有机化学 课件 第1-7章复习及习题解答

第1～7章复习总结总结所学内容讲解重点难点第一部分

有机化合物结构与性质有机化合物的命名有机化合物的基本结构与性质

1.杂化轨道理论与分子的构型、构象

2.电子效应、空间效应与酸碱性

3.稳定性与芳香性

4.物理性质与结构关系

5.立体化学及其表达方式有机化合物色谱与波谱知识及应用一、有机化合物的命名

1、选取母体--含官能团的最长碳链（卤素、硝基除外）--多官能团化合物，常以氧化态高者为母体--双键或三键存在时，选含官能团及双键或三键的最长碳链--双键和三键共存，则选含官能团及双键和三键最多的最长碳链基本命名规则苯环上有官能团的化合物的母体名称多个官能团存在时，优先采用右边的母体名，其他的官能团作取代基一、有机化合物的命名1、选主链2、给主链编号--

最小编号：官能团

双键、三键

取代基--

最低序列原则：只计最低编号，不计加和--

多种选择时，

---主官能团优于其他官能团给予小编号

---双键优于三键给予小编号

---先列出取代基给予小编号基本命名规则一、有机化合物的命名3、母体名前加上取代基编号和名称4、在最前面标示构型

(构型)–取代基编号–取代基名–母体名母体名官能团编号–

碳链＋官能团名碳链名–官能团编号–官能团名基本命名规则例1.请给出下列两个化合物的IUPAC命名。A、4-甲基-5-乙基环己烯

4-ethyl-5-methylcyclohexeneB、3-甲基-5-乙基环己烯

5-ethyl-3-methylcyclohexene例2.请给出下列化合物的IUPAC命名。A.(E)-5-庚烯-1-炔(E)-5-hepten-1-yneB.(E)-2-庚烯-5-炔(E)-2-hepten-5-yne1.sec-butyl2.benzyl3.phenol

4.3-methylfuran5.pyridine6.(E)-3-methyl-4-phenyl-4-hexen-2-ol例3.PleaseDrawthestructureorwriteacorrectIUPACname例3.PleasedrawthestructureorwriteacorrectIUPACname7.

1,7,10,10-tetramethylbicyclo[4.3.2]undecene-38.5-hydroxy-2-methylbenzaldehyde9.

2-cyclopentyl-3-ethylpyrrole10.

ethyl

cycloheptanecarboxylate例4.根据名称给出正确的结构或命名下列有机化合物（IUPAC中文名）

1.新戊烷2.水杨酸3.二甲基亚砜4.对甲基苯磺酸甲酯TsOMe

5.4-甲基-3-氧代己酸例4.

根据名称给出正确的结构或命名下列有机化合物（IUPAC中文名）6、(3E,5E)-4,6-二甲基-3,5-壬二烯-2-酮7、(2R)-2-乙基-5-环丙基戊酰氯8、(Z)-8-甲基-3-异丙基-2-壬烯-5-炔9、2,4-二甲基-N-乙酰基苯胺10、1-甲基-8-氯二环[4.3.0]壬烷二、有机化合物的基本结构与性质C、N---sp、sp2、sp3

O---sp2、sp3分子中C、N、O的杂化状态与成键方式、共轭效应和芳香性相关，自然界化合物常自发选择低能状态。如：醇、醚中的O是sp3杂化苯酚中的O却是sp2杂化；又如：胺中的N是sp3杂化吡咯中的N是sp2

杂化1.杂化轨道理论及其分子的构型、构象等分子中C、N、O的杂化状态影响化合物的构型、构象和酸碱性等性质如：Csp3

是有机化合物手性的主要基础

Nsp3

具有构象异构体，也是潜在的手性基础又如：吡啶中的N具有碱性

吡咯中的NH表现为弱酸性。二、有机化合物的基本结构与性质1.杂化轨道理论及其分子的构型、构象等sp2sp2sp3sp2sp31.杂化轨道理论及其分子的构型、构象等例1.

请指出下列化合物中用方框标记的碳、氮、氧三种元素的原子分别采用哪种杂化轨道成键例1.

请指出下列化合物中用方框标记的碳、氮、氧三种元素的原子分别采用哪种杂化轨道成键sp2sp2sp31.杂化轨道理论及其分子的构型、构象等例2.

请指出下列化合物分别有多少个手性原子，用*标示。*****5个******6个1.杂化轨道理论及其分子的构型、构象等例2.

请指出下列化合物分别有多少个手性原子，用*标示。*****5个********8个1.杂化轨道理论及其分子的构型、构象等例3.

请画出下列分子的分子形状图，并说明分子是否有偶极距，如果有，请标出偶极距的方向1.杂化轨道理论及其分子的构型、构象等

例4.请指出下列生物碱中有编号氮原子的酸碱性，并简要说明原因。N1、N3、N5---碱性N2、N4---酸性1.杂化轨道理论及其分子的构型、构象等二、有机化合物的基本结构与性质2.电子效应、空间效应与酸碱性酸碱性一般规律：(1)

当原子大小相当时(同一周期)，电负性越大的原子，其耐受负电荷能力越强，耐受正电荷能力越弱。因此有：稳定性：CH3-<NH2-<OH-<F-酸性：HF>H2O>NH3>CH4共轭酸酸性：CH3OH2+>CH3NH3+碱性：CH3NH2>CH3OH二、有机化合物的基本结构与性质2.电子效应、空间效应与酸碱性酸碱性一般规律：(2)当原子大小不同时(不同周期)，原子大小对酸性的影响要比电负性来得重要。因此有：稳定性：F-<Cl-<Br-<I-因为负电荷能在体积更大的轨道上分散，显得更加稳定。酸性：HI>HBr>HCl>HF二、有机化合物的基本结构与性质2.电子效应、空间效应与酸碱性

酸碱性一般规律：(3)记住以下常见有机酸酸性强弱数据：pKa<0~5~10~15CH3OH2+CH3COOHCH3NH3+CH3OHCH3COOH2+

ArOH

H2OH3O+CH3CONH2二、有机化合物的基本结构与性质2.电子效应、空间效应与酸碱性酸碱性一般规律：(4)吸电子效应，使酸性增强给电子效应，使酸性减弱(5)给电子效应，使碱性增强吸电子效应，使碱性减弱(6)氢键的存在往往带来重要影响，自己总结。如：邻硝基苯酚，邻羟基苯甲酸等等。基团的电子效应硝基、羰基、氰基、羧基、酯基、酰胺基、酰卤等都是吸电子基团(诱导和共轭,强弱规律)羟基、烷氧基、氨基、胺基等是否给电子或吸电子基团则与相连的基团有关

--

与p

键体系相连时体现给电子共轭效应

--

与非p

键体系相连时则体现吸电子诱导效应卤素的总电子效应表现为吸电子效应。2.电子效应、空间效应与酸碱性CH3COOH4.76O2NCH2COOH1.68NCCH2COOH2.5ClCH2COOH2.86CH3OCH2COOH3.53HOCH2COOH3.832.电子效应、空间效应与酸碱性2.电子效应、空间效应与酸碱性甲基的作用：给电子诱导作用(某些情况下相反)

给电子超共轭作用---

超共轭作用与共轭作用类似，对于苯环的邻对位影响较大，因此邻对位甲基取代苯酚的酸性弱于间位，弱于苯酚氯是弱的吸电子基团：吸电子诱导作用给电子共轭作用

---诱导作用随距离增加迅速递减硝基是强的吸电子基团：吸电子诱导和共轭

---共轭作用对邻对位影响较大2.电子效应、空间效应与酸碱性例5.

为什么邻甲基苯酚的酸性弱于苯酚，而邻甲基苯甲酸的酸性强于苯甲酸？由于羧基与邻位甲基的空间作用，使得羧基与苯环的共轭作用减弱，烷基的给电子作用不能发挥，酸性反而增强（邻位效应）2.电子效应、空间效应与酸碱性2.电子效应、空间效应与酸碱性

pKaC6H5COOH4.20HCOOH3.77CH3COOH4.74CH3CH2COOH4.88例6.

如何解释以下羧酸化合物酸性的强弱？苯基和烷基表现为给电子效应，酸性减弱。而且给电子效应Csp3>Csp2，即烷基>苯基。苯甲酸解离后形成的羧酸负离子由于与苯环的共轭效应被稳定化，酸性增强。例7.

比较下列各组化合物的酸性强弱2.电子效应、空间效应与酸碱性例8.试画出下列化合物的共振结构2.电子效应、空间效应与酸碱性2.电子效应、空间效应与酸碱性二、有机化合物的基本结构与性质休克尔规则：以sp2杂化的原子形成的含有（4n＋2）个π电子的单环平面体系，具有相应的特殊稳定性（4n+2规则）。3.稳定性与芳香性二、有机化合物的基本结构与性质3.稳定性与芳香性例9.

判断下列化合物的芳香性√XXX√√√√√稠环体系芳香性的判定：大p环电子数例10.

比较化合物A和B的稳定性二、有机化合物的基本结构与性质3.稳定性与芳香性>二、有机化合物的基本结构与性质例11.

请比较下列化合物的物理性质（1）下列化合物的沸点高低排序A.己酸B.苯C.己烯D.己烷E.己醇

A>E>B>C>D4.物理性质与结构关系例11.

请比较下列化合物的物理性质（2）下列化合物的熔点高低排序

（3）下列化合物在水中的溶解度大小排序A.辛醇B.乙醇C.丁醇D.己醇

A>B>C>DB>C>D>A4.物理性质与结构关系二、有机化合物的基本结构与性质---楔形式和锯架式---Fischer投影式和Newman投影式

楔形式锯架式FischerNewman5.立体化学及其表达方式二、有机化合物的基本结构与性质环己烷的椅式构象5.立体化学及其表达方式例12.

请给出下列化合物的优势构象（除D外请用Newman投影式表示）三、色谱与波谱知识及应用1.色谱各种色谱技术：柱色谱（CC）薄层色谱（TLC）离子交换色谱高效液相色谱（HPLC）气相色谱（GC）三、色谱与波谱知识及应用1、色谱根据流动相的物理状态分为液相色谱（LC）气相色谱（GC）柱色谱纸色谱薄层色谱根据实验操作形式分为1、色谱根据物理化学作用分为吸附色谱分配色谱离子交换色谱凝胶渗透色谱亲和色谱根据固定相与流动相的极性分为正相色谱：极性固>极性流反相色谱：极性流>极性固三、色谱与波谱知识及应用2、波谱质谱（MS）—分子量及部分结构信息红外光谱（IR）—官能团种类紫外—可见光谱（UV/Vis）—共轭结构核磁共振谱（NMR）—C-H骨架及所处化学环境

三、色谱与波谱知识及应用2、波谱UV

吸光度：Beer-Lambertlaw:A=clε影响摩尔吸光系数ε的因素：跃迁类型影响λmax

的因素：共轭效应增大，λmax红移

生色团和助色团：助色团一般使λmax红移红移和蓝移的概念例13.排出下列化合物特征吸收峰lmax的大小1423565三、色谱与波谱知识及应用2、波谱IR

伸缩振动吸收峰的规律：Hooke定律

---振动频率与成键原子折合质量以及键的力常数相关：原子质量愈轻，振动频率愈高；键能愈大，键长愈短，键的力常数愈大，振动频率愈高

记住官能团的特征吸收峰频率范围

一个官能团有多种振动方式

，因此在红外光谱中将有一组相应的吸收峰例14.Whichwilloccuratahigherfrequency？a.theC-NstretchofanamineortheC-Nstretchofanamide?theC-Nstretchvibrationofanamideb.theC-OstretchofphenolortheC-Ostretchofcyclohexanol?

theC-Ostretchvibrationofphenol

c.theC=OstretchofaketoneortheC=Ostretchofanamide?theC=Ostretchvibrationofaketone例15Assumingtheforceconstantsarethesame,whichwilloccuratahigherfrequencya.

aC-OstretchoraC-Clstretch?

C-Ostretchvibrationb.aC-OstretchoraC-Sstretch?

C-Ostretchvibration例16ListthefollowingcompoundsinorderofdecreasingfrequencyoftheC=Oabsorptionband例17.HowcouldyouuseIRspectroscopytodistinguishbetween:a.

aprimaryamineandatertiaryamine

N-Hstretchvibrationb.cyclohexeneandcyclohexane

C=Cand=C-Hstretchvibrationc.cis-2-hexeneandtrans-2-hexene?

700-1000cm-1C-Hbendingvibration例18.Foreachofthefollowingpairsofcompounds,giveoneabsorptionbandthatcouldbeusedtodistinguishbetweenthem:a.

CH3CH2CH2CH2CH3andCH3CH2CH2OCH2CH3

C-Ostretchvibration,1000-1200cm-1b.

CH3CH2CH2COOHandCH3CH2CH2CH2OH

C=Ostretchvibrationc.CH3CH2CH2CO2CH3andCH3CH2CH2CH2CO2H

O-Hstretchvibration

A.C-HstretchB.C=OstretchC.C-Ostretch例19.请解释下列红外光谱中的字母标示峰CH3CH2CH2COOCH2CH3例19.

请解释下列红外光谱中的字母标示峰A.O-H,Csp-HB.C-HC.Csp-CspD.C-OHC≡CCH2OH例20.

分子式为C4H6O的一个化合物给出如下IR图，请确定其结构1700cm-1

左右的吸收峰说明分子含有C=O；计算知不饱和度等于2；1600cm-1

和900-1000cm-1左右的吸收峰说明具有单取代C=C双键结构为：CH3COCH=CH2

例22.请指出下列各对化合物在IRA、3-己酮和3-己醇3-己酮IR中的羰基-CO-吸收峰，~1720cm-13-己醇IR中的羟基-OH吸收峰，3200

~3600cm-1第七章有机化学反应的基本问题热力学动力学反应活性和选择性活性中间体烷烃的自由基卤代反应反应势能曲线图热力学研究反应终态和始态问题△G0=-RTlnKeq△G0=△H0-T△S0当反应过程中熵变较小时，可以用焓变的情况粗略判断反应进行的方向与平衡移动ΔH0

=断裂键的离解能之和－新生成键的离解能之和热力学动力学反应势能曲线图动力学研究反应过程和速度问题v=k