有机化学复习概述概要

有机化学复习概述

有机化学（OrganicChemistry）

——研究有机化合物的结构和性质的科学

有机化合物——

含碳的化合物HCNOFPSClBrISiB有机化合物中常见的元素有机化合物的特点：

1.对热不稳定，易燃烧（极少数例外）

2.熔点较低（一般在250oC以下）

3.易溶解于有机溶剂中，难溶于水。

4.同分异构体较多甲醚乙醇链状环状单键

——由一对共享电子形成的键双键

——由两对共享电子形成的键叁键

——由三对共享电子形成的键碳与碳之间可以成键，形成复杂化合物五.有机化合物分类按碳架分类链状化合物环状化合物

直链

支链

碳环

杂环芳环不饱和饱和按有机官能团分类

还原硝基苯C6H5NO2硝基化合物亲核加成乙腈CH3CN腈化物碱或亲核试剂乙胺CH3CH2NH2胺含氮有机物亲核取代、消除氯乙烷CH3CH2Cl卤代物芳香亲电取代苯芳烃亲电加成丁二烯CH2=CHCH=CH2二烯亲电加成乙炔HCCH炔烃亲电加成乙烯CH2=CH2烯烃自由基取代乙烷CH3CH3烷烃碳氢化合物典型反应类型名称举例开环环氧乙烷环氧化合物乙醚CH3CH2OCH2CH3醚芳香亲电取代苯酚C6H5OH酚亲核取代N-甲基乙酰胺CH3CONH(CH3)酰胺亲核取代乙酸乙酯CH3COOCH2CH3酯亲核取代乙酸酐(CH3CO)2O酸酐亲核取代乙酰氯CH3COCl酰卤羧酸衍生物亲核加成、取代乙酸CH3COOH羧酸亲核加成丙酮CH3COCH3酮亲核加成乙醛CH3CHO醛亲核取代、消除乙醇CH3CH2OH醇含氧有机物典型反应类型名称举例分类（续）亲核取代、消除

有机化合物的研究顺序分离提纯元素分析和实验式确定相对分子质量的确定及分子式的确定有机化合物结构测定[化学方法]官能团分析、化学降解及合成[物理方法]红外(IR)、紫外(UV)、核磁(NMR)、质谱(MS)、气液色谱和X衍射等。碳氢碳氢化合物一.烷烃（Alkanes,Paraffins）烃

（hydrocarbons）完全烷饱和烃类（烷烃、烯烃、炔烃、芳烃）同系列：有相同通式、结构上相差一定的“原子团”的一系列化合物。同系物：同系列中的化合物为同系物。

烷烃的通式：CnH2n+2

（例：CH4,C2H6,C3H8,C4H10,……）

同系列（同系物,Homologs）碳原子的四种类型1

C（伯碳，一级碳）primarycarbon2

C（仲碳，二级碳）secondarycarbontertiarycarbon3

C

（叔碳，三级碳）4

C

（季碳，四级碳）quaternarycarbon1

H（伯氢）2

H（仲氢）3

H（叔氢）碳原子种类的扩展1自由基（伯自由基）2自由基（仲自由基）3自由基（叔自由基）1碳负离子（伯碳负离子）3碳正离子（伯碳正离子）PrimaryradicalSecondaryradicalTertiaryradicalPrimarycarbanionTertiarycarbocation普通命名法

用于简单化合物的命名

IUPAC命名法（系统命名法）（IUPAC:国际纯粹与应用化学联合会，

International

Union

of

Pure

and

Applied

Chemistry）

二.烷烃的命名基础：普通命名法

丁烷构象转换与势能关系图

CH电负性2.52.2

烷烃的结构

烷烃的化学性质

一般情况下烷烃化学性质不活泼、耐酸碱（常用作低极性溶剂，如正己烷、正戊烷、石油醚等）

烷烃可与卤素发生自由基取代反应（烷烃的重要反应）sp3

杂化已饱和不能加成低极性共价键H酸性小不易被置换甲烷的氯代反应机理的表达自由基型链反应（chainreaction）自由基中间体甲烷的溴代反应机理

氯代反应的选择性只考虑氢原子的类型,忽略烷烃结构的影响氯代选择性（25oC）：3oH:2oH:1oH=5.0:3.7:1选择性：2oH:1oH=3.7:1选择性：3oH:1oH=5:1问题：如何解释上述反应的选择性？总结：烷烃卤代反应的选择性不同卤素的反应选择性:溴代>氯代合成上的应用价值：溴代>氯代（反应的选择性好，可得到较高纯度的产物）3oH>2oH>1oH>CH4

(温度升高，选择性变差)卤代反应中不同类型氢的反应活性烯烃的类型、结构和命名单烯：通式：CnH2n二烯：

多烯：烯烃：含C＝C的碳氢化合物

类型：共轭二烯孤立二烯n1连二烯累积二烯维生素A烯烃烯烃的异构构造异构碳链异构CH3CH2CH=CH2(CH3)2C=CH2位置异构CH3CH2CH=CH2CH3CH=CHCH3

官能团异构立体异构——双键不能旋转:构型异构-顺反异构transcis

命名

普通命名

系统命名乙烯异丁烯异戊二烯ethyleneisobuteneisoprene2-乙基-1-戊烯3-甲基环戊烯1-甲基环戊烯2-十二碳烯3-methylcyclopent-1-ene2-ethyl-1-pentenedodec-2-ene选取含双键的最长链为主链，双键以最小编号双取代烯烃异构体用“顺”、“反”标记多取代烯烃，用

Z

或

E型标记Z型：两个双键碳上的优先基团（或原子）在同一侧。E型：两个双键碳上的优先基团（或原子）不在同一侧。请复习：基团的优先顺序排列规则顺-2,2,5-三甲基-3-己烯cis-2,2,5-trimethyl-3-hexene取代基在双键的同侧烯烃的化学性质双键的结构与性质分析键能:s

键~347kJ/molp

键~263kJ/molp

键活性比s

键大不饱和，可加成至饱和p电子结合较松散，易参与反应。是电子供体，有亲核性。与亲电试剂结合与氧化剂反应烯烃加成的三种主要类型亲电加成加成自由基加成催化加氢（异裂）（均裂）重点烯烃的亲电加成反应（Electrophilicaddition）一些常见的烯烃亲电加成亲电试剂卤代烷硫酸氢酯醇邻二卤代烷b-卤代醇次卤酸烯烃亲电加成反应小结卤代烷硫酸氢酯邻二卤代烷b-卤代醇醇醚酯取代环氧乙烷碳正离子的稳定性解释：电学规律：带电体的稳定性是随着电荷的分散程度增大而增大的。给电子C+稳定吸电子C+不稳定产生碳正离子所需能量烯烃的自由基加成——过氧化效应

提示：加HCl

和HI无过氧化效应反Markovnikov

规则符合Markovnikov

规则

Kharasch发现过氧化效应（1933年）无过氧化物有过氧化物过氧化效应烯烃的氧化烯烃氧化的主要类型酮、酸酮、醛邻二醇环氧化物注意双键和H的变化烯烃氧化成酮或酸（强氧化剂氧化）

这一反应常用以鉴定碳碳双键;还可根据产物推断原来烯烃的结构。烯烃氧化成酮或醛（臭氧氧化）臭氧氧化烯烃的应用合成上用于制备醛有机分析上用于分析烯烃的结构通过产物猜测烯烃结构烯烃的氧化炔烃炔烃的通式、结构和命名炔烃：含CC的碳氢化合物单炔烃的通式：CnH2n-2

结构：直线型分子,无顺反异构1根s

键(sp－sp)2根p

键(p－p)末端炔相连的4个原子呈直线型系统命名法选含叁键的最长链为主链使叁键的编号最小按编号规则编号同时有叁键和双键，并可以选择时，使双键的编号最小4,8-壬二烯-1-炔1-戊烯-4-炔1-penten-4-yne1-戊炔1-pentyne4,8-nonadien-1-yne炔烃的化学性质总结：

炔烃的性质与烯烃相似问题：两者有何不同之处?

炔烃有何特殊性质?炔烃的性质分析不饱和，可加成亲电加成自由基加成还原加氢炔丙位活泼可卤代

p键可被氧化末端氢有弱酸性可与强碱反应炔烃与卤化氢的加成分步加成，可控制在第一步。合成上应用:（1）制烯基卤代物（2）制偕二卤代物烯基卤代物偕二卤代物催化剂（Hg盐或Cu盐）存在时，叁键比双键易加成为什么不生成邻二卤代物？炔烃与与H2O的加成（炔烃的水合反应）

遵守Markovnikov规则末端炔总是生成甲基酮。甲基乙烯基酮烯醇式Enolform酮式Ketoform互变异构较稳定

Hg++催化下，叁键比双键易水合。甲基酮

炔烃的氧化羧酸羧酸羧酸甲酸白色沉淀红色沉淀两者有爆炸性，可用硝酸分解末端炔烃的特征反应

鉴别端炔生成的炔化物沉淀必须用硝酸处理

用化学方法鉴别下列化合物：1.丁炔、2-丁炔、丁烷

2.丁烯、2-丁烯、丁炔用化学方法鉴别下列化合物：第四章环烃主要内容:脂肪烃和芳香烃集美大学环烷烃的性质每个CH2的燃烧(KJ/mol)

每个CH2的燃烧热(KJ/mol)小环C3C4环丙烷697.1环丁烷686.1中环C8C11环辛烷663.8环壬烷664.6环癸烷663.6普通环C5C7环戊烷664.0环己烷658.6环庚烷662.4大环C12环十四烷658.6环十五烷659.0对比：开链烷烃每个CH2的燃烧热：658.6KJ/mol环烷烃的燃烧热数据环的大小与稳定性稳定性小环普通环中环>>环的大小与化学性质五元以上环烷烃链状烷烃性质相似小环环烷烃活泼，易开环!!!小环化合物的特殊性质——易开环加成）

小环化合物的催化加氢（打开一根C-C键）主要产物支链多较稳定

小环化合物与卤素的反应（离子型）加成反应自由基取代反应注意区分：环己烷椅式构象的画法相间的两根键相互平行（画Z

字形）六个碳原子交替分布在两个平面上每个碳均有一根C-H键在垂直方向，上平面的向上画，下平面的向下画其它C-H键分别向左（左边的三个）或向右（右边的三个），且上下交替两种类型C-H键a键

(axialbond)竖键,直键,直立键e键

(equatorialbond)横键,平键,平伏键

船式构象重叠式（有扭转张力）苯的结构

苯的化学性质较为稳定与亲电试剂发生取代反应，而不发生加成反应与烯烃相比较，苯环性质不活泼，非常稳定。不反应一些能与烯烃反应的试剂Br取代了H苯环上的亲电取代反应小结Benzene（苯）邻对位致活基邻对位致钝基间位致钝基强致钝中致钝弱致钝弱致活中致活强致活Reactivity一些常见取代基对映体之间的性质差别：物理性质：对偏振光的作用不同——有旋光性化学性质：对手性试剂的作用不同

手性化合物对偏振光的作用——旋光性（或称光学活性）Opiticallyactive入射偏振光石英样品管（装有旋光性物质）透射偏振光（已偏转）旋光度,aa

左旋和右旋一对对映体对偏振光的作用不同，一个使偏振光向顺时针方向偏转，另一个使偏振光向逆时针方向偏转，两者偏转数值相同。例：右旋(dextrorotatory)：使偏振光向顺时针方向偏转，表示为(+)

左旋(levorotatory)

：使偏振光向逆时针方向偏转，表示为(–)(R,R)-(+)-酒石酸(S,S)-(-)-酒石酸旋光异构体（对映异构体）左旋aa右旋入射光方向

手性分子旋光能力的表示方式——比旋光

[a]t[a]t=atlcat

:实验观察到的选光度l:样品管长度（dm,分米）c

:样品浓度（g/cm3）t

:测试时温度:波长例：(R,R)-(+)-酒石酸[a]25D

=

+12o(水,20%)(钠光，D线，l=589nm)specificrotation外消旋体和内消旋体外消旋体——等量的左旋体和右旋体的混合物例：（旋光性相互抵消——消旋）产物无旋光性外消旋体性(racemicmixture)（）()-2-溴丁烷外消旋体表示方式例：内消旋体——有手性碳，但分子有对称面(R,S)-meso-酒石酸内消旋体表示方法分子有对称面，无旋光性。一个手性碳的旋光性正好被分子内另一构型相反的手性碳所抵消内消旋体(mesocompounds)集美大学手性分子和非手性分子手性(chirality)：实物和其镜像不能重叠的现象

Chiral

isderivedfromtheGreekwordcheiros,meaning“hand”.手性分子：有手性现象的分子两者不能重合手性分子镜像转180o手性分子（chiral

molecules）手性碳——手性分子的特征连有四个不同基团的碳原子手性碳(chiralca