时间:2022-05-06 17:00:38来源:网络整理
一)简介
共价键
价键理论(混合轨道理论);分子轨道理论;共振理论。
共价键的性质:键能;键长;键角;键极性。
键极性与分子极性的关系;分子偶极矩。
有机化合物的特性
(二)烷烃和环烷烃
基本概念
碳氢化合物及其分类;异构; 同系物;分子间作用力;a-债券、电子债券;构型、构象、构象分析、构象;烷基;碳和氢原子的分类(即1、2、3碳、氢;4碳);反应机理,活化能。
对于基本概念,不需要记住它们的定义,而是理解它们并应用它们来说明问题。
姓名
IUPAC 命名法用于开链烷烃和环烷烃,简单的桥接和螺命名法。
烷烃和环烷烃的结构
碳原子sp3杂化和四面体构型;环烷烃的结构(小环应变)。
烷烃的构象
开链烷烃的构象、能量变化;环烷烃的构象:重点了解环己烷和取代环己烷的构象和能量
十氢化萘和其他桥环的数量变化,稳定构象,稳定构象。
烷烃的化学性质
自由基取代反应——卤化反应及机理;碳自由基中间体——结构、稳定性;不同卤素在反应中的活性和选择性;反应过程中的能量变化。
环烷烃的化学性质
自由基取代反应(与烷烃一致);小环(3,4元环)性质的特殊性——加法。
(三)烯烃
烯烃的结构特征
碳的Sp2杂化和烯烃的平面结构;债券和债券。
烯烃异构体,命名法
碳异构、双键位置异构、顺反异构(Z、E)。
烯烃的物理化学性质
烯烃的亲电加成及其机理碳三噻吩,马尔可夫规则;碳阳离子中间体——结构、稳定性、重排。
其他加成反应:催化氢化(立体化学、氢化热);硼氢化-氧化(加成取向,立体化学);羟基汞——脱汞(加成取向);添加 HBr/过氧化物(添加方向);其他自由基添加。
氧化反应:羟基化反应——形成邻二醇;KMnO4/H+的氧化、臭氧化反应、烯烃结构的测定。
α-取代反应:烯丙基型取代反应(高温卤化和 NBS 卤化)和机理——烯丙基自由基。
(四)炔烃和二烯烃
炔烃
①结构:碳和碳碳三键sp杂化;sp杂化碳,sp2杂化和sp3杂化的电负性差异,以及相应化合物的偶极矩。
② 异构体
③化学性质:末端炔烃的酸性及相关反应;三键加成:催化加氢、亲电加成、亲核加成;与 H2/Lindlar 催化剂(顺式烯烃)的碳-碳三键反应;碳碳三键与钠/液氨(反式烯烃)的反应;添加卤素;添加 HX(马滕斯规则);添加 H2O(形成羰基化合物);添加 HBr/过氧化物;硼氢化-氧化;与 HCN 和乙炔二聚;氧化:KMnO4氧化和臭氧化。
二烯烃
①共轭二烯的稳定性:平均键能和键长,共轭效应。
②二烯的化学反应:1,2-加成和1,4-加成(反应机理);反应的动力学控制和热力学控制(反应过程中的能量变化);稳定烯丙基碳正离子性(p-共轭);狄尔斯-阿尔德反应。
(五)光谱分析
紫外光谱
了解各种跃迁 (,n,,n) 及其各自的吸收能量波长;生色团和辅助色素;溶剂效应;最重要的是,能够从紫外光谱中得出有用的信息(判断结构)(不需要使用经验规则来计算化合物的吸收波长)。
红外
要了解红外光谱的基本原理,最重要的是利用红外光谱(结合其他光谱)来推断有机分子的结构,这需要对各种官能团的红外吸收范围和影响因素有清晰的认识。影响峰位的变化。
核磁共振谱(1H NMR)(不需要碳谱)
了解基本原理;基本概念:化学位移、内标、外标、耦合、耦合常数、屏蔽、去屏蔽等。了解不同类型支化质子的化学位移范围及影响因素;最重要的是使用核磁共振光谱(结合其他光谱)来推断有机分子的结构。
质谱
了解基本原理;几种重要的裂解模式(包括重要的重排裂解如 McNair 重排、反向 Diels-Alder 重排等);最重要的是使用 MS 衍生的分子离子峰(并结合其他光谱方法)推断有机分子的结构。
本章最重要的部分是使用几种光谱方法的组合来推断有机分子的结构。
(六)芳烃
苯的结构和芳香性
了解芳香性的概念和 Hückel 判断芳香性的规则碳三噻吩,并能够使用该规则来确定给定的分子(或离子)是否具有芳香性。
苯的异构化、同系物和命名法
苯及其同系物的物理和光谱特性
主要了解其光谱特征,如芳香烃的NMR光谱特征、不同取代苯在IR指纹区的特征等。
化学性质
亲电取代反应及机理;傅立叶反应的特点和局限性;氯甲基化反应;加特曼-科赫反应;取代基对芳环的定位效应;其他反应:侧链氧化;侧链替换;还原:催化加氢,Birch 还原。
萘的结构和化学性质
(七)立体化学
基本概念
对映异构体;手性分子;镜像;旋光,旋光;对映异构体;非对映体;差向异构体;中观; 外消旋体;手性;手性中心。
对映异构体配置的表示
R/S 方法(订单规则)。
熟悉各种手性分子
具有 1-3 个手性碳原子的手性分子;没有手性碳原子的手性分子;环状化合物。
立体异构体的制备和反应
熟悉可产生立体异构体的化学反应和机理,如烯烃与卤素的反式加成、环氧乙烷的开环、羰基化合物的加成(Cram规则)等。
(八)卤代烃
异质性、分类、命名
光谱特性,尤其是 NMR 光谱
化学性质
亲核取代反应和机理(SN1,SN2);影响亲核取代的因素和机理;亲核试剂的亲核性;SN2 反应的立体化学;SN1 反应中的重排;相邻基团的参与。
消除反应和机制(E1、E2、E1cb):消除反应的取向(Saytzeff 规则)和立体化学;消除和取代反应之间的竞争。
卤代烃与镁、锂、钠等的反应:格氏试剂、有机锂试剂及其应用。
(九)醇类、酚类、醚类
结构、分类、命名
醇的物理和光谱特性
氢键对其物理性质的影响;IR和NMR光谱的表征。
醇的化学性质
醇的酸度(与其他类型的化合物如 H2O、苯酚、羧酸的酸度比较);酸度相关反应(与金属如钠、镁、铝的反应);醇类的氧化(生成醛/酮、羧酸);熟悉各种氧化剂;醇的成酯反应:与无机酸成酯、与有机酸成酯(机理);卤化; SOCl2卤化的立体化学和机理;用 HX 卤化(卢卡斯试剂用于区分 6 个碳原子以下的 1、2 和 3 个醇);Wagner-Meerwein 重排。
醇的脱水:反应机理/扎伊切夫定律;反应性;重排;分子间脱水生成乙醚。
多元醇的反应:与 HIO4 或 Pb(OAc)4 反应;频哪醇的重排及其机制。
酚类的物理和光谱特性
酚类化学性质
酸度及相关反应;薯条重排;芳环上的亲电取代:卤化、硝化、磺化;其他亲电取代:与醛的相互作用;与二氧化碳的相互作用;Reimer-Tiemann 反应;酚氧化反应。
苯酚的制备方法
异丙苯氧化法;氯苯水解法;苯磺酸碱熔法。
醚反应
与 HX 的反应(醚键断裂)及机理;克莱森重排;环氧乙烷的反应。
乙醚的合成方法
威廉姆森合成。
(十)醛和酮
醛酮反应①加成反应、亲核加成
上述反应适用于少于八个碳原子的醛、脂肪族甲基酮和环状酮。
②——在碳原子上
卤仿反应:
③ 氧化还原
醛酮的制备方法
①烃类氧化
②酒精的氧化和脱氢
③Friedel-Crafts 酰化反应
3.,—不饱和醛和酮的反应:
(10一)羧酸及其衍生物
羧酸反应:
①酸度:羧酸的酸度比碳酸强,比无机酸弱。
②羧酸中羟基的取代反应
③恢复
制备羧酸的方法
①氧化法
②水解法
③格氏试剂和二氧化碳
羧酸衍生物的反应
① 水解产生羧酸
②酰氯、酸酐和酯的醇解生成酯,酯与醇反应生成原酸酯或酯。
③ 酰氯、酸酐和酯的氨解生成酰胺
④ 酸水解生成平衡混合物
羧酸衍生物的制备方法
①酰氯:羧酸与无机酰氯的相互作用;②酸酐:酰氯与羧酸盐的相互作用;③酯:直接酯化: ④酰胺:羧酸铵盐的脱水或酯的氨解;卤代烃与氰化钠的相互作用。
(10二) 取代的羧酸
卤代酸的反应
①与碱反应,产物与卤素和羧基的相对位置有关。
- 卤化羟基酸
-卤代酸,-不饱和酸
OR-卤代酸内酯
②达岑反应
感应效应
共轭效应
醇酸反应
①除去水,产物与羟基的相对位置有关
-醇酸-醇酸,-不饱和酸-醇酸内酯
②分解:
乙酰乙酸乙酯在合成中的应用
①甲酮的合成:
②合成酮酸
丙二酸在合成中的应用
①一元羧酸的合成
②二羧酸的合成
(10三)胺和含氮化合物
胺的化学性质
①碱性
②烷基化
③ 酰化(Hinsberg 反应)
④与亚硝酸反应
胺的制备
①硝基混合物的还原
②氨或胺的烷基化
③还原烷基化
④加百列合成法
⑤霍夫曼重排:
芳族重氮盐的反应
①取代反应
②还原反应
③ 偶联反应
(10四) 含硫、含磷化合物
硫醇的制备及性质
①酸与金属离子成盐,还原解毒剂;②氧化反应,二硫化物,磺酸;③烯键和炔键的加成反应。
磺酸基的介绍及其在合成中的应用了解磺胺类药物的一般制备方法。
叶立德磷的制备及Wittig反应在合成中的应用
(十个五)杂环化合物
杂环化合物的分类和命名
呋喃、噻吩和吡咯的结构和芳香性。
芳香性:苯>噻吩>吡咯>呋喃
离域能量 (kJ/mol—1) 150.6,121.3,87.6,66.9
呋喃、噻吩、吡咯的性质
①亲电取代:卤化、硝化、磺化、乙酰化;②易呋喃;Diels-Alder 反应;③吡咯弱碱性;④吡啶的碱度;合成和 Skraup 喹啉合成。
(10 六) 周欢反应
协同反应中的轨道对称守恒
电环化反应的选择规则
电子数基态激发态
4n 顺时针对称
4n+2 逆时针
环加成反应的选择律(同侧)
电子数基态激发态
4n 禁止 允许
4n+2 允许阻塞
迁移反应选择规律(同侧)
我+j 4n 4n+2
基态抑制允许
应对重排
克莱森重排
(十个七)碳水化合物
单糖的结构和构型
①Fischer构型的写法:羰基必须写在最前面;②构型:最大手性碳原子上的OH在垂线右侧为D型,左侧为L型;③Haworth式:己醛糖的Haworth式 C1上的OH和C5上的CH2OH是环同侧的异构体。
单糖反应
①氧化:醛糖用溴水氧化生成糖酸,用稀硝酸氧化生成糖酸
②还原:用NaBH4还原生成多元醇
③毒素的形成:糖和苯肼的作用——形成毒素。
(十个八)氨基酸、肽、蛋白质
1.①氨基酸的基本结构
天然 - 氨基酸,仅在 R 取代基上有所不同。
②等电点:在等电点,氨基酸以两性离子形式存在,氨基酸的溶解度最小;③氨基酸-茚三酮的显色反应;④桑格试剂及其应用;⑤氨基酸的制备:a.-卤代酸的氨解,b. 醛和酮与氨、氢氰酸加合物的水解,c.二丙酸盐的合成;⑥ 多肽的合成。
(十九)萜类和类固醇
①掌握萜类的基本结构:碳骨架由异戊二烯单元组成;它将异戊二烯单元划分为萜类化合物。
②掌握一些重要的萜类天然产物的常规性质:如法呢醇;香叶酮; 香菜;山道年;维生素A;植物醇;角鲨烯.-胡萝卜素。
③ 了解类固醇的四环结构和命名法。
④ 了解萜类和类固醇的生物合成。
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