有机化学研究前沿领域

有机化学的发展前沿和研究热点

有机化学的研究对象是有机化合物, 它研究有机化合物的组成、结构、性质、合成、变化，以及伴随这些变化所发生的一系列现象。

20世纪的有机化学，从实验方法到基础理论都有了巨大的进展，显示出蓬勃发展的强劲势头和活力。世界上每年合成的近百万个新化合物中约70%以上是有机化合物。其中有些因具有特殊功能而用于材料、能源、医药、生命科学、农业、营养、石油化工、交通、环境科学等与人类生活密切相关的行业中，直接或间接地为人类提供了大量的必需品。与此同时，人们也面对着天然的和合成的大量有机物对生态、环境、人体的影响问题。展望未来，有机化学将使人类优化使用有机物和有机反应过程，有机化学将会得到更迅速的发展。

有机化学的迅速发展产生了不少分支学科，包括有机合成、金属有机、元素有机、天然有机、物理有机、有机催化、有机分析、有机立体化学等。下面就其中的一部分分支学科来说，了解有机化学的发展前沿和研究热点。 (1)有机合成化学

这是有机化学中最重要的基础学科之一，它是创造新有机分子的主要手段和工具，发现新反应、新试剂、新方法和新理论是有机合成的创新所在。1828年德国化学家维勒用无机物氰酸铵的热分解方法，成功地制备了有机物尿

芳香烃1. 单选题：（1.0分）

下列化合物中，不能进行傅克反应的是 A. 甲苯 B. 硝基苯 C. 乙苯 D. 苯酚

下列化合物进行硝化反应的活性顺序正确的是

la.苯甲醚 b. 苯 c.甲苯d.l硝基苯 A. c＞a＞b＞d B. a＞b＞c＞d C. a＞c＞b＞d D. d＞b＞c＞a 3. 多选题：（1.0分）

苯在下列条件下发生傅克烷基化反应容易重排的是

A. CH3Cl/无水AlCl3 B. CH3CH2Cl /无水AlCl3 C. CH3CH2CH2Cl/无水AlCl3 D. CH3CH2CH2 CH2Cl/无水AlCl3 4. 多选题：（1.0分）

硝基苯分子中存在着的电子效应是 A. p-π共轭效应 B. σ-π超共轭效应 C. π-π共轭效应 D. 吸电子诱导效应 解答： D,C 答题正确 参考答案： C D 5. 单选题：（1.0分）

甲苯卤代得氯代甲苯的机理是 A. 亲电取代反应 B. 亲核取代反应 C. 游离基反应 D. 亲电加成反应 6. 单选题：（1.0分）

下列化合物不能被酸性高锰酸钾氧化为苯甲酸的是 A. 甲苯 B. 乙苯 C. 叔丁苯 D. 环己基苯 7. 单选题：（1.0分）

下列关于萘分

Ｐ－０９

物理有机化学前沿领域两个重要方面一

有机分子簇集和自由基化学的研究

蒋锡夔、计国桢

中国科学院上海有机化学研究所，上海枫林路３５４号，２０００３２

一、疏水亲脂相互作用驱动的有机分子簇集和解簇集

疏水亲脂相互作用（ＨＬＩ，ＨｙｄｒｏｐｈｏｂｉｃＬｉｐｏｐｈｉｌｉｃＩｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ）是分子问主要的弱相互作用之一，也是导致宇宙间生命现象形成的基本作用力之一。深入了解ＨＬＩ对研究生命科学、理解生命现象及某些生理、病理过程有根本性的意义，在有机合成、化合物分离和超分子化学中也有重要的地位。而有机分子的簇集和自卷是研究ＨＬＩ最基本和最简单的模型，它们直接影响受物分子的反应性和生物功能，所以用物理有机化学的概念和方法来研究它们，是研究ＨＬＩ最好的途径之一，并且可以用这一简单的理论模型来研究模拟生命现象中的某些物理和化学变化过程，如我们已发现动脉粥样硬化斑块的组成和胆固醇酯类化合物的共簇集倾向性直接有关。因此这是物理有机化学前沿领域及和生命科学有关的十分重要的研究方面之一。

我们研究了各种不同类型有机分子在ＨＬＩ驱动下的簇集、共簇集、自卷曲以及解簇集。在我们提出的一系列概念和实验方法的基础上，我们发现或观察到了下列重要的实验现象：

１．结构影响

１）链长效应

Ｐ－０９

物理有机化学前沿领域两个重要方面一

有机分子簇集和自由基化学的研究

蒋锡夔、计国桢

中国科学院上海有机化学研究所，上海枫林路３５４号，２０００３２

一、疏水亲脂相互作用驱动的有机分子簇集和解簇集

疏水亲脂相互作用（ＨＬＩ，ＨｙｄｒｏｐｈｏｂｉｃＬｉｐｏｐｈｉｌｉｃＩｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ）是分子问主要的弱相互作用之一，也是导致宇宙间生命现象形成的基本作用力之一。深入了解ＨＬＩ对研究生命科学、理解生命现象及某些生理、病理过程有根本性的意义，在有机合成、化合物分离和超分子化学中也有重要的地位。而有机分子的簇集和自卷是研究ＨＬＩ最基本和最简单的模型，它们直接影响受物分子的反应性和生物功能，所以用物理有机化学的概念和方法来研究它们，是研究ＨＬＩ最好的途径之一，并且可以用这一简单的理论模型来研究模拟生命现象中的某些物理和化学变化过程，如我们已发现动脉粥样硬化斑块的组成和胆固醇酯类化合物的共簇集倾向性直接有关。因此这是物理有机化学前沿领域及和生命科学有关的十分重要的研究方面之一。

我们研究了各种不同类型有机分子在ＨＬＩ驱动下的簇集、共簇集、自卷曲以及解簇集。在我们提出的一系列概念和实验方法的基础上，我们发现或观察到了下列重要的实验现象：

１．结构影响

１）链长效应

有机化学实验

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.

常压蒸馏 减压蒸馏 水蒸气蒸馏 分馏

萃取和分液漏斗的使用 三组分混合物的分离提纯 正溴丁烷的合成

对氨基苯甲酸的合成

5.萃取和分液漏斗的使用

萃取是有机化学实验中提取和纯化有机化合物的操作之一。它是将溶质从一种溶剂转移到另一种溶剂中，应用萃取可以从固体或液体混合物中提取出所需要的物质，经常也用来洗去混合物中含有的少量杂质，称之为洗涤。

萃取的主要依据是分配定律：某一物质在两种互不相溶的液体的浓度比是一个定值：CA/CB=K试验中使用的分液漏斗有常量的和半微量的，应选择溶剂较液体体积大一倍以上的分液漏斗不能过大或过小，如漏斗体积过小，则震荡不充分，提取效果不好：如过大，液体又会在器壁上留太多，损失较大。

使用前应先在活塞出涂以油，选转活塞，使其透明，为防止活塞脱落，经常套上橡皮圈，在分液漏斗中加入水，检查其是否漏液，将加好水的分液漏斗倒置，观察上口是否有液滴流出，检查后把分液漏斗放在铁架台上面的铁圈上。 操作：甲苯和水混合液的分离

将混合液倒入分液漏斗中，分液漏斗的下方应有一个锥形瓶接着，塞紧带沟槽塞子，注意，此

自由基的稳定性次序为： （CH3）3C· ＞（CH3）2CH· ＞CH3CH2CH2· ＞CH3·

虽然溴化反应比氯化缓慢，但溴化反应选择性更高：溴化反应速度：叔氢﹕伯氢≈ 1500 ﹕1

增长碳链：卤代烃与氰化钠反应。

卤代烃的鉴别：卤代烃与硝酸银的乙醇溶液反应，生成硝酸酯和卤化银沉淀 ***碘代烷或三级卤代烷在室温下可与硝酸银的醇溶液反应生成卤代银沉淀，而一级二级氯代烷和溴代烷则需要温热几分钟才能产生卤代银沉淀。

***苯甲型及烯丙型卤化物的卤素非常活泼，与硝酸银的醇溶液能迅速地进行反应，而卤原子直接连接于双键及苯环上的卤化物则不易发生此反应。

***两个或多个卤原子连接在同一个碳原子上的多卤代烷，也不起反应。

***碘化钠可溶于丙酮，而氯化钠和溴化钠都不溶于丙酮，因此可通过氯代烃或溴代烃与碘化钠的丙酮溶液的反应来鉴别氯代烃和溴代烃。

卤代烃的反应活性：

***具有相同烃基结构的卤代烃，RI>RBr>RCl>RF ***卤原子相同，烃基结构不同，3°>2°>1°

***一级卤代烃与亲核试剂发生Sn2反应的速率很快，因此消除反应很少，只有存在强碱和反应条件比较强烈时才以消除产物为主。

***二级卤代烃：低极性溶剂，强亲核试剂

有机化学竞赛辅导

醛、酮

4.完成下列合成（无机试剂可任选）：

5.下列化合物哪些能发生碘仿反应？哪些能与NaHSO3加成？哪些能被斐林试剂氧化？哪些能同羟胺作用生成肟？

6.将下列各组化合物与氢氰酸加成的活性由高到低次序排列。

1

7.用化学方法鉴别下列各组化合物 （ 1）丙醛 丙酮 丙醇 异丙醇 （2）甲醛 丙醛 苯甲醛

（3）苯乙醛 苯乙酮 1—苯基—1—丙酮

8.环己醇和环己酮的沸点分别为161℃和156 ℃，试分离二者的混合物。

9.分子式为C 6 H 12 O的化合物（A），可与羟胺反应，但不与吐伦试剂、饱和亚硫酸氢钠溶液反应。（A）催化加氢得到分子式为C 6 H 14 OR 的化合物（B）；（B）和浓硫酸共热脱水生成分子式C 6 H 12 的化合物（ C）；（C）经臭氧化后还原水解得到化合物(D)和（E）；（D）能发生碘仿反应，但不能发生银镜反应；（E）不能发生碘仿反应，但能发生银镜反应。试推测（A），（B），（C），（D），（E）的结构式，并写出各步反应式。

10.某化合物（A）的分子式为C 4 H 8 O 2 , （A）对碱稳定，但在酸性条件下可水解生成C 2 H 4 O（B）和C 2 H 6 O 2 （

化学综合实验

B

α-苯乙胺的制备与拆分

化学工程与工艺09-3班

指导教师:罗梅 学号:20093360 姓名:甘中东

实验简介：

鲁卡特反应基本原理

醛或酮在高温下与HCOONH4反应得到伯胺得 反应称为鲁卡特反应

醛或酮与氨反应形成α-氨基醇,α-氨基醇继而脱水成亚胺,亚胺经催化加氢转变为胺,这是由羰基化合物合成胺的一种重要方法:

如果用甲酸作还原剂来替代 H2/Ni,那么这个还原氨化过程就被称作鲁卡特反应(Leuckart Reaction).

在鲁卡特反应条件下,甲酸与氨作用,生成甲酸铵.因此,该反应中也可直接使用甲酰胺.在鲁卡特反应中,甲酸或甲酸根离子(HCOO-)起还原作用,氢原子以强还原性氢负离子(H-)的形式转移至亚胺:

如果参与反应的羰基分子具有前手性面,在鲁卡特反应中,由于氢负离子可以从亚胺分子的任一侧导入,故得到的还原产物是外消旋体.如果要想获得有旋光性的对映异构体,还需进行拆分(参见3.13).应该指出,上述反应中并没有直接形成游离的胺,而是先生成其N-甲酰化物,后者须经酸解及碱中和后才能获得胺.在鲁卡特反应中,以醛酮作原料分别与氨,伯胺或仲胺反应可以得到相应的伯,仲,叔胺.鲁卡特反应通用性较强,可以用来处理多数

《有机化学》习 题 解 答

——陈宏博主编. 大连理工大学出版社. 2005.1第二版

1-4 指出下列化合物的偶极矩大小次序。

CH3CH2Cl, CH3CH2Br, CH3CH2CH3, CH3C≡N, CH3CH≡CH2 答：

CH3 C?N > CH3CH2Cl > CH3CH2Br > CH3CH=CH2 > CH3CH2CH3

++++1-6 下列各物种，哪个是路易斯酸？哪个是路易斯碱？

答: 路易斯酸： BF3 ，NO2 ，CH3CH2 ，AlCl3 , H3O , NH4 , SO3 , Br+

....路易斯碱： :NH3，(C2H5)2O ，CH3CH2 , I ，H2O ..， ..， CH3CH2OH

1-7 指出下列化合物所含官能团的名称和化合物所属类别。

..第二章

2-3 用纽曼式表示下列各化合物的优势构象。

H(1)ClClHCH3CH3

CH3H(3)HCH3

图表 1

H(2)CCH3CH3HCBrH

HClCH3ClH答：（1）

图表 2

CH3

HCH3HHHCH3HCH3CH3Br （2） （3）

2-4 给出自由基稳定性次序。

1

(1)

有机化学作业4-1

1. （7.0分） 根据碳原子杂化类型的不同，比较下列化合物中标有字母的键，哪一个键最长。 （ D ）

A) a B) b C) c D) d E) e

2. （7.0分）下列基团哪一个是叔丁基。（ A ）

A)

B)

C)

D)

E)

3. （7.0分）下列直链烷烃，哪一个的沸点最高（ E ） A) 正戊烷 B) 正己烷 C) 正丁烷 D) 正庚烷 E) 正辛烷

4. （7.0分）下列化合物中哪一个具有弱酸性，能与硝酸银氨溶液作用，形成白色沉淀。（ A ）

A)

B)

C)

D)

E)

5. （7.0分）下列烯烃哪一个有顺反异构体（ B ）

A)

B)

C)

D)

E)

6. （7.0分）下列烃类化合物哪一个能被高锰酸钾氧化。（ A ） A) 甲苯 B) 叔丁基苯 C) 环己烷 D) 己烷 E) 苯

7. （7.0分）1-甲基-4-异丙基环己烷两种典型的构象异构体如下，其相对稳定性，哪一种分析是正确的 （ A ）

A) A相对最稳定 B) B相对最稳定 C) A和B都不稳定 D) A和B都稳定 E) A和B稳定性程度相同

8. （7.0分）(＋)-2-丁醇和(－)-2-丁醇两者在下述性质中哪一个是不相