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有机化学重点、难点.doc

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资源描述

1、有机化学 1-3 章(绪论、烷烃、烯烃)重、难点提示和辅导一 命名1烷烃的命名烷烃的命名是有机化合物命名的基础,主要有习惯命名和系统命名法,习惯命名法 要求掌握“正、异、新”、“伯、仲、叔、季”等字头的含义及用法。最常用的是系统命名法,要熟练掌握其命名原则和步骤。()选主链 选取结构式中最长的碳链为主链,按照主链碳原子数叫做某烷。十个碳原子以下的数目用甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸,十个以上碳原子则用十一、十二等数目表示。其它较短的链作为主链上的取代基或叫做支链。注意最长碳链不一定是结构式中的直链。例如:式中虚线框中的碳链为最长碳链。(2)将主链碳原子编号 从离取代基最近的一端开始用阿

2、拉伯数字编号(从右边开始用1,2,3表示),取代基所在位次由所连碳原子的号数表示。注意使各取代基有尽可能小的编号,或取代基位次之和最小。(3)书写名称 取代基名称放在母体名称之前,取代基位次放在取代基名称之前,其间用半字线“”隔开。上面化合物被命名为 3-甲基-5-乙基辛烷,而不是 6-甲基-4- 乙基辛烷(从左边编号)。2烯烃的命名烯烃中几何异构体的命名是难点,应引起重视。要牢记命名中所遵循的“次序规则”。烯烃几何异构体的命名包括顺、反和 Z、E 两种方法。简单的化合物可以用顺反表示,也可以用Z、E 表示。用顺反表示时,相同的原子或基团在双键碳原子同侧的为顺式,反之为反式。如果双键碳原子上所

3、连四个基团都不相同时,不能用顺反表示,只能用 Z、E 表示。按照“次序规则”比较两对基团的优先顺序,较优基团在双键碳原子同侧的为 Z 型,反之为 E 型。必须注意,顺、反和 Z 、E 是两种不同的表示方法,不存在必然的内在联系。有的化合物可以用顺反表示,也可以用 Z、E 表示,顺式的不一定是 Z 型,反式的不一定是 E 型。例如:存在几何异构体的烯烃命名的步骤和原则:(1)确定构型:一般用 Z、E 表示。例如:按照“次序规则”比较双键碳原子所连两对基团的优先顺序,CH 3 H ,CH 2CH2CH3 CH 2CH3 ,两个较优基团在双键碳原子两侧,因此,为 E 型。(2)选主链 选取结构式中含

4、有双键的最长的碳链为主链,按照主链碳原子数叫做某烯。上式中的主链是 6 个碳原子,称己烯。(3)将主链碳原子编号 从离双键最近的一端开始用阿拉伯数字编号,确定双键和取代基的位次。上式从左边开始编号,双键碳原子在 2 位,乙基在 3 位。(4)书写名称 将构型、取代基名称放在母体名称之前,取代基位次放在取代基名称之前,双键的位次放在母体名称之前,其间用半字线“”隔开。上面化合物被命名为 E-3-乙基 -2-己烯。二. 结构1、碳原子的杂化(1)sp 3 杂化 烷烃分子中的碳原子是 sp3 杂化。sp 3 是由 s 轨道和三个 p 轨道杂化形成四个能量均等的轨道,它们在空间的伸展方向是以碳原子为中

5、心,指向正四面体的四个顶点,相邻两个 sp3 杂化轨道对称轴之间的夹角是 109.5(10928 )。(2)sp 2 杂化 烯烃分子中双键碳原子是 sp2 杂化。sp 2 是由 s 轨道和两个 p 轨道杂化形成三个能量均等的轨道,它们在空间的伸展方向是以碳原子为中心,指向正三角形的三个顶点,相邻两个 sp2 杂化轨道对称轴之间的夹角是 120。未参与杂化的 p 轨道与三个 sp2 杂化轨道对称轴所处的平面相互垂直。2、 键和 键 (1). 键 两个成键原子的价电子云沿电子云密度最大的方向(对称轴的方向)相互重叠而形成的共价键叫做 键,也就是分子中的单键。 键的电子云是围绕两个成键原子的键轴而对

6、称分布的,两个成键原子围绕轴做相对转动时,不会影响电子云的分布状况,因此,单键可以自由旋转。在化学反应中比较稳定。(2) 键 由两个相邻碳原子上平行的 p 电子云以“肩并肩”的形式重叠而形成的共价键叫做 键。键的电子云分布在键轴的上、下两方,受两个成键原子的约束较小,容易流动,受外界电场影响即偏向一方而发生极化。 键不能自由旋转,在化学反应中稳定性较差,容易被破坏而与其它原子形成新的共价键。烷烃中的 C-C 是 sp3- sp3 重叠,C-H 是 sp3-s 重叠,都是 键。烯烃中的 C=C 双键是由一个 sp2- sp2重叠的 键和一个 键所组成。3、同分异构化合物的分子式相同而具有不同结构

7、和性质的现象叫做同分异构现象。分子式相同而结构和性质不同的化合物之间互称同分异构体。烷烃只有碳架异构,异构体之间只是碳骨架的不同,如:正丁烷和异丁烷。构象异构体不能分离,乙烷的稳定构象是交叉式,丁烷的稳定构象式对位交叉式。烯烃有碳架异构,如 1-丁烯和 2-甲基丙烯;顺反异构,如:顺 -2-丁烯和反-2-丁烯;(双键)位置异构,如:1-丁烯和 2-丁烯。三性质1物理性质:烷烃、烯烃的物理性质都有特定的变化规律。如:烷烃的沸点随分子量的增加而升高;碳数相同的烷烃异构体中,支链越多,沸点越低。又如:对于烯烃的顺反异构体,顺式的沸点比反式的略高,而熔点则相反。2化学性质:烷烃:主要是卤代反应,反应条

8、件是光照或高温,自由基反应历程,分为链的引发、链的增长、链的终止三个阶段。烯烃:主要有双键的加成、氧化,-氢卤代等。双键的加成1催化氢化:常用的催化剂有铂、钯、镍等,产物为烷烃。2加卤素、卤化氢、硫酸、水、次卤酸:都是亲电加成反应,加溴,可用来鉴别烯烃。除卤素外,都符合“马氏规则”。不对称烯烃与卤化氢、硫酸、水加成时,氢主要加到含氢较多的碳原子上,而其它部分加到含氢较少的碳原子上;对于次卤酸(氯、溴),由于氧的电负性大于氯和溴,卤素加到含氢较多的碳原子上,而其它部分(HO)加到含氢较少的碳原子上。要注意,溴化氢在过氧化物存在下与不对称烯烃加成时会产生过氧化物效应,生成反马氏规则的产物。双键的氧

9、化1高锰酸钾:冷的 KMnO4/OH- ,生成二醇,能使高锰酸钾紫色褪去,可用来鉴别烯烃。KMnO 4/H+ ,双键断裂,生成羰基化合物、羧酸。2臭氧氧化:可根据臭氧氧化再还原水解生成的醛、酮推断原来烯烃的结构。例如:某烯烃经臭氧氧化再还原水解生成的乙醛和 2-戊酮,推断原来烯烃的结构。分析:烯烃经臭氧氧化再还原水解的产物就是双键断裂,双键两个碳原子分别生成羰基,因此,产物中的羰基碳原子即是原来烯烃的双键碳原子。产物的结构为: -氢卤代:在高温条件下,烯烃与卤素发生 - 氢卤代反应生成 -氢卤代烯烃。除上述反应之外,还可以发生聚合反应。四鉴别反应烯烃分子中不饱和键的鉴别,用溴的四氯化碳溶液或高

10、锰酸钾溶液,能使其褪色。五烯烃的制法:醇脱水(酸性条件加热)和卤代烃脱卤化氢(氢氧化钾的乙醇溶液,加热)。六名词、术语、规则键长、键角、键能、键解离能、通式、同系列、同系物、同分异构、自由基、链锁反应、亲电加成、“相似相溶”原理、“次序规则”、“马氏规则”等。次序规则:是各种取代基按照优先顺序排列的规则。(1)原子:原子序数大的排在前面,同位素质量数大的优先。几种常见原子的优先次序为:IBrClSPOCH(2)饱和基团:如果第一个原子序数相同,则比较第二个原子的原子序数,依次类推。常见的烃基优先次序为:(CH 3)3C-(CH3)2CH-CH3CH2-CH3-(3)不饱和基团:可看作是与两个或

11、三个相同的原子相连。不饱和烃基的优先次序为:“马氏规则”:不对称烯烃与极性试剂加成时,试剂中带正电荷的部分主要加到含氢较多的碳原子上,而带负电荷的部分加到含氢较少的碳原子上。有机化学 3-4 章(炔烃、二烯烃、脂环烃)重、难点提示和辅导一 命名1 炔烃的命名原则与烯烃相似,只要把名称中的“烯”字改为“炔”就可以了。2 二烯烃的命名原则也与烯烃相似,所不同的有两点:一是选择含有两个双键的最长碳链为主链,二是书写名称时要标明两个双键的位置,称某二烯。二烯烃的顺、反异构体的命名与烯烃相似,要把两个双键的构型分别表示出来。例如: 分析:对于 C2 和 C3 的双键,按照 “次序规则”,两个较优基团在双

12、键碳原子的同侧,为 Z 型;C 4 和 C5双键,两个较优基团在双键碳原子的两侧,为 E 型。因此,化合物被命名为:2Z ,4E-2,4- 庚二烯3 脂环烃:不含取代基的脂环烃根据碳原子数叫“环某烷”或“环某烯”;含有取代基的环烷烃,命名时应使取代基的编号最小;含有取代基的不饱和环烃,命名时从不饱和键开始编号,使取代基的位次数最小;含有两个取代基的环烷烃,存在顺、反异构体,命名时应表示出来,取代基在环平面同侧的称顺式,反之,为反式。例如:二 结构1. 碳原子的杂化炔烃分子中叁键碳原子是 sp 杂化。sp 杂化是由 s 轨道和一个 p 轨道杂化形成两个能量均等的轨道,两个 sp 杂化轨道对称轴之

13、间的夹角是 180(成一条直线)。两个未参与杂化的 p 轨道互相垂直,并且都与两个 sp 杂化轨道对称轴组成的直线垂直。二烯烃的双键碳原子与烯烃相同,都是 sp2 杂化。2炔烃中的碳-碳三键是由一个 sp- sp 重叠的 键和两个 键所组成。3同分异构 炔烃只有碳架异构和位置异构,无顺反异构;二烯烃与烯烃相同,有碳架异构、顺反异构、(双键)位置异构;脂环烃有(取代基)位置异构,如 1,2-二甲基环丁烷与 1,3- 二甲基环丁烷,顺反异构,如顺-1,2-二甲基环丁烷与反-1,2- 二甲基环丁烷,碳架异构,如甲基环丁烷与乙基环丙烷。在环己烷的构象中,椅式比船式稳定;在一取代环己烷的构象中,取代基在

14、 e 键的比在 a 键的稳定;在多取代环己烷的构象中,取代基尽可能多的在 e 键。三 性质1炔烃的化学性质 与烯烃相似,也可以发生加成、氧化、聚合等反应,与烯烃不同的是炔氢的反应。应该注意的有如下几点:(1)炔烃催化氢化可得到烷烃,在 Lindlar 催化剂(Pd-BaSO 4/喹啉)作用下,可得到烯烃。(2)不对称炔烃与 HX、H 2O 加成时符合马氏规则。(3)具有炔氢的炔烃与氨基钠反应得到炔钠,炔钠与伯卤代烃反应得到烷基取代的炔烃,用此反应可制备一系列的高级炔烃。2共轭二烯的化学性质 共轭二烯由于共轭体系的存在,除了与烯烃相同的性质之外,还有两个特有的反应:共轭加成(1,2 和 1,4-

15、加成)和双烯加成( Diels-Alder 反应)。3脂环烃的性质(1)环上的反应 在光照或高温条件下与卤素发生环上的取代反应。(2)开环反应 3、4 个碳的环烷烃可催化氢化生成直链烷烃,加卤素、卤化氢时,卤素和氢原子分别加到断键两端的碳原子上,要特别注意的是:烷基取代的环丙烷与卤化氢加成时,氢加到含氢较多的碳原子上,溴加到含氢最少的碳原子上。四 鉴别反应1 炔烃(1)分子中不饱和键的鉴别与烯烃相同,用溴的四氯化碳溶液或高锰酸钾溶液,能使其褪色。(2)含有炔氢的炔烃,用硝酸银或氯化亚铜的氨溶液,生成白色或红棕色沉淀。2 二烯:与烯烃相同。3 脂环烃:小环能使溴的四氯化碳溶液褪色,二不能使高锰酸

16、钾溶液褪色。五 例题解析1 将丙炔转化为 2-己炔。分析:产物的结构为 是六个碳原子的炔烃。可把它切割成几部分,然后再倒推到原料。由于原料是三个碳原子的炔烃,尽可能切割成三个碳的部分。上式可有丙炔钠与 1-溴丙烷反应得到,丙炔钠由丙炔与氨基钠作用产生,1- 溴丙烷由丙烯反马氏规则加成得到,丙烯可由丙炔用 Lindlar 催化剂催化氢化得到。因此,转化过程为:2 用化学方法鉴别下列一组化合物:己烷、1-己烯、1- 己炔。分析:根据已学知识,用用溴的四氯化碳溶液或高锰酸钾溶液可区别饱和烃和不饱和烃,1-己炔具有炔氢,可用用硝酸银或氯化亚铜的氨溶液鉴别。因此,上面一组化合物的鉴别方法为:六 重要的名

17、词共轭体系:分子中两个 键不是孤立存在,而是组成一个新的结构体系,称 共轭体系。共轭效应:共轭体系中原子间的相互影响。包括键长平均化,体系能量降低、具有较大的稳定性,共轭体系中任何一个原子受到外界试剂的作用,体系的其它部分也受到影响,并产生交替极化现象。有机化学 4 章(芳香烃)重、难点提示和辅导一、单环芳烃1 命名 (1)苯的同系物的命名以苯为母体,烷基作为取代基,叫做某烷基苯;(2)当苯环上含有两个或多个取代基时,用阿拉伯数字表示它们的相对位置,如果两个取代基不相同,从小的取代基开始编号,例如:CH 3- -CH(CH3)2 命名为 4-异丙基甲苯; 两个取代基也可用“邻、间、对” 表示,

18、上面的结构也叫对异丙基甲苯。(3)当苯环上连有比较复杂的烃基时,可把烃作为母体,苯环当作取代基命名,例如:-CH2-CH2-CH2-CH=CH2 命名为 5-苯基-1-戊烯 2 苯的结构特点 (1)苯环上的原子都在同一平面。(2)环上的碳原子都是 sp2 杂化。(3)苯环是具有 6 个 电子封闭的共轭体系。3. 单环芳烃的性质由于苯的结构特点决定了苯环的特殊稳定性,环上虽然有双键,却不易发生加成,而容易发生取代。二苯环上亲电取代反应的定位规律1 第一类取代基是邻、对位取代基:若苯环上已带有这类基团,使苯环活化(卤素除外),使取代反应容易进行,再取代时,第二个取代基主要进入它的邻位和对位。常见的

19、基团有:-NR2 ,-NHR ,-NH 2 ,-OH ,-NHCOR ,-OR ,-OCOR ,-R ,-Ar , -X2 第二类取代基是间位取代基:若苯环上已带有这类基团,使苯环钝化,使取代反应较难进行,再取代时,第二个取代基主要进入它的间位。常见的基团有:三萘1萘由两个苯环稠合而成,命名时注意它的编号,1,4,5,8 称 位,2,3,6,7 称 位。2 萘可发生亲电取代(卤代、硝化、磺化、付-克)反应,取代主要发生在 位。萘催化氧化生成邻苯二甲酸酐;还原生成四氢化萘、十氢化萘。四重要的名词、术语、规则亲电取代、共轭体系、休克尔(4n+2)规则、苯环上亲电取代反应的定位规律等。亲电取代:由带

20、正性的试剂进攻电子密度大的分子而进行的取代反应。休克尔规则:芳香物质的结构必须是一个环形共轭体系,其中的 电子数必须符合 4n+2 规则。有机化学 6 章(卤代烃)重、难点提示和辅导一命名 简单的卤代烃用普命名法,根据与卤原子相连的烃基命名,叫做卤(代)某烃。复杂的卤代烃,采用系统命名法,原则为:(1)卤代烷应选用含有卤原子在内的最长碳链为主链,卤原子做取代基,如无烷基取代基,从离卤原子近的一端开始编号,如有烷基取代基,卤素和烷基具有相同位次时,从离烷近的一端开始编号,将卤原子和烷基取代基的位次和名称写在“某烷” 的前面。如有立体构型的在名称的最前面标明。(2)不饱和卤代烃应选用含有不饱和键和

21、卤原子在内的最长碳链为主链,从离双键最近的一端开始编号。(3)芳香卤代烃一般以芳烃为母体,卤原子为取代基。除此之外,有些多卤代烃用俗名,如,氯仿、碘仿等。二化学性质1.亲核取代 (1)水解:在碱性(NaOH、KOH)条件下水解,卤素被羟基取代生成醇。(2)醇解:在加热条件下与醇钠反应生成醚(威廉逊合成),可制备醚。(3)氨解:与氨作用,卤原子被氨基取代生成胺。 (4)氰解:与氰化钠或氰化钾反应,卤原子被氰基取代生成腈(R-CN)。(5)与 AgNO3 反应:生成卤化银沉淀,可用来鉴别卤代烃。叔卤代烃、烯丙基、苄基卤代烃反应最快,伯卤代烃最慢,需要加热才反应。注意:用水解、醇解、氰解制备相应产物

22、时,不能用三级卤代烃,因三级卤代烃在碱性条件下易发生消除反应生成烯烃。 2消除:在氢氧化钾或氢氧化钠的乙醇溶液中加热,卤代烃消除卤化氢生成烯烃,消除方向遵循查依采夫规则。卤代烃进行消除反应的活性次序为:三级二级 一级。3与金属镁反应:卤代烃在无水乙醚中与金属镁作用生成有机镁化合物(格氏试剂)。格氏试剂在有机合成中应用广泛。注意,格氏试剂非常活泼,容易与含有活泼氢的物质反应,因此,制备格氏试剂的溶剂乙醚必须无水、无醇等。三取代与消除反应的竞争13级卤代烃易发生消除,1级卤代烃易发生取代。2强碱(如 C2H5ONa、NaNH 2)有利于消除。3弱极性溶剂(如醇)有利于消除,强极性溶剂(如水)有利于

23、取代。4反应温度高有利于消除。四亲核取代反应历程 包括 SN1 和 SN2 两种,1级卤代烃按 SN2 历程反应,3级卤代烃按 SN1 历程反应,2级卤代烃两种历程兼而有之。五卤代烃制备方法(根据前面所学内容总结)烯烃加卤素、卤化氢(教材 36、37 页),炔烃加卤素、卤化氢(教材 50 页)六重要的名词、规则亲核取代反应:由亲核试剂(带负电荷的离子或带未共用电子对的分子)进攻电子云密度小的碳原子所发生的取代反应。查依采夫规则:卤代烃脱卤化氢时,总是脱去含氢较少的 碳原子上的氢,或者说总是生成双键碳上连有烃基较多的烯烃。氟利昂:一类含氟和氯的烷烃。有机化学第 8 章(醇、酚、醚)重、难点提示和

24、辅导一 命名1 醇 普通命名是在醇分子中烃基的名称后面加上“醇” 字即可。系统命名是选择含有羟基的最长碳链为主链,从靠近羟基的一端开始编号,根据主链碳原子数叫做“某醇 ”,再把取代基的位次和名称及羟基的位次放在醇的名称前面。2酚 酚的命名是在芳环(苯、萘等)名称后面加上“酚” 字,若芳环上有取代基,将取代基的位次和名称写再前面。3 醚(1)简单醚根据烃基命名 单醚:称(二)某烃(基)醚,如甲醚、二苯醚。混合醚:按照“次序规则”,较小基团放在前面,如甲乙醚;有芳基时,将芳基放在前面,如苯甲醚。(2)结构复杂的醚当作烃的烷氧基衍生物命名,即复杂的烃基为母体,简单的烃基与氧组成的烷氧基作为取代基。如

25、: 叫 3-甲氧基戊烷。二。化学性质1醇(1) 与金属钠反应:生成醇钠,放出氢气。可用来鉴别六个碳以下的醇。(2) 与氢卤酸反应:生成卤代烃,可用来制备卤代烃。用卢卡斯试剂可鉴别伯、仲、叔醇。(3) 与无机含氧酸反应:生成无机酸酯。(4) 脱水反应分子 内脱水:生成烯烃,消除取向遵循查依采夫规则,强酸性。分子间脱水:生成醚,强酸性条件,加热(较低温度)。(5) 氧化反应:伯醇氧化生成醛,继续氧化生成羧酸;仲醇氧化生成酮;叔醇不被氧化。 常用的氧化剂高锰酸钾或仲铬酸钾的硫酸溶液。2酚(1)酚羟基的反应 酸性:酚的酸性大于醇,小于碳酸。生成酚醚:与卤代烷或与硫酸二甲酯、二乙酯在碱性条件反应生成醚。

26、与三氯化铁反应:能够产生颜色,可用来鉴别酚。(2)芳环上的亲电取代 卤化:容易进行,生成 2,4,6-三溴苯酚,可用于鉴别。硝化:容易进行,用稀硝酸,生成邻、对位产物。磺化:浓硫酸、室温生成邻、对位产物,稀硫酸、加热生成对位产物。(3)酚的自动氧化:苯酚自动氧化生成对苯醌。3醚(1)溶于硫酸、盐酸生成 盐。(2)与氢碘酸共热醚键断裂:脂肪族醚生成碘代烷和醇,一般是较小的烃基生成碘代烷;芳基烷基醚生成酚和碘代烷;二苯醚不发生断裂。(3)与空气长时间接触生成过氧化物。注意过氧化物受热或碰撞会发生爆炸,蒸馏醚类化合物时,千万不要蒸干,以防过氧化物爆炸发生危险。三鉴别1 醇 (1)用金属钠,有气泡产生

27、,(鉴别六个碳原子以下的醇)。注意排除水、酸、 末端炔烃剂低级醛、酮中活泼氢的干扰。(2)用卢卡斯试剂鉴别伯、仲、叔醇。在伯、仲、叔醇的试管仲分别加入卢卡斯试剂,很快变浑浊的是伯醇,放置后变浑浊的是仲醇,加热才变浑浊的是叔醇,(此法适于鉴别六个碳原子以下的醇)。2 酚 (1)三氯化铁显色,鉴别酚类化合物。(2)加溴水,生成白色沉淀,鉴别苯酚。四制备方法:(本章没有讲到,根据前面讲过的内容可以总结)1醇 (1)烯烃在酸催化下与水加成,不对称烯烃与水加成符合马氏规则。(2)卤代烃的碱性水解(3)环氧乙烷与格氏试剂反应,可制备增加两个碳原子的伯醇(4)醛酮与格氏试剂加成后再酸性水解(5)醛酮还原2醚

28、 卤代烃的醇解五重要的名词、规则卢卡斯试剂:浓盐酸和无水氯化锌的混合液。查依采夫规则有机化学 9-10 章(醛、酮,羧酸及其衍生物)重、难点提示和辅导一 命名1 醛酮 普通命名法与醇相似,醛是在烃基名称后面加一个“醛”字;酮是在两个烃基名称后面加一个“酮 ”字。系统命名法也与醇相似,对于脂肪族一元醛酮,命名原则为:(1)选择含有羰基的最长碳链为主链;(2)从靠近羰基的一端开始编号,根据主链碳原子数叫某醛酮;(3)把支链作为取代基,将取代基的位次和名称依次写在醛酮名称前面;(4)在醛酮名称前面标出酮羰基的位置。对于芳香醛酮,命名时将芳环作为取代基,脂肪链作为主链。如果芳环上有其它取代基,芳环的编

29、号从与羰基相连的碳原子开始,使其它取代基有尽可能小的编号。俗名 要掌握常见醛的俗名,如:巴豆醛、水杨醛、肉桂醛等。2 羧酸系统命名:脂肪族一元羧酸的命名与醛相似,只是羰基换为羧基,称为某酸。脂肪族二元羧酸的命名是选择含有两个羧基的最长碳链为主链,根据碳原子数称为某二酸。芳香族羧酸以苯甲酸为母体,其它基团作为取代基。俗名:要掌握常见羧酸的俗名,如:蚁酸、醋酸、乳酸、酪酸、草酸、水杨酸、肉桂酸、巴豆酸等。3 羧酸衍生物酰卤:根据分子中所含酰基命名。酰胺:根据分子中所含酰基命名,当氮原子上有烃基时,需注明“N”字和取代基的名称。酸酐:根据水解后产生的羧酸命名。酯:根据相应的羧酸和醇命名。二 性质1

30、醛酮(1)羰基的亲核加成反应羰基化合物可与氢氰酸、亚硫酸氢钠、格氏试剂、醇、氨及氨的衍生物发生亲核加成反应。醛酮与格氏试剂的加成在有机合成中应用非常广泛,可制备各种结构的醇。羰基化合物进行亲核加成反应的活性大小顺序:甲醛 脂肪醛 芳香醛 丙酮 环酮 脂肪族甲基酮 苯乙酮 二苯酮(2)-氢的反应 碘仿反应:醛酮与碘的氢氧化钠溶液反应,生成黄色沉淀。 可用来鉴别乙醛和甲基酮。 羟醛缩合反应:条件是含有 -氢的醛,在稀碱作用下,可增长碳链,制备 -羟基醛或 、 不饱和醛。(3)氧化反应 浓 HNO3 :环酮氧化开环生成二元羧酸 托伦试剂:与醛发生反应生成银镜,用来区别醛与酮。 斐林试剂:只有脂肪醛能

31、发生反应,生成砖红色沉淀,用来区别脂肪醛与芳香醛。(4)还原反应 还原成醇:还原剂有 H2/Ni(选择性不强)、 NaBH4 、LiAlH 4 、异丙醇/异丙醇铝。可用来制备醇。 还原成亚甲基:克莱门森还原(酸性介质)和伍尔夫吉斯尼尔黄鸣龙还原法(碱性介质),两种方法互为补充。2 羧酸(1)酸性 无机酸羧酸碳酸苯酚 醇羧酸的烃基上连有吸电子基团使酸性增强,连有给电子基团使酸性减弱;烃基上连有的基团越多、基团离羧基越近,对羧酸的酸性影响越大。(2)生成羧酸衍生物 羧酸与氯化亚砜、三卤化磷等反应生成酰卤;与醇在无机酸催化下生成酯;在五氧化二磷存在下脱水生成酸酐;与氨或胺反应后再加热生成酰胺。(3)

32、脱羧 一元羧酸不易脱羧,二元羧酸脱羧生成一元羧酸。(4)-氢的卤代 在红磷等催化剂的作用下,生成 -氯代或溴代的羧酸。3 羧酸衍生物酰卤、酸酐、酯都能进行水解、醇解、氨解反应,分别生成羧酸、酯和酰胺。这些反应都是亲核取代反应。羧酸衍生物进行亲核取代反应的活性顺序为:酰卤酸酐酯 酰胺三。鉴别方法1醛酮(1)醛酮类的鉴定用羰基试剂如 2,4-二硝基苯肼。(生成黄色沉淀)(2)区别醛与酮用银镜反应。(产生银镜的是醛)(3)甲基酮和乙醛的鉴定用碘仿反应。(生成黄色沉淀)(4)区别脂肪醛与芳香醛用斐林试剂,脂肪醛发生反应生成砖红色沉淀。2羧酸 甲酸与托伦试剂反应生成银镜,可区别甲酸与其它羧酸。四重要的名

33、词、术语托伦试剂:硝酸银的氨溶液。斐林试剂:硫酸铜、氢氧化钠、酒石酸钾钠的混合液。亲核加成:由亲核试剂的进攻而引起的加成。五例题解析例 1用碘甲烷、丙烯为原料合成叔丁醇。分析:被合成物的结构为:它是一个叔醇,可采用格氏试剂与酮的反应制备。根据其结构,可用甲基格氏试剂与丙酮反应。甲基格氏试剂可用碘甲烷制得,丙酮可由丙烯间接水合得醇后再氧化,因此,合成路线为: 例 2、用化学方法鉴别下列一组化合物:2戊酮 、3戊酮、戊醛、苯甲醛、正戊醇分析:在上面一组化合物中包括醇、醛、酮三类,醛、酮都是羰基化合物,可用羰基化试剂将它们与醇区别开,再用托伦试剂区别醛与酮,用斐林试剂区别脂肪醛与芳香醛,用碘仿反应鉴

34、别甲基酮。鉴别方法及步骤:(1)将五种化合物各取少量分别放在 5 支试管中,加入几滴 2,4二硝基苯肼,有黄色沉淀生成的为羰基化合物,无沉淀生成的为正戊醇。(2)将四种羰基化合物各取少量分别放在 4 支试管中,加入氢氧化银的氨溶液(托伦试剂),在水浴上加热,试管壁上有银镜生成的是戊醛,无银镜生成的是酮。(3)将两种醛各取少量分别放在 2 支试管中,加入斐林试剂(酒石酸钾钠,硫酸铜、氢氧化钠的混合液),有砖红色沉淀生成的是戊醛,无沉淀生成的是苯甲醛。(4)将两种酮各取少量分别放在 2 支试管中,加入碘的氢氧化钠溶液,有黄色沉淀生成的是 2戊酮,无沉淀生成的是 3戊酮。鉴别方法及步骤也可以用流程图

35、表示:有机化学 12、17 章(胺、杂环化合物与生物碱)重、难点提示和辅导一 命名1胺 普通命名 简单的胺根据烃基命名,如:(CH 3)3N,氮原子上连有三个甲基,叫做三甲胺;,氨分子中的一个氢原子被苄基取代,叫做苄胺。复杂的胺以烃为母体,氨基作为取代基。系统命名(1)选择含有氨基的最长碳链为主链,称某胺;(2)从离氨基最近的一端开始编号,标出氨基和烃基的位置;(3)如果氮原子上有取代基,用“N-”标明其位置。2杂环化合物 重点掌握常见杂环化合物的音译名称,如:呋喃、噻吩、吡咯、吡啶、喹啉等;掌握杂环上有取代基时的编号原则,含有一个杂原子的,从杂原子开始编号,使环上的取代基位次数尽可能小,用阿

36、拉伯数字,可以用 、 表示。例如:含有两个以上相同杂原子的杂环,编号时使杂原子的编号尽可能最小;环上含有不同的杂原子时,按照 O、S 、 NH、N 的先后顺序编号;有特定名称的稠杂环,其母环按照相应的稠芳环母体编号,如喹啉、异喹啉按照萘环的编号方法编号。二性质1胺碱性:二级胺 一级胺,三级胺 氨 ; 脂肪族胺胺芳香胺。烷基化:氨(胺)与卤代烃的反应,相当与卤代烃的氨解。酰化:常用的酰化试剂有酰卤和酸酐,得到的酰胺在酸或碱存在下可生成原来的酰胺,因此酰化反应在有机合成中常用来保护酰基。例如,在苯胺的苯环上引入硝基时,为防止氨基被氧化,必须先把氨基酰化,硝化后再将酰基水解。磺酰化:一般用苯磺酰氯或

37、对甲苯磺酰氯,可用来鉴别伯、仲、叔胺。伯胺磺酰化的产物溶于氢氧化钠溶液;仲胺磺酰化后生成固体;叔胺不反应。与亚硝酸反应:可用来鉴别脂肪族伯、仲、叔胺。与亚硝酸反应,伯胺有氮气放出;仲胺生成黄色油状物或固体;叔胺不反应。芳香伯胺与亚硝酸反应生成重氮盐,称重氮化反应。氧化:苯胺很容易被氧化,若氧化苯环上其它官能团,必须先把氨基保护起来。2芳香重氮盐取代:水解,被羟基取代生成酚,条件是酸性水溶液。与 KI 反应,生成碘代芳烃,条件是加热。与氟硼酸(HBF 4)反应,再加热,生成氟代芳烃。与氯化亚铜(Cu 2Cl2)、溴化亚铜(Cu 2Br2)、氰化亚铜(Cu 2(CN)2)反应,重氮基被氯、溴、氰基

38、取代,生成氯代芳烃、溴代芳烃、苯甲腈。反应条件是加热。以上的反应可用来将氨基通过重氮盐转化为苯酚或卤代苯。与次磷酸反应,重氮基被氢原子取代,结果是将氨基通过重氮盐去掉。偶联 重氮盐与酚偶联生成偶氮酚,反应条件是弱碱性。重氮盐与芳胺偶联生成偶氮芳胺,反应条件是弱酸性或中性。3杂环化合物呋喃、噻吩、吡咯的性质碱性:吡咯吡咯醇亲电取代:卤代 在低温条件下,得到 a 位一卤代的产物。磺化 吡咯和呋喃不能与硫酸直接磺化,可用吡啶和三氧化硫的加成物作为磺化剂,得到 a-吡咯磺酸。噻吩在室温下可与硫酸直接磺化,得到 a-噻吩磺酸。硝化 呋喃、噻吩、吡咯因容易被氧化,硝化时采用温和的硝化剂硝酸乙酰酯,并在较低

39、温度下进行,得到 a-硝基取代物。吡啶的性质碱性:脂肪胺 吡啶 苯胺吡咯亲电取代:卤代、硝化、磺化都在较高的温度下进行,得到 b-位取代的吡啶。亲核取代:与 NaNH2 发生亲核取代反应,再水解生成 a-位或 g-位的氨基吡啶。还原:催化氢化得到六氢吡啶。喹啉的性质:亲电取代反应主要进入 5、8 位。三 重要的胺:苯胺的制备方法是:以硝基苯为原料用铁和盐酸作还原剂,在加热的条件下还原为苯胺。四 重要得生物碱:烟碱、颠茄碱、吗啡、罂粟碱、小蘖碱、麻黄素等的结构类型、药品名称及临床应用。五 重要的名词、概念、术语重氮化反应、偶联反应、生物碱、尼古丁、阿托平、黄连素等。有机化学 14、15、16 章

40、(糖类、类脂和萜类、氨基酸、蛋白质、核酸等)重、难点提示和辅导一用费歇尔投影式表示单糖的开链结构:主要是葡萄糖和果糖。二重要的化学性质1 单糖的化学性质差向异构化:在弱碱性条件下,差向异构体的互相转化过程。氧化:醛糖可被溴水氧化,而酮糖不能。可用来鉴别葡萄糖和果糖。醛糖和酮糖都能被托伦斯试剂和斐林试剂氧化,称为还原糖。还原:用催化氢化或硼氢化钠可将单糖还原为相应的多元醇。成脎:糖与过量的苯肼作用可生成糖脎 ,醛糖、酮糖都能生成糖脎 。D-葡萄糖、D- 果糖、D-甘露糖可生成相同的脎 。成苷:环状结构的糖,在干 HCl 催化下与醇作用可生成糖苷。2 双糖的化学性质麦芽糖、纤维二糖、乳糖是还原糖;

41、蔗糖是非还原糖,可用托伦斯试剂和斐林试剂进行鉴别。3 油脂的性质皂化:即酯的碱性水解。干化、酸败。4 氨基酸的性质两性与等电点:氨基酸分子中既含有碱性的氨基,又含有酸性的羧基,在结晶状态以两性离子存在。氨基酸在等电点时的溶解度最小。受热失水;与水合茚三酮反应:-氨基酸与水合茚三酮反应生成蓝紫色物质,可用来鉴别 -氨基酸。5 蛋白质的性质两性与等电点:蛋白质也是两性物质,等电点时溶解度最小。盐析:在蛋白质溶液中加入盐,蛋白质会沉淀析出。变性:蛋白质受到物理和化学因素影响时,会导致理化和生物性质的改变。用酒精或高温、高压消毒是使细菌蛋白质变性而被杀灭,将预防接踵的疫苗储存在冰箱中,是为了避免蛋白质

42、因高温变性而失去生物活性。三 重要的名词、概念、缩写、药名差向异构体、还原糖、非还原糖、糖脎、糖苷、两性、等电点、盐析、变性、油脂的酸败、DNA、 RNA、PE、PP、PVC、甘油、硝酸甘油、阿司匹林(乙酰水杨酸)、扑热息痛(对乙酰氨基酚)等。期末复习重点及难点一、有机化合物命名 有机合物的命名包括俗名、习惯命名、系统命名等方法,要求能对常见有机化合物写出正确的名称或根据名称写出结构式或构型式。1、 俗名及缩写 要求掌握一些常用俗名所代表的化合物的结构式,如:木醇、甘醇、甘油、石炭酸、蚁酸、水杨醛、水杨酸、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。还应熟

43、悉一些常见的缩写及商品名称所代表的化合物,如:RNA、DNA、阿司匹林、福尔马林、扑热息痛、尼古丁等。2、习惯命名法 要求掌握“正、异、新”、“伯、仲、叔、季”等字头的含义及用法,掌握常见烃基的结构,如:烯丙基、丙烯基、正丙基、异丙基、异丁基、叔丁基、苄基等。3、系统命名法 系统命名法是有机化合物命名的重点,必须熟练掌握各类化合物的命名原则。其中烃类的命名是基础,几何异构体、光学异构体、多官能团化合物和杂环化合物的命名是难点,应引起重视。4、几何异构体的命名 烯烃几何异构体的命名包括顺、反和 Z、E 两种方法。重点掌握 Z、E 表示法。要牢记命名中所遵循的“次序规则”。必须注意,顺、反和 Z、

44、E 是两种不同的表示方法,不存在必然的内在联系。有的化合物可以用顺反表示,也可以用 Z、E 表示,顺式的不一定是 Z 型,反式的不一定是 E 型。5、双官能团化合物命名 双官能团化合物的命名 双官能团和多官能团化合物的命名关键是确定母体。常见的有以下几种情况: 当卤素和硝基与其它官能团并存时,把卤素和硝基作为取代基,其它官能团为母体。 当双键与羟基、羰基、羧基并存时,不以烯烃为母体,而是以醇、醛、酮、羧酸为母体。 当羟基与羰基并存时,以醛、酮为母体。 当羰基与羧基并存时,以羧酸为母体。 当双键与三键并存时,应选择既含有双键又含有三键的最长碳链为主链,编号时给双键或三键以尽可能低的数字,如果双键

45、与三键的位次数相同,则应给双键以最低编号。 6、杂环化合物命名 由于大部分杂环母核是由外文名称音译而来,所以,一般采用音译法,要注意取代基的编号。 二、有机化合物基本结构理论 1、能判断有机化合物分子中各碳原子的杂化形式。掌握 键和 键的形成及它们的区别,共轭 键和芳香大 键的特性以及双键、叁键是由什么键组成的。2、掌握各种类型的同分异构, 要求能举出各种异构体的例子。3、要求掌握诱导效应和共轭效应产生的原因及特点,用电子效应解释取代基对羧酸、酚酸性的影响及对胺碱性的影响;解释不对称烯烃进行亲电加成时所遵循的马氏规则、卤代烃和醇进行消除时所遵循的查依采夫规则、不同结构的卤代烃进行亲核取代反应的

46、活性、羰基化合物进行亲核加成反应的活性等。 三、化学反应加成反应 (1)要求掌握不对称烯烃进行亲电加成反应时所遵循的马氏规则,即试剂中带正电核的部分加到含氢较多的双键碳原子上,而负性部分加到含氢较少的双键碳原子上。烯烃加卤素、卤化氢、硫酸、次卤酸、水,炔烃加卤素、卤化氢、水以及共轭双烯的 1,2 和 1,4 加成都是亲电加成反应。烯烃进行亲电加成反应时,双键上电子云密度越大,反应越容易进行。 (2)要掌握亲核试剂的概念、亲核加成反应的历程(简单加成及加成消除)、不同结构的羰基化合物进行亲核加成反应的活性顺序及影响反应活性的因素。羰基化合物与氰氢酸、亚硫酸氢钠、醇、格氏试剂、氨及氨衍生物的加成都

47、是亲核加成反应。 羰基化合物进行亲核加成反应的活性顺序为:HCHOCH3CHORCHOC6H5CHOCH3COCH3RCOCH3C6H5COCH3C6H5COC6H5 (3)掌握烯烃在过氧化物存在下与溴化氢进行的加成是自由基加成。不对称烯烃与溴化氢进行自由基加成时得到反马氏规则的产物,即氢加到含氢较少的双键碳原子上。(4)不饱和烃的催化氢化。(5)共轭二烯的双烯合成。 消除反应 (1)卤代烃脱卤化氢:卤代烃的消除反应是在强碱性条件下进行。不同结构的卤代烃进行消除反应的活性顺序为:三级二级一级。要掌握卤代烃进行消除反应时所遵循的查依采夫规则,当卤代烃中不只含有一个 碳时,消除时脱去含氢少的 碳上

48、的氢原子。要注意,卤代烃的消除和水解是竞争反应。(2)醇的消除:醇的消除反应在强酸性条件下进行,消除方向也遵循查依采夫规则。要掌握不同结构的醇进行消除反应的活性顺序:叔醇仲醇伯醇。 取代反应 (1)掌握苯环上的卤化、硝化、磺化、付氏烷基化和酰基化以及重氮盐的偶合反应等,它们都是亲电取代反应,萘环和芳香杂环上也能发生亲电取代反应。要注意苯环上有致钝基团时不能进行付氏反应,苯环上进行烷基化时会发生异构化现象。(2)掌握五员、六员芳香杂环化合物的亲电取代反应以及它们与苯环比较进行亲电取代反应活性的差异,呋喃、噻吩、吡咯进行亲电取代反应的活性比苯大,而吡啶比苯小。(3)掌握卤代烃的水解、醇解、氰解、氨

49、解,醇与氢卤酸的反应,醚键的断裂,羧酸衍生物的水解、醇解、氨解等,它们都是亲核取代反应。要在理解反应历程的基础上掌握不同卤代烃进行亲核取代反应的活性。要注意,在碱性条件下卤代烃的取代和消除是互相竞争的反应,三级卤代烃容易发生消除,一级卤代烃易发生取代,强极性溶剂(如水)有利于取代,而弱极性溶剂(如醇)和强碱(如醇钠)有利于消除,高温有利于消除。(4)掌握烷烃的卤代,烯烃和烷基苯的 卤代,它们是自由基取代反应。反应条件是高温、光照或过氧化物存在。 氧化还原反应 (1)烯、炔、芳烃侧链以及醇、酚、醛、酮等易发生氧化反应,常用的氧化剂有高锰酸钾、重铬酸钾的硫酸溶液、氧气(空气)、臭氧以及托伦试剂、斐林试剂、次卤酸钠等。(2)醛、酮、羧酸及酯还原为醇,硝基苯还原为苯胺等都是还原反应。常用的还原剂有 H2/Ni、 Na+C2H5OH、Fe+HCl、NaBH4、LiAlH4

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