有机化学
一.有机化合物的命名
1. 能够用系统命名法命名各种类型化合物:
包括烷烃,烯烃,炔烃,烯炔,脂环烃(单环脂环烃和多环置换脂环烃中的螺环烃和桥环烃),芳烃,醇,酚,醚,醛,酮,羧酸,羧酸衍生物(酰卤,酸酐,酯,酰胺),多官能团化合物(官能团优先顺序:-COOH>-SO3H>-COOR>-COX>-CN>-CHO>>C=O>-OH(醇)>-OH(酚)>-SH>-NH2>-OR>C=C>-C≡C->(-R>-X>-NO2),并能够判断出Z/E构型和R/S构型。
2. 根据化合物的系统命名,写出相应的结构式或立体结构式(伞形式,锯架式,纽曼投影式,Fischer投影式)。
立体结构的表示方法:
COOHCH3HOHC2H5OH1)伞形式:HH3CCOH 2)锯架式:H
HHHHHHHHHCOOH3) 纽曼投影式:
HHH 4)菲舍尔投影式:HCH3OH
5)构象(conformation)
(1) 乙烷构象:最稳定构象是交叉式,最不稳定构象是重叠式。
(2) 正丁烷构象:最稳定构象是对位交叉式,最不稳定构象是全重叠式。
(3) 环己烷构象:最稳定构象是椅式构象。一取代环己烷最稳定构象是e取代的椅 式构象。多取代环己烷最稳定构象是e取代最多或大基团处于e键上的椅式构象。 立体结构的标记方法
1. Z/E标记法:在表示烯烃的构型时,如果在次序规则中两个优先的基团在同一侧,为Z构型,
在相反侧,为E构型。
ClC2H5CH3CH3CCCC HC2H5HCl(Z)-3-氯-2-戊烯(E)-3-氯-2-戊烯2、 顺/反标记法:在标记烯烃和脂环烃的构型时,如果两个相同的基团在同一侧,则为顺式;在
相反侧,则为反式。
CH3CCCH3CH3HCCHCH3CH3HCH3 H顺-2-丁烯HCH3HHCH3H反-2-丁烯顺-1,4-二甲基环己烷反-1,4-二甲基环己烷
3、 R/S标记法:在标记手性分子时,先把与手性碳相连的四个基团按次序规则排序。然后将最不优先的基团放在远离观察者,再以次观察其它三个基团,如果优先顺序是顺时针,则为R构型,如果是逆时针,则为S构型。
adCcR型abdCbS型c
注:将伞状透视式与菲舍尔投影式互换的方法是:先按要求书写其透视式或投影式,然后分别标出其R/S构型,如果两者构型相同,则为同一化合物,否则为其对映体。 二. 有机化学反应及特点 1. 反应类型
自由基取代:烷烃卤代、芳烃侧链卤代、烯烃的α-H卤代自由基反应
自由基加成:烯,炔的过氧化效应
亲电加成:烯、炔、二烯烃的加成,脂环烃小环的开环加成
亲电取代:芳环上的亲电取代反应
亲核取代:卤代烃、醇的反应,环氧乙烷的开环反应,醚键断裂反应类型 离子型反应 反应,卤苯的取代反应(按历程分) 亲核加成:炔烃的亲核加成 消除反应:卤代烃和醇的反应
协同反应:双烯合成
还原反应(包括催化加氢):烯烃、炔烃、环烷烃、芳烃、卤代烃 氧化反应:烯烃的氧化(高锰酸钾氧化,臭氧氧化,环氧化);炔烃高锰酸钾氧化,臭氧氧化;醇的氧化;
芳烃侧链氧化,芳环氧化) 2. 有关规律
1) 马氏规律:亲电加成反应的规律,亲电试剂总是加到连氢较多的双键碳上。 2) 过氧化效应:自由基加成反应的规律,卤素加到连氢较多的双键碳上。 3) 空间效应:体积较大的基团总是取代到空间位阻较小的位置。
4) 定位规律:芳烃亲电取代反应的规律,有邻、对位定位基,和间位定位基。
5) 查依切夫规律:卤代烃和醇消除反应的规律,主要产物是双键碳上取代基较多的烯烃。
6) 休克尔规则:判断芳香性的规则。存在一个环状的大π键,成环原子必须共平面或接近共平面,π
电子数符合4n+2规则。
7) 霍夫曼规则:季铵盐消除反应的规律,只有烃基时,主要产物是双键碳上取代基较少的烯烃(动力
学控制产物)。当β-碳上连有吸电子基或不饱和键时,则消除的是酸性较强的氢,生成较稳定的产物(热力学控制产物)。 8) 基团的“顺序规则” 3. 反应中的立体化学
烷烃:
烷烃的自由基取代:外消旋化
烯烃:
烯烃的亲电加成:溴,氯,HOBr(HOCl),羟汞化-脱汞还原反应-----反式加成
其它亲电试剂:顺式+反式加成
烯烃的环氧化,与单线态卡宾的反应:保持构型
烯烃的冷稀KMnO4/H2O氧化:顺式邻二醇 烯烃的硼氢化-氧化:顺式加成 烯烃的加氢:顺式加氢
环己烯的加成(1-取代,3-取代,4-取代) 炔烃:
选择性加氢:
Lindlar催化剂-----顺式烯烃 Na/NH3(L)-----反式加氢
亲核取代:
SN1:外消旋化的同时构型翻转 SN2:构型翻转(Walden翻转) 消除反应:
E2,E1cb: 反式共平面消除。 环氧乙烷的开环反应:反式产物
四.概念、物理性质、结构稳定性、反应活性 (一).概念 1. 同分异构体
2. 试剂 亲电试剂:
简单地说,对电子具有亲合力的试剂就叫亲电试剂(electrophilic reagent)。亲电试剂一般都是带
++++
正电荷的试剂或具有空的p轨道或d轨道,能够接受电子对的中性分子, 如:H、Cl、Br、RCH2、CH3CO+++
、NO2、SO3H、SO3、BF3、AlCl3等,都是亲电试剂。
亲核试剂:
对电子没有亲合力,但对带正电荷或部分正电荷的碳原子具有亲合力的试剂叫亲核试剂(nucleophilic
----
reagent)。亲核试剂一般是带负电荷的试剂或是带有未共用电子对的中性分子,如:OH、HS、CN、NH2、
-----
RCH2、RO、RS、PhO、RCOO、
-
X、H2O、ROH、ROR、NH3、RNH2等,都是亲核试剂。
自由基试剂:
CH3构造异构碳架异构H2CCCH2CH2H2CCCH3H位置异构CH2CHCH2CH3CH3CHCHCH3官能团异构CH3CH2OH互变异构CH2CHOH CH3OCH3CH3CHO同分异构顺反异构构型异构立体异构对映异构构象异构Cl2hv 或高温均裂2ClBr2hv 或高温均裂2Br Cl2、Br2是自由基引发剂,此外,过氧化氢、过氧化苯甲酰、偶氮二异丁氰、过硫酸铵等也是常用的
自由基引发剂。少量的自由基引发剂就可引发反应,使反应进行下去。 3. 酸碱的概念
布朗斯特酸碱:质子的给体为酸,质子的受体为碱。 Lewis酸碱:电子的接受体为酸,电子的给与体为碱。 4. 共价键的属性
键长、键角、键能、键矩、偶极矩。 5. 杂化轨道理论 sp、sp、sp杂化。 6. 旋光性
平面偏振光: 手性: 手性碳: 旋光性:
旋光性物质(光学活性物质),左旋体,右旋体: 内消旋体、外消旋体,两者的区别: 对映异构体,产生条件: 非对映异构体: 苏式,赤式: CHOCHO
差向异构体: Walden翻转: 7. 电子效应 1) 诱导效应
2) 共轭效应(π-π共轭,p-π共轭,σ-p 超2共轭,σ-π超共轭。 3) 空间效应
扭转张力:在重叠构象中存在着要变为交叉式构象的一种张力。两个原子或原子团距离太近,小于两立体效应范德华张力:者的范德华半径之和而产生的张力。(空间效应)HHHHHHOH空间阻碍:已有基团对新引入基团的空间阻碍作用。OHCH3SO3H和HCH33
2
HHOHOHCH2OH赤式HHOOHHCH2OH苏式HHHHSO3HH8. 其它
内型(endo), 外型(exo):
HCOCH3endo(内型)COCH3Hexo(外型)顺反异构体,产生条件: 烯醇式:
(二). 物理性质
1. 沸点高低的判断?
不同类型化合物之间沸点的比较; 同种类型化合物之间沸点的比较。 2. 熔点,溶解度的大小判断?
3. 形成有效氢键的条件,形成分子内氢键的条件: (三). 稳定性判断 1. 烯烃稳定性判断
R2C=CR2 > R2C=CHR > RCH=CHR(E-构型)> RCH=CHR(Z-构型)
> RHC=CH2 >CH2=CH2
2. 环烷烃稳定性判断 3. 开链烃构象稳定性 4. 环己烷构象稳定性
5. 反应中间体稳定大小判断(碳正离子,碳负离子,自由基)
碳正离子的稳性顺序:
CH2CHCH2CH2>(CH3)3C>(CH3)2CH>CH3CH2>CH3自由基稳定性顺序:
CH2CHCH2CH2CH3CH2>CH3>(CH3)3C>(CH3)2CH> 碳负离子稳定性顺序:
CH2CHCH2CH2>CH3>1R>2R。。>3R。 6. 共振极限结构式的稳定性判断(在共振杂化体中贡献程度): (四)酸碱性的判断
1. 不同类型化合物算碱性判断
> > > > > HO H RO H HC C H NH2 H CH2C=CH H CH3CH2 H
pKa 15.7 16~19 25 34 ~40 ~49
2. 液相中醇的酸性大小
3. 酸性大小的影像因素(吸电子基与推电子基对酸性的影响): (五)反应活性大小判断
1. 烷烃的自由基取代反应
X2的活性:F2 >Cl2 >Br2 >I2 选择性:F2 < Cl2 < Br2< I2 2. 烯烃的亲电加成反应活性
R2C=CR2 > R2C=CHR> RCH=CHR > RCH=CH2 > CH2=CH2 > CH2=CHX 3. 烯烃环氧化反应活性
R2C=CR2 > R2C=CHR> RCH=CHR > RCH=CH2 > CH2=CH2 4. 烯烃的催化加氢反应活性:
CH2=CH2 > RCH=CH2 >RCH=CHR' > R2C=CHR > R2C=CR2
5. Diles-Alder反应
双烯体上连有推电子基团(349页),亲双烯体上连有吸电子基团,有利于反应进行。 例如: 下列化合物
OCH332 A. ; B. ; C. ; D. 与异戊二烯进行Diels-Alder反应的活性强弱顺序为: > > > 。
6. 卤代烃的亲核取代反应 SN1 反应:
CH2 CHCH 2X > 3 RX > 2 RX > 1 RX > CH3X CH2X
(CH3)3CBrBr BrBr 形成碳正离子1 10-3 10-6 10-11SN2 的相对速率反应: CH3X>1o RX>2o RX>3o RX成环的SN2反应速率是:
CHCNCHClv五元环 > v六元环 > v中环,大环 > v三元环 > v四元环
7. 消除反应
卤代烃碱性条件下的消除反应-----E2消除 CH2 CHCHXCH3 > 3 RX > 2 RX > 1 RX > CH3XCHXCH3
RI > RBr > RCl 醇脱水-----主要E1
CH2 CHCHCH3
> 3 ROH > 2 ROH > 1 ROH OH
CHCH3OH8. 芳烃的亲电取代反应
芳环上连有活化苯环的邻对位定位基(给电子基)-------反应活性提高
芳环上连有钝化苯环的间位定位基(吸电子基)或邻对位定位基-------反应活性下降。 例如:
下列芳香族化合物:
A. B. C. D.
硝化反应的相对活性次序为 > > > 。 例如: 萘环的 A. α—位; B. β—位 ; C. 氯苯 ; D. 苯
在亲电取代反应中相对活性次序为为 > > > 。
例如:下列各化合物中,最容易与浓硫酸发生磺化反应的是( )。
Cl NH2 NO2 CH3 CH3CH(CH3)2ClNO2
A. ; B. ; C. ; D. CH3
(六)其它
1. 亲核性的大小判断: 2. 试剂的碱性大小: 3. 芳香性的判断:
4. 定位基定位效应强弱顺序:
邻、对位定位基:-O>-N(CH3)2>-NH2>-OH>-OCH3>-NHCOCH3>-R >-OCOCH3>-
C6H5>-F>-Cl>-Br>-I +
间位定位基:-NH3>-NO2>-CN>-COOH>-SO3H>-CHO>-COCH3>-COOCH3>-CONH2
五、活性中间体与反应类型、反应机理 反应机理:
1. 自由基取代反应机理
中间体:自由基
反应类型:烷烃的卤代,烯烃、芳烃的α-H卤代。
2. 自由基加成反应机理
中间体:自由基:
反应类型:烯烃、炔烃的过氧化效应。
3. 亲电加成反应机理
中间体:环鎓离子(溴鎓离子,氯鎓离子)
反应类型:烯烃与溴,氯,次卤酸的加成 中间体:碳正离子,易发生重排。
反应类型:烯烃的其它亲电加成(HX,H2O,H2SO4,B2H6,羟汞化-去汞还原反应)、炔烃的亲电加成,小环烷烃的开环加成,共轭二烯烃的亲电加成。 或环鎓离子):
4. 亲电取代反应机理:
中间体:σ-络合物(氯代和溴代先生成π络合物)
反应类型:芳烃亲电取代反应(卤代,硝化,磺化,烷基化,酰基化,氯甲基化)。
-
5. 亲核加成反应机理:
中间体:碳负离子
反应类型:炔烃的亲核加成 6. 亲核取代反应机理:
SN1反应
中间体:碳正离子,易发生重排。
反应类型:卤代烃和醇的亲核取代(主要是3°),醚键断裂反应(3°烃基生成的醚)。 SN2反应
中间体:无(经过过渡态直接生成产物)
反应类型:卤代烃和醇的亲核取代(主要是1°),分子内的亲核取代,醚键断裂反应(1°烃
基生成的醚,酚醚),环氧乙烷的开环反应。
7. 消除反应反应机理
E1机理:
中间体:碳正离子,易发生重排。
反应类型:醇脱水,3°RX在无碱性试剂条件下在污水乙醇中的消除反应。 E2机理:
中间体:无(直接经过过渡态生成烯烃) 反应类型:RX的消除反应 E1cb机理:
中间体:碳负离子
反应类型:邻二卤代烷脱卤素。
重排反应机理:(rearrangement)
重排反应规律:由不稳定的活性中间体重排后生成较稳定的中间体;或由不稳定的反应物重排成较稳定的产物。
1、 碳正离子重排
H(1) 负氢1,2-迁移:CH3CHCH2CH3CH3CHCH3
(2) 烷基1,2-迁移:CH3CCH3(3) 苯基1,2-迁移:
C6H5C6H5COHCH2CH2CH3CCH2CH3
CH3C6H5CCH2C6H5OHC6H5CCH2C6H5OHHC6H5CCH2C6H5频哪醇重
O排:
CH3CH3CH3CCCH3HOHOH 重排CH3CH3CCCH3HCH3COOHCH3CH3CH3CH3CCCH3OHOH2H2OCH3CH3COHCH3CCH3CH3(频哪酮)CH3CCH3
在频哪醇重排中,基团迁移优先顺序为:Ar>R>H
(4) 变环重排:
CHCH3OHHCHCH3OH2CH3H2OClClCH3CHCH3
变环重排(5) 烯丙位重排:碱性水解
CH3CHCHCH2ClClCH3CHCHCH2δCH3CHCHCH2OHCHδCH2OH CH3CHCH3CHCHOHCH22、其它重排
(1) 质子1,3-迁移(互变异构现象) CH3CCHH2OHgSO4, H2SO4CH3OHCCH2OCH3CCH3
有机化学阶段复习(烷烃~芳烃)2009-4-15
一、命名或写出下列化合物的结构式(必要时标出顺、反,R、S构型) 1、 2、 MeMe C=C
n-BuEt3、 5-甲基螺[2.4]庚烷 4、 反-1,2-二甲基环己烷 (优势构象)
CH35、 6. 5-硝基-1-萘酚
H
Br
答:
1、 4-异丙基辛烷 2、顺-3,4-二甲基-3-辛烯
H3C3、 4、
5、 (S)-?-溴代乙苯 6.
HCH3CH3HOHNO2
CH31.CH3CHCHCH2CHCH3CH3CH32.CH3C=CHCHCH2CH3C2H5CH3
答:
1 : 2, 3, 5-三甲基己烷 2. 3, 5-二甲基-3-庚烯
CH3CH31.CH3CHCHCHCH3CHCH3CH32.(CH3CH2)2C=CH2
3.(CH3)3CCCCCC(CH3)3
答:
1. 2,3,4,5-四甲基己烷 2. 2-乙基-1-丁烯 3. 2,2,7,7-四甲基-3,5-辛二炔
Br1、 2、 ClC=C
CH3H3、顺-1,2-二甲基环己烷 (优势构象)
34、 CHBr答:
H1、 2-甲基-3-乙基己烷 2、(Z)-1-氯-2-溴丙烯
H3、
CHH
3CH34、(R)-?-溴代乙苯
二、选择题(选择所有符合条件的答案)
1. 下列化合物中的碳为SP杂化的是:( B、D )。 A:乙烷 B:乙烯 C:乙炔 D:苯
2. 某烷烃的分子式为C5H12,其一元氯代物有三种,那么它的结构为:( A )。 A: 正戊烷 B: 异戊烷 C:新戊烷 D:不存在这种物质 3. 下列化合物具有芳香性的有哪些?( A、C、D ) A:环戊二烯负离子 B:[10]轮烯 C: D:
4.下列哪些化合物能形成分子内氢键?( A、B ) A:邻氟苯酚 B:邻硝基苯酚 C:邻甲苯酚 D:对硝基苯酚 5.下列化合物不能发生傅列德尔-克拉夫茨酰基化反应的有(B、C、D )。 A:噻吩 B:9,10-蒽醌 C:硝基苯 D:吡啶 6.下列化合物中的碳为SP杂化的是:( C )。
A:乙烷 B:乙烯 C:乙炔 D:苯
7. 某烷烃的分子式为C5H12,只有二种二氯衍生物,那么它的结构为:( C )。 A: 正戊烷 B: 异戊烷 C:新戊烷 D:不存在这种物质 8. 下列化合物具有芳香性的有哪些?( A、B、D ) A:[18]轮烯 B:环庚三烯正离子 C: D: 9. CH3C?CH和CH3CH=CH2可以用下列哪些试剂来鉴别?( B、C ) A:托伦斯试剂 B:Ag(NH3)2NO3 C: Cu(NH3)2Cl D:酸性KMnO4
理化性质比较题
1. 将下列游离基按稳定性由大到小排列: a. CH3CH2CH2CHCH3 b.2
NSNSCH3CH2CH2CH2CH2c.CH3CH2CCH3CH3
答案: 稳定性 c > a > b
2. 两瓶没有标签的无色液体,一瓶是正己烷,另一瓶是1-己烯,用什么简单方法可以给它们贴上正确的
标签? 答案:
1-己烯正己烷无反应Br2 / CCl4or KMnO4褪色正己烷1-己烯
3. 下列化合物中,哪些可能有芳香性?
a.b.c.d.
答案: b , d有芳香性
4. 根据S与O的电负性差别,H2O与H2S相比,哪个有较强的偶极-偶极作用力或氢键? 答案:电负性 O > S , H2O与H2S相比,H2O有较强的偶极作用及氢键 5. 将下列碳正离子按稳定性由大至小排列:
CH3H3CCCH3答案: 稳定性:
CH2+CH2CH3CH3H3CC+CHCH3CH3H3CCCH3+CHCH3
CH3CH3H3CC+CHCH3>CH3H3CCCH3+CHCH3>CH3H3CCCH3CH2+CH2
6.写出可能有的旋光异构体的投影式,用R,S标记法命名,并注明内消旋体或外消旋体。 2-溴代-1-丁醇 答案:
CH2OHCH2CH2CH3BrCH2OHHBrCH2CH3( R )CH2OHBrHCH2CH3( S )
7.用简便且有明显现象的方法鉴别下列化合物 HCCCH2CH2OH答案:Ag(NH3)2
+
CH3CCCH2OH 三、完成下列化学反应(只要求写出主要产物或条件,
CH2Cl(1) H2/Ni ( A ) ( B ) 1. CH2=CH-CH3 CH2=CH-CH2Cl ( C ) (2) CH≡CNa H2O ( D )
Hg2+, H2SO4
完成下列各反应式(1)(把正确答案填在题中括号内)
21.CH3CH2CH=CH21).BH32).H2O2,OH-CH3CH2CH2CH2OH22.23.(CH3)2C=CHCH2CH3CH2=CHCH=CH2CH3+1).O32).Zn,H2OCH3COCH3+CH3CH2CHO
CHOCH3CH2=CHCHOCH3+NO224.+HNO3NO2
21.(CH3)2C=CHCH3HBr(CH3)2C-CH2CH3Br22.CH2=CHCH2OH23.CH3CH2CCCH3+CH=CH2+Cl2H2OCl2 / H2OH2SO4HgSO4ClCH2CH-CH2OHOH
CH3CH2CH2COCH3+CH3CH2COCH2CH3CHClCH2Cl24.
五、分析下列反应历程,简要说明理由
答:
—H+ CH2OHH+ 170℃ CH2OHH+ CH2OH2—H2O CH2扩环 重排 +H
2. 写出下列反应的历程
一级碳正离子重排为三级碳正离子,五元环扩环重排为六元环(环张力降低),这样生成的碳正离子稳定。
OHH++
答案;
a+bba+_H+OHH++OH2_H2O+H_H+ CH3
CH3 + HCl
H3CClCl解:反应中出现了重排产物,因此反应是经过碳正离子中间体进行的:
CH3 3 + 2 + HCl 1 (Ⅰ) (Ⅱ) 负氢重排
碳正离子2°?3°
CH3 —+Cl
(Ⅳ)
+
CH3CH3Cl(Ⅲ) Cl —H3CCl(Ⅴ) +
首先:H与(Ⅰ)反应,由于受(Ⅰ)中甲基的给电子效应的影响,使(Ⅰ)中C-1的电子云密度增加,H与C-1—
结合得碳正离子(Ⅱ),(Ⅱ)与Cl结合得(Ⅲ);(Ⅱ)为仲碳正离子,与甲基直接相连的碳上的氢以负氢
—
形式转移,发生重排,得到更稳定的叔碳正离子(Ⅳ), (Ⅳ)与Cl结合得(Ⅴ)。
六、指定原料合成(注意:反应过程中所用的有机溶剂、催化剂及无机原料可任选,在反应中涉及的其他中间有机物均要求从指定原料来制备)
1. 以萘为原料合成: 。 解:
H2SO4 165℃ BrSO3HNO2SO3HHNO3 H2SO4 NH2SO3HNO2Br2. 以苯胺及两个碳的有机物为原料合成: NO2 解:
BrBrH3O+,? -或OH,H2O
NO2
3.完成下列转化(必要试剂)
NH2NH2CH3COCl NHCOCH3NHCOCH3NHCOCH3HNO3 .H2SO4 NO2+ Br2 FeBr3 BrBrNO2COOHBr答案:
CH3BrAlCl3
CH3KMnO4COOHBr2FeBrCOOH
Cl。 4.以四个碳原子及以下烃为原料合成: CN Cl解:CH?CH + HCN CH2=CH-CN
磷钼酸铋 (CH2=CH-CH3 +NH3+3/2O2 CH2=CH-CN)
470℃ CH2=CH-CH=CH2 + CH2=CH-CN OHClClONaCNCl2 ClClCN5。以苯为原料合成: 。
解:
Cl2 FeCl3 SO3HClSO3HOHOH浓H2SO4 OHClNaOH 碱熔 OHH+ 浓H2SO4 SO3HH2O ? ClClCH3COOHNO2NO2NO2
路线一:先硝化,后氧化
CH3CH3COOH
NO2KMnONO2混酸4
H+NO2 NO2NO2
路线二:先氧化,后硝化 COOHCH3COOHCOOH NO2KMnO4发烟HNO3 +NO2HH2SO4
NO2NO2NO2NO2
少)( ( 主)
路线二有两个缺点,(1)反应条件高,(2)有付产物,所以 路线一为优选路线。
七、结构推导
1. 分子式为C6H10的A及B,均能使溴的四氯化碳溶液褪色,并且经催化氢化得到相同的产物正己烷。A可与氯化亚铜的氨溶液作用产生红棕色沉淀,而B不发生这种反应。B经臭氧化后再还原水解,得到CH3CHO及HCOCOH(乙二醛)。推断A及B的结构,并用反应式加简要说明表示推断过程。
答案:
AH3CCH2CH2CH2CCHBCH3CH=CHCH=CHCH3
2. 分子式为C5H10的化合物A,与1分子氢作用得到C5H12的化合物。A在酸性溶液中与高锰酸钾作用得到一个含有4个碳原子的羧酸。A经臭氧化并还原水解,得到两种不同的醛。推测A的可能结构,用反应式加简要说明表示推断过程。
答案:
or
3. 溴苯氯代后分离得到两个分子式为C6H4ClBr的异构体A和B,将A溴代得到几种分子式为C6H3ClBr2的产
物,而B经溴代得到两种分子式为C6H3ClBr2的产物C和D。A溴代后所得产物之一与C相同,但没有任何一个与D相同。推测A,B,C,D的结构式,写出各步反应。
答案:
BrA.ClBBrCBrDBrClBrBrCl
Cl
转]有机化学鉴别方法《终极版》找了很久 有机化学鉴别方法的总结
1烷烃与烯烃,炔烃的鉴别方法是酸性高锰酸钾溶液或溴的ccl4溶液(烃的含氧衍生物均可以使高锰酸钾褪色,只是快慢不同)
2烷烃和芳香烃就不好说了,但芳香烃里,甲苯,二甲苯可以和酸性高锰酸钾溶液反应,苯就不行 3另外,醇的话,显中性
4酚:常温下酚可以被氧气氧化呈粉红色,而且苯酚还可以和氯化铁反应显紫色 5可利用溴水区分醛糖与酮糖
6醚在避光的情况下与氯或溴反应,可生成氯代醚或溴代醚。醚在光助催化下与空气中的氧作用,生成过氧化合物。
7醌类化合物是中药中一类具有醌式结构的化学成分,主要分为苯醌,萘醌,菲醌和蒽醌四种类型,具体颜色不同反应类型较多 一.各类化合物的鉴别方法 1.烯烃、二烯、炔烃:
(1)溴的四氯化碳溶液,红色腿去 (2)高锰酸钾溶液,紫色腿去。 2.含有炔氢的炔烃:
(1) 硝酸银,生成炔化银白色沉淀
(2) 氯化亚铜的氨溶液,生成炔化亚铜红色沉淀。 3.小环烃:三、四元脂环烃可使溴的四氯化碳溶液腿色
4.卤代烃:硝酸银的醇溶液,生成卤化银沉淀;不同结构的卤代烃生成沉淀的速度不同,叔卤代烃和烯丙式卤代烃最快,仲卤代烃次之,伯卤代烃需加热才出现沉淀。 5.醇:
(1) 与金属钠反应放出氢气(鉴别6个碳原子以下的醇);
(2) 用卢卡斯试剂鉴别伯、仲、叔醇,叔醇立刻变浑浊,仲醇放置后变浑浊,伯醇放置后也无变化。 6.酚或烯醇类化合物:
(1) 用三氯化铁溶液产生颜色(苯酚产生兰紫色)。 (2) 苯酚与溴水生成三溴苯酚白色沉淀。 7.羰基化合物:
(1) 鉴别所有的醛酮:2,4-二硝基苯肼,产生黄色或橙红色沉淀; (2) 区别醛与酮用托伦试剂,醛能生成银镜,而酮不能;
(3) 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; (4) 鉴别甲基酮和具有结构的醇,用碘的氢氧化钠溶液,生成黄色的碘仿沉淀。 8.甲酸:用托伦试剂,甲酸能生成银镜,而其他酸不能。 9.胺:区别伯、仲、叔胺有两种方法
(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)用NaNO2+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。 10.糖:
(1) 单糖都能与托伦试剂和斐林试剂作用,产生银镜或砖红色沉淀;
(2) 葡萄糖与果糖:用溴水可区别葡萄糖与果糖,葡萄糖能使溴水褪色,而果糖不能。
(3)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。 二.例题解析
例1.用化学方法鉴别丁烷、1-丁炔、2-丁炔。
分析:上面三种化合物中,丁烷为饱和烃,1-丁炔和2-丁炔为不饱和烃,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-丁炔具有炔氢而2-丁炔没有,可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:
例2.用化学方法鉴别氯苄、1-氯丙烷和2-氯丙烷。
分析:上面三种化合物都是卤代烃,是同一类化合物,都能与硝酸银的醇溶液反应生成卤化银沉淀,但由于三种化合物的结构不同,分别为苄基、二级、一级卤代烃,它们在反应中的活性不同,因此,可根据其反应速度进行鉴别。上面一组化合物的鉴别方法为: 例3.用化学方法鉴别下列化合物
苯甲醛、丙醛、2-戊酮、3-戊酮、正丙醇、异丙醇、苯酚
分析:上面一组化合物中有醛、酮、醇、酚四类,醛和酮都是羰基化合物,因此,首先用鉴别羰基化合物的试剂将醛酮与醇酚区别,然后用托伦试剂区别醛与酮,用斐林试剂区别芳香醛与脂肪醛,用碘仿反应鉴别甲基酮;用三氯化铁的颜色反应区别酚与醇,用碘仿反应鉴别可氧化成甲基酮的醇。鉴别方法可按下列步骤进行:
(1) 将化合物各取少量分别放在7支试管中,各加入几滴2,4-二硝基苯肼试剂,有黄色沉淀生成的为羰基化合物,即苯甲醛、丙醛、2-戊酮、3-戊酮,无沉淀生成的是醇与酚。
(2) 将4种羰基化合物各取少量分别放在4支试管中,各加入托伦试剂(氢氧化银的氨溶液),在水浴上加热,有银镜生成的为醛,即苯甲醛和丙醛,无银镜生成的是2-戊酮和3-戊酮。
(3) 将2种醛各取少量分别放在2支试管中,各加入斐林试剂(酒石酸钾钠、硫酸酮、氢氧化钠的混合液),有红色沉淀生成的为丙醛,无沉淀生成的是苯甲醛。
(4) 将2种酮各取少量分别放在2支试管中,各加入碘的氢氧化钠溶液,有黄色沉淀生成的为2-戊酮,无黄色沉淀生成的是3-戊酮。
(5) 将3种醇和酚各取少量分别放在3支试管中,各加入几滴三氯化铁溶液,出现兰紫色的为苯酚,无兰紫色的是醇。
(6) 将2种醇各取少量分别放在支试管中,各加入几滴碘的氢氧化钠溶液,有黄色沉淀生成的为异丙醇,无黄色沉淀生成的是丙醇。
/1.化学分析 (1)烃类
①烷烃、环烷烃 不溶于水,溶于苯、乙酸、石油醚,因很稳定且不和常用试剂反应,故常留待最后鉴别。 不与KMnO4反应,而与烯烃区别。
③烯烃 使Br2/CCl4(红棕色)褪色;使KMnO4/OH-(紫色)变成MnO2棕色沉淀;在酸中变成无色Mn2+。 ④共轭双烯 与顺丁烯二酸酐反应,生成结晶固体。
⑤炔烃(-C≡C-)使Br2/CCl4(红棕色)褪色;使KMnO4/OH-(紫色)产生MnO2↓棕色沉淀,与烯烃相似。
⑥芳烃 与CHCl3+无水AlCl3作用起付氏反应,烷基苯呈橙色至红色,萘呈蓝色,菲呈紫色,蒽呈绿色,与烷烃环烷烃区别;用冷的发烟硫酸磺化,溶于发烟硫酸中,与烷烃相区别;不能迅速溶于冷的浓硫酸中,与醇和别的含氧化合物区别;不能使Br2/CCl4褪色,与烯烃相区别。 (2)卤代烃R—X(—Cl、—Br、—I)
在铜丝火焰中呈绿色,叫Beilstein试验,与AgNO3醇溶液生成AgCl↓(白色)、AgBr↓(淡黄色)、AgI↓(黄色)。叔卤代烷、碘代烷、丙烯型卤代烃和苄基卤立即起反应,仲卤代烃、伯卤代烃放置或加热起反应,乙烯型卤代烃不起反应。 (3)含氧化合物
①醇(R—OH) 加Na产生H2↑(气泡),含活性 H化合物也起反应。用RCOCl/H2SO4或酸酐可酯化产生香味,但限于低级羧酸和低级醇。使K2Cr2O7+H2SO4水溶液由透明橙色变为蓝绿色Cr3+(不透明),可用来检定伯醇和仲醇。用Lucas试剂(浓 HCl+ZnCl2)生成氯代烷出现浑浊,并区别伯、仲、叔醇。叔醇立即和Lucas试剂反应,仲醇5分钟内反应,伯醇在室温下不反应。加硝酸铵溶液呈黄至红色,而酚呈 NaOH)生成CHI3↓(黄色)。
②酚(Ar—OH) 加入1%FeCl3溶液呈蓝紫色[Fe(ArO)6]3-或其它颜色,酚、烯醇类化合物起此反应;用NaOH水溶液与NaHCO3水溶液,酚溶于NaOH水溶液,不溶于NaHCO3,与RCOOH区别;用Br2水生成 (白色,注意与苯胺区别)。
③醚(R—O—R) 加入浓H2SO4生成 盐、混溶,用水稀释可分层,与烷烃、卤代烃相区别(含氧有机物不能用此法区别)。
④酮 加入2,4-二硝基苯肼生成黄色沉淀;用碘仿反应(I2+NaOH)生成CHI3↓(黄色),鉴定甲基酮;用羟氨、氨基脲生成肟、缩氨基脲,测熔点。 ⑤醛 用Tollens试剂Ag(NH3)2OH产生银镜Ag↓;用Fehling试剂2Cu2++4OH-或Benedict试剂生成Cu2O↓(红棕色);用Schiff试验品红醛试剂呈紫红色。
⑥羧酸 在NaHCO3水溶液中溶解放出CO2气体;也可利用活性H的反应鉴别。 酸上的醛基被氧化。
⑦羧酸衍生物 水解后检验产物。 (4)含氮化合物
利用其碱性,溶于稀盐酸而不溶于水,或其水溶性化合物能使石蕊变蓝。 ①脂肪胺 采用Hinsberg试验 ②芳香胺
芳香伯胺还可用异腈试验:
③苯胺 在Br2+H2O中生成 (白色)。 苯酚有类似现象。 (5)氨基酸
采用水合茚三酮试验
脯氨酸为淡黄色。多肽和蛋白质也有此呈色反应。 (6)糖类
①淀粉、纤维素
需加SnCl2防止氧对有色盐的氧化。碳水化合物均为正性。 淀粉加入I2呈兰色。
②葡萄糖 加Fehling试剂或Benedict试剂产生Cu2O↓(红棕色),还原糖均有此反应;加Tollens试剂[Ag(NH3)2+OH-]产生银镜。
化学命名法
中国化学会有机化学命名原则,1980
一般规则
取代基的顺序规则
当主链上有多种取代基时,由顺序规则决定名称中基团的先后顺序。一般的规则是: 1.取代基的第一个原子质量越大,顺序越高;
2.如果第一个原子相同,那么比较它们第一个原子上连接的原子的顺序;如有双键或三键,则视为连接了2或3个相同的原子。
以次序最高的官能团作为主要官能团,命名时放在最后。其他官能团,命名时顺序越低名称越靠前。 主链或主环系的选取
以含有主要官能团的最长碳链作为主链,靠近该官能团的一端标为1号碳。
如果化合物的核心是一个环(系),那么该环系看作母体;除苯环以外,各个环系按照自己的规则确定1号碳,但同时要保证取代基的位置号最小。 支链中与主链相连的一个碳原子标为1号碳。 数词
位置号用阿拉伯数字表示。 官能团的数目用汉字数字表示。
碳链上碳原子的数目,10以内用天干表示,10以外用汉字数字表示。
杂环化合物(最近学员经常在答疑板提到关于命名的疑问,以下内容可供参考)
把杂环看作碳环中碳原子被杂原子替换而形成的环,称为“某杂(环的名称)”;(如:氧杂环戊烷) 给杂原子编号,使杂原子的位置号尽量小。 其他官能团视为取代基。 1.带支链烷烃
主链 选碳链最长、带支链最多者。
编号按最低系列规则。从*侧链最近端编号,如两端号码相同时,则依次比较下一取代基位次,最先遇到最小位次定为最低系统(不管取代基性质如何)。(最小命名法)
2,3,5-三甲基己烷,不叫2,4,5-三甲基己烷,因2,3,5与2,4,5对比是最低系列。 取代基次序IUPAC规定依英文名第一字母次序排列。我国规定采用立体化学中“次序规则”:优先基团放在后面,如第一原子相同则比较下一原子。
2-甲基-3-乙基戊烷,因—CH2CH3>—CH3,故将—CH3放在前面。 2.单官能团化合物
主链选含官能团的最长碳链、带侧链最多者,称为某烯(或炔、醇、醛、酮、酸、酯、……)。卤代烃、硝基化合物、醚则以烃为母体,以卤素、硝基、烃氧基为取代基,并标明取代基位置。
编号从*近官能团(或上述取代基)端开始,按次序规则优先基团列在后面。 3.多官能团化合物 (1)脂肪族
选含官能团最多(尽量包括重键)的最长碳链为主链。官能团词尾取法习惯上按下列次序, —OH>—NH2(=NH)>C≡C>C=C
如烯、炔处在相同位次时则给双键以最低编号。 (2)脂环族、芳香族
如侧链简单,选环作母体;如取代基复杂,取碳链作主链。 (3)杂环
从杂原子开始编号,有多种杂原子时,按O、S、N、P顺序编号。 4.顺反异构体 (1)顺反命名法
环状化合物用顺、反表示。相同或相似的原子或基因处于同侧称为顺式,处于异侧称为反式。 (2)Z,E命名法
化合物中含有双键时用Z、E表示。按“次序规则”比较双键原子所连基团大小,较大基团处于同侧称为Z,处于异侧称为E。 次序规则是:
(Ⅰ)原子序数大的优先,如I>Br>Cl>S>P>F>O>N>C>H,未共享电子对:为最小; (Ⅱ)同位素质量高的优先,如D>H;
(Ⅲ)二个基团中第一个原子相同时,依次比较第二、第三个原子; (Ⅳ)重键 分别可看作
(Ⅴ)Z优先于 E,R优先于S。 5.旋光异构体 (1)D,L构型
主要应用于糖类及有关化合物,以甘油醛为标准,规定右旋构型为D,左旋构型为L。凡分子中离羰基最远的手性碳原子的构型与D-(+)-甘油醛相同的糖称D型;反之属L型。
氨基酸习惯上也用D、L标记。除甘氨酸无旋光性外,α-氨基酸碳原子的构型都是L型。 其余化合物可以通过化学转变的方法,与标准物质相联系确定。 (2)R,S构型
含一个手性碳原子化合物Cabcd命名时,先将手性碳原子上所连四个原子或基团按“次序规则”由大到小排列(比如a>b>c>d),然后将最小的d放在远离观察者方向,其余三个基团指向观察者,则a→b→c顺时针为R,逆时针为S;如d指向观察者,则顺时针为S,逆时针为R。在实际使用中,最常用的表示式是Fischer投影式,
(R)-2-氯丁烷。因为Cl>C2H5>CH3>H,最小基团H在C原子上下(表示向后),处于远离观察者的方向,故命名法规定Cl→C2H5→CH3顺时针为R。
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