有机化学汪小兰知识点总结315化学.doc

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烃:由碳和氢两种元素形成的有机物,也叫碳氢化合物
饱和烃(烷烃)
开链烃烯烃
不饱和烃炔烃
烃二烯烃
脂环烃
环状烃(脂肪烃)
芬芳烃
烷烃通式:CnH2n+2
同系列:在结构上相像,在构成上相差CH2或它的倍数的很多化合物,构成的一个系列;同系列中的各化合物叫做同系物
有机化合物的异构:
碳链异构
官能团异构
结构异构
地点异构
互变异构
同分异构顺反异构
构型异构
立体异构对映非对映异构
构象异构
伯碳原子(一级碳原子):该碳原子只与一个碳原子相连,其余三个键都与氢联合仲碳原子(二级碳原子):该碳原子与两个碳原子相连
叔碳原子(三级碳原子):该碳原子与三个碳原子相连季碳原子(四级碳原子):该碳原子与四个碳原子相连
一般命名法(常常找一些结构练习一下,就应当没问题):“正”代表不含支链的化合物;“异”代表分子中碳链一端的第二位碳原子上有一个CH3的化合物;“新”代表有叔丁基结构(书上14页,表2-1)的含五个或六个碳原子的链烃(注:“新”和“异”二字直只合用于少于七个碳原子的烷烃)
系统命名法(序次规则,常常找一些结构练习一下,就应当没问题):自己看书
因为球棍模型和比率模型各有优点与不足,所认为了清楚地表示分子三度空间的立体形状:粗线表示伸出纸面向前,虚线表示在纸面的后边;楔形的宽头表示靠近读者,虚楔形表示伸向纸后(书上
17页)
σ键:C-H键或C-C键(键长,键能mol)中成键原子的电子云是沿着它们的轴向重叠的键
直链烷烃:“直链”二字的含意仅指不带有支链
构象:因为环绕单键旋转而产生疏子中的原子或基团在空间的不一样摆列形式,每一个特定的构象
就叫做一个构象异构体(立体异构)
优势构象:内能最低,稳固性最大(乙烷的优势构象是交错式)
内能最低(交错式)——两个碳原子上的氢原子间的距离最远,互相间的排挤力最小,因此分子
的内能最低;内能最高(重叠式)——两个碳原子上的氢原子两两相对,距离近来,互相间的排挤作用最大,因此分子的内能最高(重叠式构象或其余非交错式的分子有转变成最稳固的构象而除去张力的趋向)
扭转能:使构象之间转变所需要的能量
构象内能高低:全重叠式>部分重叠式>邻位交错式>对位交错式(但它们之间的能量差异不大)
物理性质:○1烷烃的沸点、熔点和相对密度都随相对分子质量的增添而高升
化学性质(详尽见书22-27页):○1氯代:烷烃于室温并且在黑暗中与氯气不反响,但在日光或紫外光(以hv表示光照)或在高温下,能发生代替反响,烷烃分子中的氢原子能逐渐
被氯代替,获得不一样氯代烷的混淆物(最好是自己再看一下书)
○2氧化和焚烧:在催化剂存在下,烷烃在其着火点以下,能够被氧气氧化,氧化的结
果是,碳链在任何部位都有可能断裂,不只碳-氢键能够断裂,碳-碳键也能够断裂,
生成含碳原子数较本来烷烃为少的含氧有机物,如醇、醛、酮、酸等。(反响产物复杂,
不可以用一个完好的反响式来表示)
反响机理:对由反响物至产物所经历的详尽描绘
连锁反响:反响物中一旦有少许游离基生成,即可连续进行反响。连锁反响可分为引起、增添及停止三个阶段;引起——汲取能量,产生游离基,增添——每一步耗费一个游离基而产生另一个游离基,停止——游离基被耗费而不重生成。
过渡态:系统的能量渐渐上涨,达到最高点时的结构
活化能:过渡态与反响物间的能量差(活化能越高,反响速率越慢)
不一样C-H键的解离能为:三级C-H键<二级C-H键<一级C-H键,所以三级碳游离基最简单生成。即几种游离基的稳固性为:三级碳游离基>二级碳游离基>一级碳游离基>甲基游离基
注:氢的相对活性=产物的数目÷被代替的等价氢的个数展望产物间大概比率:H活性比×H个数比
第三章不饱和烃

烯烃通式:CnH2n
烯烃的同分异构现象有:碳链异构、位次异构、顺反异构
构型:当两个碳原子上各连有两个不一样的原子或基团时,双键上的四个基团在空间就能够有两种不一样的摆列方式,叫做两种构型
构象:分子中各原子或基团在空间的不一样摆列能够经过单键的旋转而互相转变的,叫做构象
:两个相同的基团在双键的同侧,叫做顺式异构体;两个相同的基团在双键的反侧,叫
做反式异构体。这类异构现象叫做顺反异构(条件为该两个碳原子上各连有两个不一样
的原子或基团)
当碳-碳双键上连结的四个基团完好不一样时,将每个以双键相连的碳原子上的两个原子或基团挨次
序规则定出较优基团,该两个碳原子上的较优基团在双键的同侧者,以字母Z表示,反之,则以字
母E表示(假如烯烃分子中有一个以上双键,并且每个双键上所连基团都有Z、E两种构型,在必
要时则需标出这些双键的构型,例子详尽见书
33页)
物理性质:
四个碳一下的烯烃在常温下是气体,高级同系物是固体
烯烃比水轻
化学性质(一些化学方程式最好仍是看一下书34-40页)加成反响:
加氢(催化氢化):在催化剂作用下,烯烃与氢可顺利反响(常用催化剂有镍、钯、铂等金属)
CC
+HH
Cat.
C
C
264
435
H
H
(611-347)
2×414=828
与卤素加成(亲电加成):比如,将乙烯或丙烯通入溴的四氯化碳溶液中,因为生成无色的二溴代烷而使溴的红棕色退去(方程式见书34页,溴水或是溴的四氯化碳溶液都是鉴识不饱和键常用的试剂)
反响机理:○1当溴与烯烃靠近时,Br-Br间键异裂,生成一个由与以双键相连的两个碳原子联合成的溴鎓离子三元环中间体以及溴负离子○2溶液中可能存在的负离子(溴负离子、氯负离子、带有未共用电子对的水分子),都能够作为供给电子的亲核试剂与溴鎓离子联合生成相应的产物(二溴乙烷、氯溴乙烷、溴乙醇)
反式加成:溴正离子和溴负离子是由碳-碳双键的双侧分别加到两个碳原子上
与卤化氢加成(亲电加成):H离子第一加到碳-碳双键中的一个碳原子上,进而使碳-碳双键中
的另一个碳原子带有正电荷,形成碳正离子,而后碳正离子再与卤负离子联合形成卤代烷
+
X﹣
CH2=CH2+H+CH3-CH2CH3-CH2-X
不对称烯烃与卤化氢加成时,恪守马氏规则(氢加多氢)
与水加成:在酸的催化下,烯烃能够和水加成生成醇,这个反响也叫做烯烃的水合(醇的制备方
法之一)﹢
反响历程:
○
○
烯烃与水合质子作用
1H+与水中氧上未共用电子对联合成水合质子
(H:OH2)2
生成碳正离子○3碳正离子再与水作用获得质子化的醇○4质子化的醇与水互换质子而获得醇及
水合质子
5)与硫酸加成:烯烃能和硫酸加成,生成能够溶于硫酸的烷基硫酸氢酯(烯烃与硫酸的加成是制备醇的间接方法,也能够除掉某些不与硫酸作用,又不溶于硫酸的有机物(烷烃、卤代烃)中所含的烯烃)
不论加水与硫酸的加成都按照马氏规则
与次卤酸加成:将HOX当作HO﹣及X﹢,加成相同恪守马氏规则
硼氢化反响:烯烃能够和甲硼烷进行加成生成三烷基硼,三烷基硼在碱性溶液中能被过氧化氢氧
化成醇(由反响最后产物醇来看,甲硼烷与烯烃的加成反响是反马氏规律的)
氧化反响:
与高锰酸钾的反响(这也是鉴识不饱和键的常用方法之一):烯烃很简单被高锰酸钾等氧化剂氧化,氧化产物决定于反响条件
○1平和的条件下(如冷的高锰酸钾溶液),产物为邻二醇
CC

MnO4
稀,冷

CC
OO
Mn
OO

OH
2O

CC
HOOH
顺式α-二醇
○2在酸性条件或加热状况下,则进一步氧化的产物是碳-碳于双键处断裂后生成的羧酸或酮
R'
HKMnO4/H
+
R'
OH
C=O+
R
C=C
R
O=C
R"
R"
即当以双键相连的碳原子上连有两个烷基的部分,氧化断裂的产物为酮,以双键相连的碳原子上只连有一个烷基的部分,氧化断裂后生成羧酸
臭氧化:臭氧化合物(烯烃在低温下与臭氧作用形成)在复原剂存在下,与水作用则分解为两分子羰基化合物(当不饱和碳原子上连结两个烷基时,所得羰基化合物是酮;当不饱和碳原子上连结一个烷基和一个氢原子时,所得羰基化合物是醛)
1)O3
CH3-C=CHCH3
CH
2)Zn/H2O
3

CH
CH

3
O
CH3CHO
C
3
丙酮乙醛
复原剂的作用是防备醛被氧化为酸
聚合、α-氢的卤代

炔烃通式:CnH2n-2
命名(常常找一些结构练习一下,就应当没问题):
炔烃的系统命名法和烯烃相像,不过将“烯”字改为“炔”字
烯炔(同时含有双键和三键的分子)的命名:
选择含有C=C和C≡C最长的碳链做主链
离官能团近来端开始编号,并使C=C和C≡C之和最小
命名时先命名烯烃,在命炔烃
(但假如两个碳链等长、不饱和键数目相同,则选含“双键”数最多的链为主碳链)
:
1)催化加氢:炔烃在催化剂(钯、铂等)下氢化时,老是获得烷烃,但在林德拉(Lindlar)催化
剂作用下,能够制得烯烃
与卤化氢加成:烯烃与一份子卤化氢加成获得卤代烯,与两分子卤化氢加成获得卤代烷(不对称炔烃的加成,相同恪守马氏规则)
3)与水加成:在硫酸及汞盐的催化下,炔烃能与水加成。
产物乙烯醇不稳固(一般
C=C与-OH
2+
O
直接相连的烯醇都是不稳固的)H,很SO快转变成稳固的羰基化合物(酮式结构)
Hg,
2
4
CH3-C
HC≡CH
H2O
~100℃
[HCCH]
H
H
O-H
这类异构现象称为酮醇互变异构——库切洛夫反响
与氢氰酸加成:乙炔在氯化亚铜及氯化铵的催化下,可与氢氰酸加成而生成丙烯腈
HC≡CH+HCNH2C=CHCN
含有-CN(氰基)的化合物叫做腈

齐集烯烃:两个碳-碳双键连在同一个碳原子上
共轭双烯(拥有特别的反响性能):单双键间隔的双烯隔绝双烯:两个碳-碳双键被两个或两个以上单键分开
第四章环烃

环烃是由碳和氢两种元素构成的环状化合物,可分为脂环烃和芬芳烃两种
命名(常常找一些结构练习一下,就应当没问题):
环烷烃:
依据分子中成环碳原子数目,称为环某烷
把代替基的名称写在环烷烃的前面(若环上代替基较复杂时,则以环作为代替基)
代替基位次按“最低系列”原则列出,基团次序按“序次规则”列出
环烯烃:
依据分子中成环碳原子数目,称为环某烯
以双键的位次最小为原则
小环:三、四元环
一般环:五、六、七元环中环:八至十一元环
大环:十二元环以上
:不溶于水,比水轻,环烷的沸点比相应的烷烃略高
:
小环烷烃:易加成,难氧化,似烷似烃
一般环以上:难加成,难氧化,似烷(在光照下能够进行代替反响)
环烯烃、共轭二烯烃:各自拥有相应烯烃的通性
角张力:与正常键角误差而惹起的张力(跟着环的扩大,张力减小)
环己烷及其衍生物的构象:
船型和椅型是环己烷的两种构象(椅型为优势构象)
12个CH键可分红两类:
直立键(以“a键”表示):垂直于三个碳原子形成的平面
平伏键(以“e键”表示):与环的“平面”大概平行
多元代替环己烷最稳固的构象是e键上代替基最多的构象环上有不一样代替基时,大的代替基在e键上构象最稳固
(易代替、难加成、难氧化)
芬芳烃可分为单环和多环
命名(见书57-59,常常找一些结构练习一下,就应当没问题)
苯的通式:CnH2n-6
物理性质:无色液体,比水轻,不溶于水,而易溶于石油醚、醇、醚等有机溶剂,苯及其同系物有
毒
化学性质:
代替反响(化学方程式见书62-65):
卤代:在铁或相应的铁盐的催化下加热,苯环上的氢可被氯或溴原子代替,生成相应的卤代苯,并放出卤化氢
硝化:以浓硝酸和浓硫酸(或称混酸)与苯共热,苯环上的氢原子能被硝基(-NO2)代替,生成硝基苯
磺化:苯和浓硫酸共热,环上的氢可被磺酸基(-SO3H)代替,产物是苯磺酸
(磺化反响式可逆的,苯磺酸与水共热可脱去磺酸基,这一性质常被用来在苯环的某些特定地点引入某些基团)
傅氏反响:
傅氏烷基化反响:在无水氯化铝等的催化下,苯能够与卤代烷反响,生成烷基苯(烷基化时易发生多烷基化、可逆、重排反响,是向芬芳环上导入烷基的方法之一)
傅氏酰基化反响:在无水氯化铝等的催化下,苯能与酰氯进行近似的反响获得酮(是制备芬芳酮的主要方法)
加成反响:
苯在Ni作为催化剂加热条件下,可与三分子氢气反响产生环己烷
Ni,180-2100C
3H2

氧化:
在较高的温度及特别催化剂作用下,苯可被空气中的氧,氧化开环
O
0
V2O5,400-500C2O4CO24H2O
29O2(air)
O
70%
烷基侧链的卤代:
在没有铁盐存在时,烷基苯与氯在高温或经紫外光照耀,在烷基侧链上发生卤代反响
苯环上代替基的定位规律
邻对位定位基:(对苯环亲电代替反响致活作用由强到弱)―O-、―N(CH3)2>―NH2>―OH>―OCH3>―NHCOCH3>―OCOCH3>―CH3>―Cl>―Br>
―I、―C6H5┄等
如苯环上已带有上述基团之一,则再进行代替反响时,第二个基团主要进入它的邻位和对位
间位定位基:(对苯环亲电代替反响致钝作用由强到弱)
N+(CH3)3>―NO2>―CN>―SO3H>―CHO
>―COOH>―COOR>―CONH2>―+NH3等
如苯环上已带有上述基团之一,再进行代替反响时,则第二个基团主要进入它的间位
注:一般来说,假如基团中与苯环直接相连的原子带有不饱和键或正电荷,这个基团就是间位定位基;反之,则是邻对位定位基(邻对位定位基导入苯环此后,能使苯环变得更简单进行亲电代替反响,也就是它们对苯环有致活作用;间位定位基则对苯环的亲电代替反响有致钝作用)

稠环芳烃都是固体,相对密度大于1,很多稠环芳烃有致癌作用
稠环芳烃中比较重要的是萘、蒽和菲