有机化学复习概括重点、难点
更新时间:2024-06-07 18:32:01 阅读量: 综合文库 文档下载
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有机化学1-3章(绪论、烷烃、烯烃)
重、难点提示和辅导
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烷烃中的C-C是sp3- sp3重叠,C-H是sp3-s重叠,都是σ键。烯烃中的C=C双键是由一个sp2- sp2重叠的σ键和一个π键所组成。 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,α-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。
KMnO4/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
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)。原子的优先次序为:I>Br>Cl>S>P>O>C>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
2Z,4E-2,4-庚二烯
二. 结构
1. 碳原子的杂化炔烃分子中叁键碳原子是sp杂化。二烯烃的双键碳原子与烯烃相同,都是sp2杂化。
取代基在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。1)炔烃催化氢化可得到烷烃,在Lindlar催化剂(Pd-BaSO4/喹啉)作用下,可得到烯烃。 (2)不对称炔烃与HX、H2O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。 共轭加成(1,2和1,4-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
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:
(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,(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 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)
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. 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)α-氢的反应
① 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。
② 羟醛缩合反应:条件是含有α-氢的醛,在稀碱作用下,可增长碳链,制备β-羟基醛或α、β不饱和醛。 (3)氧化反应
① 浓HNO3 :环酮氧化开环生成二元羧酸
② 托伦试剂:与醛发生反应生成银镜,用来区别醛与酮。 ③ 斐林试剂:只有脂肪醛能发生反应,生成砖红色沉淀,用来区别脂肪醛与芳香醛。 (4)还原反应
① 还原成醇:还原剂有H2/Ni(选择性不强)、 NaBH4 、LiAlH4 、异丙醇/异丙醇铝。可用来制备醇。
② 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)脱羧 一元羧酸不易脱羧,二元羧酸脱羧生成一元羧酸。 (4)α-氢的卤代 在红磷等催化剂的作用下,生成α-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
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:(CH3)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,用阿拉伯数字,可以用α、β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。f
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(HBF4)反应,再加热,生成氟代芳烃。
与氯化亚铜(Cu2Cl2)、溴化亚铜(Cu2Br2)、氰化亚铜(Cu2(CN)2)反应,重氮基被氯、溴、氰基取代,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。
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