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文檔簡(jiǎn)介
1、有機(jī)化學(xué)學(xué)習(xí)綱要及習(xí)題集孫喜龍 王昌青 張朋美 王永利 編著河北北方學(xué)院化學(xué)系2007年9月內(nèi)容簡(jiǎn)介本書為方便學(xué)生更好的學(xué)習(xí)有機(jī)化學(xué)這門基礎(chǔ)學(xué)科,加深對(duì)有機(jī)化學(xué)基本概念、基本理論、基本反應(yīng)的理解,提高分析問題和解決問題的能力,并根據(jù)高等師范院校有機(jī)化學(xué)學(xué)科考試大綱的要求,由河北北方學(xué)院理學(xué)院化學(xué)系有機(jī)化學(xué)教研室的主講教師編寫而成。全書共分二十章,前十九章以官能團(tuán)為主線,采用脂肪族和芳香族混合體系編寫;每章分三部分:“目的要求”部分概述教學(xué)大綱規(guī)定的本章需掌握的知識(shí);“內(nèi)容提要”部分詳細(xì)分析各章要點(diǎn),包括基本概念、基本理論和基本反應(yīng);“習(xí)題”部分提供了適量適度的習(xí)題供學(xué)生練習(xí)。第二十章為有機(jī)化合
2、物的英文命名,較全面的總結(jié)了大學(xué)階段有機(jī)物的命名原則和方法,可供部分需要掌握的學(xué)生自學(xué),以供考研時(shí)使用。最后附有全國(guó)十所高校近十年考研真題,方便學(xué)生練兵,感受真實(shí)的考研環(huán)境。本書可作為綜合性大學(xué)、師范院校及其他大專院校的有機(jī)習(xí)題輔導(dǎo)教材。由于編者水平有限,書中難免會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤和不妥之處,懇請(qǐng)讀者批評(píng)指正。目 錄第一章 緒 論1 第二章 烷 烴2第三章 環(huán) 烷 烴4第四章 對(duì)映異構(gòu)6第五章 鹵 代 烷10第六章 烯 烴13第七章 炔烴和二烯烴16第八章 芳 烴19第九章 四 譜24第十章 醇 酚 醚27第十一章 醛 酮33第十二章 羧 酸38第十三章 羧酸衍生物43第十四章 含氮化合物49第十五章
3、 含硫、磷和硅的化合物55第十六章 周環(huán)反應(yīng)57第十七章 雜環(huán)化合物60第十八章 碳水化合物63第十九章 氨基酸、多肽、蛋白質(zhì)和核酸66第二十章 有機(jī)化合物的英文命名68附 全國(guó)十所高校近年考研真題76第一章 緒論1-目的要求1 認(rèn)識(shí)有機(jī)化學(xué)的研究對(duì)象2 了解有機(jī)物的一般研究方法3 了解有機(jī)化學(xué)發(fā)展史,有機(jī)結(jié)構(gòu)理論的創(chuàng)建與發(fā)展4 掌握共價(jià)鍵理論的要點(diǎn)及誘導(dǎo)效應(yīng)5 認(rèn)識(shí)有機(jī)物的分類方法1-2內(nèi)容提要1 有機(jī)化合物與有機(jī)化學(xué)概念:有機(jī)化學(xué)有機(jī)化合物有機(jī)化學(xué)發(fā)展簡(jiǎn)史及研究?jī)?nèi)容有機(jī)物特點(diǎn):結(jié)構(gòu)特點(diǎn):結(jié)合方式、基本骨架、同分異構(gòu)現(xiàn)象性質(zhì)特點(diǎn):易燃、熔沸點(diǎn)低、溶解性、反應(yīng)速度慢、副反應(yīng)多共價(jià)鍵理論及性質(zhì)價(jià)
4、鍵理論 軌道重疊、飽和性、方向性、雜化、共振論分子軌道理論共價(jià)鍵基本屬性:鍵長(zhǎng)、鍵角、健能、鍵極性誘導(dǎo)效應(yīng):分子中由于成鍵原子電負(fù)性不同引起的電子轉(zhuǎn)移有機(jī)反應(yīng)基本類型:均裂、異裂有機(jī)反應(yīng)的一般研究方法:分離提純、物理常數(shù)測(cè)定、元素分析、經(jīng)驗(yàn)式確定、分子式確定、結(jié)構(gòu)式確定有機(jī)物分類:碳架分類、官能團(tuán)分類1-習(xí)題1. 寫出C5H12, C6H14的構(gòu)造異構(gòu)體。2. 下列化合物有否立體異構(gòu)體,如有,請(qǐng)用傘形式表示。 3. 化合物A轉(zhuǎn)化為化合物B時(shí)的焓變?yōu)?7kJ/mol-1(25 oC), 如S可忽略不計(jì),請(qǐng)計(jì)算平衡常數(shù)K,并指出A與B的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。 4. 寫出下列化學(xué)式的所有的構(gòu)造異構(gòu)體。(i)C3
5、H6O (ii) C4H10O (iii) C5H10 (iv) C4H8 (v) C4H65. 丙烯的碳哪個(gè)是sp3雜化,哪個(gè)是sp2雜化?6. 已知鍵是原子間的軸向電子分布,具有圓柱狀對(duì)稱,鍵是p軌道的邊緣交蓋,鍵的對(duì)稱性與鍵的對(duì)稱性有何不同? 7. 丙烷的分子形狀按碳的四面體成鍵分布,試畫出各原子的分布示意圖。8. 二氧化碳的偶極矩為零,為何? 若遇水后形成碳酸氫根或碳酸,此時(shí)它們的偶極矩仍為零么?碳酸分子為何是酸性的?第二章烷烴-目的要求掌握烷烴系統(tǒng)命名法、同分異構(gòu)現(xiàn)象、鍵、自由基取代反應(yīng)用分子間作用力解釋烷烴的熔沸點(diǎn)變化規(guī)律掌握構(gòu)造、構(gòu)型、構(gòu)象的基本概念及、符號(hào)了解烷烴的來源:甲烷-
6、2內(nèi)容提要烷烴:飽和烴、通式、結(jié)構(gòu)、sp3雜化、正四面體、鍵同分異構(gòu):構(gòu)造異構(gòu),分子中原子或基團(tuán)繞鍵旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生構(gòu)象 穩(wěn)定性:反疊式順錯(cuò)式反錯(cuò)式順疊式烷烴系統(tǒng)命名法:“三最原則”最長(zhǎng)碳鏈、最多取代、最小位次烷烴性質(zhì) = 1 * GB2 物理性質(zhì):熔沸點(diǎn)規(guī)律、溶解性、密度 = 2 * GB2 化學(xué)性質(zhì):取代、氧化、裂解、異構(gòu)化 = 3 * GB2 自由基及穩(wěn)定性、自由基反應(yīng)歷程烷烴來源:天然氣、石油烷烴制備:武茲法、碳酸鹽法-習(xí)題1. 用IUPAC命名法命名下列化合物。2. 化合物BrCH2CH2Br有幾種較穩(wěn)定的構(gòu)象,哪一種構(gòu)象最穩(wěn)定?平衡體系中,哪一種構(gòu)象異構(gòu)體的含量最多?為什么?3. 分別寫
7、出下列化合物最穩(wěn)定的構(gòu)象,并用傘形式,鋸架式,紐曼式表示。4. 用IUPAC命名法命名下列化合物。5. 解釋下列化合物的沸點(diǎn)順序:( i ) CH3CH3, CH3CH2Br, CH3CH2I -89 oC 38 oC 72 oC 69 oC 60 oC 49.7 oC 81 oC6. 不要查表,將下列烴類化合物按沸點(diǎn)降低次序排列。 (i)3,3-二甲基戊烷 (ii)正庚烷 (iii)2-甲基庚烷 (iv)正戊烷 (v)2-甲基己烷7. 寫出下列各取代基的構(gòu)造式。 (i)Et- (ii)i-Pr- (iii)i-Bu- (iv)s-Bu- (v)異戊基 (vi)新戊基8. 將下列化合物改寫成傘
8、形式,紐曼式,并指出其優(yōu)勢(shì)構(gòu)象,用紐曼式表示。9. 舉例說明分子中的3種張力:(i)扭轉(zhuǎn)張力;(ii)角張力;(iii)范德華空間排斥力(范德華張力)。 10. 寫出乙烷氯代的自由基歷程。第三章 環(huán)烷烴3-1 目的要求1 掌握環(huán)烷烴命名、化學(xué)性質(zhì)、順反異構(gòu)、環(huán)己烷構(gòu)象2 了解環(huán)大小與穩(wěn)定性關(guān)系、張力學(xué)說3-2 內(nèi)容提要1環(huán)烷烴分類、命名和異構(gòu) = 1 * GB2 分類:?jiǎn)苇h(huán)、螺環(huán)、橋環(huán) = 2 * GB2 命名單環(huán):同烷烴,名稱前加“環(huán)”字螺環(huán):總C數(shù)稱某烷,前加“螺”, 中標(biāo)環(huán),C數(shù)小大橋環(huán):二環(huán)、三環(huán) 標(biāo)橋,C數(shù)小大2 化學(xué)性質(zhì) = 1 * GB2 加成反應(yīng):小環(huán)(3、4)反應(yīng) X2、HX
9、、H2 = 2 * GB2 氧化: 燃燒、催化氧化3 環(huán)穩(wěn)定性、拜爾張力學(xué)說4 環(huán)己烷和取代環(huán)己烷的構(gòu)象:椅式最穩(wěn)定,取代基處于e鍵,大取代基處于e鍵穩(wěn)定。3-3 習(xí)題1. 用IUPAC法命名下列化合物。2. 命名下列化合物。3命名下列化合物。 4. 指出下列化合物的穩(wěn)定構(gòu)象。 (i) 反-1-乙基-3-叔丁基環(huán)己烷 (ii) 順-4-異丙基氯代環(huán)己烷 (iii) 1,1,3-三甲基環(huán)己烷 (iv) 1,3,5-三甲基環(huán)己烷5. 指出下列化合物的穩(wěn)定構(gòu)象。6. 寫出環(huán)己烷在光作用下溴化產(chǎn)生溴代環(huán)己烷的反應(yīng)機(jī)制。7. 由下列指定化合物合成相應(yīng)的鹵化物,用Cl2還是Br2?為什么?8. 把下列化合
10、物的平面構(gòu)造式改寫成構(gòu)象式。9. 化合物A分子式C4H8, 使溴水褪色但不能使高錳酸鉀溶液褪色。1molA與1molHBr作用生成B,B也可以從A的同分異構(gòu)體C與HBr作用得到。C分子式也是C4H8,能使溴水和高錳酸鉀(酸性)褪色。推測(cè)A、B、C的構(gòu)造式,并寫出各步反應(yīng)式。10. 分子式為C10H16的烴,氫化時(shí)只吸收1molH2,它包含多少個(gè)環(huán)?臭氧分解時(shí),它產(chǎn)生1,6-環(huán)癸二酮,試問這是什么烴?寫出構(gòu)造式。11. 從環(huán)己醇及必要試劑出發(fā)合成下列化合物。關(guān)于合成的練習(xí),要求選用能給出較高產(chǎn)率與相當(dāng)純度的產(chǎn)品的方法。它是一個(gè)綜合的練習(xí),需要把學(xué)過的幾種不同類型的化合物的知識(shí)匯總,綜合利用。目前
11、階段還限于書本。注意滿足題目限制的條件(如原料)。書寫時(shí)不必完成和平衡每一個(gè)反應(yīng)式,只要寫出有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu),并在箭頭上寫出必要的試劑和必須的條件。第四章 對(duì)映異構(gòu)4-1 目的要求1 重點(diǎn)掌握:對(duì)映體、非對(duì)映體、外消旋體、內(nèi)消旋體等概念及構(gòu)型表示方法(、法)2了解物質(zhì)產(chǎn)生旋光性的原因,對(duì)映異構(gòu)與分子結(jié)構(gòu)、對(duì)稱因素與手性的關(guān)系4-內(nèi)容提要 異構(gòu)現(xiàn)象分類構(gòu)造異構(gòu) 立體異構(gòu)(構(gòu)型異構(gòu))碳絡(luò)異構(gòu) 位置異構(gòu) 官能團(tuán)異構(gòu) 互變異構(gòu) 順反異構(gòu)(幾何異構(gòu))構(gòu))對(duì)映異構(gòu)(旋光異構(gòu))構(gòu)象異構(gòu)物質(zhì)產(chǎn)生旋光性的原因:手性碳。具有一定構(gòu)型的分子若不可與其鏡像重疊,則該分子具有手性。一般具有手性的分子都有旋光活性。手性與
12、對(duì)稱因素的關(guān)系 具有對(duì)稱面或?qū)ΨQ中心的分子叫對(duì)稱分子,一定沒有手性;若一個(gè)分子找不到對(duì)稱面或?qū)ΨQ中心,為不對(duì)稱分子,一定有手性。 手性碳的表示法:楔線法、費(fèi)歇爾投影式、紐曼投影式(重點(diǎn))、透視式及相互轉(zhuǎn)化 Fischer投影式書寫方便,但它不能直接反映空間結(jié)構(gòu)。根據(jù)投影規(guī)則,豎線上的基團(tuán)向內(nèi)彎曲,水平線上的基團(tuán)向外翹起。注意:Fischer投影式不可在紙面上旋轉(zhuǎn)90o,不可離開紙面翻轉(zhuǎn)180o。手性碳原子構(gòu)型標(biāo)記 = 1 * GB2 法 = 2 * GB2 法 法為相對(duì)構(gòu)型標(biāo)記,法為絕對(duì)構(gòu)型標(biāo)記法。該標(biāo)記法以順序規(guī)則為基礎(chǔ),對(duì)具有手性中心的化合物標(biāo)記時(shí),標(biāo)記者站在遠(yuǎn)離最“差”基團(tuán)的位置,按“優(yōu)
13、”“良”“中”(由順序規(guī)則判定)順序旋轉(zhuǎn),順時(shí)針為R ,逆時(shí)針為S 。6 含手性碳的化合物的立體異構(gòu):含n個(gè)手性碳的化合物的立體異構(gòu)數(shù)為2n或小于2n(一般含相同手性碳的化合物立體異構(gòu)數(shù)小于2n。)立體異構(gòu)體的寫法:(1)書寫Fischer投影式水平基團(tuán)的相對(duì)位置;(2)判定所寫每一個(gè)構(gòu)型的手性,若有手性寫出對(duì)映體。7 不含手性碳的手性分子: 含多個(gè)手性碳的分子不一定都有旋光性,而不含手性碳的分子不一定無旋光性。分子無對(duì)稱面和對(duì)稱中心,則一定有手性和旋光性。比較典型的丙二烯型、螺環(huán)、聯(lián)苯衍生物、柄型化合物均有可能有手性和旋光性。 4-3 習(xí)題1. 判斷哪些是手性分子?寫出其結(jié)構(gòu)式,并用R, S
14、標(biāo)記其構(gòu)型。(i)3-溴己烷 (ii) 2-甲基-3-氯戊烷 (iii) 1,3-二氯戊烷 (iv) 1,1-二氯環(huán)丙烷 (v)1,2-二氯環(huán)丙烷 (vi) 3-甲基-3-氯戊烷 (vii) 1-甲基-4-異丙烯基環(huán)己烷 2. 指出下列化合物的中心對(duì)稱位置。3. 將下列化合物寫成費(fèi)歇爾投影式,并寫出不對(duì)稱碳原子的構(gòu)型,指出這些化合物是否有對(duì)映體? 4. 寫出(2R,3S)-3-溴-2-碘戊烷的費(fèi)歇爾投影式,并寫出其優(yōu)勢(shì)構(gòu)象的鋸架式,傘形式,紐曼式。5. 計(jì)算下列分子的光活異構(gòu)體的數(shù)目,有幾對(duì)對(duì)映體?每一個(gè)化合物有幾個(gè)非對(duì)映體?6. 寫出下列化合物的構(gòu)型式。(立體表示或投影式)(i)(S)-(-
15、)-1-苯基乙醇 (ii) (R)-(-)-1,3-丁二醇 (iii)(2S,3S)-(+)-2-甲基-1,2,3-丁三醇 (iv)(4S,3E)-2-氯-4-溴-2-戊烯 (v)(2R, 3R, 4S)-4-氯-2,3-二溴己烷 (vi) (S)-(+)-1-苯基-2-甲基丁烷 (vii) (1S, 3S, 4R)-3-甲基-4-乙基環(huán)己醇的產(chǎn)物及過程。8. 寫出下列化合物的費(fèi)歇爾投影式,在不對(duì)稱碳原子旁注明R, S構(gòu)型,如有非手性分子,請(qǐng)指出對(duì)稱元素。9. 指出下列化合物有無光活性: 10. 寫出薄荷醇所有的光活異構(gòu)體,用構(gòu)象式表示之。11. 樟腦具有下列的結(jié)構(gòu),其分子中有幾個(gè)不對(duì)稱碳原子
16、?有幾個(gè)光活異構(gòu)體存在?12. 命名下列化合物。 13. 下列各對(duì)化合物哪些屬于非對(duì)映體、對(duì)映體、順反異構(gòu)體、構(gòu)造異構(gòu)體或同一化合物。 14. 家蠅的性引誘劑是一個(gè)分子式為C23H46的烴類化合物,加氫后生成C23H48;用熱而濃的高錳酸鉀氧化時(shí),生成CH3(CH2)12COOH CH3(CH2)7COOH。它和溴的加成物是一對(duì)對(duì)映體的二溴代物。試問這個(gè)性引誘劑可能具有何種結(jié)構(gòu)? 15. 一旋光化合物C8H12(A),用鉑催化劑加氫得到?jīng)]有手性的化合物C8H18(B),A用林德拉催化劑加氫得到手性化合物C8H14(C),但用金屬鈉在液氨中還原得到另一個(gè)沒有手性的化合物C8H14(D)。試推測(cè)A
17、的結(jié)構(gòu)。第五章 鹵代烷5-1 目的要求重點(diǎn)掌握:鹵代烷的分類、命名及同分異構(gòu)體;化學(xué)性質(zhì)、制法熟悉親核取代反應(yīng)歷程及影響因素,活性差異了解鹵代烷是有機(jī)合成的重要中間體5-2內(nèi)容提要鹵代烷分類命名(推廣三原則)鹵代烷的化學(xué)性質(zhì) = 1 * GB2 親核取代反應(yīng):、丙酮 = 2 * GB2 消除反應(yīng)(醇) = 3 * GB2 與金屬反應(yīng):、鹵代烷制備:烴鹵代、烯加成、醇鹵代N1、N2親核取代歷程及立體化學(xué): N1反應(yīng)動(dòng)力學(xué)指出,反應(yīng)速度只與反應(yīng)底物的濃度有關(guān),為一級(jí)反應(yīng)。歷程分兩步,即離去基團(tuán)離去產(chǎn)生碳正離子(決速步),而后與親核試劑結(jié)合。由于決速步中生成平面構(gòu)型的碳正離子,親核試劑可從平面的兩側(cè)
18、進(jìn)攻,得到外消旋的立體化學(xué)結(jié)果。 N2反應(yīng)動(dòng)力學(xué)指出,反應(yīng)速度既與反應(yīng)底物的濃度有關(guān),又與親核試劑的濃度有關(guān),為二級(jí)反應(yīng),其歷程為一步反應(yīng)。親核試劑進(jìn)攻和離去基團(tuán)離去同時(shí)進(jìn)行,反應(yīng)中通過一個(gè)過渡態(tài),其立體化學(xué)是構(gòu)型轉(zhuǎn)化。5影響N1、N2反應(yīng)的主要因素: N1:碳正離子的穩(wěn)定性。若反應(yīng)底物離去基團(tuán)離去后產(chǎn)生的碳正離子越穩(wěn)定,反應(yīng)越有利。極性較大的溶劑有利于碳正離子的生成,因而有利于N1反應(yīng)。 N2:反應(yīng)底物體積效應(yīng)影響為主要因素。與離去基團(tuán)直接相連的碳所連取代基體積越大,對(duì)該碳的屏蔽越大,N2反應(yīng)活性也越差。在N2反應(yīng)中親核試劑親核性越強(qiáng),越有利于反應(yīng)。6 有機(jī)金屬化合物5-3 習(xí)題1. 用IU
19、PAC命名法命名下列化合物。 2. 比較下列碳正離子的穩(wěn)定性,由大到小順序列出。3. 下列親核試劑在質(zhì)子溶劑中與CH3CH2I反應(yīng),請(qǐng)比較它們的反應(yīng)速率。4. 如何從相應(yīng)的烷烴、環(huán)烷烴制備下列化合物?5. 用6個(gè)碳或以下的鹵化物合成下列化合物。6. 完成下列反應(yīng)。 7. 請(qǐng)比較下列各組化合物進(jìn)行SN2反應(yīng)時(shí)的反應(yīng)速率。8. 請(qǐng)比較下列各組化合物進(jìn)行SN1反應(yīng)時(shí)的反應(yīng)速率。(i)芐基溴(苯甲基溴) -苯基溴乙烷 -苯基溴乙烷 (ii)3-甲基-1-溴庚烷 2-甲基-2-溴戊烷 2-甲基-3-溴戊烷9. 完成下列反應(yīng),注意立體構(gòu)型。10. 2-溴-2-甲基丁烷、2-氯-2-甲基丁烷、2-碘-2-甲
20、基丁烷以不同速率與甲醇反應(yīng),但其產(chǎn)物都為2-甲氧基-2-甲基丁烷、2-甲基-1-丁烯和2-甲基-2-丁烯的相同比例的混合物。試解釋之。11. 有一化合物分子式為C8H10,在鐵的存在下與1mol溴作用,只生成一種化合物A,A在光照下與1mol氯作用,生成兩種產(chǎn)物B和C,試推斷A,B,C的結(jié)構(gòu)。12. 化合物M的分子式為C6H11Cl,M和硝酸銀酒精溶液反應(yīng)很快出現(xiàn)白色沉淀。M在NaOH水溶液作用下只得到一種水解產(chǎn)物N,M與KI(丙酮)反應(yīng)比氯代環(huán)己烷快。試寫出M,N的可能結(jié)構(gòu)。第六章 烯烴6-1 目的要求1 重點(diǎn)掌握單烯烴分子結(jié)構(gòu)、鍵、同分異構(gòu)體及命名、單烯烴的化學(xué)性質(zhì)、親電加成歷程。2 了解
21、單烯烴的來源、制備和用途。6-2 內(nèi)容提要1 同分異構(gòu):碳絡(luò)、位置、與環(huán)烷烴的異構(gòu)、幾何異構(gòu)。2系統(tǒng)命名:選含有雙鍵的最長(zhǎng)碳鏈為母體,編號(hào)時(shí)使烯碳編號(hào)最小,在此基礎(chǔ)上照顧取代基。幾何異構(gòu)和順序規(guī)則:Z、E標(biāo)記法是按照順序規(guī)則,分別比較兩個(gè)烯碳所連基團(tuán)的原子優(yōu)先順序。若兩個(gè)相對(duì)優(yōu)先的基團(tuán)在同側(cè)為Z,在異側(cè)為E。順序規(guī)則: = 1 * GB3 比較烯碳直接相連元素,原子序數(shù)大的優(yōu)先; = 2 * GB3 若烯碳直接相連元素相同,再比較該元素所連基團(tuán)的原子優(yōu)先順序; = 3 * GB3 碳碳雙鍵和三鍵可看作分別與兩個(gè)碳和三個(gè)碳相連; = 4 * GB3 同位素重者優(yōu)于輕者。3 烯烴結(jié)構(gòu):SP2、鍵、
22、三角形平面、結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)。4 化學(xué)性質(zhì) = 1 * GB2 親電加成:X2 、HX、H2SO4、HOX (B2H6 H2O),馬氏和反馬氏規(guī)則 = 2 * GB2 催化加氫 = 3 * GB2 自由基加成 HBr-ROOR = 4 * GB2 氧化 KMnO4 _ OH- (H2O)、KMnO4 _ H+、O3、催化氧化 = 5 * GB2 聚合 = 6 * GB2 H反應(yīng) 鹵代 Cl2500oC、NBS、氧化5馬氏規(guī)則的解釋馬氏規(guī)則的本質(zhì)是速度問題,正性基團(tuán)加在含氫較多的碳上反應(yīng)速度快,故加成主要按此方向進(jìn)行;而正性基團(tuán)進(jìn)攻不同碳的速度又取決于生成碳正離子的穩(wěn)定性。一般加在含氫較多的碳上生成
23、的碳正離子較穩(wěn)定,因此烯加成一般遵循馬氏規(guī)則。若烯碳連有拉電子基團(tuán)時(shí),加成方向則是反馬氏規(guī)則的,它的解釋仍然是應(yīng)用碳正離子的穩(wěn)定性。6 制備 = 1 * GB2 烷脫氫 = 2 * GB2 鹵代烴脫HX或X2 = 3 * GB2 醇脫水7 雙分子消去反應(yīng)E2E2消去反應(yīng)為一步反應(yīng),親核試劑進(jìn)攻-H,同時(shí)離去基團(tuán)離去生成碳碳雙鍵。反應(yīng)中生成的過渡態(tài)具有某些雙鍵的性質(zhì),過渡態(tài)的穩(wěn)定性決定反應(yīng)速度。(E1為兩步歷程,首先離去基團(tuán)離去,生成碳正離子,而后脫去-H,第一步為反應(yīng)決速步,所以碳正離子穩(wěn)定性決定了消去反應(yīng)的活性。)無論對(duì)E1還是E2,其反應(yīng)活性均有:R3C-X R2CH-X RCH2-X。8
24、 E2消去反應(yīng)的立體化學(xué)鹵代烴在強(qiáng)堿條件下的消去反應(yīng)均為E2消去歷程。E2消去過渡態(tài)的穩(wěn)定性決定了它的立體化學(xué)為反式共平面消去。消去構(gòu)象是消去的-H和鹵素處于反式共平面的位置,根據(jù)這一構(gòu)象可判定烯烴的構(gòu)型。若消去基團(tuán)在六元環(huán)上,消去構(gòu)象一定是消去基團(tuán)與-H處于反位的a鍵上。9 親核取代反應(yīng)和消去反應(yīng)的競(jìng)爭(zhēng)主要影響因素是鹵代烴的結(jié)構(gòu)、親核試劑堿性、溶劑和反應(yīng)溫度。伯鹵代烷易親核取代,而叔鹵代烴和位有大的取代基時(shí),影響親核試劑對(duì)極化正電中心的進(jìn)攻,易消去。親核試劑堿性越強(qiáng),越易發(fā)生消去反應(yīng)。極性較弱的溶劑和較高反應(yīng)溫度有利于消去反應(yīng)(如對(duì)伯鹵代烴,OH-/H2O條件下為取代反應(yīng),OH-/C2H5O
25、H條件下為消去反應(yīng)。6-3 習(xí)題1. 用IUPAC命名法命名下列化合物。2. 用IUPAC命名法命名下列化合物。3. 命名下列化合物。4. 寫出下列化合物與溴的加成產(chǎn)物。5. 氯化氫與3-甲基環(huán)戊烯加成得1-甲基-2-氯環(huán)戊烷及1-甲基-1-氯環(huán)戊烷混合物,寫出反應(yīng)機(jī)制及其中間體,并加以解釋。6. 完成下列反應(yīng),寫出主要產(chǎn)物(反應(yīng)物摩爾比為1:1)。7. 完成下列反應(yīng),寫出主要產(chǎn)物及其構(gòu)型(用楔形鍵與虛線表示)。8用甲基環(huán)己烷為原料,合成下列化合物。9. 完成下列反應(yīng),寫出反應(yīng)機(jī)制。10. 完成下列反應(yīng),寫出主要產(chǎn)物。11. 化合物A、B、C均為庚烯的異構(gòu)體,A經(jīng)臭氧化還原水解成CH3CHO和
26、 CH3CH2CH2CH2CHO,用同樣的方法處理B,生成丙酮和2-丁酮,用同樣的方法處理C,生成CH3CHO和3-戊酮。試寫出A、B、C的構(gòu)造式和構(gòu)型式。12. 比較下列各組烯烴與硫酸的加成活性。(1)乙烯 溴乙烯 (2)丙烯 2-丁烯(3)氯乙烯 1,2-二氯乙烯 (4)乙烯 丙烯酸(5)2-丁烯 異丁烯13. 某工廠要生產(chǎn)殺根瘤線蟲的農(nóng)藥二溴氯丙烷BrCH2CHBrCH2Cl,試問要用什么原料?怎樣進(jìn)行合成?14. 試略述下列化合物的一種可能的實(shí)驗(yàn)室合成法(只能用指定的原料,其他溶劑和無機(jī)試劑任選)。(1)由乙烷合成乙烯(2)由丙烷合成丙烯(3)由丙烷合成1,2-二溴丙烷(4)由丙烷合成
27、1-溴丙烷(5)由2-溴丙烷合成1-溴丙烷(6)由1-碘丙烷合成1-氯-2-丙醇(7)由丙烷合成異丙醇(8)由正丁醇合成2-碘丁烷(9)由2-丙醇合成正丙醇第七章 炔烴和二烯烴7-1 目的要求1 炔烴結(jié)構(gòu)、化學(xué)性質(zhì)為掌握重點(diǎn)2 了解炔烴的來源及用途3 掌握二烯烴的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、共軛效應(yīng)、1. 4加成反應(yīng);共軛及累積二烯烴4 共振式及應(yīng)用7-2 內(nèi)容提要1 炔烴結(jié)構(gòu):sp雜化、直線型、電子云2 同分異構(gòu)及命名 :選含有雙鍵的最長(zhǎng)碳鏈為母體,編號(hào)時(shí)使炔碳或烯碳編號(hào)最小,在此基礎(chǔ)上照顧取代基。由烷通式推導(dǎo)烯、炔通式3 炔烴化學(xué)性質(zhì) = 1 * GB2 加成反應(yīng):親電加成( X2 、HX、H2O);HBr
28、-ROOR;催化加氫及還原; = 2 * GB2 氧化 KMnO4 (OH-、H2O、H+) 產(chǎn)物都是酸;O3 = 3 * GB2 CH反應(yīng):弱酸性、NaNH2、Na、Ag(NH3)+、Cu(NH3)24 炔烴的制法:二鹵代烷脫鹵化氫;炔烴的烷基化5 共軛二烯烴結(jié)構(gòu):大鍵離域、共軛效應(yīng)6 共軛二烯的性質(zhì) = 1 * GB2 親電加成:1, 2與1, 4加成競(jìng)爭(zhēng) = 2 * GB2 環(huán)加成: DA = 3 * GB2 氧化:KMnO4、O3 = 4 * GB2 聚合:順丁、天然橡膠7-3 習(xí)題1. 命名下列化合物。2. 用IUPAC命名法命名下列化合物。3. 由乙炔及鹵代烷為原料合成下列化合物。
29、4. 用化學(xué)方法鑒別下列化合物。5. 從指定原料合成指定化合物。6. 完成下列反應(yīng),寫出主要產(chǎn)物。 7. 試寫出2-丁炔與臭氧反應(yīng)的反應(yīng)機(jī)制及水解反應(yīng)的產(chǎn)物。 8. 完成下列反應(yīng)。9. 化合物(A)C9H14, 具旋光性,將(A)用鉑進(jìn)行催化氫化生成(B) C9H20,不旋光,將(A)用林德拉催化劑小心催化氫化生成(C)C9H16,也不旋光,但如將(A)置液氨中與金屬鈉反應(yīng),生成(D)C9H16卻有旋光,試推測(cè)(A)(B) (C) (D)的結(jié)構(gòu)。 10. 完成下列轉(zhuǎn)化。 第八章 芳烴8-1 目的要求1 重點(diǎn)掌握:苯的結(jié)構(gòu)、同分異構(gòu)體及命名、化學(xué)性質(zhì)、親電取代反應(yīng)歷程、取代基定位規(guī)律。2 了解休
30、克爾規(guī)律、共振論、重要芳烴(苯、甲苯及二甲苯)。8-2 內(nèi)容提要1 苯結(jié)構(gòu):凱庫(kù)勒結(jié)構(gòu)、共振論、HMO理論2 同分異構(gòu)體及命名:多取代苯以苯為母體,或以其普通名的衍生物為母體;復(fù)雜物質(zhì)以鏈烴為母體,苯為取代基。3 化學(xué)性質(zhì) = 1 * GB2 親電取代:X2、HNO3、H2SO4、RX、RCOX = 2 * GB2 加成:H2-Pt、Cl2-hv = 3 * GB2 氧化:O2、V2O5、KMnO4-H+4 取代基定位規(guī)律 = 1 * GB2 鄰對(duì)位定位基:帶負(fù)電荷或基電子有未共用電子對(duì)的基團(tuán),可看作給電子基,給電子能力O- -NH2,NHR-OH -OR -NHCOR, OCOR -R(-A
31、r) -X;致活親電取代反應(yīng)(除-X外); = 2 * GB2 間位定位基:正離子或具有電負(fù)性較強(qiáng)的元素組成的基團(tuán),可看作拉電子基,拉電子能力為-N+R3 -NO2 -CF3 -CN ,-SO3H, -CHO, COR, -COOH -COOR,-CONHR;致鈍親電取代反應(yīng)。5 芳香性和休克爾規(guī)則:結(jié)構(gòu)上共平面,鍵長(zhǎng)趨于平均化,有較大共振能。在外磁場(chǎng)中可產(chǎn)生抗磁環(huán)流。不易加成而易取代。分子結(jié)構(gòu)特征符合休克爾規(guī)則。以上為芳香化合物的共性。 休克爾規(guī)則:?jiǎn)苇h(huán)、共平面、閉合體系,電子數(shù)符合4n+2的化合物具有芳香性,可判定化合物的芳香性。很多不符合苯環(huán)結(jié)構(gòu)的芳香化合物均符合休克爾規(guī)則。如環(huán)丙烯基正
32、離子、 環(huán)戊二烯負(fù)離子、環(huán)庚三烯正離子、具有10個(gè)電子的環(huán)辛四烯雙負(fù)離子、18-輪烯等,都符合休克爾規(guī)則,均為非苯芳香化合物。8-3 習(xí)題1. 寫出下列化合物的結(jié)構(gòu)式。(1)4-甲基-5-(對(duì)溴苯基)-1-戊炔 (2)2,4,6-三硝基甲苯(3)對(duì)二氯苯 (4)1-氟-2,4-二硝基苯(5)對(duì)氨基苯磺酸 (6)2-氨基-3-硝基-5-溴苯甲酸(7)1,5-二苯基庚烷 (8)芐氯(9)環(huán)己基苯 (10)2-氯-1-甲基萘2. 寫出下列化合物的中文名稱。3. 請(qǐng)解釋:(1)為什么鄰二甲苯、間二甲苯、對(duì)二甲苯的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)都不相同?(2)為什么鄰二甲苯、間二甲苯、對(duì)二甲苯的沸點(diǎn)差別不大,而熔點(diǎn)差別較大
33、?(3)為什么對(duì)二甲苯的熔點(diǎn)比鄰二甲苯、間二甲苯高?4. 用IUPAC命名法命名下列化合物。5. 用箭頭表示下列化合物發(fā)生硝化時(shí)硝基進(jìn)入苯環(huán)的主要位置。6. 以苯或甲苯為原料,制備下列化合物。 (i)間硝基氯苯 (ii)氟苯 (iii)對(duì)二溴苯 (iv)間氯苯甲酸 (v)對(duì)溴苯甲酸 (vi)對(duì)硝基甲苯 7. 完成下列反應(yīng)方程式。8. 選用適當(dāng)?shù)脑现苽湎铝谢衔铩?. 通過取代反應(yīng)鑒別下列化合物。10. 完成下列反應(yīng)。11. 完成下列反應(yīng)。 12. 試寫出下列反應(yīng)的主產(chǎn)物。13. 寫出苯甲醚硝化時(shí),可能產(chǎn)生的各異構(gòu)體中間體正離子的極限式,并解釋甲氧基為什么是鄰對(duì)位定位基。 14. 完成下列轉(zhuǎn)化
34、。 15. 從苯、甲苯、環(huán)己烯開始,用適當(dāng)方法合成下列化合物。(可用任何需要的脂肪族或無機(jī)試劑) (i)對(duì)硝基二苯基甲烷 (ii)對(duì)溴芐基溴第九章 四譜9-1 目的要求1 初步了解紅外光譜,核磁共振譜在測(cè)定有機(jī)化合物結(jié)構(gòu)中的作用2 認(rèn)識(shí)簡(jiǎn)單的典型圖譜3 了解紫外光譜,質(zhì)譜的原理9-2 內(nèi)容提要1 電磁波譜的一般概念2 紅外光譜(1)IR與分子結(jié)構(gòu)的關(guān)系:分子中原子的振動(dòng)具有不同的能級(jí),吸收能量后可由低能級(jí)躍遷至高能級(jí),對(duì)于特定的原子基團(tuán),特定的振動(dòng)方式,其能級(jí)差是固定不變的,因此吸收紅外頻率也為一定值。一般一種振動(dòng)方式對(duì)應(yīng)一個(gè)紅外吸收。有機(jī)分子為多原子分子,紅外吸收譜圖復(fù)雜,主要研究特征官能團(tuán)
35、的特征吸收。(2)紅外譜圖解析:(1)記住不同官能團(tuán)的特征吸收(2)解析時(shí)注意一個(gè)官能團(tuán)的吸收可能反映在幾個(gè)區(qū)域,如苯的衍生物,可反映于三個(gè)區(qū)域:3100-3010cm-1(C-H伸縮);1650-1600 cm-1(C=C伸縮);860-700 cm-1(C-H彎曲)3 核磁共振譜(1)屏蔽與化學(xué)位移:分子中氫核周圍存在價(jià)電子,在外磁場(chǎng)存在下產(chǎn)生誘導(dǎo)電子流,從而產(chǎn)生與外加磁場(chǎng)方向相反的誘導(dǎo)磁場(chǎng),使氫核受到外加磁場(chǎng)影響的程度減小,這叫屏蔽效應(yīng)。由于分子中氫核周圍電子云密度不同,產(chǎn)生的誘導(dǎo)磁場(chǎng)不同,使得不同環(huán)境下的氫核共振位置不同,這個(gè)表示不同位置的量叫化學(xué)位移。它是相對(duì)量,以TMS為標(biāo)準(zhǔn)參照物
36、,用表示。值越大,說明共振吸收出現(xiàn)在低場(chǎng)。(2)自旋耦合,自旋裂分,n+1規(guī)律 兩個(gè)相鄰碳上的氫核自旋相互影響,便發(fā)生自旋偶合-裂分。一般相鄰碳上不同氫的偶合常數(shù)遵循n+1規(guī)律,n為相鄰碳上氫的個(gè)數(shù),n+1 為被裂分的峰數(shù)。若兩種相鄰氫與同一個(gè)碳上的氫偶合,其偶合常數(shù)不同時(shí),不遵循n+1規(guī)律。相鄰相同氫不偶合,飽和碳相間的氫不偶合。偶合-裂分規(guī)律是解析譜圖,推斷結(jié)構(gòu)的重要因素。(3)氫譜圖解析:1HNMR譜圖解析根據(jù)三個(gè)重要的因素: = 1 * GB3 峰面積比(相應(yīng)于氫的個(gè)數(shù)) = 2 * GB3 值(反映氫核所屬的不同環(huán)境) = 3 * GB3 峰的裂分(反映氫所處的相鄰氫的環(huán)境)4 紫外
37、光譜簡(jiǎn)介(1)電子躍遷與紫外吸收:分子中成建軌道中價(jià)電子或非鍵電子可被激發(fā)到反鍵軌道上(躍遷),但這種躍遷需要較高能量的紫外光輻射。普通紫外光譜主要涉及產(chǎn)生-*和n-*躍遷,相應(yīng)紫外吸收多在200nm之上。(2)影響紫外吸收的因素:共軛和超共軛是紫外吸收的主要影響因素。共軛體系越大,最高占據(jù)軌道與最低空軌道能差越小,電子發(fā)生躍遷所需能量減小,紫外吸收波長(zhǎng)增長(zhǎng)。5 質(zhì)譜簡(jiǎn)介(1)分子離子峰和基峰:在質(zhì)譜中分子失去一個(gè)電子產(chǎn)生的分子正離子叫做分子離子,在譜圖中相應(yīng)的峰叫做分子離子峰,它相應(yīng)的質(zhì)荷比(m/z)為測(cè)試分子的質(zhì)量?;迨琴|(zhì)譜中較穩(wěn)定的碎片離子所對(duì)應(yīng)的峰,一般它的強(qiáng)度最大,定為100%,而
38、其他峰相對(duì)與它的百分?jǐn)?shù)為相對(duì)強(qiáng)度。(2)影響離子分裂的主要因素: = 1 * GB3 碎片離子的穩(wěn)定性; = 2 * GB3 分裂中穩(wěn)定中性分子的生成; = 3 * GB3 官能團(tuán)的位置。9-3 習(xí)題1. 用草圖表示CH3CH2CH2I的3類質(zhì)子在核磁共振圖譜中的相對(duì)位置,并簡(jiǎn)單闡明理由。2. 下列化合物的高分辨核磁共振譜中,各組氫分別呈幾重峰? 3. 下列化合物中,有多少種不等同的質(zhì)子?4. 粗略的繪出下列各化合物的共振圖譜,并指出每組峰的耦合情形和的大致位置。5. 有一無色液體化合物,化學(xué)式為C6H12,它與溴的四氯化碳溶液反應(yīng),溴的棕黃色消失。該化合物的核磁共振譜中,只在=1.6處有一個(gè)
39、單峰,寫出該化合物的構(gòu)造式。 6. 下列化合物哪些有生色基?它們的生色基各是什么?7. 指出下列哪些化合物的紫外吸收波長(zhǎng)最長(zhǎng),并按順序排列。8. 一個(gè)戊酮的異構(gòu)體,分子離子峰為m/z 86,并在m/z 71和m/z 43處各有一個(gè)強(qiáng)峰,但在m/z 58處沒有峰,寫出該酮的結(jié)構(gòu)式。另一個(gè)戊酮在m/z 86及m/z 57處各有一個(gè)強(qiáng)峰,它的構(gòu)造式是什么?9. 一個(gè)化合物的化學(xué)式為C7H7ON,計(jì)算它的環(huán)和雙鍵總數(shù),并由所得數(shù)值推測(cè)一個(gè)適合該化合物的構(gòu)造式。該化合物的質(zhì)譜在m/z 121, 105, 77, 51處有較強(qiáng)的峰,寫出產(chǎn)生這些離子的斷裂方式。 10. 丙烷氯代得到的一系列化合物中有一個(gè)五
40、氯代物,它的1HNMR譜圖數(shù)據(jù)為4.5(三重峰),6.1(雙峰),寫出該化合物的結(jié)構(gòu)式。11. 1.3-二甲基二溴環(huán)丁烷具有立體異構(gòu)M和N。 M的1HNMR譜圖數(shù)據(jù)為2.3(單峰,6H), 3.2(單峰,4H)。N的1HNMR譜圖數(shù)據(jù)為1.88(單峰,6H),2.64(雙峰,2H),3.54(雙峰,2H)。寫出M , N的結(jié)構(gòu)式。12. 化合物A(C6H12O3)在1710cm-1有強(qiáng)的紅外吸收峰。A和I2/NaOH溶液作用給出黃色沉淀。A與吐倫試劑無銀鏡反應(yīng),但A用稀H2SO4處理后生成的化合物B與吐倫試劑作用有銀鏡生成。A的1HNMR譜圖數(shù)據(jù)為2.1(單峰,3H),2.6(雙峰,2H),3
41、.2(單峰,6H),4.7(三重峰,1H)。寫出A、B的結(jié)構(gòu)式及有關(guān)反應(yīng)式。13. 下列化合物給出了相應(yīng)的分子式和IR,1HNMR譜圖數(shù)據(jù),寫出它們的結(jié)構(gòu)。A. C7H8O:IR,32003550 cm-1;1HNMR,2.43(單峰,1H),4.18(單峰,2H),7.28(多重峰,5H)B. C15H14O: IR,1720 cm-1;1HNMR,2.20(單峰,3H),5.08(單峰,1H),7.25(多重峰,10H)C. C4H8O3:IR,25003000 cm-1,1715 cm-1;1HNMR,1.27(三重峰,3H),3.66(四重峰,2H),4.13(單峰,2H),10.95
42、(單峰,1H)。 第十章 醇酚醚10-1 目的要求1 掌握醇分類、命名及同分異構(gòu)體、化學(xué)性質(zhì)和制法。2 熟悉消除反應(yīng)歷程及影響因素。3 掌握酚結(jié)構(gòu)特征、化學(xué)性質(zhì)。4 掌握醚結(jié)構(gòu)特征、化學(xué)性質(zhì)及制法。10-2 內(nèi)容提要1 醇酚醚的結(jié)構(gòu)、分類、命名 醇酚ROH;以含羥基的最長(zhǎng)碳鏈為母體,標(biāo)號(hào)首先使羥基所連碳的編號(hào)最小。酚的命名常以苯酚和萘酚為母體。醚ROR,普通命名中簡(jiǎn)單醚是以分子中氧所連的烴基命名,系統(tǒng)命名中把醚的部分以烷氧基取代基命名。2 醇(1)化學(xué)性質(zhì):弱酸性(Na, Al)、取代(X2)、酯生成、脫水反應(yīng)(濃H2SO4或Al2O3)、氧化反應(yīng)(2) 碳正離子重排:醇發(fā)生SN1和E1反應(yīng),
43、其中間體為碳正離子。若碳正離子相鄰碳上有擁擠基團(tuán),為減少擁擠,易發(fā)生重排,若重排后生成的碳正離子較重排前穩(wěn)定,有利于發(fā)生重排。因此在醇的取代和脫水反應(yīng)中易發(fā)生碳正離子重排。(3) 醇反應(yīng)中的立體化學(xué) 用SOCl2與有手性的醇反應(yīng),無堿存在得到的氯代烴保持構(gòu)型,有吡啶存在發(fā)生構(gòu)型轉(zhuǎn)化;對(duì)甲苯磺酰氯與醇作用,得到保持構(gòu)型的酯。該酯在強(qiáng)堿存在下消除時(shí)為E2歷程;立體化學(xué)位反式共平面消去。(4) 二元醇 三元醇反應(yīng):脫水、Na、HIO4、CuSO4(5) 醇制法:烯硼氫化氧化、RX水解、醛酮還原、與格氏試劑反應(yīng)3 酚 (1)結(jié)構(gòu): PhOH;(2)化學(xué)性質(zhì):環(huán)取代、成酯、顏色反應(yīng)(3)制備:苯磺酸鈉堿
44、性條件熔融;異丙苯氧化;對(duì)硝基氯苯堿性水解;由重氮鹽制備4 醚 (1)結(jié)構(gòu):ROR;化學(xué)性質(zhì):與HI作用分解(2)易斷裂的醚和合成中羥基的保護(hù) 叔丁醚和胞二醚醚鍵易斷裂,用于合成中對(duì)羥基的保護(hù)。(3)環(huán)氧開環(huán) 由于三元環(huán)的張力,酸堿條件下易開環(huán),可與很多試劑反應(yīng)。酸催化開環(huán)方向取決于碳正離子的穩(wěn)定性,而堿性開環(huán)方向取決于體積效應(yīng)。立體化學(xué)均為反式開環(huán)。(4)制備 由醇制備;威廉姆森合成;烯烴被過氧酸氧化;烯烴的羥汞化-還原。10-3 習(xí)題1. 命名下列化合物。2. 命名下列化合物。3. 命名下列含氧化合物。4. 某化合物化學(xué)式為C8H10O,IR,波數(shù)/cm-1:3350(寬峰),3090,3
45、040,3030,2900,2880,1600,1500,1050,750,700有吸收峰;NMR: H:2.7(三重峰,2H),3.15(單峰,1H),3.7(三重峰,2H),7.2(單峰,5H)有吸收峰,如用D2O處理H: 3.15處吸收峰消失,試推測(cè)該化合物的構(gòu)造式。5. 按酸性大小排順序。6. 完成下列反應(yīng)。7. 完成下列反應(yīng)式。 8. 用苯或不超過3個(gè)碳原子的醇及必要的試劑合成下列化合物。9. 寫出下列化合物在酸作用下的重排產(chǎn)物。10. 下列化合物發(fā)生分子內(nèi)的威廉姆森反應(yīng),請(qǐng)寫出反應(yīng)過程及產(chǎn)物,并表明構(gòu)型。11. 寫出下列反應(yīng)的可能機(jī)理。 12. 用不超過6個(gè)碳原子的化合物合成下列化
46、合物。13. 寫出下列化合物的立體異構(gòu)體,指出哪一個(gè)立體異構(gòu)體可以失水成醚,寫出失水過程的構(gòu)象式。14. 完成下列反應(yīng),寫出主要產(chǎn)物。 15. 從苯,甲苯,環(huán)戊烷及不超過3個(gè)碳原子的化合物及必要試劑合成下列化合物。16. 完成下列轉(zhuǎn)化。17. 化合物(A)的化學(xué)式為C5H10O,不溶于水,與溴的四氯化碳溶液或金屬鈉都沒有反應(yīng),和稀鹽酸或稀氫氧化鈉溶液反應(yīng),得化合物(B) C5H12O2,(B)與等物質(zhì)的量的高碘酸的水溶液反應(yīng)得甲醛和化合物(C) C4H8O,(C)可進(jìn)行碘仿反應(yīng)。請(qǐng)寫出(A)的構(gòu)造式及各步反應(yīng)。18. 將下列化合物按酸性強(qiáng)弱排序,并簡(jiǎn)單陳述作此排列的理由。(i)對(duì)甲氧基苯酚 (
47、ii)間甲氧基苯酚 (iii)對(duì)氯苯酚 (iv)對(duì)硝基苯酚 (v)間硝基苯酚19. 完成下列反應(yīng)式。20. 完成下列反應(yīng)式。21. 由苯酚出發(fā)合成下列化合物。 第十一章 醛、酮11-1目的要求1 重點(diǎn)掌握:醛酮結(jié)構(gòu)、化學(xué)性質(zhì)、制法、親核加成歷程。2 了解:甲醛、乙醛、丙酮用途、,-不飽和醛酮的特性11-2內(nèi)容提要1 醛酮結(jié)構(gòu)特征及命名:C=O、 C的SP2 雜化、CO 鍵;醛酮系統(tǒng)命名時(shí)選含有羰基的最長(zhǎng)碳鏈為母體,編號(hào)首先使羰基編號(hào)最小,然后再照顧取代基編號(hào)。2 化學(xué)性質(zhì) = 1 * GB2 親核加成:H2O 、ROH、HCN、NaHSO3、RMgX、H2NA(A= OH、NH2、NHPh、N
48、HCONH2)醛酮與醇的反應(yīng)是酸催化親核加成(酸在反應(yīng)中活化羰基)。生成的縮醛縮酮常用于保護(hù)羰基。 = 2 * GB2 氧化反應(yīng):O2、Cr6+、KMnO4、Ag+、Cu2+ = 3 * GB2 還原:H2/Ni還原所有的不飽和鍵;NaBH4只還原醛酮羰基;LiAlH4為強(qiáng)還原劑,除還原醛酮外,還可還原羧基、酯基、腈基、硝基、鹵素等。 = 4 * GB2 歧化:NaOH 40% (無-H 物質(zhì)) = 5 * GB2 縮合:羥醛縮合(稀堿);-H 反應(yīng)(鹵代、鹵仿);羥醛縮合是制備-羥基醛酮和,-不飽和醛酮的重要方法。 = 6 * GB2 威悌希反應(yīng) 醛酮與Witting試劑(Ph3P=CHR作
49、用生成烯的反應(yīng),是制備烯烴的重要方法。3 親核加成歷程與反應(yīng)活性 醛酮羰基為極性不飽和雙鍵,碳氧雙鍵中電子傾向于氧,使羰基碳顯電正性,易受親核試劑進(jìn)攻。親核加成一般在酸或堿催化下進(jìn)行,親核試劑負(fù)性部分加在羰基碳上,另一部分加在氧上。醛酮結(jié)構(gòu)影響其反應(yīng)活性,一般羰基碳電正性越強(qiáng),反應(yīng)活性越高(電子效應(yīng));羰基所連基團(tuán)體積越大,反應(yīng)活性越低(體積效應(yīng))。4 ,-不飽和醛酮、共軛加成 羰基活性越大,親核試劑親核性越強(qiáng),越易1,2-加成;反之,易1,4-加成。體積效應(yīng)(,-不飽和羰基化合物羰基碳所連基團(tuán)的大小、-碳所連基團(tuán)的大小、親核試劑體積的大?。┮灿绊?,2和1,4加成的比例。5.醛酮的制備 烯臭
50、氧化;炔水解;蓋特曼-考赫反應(yīng);瑞默-悌曼反應(yīng);酰氯的羅森孟德還原;甲苯氧化;醇被沙瑞特試劑氧化;二元醇被高碘酸氧化等。11-3 習(xí)題1. 命名下列化合物。2. 根據(jù)所給NMR數(shù)據(jù),推測(cè)C5H10O的醛酮異構(gòu)體中的哪一種?(i) 二個(gè)單峰(ii)H:1.02(二重峰),2.12(單峰),2.22(七重峰)(iii) H:1.05(三重峰),2.47(四重峰)3. 用甲苯、1-甲基萘及其他必要的有機(jī)、無機(jī)試劑合成。4. 完成下列反應(yīng),寫出主要產(chǎn)物。5. 請(qǐng)用苯與環(huán)己烯合成苯酚與環(huán)己酮,并寫出反應(yīng)機(jī)制。6. 完成下列反應(yīng),寫出主要產(chǎn)物。7. 完成下列反應(yīng),寫出主要產(chǎn)物。(注意立體構(gòu)型)8. 試用合
51、適的原料合成下列化合物。9. 寫出下列反應(yīng)得各步過程及每一步的反應(yīng)機(jī)制。10. 完成下列反應(yīng),寫出主要產(chǎn)物。11. 完成下列反應(yīng)。12. 化合物(A)和(B),化學(xué)式均為C10H12O,IR:在1720cm-1處均有強(qiáng)吸收峰;NMR: (A) H:7.2(單峰,5H), 3.6(單峰, 2H), 2.3(四重峰,2H), 1.0(三重峰,3H), (B)H7.1(單峰,5H), 2.7(三重峰,2H), 2.6(三重峰,2H), 1.9(單峰,3H), 試提出(A)與(B)的構(gòu)造式,并標(biāo)明各吸收峰的歸屬。13. 某化合物A(C5H5O)與Br2-CCl4、Na、苯肼都不發(fā)生反應(yīng)。A不溶于水,但
52、在酸堿催化下可水解得到B(C5H12O2)。B與等摩爾的高碘酸作用可得甲醛和C(C4H8O)。C有碘仿反應(yīng)。試寫出A的可能結(jié)構(gòu)。14. 化合物A(C10H12O2)不溶于NaOH溶液,能與2,4-二硝基苯肼反應(yīng),但與吐輪試劑不作用。A經(jīng)LiAlH4還原得B(C10H14O2)。A、B都能進(jìn)行碘仿反應(yīng)。A與HI作用生成C(C9H12O2),C能溶于NaOH溶液,但不溶于Na2CO 3溶液。經(jīng)克萊門森還原生成D(C9H12O)。C經(jīng)KMnO4 氧化得對(duì)羥基苯甲酸。試寫出A、B、C、D的可能結(jié)構(gòu)。15. 試寫出下列反應(yīng)可能的機(jī)理。16. 完成下列轉(zhuǎn)化。第十二章 羧酸、取代酸12-1 目的要求1 重點(diǎn)
53、掌握:羧酸結(jié)構(gòu)、化學(xué)性質(zhì)及制法。2進(jìn)一步熟悉誘導(dǎo)、共軛效應(yīng)。3 了解軟硬酸堿理論。4 了解二元酸及取代酸的特性。12-2 內(nèi)容提要1 羧酸結(jié)構(gòu)及命名;含羧基的分子一般以羧酸為母體,編號(hào)首先使羧基編號(hào)最小,然后照顧其他官能團(tuán)和取代基。2 物理性質(zhì) 由于易以二聚體存在,故沸點(diǎn)較高。IR:30002500cm -1(O-H伸縮),17101725 cm -1(C=O伸縮)。核磁氫譜的質(zhì)子化學(xué)位移值為1012。3 化學(xué)性質(zhì) = 1 * GB2 酸性:一般拉電子基團(tuán)使酸性增強(qiáng),給電子基使酸性減弱。在取代苯甲酸中,對(duì)位取代基可通過共軛和誘導(dǎo)起作用,而在間位主要通過誘導(dǎo)影響酸性,取代基在鄰位時(shí),由于體積效應(yīng)
54、和氫鍵等的影響,無論是拉電子基還是給電子基均使酸性增強(qiáng)。 = 2 * GB2 親核取代:X2、NH2、OR;還原、脫羧 = 3 * GB2 -H反應(yīng) 鹵代4 羧酸制法 = 1 * GB2 氧化法:烯、炔、醇、醛被KMnO4氧化; = 2 * GB2 腈化物水解 = 3 * GB2 格氏試劑羧化5 二元酸的Blanc規(guī)律 不同二元酸受熱分解時(shí),脫羧、脫水或既脫羧又脫水,生成熱力學(xué)穩(wěn)定性較高的五、六元環(huán)化合物。12-3 習(xí)題1. 用IUPAC命名下列化合物。2. 寫出下列化合物的結(jié)構(gòu)式。(1)4-乙基-2-丙基辛酸 (2)2-己烯-4-炔酸(3)6-羥基-1-萘甲酸 (4)對(duì)乙?;郊姿?. 將下
55、列各組化合物,按酸性從強(qiáng)到弱順序編號(hào)。 4. 請(qǐng)推測(cè)符合下列所給出的構(gòu)造式、紅外光譜、核磁共振譜的化合物,并標(biāo)明各吸收峰的歸屬。(i)C9H10O2,IR,波數(shù)/cm-1: 3000(寬),1700,1600,1500,1300,1220,910(較寬),750,702;NMR:H: 2.82.9(兩組三重峰,有部分重疊,每組2H),7.35(單峰,5H),11.5(單峰,1H) (ii)C3H2O2:IR,波數(shù)/cm-1:3310,30002500(寬),2130,1710;NMR:H:3.15(1H),10.3(1H) 6. 用指定原料及必要的試劑合成下列化合物。7. 完成下列反應(yīng),寫出主
56、要產(chǎn)物。8完成下列反應(yīng)。9. 按酸性強(qiáng)弱排列下列化合物。(i)-溴代苯乙酸 對(duì)溴苯乙酸 對(duì)甲基苯乙酸 苯乙酸(ii)苯甲酸 對(duì)硝基苯甲酸 間硝基苯甲酸 對(duì)甲基苯甲酸10. 有一個(gè)化合物A含有碳、氫、氧,相對(duì)分子質(zhì)量為136,A用高錳酸鉀加熱氧化成B,B熔點(diǎn)212214 oC,相對(duì)分子質(zhì)量為166。當(dāng)A與堿石灰共熱,得化合物C,沸點(diǎn)110112oC,C用高錳酸鉀氧化變成D,熔點(diǎn)121122 oC,相對(duì)分子質(zhì)量為122,推測(cè)化合物ABCD的可能構(gòu)造式。11. 乙酸中也含有CH3CO基團(tuán),但不發(fā)生碘仿反應(yīng),為什么?12. 化合物A(C4H8O3)具有旋光活性,A的水溶液呈酸性。A強(qiáng)烈加熱得到B(C4
57、H6O2),B無旋光活性,其水溶液也呈酸性,B比A更容易被氧化。當(dāng)A與重鉻酸鉀在酸存在下加熱,可得到一個(gè)易揮發(fā)的化合物C(C3H6O),C不容易與KMnO4反應(yīng),但可給出碘仿實(shí)驗(yàn)正性結(jié)果。寫出A、B、C的結(jié)構(gòu)式,并用反應(yīng)式表示各步反應(yīng)。13. 由五碳醇以及必要的試劑合成下列化合物。14. 用化學(xué)方法分別鑒別下列化合物。(i)甲酸 乙酸 乙醛(ii)肉桂酸 苯酚 苯甲酸 水楊酸(iii) 第十三章 羧酸衍生物13-1 目的要求1 掌握酰鹵、酸酐、酯、酰胺的制法及性質(zhì),丙二酸二乙酯、乙酰乙酸乙酯在有機(jī)合成上的應(yīng)用。2 熟悉酯的水解歷程。3 了解油脂的結(jié)構(gòu)、性質(zhì);合成洗滌劑及去污原理。13-2 內(nèi)容
58、提要1 羧酸衍生物的命名及結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 酰鹵、酯、酸酐、酰胺作為羧酸的衍生物,結(jié)構(gòu)上都有酰基,其命名都相關(guān)于母體酸的名稱。酰鹵由相應(yīng)的酸的?;望u素組成它的名稱;酯由醇和酸的名稱組成;酰胺的名稱由相應(yīng)的酰基與“胺”字組成;酸酐的名稱完全由相應(yīng)的酸加“酐”字;腈是根據(jù)碳數(shù)(包括腈基碳),以“腈”命名。2化學(xué)性質(zhì) = 1 * GB2 親核取代:H2O、氨(胺)、醇解 = 2 * GB2 與RMgX反應(yīng) = 3 * GB2 還原反應(yīng) H2/Pd-BaSO4、LiAlH4 = 4 * GB2 酯縮合反應(yīng):具有-H的酯或酮在堿作用下生成-碳負(fù)離子,而后進(jìn)攻另一酯的羰基,生成四面體負(fù)離子,離去基團(tuán)離去,恢復(fù)羰
59、基,完成反應(yīng)。兩個(gè)酯縮合生成-酮酸酯。酯和酮縮合生成1,3-二酮。 = 5 * GB2 酰胺特殊反應(yīng): PCl5生成RCN、NaOBr-OH降解生成胺。 = 6 * GB2 羧酸及衍生物轉(zhuǎn)化關(guān)系:羧酸衍生物都易發(fā)生親核取代反應(yīng),即發(fā)生羧酸及衍生物之間的相互轉(zhuǎn)化,歷程是加成-消去歷程,即親核試劑先對(duì)衍生物羰基加成,然后離去一個(gè)基團(tuán)恢復(fù)羰基。無論酸還是堿催化,或是無催化條件下均按上述歷程反應(yīng)。 從羰基的活性和離去基團(tuán)的難易程度比較羧酸衍生物進(jìn)行親核取代反應(yīng)活性的大小有以下次序:酰鹵 酸酐酯酰胺3丙二酸二乙酯、乙酰乙酸乙酯在有機(jī)合成上的應(yīng)用雙重-H化合物在堿作用下生成碳負(fù)離子,它可與鹵代烴發(fā)生親核取
60、代,在分子中導(dǎo)入烷基。若產(chǎn)物有酯基,則經(jīng)水解后脫羧生成另一種化合物。丙二酸二乙酯經(jīng)上述反應(yīng)可用于制備各種羧酸;-酮酸酯經(jīng)上述反應(yīng)可用于制備各種酮。若丙二酸二乙酯、-酮酸酯與-鹵代酮或-鹵代酸酯進(jìn)行上述反應(yīng)可得1,4-官能團(tuán)化合物。4 酯的熱消除反應(yīng) 酯在高溫下可消去羧酸生成烯。該歷程為協(xié)同反應(yīng),立體化學(xué)為順式消去,消去方向遵循霍夫曼規(guī)律。13-3 習(xí)題1. 命名下列化合物。2. 寫出它們的結(jié)構(gòu)式。(i)2,5-環(huán)己二烯甲酰氯 (ii) 3-戊酮酸辛酯(iii) 苯甲酰氧基甲酸乙酯 (iv) 3-甲基戊二酸二異丙酯 3. 請(qǐng)推測(cè)符合下列所給出的構(gòu)造式、紅外光譜、核磁共振譜的化合物,并標(biāo)明各吸收峰
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