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文档简介
医用有机化学期末复习及练习
本课程的学习即将结束,现将全书的重点内容按命名、结构理论、基本反应、化合物转
化及合成方法、鉴别等几个专题进行总结归纳,供同学们复习时参考。
一、有机化合物的命名
命名是学习有机化学的“语言”,因此,要求学习者必须掌握。有机合物的命名包括
俗名、习惯命名、系统命名等方法,要求能对常见有机化合物写出正确的名称或根据名称
写出结构式或构型式。
1、俗名及缩写要求掌握一些常用俗名所代表的化合物的结构式,如:木醇、甘醇、
甘油、石炭酸、蚁酸、水杨醛、水杨酸、氯仿、草酸、苦味酸、肉桂酸、苯酢、甘氨酸、丙
氨酸、谷氨酸、巴豆醛、葡萄糖、果糖等。还应熟悉一些常见的缩写及商品名称所代表的化
合物,如:RNA、DNA、阿司匹林、煤酚皂(来苏儿)、福尔马林、扑热息痛、尼古丁等。
2、习惯命名法要求掌握“正、异、新”、“伯、仲、叔、季”等字头的含义及用法,
掌握常见烽基的结构,如:烯丙基、丙烯基、正丙基、异丙基、异丁基、叔丁基、芳基等。
3、系统命名法系统命名法是有机化合物命名的重点,必须熟练掌握各类化合物的命名
原则。其中燃类的命名是基础,几何异构体、光学异构体和多官能团化合物的命名是难点,
应引起重视。要牢记命名中所遵循的“次序规则”。
(1)、几何异构体的命名烯煌几何异构体的命名包括顺、反和Z、E两种方法。
简单的化合物可以用顺反表示,也可以用Z、E表示。用顺反表示时,相同的原子或基团在
双键碳原子同侧的为顺式,反之为反式。如果双键碳原子上所连四个基团都不相同时,不能
用顺反表示,只能用Z、E表示。按照“次序规则”比较两对基团的优先顺序,较优基团在
双键碳原子同侧的为Z型,反之为E型。必须注意,顺、反和Z、E是两种不同的表示方法,
不存在必然的内在联系。有的化合物可以用顺反表示,也可以用Z、E表示,顺式的不一定
是Z型,反式的不一定是E型。例如:
CH3-CH2―Br
、C=C(反式,Z型)
/、CH2-CH3
CH3-CH,一CH3
(反式,E型)
/、CH2-CH3
脂环化合物也存在顺反异构体,两个取代基在环平面的同侧为顺式,反之为反式。
(2)、光学异构体的命名光学异构体的构型有两种表示方法D、L和R、S,
D、L标记法以甘油醛为标准,有一定的局限性,有些化合物很难确定它与甘油醛结构的
对应关系,因此,更多的是应用R、S标记法,它是根据手性碳原子所连四个不同原子或基
团在空间的排列顺序标记的。光学异构体一般用投影式表示,要掌握费歇尔投影式的投影原
则及构型的判断方法。例如:
COOH根据投影式判断构型,首先要明确,
H一|-----NH2在投影式中,横线所连基团向前,
CH2-CH3竖线所连基团向后;再根据“次序
规则”排列手性碳原子所连四个基团的优先顺序,在上式中:
-NH2>-COOH>-CH2-CH3>-H;将最小基团氢原子作为以碳原子为中心的正四面体
顶端,其余三个基团为正四面体底部三角形的角顶,从四面体底部向顶端方向看三个基团,
从大到小,顺时针为R,逆时针为S。在上式中,从一NH2-COOH-CH2-CH3
1
为顺时针方向,因此投影式所代表的化合物为R构型,命名为R-2-氨基丁酸。
(3)、双官能团化合物的命名双官能团和多官能团化合物的命名关键是确定
母体。常见的有以下几种情况:
①当卤素和硝基与其它官能团并存时,把卤素和硝基作为取代基,其它官能团为母体。
②当双键与羟基、线基、竣基并存时,不以烯煌为母体,而是以醇、醛、酮、竣酸为母
体。
③当羟基与皴基并存时,以醛、酮为母体。
④当瘦基与竣基并存时,以竣酸为母体。
⑤当双键与三键并存时,应选择既含有双键又含有三键的最长碳链为主链,编号时给双
键或三键以尽可能低的数字,如果双键与三键的位次数相同,则应给双键以最低编号。
4.杂环化合物的命名由于大部分杂环母核是由外文名称音译而来,所以,一般采用音
译法。要注意取代基的编号。
二、有机化合物的结构理论
1、碳原子的杂化和共价键要求掌握杂化的概念、碳原子的三种杂化形式SP、SP2、
SP3以及各种杂化形式的特点,能判断有机化合物分子中各碳原子的杂化形式。掌握。键
和n键的形成及它们的区别,共枕”键和芳香大"键的特性以及双键、三键是由什么键
组成的。掌握不同结构的碳正离子及自由基的稳定性。
2、同分异构同分异构现象是有机化合物的特性之一。分子式相同而分子中各原子的
排列次序和方式不同的化合物互为同分异构体•同分异构的类型可归纳如下:
C碳架异构
位置异构
清)造异构4官能团异构
互变异构
同分异构1〔「顺反异构
「构型异构J
立体异构W[旋光异构(对映异构)
构象异构
碳架异构:由于碳骨架(碳链)的不同而产生的,例如,丁烷和异丁烷。
位置异构:由于取代基或官能团在碳链或环上的位置不同而产生的,例如,正丁醇与
2-丁醇。
官能团异构:由于官能团的不同而产生的,例如,正丁醇和乙醛。
互变异构:由于不同官能团之间迅速互变而形成的可逆异构化现象,例如,
CH3—C=CH2CH3—c—CH3
顺反异构小担于双键或环的存在使A子中某些原子或基团在空间位置的不同而产生
的,例如,顺-2-丁烯和反-2-丁烯。
对映异构:由于分子中含有手性碳原子(连有四个不同原子或基团),原子在空间的
排列方式不同而使两个分子之间具有实物与镜像的关系,称为对映异构。例如:
COOHCOOH
H0H
构象异构:由于围缀。键旋转而产生的分子中原子或基团在空间不同的排列方式叫构象
异构。例如:1-澳丙烷的全重叠构象和对位交叉构象,
H3
H
Br
2
3.电子效应电子效应包括诱导效应和共轨效应两大类。
诱导效应:由于分子中原子的电负性不同而产生的一种极化效应,沿。键由近而远
传递,距离越远影响越小。它包括吸电子诱导效应和给电子诱导效应。
共钝效应:在共枕体系中由于电子的离域而产生的效应,沿共辄体系以极性交替的
方式传递,不随碳链的增长而减弱。它包括吸电子共辗效应和给电子共转效应。共规效
应的形式有n-贝共朝(如共朝烯烽、苯环)和p-允共朝(如烯丙基碳正离子)。
要求掌握诱导效应和共轨效应产生的原因及特点,能用电子效应解释碳正离子、碳
负离子和游离基的稳定性,取代基对樱酸、酚酸性的影响及对胺碱性的影响;解释不对
称烯煌进行亲电加成时所遵循的马氏规则、卤代燃和醇进行消除时所遵循的查依采夫规
贝k不同结构的卤代嫌进行亲核取代反应的活性、瓶基化合物进行亲核加成反应的活性
等。
三、有机化合物的基本反应
1、加成反应:根据反应历程不同分为亲电加成、亲核加成和游离基加成。
(1)、亲电加成:由亲电试剂的进攻而进行的加成反应。要求掌握不对称烯崎进行
亲电加成反应时所遵循的马氏规则,即试剂中带正电核的部分加到含氢较多的双键碳原子
上,而负性部分加到含氢较少的双键碳原子上。烯燃加卤素、卤化氢、硫酸、次卤酸、水,
烘烧加卤素、卤化氢、水以及共轨双烯的1,2和1,4加成都是亲电加成反应。烯堤进行亲
电加成反应时,双键上电子云密度越大,反应越容易进行。
(2)、亲核加成:由亲核试剂进攻而进行的加成反应。要掌握亲核试剂的概念、亲核
加成反应的历程(简单加成及加成一消除)、不同结构的皴基化合物进行亲核加成反应的活
性顺序及影响反应活性的因素。演基化合物与氟氨酸、亚硫酸氢钠、醇、格氏试剂、氨及氨
衍生物的加成都是亲核加成反应。皴基化合物进行亲核加成反应的活性顺序为:
11CIIO>CIl3CH0>RCH0>C6H5CH0>CH;!C0CH3>RC0CH3>C6H5C0CH3>C6H5C0C6H5
(3)、自由基加成:由自由基引发而进行的加成反应。烯燃在过氧化物存在下与澳化氢进
行的加成是自由基加成。不对称烯煌与漠化氢进行自由基加成时得到反马氏规则的产物,即
氢加到含氢较少的双键碳原子上。
加成反应除上述三种类型之外,还有不饱和燃的催化氨化,共规二烯的双烯合成等。
2,消除反应从一个化合物分子中脱去较小分子(如H2O、HX、NH3)而形成双键
或三键的反应叫消除反应。卤代烧脱卤化氢和醇脱水是重要的消除反应。
(1)、卤代烧脱卤化氢:卤代燃的消除反应是在强碱性条件下进行。不同结构的卤代燃
进行消除反应的活性顺序为:三级)二级〉一级。要掌握卤代煌进行消除反应时所遵循的查依
采夫规则,当卤代嫌中不只含有一个£碳时,消除时脱去含氢少的£碳上的氢原子。要注意,
卤代燃的消除和水解是竞争反应。
(2)、醇的消除:醇的消除反应在强酸性条件下进行,消除方向也遵循查依采夫规则。
要掌握不同结构的醇进行消除反应的活性顺序:叔醇〉仲醇〉伯醇。
3、取代反应根据反应历程的不同可分为亲电取代、亲核取代、游离基取代。
⑴、亲电取代:由于亲电试剂的进攻而引发的取代反应称亲电取代反应。苯环上的卤
化、硝化、磺化、付氏烷基化和酰基化以及重氮盐的偶合反应等,都是亲电取代反应,蔡环
和芳香杂环上也能发生亲电取代反应。要注意苯环上有致钝基团时不能进行付氏反应,苯环
上进行烷基化时会发生异构化现象。掌握蔡环上进行亲电取代反应的规律,第一个取代基主
要进入a位,第二个取代基是进入同环还是异环由原取代基的定位效应决定。掌握五员、六
员芳香杂环化合物的亲电取代反应以及它们与苯环比较进行亲电取代反应活性的差异,吠
喃、曝吩、哦咯进行亲电取代反应的活性比苯大,而毗咤比苯小。
(2)、亲核取代由亲核试剂的进攻而引起的取代反应称亲核取代反应。卤代燃的水解、
醇解、鼠解、氨解,醇与氢卤酸的反应,酸键的断裂,竣酸衍生物的水解、醇解、氨解等都
是亲核取代反应。卤代嫌的亲核取代反应可按两种历程进行,单分子历程(SN1)和双分子
历程(SN2),一级卤代煌易按SN2历程反应,三级卤代煌一般按SN1历程反应,二级卤代
煌则两者兼而有之。要在理解反应历程的基础上掌握不同卤代姓进行亲核取代反应的活性。
3
要注意,在碱性条件下卤代烧的取代和消除是互相竞争的反应,三级卤代煌容易发生消除,
一级卤代燃易发生取代,强极性溶剂(如水)有利于取代,而弱极性溶剂(如醇)和强碱(如
醇钠)有利于消除,高温有利于消除。
⑶、自由基取代曲由自由基的引发而进行的取代称自由基取代。烷煌的卤代,烯煌和
烷基苯的a卤代是自由基取代反应。反应条件是高温、光照或过氧化物存在。自由基的稳定
性和中心碳原子上所连的烷基数目有关,烷基越多,稳定性越大。自由基的稳定次序为:
三级〉二级〉一级》•CH:i
4、氧化还原反应包括氧化反应和还原反应两种类型。
⑴、氧化反应烯、焕、芳嫌侧链以及醇、酚、醛、酮等都易发生氧化反应要掌握几
种常用的氧化剂,如高锌酸钾、重铭酸钾的硫酸溶液、氧气(空气)、臭氧以及托伦试剂、
斐林试剂、次卤酸钠等。掌握氧化反应在实际中的应用,如臭氧氧化可用来推测烯烽的结构,
托伦试剂和斐林试剂的氧化可用来鉴别醛和酮等。
⑵、还原反应不饱和燃的催化氢化、醛、酮、竣酸及酯还原为醇,硝基苯还原为苯
胺等都是还原反应。要掌握几种常用的还原剂,如Hz/Ni、Na+C2H5OH,Fe+HCKNaBH4..>
LiAlH』、异丙醇/异丙醇铝等,注意后面三种是提供负氢离子的还原剂,只对皴基选择加氢,
与双键、三键不发生作用。还要掌握皴基还原为亚甲基的两种方法,注意,进行克莱门森还
原时反应物分子中不能存在对酸敏感的基团,如醇羟基、双键等,用伍尔夫一吉日聂尔还原
及黄鸣龙改进法时,反应物分子中不能带有对碱敏感的基团,如卤素等。
5、缩合反应主要包括羟醛缩合和酯缩合。
(I)羟醛缩合含有a氢的醛在稀碱条件下生成£一羟基醛,此化合物不稳定
受热容易脱水,生成万不饱和醛。因此,此反应常用来增长碳链制备。、力不饱和醛。
要求掌握羟醛缩合的反应条件。
(2)克莱森酯缩合含有a氢的酯在强碱条件下发生克莱森酯缩合,两分子酯之间脱
去一分子醇生成B酮酸酯。要掌握反应条件及在实际中的应用,有机合成中广泛应用的乙酰
乙酸乙酯就是通过此反应制备的。
除了上述五种类型的反应之外,还要求掌握重氮化反应、芳香重氮盐的取代反应、脱
竣反应等,注意反应条件、产物及其在实际中的应用。
四、有机化合物的转化及合成方法
要求掌握有机化合物各类官能团之间的转化关系、增长和缩短碳的方法,在此基础上设
计简单有机化合物的合成路线。熟练掌握苯进行付氏烷基化、酰基化、块化物的烧化、羟醛
缩合、格氏试剂法等都可以增长碳链;焕化物的烧化、格氏试剂法及芳香重氮盐等在有机合
成中应用非常广泛。
1、焕化物的燃化具有焕氢的焕烧与氨基钠作用得焕钠,烘钠与伯卤代煌反应得到烷基
取代得焕烧。此反应可增长碳链,制备高级焕燃。
2、格氏试剂法格氏试剂在有机合成中应用极为广泛,它与环氧乙烷、醛、酮、能反
应可用来制备不同结构的醇等。这些反应既可增长碳链,又可形成所需的官能团。
3、重氮盐取代法芳香重氮盐的重氮基可被氢原子、卤素、羟基、鼠基取代,由于苯
环上原有取代基定位效应的影响而使某些基团不能直接引入苯环时,可采用重氮盐取代的方
法。要注意被不同基团取代时的反应条件。
五、有机化合物的鉴别
烯烧、二烯、烘嫌及三、四元的脂环堤:澳的四氯化碳溶液,溟腿色
含有焕氢的快煌:硝酸银或氯化亚铜的氨溶液,生成快化银白色沉淀或焕化亚铜红色沉
淀。
卤代燃:硝酸银的醇溶液,生成卤化银沉淀;不同结构的卤代嫌生成沉淀的速度不同,
叔卤代煌和烯丙式卤代燃最快,仲卤代煌次之,伯卤代烧需加热才出现沉淀。
醉:与金属钠反应放出氢气(鉴别6个碳原子以下的醇);用卢卡斯试剂鉴别伯、仲、
叔醵,叔爵立刻变浑浊,仲爵放置后变浑浊,伯想放置后也无变化。
酚或烯醇类化合物:用三氯化铁溶液产生颜色。苯酚与澳水生成三溟苯酚白色沉淀。
4
埃基化合物:2,4-二硝基苯肿,产生黄色或橙红色沉淀;区别醛与酮用托伦试剂,醛
能生成银镜,而酮不能;区别芳香醛与脂肪醛或酮与脂肪醛,用斐林试剂,脂肪醛生成砖红
色沉淀,而酮和芳香醛不能;鉴别甲基酮和具有CH3—1H—结构的醇用碘的氢氧化钠溶液,
生成黄色的碘仿沉淀。
甲酸:用托伦试剂,甲酸能生成银镜,而其他酸不能。
胺:区别伯、仲、叔胺有两仲方法
1.用苯磺酰氯或对甲苯磺酰氯,在NaOH溶液中反应,伯胺生成的产物溶于NaOH;
仲胺生成的产物不溶于NaOH溶液;叔胺不发生反应。
2.fflNaNOa+HCl:
脂肪胺:伯胺放出氮气,仲胺生成黄色油状物,叔胺不反应。
芳香胺:伯胺生成重氮盐,仲胺生成黄色油状物,叔胺生成绿色固体。
糖:葡萄糖与果糖:用滨水,葡萄糖能使滨水腿色,而果糖不能。
麦芽糖与蔗糖:用托伦试剂或斐林试剂,麦芽糖可生成银镜或砖红色沉淀,而蔗糖
不能。
六、实验
要求掌握实验室基本知识及有机化学实验的基本操作技能。如固体的重结晶、测熔
点所用的装置及操作、注意事项;液体蒸储时所用的仪器、装置、烧瓶中所放液体的
体积、温度计安装的位置、放沸石的时间、蒸储不同沸点液体化合物的加热方式、及
冷凝管的选择;洗涤液体化合物所用的仪器、操作时注意事项;回流所用仪器及装置;
各种瓶颈和管颈塞子的选择以及实验室防毒、灭火常识等。
除上述六个专题之外,还应掌握各章的基本概念、名词、术语的含义、各类化合物的
物理性质的变化规律以及医药生产和生活中经常涉及到的有机化学基本常识等。
总复习练习题
一、根据构造式写出名称、或根据名称写出构造式(有.*的要求表示其构型)
CH3产CH3
〉CH—CH—CH2CH2CH—CH3
CH3/।
CH3
CH、/
CH(CH3)2
Cl
o
II
CH3—c—O—CH2CH3
1.
3.
4.
2.*
5
HO—,、—CECH。
V
5.
H
^-c<CH3
VCH3
/、―C—OC4H9
kJ—C—OC4H9
8
6.
7.
8*
COOH
I
CH3CH2CH2-C-CH2C1
I
OH
9.*
10.
1.2-二澳丙烷
11.
氨革
6
12.
2.4.6・三硝基甲苯
13.
苯甲酰氯
14.
乙酰乙酸乙酯
15.
四氢吠喃
〉CH-CH—CH2cH2cH—OHh
CH3/II
CH3CH3
17.*
CH3/CH2cH3
H/、Cl
00
IIII
CH3—c—o—c—CH3
18.
I。-N、CH3
23
O
—(5—OCH2CH3
0—C—OCH2CH3
CH3CH2CH2-C-CH3
12二滨丙烷
26.
氨苇
27.
2.4.6-三硝基甲苯
28.
苯甲酰氯
29.
a-蔡酚
30.
环氧乙烷
二、选择题(本题10分,每小题2分)
1.三氯乙酸的酸性大于乙酸,主要是由于()的影响。
A、共轨效应B、吸电子诱导效应
C、给电子诱导效应D、空间效应
C.HsN—D.CH3O—
一㊉
2.苯环上第一个基团是()时,引入的第二个基团在间位。
A.CH3B.CI
A.CHCCH2cH3B.CH3cHeH,CH:
*ll-1
OOH
1
3.下列物质中,沸点最低的是()
C.CH3cH20cH2cH3D.CH3COOCH2CH3
4.聚合物的英文缩写“PVC”代表的聚合物是()。
A.聚乙烯B.聚四氟乙烯
C.聚苯乙烯D.聚氯乙烯
5.下列物质中,非还原糖是()。
A.蔗糖B.果糖
C.葡萄糖D.麦芽糖
6.1.2-二氯乙烷最稳定的构象是()o
A.邻位交叉式B.对位交叉式
C.部分重叠式D.全重叠式
7.卤代烧水解是属于()反应
8
A.亲电取代B.亲核取代
C.亲电加成D.亲核加成
8.下列化合物中,酸性最强的是()
A.碳酸B.乙酸
C.三氯乙酸D.氯乙酸
9.蛋白质是()物质。
A、酸性B、碱性C、两性D、中性
10.()又名阿托平,存在于许多茄科植物中,医药上用做抗胆碱药物。
A、颠茄碱B、罂粟碱C、烟碱D、麻黄碱
完成下列反应式
CH3—C=CHCH2cH3+HBr-»
CH3
1.
CH3—C=CH2+CI2—~~»
H
>CH—CH—CH3■--:J►
CH3/1△
Cl
2.
3.
4.
5.
△—COCI+NH3
、/@HCN
6.CHUCHO----------
②OH
-COOHP2O5
-COOH
7.0
8.
9
浓NaOH
+HCHO------------
HgS04-H2s04“
CH3CH2C=CH+H2O
9.
10.
<()>-CH0+H2N-NH-<^)>
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