大学有机化学 小结_大学有机化学实验小结
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有机化学小结
第二章
本章重点:
①烷烃和环烷烃的命名;
②甲烷的结构,sp3杂化与四面体构型;
③乙烷、丁烷、环己烷的构象;
④氢原子的活泼性:3H>2H>1H;
自由基的稳定性:3>2>1> CH3²。
⑤小环环烷烃的加成反应
2.2.1 伯、仲、叔、季碳及伯、仲、叔氢
与三个氢原子相连的碳原子,叫伯碳原子(第一碳原子、一级碳原子),用1°表示 与二个氢原子相连的碳原子,叫仲碳原子(第二碳原子、二级碳原子),用2°表示 与一个氢原子相连的碳原子,叫叔碳原子(第三碳原子、三级碳原子),用3°表示 与四个碳原子相连的碳原子,叫季碳原子(第四碳原子、四级碳原子),用4°表示 连在伯碳上氢原子叫伯氢原子(一级氢,1°H)连在仲碳上氢原子叫仲氢原子(二级氢,2°H)连在叔碳上氢原子叫叔氢原子(三级氢,3°H)
。伯碳,1 C。仲碳,2 CCH3CH3-C-CH。4 C季碳,CH32-CH-CH3。伯碳,1 CCH3。叔碳,3 C
对有支链的烷烃:有
CCC 结构片断者叫异某烷;
C
有
CCCC结构片断者叫新某烷。例:
CH3CH3-CH-CHCH3异己烷2-CH2-CH3CH3-C-CH2-CH2-CHCH3新庚烷3
2.2.4 环烷烃的命名 2)二环脂环烃
分子中含有两个碳环的是双环化合物。
联二环己烷(联环烃)螺[4,4]壬烷(螺环烃)二环[4,4,0]癸烷(稠环烃)二环[2,2,1]庚烷(桥环烃)
两环共用一个碳原子的双环化合物叫做螺环化合物; 共用两个或更多个碳原子的叫做桥环化合物。
(A)桥环烷烃
双环[a.b.c]某烃(a≥b≥c)
先找桥头碳(两环共用的碳原子),从桥头碳开始编号。沿大环编到另一个桥头碳,再从该桥头碳沿着次大环继续编号。分子中含有双键或取代基时,用阿拉伯数字表示其位次:
***73312247165双环[3.1.1]庚烷双环[2.1.0]戊烷双环[2.2.1]-2-庚烯CH35-甲基双环[2.2.1]-2-庚烯
(B)螺环烷烃
螺[a.b]某烃
(a≤b)
先找螺原子,编号从与螺原子相连的碳开始,沿小环编到大环。例:
4***CH312H3CCH31,3-二甲基螺[3.5]-5-壬烯 5-甲基螺[2.4]庚烷
最典型的有两种:重叠式和交叉式。(构象)重叠式: HH
HHHH能量高,不稳定(因非键张力大),一般含0.5%
交叉式: HHH能量低,稳定(各氢原子相距最远,非键张力小),HH般含H一99.5%
氢原子的活泼性顺序是:叔氢>仲氢>伯氢
形成自由基所需能量:CH3²>1>2>3自由基
不同卤素与烷烃进行卤化反应的活性顺序为:
F2>Cl2>Br2>I太快难以控制2有意义太慢,且生成的HI有还原性
烷烃的溴代反应较氯代反应放热少、速率慢、选择性高 2.6.3 异构反应
异构化反应——化合物转变成它的异构体的反应。
AlCl3,HClCH3CH3CHCH80%3CH3CH2CH2CH320%。95-150 C,1-2MPa
通过上述反应可提高汽油质量。
环烷烃的异构化包括侧链异构、烷基位置异构和环的异构:
CH2CH3。CH3。CH3CH3+CH3CH350 C50 CAlCl3AlCl3
2.7 烷烃和环烷烃的主要来源和制法(1)烯烃加氢
CH3CH=CHCH3 + HNi,乙醇225 C,5MPa。CH3CH2CH2CH3
(3)由卤代烷制备
BrCH2CH2CH2Br + ZnNaI,乙醇,80%+ ZnBr21,4-二氧六环BrCl+ 2Na回流,78%~94%+ NaCl + NaBr
这是制备环丙烷衍生物的重要方法之一。第三章.烯烃和炔烃
本章重点:
①乙烯、乙炔的结构、sp2杂化、sp杂化;
②烯烃的顺反异构及Z/E标记法;
③烯烃及炔烃的亲电加成反应(加卤素、加卤化氢、加硫酸、加水、加次卤酸、硼氢化、羟汞化-脱汞),马氏规则;
④烯烃的自由基加成、自由基取代、硼氢化反应、氧化反应。
⑤炔氢的弱酸性。(1)衍生物命名法
衍生物命名法只适用于简单的烯烃和炔烃。烯烃以乙烯为母体,炔烃以乙炔为母体。将其它的烯、炔看作乙烯或乙炔的衍生物。例:
CH3CH=CH2(CH3)2C=CH2 CH3CH=CHCH2CH3甲基乙烯 不对称二甲基乙烯 对称甲基乙基乙烯CH3CCCH3 CH3CH2CCCH3 CH2=CHCCH二甲基乙炔 甲基乙基乙炔 乙烯基乙炔
2)系统命名法
烯烃和炔烃与烷烃的系统命名规则类似。①要选择含有C=C或C≡C的最长碳链为主链;
②编号从最距离双键或三键最近的一端开始,并用阿位伯数字表示双键的位置。例:
CH3CH2CH2CH=CH21-戊烯CH3CH2C=CH2CH3CH3C=CHCH3CH3CH3CH2C CCH32-戊炔CH3CHC CHCH32-甲基-2-丁烯3-甲基-1-丁炔2-甲基-1-丁烯3-甲基丁炔2-甲基丁烯
③分子中同时含有双键和参键时,先叫烯后叫炔,编号要使双键和参键的位次和最小。2 3 4
5CH C-CH=CHCH65432313-戊烯-1-炔
2CH C-CH=C-CH=CHCH2CH33-乙基-1,3-己二烯-5-炔
3.3 烯烃的顺反异构体的命名(1)顺反命名法
两个双键碳上相同的原子或原子团在双键的同一侧者,称为顺式,反之称为反式。例:
2-²¡Ê§:H3CHC=CCH3HH3CHHC=CCH3¡I¡m.p-132 C()¯-2-²Æ¡Ê§
Ⅰ
Ⅱ顺式,两个甲基位于双键的同侧; 反式,两个甲基位于双键的异侧。
II¡m.p-105 C()°-2-²²¡Ê§
¡(2)Z,E-命名法
介绍Z,E-命名法之前,首先介绍次序规则,目的是为了对顺反异构体方便地进行命名。4
问题:
H3CC=CHHH顺-2-丁烯CH3H3CC=CHCH3BrC=CH3C?ClHBrH3CC=C?HCl反-2-丁烯
对后两个的化合物进行命名,必须了解次序规则。
次序规则:
① 把双键碳上的取代基团按原子序数排列,同位素:D>H,大的基团在同侧者为Z,大基团不在同侧者为E。
Z
大Zuasmmen,共同;
E
大Entgengen,相反。
小BrC=C小ClH大BrC=CH3CHClH3C
Z-1-氯-2-溴丙烯
E-1-氯-2-溴丙烯
②连接在双键碳上都是碳原子时,沿碳链向外延伸。
假如有下列基团与双键碳相连:
(CH3)3C-
(CH3)2CH-
CH3CH2-
CH3-
C(C,C,C)
C(C,C,H)
C(C,H,H)
C(H,H,H)
最大
次大
次小
最小
③当取代基不饱和时,把双键碳或参键碳看成以单键和多个原子相连。
(C)(C)-CCH可看作-CC-H-CH=CH2可看作小小大(C)(C)-CHC-HH(C)(C),∴
-CCH >
-CH=CH2
根据以上规则,常见基团优先次序如P46所示:
-I >
-Br >
-Cl >
-SO3H >
-F >
-OCOR >
-OR„„
举例:
(H,H,C)CC(C,C,H)(H,H,C)C,(H,H,C)CC(C,C,C)CH3CH2CH3(H,H,H)CC=CCH(CH3)2CH2CH2CH3C(C,H,H)CH3CH2CH2CH3CH2(H,H,H)C,(H,H,C)CCCHC=CCH=CH2C(C,C,H)Z-3-¡³¡ù-4-¡ì±¡¡ù-3-¡¡¡Z-
注意:
ClHC=CClBr顺-1,2-二氯-1-溴乙烯E-1,2-二氯-1-溴乙烯
∴ Z,E-命名法不能同顺反命名法混淆。
数据表明,不同结构的烯烃进行催化加氢时反应热的大小顺序如下:
① CH2=CH2>RCH=CH2>RCH=CHR,R2C=CH2>R2C=CHR >R2C=CR2
② 顺-RCH=CHR>反-RCH=CHR
说明烯烃的热力学稳定性次序为:
① R2C=CR2>R2C=CHR>RCH=CHR,R2C=CH2>RCH=CH2
>CH2=CH2
② 反-RCH=CHR>顺-RCH=CHR 反应活性:烯烃>炔烃。例:
CH2=CH-CH2-C CH + Br乙醚2低温CH2BrCHBrCH2C CH4,5-二溴-1-戊炔
此反应可用来检验C=C或C≡C是否存在。不同的取代乙烯与溴加成的相对反应速率:
CH2=CHBr0.04CH2=CH1.02CH2=CHCH2.033CH2=C(CH3)25.53CH3CH=C(CH10.43)2双键上电子云密度减小,亲电加成反应速率减小-Br是吸电子基!烷基取代增多,双键上电子云密度增大,亲电加成反应速率增大CH3-是给电子基!
HBrHBr烯烃加卤素的立体化学:反式加成!
例:
+ BrCCl420 C。BrH+BrHMarkovnikov规则
烯、炔加卤化氢时,氢原子总是加到含氢多的不饱和碳上。(马氏规则)例如:
CH3-CH=CH2 + HClCH3-CH-CHCl2-氯丙烷主要产物3+CH3CH2CH2Cl1-氯丙烷次要产物2
CH3CH2CH=CH2 + HBr乙酸80%CH3CH2CH CHBrH2-溴丁烷
BrCH3CH2CH2C CHHBrCH3CH2CH2C=CHBr2-溴-1-戊烯HBr2CH3(CH2)2-C-CHBr2,2-二溴戊烷3
烯烃与H2SO4的加成反应也是亲电加成反应,加成方向遵循马你规则。例:CH3-CH=CH2 + H2SO4(浓)CH3CH3-CH-OSO2OH()ⅠCH2=CCH3CH3CH3+ H2SO4(浓)CH3-C-OSOCH32OH()Ⅱ
炔烃加水
O重排 CH CH +2 OHHgS4O,稀H2SO498-105 COHHHC CHOHHRC CH烯醇式。H-C-CH
3RC CH + H2O
重排 HgSO4,稀H2SO4OR-C-CH酮式3
硼氢化反应
空间效应
R-CH=CH2 + H BH2RCH2CH2BH2一烷基硼CH2=CH-R(RCH2CH2)2BH二烷基硼CH2=CH-R(RCH2CH2)3B三烷基硼H2O2,OH-RCH2CH2OH + B(OH)3一级醇H2O2的NaOH水溶液
简单记忆:
RCH=CH①2B2H6②H2O2/OH-RCH2CH2OH
有机合成上常用硼氢化反应制备伯醇3.5.3 亲核加成因为乙炔的电子云更靠近碳核,可使亲核试剂首先进攻,炔烃较易与ROH、RCOOH、HCN等含有活泼氢的化合物进行亲核加成反应。例如:
CH CH + 3COHH20%KOH水溶液,PCH2=CH-OCH
3在碱性条件下,有:
甲氧基乙烯or甲基乙烯基醚
CH3OH + KOHCH3OK + H2O强亲核试剂可离解为CH3O + K-+
CH3O-带有负电荷,是一个强的亲核试剂:
CH CH + 3COH-HC=CH-OCH-3CH3OHCH2=CH-OCH3 + CH3O-
(2)高锰酸钾氧化
OHOHCC+ MnO2C=C+ KMnOOH,H2O4-顺式氧化!
简单记忆法:
RR'R“HKMnO4C=CRR'C=O + O=C酮醛 R”H4KMnOR“O=C 酸OH
RR'HC=CHKMnO4RR'HC=O + O=C酮甲醛HOHO=C碳酸KMnO4OHCO2 + H2O
(3)臭氧化
将含有O3的空气通入烯烃的溶液(如CCl4溶液)中:
RR'R”C=CH+ O3RR'OCOOCR“HH2O
RR'C=O + O=C酮醛 R”H+ H2O2
产物中有醛又有H2O2,所以醛可能被氧化,使产物复杂化。加入Zn粉可防止醛被H2O2氧化:
H2O/ZnRR'RR'C=O + O=C(酮)(酸)R“C=O + O=C(酮)(醛)RR'OCOOCR”HH2O2HR“OH
例2:某烯烃O3H2O2/H2O
CH3CH3HOC=O + O=C C=O + O=COHOHCH3
那么,原来的烯烃为:
CH3HOCH3C=O + O=C C=O + O=COHOHCH3CH3CH=CH-CH=CCH3CH3
炔烃的烷基化
CH CH NaNH2,液NH-33 C3。CH CNa 乙炔钠CH3(CH2)3Br,液NH-33 C,80%3。HC C(CH1-庚炔2)3CH3
第四章 二烯烃 共轭体系 共振论 二烯烃的命名
与烯烃相似。用阿拉伯数字标明两个双键的位次,用“Z/E”或“顺/反”表明双键的构型。例:
CH3CH3CH3-CH=C CH-CH=CH3,4-二甲基-1,4-己二烯2HCH3HC=CHC=CCH3HHCH2C CCH2H(Z,E)-2,4-己二烯s-反-1,3-丁烯
鉴别共轭二烯,例:
Ag(NH3)2+CH3CH2C CHCH2=CH-CH=CH2¡¡¡¡¡µ¡¡°³°³
第五章 芳烃 芳香性
命名
命名时,一般以芳环为取代基,也可以芳环为母体。具体情况,具体对待:
CH=CH2CH=CH2苯乙烯CH=CH2对二乙烯基苯
CH2Cl苯氯甲烷氯苄CH2OH苯甲醇苄醇
基 C6H5- 苯基(Ph-);Ar- 芳基(芳环上去掉一个氢后,所剩下的原子团); C6H5CH2- 苄Friedel-Crafts反应
(A)烷基化反应
+ RXAlCl3R+ HX(X=Br Cl)¡
常用催化剂:无水AlCl3(Liews酸)或H2SO4(Brφsted酸)
例1:
AlCl
3+ CH2=CH2+orH2SO4CH2CH3-H2(乙苯)CH=CHCH3CH2首先进攻2(苯乙烯)制塑料、ABS、离子交换树脂(B)酰基化反应
O R-C-Cl+¡¡AlCl3OC-R¡¡ù±¡¡¡ù+ HCl
讨论:
①付氏反应非常重要,由付氏反应可制备一系列芳香酮和苯的同系物。例:
OCH2CH2CH2C-ClAlCl3O
OO+OAlCl3COOH杂多酸O+ H2OOO
②苯环上有-NO
2、-SO3H、-COOH等吸电子基时,不能发生付氏反应。
NO2O+ R-C-Cl(或RCl)AlCl3x
NO2+ HCHO + HClZnCl2所以,常用硝基苯做为付氏反应的溶剂。氧化反应
但有侧链时:
x
CH3CH2CH3CH2CH3KMnO4COOH
总之:RKMn4OCOOH
KMnO4H3CHOOCCOOH(R:
1、2)。
若有两个烷基处于邻位,氧化的最后产物是酸酐:
OH3CH3CCH3CH3+ O2(空气)V2O5,350-500 C60%-70%。OOOOO
均苯四甲酸二酐但是,侧链无α-H者则不被氧化:
CH3C-CH3CH3KMnO4x
环的破裂:
O+ O2OCH¡¡C¡O(400-500 C)V2O5CH¡¡C¡¡¡¡¡µ¡í¡¡¡µ¡
其它稠环芳烃
***1064521其中:1,4,5,82,3,6,79,10活泼性次之位,最不活泼位,位,最活泼 蒽菲多官能团化合物的命名
命名时遵守官能团优先次序规则、最低系列原则和大小顺序规则。
简单记忆方法:
羧基、磺酸、酯,酰卤、酰胺、腈,醛基、酮基、醇羟基,酚、巯、氨基、炔、烯、(氢)、烷氧基、烷基、卤素、硝基。
最低系列原则:
选择含主官能团、取代基最多的最长碳链为主链,从靠近主官能团的一端开始编号。编号时,要使取代基的位次和最小。
大小次序规则:
①
按原子序数排列,同位素:D>H。例如:
I>Br>Cl>F>O>N>C>D>H>:(孤对电子)
②第一个都是碳原子时,沿碳链向外延伸。例如:
ClCH2->(CH3)3C->(CH3)2CH-> CH3CH2-> CH3-
C(Cl,H,H)
C(C,C,C)
C(C,C,H)
C(C,H,H)C(H,H,H)
③当取代基不饱和时,把双键碳或参键碳看成以单键和多个原子相连。例如:
CH3NH2Cl2-甲基-4-氯苯胺O2NCl4-硝基-3-氯苯甲醛CHOClBr4-氯-3-溴苯磺酸OHCH3COCH33-基-4-羟基苯乙酮SO3HOHBr52143SO3HSO3H4-羟基-5-溴-1,3-苯二磺酸
CH3Cl3-甲基-5-氯环己酮
O本章重点:
①苯环的结构与其特殊稳定性;
②苯环上的亲电取代反应;
③苯环上亲电取代反应的定位规律及其理论解释。
④萘的结构与化学性质,定位规律在萘及其衍生物中的应用 ⑤Hûckel规则与芳香性。
第六章对映异构
手性碳原子例如:
*与四个不同的原子或原子团相连的碳原子,用“*”号标出。CH3-CH-CH2-CH3Br对称因素与分子的手性
CH3CH3-CH-CH-CH3OH*CH3-CH-COOHOH*
在绝大多数情况下,分子中没有对称面和对称中心,与其镜象就不能叠合,分子就会有手性。
分子中是否存在对称轴对分子是否具有手性没有决定作用。判断分子中有无对称面和对称中心在立体化学中有重要意义。
(2)R/S构型标记法
R拉丁字Rectus(右);S其步骤为:
拉丁字Sinister(左)。
①
按照大小次序规则,确定大小次序;
②
将最小的原子或原子团置于距观察者最远处;
③
观察其余三个原子或原子团由大到小的排列方式。次序规则:OH>COOH>CH3>H COOH例1:HCOOHȵCHOH的构型标记。H3C(b)OHCH3(a)C根据次序规则:OH>COOH>CH3>H
COOHHCOHCH3CH3观察观察HOH3CCOOHCH(a)OHCOOH为逆时针方向S-型(b)OHCOOH 顺时针方向为R-型CH3
R/S标记法也可直接应用于Fischer投影式:
COOHHOHHOCOOHHHOCHOHCH2OHS-甘油醛OH>CHO>CHHCHOOHCH2OHR-甘油醛2OHCH3R-乳酸OH>COOH>CHCH3S-乳酸3
第七章卤代烃 相转移催化反应邻基效应
7.2 卤代烃的命名
简单卤代烃的命名:烃基名+卤素名。例:
CH3CH2CH2CH2Br正丁基溴CH3CH3CClCH2=CHCH2ClCH3CH=CHBr烯丙基氯丙烯基溴BrCH2ClCH3叔丁基氯氯苯苄基氯(or 氯苄)按照烷烃命名法编号,把卤素和支链作为取代基。
例:ClCH33ClClCH3CH3CHCH2CHCH2-甲基-4-氯戊烷CH3CHCH2-C-CH-CH3Cl2-甲基-3,3,5-三氯己烷(大小次序规则:氯大于烷基;编号:氯大于甲基)ClCH3-C CH-CHClCH33-甲基-2,2-二氯戊烷2-CH3ClBrF3CH3-CH2-CH2-C CH CH-CHCH(CH3)24-异丙基-2-氟-4-氯-3-溴庚烷(先写小的基团,后写大的基团)
7.2.2 卤代烯烃和卤代芳烃的系统命名法
按照烯烃或芳烃命名法编号,把卤素看成取代基:
CH2=CH-CH2Br3-溴-1-丙烯123CH2=C-CH2-CH2ClC2H54-氯-2-乙基-1-丁烯1234
从醇制备
1ROH + HXRX + H2O(可逆反应,有重排)
可增加ROH的浓度或除去水,使平衡右移
PX32ROH +PX5RX + P(OH)3(制低沸点RX)。b.p 180 C(分解)不重排!RX + POCl3。b.p 105.8 C(制高沸点RX)£
3ROH + SOClor2RCl + HCl + SO2氯化亚砜二氯氧硫OSOOS(重要!操作简单,产率高,不重排)
í¿ÑÇí¿
卤原子交换
RCl + NaI丙酮 RI + NaCl(可制伯碘烷)
例:RCH=CH HBr2 +过氧化物RCH2CH2BrNaI/丙酮 RCH2CH2I
7.5.1亲核取代反应
d+R¡¡X + Nu-³µÂÆÅÏ·¼d+d-R¡¡Nu + X-ëû¥¶ùÈÀ-
²Î°¦Éï³É±ï-
亲核试剂(Nu)可进攻R-X亲核试剂
d-中的正电中心,将X取代。
带有孤对电子或负电荷,对原子核或正电荷有亲和力的试剂,用Nu:或Nu-表示。常见的亲核试剂有OR-、OH-、CN-、NH
3、H2O等。
(1)水解
在H2O或H2O/OH-中进行,得醇。
RX + H2OÄ¿ºæ²°Î¦ROH + HX¡OH-H2O + X-
反应活性:RI>RBr>RCl>RF(难)加碱的原因:①亲核性:OH->H2O;②OH-可中和反应生成的HX。
C5H11Cl ÏγĶù½Ã¶±¾NaOH/H2OC5H11OH + NaClΰϷÎÈ¡¤Í´±ÃÜ·¼
卤烷水解反应及其机理在有机化学理论上重要!(见SN
1、SN2)
(2)与醇钠作用
得醚(单纯醚、混合醚)
d+Williamson合成法
R¡¡X + R'O-Na+¬½®±Èé·¿°Á£ªÂº·î¡3)3d-ROR' + NaX
例:CHCHBr + NaOC(CH32CH3CH2OC(CH3)3 + NaBr
(3)与氰化钠作用
在NaCN的醇溶液中进行,得腈。
RX + NaCN+-°·RCN + Na+X-H2ORCOOH
该反应是增长碳链的方法之一。(增加一个C)例:C2H5OH,H2OBr(CH2)5Br + 2KCN回流8h,75%二甲基亚砜 3h ,65%-70%NC(CH2)5CN + 2KBrCH3CH2CHCH3 + NaCNCl,CH3CH2CHCH3 + NaClCNCH2CN+ NaClH2O
CH2Cl+ NaCNHorOH+-CH2COOH进行亲核取代反应的RX一般是伯卤烷,而仲、叔卤烷的反应产物主要是烯烃。(见E
1、E2)(4)与氨作用
¬½®±éÈRX + NH3[RNH2 HX]封闭容器3NH3RNH2 + NH4X¬°®²
4Cl例:
ClCH2CH2Cl + 4NH氨水115-120 C,5h。H2NCH2CH2NH2 + 2NH乙二胺 16
(5)卤离子交换反应
RCl + NaI(RBr)¡¡ ±RI + NaCl(NaBr)
反应活性:伯卤烷>仲卤烷>叔卤烷。(参见SN2)
生成的NaCl或NaBr不溶于丙酮而形成沉淀,此反应可用于检验氯代烷和溴代烷。
(6)与硝酸银作用
在醇溶液中进行,得卤化银沉淀及硝酸酯,用于鉴别卤烃。
RX + AgNO3C2H5OHRONO2 + AgX
反应活性:叔卤烷>仲卤烷>伯卤烷。(参见SN1)
此反应可用于区别伯、仲、叔卤代烷。例如:
CH3(CH2)3BrCH3CH2CH(Br)CH(CH3)3CBr3加热出现AgBrAgNO3/醇片刻出现AgBr立刻出现AgBr
.5.2 消除反应
消除反应反应中失去一个小分子(如H2O、NH
3、HX等)的反应叫消除反应,用E(Elimination)表示。
(1)脱卤化氢
由于-X的-I效应,R-X的β-H有微弱酸性,在NaOH/醇中可消去HX,得烯烃或炔烃:
2R-CH-CHHX+NaOH醇R-CH=CH2 + NaX + H2O
XXHHR-C-CH + 2KOH醇R-C CH + 2KX + 2H2O
反应活性:叔卤烷>仲卤烷>伯卤烷。
消除方向:脱去含氢较少的碳上的氢原子。(查依采夫规则)
例:'2CH3-CH-CH-CHHBrHKOH乙醇
CH3CH=CHCH81%3 + CH3CH2CH=CH219%CH3CH3CH2-C-CH3Br注意:
KOHÍ°·CH3CH3CH=C(CH3)2 + CH3CH2-C=CH271%NaOH/H2O29%
RCH2CH2XRCH2CH2OHRCH=CH2
NaOH/C2H5OH卤烷的水解反应和脱去HX的反应都是在碱性条件下进行的,它们常常同时进行,相互竞争。竞争优势取决于RX的结构和反应条件。
(2)脱卤素
Í°·-C-C-+ ZnXXÍ°·C¡¡C+ ZnX2
-C-C-IIC¡¡C+ I2(Æ©·û¿Ì·Î±â±¿Ï«Íò)
7.5.3 与金属反应(1)与镁反应
ø²¹Ï;Ìd-RX + MgR MgXñųÊÅÏ·¼,Grignard reagent
d+绝对乙醚无水、无乙醇的乙醚。
格氏试剂的结构目前还不十分清楚,一般认为它是溶剂化的:
C2H5C2H5ROMgXOC2H5C2H5
用四氢呋喃(THF,b.p 66℃)代替乙醚(b.p34℃),可使许多不活泼的乙烯 18
型卤代烃制成格氏试剂:
Br+ MgTHFMgBr
O¡´¡Furan O¡¡¡´¡Tetrahydrofuran
格代试剂在有机合成上很有用,但它最忌水、忌活泼氢:
d+H-OHd-MgX(OH)MgX(OR')RH + MgX(NH2)¨¼²ºÄú¯Ädd+-H-OR'H-NH2H-XH-C CR'¡¡¡R-MgX +ʯµÄÄÊÉÞξMgX2R'C CMgX®¶Ãù½±¶¾¹£ªµÊ¯ÄÄÊÎËξ
所以:①制备格氏试剂时,一定要用“干醚”,防止格氏试剂分解。
②如果用CH3MgI与活泼氢反应,可定量测定活泼氢。
(2)与锂反应
反应活性大于RMgXCH3CH2CH2CH2Br + 2Li乙醚-10 C。CH3CH2CH2CH2Li + LiBr
反应活性:RI(太快)>RBr(常用)>RCl(常用)>RF(太慢)反应在戊烷、石油醚、乙醚等惰性溶剂中进行,通常用氮气保护,以防止生成的烷基锂遇空气氧化,遇水分解。
烷基锂与卤化亚铜反应生成二烷基铜锂:
二烷基铜锂,烃基化试剂2RLi + CuX RN2醚2CuLi + LiX(R=烷基、烯基、烯丙基、芳基;X=I、Br、Cl)
Corey-House反应:由烷基铜锂和卤烃制烷烃。例:
[CH2(CH2)3]2CuLi + 2CH3(CH2)6Cl乙醚0 C,75%。CH2(CH2)3-CH3(CH2)6 +LiCl+CuCl7.6 亲核取代反应机理
7.6.1 双分子亲核取代反应(SN2)机理
¡CH3BrNaOH-H2OCH3OH + Br-¡¡¡
反应速率方程:
v=k[CH3Br][OH-] 反应机理:(动画)
sp2OH-+HHHCd+Brd-HHd-dHO C Br-HHOCH(C)HH(B)ý²´ÄǪ+ Br-(A)
能量曲线:
(B)ܼ¿ºE(A)H(C)°Î²¦¸ø¯Ç
SN2反应的立体化学:
Walden转化是SN2反应的重要标志。
例1: HH13C6H3C-34.6HCBr+ NaOH。构型转化HOCC6H13+ NaBrCH3。
+例2:
H3CHBr+ OHH-S 2NH3CHHOH特点:①
一步完成,OH与CH3Br都参与,∴
-
v=k[CH3Br][OH-];
②
C-O键的生成与C-Br键的断裂同时进行,有过渡态;
③
有 Walden转化,手性分子发生SN2反应时,构型翻转。
(c)Wurtz-Fittig反应
Br醚+ CH3CH2CH2CH2Br + 2Na(CH2)3CH3+ CH3(CH2)3-(CH2)3CH3+ 2NaBr。b.p 126 C可蒸馏除去20 C。b.p 183 C
此反应可以用来制备直链烷烃取代的芳烃。但它仅适用于不含有羟基、羰基、硝基等官能团的化合物。
第九章醇和酚
(1)醇的命名
有习惯命名法、衍生物命名法、系统命名法,有的醇还有俗名。
系统命名法:以醇为母体。选择含有-OH的最长碳链为主链,从靠近-OH的一端开始编号,把支链看成取代基。例:
1234564321CH3CH-CH-CH2CH2CH3OHCH2CH2CH33-丙基-2-己醇CH3CH2CH2CHCH2CH2CH2OHCH=CH2564-丙-5-己烯-1-醇(选择含-OH和双键的长碳链为主链)
3212OHOHCH-CH12231CH=CH-CHCH2CH2OH2-苯乙醇)3-苯基-2-丙烯-1-醇(俗名:肉桂醇)1-苯乙醇(苯基做为取代基
(2)酚的命名
按照官能团优先次序规则,选择母体。
¡¡²¡¡OHOHOHOHOHOHOCH3¼·Ú³Ìõù¶±¸²Îo-·³Ìõ¶ù¸±²ÎOHCOOHCHO¸²±ÎCH3NO2ä··³±¸²Î²ÏÊõ¶ù±¸²Îm-·³±¸²Îp-Êõ¶ù±¸²ÎOHOH¼²Î-ݼ²Î1-ÝOHCl-ݼ²Î2-ݼ²ÎOH
NH2对氨基苯酚邻羟基苯甲酸4-甲基-2-氯苯酚水杨酸对硝基苯酚对羟基苯甲醛NO2CH3
官能团优先次序规则:羧基、磺酸、酯,酰卤、酰胺、腈,醛基、酮基、醇羟基,酚、巯、氨基、(氢)、烷氧基、烷基、卤素、硝基。
´¡²¡¡¡OHOH¼±Ú¸²þ²Îo-±¸²þ²ÎOHOHϱ²¸²þ²Îp-±¸²þ²ÎOHOHOHOHOHOHHOOHOHª±¼¸Ãýβ©±Á¸Ãý²Îù¸¹±Ãý²Î¸Ãýβ1,3,5-±¸Ãýβ 1,2,3-±¸Ãýβ1,2,4-±从Grignard试剂制备
dO¨È£¨£§R'-C-R”+dO-+¨Ã§£§R'-C-H£ddR MgX + O H-C-H£¨·³Ã§£§+dH2C CH2Od-¨¶£²ÌõÍÈ飧-¡¡OMgXR'-C RR“OMgXR'-CH-RR-CH2-OMgXR-CH2-CH2-OMgXOH2O/H+OHR'-C RR”¡¡OHR'-CH-RR-CH2-OH¡¡´¡¡¡¡¡¡¡´¡¡¡¡¡¡¡R-CH2-CH2-OH
OH 例:
CH3(CH2)3MgCl + C6H5-C-CH3(1)干醚(2)H2O/H+CH3CH2CH2CH2-C-CH3C6H5 22
CH3MgBr+H2COCH2(1)纯醚(2)H2O,H+CH3CH2CH2OH
A RCH=CH2 + B2H6四氢呋喃(RCH2CH2)3B三烷基硼H2O2/OH-RCH2CH2OH。1 醇特点:顺加、反马、不重排!
B2H6H2O2/OH-OHHHCH3+HHOCH3H
(顺加、反马)
CH3(CH3)3C-CH=CH2B2H6H2O2/OH-(CH3)3C-CH2-CH2OH(反马、不重排)
硼氢化反应操作简单,产率高,是制备伯醇的好办法。B
Hg(OAc)2,H2ONaBHCH3CH2CH2CH=CH2 四氢呋喃(羟汞化)CH3CH2CH2CH CHOH42CH3CH2CH2CHCH93%OH3(脱汞)HgOAcC OR-C-HOR-C-R'[H]=H2/Ni, Na+C还原双键[H]。R-CH2OH(1 醇)。R-CH-R'(2 醇)3)2]3等[H]OH2H5OH, LiAlH4, NaBH4, Al[OCH(CH不还原双键
酚酯一般采用酰氯或酸酐与酚或酚钠作用制备:
OOH+ClC10%NaOH< 45 C,1h,85%O。OC+ HClCOOHOH+(CH3CO)2OCOOH浓2SO460 C,98%OCCH3+ CH3COOH反应顺利!。O邻乙酰氧基苯甲酸乙酰水杨酸阿斯匹林用化学方法区别下列化合物:
A.环己烷
B.环己烯
C.环己醇
D.苯酚
解:
xx5%NaOH浓H2SO4x溶溶Br2CCl4
褪色OHOH(or FeCl3)x溶x例3 :如何除去1-溴丁烷中少量的1-丁烯、正丁醇、正丁醚? 解:用浓硫酸洗。
CH3CH2CH2CH2BrCH3CH2CH2CH2OHCH3CH2CH=CH2(CH3CH2CH2CH2)2O(1)浓H2SO4(2)分液漏斗有机层CH3CH2CH2CH2BrCH3CH2CH2CH2OH2酸层OSO2OHCH3CH2CHCH3(CH3CH2CH2CH2)2OH
与亚硫酰氯的反应
ROH + SOCl2
RCl + HCl + SO2产率高)(重要!操作简单,24
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