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大学有机化学1要点及反应总结

作者:高考题库网
来源:https://www.bjmy2z.cn/gaokao
2021-02-11 23:42
tags:

-

2021年2月11日发(作者:payday)


Chap 1


绪论



一、构造、构型、构象



二、共价键





轨道杂化:



C



sp



sp


2



sp


3


杂化方式


、空间构型(键角)


、未参 与杂化


p


轨道与杂化轨


道位置、电负性 比较




基本属性:键长:越短键越牢固




键能:越大键越牢固




σ


键能大于


п


键能














键角:取代基越大键角越大




极性和极化性:


偶极矩(会判断偶极矩大小:矢


量和)




键断裂方式和反应类型: 自由基反应、离子型(亲电、亲核)


、周环反应



Lewis


酸、碱




氢键、电负性


三、官能团、优先次序(


ppt





Chap 2


饱和烃


——


烷烃



一、烃分类






烃:开链烃和环状烃










开链烃:饱和烃和不饱和烃





环状烃:脂环烃和芳香烃



二、烷烃通式和构造异构、构象异构(


乙烷和丁烷构象

< br>)






烷烃通式:


C


n


H


2n+2






构造异构体:分子内原子链接顺序不同





σ


键形成 及特性:电子云重叠程度大,键能大,不易断;可绕轴自由旋转;两核间不能


有两个或以 上


σ


键。





乙烷构象



Newman


投影式、


重叠式(不稳定,因为非键张力大)


、交叉式(稳定,各个


氢距离远,非键张力小)




丁烷构象:


Newman


投影式;


稳定性


(大到小)



对位交叉式、


邻位交叉式 、


部分重叠式、


全部重叠式





甲烷结构和


sp


3


杂化构型:正四面体型



三、命名



普通命名法(简单化合物)


:正、异、新



衍生物命名法:以甲烷 为母体,选取取代基最多的


C


为母体


C




系统命名法:①选取最长碳链为主 链,主链


C


标号从距离取代基最近的一端开始标。
















多取代基时,合并相同取代基,尽 量使取代基位次和最小。书写时按照


官能团大小(小在前)命名
















含多个相同长度碳链时,选取取代基最多的为主链



四、物理性质





沸点(


b.p.


:直链烷烃随分子量增大而增大(分子间色散力与分子中原子大小和数目成


正比,分子量增大,色散力增大,沸点增大)

















支链越多,沸点越低(支链多,烷 烃体积松散,分子间距离大,色散力小)





熔点(


m.p.


:总趋势:分子量增大,


m.p.


增大


















m.p.


曲线(书


P48

< br>)





相对密度:分子量增大,相对密度增大,接近于


0.8




溶解度:不溶于水,易溶于有机溶剂(相似相溶,烷烃极性小)





折射率(分子中电子被光极化的程 度)


:正构烷烃,碳链越长,折射率越大




五、化学性质(


C-H


键极性小,键能大,所以烷烃比较稳定)



卤化反应



1


、例子:笔记和书




反应条件:高温、光、催化剂等













2


、反应机理:自由基反应
















反应阶段:链引发只产生自由基不消耗



链增长消耗一个自由基同时产生另一个自由基



链终止只消耗不产生自由基


















反应条件:光、热、过氧化物(书


P51



;一般在气相和非极性溶剂中 进行















3


、反应取向:烷烃中


H


活泼型顺序:叔


H>


仲< /p>


H>



H



C-H


键离解能越小,均


裂吸收能量越小, 易取代)


























形成自由基需能量:


CH

< p>
3


?


>1


°


>2


°


>3


°自由基


























自由基稳定性:


CH


3

?


<1


°


<2

°


<3


°自由基


(


自由基中间体越稳定,


反应越容易发生


)











4


、卤素与烷烃卤化反应活性:氟< /p>


>



>



>

















卤素与烷烃反应选择性:氟


<


< p>
<



<




氧化反应:燃烧(完全氧化)


、部分氧化反应(笔记 、书


P56




异构化反应



裂化反应(自由基型反应 )


:分类、特性、用途



六、烷烃的主要来源和制法





来源:石油、天然气





实验室制法:烯烃加氢、


Corey- House


合成




Chap3


脂环烃



一、命名




单环:与烷烃类似;次序规则;环上


C


数小于与环相连碳链或碳 链连有多个环时,常以碳


链为母体,环作为取代基。




二环:联环、螺环、稠环、桥环




桥环:双环【


a.b.c

< p>
】某烃




螺环:螺【< /p>


a.b


】某烃



二、构象




环稳定性:三元


<


四元


<


五元、六元


[


环张力(可用每个亚表示甲基燃烧热) 越大,分子能量


越高,稳定性越差,越易开环


]


环丙烷:


3



C

< p>
共平面,易开环加成,性质活泼



环丁烷:


4



C


不共平面,不 稳定,易开环加成



环戊烷:


5



C


不共平面,角张力较小,较稳定,性质与 开链烷烃类似



环己烷:


6

< p>


C


不共面,无张力











椅式构象:


a


键、


e


键,构型翻转(


a



e


互换)





















环上有取代基时,


e


键取代比


a


键取代稳定(会判断稳定构象)

< p>


三、反应




取代反应:五元、六元环易取代(卤化反应)




氧化反应:


室温下环烷烃不能使高锰 酸钾退色(用于鉴别烯烃或炔烃、环烷烃)














加热或催化剂,环烷烃被氧化




加成反应:小环环烷烃(环张力答,易开环加成)















H













加卤素(环丙烷与开链烷烃区别)













加卤化氢:


(环烷烃衍生物环断键发生在


H


最少


C



H


最多的


C


间)



四、脂环烃来源及制备




只要来源:石油



< br>制法:芳香族化合物氢化、


分子内关环、双烯合成




Chap 3


不饱和烃



CH


2


=CH-


乙烯基


HC C-


CH


3


-CH=CH-

丙烯基


CH


3


-C C-


CH


2


=CH-CH


2


-


烯丙基


HC C-C H


2


-


CH


3


-C=CH


2


异丙烯基


-CH=CH-


炔丙基


1,2-亚乙烯基


丙炔基


命名:


1


、烯基和炔 基:


乙炔基









2


、衍生物命名:烯烃以乙烯为母体 ;炔烃以乙炔为母体。



3


、系统命名 :①含双键或三键碳链为主链

















从距离双键或三键最近一端编号
















③同时含双键和三键时,先烯后炔。

















优先使双键和三键位次和最小;< /p>


在处于相同位次编号时,


使双键编


号低< /p>



4


、顺帆异构体命名:相同原子或原子 团在双键同侧为顺式;



5



Z,E-


命名法:①大基团在双键同侧为


Z


,不在同侧为


E


②官能团大小次序规则:按原子序数排序,同位素


D>H


(绪论时


ppt


或笔记)

< br>


C(C,C,C)>C(C,C,H)>C(C,H,H)>C(H,H,H)
























-C


?


CH






-CH=CH


2



Chap 3



1


)烯烃




一、结构



乙烯中六个原子共平面;



π


键特性:不能自由旋转;键能小;电子云流动性大,受核束缚小,易极化。



二、同分异构体



C


4


以上的烯有碳链异构、官能团位置异构、顺反异构



三、物理性质



状态:


C4


以下气体,


C5-18


液 体,


C19


以上固体



沸点:相对分子质量大,沸点大;正构


>


异构;内端烯


>


末端烯


>


同 碳数烷烃;顺式


>


反式



熔点:分子对称性大,熔点大;内端烯


>


末端烯;反 式烯


>


顺式烯



四、


化学性质:


烯烃的反应都是围绕着


π


键进行



π


键电子云流动,


可作为一电子源,



lewis


碱的作用,亲电加成反应;


α



H


,受


C=C

影响,可发生取代反应。







催化加氢


:生成烷烃








催化剂:


Pt



Pd



Rh



Ni



Raney Ni







立体化学:顺式加成








反应意义:制备纯烷烃;据吸收氢气体积。测定分子中双键或 三键数目






氢化热与烯烃稳定性


:氢化热越大, 稳定性越小


(


取代基越多,越稳定


)







稳定性:


R


2


C



CR


2



R


2


C



CHR



RCH



CHR



R


2


C



CH< /p>


2



RCH


=< /p>


CH


2



CH< /p>


2


=CH


2

















-RCH



CHR


>顺


-RCH



CHR


五、化学性质:亲电加成






(一)与卤素加成:











1


、反应意义:烯烃鉴别(反应前后溶液颜色的变化)


;制备连二卤化 物常用方法



C=C


?


+ Br

< br>?


?


Br


?

Br



+



Br


C


C


C


C


Br


-


Br








2


、反应机理:

烯烃






















Br


+


首先 进攻





















离子型反应、需极性条件(微量水)





















双键上电子云密度越大,


反应速率越 快


(与双键上取代基吸电子或斥电


子有关)








3


、立体 化学:反式加成(负离子从背面进攻)






(二)与卤化氢加成:有


C


+


中间体生成,会出现重排

< br>









1


、反应意义:生成卤代烃










2


、反应速度:


HI



HBr



HCl


(因为酸性


HI



HBr



HCl


,酸性强易失去质子)



?


?









3



反应机 理:



?


?


C


C


+


X


-


X


C=C


+


H


+



H



C


C


+


X


-


C


C


+

< br>


H


H


X












马氏规则:因为


C

< br>+


中间体稳定性(烯丙型,苄基型


>3>2>1>


甲基型)














注意重排现象











4


、过氧化物效应(自由基加成)


:反马< /p>














只能与


HBr


反应














反应机理:链引发、链增长、链终止(看笔记)







(三)与硫酸加成(再与水反应相当于间接水合)












1


、硫酸构造:有两个活泼氢












2


、反应意义:间接水合制备醇;分 离、提纯、鉴别烯烃




OSO


2


OH


溶于硫酸


浓H


2


SO


4



不溶于硫酸












3


、遵循马氏规则







(四)与次卤酸加成(次卤酸酸性弱,不断氢,而是


HO

< p>
-


|X


+













1


、反应 意义:生成


β


-


卤代醇(


X-C-C-OH













2


、实际操作:烯烃与氯


+


水反应。







(五)与水加成












控制条件、改变催化剂(磷酸或硫酸)


,直接水合

< br>











直接水合意义:制备醇







(六)硼氢化反应:顺式加成、反马、不重排












1


、反应机理:

BH


3










BH


2


+



(亲电基团)


+ H




空间效应


R-CH=CH


2


+ H BH


2


CH


2


=CH-R


RCH


2


CH


2


BH


2


一烷基硼


CH


2


=CH-R


(RCH


2


CH


2


)


2


BH


二烷基硼






























































(RC H


2


CH


2


)


3


B


三烷基硼


H


2


O


2


,O H


-


RCH


2


CH


2


OH + B(OH)


3


一级醇



H


2


O


2


NaOH


水溶液


2



简单记忆:



RCH=C H


2



B


2< /p>


H


6



H


2


O


2


/OH


-


RCH


2


CH


2


OH


3


、反应意 义:制备伯醇








(七) 羟汞化



脱汞反应(


ppt

< p>
及笔记)



六、化学性质:亲核加成








三键比双键易亲核加成,详见炔烃。



七、化学性质:氧化反应








(一)环氧化












1


、烯烃


+


有机过 酸


====


环氧化合物(保持双键构型)



O


常用的过酸有:


H-C-O-O -H


过氧甲酸


O


CH

< br>3


-C-O-O-H


过氧乙酸


O


C


6


H


5


-C-O-O-H











2



过氧苯甲酸


Cl


O


C-O-O-H


过氧间氯苯甲酸


O< /p>


CF


3


-C-O- O-H


三氟过氧乙酸












3


、可能用过氧化氢来代替过酸








(二)高锰酸钾氧化












1


、反应意义:烯烃鉴别(溶液颜色 变化)和结构推导












2


、碱性


/


中性高锰酸钾:生成邻二醇,顺式












3



酸性:



R


KMnO


4


R


R


R


C=C


C=O + O=C



R'


H


R'




H



R


KMnO


4



O=C



OH





H


KM nO


4


H


R


R


C=C


C=O + O=C



R'


R'



H


甲醛


H



OH


KMnO


4


O=C


CO


2


+ H


2


O



OH


碳酸











(三)臭氧化








1


、反应意义:推导烯烃结构



H


2


O/Zn


R


R'


R


R'


C


O


O


O


C=O + O=C


(酮)


(醛)


R


H


R


OH


C

< p>
R


H


H


2


O


2


R


R'

< br>C=O + O=C


(酸)







2



(酮)



(四)催化氧化(书上反应:制备环氧乙烷)



八、化学性质:聚合反应(书上反应)



九、化学性质:


α


-


氢原子的反应< /p>



(一)卤化反应(自由基取代)






1


、特别:


NBS


(专门溴代


α


-


氢原子)



O


H


2


C

< br>C


CH


3


CH=CH

< p>
2


+


N-Br


H


2


C


C


O


h


?


CCl


4


O


H


2


C


C


N-H


BrCH


2


CH=CH


2


+


H< /p>


2


C


C


O














N-溴代丁二酰亚胺


?


(NBS 专门溴代 -H)



CH


3

< p>
(CH


2


)


4

< p>
CHCH=CH


2


+


CH


3


(CH


2


)


4


CH=CHCH


2

< br>Br


Br


3-溴-1-辛烯


?< /p>


( -溴代产物)


1-溴-2-辛烯


(烯 丙位重排产物)



CH


3


(CH


2


)


4


CH


2


CH=CH


2


NBS








烯丙位重排:


(二)氧化反应



CH


2


=CH- CH


3


+ O


2













3


CH


2


=CH- CH


3


+ NH


3


+ O


2


2


氨氧化法


磷钼酸铋


钼酸铋等


370 C



CH

2


=


470 C



CH


2


=CH-CN + H


2


O


丙烯腈


(人造羊毛单体)


(ABS、丁腈橡胶单体)


十、烯烃制备:


β< /p>


-


消除反应



1


、醇脱水





2


、卤代烃脱卤化氢




Chap 3



2


)炔烃



一、结构



四个原子共直线;-


C≡C


-中有一个


σ


键、


2


个相互⊥的


π

< br>键;



sp


杂化轨道中的


S


成份多。


(S


电子 的特点就是离核近


)


:比双键易发生亲核加成

< br>


二、同分异构



炔烃:


C


4


以上的炔烃只有碳链异构和位置异构,无 顺反异构



三、物理性质


< p>
1


、沸点:相对分子质量大,沸点大;正构


>


异构;内端


>


末端;



2


、熔点:分子对称性大,炔熔点大;内端


>


末端;



四、化学性质:< /p>


π


键:与烯烃类似的性质

















2


个相互 ⊥的


π


键:有不同于烯烃的性质:如炔氢酸性

< br>




(一)催化加氢:与烯烃类似



1


、使用特殊催化剂,使炔烃部分加氢得到烯烃









常用催化剂:

lindlar





Pd-CaCO


3


/HOAc( Pd


沉淀于


CaCO


3

上,再经


HOAc


处理


)


















Cram


催化剂:


Pd/BaSO4-


喹啉



(Pd/BaSO4


中加入喹啉


)




P-2


催化剂:



Ni


2


B (


乙醇溶液中,用硼氢化钠还原醋酸镍得到


)


< br>



P-2


催化剂又称为


Brown


催化剂。








2


、同时双键和三键,三键优先加氢 (


除杂烯烃中混有炔烃






(二)还原加氢



Na- 液NH


3


RC CH + H


2


lindlar


RCH=CH


2

< p>
H


C=C


CH


3


CH


2


(CH


2


)


3


CH


3


H


CH


3


CH


2


-C C(CH


2


)


3


CH


3









-33 C


得到反式烯烃



CH


2


CH


3


H

< br>CH


3


CH


2

< br>-C C-CH


2


CH


3


B


2


H


6


,醚


0 C



CH


3


COOH


CH


3


CH


2


H


C= C


得到顺式烯烃



(三)氢化热与稳定 性:与烯烃类似,取代基越多,氢化热越低,稳定性越高



五、化学性质:亲电加成




(一)与卤素加成:与烯烃类似



1< /p>


、检验三键(溶液颜色变化)


;制备连二卤代物

< br>


2


、反应活性:烯烃


>


炔烃




(二)与卤化氢加成:与烯烃类似




(三)与水加成:出现烯醇式会重排成为醛或者酮



RC CH + H


2


O

< p>
HgSO


4


,稀H


2


SO


4


OH


H


RC CH


烯醇式


重排


O


R-C- CH


3


酮式




(四)硼氢化反应(看


ppt


,考前再 看一下)



六、化学性质:亲核加成



1



C≡C


的 电子云更靠近碳核,炔烃较易与


ROH



RCOOH



HCN


等进行亲核加成 反应。




CH CH + CH


3


OH






2


、制备 乙烯基醚:


20%KOH水溶液


,P


C H


2


=CH-OCH


3


甲氧基乙烯


or甲基乙烯基醚



七、氧化反应:





(一)高锰酸钾氧化:生成羧酸或二氧化碳



RC CH + KMnO


4



1



紫红


H


2


O


RCOOH + CO


2


+ MnO


2




2


、反应意义:检验三键并推导结构



(二)臭氧化:生成


α


-


二酮和过氧化氢,随后过氧化氢将


α


-


二酮氧化成羧酸



-C C-


(1) O


3


(2) H


2


O






八、聚合反应(书上反应)



九、炔烃活泼氢





(一)炔氢酸性








1


、酸性:水


>


乙醇


>


乙炔


>



>


乙烷



2


、碱金属炔化物:反应物:钠、钾或氨基钠(不能用氢氧化钠 )



-C--C-


+ H


2


O


2


O

< br>O


-COOH + HOOC-


RC CH + NaNH


2



液NH


3


RC CNa + NH


3


炔化钠






3


、反应意义:生成炔钠,再与伯卤代烃制备延长碳链的炔烃。



RC CNa + R'X
















(二)过渡金属炔化物



Ag(NH< /p>


3


)


2


NO


3


R-C C-R'



伯卤烷


RC CAg




炔银(灰白 )


RC CCu




炔铜(砖红 )


RC CH


Cu(NH


3


)


2


Cl


1

< p>



2


、反应意义:鉴别 炔烃【内端炔(不发生这个反应)和末端炔】



十、炔烃制备






1


、二卤代烷脱卤化氢









常用试剂:氨基钠、


KOH-CH3CH2OH





2


、伯卤代烷与炔钠亲核取代,形成延长碳链的炔烃。





Chap 4


二烯烃



共轭体系



共振论



一、二烯烃的分类和命名




1


、通式:


C


n


H


2n-2






2


、据分子中两个双键相对位置分类



孤立二烯


二烯烃


累积二烯


共轭二烯


CH


2


=CH


CH


2


CH=CH


2


性质似单烯烃


CH


2


=C=CH


2


不稳定


CH


2


=CH


CH=CH


2


性质特殊






3


、命名:与烯烃类似;













用阿拉伯数字表明两个双键位次, 用


“Z/E”


或“顺反”表明双键构型。



CH


2


H


C


C


CH


2


H


CH


2


H


H< /p>


C


C


CH


2


构象异构:


S-



-1



3-


丁二烯

S-



-1


3-


丁二烯



S-



-




两个双键位于单键同侧




S-



-




两个双键位于单键异侧



二、结构





(一)丙二烯(书上


P120



:线性非平面分子





(二)


1



3-


丁二烯:所有原子共平面;键长平均化趋向;除去双键


C



π


键,还有离 域



π




三、电子离域与共轭体系






共轭体系:三个会三个以上互相平 行的


p


轨道形成大


π

< br>键。
















参与共 轭体系的


p


轨道互相平行且垂直于分子所处

σ


平面;相邻


p


轨道之间


从侧面肩并肩重叠,发生键的离域







电子离域:共轭体系中,成键原子的电子云运动范围扩大现象。

















也称为键的离域,是共轭体系能量降低。






(一)


π


-


π


共轭( 典型:


1,3-


丁二烯)










1


、共轭效应:由于电子离域使体系能量降低、分子趋于稳定、键长区域平均化的现

< p>










2


、离域能:由于共轭效应中键的离 域而导致分子更稳定的能量。





















离域能越大,体系越稳定。









3



π


-


π


共轭体系特征:单双键交替(或三键)






























组成共轭原子不仅限于碳原子,


O



N


都可以。






























共轭效应不随碳链增长而减弱



CH


2


CH CH CH








4


、共轭 体系表示方法:


?


?


CH CH CH CH


?


?


?


?


?


?


?

< br>?


?


?


?


?


?


?


2




弯箭头表示由共轭效应引起的电子流动方向;





























共轭碳链产生极性交替现象





(二)


p-


π


共轭体系









1



p-< /p>


π


共轭:双键(三键)直接相连的原子上有


p


轨道,且


p


轨道与


π



p


轨道平


行,则从侧面重叠形成


p-


π


共轭









2



p-


π


共轭体系 特征:


能形成


p-


π

< br>共轭的除去具有未共用电子对的中性分子,


还可以


是正、 负离子、自由基






(三)超共轭(


σ

< br>-


π



σ


-p




H


H C CH CH


2









1


、通常表示方法:


H









2


、用超共轭解释碳正离子稳定性(书上或


ppt




四、离域体系共振论表述法







(一)共振论基本概念










1


、不能 用经典结构式圆满表示的分子,其真实结构是由多种可能的经典极限式


叠加


(


共振杂化


)


而成的。



CH


2


-CH= CH


2











烯丙基正离子可表示为

< p>
+


CH


2


=CH- CH



2


+



(二)书写极限结构式遵循的基本原则










1


、符合经典结构式的书写规则










2


、各共振极限结构式中原子核的相对位置必须是相同的










3


、所有的极限结构式中,配对的或不配对的电子数目应保持一致。




(三)共振极限结构式能量标准










1


、两个或两个以上能量最低而结构又相同或接近相同的式子,它们参与共振最


多,对共振杂化体的贡献最大,真实分子的能量也更低,更稳定










2


、各共振极限结构式中,共价键的数目越多,其能量越低










3


、电荷没有分离的共振极限结构式稳定










4


、电荷 分布符合元素电负性预计的共振极限结构式更稳定










5


、满足 八隅体电子构型的要求者,能量低,稳定。反之则能量高,不稳定










6


、相邻原子带相同电荷的共振极限结构式不稳定










总结: 合理的结构是稳定的;共价键多的结构是稳定的;共振结构式越多,真实


分子越稳定。< /p>




(四)共振论应用(


ppt




五、共轭二烯烃化学性质






(一)加成














一般以


1



4-


加成为主



1


、反应条件影响产物:高温有利于


1,4-


加成,低温有利于


1,2-


加成;



极性溶剂有利于


1,4-


加成,非极性溶剂有利于


1,2-


加成。< /p>












2


、反应机理:电子离域、共轭效应

























p




+


CH


3


HBr


+< /p>



C


H


2


C


C


H


[CH


2


=CH-CH-CH


3

]


CH


2


=CH- CH=CH


2


H




p



- < /p>


?


共轭


p




3


稳定



sp



+


HBr


+



CH


2


=CH-CH=CH

< p>
2


H


2


C


C


H


C


H

2


CH


2


[CH

< br>2


=CH-CH


2


-CH


2


]




p



-


?


共轭



不稳定



Br



CH


2


-CH=CH-CH

< p>
3


1


?


?


?


1,4-加成产物


+


?



CH


2


=CH- CH- CH


3


CH


2


CH CH CH


3


2



Br


H



2< /p>


CH


2


=CH-CH-CH


2


1


Br


-


1,2-加成产物



(二)电环化反应:开链共轭烯烃关环生成环烯烃及其逆反应



H


光照


对旋


H


CH


3


CH


3


加热


顺旋


CH


3


H


H


CH


3


(E,E)-2,4-己二烯


加热


顺旋


顺-3,4-二甲基环丁烯


H


H


CH


3


CH


3


(Z,E)-2,4-己二烯


CH


3


H


H


CH


3

< p>
光照


对旋



(三)双烯合 成(


D-A


反应)


< br>+


1,3-丁二烯


反-3,4-二甲基环丁烯

< p>


CH


2


CH

< p>
2


200 C


高压



环己烯






1



双烯体


亲双烯体







2


、反应 机理:旧键断裂与新键生成同时进行,途经一个环状过渡态



3



亲双烯体上有吸电子基团




CHO




COR




CN




NO


2



时,


反应更易进行。









双烯体上有供电子基团时,也有利于反应。


< br>CH


CH


CH


2


+


CH


2


H

< br>C


H


C


O


O


O


顺丁烯二酸酐


150 C




O


C

< p>
C


O


O


(白 )










4


、反应意义:鉴别共轭二烯烃






?


?


?


?


?


á


?


CH


3

< p>
CH


2


C CH



CH


2


=CH- CH=CH


2






Ag(NH


3


)


2


+


?


°


×


°


×




5


、周环反应 特点:一步完成,旧键的断裂和新键的生成同时进行,途经环状过


渡态;



反应受光照或加热条件的影响,不受试剂的极性、酸碱性、

< br>催化剂和引发剂的影响;



反应具有高度的立体专一性, 一定构型的反应物在光照或加


热条件下只能得到特定构型的产物。









(四)聚合反应和合成橡胶(书或


ppt


上反应)



六、环戊二烯(书上反应)





Chap 5


芳烃和芳香性



芳香性:环流效应、


Hückel


4 n+2


规则、易进行


离子型取代


反应, 不易加成、氧化,并具有


特殊的稳定性



一、分类





单环芳烃、多环芳烃、稠环芳烃(书


P150

< br>)



二、构造异构





1


、苯环 上


6



C


和< /p>


6



H


都是等同 的,一元取代无异构





2


、二、三、四元取代有三个异构体



三、命名(书


P151






1

< br>、单环芳烃:以苯环为母体,当苯环上连有多个取代基时,用数字表明相对位次





2


、①苯 环上烃基较长、复杂②烃链上有多个苯环或不饱和烃基








此时以烃链为母体,苯环做取代基(有例外)








例外:对二乙烯基苯





3



C


6


H


5




苯基


(Ph



)







C


6


H


5


CH


2




苄基








Ar




芳基


(


芳环上去掉一个氢后,所剩下的原子团


)


四、苯结构





1



12< /p>


个原子共平面,各键角均为


120


°



五、单环芳烃物理性质(书


P155






1


、无色、不溶于水,易溶于有机溶剂,有特殊气味,有毒。

< p>




2


、沸点:分子量增大,沸点增大





3


、稳定 性:烷基取代时,烷基越多,稳定性越大。
















>






4


、熔点 :对


>


邻(对位对称性好)





5


、红外 谱图:


C-H



3100-3010



苯环:


1600,1580,1500,1450










核磁共振:


7.25


六、单环芳烃化 学性质:易亲电取代(


F-C


烷基化、酰基化)


、侧链上的反应




(一)亲电取代反应(环上取代)







当苯环 连有斥电子基团时,反应活性升高(活化)


;第二个取代基进入邻对位

< br>


连有吸电子基团,反应活性降低(钝化)


,第二个取代 基进入间位




【亲电取代反应机理】



E

< p>
ì


?


?


-H


+


E


+


+

< br>H


+



+ E


E



??


?


?


?


??


?< /p>


?


?




E


E


+


E

< p>


H


H


H


+


+



1


、卤化:






卤素:邻对位定位基



催化剂:三卤化铁










反应物:苯或烷基苯(比苯易发生)




FeCl


3


+ Cl


2


FeCl


4


-


+ Cl


+


FeBr


4< /p>


-


+ Br


+



+


亲电试剂









反应机理:


FeBr


3


+ Br


2



Br


+


+ Br


+


Br



H


-H


+



Br


?


-络合物























2


、硝化:硝基:吸电子基团,间位定位基



?


-络合物










反应条件:硝酸和硫酸(混酸)< /p>



50-60




HOSO


2


OH + HO- NO


2


H-O-NO


2


H


+


H-O- NO


2


+ HSO


4

< br>-


H


+


+


NO


2


+ H


2


O









反应机理:


(书

P162



































垟盐



NO


2



































-H< /p>


+


NO


2


+


H


+


+ NO


2






3


、磺化


:


磺酸基:吸


电子基团,间


位定位基










反应条件:浓硫酸;发烟硫酸(


H2SO4 ,SO3



;氯磺酸


ClSO


3


H,;


SO


3











磺化反应可逆,磺化反应应用:合成中占位;除杂苯




CH


3


H< /p>


2


SO


4


CH< /p>


3


ì


?


?


á


CH


3


NO


2


H


2


O/H


+


CH


3









占位举例:


SO


3


H


SO


3


H


180 C


?


NO


2










反应机理:进攻试剂:三氧化硫



2H


2


SO


4



















?


O


?


-


SO


3


+ H


3


O


+


+ HSO


4



?


+


?


?


S


?< /p>


?


O


?


O



H


+


SO


3


-



HSO


4


-


SO


3

< p>
-



H


3


O


+


SO


3

< br>H


+ H


2


O







4



F-C


烷基化










反应条 件:催化剂,常用:无水


AlCl


3


( Liews



)


H


2


SO


4


(Brφsted



)


,氯化铁,氯 化


锌,氯化硼










反应物:烷基化试剂:卤代烷、烯烃、醇、环醚










卤代烷 反应活性:当烷基相同:


RF>RCl>RBr>RI


;卤原子 相同时,


3


°卤代烷


>2°

< p>
>1°










反应缺点:


重排

(中间


CH


2


CH


3



C+


< br>;



AlCl


3


CH


2


CH


3


C


2


H


5

Cl


CH


CH


2

< br>3


+ CH


3


CH


2


Cl


+


AlCl


3


以多取代



CH


2


CH


3


?


±


?


CH


2


CH


3



ü

< p>
?


?


×


?


×


?


?


?

ú











反应应用:苯环上引入烷基










反应机 理:


(异构化书


P164


< p>













H










+


CH


-CH-CH

< br>-Cl


AlCl


CH


-CH-C H


3


2


3


3< /p>


3



?


?



+


?


?

< p>
2 C




稳定性大于


1 C


+







5



F-C


酰基化










反应条件:同烷基化



R C


+


+ (CH


3

)


2


CH


CH(CH


3


)


2


+

< br>H


AlCl


4


-


CH(CH


3


)


2

< p>
+ HCl + AlCl


3









反应物:酰基化试剂:酰卤,酸酐









反应特点:不异构、不多元取代



O


O


R C


O


,酸(酰化能力:酰卤


>


酸酐


>


酸)



O


R-C-Cl


+

< p>
反应应用:合成芳酮


?


?


AlCl


3


O


C-R

< br>?


?


ù


±


?


O


C-CH


2

CH


3


?


?


±


±


?


?


?


ù


+ HCl



Clemmenson?


?


?


O


CH


+


3


CH


2


-C-Cl


AlCl

< p>
3


Zn-Hg/HCl


CH


2


-CH


2


CH

3


?


±


?


±


?



















得到正某苯:

?


?


?


±






F-C


反应讨论】


:①可由


F-C

< p>
反应制备芳酮和苯同系物






















当苯环上有吸电子基团-


NO2


、-


SO3H


、 -


COOH


,不发生


F-C

< p>
反应























硝基苯做为


F-C


反应溶剂(不与试剂反应)







6


、氯甲基化










反应条件:无水氯化锌










反应物:甲醛和氯化氢











生成:苯环上加上氯甲基









反应意义:有机合成上重要。因为


- CH


2


Cl(


氯甲基

< br>)


易于转化为



-CH


2


OH


-CH


2


CN


氰甲基


-CH


2


COOH


羧甲基


-CH


2


NH


2


氨甲基


-CHO


醛基



































羟甲基




( 二)加成反应:加氢(


Ni


催化;制备环己烷)


,加氯(紫外线照射)





(三)氧化反应:























< br>用




O


+ O


2


O


CH?

< br>?


C


?


O


(400-500 C)


V


2


O


5


CH?


?


C


?


?


?


?


?


á


?


í


?


?


?


á

< br>?










脱氢氧化:




联苯






(四)侧链反应










1


、自由 基取代:主要发生


α


-


取代,因为苄基 型稳定



总之:


R

KMnO


4


H


+

< br>H


700-800 C




CH


2


-CH


3< /p>



560-600 C


Fe


2


O


3


CH=CH


2


+ H


2


苯乙烯< /p>


COOH












2


、氧化:


(R:1 2 )





















α


-H


不氧化。



两个烷基处于邻位,氧化的最后产物是酸酐



七、苯环取代定位规则






1


、第一 类定位基:邻对位定位基(负电荷、孤对电子、饱和键)























大多致 活苯环(斥电子)


,但卤素例外(卤素吸电子)


























O


、-


NR


2


、-< /p>


NHR


、-


OH


、-


OCH


3


、-

NHCOCH


3


、-


OCOR





C


6


H


5


、-

< p>
R[



CH


3

< p>
、-


C


2


H


5



]


、-


H


、-


X








第二类定位基:间位定位基(正电荷、不饱和键)























致钝苯环(吸电子)
























N+R3


、-


NO2


、-


CN


、-


COOH


、-


SO3H


、-


CHO< /p>


、-


COR





2


、定位规则理论解释(

< p>
ppt







3


、空间 效应:


已有一个邻对位定位基时,


苯环上原有取代基体积越大,


二取代产物对位


异构体比例越大;新引入基团体积越大,对位异 构体比例越大






4


、二取代苯定位规则:原有两个取 代基









原有两个取代基定位方向一致,新引入基团位置在共同位置方向









原有两个取代基定位方向不一致时 :①两个取代基为同类,按照较强的基团定位









































②不同类,以第一类为主(因为是亲电取代)






5


、在有机合成上应用:书


P178



ppt


上例子



八、稠环芳烃




(一)萘







1


、结构 :


18


个原子共平面










α


位:与两个共用碳直接相连







2


、性质:白色结晶,易升华;萘比苯活泼,萘

α


位更活泼。







3


、亲电取代:


(与苯类似)










卤化: 主要得到


α


-


取代


新型氯化剂,










次氯酸叔丁酯负载到SiO


2




Cl


t-C


4


H


9


OCl/SiO


2




(转化率93%,选择性100%)


CCl

4


,40 C,3h



??


氯萘










硝化:主要产物

< br>α


-


取代







SO


3


H


< /p>


?


¨


H


2


SO


4


,


80 C< /p>


?


?


?


?


?


?


?


?

< p>
?


?


?


?


?


§


?


?

?


?


)


(


??


?



?


H


2


O,


180 C

??


?


?


?


á



?



160 C


?



¨


H


2


SO


4


,


160 C


?

SO


3


H


(


b?


?


?


?


?


?


?


?


?< /p>


°


?


?


?


?


?


?


< p>
?


?


?


?


§


?


?


?

¨


)


H


2


O,


180 C


?


?

< br>?


á


b?


















α


-




酸稳定性小 (因为磺酸基体积大,位阻大)



高温时主要

< br>β


-


取代




F-C


反应:酰基化①极性溶剂:< /p>


β


-


取代



非极性溶剂:主要


α


-

取代,也有


β


-





CH


2

< br>COOH


+ ClCH


2


COO H


FeCl


3


+KBr


200-218 C



??


萘 乙酸


植物生长激素












烷基化:








4


、氧化反应(书


P184




氧化反应总是使电子云密度较大的环破裂(与取代基的吸电子、给电子有关)








5


、还原 反应(书


P185












Birch


还原:用


Na

< br>在液氨和乙醇混合物中还原








6


、二元取代定位规则:首先看原有取代基将某一个环是活化还是钝化(吸或斥电子)





























在看< /p>


β



α



-


-


-


-


-


-


-


-



本文更新与2021-02-11 23:42,由作者提供,不代表本网站立场,转载请注明出处:https://www.bjmy2z.cn/gaokao/639802.html

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