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文檔簡(jiǎn)介
1、 第二章 飽和烴(烷烴)1.烴:由碳和氫兩種元素形成的有機(jī)物,也叫碳?xì)浠衔?飽和烴(烷烴)開鏈烴 烯烴不飽和烴 炔烴烴 二烯烴 脂環(huán)烴環(huán)狀烴(脂肪烴)芳香烴2.烷烴通式:Cn H2n+23.同系列:在結(jié)構(gòu)上相似,在組成上相差CH2或它的倍數(shù)的許多化合物,組成的一個(gè)系列;同系列中的各化合物叫做同系物4.有機(jī)化合物的異構(gòu): 碳鏈異構(gòu) 官能團(tuán)異構(gòu)構(gòu)造異構(gòu) 位置異構(gòu) 互變異構(gòu)同分異構(gòu) 順反異構(gòu) 構(gòu)型異構(gòu) 立體異構(gòu) 對(duì)映非對(duì)映異構(gòu) 構(gòu)象異構(gòu)5.伯碳原子(一級(jí)碳原子):該碳原子只與一個(gè)碳原子相連,其他三個(gè)鍵都與氫結(jié)合仲碳原子(二級(jí)碳原子):該碳原子與兩個(gè)碳原子相連叔碳原子(三級(jí)碳原子):該碳原子與三個(gè)碳
2、原子相連季碳原子(四級(jí)碳原子):該碳原子與四個(gè)碳原子相連6.普通命名法(經(jīng)常找一些結(jié)構(gòu)練習(xí)一下,就應(yīng)該沒問題):“正”代表不含支鏈的化合物;“異”代表分子中碳鏈一端的第二位碳原子上有一個(gè)CH3的化合物;“新”代表有叔丁基結(jié)構(gòu)(書上14頁,表2-1)的含五個(gè)或六個(gè)碳原子的鏈烴(注:“新”和“異”二字直只適用于少于七個(gè)碳原子的烷烴)7.系統(tǒng)命名法(次序規(guī)則,經(jīng)常找一些結(jié)構(gòu)練習(xí)一下,就應(yīng)該沒問題):自己看書8.由于球棍模型和比例模型各有長(zhǎng)處與不足,所以為了清楚地表示分子三度空間的立體形狀:粗線表示伸出紙面向前,虛線表示在紙面的后面;楔形的寬頭表示接近讀者,虛楔形表示伸向紙后(書上17頁)9.鍵:C-
3、H鍵或C-C鍵(鍵長(zhǎng)0.154nm,鍵能345.6kj/mol)中成鍵原子的電子云是沿著它們的軸向重疊的鍵10.直鏈烷烴:“直鏈”二字的含意僅指不帶有支鏈11.構(gòu)象:由于圍繞單鍵旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生分子中的原子或基團(tuán)在空間的不同排列形式,每一個(gè)特定的構(gòu)象就叫做一個(gè)構(gòu)象異構(gòu)體(立體異構(gòu))12.優(yōu)勢(shì)構(gòu)象:內(nèi)能最低,穩(wěn)定性最大(乙烷的優(yōu)勢(shì)構(gòu)象是交叉式)13.內(nèi)能最低(交叉式)兩個(gè)碳原子上的氫原子間的距離最遠(yuǎn),相互間的排斥力最小,因而分子的內(nèi)能最低;內(nèi)能最高(重疊式)兩個(gè)碳原子上的氫原子兩兩相對(duì),距離最近,相互間的排斥作用最大,因而分子的內(nèi)能最高(重疊式構(gòu)象或其它非交叉式的分子有轉(zhuǎn)化成最穩(wěn)定的構(gòu)象而消除張力的趨
4、勢(shì))14.扭轉(zhuǎn)能:使構(gòu)象之間轉(zhuǎn)化所需要的能量15.構(gòu)象內(nèi)能高低:全重疊式部分重疊式鄰位交叉式對(duì)位交叉式(但它們之間的能量差別不大)16.物理性質(zhì): eq oac(,1)烷烴的沸點(diǎn)、熔點(diǎn)和相對(duì)密度都隨相對(duì)分子質(zhì)量的增加而升高17.化學(xué)性質(zhì)(詳細(xì)見書22-27頁): eq oac(,1)氯代:烷烴于室溫并且在黑暗中與氯氣不反應(yīng),但在日光或紫外光(以hv表示光照)或在高溫下,能發(fā)生取代反應(yīng),烷烴分子中的氫原子能逐步被氯取代,得到不同氯代烷的混合物 (最好是自己再看一下書) eq oac(,2)氧化和燃燒:在催化劑存在下,烷烴在其著火點(diǎn)以下,可以被氧氣氧化,氧化的結(jié)果是,碳鏈在任何部位都有可能斷裂,不
5、但碳-氫鍵可以斷裂,碳-碳鍵也可以斷裂,生成含碳原子數(shù)較原來烷烴為少的含氧有機(jī)物,如醇、醛、酮、酸等。(反應(yīng)產(chǎn)物復(fù)雜,不能用一個(gè)完整的反應(yīng)式來表示)18.反應(yīng)機(jī)理:對(duì)由反應(yīng)物至產(chǎn)物所經(jīng)歷的詳細(xì)描述19.連鎖反應(yīng):反應(yīng)物中一旦有少量游離基生成,便可連續(xù)進(jìn)行反應(yīng)。連鎖反應(yīng)可分為引發(fā)、增長(zhǎng)及終止三個(gè)階段;引發(fā)吸收能量,產(chǎn)生游離基,增長(zhǎng)每一步消耗一個(gè)游離基而產(chǎn)生另一個(gè)游離基,終止游離基被消耗而不再生成。20.過渡態(tài):體系的能量逐漸上升,達(dá)到最高點(diǎn)時(shí)的結(jié)構(gòu)21.活化能:過渡態(tài)與反應(yīng)物間的能量差(活化能越高,反應(yīng)速率越慢)22.不同C-H鍵的解離能為:三級(jí)C-H鍵二級(jí)C-H鍵二級(jí)碳游離基一級(jí)碳游離基甲基游
6、離基注:氫的相對(duì)活性=產(chǎn)物的數(shù)量被取代的等價(jià)氫的個(gè)數(shù) 預(yù)測(cè)產(chǎn)物間大致比例:H活性比H個(gè)數(shù)比不飽和烴一烯烴1.烯烴通式:CnH2n2.烯烴的同分異構(gòu)現(xiàn)象有:碳鏈異構(gòu)、位次異構(gòu)、順反異構(gòu)3.構(gòu)型:當(dāng)兩個(gè)碳原子上各連有兩個(gè)不同的原子或基團(tuán)時(shí),雙鍵上的四個(gè)基團(tuán)在空間就可以有兩種不同的排列方式,叫做兩種構(gòu)型4.構(gòu)象:分子中各原子或基團(tuán)在空間的不同排列可以通過單鍵的旋轉(zhuǎn)而相互轉(zhuǎn)化的,叫做構(gòu)象5順反異構(gòu):兩個(gè)相同的基團(tuán)在雙鍵的同側(cè),叫做順式異構(gòu)體;兩個(gè)相同的基團(tuán)在雙鍵的反側(cè),叫做反式異構(gòu)體。這種異構(gòu)現(xiàn)象叫做順反異構(gòu)(條件為該兩個(gè)碳原子上各連有兩個(gè)不同的原子或基團(tuán))6.當(dāng)碳-碳雙鍵上連接的四個(gè)基團(tuán)完全不同時(shí),
7、將每個(gè)以雙鍵相連的碳原子上的兩個(gè)原子或基團(tuán)按次序規(guī)則定出較優(yōu)基團(tuán),該兩個(gè)碳原子上的較優(yōu)基團(tuán)在雙鍵的同側(cè)者,以字母Z表示,反之,則以字母E表示(如果烯烴分子中有一個(gè)以上雙鍵,而且每個(gè)雙鍵上所連基團(tuán)都有Z、E兩種構(gòu)型,在必要時(shí)則需標(biāo)出這些雙鍵的構(gòu)型,例子詳細(xì)見書33頁)7.物理性質(zhì):四個(gè)碳一下的烯烴在常溫下是氣體,高級(jí)同系物是固體烯烴比水輕8.化學(xué)性質(zhì)(一些化學(xué)方程式最好還是看一下書34-40頁)加成反應(yīng):加氫(催化氫化):在催化劑作用下,烯烴與氫可順利反應(yīng)(常用催化劑有鎳、鈀、鉑等金屬)與鹵素加成(親電加成):例如,將乙烯或丙烯通入溴的四氯化碳溶液中,由于生成無色的二溴代烷而使溴的紅棕色退去(方
8、程式見書34頁,溴水或是溴的四氯化碳溶液都是鑒別不飽和鍵常用的試劑)反應(yīng)機(jī)理: eq oac(,1)當(dāng)溴與烯烴接近時(shí),BrBr間鍵異裂,生成一個(gè)由與以雙鍵相連的兩個(gè)碳原子結(jié)合成的溴鎓離子三元環(huán)中間體以及溴負(fù)離子 eq oac(,2)溶液中可能存在的負(fù)離子(溴負(fù)離子、氯負(fù)離子、帶有未共用電子對(duì)的水分子),都可以作為提供電子的親核試劑與溴鎓離子結(jié)合生成相應(yīng)的產(chǎn)物(二溴乙烷、氯溴乙烷、溴乙醇)反式加成:溴正離子和溴負(fù)離子是由碳碳雙鍵的兩側(cè)分別加到兩個(gè)碳原子上X與鹵化氫加成(親電加成):H離子首先加到碳碳雙鍵中的一個(gè)碳原子上,從而使碳碳雙鍵中的另一個(gè)碳原子帶有正電荷,形成碳正離子,然后碳正離子再與鹵負(fù)
9、離子結(jié)合形成鹵代烷CH2CH2 H CH3CH2 CH3CH2X不對(duì)稱烯烴與鹵化氫加成時(shí),遵守馬氏規(guī)則(氫加多氫)與水加成:在酸的催化下,烯烴可以和水加成生成醇,這個(gè)反應(yīng)也叫做烯烴的水合(醇的制備方法之一)反應(yīng)歷程: eq oac(,1)H+與水中氧上未共用電子對(duì)結(jié)合成水合質(zhì)子 (H:OH2) eq oac(,2)烯烴與水合質(zhì)子作用生成碳正離子 eq oac(,3)碳正離子再與水作用得到質(zhì)子化的醇 eq oac(,4)質(zhì)子化的醇與水交換質(zhì)子而得到醇及水合質(zhì)子與硫酸加成:烯烴能和硫酸加成,生成可以溶于硫酸的烷基硫酸氫酯(烯烴與硫酸的加成是制備醇的間接方法,也可以除去某些不與硫酸作用,又不溶于硫酸
10、的有機(jī)物(烷烴、鹵代烴)中所含的烯烴)無論加水與硫酸的加成都遵循馬氏規(guī)則與次鹵酸加成:將HOX看成HO及X,加成同樣遵守馬氏規(guī)則硼氫化反應(yīng):烯烴可以和甲硼烷進(jìn)行加成生成三烷基硼,三烷基硼在堿性溶液中能被過氧化氫氧化成醇(由反應(yīng)最終產(chǎn)物醇來看,甲硼烷與烯烴的加成反應(yīng)是反馬氏規(guī)律的)氧化反應(yīng):與高錳酸鉀的反應(yīng)(這也是鑒別不飽和鍵的常用方法之一):烯烴很容易被高錳酸鉀等氧化劑氧化,氧化產(chǎn)物決定于反應(yīng)條件 eq oac(,1) 溫和的條件下(如冷的高錳酸鉀溶液),產(chǎn)物為鄰二醇 eq oac(,2) 在酸性條件或加熱情況下,則進(jìn)一步氧化的產(chǎn)物是碳碳于雙鍵處斷裂后生成的羧酸或酮即當(dāng)以雙鍵相連的碳原子上連有
11、兩個(gè)烷基的部分,氧化斷裂的產(chǎn)物為酮,以雙鍵相連的碳原子上只連有一個(gè)烷基的部分,氧化斷裂后生成羧酸 臭氧化:臭氧化合物(烯烴在低溫下與臭氧作用形成)在還原劑存在下,與水作用則分解為兩分子羰基化合物(當(dāng)不飽和碳原子上連接兩個(gè)烷基時(shí),所得羰基化合物是酮;當(dāng)不飽和碳原子上連接一個(gè)烷基和一個(gè)氫原子時(shí),所得羰基化合物是醛)還原劑的作用是防止醛被氧化為酸聚合、-氫的鹵代二炔烴1.炔烴通式:CnH2n-22.命名(經(jīng)常找一些結(jié)構(gòu)練習(xí)一下,就應(yīng)該沒問題):炔烴的系統(tǒng)命名法和烯烴相似,只是將“烯”字改為“炔”字烯炔(同時(shí)含有雙鍵和三鍵的分子)的命名:選擇含有CC和CC最長(zhǎng)的碳鏈做主鏈離官能團(tuán)最近端開始編號(hào),并使C
12、C和CC之和最小命名時(shí)先命名烯烴,在命炔烴(但如果兩個(gè)碳鏈等長(zhǎng)、不飽和鍵數(shù)目相同,則選含“雙鍵”數(shù)最多的鏈為主碳鏈)3.化學(xué)性質(zhì):催化加氫:炔烴在催化劑(鈀、鉑等)下氫化時(shí),總是得到烷烴,但在林德拉(Lindlar)催化劑作用下,可以制得烯烴與鹵化氫加成:烯烴與一份子鹵化氫加成得到鹵代烯,與兩分子鹵化氫加成得到鹵代烷(不對(duì)稱炔烴的加成,同樣遵守馬氏規(guī)則)與水加成:在硫酸及汞鹽的催化下,炔烴能與水加成。 產(chǎn)物乙烯醇不穩(wěn)定(一般CC與OH直接相連的烯醇都是不穩(wěn)定的),很快轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定的羰基化合物(酮式結(jié)構(gòu))這種異構(gòu)現(xiàn)象稱為酮醇互變異構(gòu)庫切洛夫反應(yīng)與氫氰酸加成:乙炔在氯化亞銅及氯化銨的催化下,可與氫氰
13、酸加成而生成丙烯腈HCCH + HCN H2CCHCN含有CN(氰基)的化合物叫做腈三雙烯烴1.聚集烯烴:兩個(gè)碳碳雙鍵連在同一個(gè)碳原子上 共軛雙烯(具有特殊的反應(yīng)性能):?jiǎn)坞p鍵間隔的雙烯 隔離雙烯:兩個(gè)碳碳雙鍵被兩個(gè)或兩個(gè)以上單鍵隔開第四章 環(huán)烴一脂環(huán)烴環(huán)烴是由碳和氫兩種元素組成的環(huán)狀化合物,可分為脂環(huán)烴和芳香烴兩種命名(經(jīng)常找一些結(jié)構(gòu)練習(xí)一下,就應(yīng)該沒問題):環(huán)烷烴:根據(jù)分子中成環(huán)碳原子數(shù)目,稱為環(huán)某烷把取代基的名稱寫在環(huán)烷烴的前面(若環(huán)上取代基較復(fù)雜時(shí),則以環(huán)作為取代基)取代基位次按“最低系列”原則列出,基團(tuán)順序按“次序規(guī)則”列出環(huán)烯烴:根據(jù)分子中成環(huán)碳原子數(shù)目,稱為環(huán)某烯以雙鍵的位次最小
14、為原則小環(huán):三、四元環(huán)一般環(huán):五、六、七元環(huán)中環(huán):八至十一元環(huán)大環(huán):十二元環(huán)以上4物理性質(zhì):不溶于水,比水輕,環(huán)烷的沸點(diǎn)比相應(yīng)的烷烴略高5化學(xué)性質(zhì):小環(huán)烷烴:易加成,難氧化,似烷似烴普通環(huán)以上:難加成,難氧化,似烷(在光照下可以進(jìn)行取代反應(yīng))環(huán)烯烴、共軛二烯烴:各自具有相應(yīng)烯烴的通性6.角張力:與正常鍵角偏差而引起的張力(隨著環(huán)的擴(kuò)大,張力減?。?.環(huán)己烷及其衍生物的構(gòu)象:船型和椅型是環(huán)己烷的兩種構(gòu)象(椅型為優(yōu)勢(shì)構(gòu)象)12個(gè)CH鍵可分成兩類:直立鍵(以“a鍵”表示):垂直于三個(gè)碳原子形成的平面平伏鍵(以“e鍵”表示):與環(huán)的“平面”大體平行多元取代環(huán)己烷最穩(wěn)定的構(gòu)象是e鍵上取代基最多的構(gòu)象環(huán)上
15、有不同取代基時(shí),大的取代基在e鍵上構(gòu)象最穩(wěn)定二芳香烴(易取代、難加成、難氧化)1.芳香烴可分為單環(huán)和多環(huán)2.命名(見書57-59,經(jīng)常找一些結(jié)構(gòu)練習(xí)一下,就應(yīng)該沒問題)3.苯的通式:CnH2n-64.物理性質(zhì):無色液體,比水輕,不溶于水,而易溶于石油醚、醇、醚等有機(jī)溶劑,苯及其同系物有毒5.化學(xué)性質(zhì):取代反應(yīng)(化學(xué)方程式見書62-65):鹵代:在鐵或相應(yīng)的鐵鹽的催化下加熱,苯環(huán)上的氫可被氯或溴原子取代,生成相應(yīng)的鹵代苯,并放出鹵化氫硝化:以濃硝酸和濃硫酸(或稱混酸)與苯共熱,苯環(huán)上的氫原子能被硝基(NO2)取代,生成硝基苯磺化:苯和濃硫酸共熱,環(huán)上的氫可被磺酸基(SO3H)取代,產(chǎn)物是苯磺酸(
16、磺化反應(yīng)式可逆的,苯磺酸與水共熱可脫去磺酸基,這一性質(zhì)常被用來在苯環(huán)的某些特定位置引入某些基團(tuán))傅氏反應(yīng):傅氏烷基化反應(yīng):在無水氯化鋁等的催化下,苯可以與鹵代烷反應(yīng),生成烷基苯(烷基化時(shí)易發(fā)生多烷基化、可逆、重排反應(yīng),是向芳香環(huán)上導(dǎo)入烷基的方法之一)傅氏?;磻?yīng):在無水氯化鋁等的催化下,苯能與酰氯進(jìn)行類似的反應(yīng)得到酮(是制備芳香酮的主要方法)加成反應(yīng):苯在Ni作為催化劑加熱條件下,可與三分子氫氣反應(yīng)產(chǎn)生環(huán)己烷氧化:在較高的溫度及特殊催化劑作用下,苯可被空氣中的氧,氧化開環(huán)烷基側(cè)鏈的鹵代:在沒有鐵鹽存在時(shí),烷基苯與氯在高溫或經(jīng)紫外光照射,在烷基側(cè)鏈上發(fā)生鹵代反應(yīng)6.苯環(huán)上取代基的定位規(guī)律鄰對(duì)位
17、定位基:(對(duì)苯環(huán)親電取代反應(yīng)致活作用由強(qiáng)到弱)O-、 N(CH3)2 NH2 OH OCH3 NHCOCH3 OCOCH3 CH3 Cl Br I 、 C6H5 等如苯環(huán)上已帶有上述基團(tuán)之一,則再進(jìn)行取代反應(yīng)時(shí),第二個(gè)基團(tuán)主要進(jìn)入它的鄰位和對(duì)位間位定位基:(對(duì)苯環(huán)親電取代反應(yīng)致鈍作用由強(qiáng)到弱)N+(CH3)3 NO2 CN SO3H CHO COOH COOR CONH2 +NH3 等如苯環(huán)上已帶有上述基團(tuán)之一,再進(jìn)行取代反應(yīng)時(shí),則第二個(gè)基團(tuán)主要進(jìn)入它的間位注:一般來說,如果基團(tuán)中與苯環(huán)直接相連的原子帶有不飽和鍵或正電荷,這個(gè)基團(tuán)就是間位定位基;反之,則是鄰對(duì)位定位基(鄰對(duì)位定位基導(dǎo)入苯環(huán)以后
18、,能使苯環(huán)變得更容易進(jìn)行親電取代反應(yīng),也就是它們對(duì)苯環(huán)有致活作用;間位定位基則對(duì)苯環(huán)的親電取代反應(yīng)有致鈍作用)三稠環(huán)芳烴1.稠環(huán)芳烴都是固體,相對(duì)密度大于1,許多稠環(huán)芳烴有致癌作用2.稠環(huán)芳烴中比較重要的是萘、蒽和菲3.萘可進(jìn)行取代、加氫以及氧化反應(yīng)4.蒽和菲比萘更容易被氧化及還原,反應(yīng)發(fā)生在9、10位旋光異構(gòu)1.旋光性:能使偏振光發(fā)生偏轉(zhuǎn)的性質(zhì)2.旋光性物質(zhì):具有旋光性的物質(zhì)3.旋光度:使偏振光振動(dòng)平面旋轉(zhuǎn)的角度,用“”表示4.旋光儀:測(cè)定物質(zhì)旋光度的儀器5.左旋和右旋:左旋:使偏振光振動(dòng)面向左旋轉(zhuǎn),用“”或“l(fā)”表示右旋:使偏振光振動(dòng)面向右旋轉(zhuǎn),用“”或“d”表示6.比旋光度:TD - 鈉
19、光源,波長(zhǎng)為589nm;T - 測(cè)定溫度,單位為a - 實(shí)測(cè)的旋光度;l - 樣品池的長(zhǎng)度,單位為dm;c - 樣品的濃度,單位為gml-17.手性:實(shí)物與其鏡像不能重疊的現(xiàn)象 手性分子:實(shí)物與鏡像不能重疊的分子8.手性碳原子:和四個(gè)不相同的原子或基團(tuán)相連的碳原子(含有一個(gè)手性碳原子的化合物一定是手性分子)9.外消旋體:等量的左旋體和右旋體組成的混合體系(能拆分出一對(duì)對(duì)映體;內(nèi)消旋體不能拆分)10.構(gòu)型的表示方法:RS標(biāo)記法:按次序規(guī)則將手性碳原子上的四個(gè)基團(tuán)排序把排序最小的基團(tuán)放在離觀察者眼睛最遠(yuǎn)的位置,觀察其余三個(gè)基團(tuán)由大中小的順序,若是順時(shí)針方向,則其構(gòu)型為R(R是拉丁文Rectus的字
20、頭,是右的意思),若是反時(shí)針方向,則構(gòu)型為S(Sinister,左的意思)費(fèi)歇爾投影式:投影原則:橫、豎兩條直線的交叉點(diǎn)代表手性碳原子,位于紙平面橫線表示與C*相連的兩個(gè)鍵指向紙平面的前面,豎線表示指向紙平面的后面(橫前豎后)將含有碳原子的基團(tuán)寫在豎線上,編號(hào)最小的碳原子寫在豎線上端通過費(fèi)歇爾投影式判斷R、S構(gòu)型:橫順S,橫逆R豎順R,豎順S注意: eq oac(,1)“橫”最小基團(tuán)處于橫鍵位置;“豎”最小基團(tuán)處于豎鍵位置 eq oac(,2)觀察不方便或不好觀察時(shí),可先從反面看,把得出的結(jié)果反過來 eq oac(,3)不能離開紙平面翻轉(zhuǎn)180;也不能在紙平面上旋轉(zhuǎn)90或270與原構(gòu)型相比。1
21、1.判斷不同投影式是否同一構(gòu)型的方法:將投影式在紙平面上旋轉(zhuǎn)180,仍為原構(gòu)型任意固定一個(gè)基團(tuán)不動(dòng),依次順時(shí)針或反時(shí)針調(diào)換另三個(gè)基團(tuán)的位置,不會(huì)改變?cè)瓨?gòu)型對(duì)調(diào)任意兩個(gè)基團(tuán)的位置,對(duì)調(diào)偶數(shù)次構(gòu)型不變,對(duì)調(diào)奇數(shù)次則為原構(gòu)型的對(duì)映體12.對(duì)于含兩個(gè)手性碳原子的化合物,則需要標(biāo)出每一個(gè)手性碳原子的構(gòu)型,考察其構(gòu)型的過程與考察含一個(gè)手性碳原子的化合物一樣 這樣,除去H以外,C2上連接的三個(gè)基團(tuán),按次序規(guī)則排列應(yīng)為 OHCOOHCHCH2OH OH所以C2上的三個(gè)基團(tuán),以S表示;同理,C3上的三個(gè)基團(tuán),以S表示。用坐標(biāo)形式給出,即為(2S,3S)COOH2 HO C H 3 HO C H CH2OH外消旋
22、體的拆分:化學(xué)分離法和生物分離第六章 鹵代烴鹵代烴:烴分子中的氫原子被鹵素(氟、氯、溴、碘)取代的產(chǎn)物命名(系統(tǒng)命名,經(jīng)常找一些結(jié)構(gòu)練習(xí)一下,就應(yīng)該沒問題):選擇連有鹵原子的最長(zhǎng)碳鏈作為母體(不飽和鹵代烴還應(yīng)包含不飽和鍵)將鹵原子及其它支鏈作為取代基鹵代烷的編號(hào)由距離取代基最近的一端開始,將取代基按次序規(guī)則排列,較優(yōu)基團(tuán) 后列出注意:鹵代不飽和烴的編號(hào)是由距不飽和鍵最近的一端開始化學(xué)性質(zhì)(詳細(xì)見書99-101): eq oac(,1)親核取代反應(yīng)(用SN表示):起始于親核試劑的進(jìn)攻而發(fā)生的取代親核試劑:負(fù)離子(OH,OCH3),或帶未共享電子對(duì)的分子底物:反應(yīng)中受試劑進(jìn)攻的物質(zhì)離去基因:被Nu
23、取代,以負(fù)離子形式離去的鹵素被羥基(OH)取代:產(chǎn)物是醇被烷氧基(RO)取代:產(chǎn)物是醚被氨基(NH2)取代:產(chǎn)物是胺被氰基(CN)取代:產(chǎn)物是腈,腈水解即得羧酸被(RCOO)取代:產(chǎn)物是酯被(SH)取代:產(chǎn)物是硫醇被(RCC)取代:產(chǎn)物是炔注:通過親核取代反應(yīng):可生成許多類型的化合物 2) 由鹵代烴提供烷基,形成CC鍵,增長(zhǎng)碳鏈改變化合物構(gòu)型,提高生物活性 eq oac(,2)消除反應(yīng):能由一個(gè)分子中脫去一些小分子,如HX,H2O等,同時(shí)產(chǎn)生不飽和烴的反應(yīng)札依切夫規(guī)律:仲或叔鹵代烴脫鹵化氫時(shí),主要是由與連有鹵素的碳原子相鄰的含氫較少的碳原子上脫去氫(主要產(chǎn)物是雙鍵碳上連接烴基最多的烯烴)消除反
24、應(yīng)活性:3RX2RX1RX eq oac(,3)與金屬的反應(yīng)(詳細(xì)見書100-101頁)格氏試劑:鹵代烷與鎂在無水乙醚中作用所生成的試劑格氏試劑的CMg非?;顫姡鼙辉S多含活潑氫的物質(zhì),如水、醇、酸、氨以及炔氫等分解為烴,并能與二氧化碳作用生成羧酸(因此在制備格氏試劑時(shí),必須防止水汽、醇、酸、氨、二氧化碳等物質(zhì))4.伯鹵代烴RCH2X;仲鹵代烴R2CHX;叔鹵代烴R3CX5.脂肪族親核取代反應(yīng)的歷程(詳細(xì)見書101-102)單分子歷程(叔鹵代烷的水解)第一步:鹵代烷中CX鍵異裂為R3C(碳正離子)及X(鹵負(fù)離子)第二步:R3C一產(chǎn)生,便立刻與溶液中的OH結(jié)合為醇雙分子歷程(伯鹵代烷的水解)同時(shí)
25、進(jìn)行凡能增加碳原子上電子密度的因素,便有利于促使反應(yīng)按單分子歷程進(jìn)行;而凡能降低碳原子上電子密度的因素,則有利于促使反應(yīng)按雙分子歷程進(jìn)行6.不同鹵代烴對(duì)親核取代反應(yīng)的活性比較烴基的結(jié)構(gòu):烯丙式孤立式乙烯式鹵素的性質(zhì):R-IR-BrR-Cl烯丙式:與鹵素相連的碳原子和CC相連孤立式:包括鹵代烷,鹵素與CC間隔開一個(gè)以上碳原子的化合物乙烯式:鹵素與CC直接相連7.消除反應(yīng)與親核取代反應(yīng)是由同一親核試劑的進(jìn)攻而引起的。進(jìn)攻碳原子引起取帶,進(jìn)攻氫原子就引起消除,所以這兩種反應(yīng)常常是同時(shí)發(fā)生和相互競(jìng)爭(zhēng)的8.鹵代烴的重要代表物三氯甲烷:俗名氯仿,無色液體,不易燃,不溶于水,比水重四氯化碳:無色液體,相對(duì)密
26、度很大,不溶于水氯乙烯:在常溫下為氣體,主要用于生產(chǎn)聚氯乙烯(PVC)氟利昂:無毒,不燃燒,無腐蝕性醇、酚、醚水分子中的一個(gè)氫原子被脂肪烴基取代的是醇,被芳香烴基取代的是酚,如果兩個(gè)氫原子都被烴基取代的衍生物就是醚醇命名(經(jīng)常找一些結(jié)構(gòu)練習(xí)一下,就應(yīng)該沒問題):俗名:如乙醇俗稱酒精,丙三醇俗稱甘油簡(jiǎn)單的醇用普通命名法命名:系統(tǒng)命名法:選擇連有烴基的最長(zhǎng)碳鏈做主鏈,按主鏈所含碳原子數(shù)叫做某醇編號(hào)由接近羥基的一端開始羥基的位置用它所連的碳原子的號(hào)數(shù)來表示,現(xiàn)在醇名之前注:多元醇的命名,要選擇含OH盡可能多的碳鏈為主鏈,羥基的位次要標(biāo)明2化學(xué)性質(zhì):似水性:醇不能與堿的水溶液作用,而只能與堿金屬或堿土
27、金屬作用,放出氫氣,并形成醇鹽醇化物遇水則分解成醇和金屬氫氧化物醇也可作為質(zhì)子的接受體,通過氧原子上的未共用電子與酸中的質(zhì)子結(jié)合形成質(zhì)子化的醇(見書133頁)與無機(jī)酸的作用:醇與無機(jī)酸形成的酯叫無機(jī)酸酯硝酸酯ROH HONO2 RONO2 H2O醇與氫鹵酸反應(yīng)生成鹵代烴(親核取代反應(yīng))注: eq oac(,1)不同的氫鹵酸以及不同類型的醇的反應(yīng)速率不同,他們的順序分別是:HIHBrHCl烯丙式醇叔醇仲醇伯醇甲醇 eq oac(,2)該反應(yīng)是制備鹵代烴的常用方法脫水反應(yīng):分子內(nèi)脫水:醇分子的羥基與碳原子上的氫脫去一分子水得到烯烴注: eq oac(,1)這個(gè)反應(yīng)是制備烯烴的常用方法之一,消除方向
28、遵守扎依切夫規(guī)律 eq oac(,2)伯、仲、叔醇分子內(nèi)脫水的難易程度是叔仲伯(這是由形成的碳正離子穩(wěn)定性決定的三級(jí)碳正離子的穩(wěn)定最高)分子間脫水:兩分子醇可以發(fā)生分子間脫水,產(chǎn)物是醚(醇分子間脫水只適于制備簡(jiǎn)單醚兩個(gè)烷基相同的醚)氧化或脫氫:氧化:伯醇或仲醇用氧化劑氧化,能分別形成醛或酮(伯醇在被氧化成醛后,能進(jìn)一步被氧化成羧酸)=O脫氫:伯、仲醇的蒸氣在高溫下通過催化活性銅時(shí)發(fā)生脫氫反應(yīng),生成醛和酮二酚酚:羥基直接與芳香環(huán)相連的化合物命名(經(jīng)常找一些結(jié)構(gòu)練習(xí)一下,就應(yīng)該沒問題):在“酚”字的前面加上芳環(huán)的名稱作為母體,再加上其它取代基的名稱和位次但當(dāng)取代基的序列優(yōu)于酚羥基時(shí),則按取代基序列
29、次序的先后來選擇母體一般常用取代基的先后排列次序: -COOH,-SO3H, -COOR, -COX, -CONH2, -CN, -CHO, -CO-, -OH(醇), -OH(酚), -SH, -NH2, -OR, -SR3.化學(xué)性質(zhì):酸性(酚羥基反應(yīng)):酚羥基中的氫較醇羥基的氫容易以H形式解離注: eq oac(,1)酚的酸性比醇強(qiáng),但比碳酸弱,因此不能使石蕊試紙變色 eq oac(,2)利用醇、酚與NaOH和NaHCO3的反應(yīng)性不同,可鑒別和分離酚和醇當(dāng)苯環(huán)上連有吸電基團(tuán)(硝基等)時(shí),酚的酸性增強(qiáng);連有供電基團(tuán)(甲基等)時(shí),酚的酸性減弱酚醚的生成:酚不能分子間脫水成醚,一般是由醚在堿性溶
30、液中與烴基化劑作用生成與三氯化鐵的顯色反應(yīng):注:凡具有烯醇式結(jié)構(gòu)的化合物都有這一顯色反應(yīng)氧化:酚比醇容易被氧化,空氣中的氧就能將酚氧化(如苯酚被氧化成對(duì)苯醌)芳環(huán)上的取代反應(yīng):鹵代苯酚的水溶液與溴水作用,立刻產(chǎn)生白色沉淀2,4,6三溴苯酚注:反應(yīng)極為靈敏,故此反應(yīng)可用于苯酚的定性或定量測(cè)定硝化苯酚比苯易硝化,在室溫下即可與稀硝酸反應(yīng)醚醚:醚是兩個(gè)烴基通過氧原子連接起來的化合物,烴基可以是烷基、烯基、芳基等命名:簡(jiǎn)單醚結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單的醚,多習(xí)慣按它的烴基命名混醚兩個(gè)烴基名按次序規(guī)則,將小基團(tuán)排前大集團(tuán)排后;芳基在前烴基在后,稱為某基某基醚結(jié)構(gòu)復(fù)雜的醚脂肪醚是以較長(zhǎng)的碳鏈作為母體,將含碳數(shù)較少的烴基
31、與氧連在一起,叫做烷氧基(烴基中有一個(gè)是芳香環(huán)的,則以芳香環(huán)為母體)多元醚先寫出多元醇的名稱,再寫出烴基數(shù)目的名稱,最后加上“醚”字環(huán)醚用“環(huán)氧”作詞頭,寫在母體烴名之前。含較大環(huán)的環(huán)氧化合物,看作是含氧雜環(huán)的環(huán)醚,習(xí)慣按雜環(huán)規(guī)則命名化學(xué)性質(zhì):醚鍵的斷裂:在加熱的情況下,濃酸如HI,HBr等能使醚鍵斷裂,因?yàn)閺?qiáng)酸與醚中的氧原子形成一種鹽使碳氧鍵變?nèi)酰▽?duì)醚的該作用的強(qiáng)弱HIHBrHCl)注:醚鍵斷裂時(shí)往往是較小的烴基生成鹵代烷形成 與絡(luò)合物:與醇或水相似,醚中氧原子上的未共用電子對(duì)能接受質(zhì)子,生成形成過氧化物:某些與氧相連的碳原子上連有氫的醚很容易被空氣中的氧氧化環(huán)醚:環(huán)氧乙烷與RMgX反應(yīng)注:
32、該方法是制備增加兩個(gè)碳原子的伯醇的重要方法醛、酮、醌(這章比較重要,所以篇幅較大)1羰基化合物:分子里含有羰基( ,有極性 )的化合物酮:羰基所連接的兩個(gè)基團(tuán)都是烴基醛:羰基所連接的兩個(gè)基團(tuán)至少有一個(gè)是氫原子2命名(經(jīng)常找一些結(jié)構(gòu)練習(xí)一下,就應(yīng)該沒問題) eq oac(,1)普通命名法:適合簡(jiǎn)單的醛、酮(與羰基相連的碳叫碳,然后依次以,等標(biāo)記) eq oac(,2)系統(tǒng)命名法:以醛、酮為母體,選擇含羰基的最長(zhǎng)的碳鏈為主鏈編號(hào)時(shí)使羰基位次最小。標(biāo)出羰基的位置(醛基不標(biāo)).環(huán)酮?jiǎng)t在名稱前加一“環(huán)”字芳香族醛、酮,芳烴一般作為取代基3.物理性質(zhì):十二個(gè)碳原子以下的脂肪醛、酮是液體,高級(jí)脂肪醛、酮和芳
33、香酮多為固體四個(gè)以下碳原子的脂肪醛、酮易溶于水4.化學(xué)性質(zhì):羰基上的加成反應(yīng)(親核加成):與氫氰酸的加成:+ HCN反應(yīng)完后,碳鏈上增加了一個(gè)碳對(duì)親核加成的活性順序: 與格式試劑的加成(書160頁):甲醛與格式試劑加成后再經(jīng)水解:得到比格式試劑中的烷基多一個(gè)碳原子的伯醇無水乙醚+ RMgX RMgX除甲醛以外的其它醛,與格式試劑加成后再經(jīng)水解:得到比格式試劑中的烷基多一個(gè)碳原子的仲醇無水乙醚+ RMgXRMgX酮與格式試劑加成后再經(jīng)水解:得到比格式試劑中的烷基多一個(gè)碳原子的叔醇無水乙醚+ RMgX與氨的衍生物的加成縮合(化學(xué)方程式見書161頁):醛、酮與羥氨反應(yīng)肟(白色沉淀)醛、酮與肼 反應(yīng)腙
34、(白色沉淀)醛、酮與苯肼反應(yīng)苯腙(黃色沉淀)醛、酮與氨基脲反應(yīng)縮氨脲(白色沉淀)醛、酮與2,4-二硝基苯肼反應(yīng)2,4-二硝基苯腙(黃色沉淀,反應(yīng)現(xiàn)象非常明顯,常用來檢驗(yàn)羰基)注:上述反應(yīng)的特點(diǎn):反應(yīng)現(xiàn)象明顯,與稀酸作用,可水解成原來的醛和酮,常用來分離、提純和鑒別醛酮與醇的加成:干燥HCl或濃H2SO4+ R1OH半縮醛縮醛縮醛對(duì)堿、氧化物、還原劑穩(wěn)定,在稀酸中易水解轉(zhuǎn)變?yōu)樵瓉淼娜铣芍锌衫么朔磻?yīng)來保護(hù)醛基,即當(dāng)分子中羰基與其它官能團(tuán)共存時(shí),只希望其它官能團(tuán)反應(yīng),而不希望羰基受影響,則可將羰基轉(zhuǎn)變?yōu)榭s醛,反應(yīng)完成后,在將其水解還原:醛或酮經(jīng)催化氫化(Ni作催化劑)可分別被還原為伯醇或仲醇(
35、若分子中還有其它可被還原的基團(tuán)如碳碳雙鍵等,當(dāng)催化劑為硼氫化鈉NaBH4、氫化鋰鋁LiAlH4、異丙醇鋁AlOCH(CH3)23時(shí),可以只將羰基還原為羥基,而不影響碳碳雙鍵或三鍵等可被還原的基團(tuán))克雷門森還原法:羰基在特殊試劑如鋅-汞加鹽酸的作用下,被還原為亞甲基(CH2)Hg-Zn/HCl氧化:醛易氧化,酮?jiǎng)t比較困難,所以可以用較弱的氧化劑,來區(qū)別醛和酮土倫試劑:硝酸銀的氨溶液(銀氨溶液)(銀鏡反應(yīng))RCHO + 2Ag(NH3)2OH RCOONH4 + 2Ag+ 3NH3 + H2O斐林試劑:硫酸銅溶液+氫氧化鈉的混合液RCHO + 2Cu(OH)2 + NaOH RCOONa + Cu
36、2O+ 3H2O藍(lán)色磚紅色烴基上的反應(yīng): 鹵代及鹵仿反應(yīng):鹵代反應(yīng):醛或酮的氫能被鹵素取代,生成鹵代醛或酮鹵仿反應(yīng):如丙酮在堿溶液中與鹵素生成乙酸與三鹵代甲烷(鹵仿)鹵仿反應(yīng):例如丙酮在堿液中與鹵素的最終產(chǎn)物是乙酸與三鹵代甲烷(鹵仿)注:只有含 的醛、酮才發(fā)生鹵仿反應(yīng)羥醛縮合作用:在堿的催化下,含有氫的醛可以發(fā)生自身的加成作用,即一分子醛以其碳對(duì)另一分子的羰基加成,形成羥基醛稀堿-羥基丁醛歧化反應(yīng)(康尼查羅反應(yīng)):無氫的醛,在濃堿的作用下,能發(fā)生自身的氧化還原反應(yīng),即一分子醛氧化成酸,另一分子還原成醇2HCHO + 濃NaOH HCOONa + CH3OH羧酸及其衍生物1.羧酸的命名:普通命名
37、法烴名改為某酸,位置用、等表示系統(tǒng)命名法與“醛”類似(選主鏈,編號(hào),命名)將相應(yīng)的烴名改為某酸,羧基始終編號(hào)為1。注: eq oac(,1)主鏈含烯鍵改為某烯酸;碳鏈的碳數(shù)大于10的烯酸稱為某碳烯酸。 eq oac(,2)羧基直接連在環(huán)上的脂肪酸用烴名羧酸表示。 eq oac(,3)羧基直接連在環(huán)上的芳香酸用烴名甲酸表示。 eq oac(,4)二元羧酸稱某二酸。2.羧酸的化學(xué)性質(zhì):(1)酸性;(2)羧基中羥基的取代反應(yīng): eq oac(,1)酸酐的生成 eq oac(,2)酰鹵的生成 eq oac(,3)酯的生成 eq oac(,4)酰胺的生成;(3)二元羧酸的受熱反應(yīng)(1)酸性:羧酸具有弱酸
38、性,在水溶液中存在著如下平衡羧酸的酸性小于無機(jī)酸而大于碳酸,此性質(zhì)可以用于醇、酚、酸的鑒別和分離(不溶于水的羧酸既溶于NaOH也溶于NaHCO3,不溶于水的酚能溶于NaOH不溶于NaHCO3,不溶于水的醇既不溶于NaOH也溶于NaHCO3)(2)羧基中羥基的取代反應(yīng): eq oac(,1)酸酐的生成:羧酸在脫水劑如五氧化二磷的存在下加熱,兩分子羧酸間能失去一分子水而形成酸酐 eq oac(,2)酰鹵的生成:酰鹵中的酰氯是有機(jī)合成中非常有用的試劑,可以由羧酸與亞硫酰氯(SOCl2)、五氯化磷或三氯化磷等鹵化劑作用來制取 eq oac(,3)酯的生成: eq oac(,4)酰胺的生成:在羧酸中通入氨氣或加入碳酸銨,可得到羧酸銨鹽,銨鹽熱解失水而生成酰胺酰胺羧酸銨鹽(3)二元羧酸的受熱反應(yīng)乙二酸、丙二酸受熱脫羧生成一元酸丁二酸、戊二酸受熱脫水(不脫羧)生成環(huán)狀酸酐己二酸、庚二酸受熱既脫水又脫羧生成環(huán)酮3.羧酸衍生物的命名: eq oac(,1)酰鹵和酰胺根據(jù)?;Q為某酰某 eq oac(,2)氮原子上有取代基,在取代基名稱前加N標(biāo)出 eq oac(,3)酸酐的命名是在相應(yīng)羧酸的名稱之后加一“酐”字 eq oac(,4)酯的命名時(shí)根據(jù)形成它的酸和醇稱為某酸某酯4.羧酸衍生物的化學(xué)性質(zhì):(1)水解;(2)醇解;(3)氨解(1)水解:主
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