有机化学反应总结

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一、烷、烯、炔

一、烷烃、烯烃、炔烃的结构特征

1、烷烃包括开链烷烃和环状烷烃,通式分别为C n H2n+2和C n H2n。C-C和C-H都是单键。

2、烯烃的结构,烯烃具有一个不饱和度,与单环烷烃是同分异构体。

3、炔烃的结构,炔烃具有两个不饱和度。

二、烷烃、烯烃、炔烃的重要反应

1、烷烃:自由基反应机理的卤化取代反应:链的引发、链的增长和链的终止。

注意:a、反应活性:F2、Cl2、Br2、I2,选择性:Br2、Cl2。b、自由基的稳定性三级、二级、一级、甲基。所以卤化反应有选择性。选择性顺序为:叔氢、仲氢、伯氢。

(1)、与X2和HX可发生1,2-和1,4-加成,后者又称为共轭加成。1,2-加成是速率控制的反应,1,4-加成是平衡控制的反应。

(2)、D-A反应

特点:反应是经环状过渡态进行的协同成环反应,具有立体选择性。而且是反应是可逆的。在较高温度下,产物经逆反应生成共轭二烯烃和相应的不饱和亲二烯烃。富电子的共轭二烯和缺电子的亲二烯体有利于正常的D-A反应的进行。当烯烃双键上连有吸电子的取代基时是有利于反应的进行。而且在反应完成时,主要生成内型加成产物。

二、芳烃与芳香杂环化合物

一、苯的结构、休克尔规则与芳香性

1、苯的结构

2、休克尔规则与芳香性

(1)芳香性的特点

a、具有较大的C/H比

b、键长趋于平均化

c、具有特殊的稳定性的

d、难加成

e、易取代

f、难氧化

(2)非苯系芳香性体系要满足休克尔规则

要点:a、单环的化合物具有共轭的离域体系b、共平面或近似于平面c、共轭的π电子数符合4n+2规则,n值必须为整数。

3、具有一个杂原子的五元环、六元环芳香杂环

呋喃、吡咯、噻吩和吡啶。一般说来,杂原子与碳原子的电负性愈接近,其相应的五元芳香的杂环的芳香性愈强。其共轭能力也愈大。

二、芳环上的取代反应

1、苯环上的亲电取代反应

芳环上的亲电取代反应主要包括卤化、磺化、消化和付-克反应。反应通式可表示为:

2、苯环上的亲核取代反应

由于在芳环中π电子云密度相对较大,亲核试剂难于向芳环进攻,发生相应的亲核取代反应。只有在一定的条件下,某些芳香化合物才能起相应的亲核取代反应。芳环上的亲核取代反应可按反应机理为消去-加成(苯炔历程)。反应机制如下:

Cl

KNH 2,液NH

3

*NH 2

*

NH 2

*

+

*

Cl

H

2

NH 2

NH 3-NH 2

氨基负离子与取代的苯炔中间体加成时,氨基负离子进入的位置受取代基诱导效应的影响,也就是由于取代基的作用,使氨基进入后所产生的负电荷处于能量有利的地位。共轭效应对氨基负离子的进入影响甚小,因含电子对的sp 2轨道与芳环的π轨道并不是重叠的。例如:

3

OCH 3

CF 3

NH

3

CF 3

NH 2

3、伯奇还原 机理:(省略)

注意:当苯环上有给电子基团时,伯奇还原苯环的2,5位;当苯环上有吸电子基团时,伯奇还原苯环的1,4位。

4、五元和六元杂环上的取代反应 (1)、呋喃、吡咯和噻吩五元环上的亲电取代反应 呋喃、吡咯和噻吩是由5个碳原子共用6个电子的单环共轭体系,其π电子云密度要比苯大,因此,其亲电取代反应比苯容易。发生亲电取代反应主要发生在α位,可以由共振论来解释。 (2)、吡啶环上的取代反应 由于吡啶环是个缺电子体系,所以不容易进行亲电取代反应。只有在极强的条件下才能发生。亲电取代反应主要发生在β位,这可以通过比较取代在α位或βγ位时,生成的σ络合物中间体的稳定性得到解释(共振论解释)。所以,容易发生亲核取代反应,主要发生在α位或γ位,同样可以比较中间体负离子的稳定性得到解释。取代的结果是相应位置上的H 或卤素被强的亲核试剂如R -,NH 2-等取代。 (3)喹啉和异喹啉

N

N

A 、亲电取代反应:喹啉与异喹啉在强酸性作用下,杂环氮上能接受质子,带有正电荷,故在杂环上发生亲电取代反应比较困难,在苯环上可以发生,反应性比苯及萘慢。喹啉发生亲电取代反应主要在5与8位。而异喹啉则主要在5。可以由共振论来得到解释,尽量保持吡啶环的芳香体系。

B 、亲核取代反应:喹啉、异喹啉可以发生亲核取代反应。喹啉、异喹啉亲核取代反应比吡啶容易进行,喹啉在2位发生,4位较少;异喹啉主要在1位,几乎没有3位产物。

C 、氧化:喹啉能与高锰酸钾发生反应,氧化苯环,保留吡啶环。

D 、侧链α-H 反应2-或4-烷基喹啉、1-烷基异喹啉上α-H 比较活泼,易发生缩合反应。在强碱或者路易斯酸的作用下进行。例如:

N

N

CH 2COCOOEt

CH 3

N

CH=CHPh

PhCHO,ZnCl 2

E 、斯克劳普法合成喹啉环

NH 2

+HOCH 2CHOHCH 2OH

浓硫酸硝基苯,加热

N

其反应过程如下:

NH 2

H 2C

CH

CHO

+NH

CH 2CH 2

OHC

NH

CH 2

CH

HOHC

-H 2O

N H

硝基苯N

三、 卤代烃、醇、酚、醚

一、卤代烃、醇、酚、醚的结构特点

1、 卤代烃(脂肪卤代烃和芳香卤代烃)

R CH 2X δ+δ-容易发生亲核取代反应。与卤素直接相连的α-碳原子上的部分正电荷,可以通过诱导效应传递到β-碳原子上,使β-氢原子具有一定的酸性,在碱的作用下容易发生β-消去反应:

δ+δ-

C

C H

X δ++C

+HB +X -

2、 醇

3、 酚

4、 醚

二、化学性质

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