

简单卤代烃的命名:烃基名+卤素名。例:

CH3CH2CH2CH2Br正丁基溴CH3CH3CClCH2=CHCH2ClCH3CH=CHBr烯丙基氯丙烯基溴BrCH2ClCH3叔丁基氯氯苯苄基氯(or 氯苄)按照烷烃命名法编号,把卤素和支链作为取代基。

例:ClCH33ClClCH3CH3CHCH2CHCH2-甲基-4-氯戊烷CH3CHCH2-C-CH-CH3Cl2-甲基-3,3,5-三氯己烷(大小次序规则:氯大于烷基;编号:氯大于甲基)ClCH3-C CH-CHClCH33-甲基-2,2-二氯戊烷2-CH3ClBrF3CH3-CH2-CH2-C CH CH-CHCH(CH3)24-异丙基-2-氟-4-氯-3-溴庚烷(先写小的基团,后写大的基团)

7.2.2 卤代烯烃和卤代芳烃的系统命名法

按照烯烃或芳烃命名法编号,把卤素看成取代基:

CH2=CH-CH2Br3-溴-1-丙烯123CH2=C-CH2-CH2ClC2H54-氯-2-乙基-1-丁烯1234

从醇制备

1ROH + HXRX + H2O(可逆反应,有重排)

可增加ROH的浓度或除去水,使平衡右移

PX32ROH +PX5RX + P(OH)3(制低沸点RX)。b.p 180 C(分解)不重排!RX + POCl3。b.p 105.8 C(制高沸点RX)£

3ROH + SOClor2RCl + HCl + SO2氯化亚砜二氯氧硫OSOOS(重要!操作简单,产率高,不重排)

í¿ÑÇí¿

卤原子交换

RCl + NaI丙酮 RI + NaCl(可制伯碘烷)

例:RCH=CH HBr2 +过氧化物RCH2CH2BrNaI/丙酮 RCH2CH2I

7.5.1亲核取代反应

d+R¡¡X + Nu-³µÂÆÅÏ·¼d+d-R¡¡Nu + X-ëû¥¶ùÈÀ-

²Î°¦Éï³É±ï-

亲核试剂(Nu)可进攻R-X亲核试剂

d-中的正电中心,将X取代。

带有孤对电子或负电荷,对原子核或正电荷有亲和力的试剂,用Nu:或Nu-表示。常见的亲核试剂有OR-、OH-、CN-、NH3、H2O等。

(1)水解

在H2O或H2O/OH-中进行,得醇。

RX + H2OÄ¿ºæ²°Î¦ROH + HX¡OH-H2O + X-

反应活性:RI>RBr>RCl>RF(难)加碱的原因:①亲核性:OH->H2O;②OH-可中和反应生成的HX。

C5H11Cl ÏγĶù½Ã¶­±¾NaOH/H2OC5H11OH + NaClΰϷÎÈ¡¤Í´±ÃÜ·¼

卤烷水解反应及其机理在有机化学理论上重要!(见SN1、SN2)

(2)与醇钠作用

得醚(单纯醚、混合醚)

d+Williamson合成法

R¡¡X + R'O-Na+¬½®±Èé·¿°Á£ªÂº·î¡3)3d-ROR' + NaX

例:CHCHBr + NaOC(CH32CH3CH2OC(CH3)3 + NaBr

(3)与氰化钠作用

在NaCN的醇溶液中进行,得腈。

RX + NaCN+-°·RCN + Na+X-H2ORCOOH

该反应是增长碳链的方法之一。(增加一个C)例:C2H5OH,H2OBr(CH2)5Br + 2KCN回流8h,75%二甲基亚砜 3h ,65%-70%NC(CH2)5CN + 2KBrCH3CH2CHCH3 + NaCNCl,CH3CH2CHCH3 + NaClCNCH2CN+ NaClH2O

CH2Cl+ NaCNHorOH+-CH2COOH进行亲核取代反应的RX一般是伯卤烷,而仲、叔卤烷的反应产物主要是烯烃。(见E1、E2)(4)与氨作用

¬½®±éÈRX + NH3[RNH2 HX]封闭容器3NH3RNH2 + NH4X¬°®²

4Cl例:

ClCH2CH2Cl + 4NH氨水115-120 C,5h。H2NCH2CH2NH2 + 2NH乙二胺 16

(5)卤离子交换反应

RCl + NaI(RBr)¡¡ ±RI + NaCl(NaBr)

反应活性:伯卤烷>仲卤烷>叔卤烷。(参见SN2)

生成的NaCl或NaBr不溶于丙酮而形成沉淀,此反应可用于检验氯代烷和溴代烷。

(6)与硝酸银作用

在醇溶液中进行,得卤化银沉淀及硝酸酯,用于鉴别卤烃。

RX + AgNO3C2H5OHRONO2 + AgX

反应活性:叔卤烷>仲卤烷>伯卤烷。(参见SN1)

此反应可用于区别伯、仲、叔卤代烷。例如:

CH3(CH2)3BrCH3CH2CH(Br)CH(CH3)3CBr3加热出现AgBrAgNO3/醇片刻出现AgBr立刻出现AgBr

.5.2 消除反应

消除反应反应中失去一个小分子(如H2O、NH3、HX等)的反应叫消除反应,用E(Elimination)表示。

(1)脱卤化氢

由于-X的-I效应,R-X的β-H有微弱酸性,在NaOH/醇中可消去HX,得烯烃或炔烃:

2R-CH-CHHX+NaOH醇R-CH=CH2 + NaX + H2O

XXHHR-C-CH + 2KOH醇R-C CH + 2KX + 2H2O

反应活性:叔卤烷>仲卤烷>伯卤烷。

消除方向:脱去含氢较少的碳上的氢原子。(查依采夫规则)

例:'2CH3-CH-CH-CHHBrHKOH乙醇

CH3CH=CHCH81%3 + CH3CH2CH=CH219%CH3CH3CH2-C-CH3Br注意:

KOHÍ°·CH3CH3CH=C(CH3)2 + CH3CH2-C=CH271%NaOH/H2O29%

RCH2CH2XRCH2CH2OHRCH=CH2

NaOH/C2H5OH卤烷的水解反应和脱去HX的反应都是在碱性条件下进行的,它们常常同时进行,相互竞争。竞争优势取决于RX的结构和反应条件。

(2)脱卤素

Í°·-C-C-+ ZnXXÍ°·C¡¡C+ ZnX2

-C-C-IIC¡¡C+ I2(Æ©·û¿Ì·Î±â±¿Ï«Íò)

7.5.3 与金属反应(1)与镁反应

ø²¹Ï;Ìd-RX + MgR MgXñųÊÅÏ·¼,Grignard reagent

d+绝对乙醚无水、无乙醇的乙醚。

格氏试剂的结构目前还不十分清楚,一般认为它是溶剂化的:

C2H5C2H5ROMgXOC2H5C2H5

用四氢呋喃(THF,b.p 66℃)代替乙醚(b.p34℃),可使许多不活泼的乙烯 18

型卤代烃制成格氏试剂:

Br+ MgTHFMgBr

O¡´¡Furan O¡¡¡´¡Tetrahydrofuran

格代试剂在有机合成上很有用,但它最忌水、忌活泼氢:

d+H-OHd-MgX(OH)MgX(OR')RH + MgX(NH2)¨¼²ºÄú¯Ädd+-H-OR'H-NH2H-XH-C CR'¡¡¡R-MgX +ʯµÄÄÊÉÞξMgX2R'C CMgX®¶Ãù½±­¶¾¹£ªµÊ¯ÄÄÊÎËξ

所以:①制备格氏试剂时,一定要用“干醚”,防止格氏试剂分解。

②如果用CH3MgI与活泼氢反应,可定量测定活泼氢。

(2)与锂反应

反应活性大于RMgXCH3CH2CH2CH2Br + 2Li乙醚-10 C。CH3CH2CH2CH2Li + LiBr

反应活性:RI(太快)>RBr(常用)>RCl(常用)>RF(太慢)反应在戊烷、石油醚、乙醚等惰性溶剂中进行,通常用氮气保护,以防止生成的烷基锂遇空气氧化,遇水分解。

烷基锂与卤化亚铜反应生成二烷基铜锂:

二烷基铜锂,烃基化试剂2RLi + CuX RN2醚2CuLi + LiX(R=烷基、烯基、烯丙基、芳基;X=I、Br、Cl)

Corey-House反应:由烷基铜锂和卤烃制烷烃。例:

[CH2(CH2)3]2CuLi + 2CH3(CH2)6Cl乙醚0 C,75%。CH2(CH2)3-CH3(CH2)6 +LiCl+CuCl7.6 亲核取代反应机理

7.6.1 双分子亲核取代反应(SN2)机理

¡CH3BrNaOH-H2OCH3OH + Br-¡¡¡

反应速率方程:

v=k[CH3Br][OH-] 反应机理:(动画)

sp2OH-+HHHCd+Brd-HHd-dHO C Br-HHOCH(C)HH(B)ý²´ÄǪ+ Br-(A)

能量曲线:

(B)ܼ¿ºE(A)H(C)°Î²¦¸ø¯Ç

SN2反应的立体化学:

Walden转化是SN2反应的重要标志。

例1: HH13C6H3C-34.6HCBr+ NaOH。构型转化HOCC6H13+ NaBrCH3。

+例2:

H3CHBr+ OHH-S 2NH3CHHOH特点:①

一步完成,OH与CH3Br都参与,∴

v=k[CH3Br][OH-];

C-O键的生成与C-Br键的断裂同时进行,有过渡态;

有 Walden转化,手性分子发生SN2反应时,构型翻转。

(c)Wurtz-Fittig反应

Br醚+ CH3CH2CH2CH2Br + 2Na(CH2)3CH3+ CH3(CH2)3-(CH2)3CH3+ 2NaBr。b.p 126 C可蒸馏除去20 C。b.p 183 C

此反应可以用来制备直链烷烃取代的芳烃。但它仅适用于不含有羟基、羰基、硝基等官能团的化合物。

第九章醇和酚

(1)醇的命名

有习惯命名法、衍生物命名法、系统命名法,有的醇还有俗名。

系统命名法:以醇为母体。选择含有-OH的最长碳链为主链,从靠近-OH的一端开始编号,把支链看成取代基。例:

1234564321CH3CH-CH-CH2CH2CH3OHCH2CH2CH33-丙基-2-己醇CH3CH2CH2CHCH2CH2CH2OHCH=CH2564-丙-5-己烯-1-醇(选择含-OH和双键的长碳链为主链)

3212OHOHCH-CH12231CH=CH-CHCH2CH2OH2-苯乙醇)3-苯基-2-丙烯-1-醇(俗名:肉桂醇)1-苯乙醇(苯基做为取代基

(2)酚的命名

按照官能团优先次序规则,选择母体。

¡¡²¡¡OHOHOHOHOHOHOCH3¼·Ú³Ìõù¶±¸²Îo-·³Ìõ¶ù¸±²ÎOHCOOHCHO¸²±ÎCH3NO2ä··³±¸²Î²ÏÊõ¶ù±¸²Îm-·³±¸²Îp-Êõ¶ù±¸²ÎOHOH¼²Î-ݼ²Î1-ÝOHCl-ݼ²Î2-ݼ²ÎOH

NH2对氨基苯酚邻羟基苯甲酸4-甲基-2-氯苯酚水杨酸对硝基苯酚对羟基苯甲醛NO2CH3

官能团优先次序规则:羧基、磺酸、酯,酰卤、酰胺、腈,醛基、酮基、醇羟基,酚、巯、氨基、(氢)、烷氧基、烷基、卤素、硝基。

´¡²¡¡¡OHOH¼±Ú¸²þ²Îo-±¸²þ²ÎOHOHϱ²¸²þ²Îp-±¸²þ²ÎOHOHOHOHOHOHHOOHOHª±¼¸Ãýβ©±Á¸Ãý²Îù¸¹±Ãý²Î¸Ãýβ1,3,5-±¸Ãýβ 1,2,3-±¸Ãýβ1,2,4-±从Grignard试剂制备

dO¨È£¨£§R'-C-R”+dO-+¨Ã§£§R'-C-H£ddR MgX + O H-C-H£¨·³Ã§£§+dH2C CH2Od-¨¶£²ÌõÍÈ飧-¡¡OMgXR'-C RR“OMgXR'-CH-RR-CH2-OMgXR-CH2-CH2-OMgXOH2O/H+OHR'-C RR”¡¡OHR'-CH-RR-CH2-OH¡¡´¡¡¡¡¡¡¡´¡¡¡¡¡¡¡R-CH2-CH2-OH

OH 例:

CH3(CH2)3MgCl + C6H5-C-CH3(1)干醚(2)H2O/H+CH3CH2CH2CH2-C-CH3C6H5 22

CH3MgBr+H2COCH2(1)纯醚(2)H2O,H+CH3CH2CH2OH

A RCH=CH2 + B2H6四氢呋喃(RCH2CH2)3B三烷基硼H2O2/OH-RCH2CH2OH。1 醇特点:顺加、反马、不重排!

B2H6H2O2/OH-OHHHCH3+HHOCH3H

(顺加、反马)

CH3(CH3)3C-CH=CH2B2H6H2O2/OH-(CH3)3C-CH2-CH2OH(反马、不重排)

硼氢化反应操作简单,产率高,是制备伯醇的好办法。B

Hg(OAc)2,H2ONaBHCH3CH2CH2CH=CH2 四氢呋喃(羟汞化)CH3CH2CH2CH CHOH42CH3CH2CH2CHCH93%OH3(脱汞)HgOAcC OR-C-HOR-C-R'[H]=H2/Ni, Na+C还原双键[H]。R-CH2OH(1 醇)。R-CH-R'(2 醇)3)2]3等[H]OH2H5OH, LiAlH4, NaBH4, Al[OCH(CH不还原双键

酚酯一般采用酰氯或酸酐与酚或酚钠作用制备:

OOH+ClC10%NaOH< 45 C,1h,85%O。OC+ HClCOOHOH+(CH3CO)2OCOOH浓2SO460 C,98%OCCH3+ CH3COOH反应顺利!。O邻乙酰氧基苯甲酸乙酰水杨酸阿斯匹林用化学方法区别下列化合物:

A.环己烷

B.环己烯

C.环己醇

D.苯酚

解:

xx5%NaOH浓H2SO4x溶溶Br2CCl4

褪色OHOH(or FeCl3)x溶x例3 :如何除去1-溴丁烷中少量的1-丁烯、正丁醇、正丁醚? 解:用浓硫酸洗。

CH3CH2CH2CH2BrCH3CH2CH2CH2OHCH3CH2CH=CH2(CH3CH2CH2CH2)2O(1)浓H2SO4(2)分液漏斗有机层CH3CH2CH2CH2BrCH3CH2CH2CH2OH2酸层OSO2OHCH3CH2CHCH3(CH3CH2CH2CH2)2OH

与亚硫酰氯的反应

ROH + SOCl2

RCl + HCl + SO2产率高)(重要!操作简单,24

第四篇:有机化学反应类型小结[模版]

有机化学反应类型小结

一、取代反应

定义:有机物分子里的某些原子或原子团被其它原子或原子团 所代替的反应称为取代反应.取代反应的类型很多, 中学化学中主要有下面几类:

1.卤代反应烷烃、芳香烃(用液溴)等均能发生卤代反应如:

2.硝化反应苯及其同系物、苯酚、烷烃等均能发生硝化反应如:

3.磺均可

化反应苯、苯的衍生物, 几乎磺化.如:

4.酯化反应

(1)羧酸和醇的反应.如:

5.水解反应: 卤代烃、酯、多糖、二糖、蛋白质都能在一定条件下发生水解反应.如:

6.醇与卤化氢(HX)的反应.如:

二、加成反应

定义有机物分子里不饱和的碳原子跟其它原子或原子团直接结合, 生成别的物质的反应, 叫加成反应分子结构中含有双键或叁键的化合物, 一般能与H2、X2(X为Cl、Br、I)、HX、H2O、HCN等小分子物质起加成反应.如烯烃、二烯烃、炔烃、苯及其同系物、醛、酮

说明:

1.羧基和酯基中的碳氧双键不能发生加成反应。

2.醛、酮的羰基只能与H2发生加成反应。3.共轭二烯有两种不同的加成形式。1.和氢气加成.2、和卤素加成

2.和卤化氢加成

3.和水加成

三、消去反应

定义:有机化合物在适当条件下, 从一个分子相邻两个碳原子上脱去一个小分子(如H2O、HX等)而生成不饱和(双键或叁键)化合物的反应称为消去反应, 又称消除反应发生消去反应的化合物需具备以下两个条件:(1)是连有一OH(或一X)的碳原子有相邻的碳原子;(2)是该相邻的碳原子上还必须连有H原子.1.醇的消去反应.如:

2.卤代烃的消去反应.如:

四、聚合反应

定义:由许多单个分子互相结合生成高分子化合物的反应叫聚合反应.聚合反应有两个基本类型:加聚反应和缩聚反应.1.加聚反应.由许多单个分子互相加成, 又不缩掉其它小分子的聚合反应称为加成聚合反应简称加聚反应.烯烃、二烯烃及含的物质均能发生加聚反应.如:

2.缩聚反应(先了解)

单体间相互结合生成高分子化合物的同时, 还生成小分子物质的聚合反应, 称为缩合聚合反应, 简称缩聚反应.酚和醛、氨基酸(形成多肽)、葡萄糖(形成多糖)、二元醇与二元酸、羟基羧酸等均能发生缩聚反应.如:

五、有机氧化反应

1.燃烧(绝大多数有机物容易燃烧)如:

2、催化氧化(或去氢)

(1)乙醇催化氧化制乙醛(催化剂:Cu或Ag)

(2)乙醛催化氧化制乙酸(催化剂:醋酸锰)

3.与强氧化剂:KMnO4(H)的反应:(1)烯烃、二烯烃、炔烃,含有的油脂都能使KMnO4(H)的紫色褪色.如:

+

+

(2)苯的同系物也能使KMnO4(H+)的紫色褪色.条件需与苯环相邻碳上有H。如:

六、有机还原反应(了解)

1.催化加氢(或去氢)的还原反应

含有或的不饱和化合物及含有的醛、酮、单糖、羧酸等物质与H2的加成反应,都属于还原反应(其它反应见前面加成反应1.)如:

七、分解反应

1.热分解反应.如:

2.裂化、裂解反应.如:

第五篇:高中有机化学知识小结

高中有机化学知识小结

1.常温常压下为气态的有机物: 1~4个碳原子的烃,一氯甲烷、新戊烷、甲醛。2.碳原子较少的醛、醇、羧酸易溶于水;卤代烃、硝基化合物、醚、酯都难溶于 3.所有烃、酯的密度都小于水;多卤代烃、硝基化合物的密度都大于水。

4.能使溴水褪色的有机物有:烯烃、炔烃、苯酚、醛、含不饱和碳碳键的有机物。5.能使酸性高锰酸钾溶液褪色的有机物:烯烃、炔烃、苯的同系物、醇类、醛类、含不饱和碳碳键的有机物。

6.碳原子个数相同时互为同分异构体的不同类物质:烯烃和环烷烃、炔烃和二烯烃、饱和一元醇和醚、饱和一元醛和酮、饱和一元羧酸和酯、芳香醇和酚、硝基化合物和氨基酸。

7.属于取代反应范畴的有:卤代、硝化、磺化、酯化、水解、分子间脱水等。8.能与氢气发生加成反应的物质:烯烃、炔烃、苯及其同系物、醛、酮、不饱和羧酸及其酯、油酸甘油酯等。

9.能发生水解的物质:金属碳化物、卤代烃、醇钠、酚钠、羧酸盐、酯类、二糖、多糖、蛋白质等。

10.能与活泼金属反应置换出氢气的物质:醇、酚、羧酸。置换反应不属于取代反应。

11.能发生缩聚反应的物质:苯酚与醛、二元羧酸与二元醇、二元羧酸与二元胺、羟基酸、氨基酸等。

12.需要水浴加热的实验:制硝基苯、制苯磺酸、制酚醛树脂、银镜反应、酯的水解、二糖水解。

13.光照条件下能发生反应的:烷烃与卤素的取代反应、苯与氯气加成反应(紫外光)。

14.常用有机鉴别试剂:新制Cu(OH)2、溴水、酸性高锰酸钾溶液、银氨溶液、NaOH溶液。

15.最简式为CH的有机物:乙炔、苯、苯乙烯;最简式为CH2O的有机物:甲醛、乙酸、甲酸甲酯、葡萄糖、果糖。

16.能发生银镜反应的物质:醛类、葡萄糖、麦芽糖、甲酸、甲酸盐、甲酸酯等。

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