高等有机化学-中南
2011中南大学有机化学大纲
中南大学研究生入学考试<<有机化学>>课程考试大纲【考试大纲的目的要求】一、掌握各类有机化合物的命名方法、同分异构、化合物结构及性质、化合物重要合成方法以及他们之间的相互转化关系。
二、应用价键理论的基本概念,理解有机化合物的结构;应用分子轨道理论的基本概念解释乙烯、丁二烯、苯的结构。
三、掌握诱导效应和共轭效应,并运用其解释有机物结构和性质的关系。
四、了解过渡态理论,初步掌握碳正离子、碳负离子、碳游离基等活性中间体及其在有机反应中的应用。
五、了解亲核取代、亲电取代、亲核加成、亲电加成、消去反应、游离基反应、氧化、还原、缺电子重排反应的历程。
并能初步运用来解释相应的化学反应和合成上的应用。
六、掌握常见有机金属化合物(锂、镁)的重要反应。
七、掌握立体化学的基本知识、基本理论。
八、应用红外光谱、核磁共振谱的方法测定有机化合物的结构,并能解析简单的谱图。
九、掌握各类重要有机化合物的来源、工业制法及其主要用途。
了解碳水化合物、蛋白质、油脂、主要生物碱等天然产物的结构、性质和用途。
十、掌握有机化学实验的基本技能和原理。
【考试大纲的内容】一、基本知识1. 命名与结构式(1) 系统命名烷、烯、炔、二烯、脂环(环烷、环烯、螺环和桥环)、芳烃(取代芳烃及多核芳烃)、卤代烃(卤代烷、卤代烯、卤代炔)、醇(卤代醇、芳醇)、酚(各种取代酚)、醚、醛(脂肪不饱和醛、芳醛)、酮(芳酮、环内酮)、醌、酸(取代一元酸、二元酸、芳酸、不饱和酸)、羧酸衍生物、取代酸(羟基酸、卤代酸、羰基酸)、硝基化合物、胺(芳胺)、腈、杂环化合物(母体、音译法)、碳水化合物、氨基酸的系统命名。
(2) 了解以上各类化合物的习惯命名、简单有机化合物的衍生物命名和常见化合物的俗名。
(3) 基团的命名:伯、仲、叔、季碳原子,伯、仲、叔胺、季铵,基(烷基、烯基、炔基等)的普通命名和系统命名。
(4) 写结构式:根据命名写结构式。
(5) 同系列:根据分子式、通式找出所属系列;同系物关系(同系差)。
化学专业硕士研究生培养方案
化学专业硕士研究生培养方案(专业代码:0703 授理学硕士学位)一、学科概况中南民族大学化学学科2005年取得化学一级学科硕士授予权,2013年成为湖北省重点一级学科。
化学一级学科下设无机化学、物理化学、有机化学、分析化学、高分子物理与化学和环境化学六个二级学科硕士授权学科。
现有专职教师83名,其中教授22人,副教授30人,讲师31名;享受国务院特殊津贴专家2名,国家民委领军人才1人,教育部新世纪人才3名,湖北省政府津贴专家3名,湖北省突出贡献专家2名,湖北省跨世纪学术带头人1名,楚天学者计划7名,湖北省新世纪高层次人才2名,40岁以下教师均有博士学位和国外留学经历;形成了一支年龄和职称结构合理、学术造诣较深的导师团队。
化学学科具备高水平的办学平台。
在实践教学方面,拥有国家级民族药学实验教学示范中心、湖北省化学实验教学示范中心、高分子成型加工校内实践基地、化学工程、环境工程等专业实验室;在科研平台方面,拥有催化材料科学湖北省重点实验室、催化材料科学国家民委-教育部重点实验室、国家中医药管理局民族药学三级实验室、“2011计划”湖北省催化材料协同创新中心、湖北省新材料产业能源/环境催化材料技术创新基地、湖北省民族药物工程技术研究中心、湖北省工业废水处理与回用共性技术研发中心、湖北省柔性覆铜板研究开发中心。
近5年承担各类科研项目240项,其中国家级项目34项;发表EI论文297篇;获省级奖15项,其中,教育部高等学校科学技术一等奖1项,湖北省自然科学二等奖1项,三等奖2项;湖北省科学技术进步二等奖2项;湖北省科技进步三等奖7项;环保部科技进步二等奖1项,中国有色金属工业科学技术奖三等奖1项;与企业合作项目总经费达2000余万元。
目前,本学科将基础理论与应用研究相结合,紧密结合材料、环境、能源等领域的重大科学问题开展研究,形成了自己的特色。
本学科研究生毕业后一部分进入博士阶段学习,一部分在高校、科研院所和企事业单位从事教育、科研、技术开发或管理等工作。
高等有机化学(英文原著第五版精华笔记-适合考博及想阅读原著的同学)
高等有机化学(英文原著第五版精华笔记-适合考博及想阅读原著的同学)一烯醇及其他碳亲核试剂的烷基化烷基化要考虑的因素:(1)碳亲核试剂形成条件(2)反应条件对探亲和试剂结构和活性的影响(3)烷基化的区域和立体选择性1.1 烯醇和其他稳定的碳负离子的形成及特性1.1.1 烯醇的产生(1)稳定碳负离子能力的顺序:NO2>COR>CN~CO2R>SO2R>SOR>Ph~SR>H>R (2)脱质子要根据物质的酸性选择合适的碱1.1.2 酮和酯形成烯醇的区域及立体选择性(1)动力学特征:a 快b 定量c 不可逆(2)形成条件:a 强碱(锂碱要比钠钾碱好,锂与氧的结合更紧密)b 非质子溶剂(防止质子交换)c 酮不可过量(防止质子交换)(3)底物影响:a 如果α位有较大的分枝位阻,则难以得到热力学控制的产物b 如果α位有稳定碳负离子的基团(即-H有一定酸性),则有时难以得到动力学产物(4)动力学E-Z选择性:a 在动力学控制中,加入HMPA可提高Z式烯醇的比例,原因在于:不加HMPA是cyclic TS起主要控制,不加时则为open TS起主要控制。
b 有时对于大位阻的碱,不加HMPA也可得到较高比例的Z式烯醇,如LiNH(C6H2Cl3)、LiNPh2等c 有时在反应中加入LiBr/LiCl可提高E式选择性,原因在于LiX 有利于cyclic TS的形成d 螯合作用也会影响E-Z选择性(5)不饱和羰化物a 动力学易形成α’烯醇化物b 热力学(NaNH2/NH3)易形成α烯醇化物(6)利用不对称胺碱可生成手性烯醇化物1.1.3 烯醇形成的其他方法(1)烯醇硅醚的消除(硅锂交换)a CH3Li/DMEb 含F季铵盐/THF(2)乙酰化烯醇的消除(同上)(3)烯醇硅醚的产生a TMSCl/R3Nb TBDMSCl/KH(4)α、β不饱和酮的还原a Li/NH3b 硅氢化合物配合还原催化剂如Pt、B等化合物c 有机铜锂试剂的加成1.1.4 溶剂对烯醇化物结构及活性的影响(1)极性非质子性溶剂:最常用的DMSO、DMF,其他如NMP、HMPA、DMPU等a 双电性偶极溶剂,有较强的溶剂化正离子的能力,而对负离子的溶剂化能力较弱b 非聚集的烯醇化物反应活性最强,聚集后活性降低,极性非质子性溶剂可溶剂化正离子而使烯醇化物以非聚集形式存在(2)极性质子溶剂a 可溶剂化正离子,也可通过氢键作用溶剂化烯醇化物b 烯醇化物反应时要先破坏掉氢键,因此需要额外能量(3)优选溶剂:THF、DME,通常还加入HMPA、DMPU(或其他三级胺、四级胺)、TMEDA,冠醚等,以配位金属正离子来提高烯醇化物反应活性1.2 烯醇烷基化1.2.1 高度稳定烯醇(一般连有两个EWG)的烷基化a 常用醇作溶剂,金属烷氧化物作碱b 属于Sn2进程c 烷基化试剂:伯卤、伯醇的磺酸酯d β-羰酯脱羧1.2.2 酮烯醇的烷基化尤其注意立体选择性问题:不管是环状烯醇还是开链烯醇(包括可螯合的αorβ烷氧酮)都可尝试以位阻偏好来确定产物构型1.2.3 醛、酯、酰胺、腈的烷基化(1)醛:由于在碱性条件下易于Aldol加成,所以很少进行醛的烷基化,但在以下条件下可进行:a KH/THFb 烯胺(最常用)(2)酯:常在强胺碱条件下进行,注意酯缩合(3)酸:可用两分子胺碱,形成双负离子(烯醇碳要比羧酸负离子具有更强的亲核性)1.2.4 双负离子的产生及烷基化β-酮醛、β-酮酯、β-二酮等1.2.5 烯醇的分子内烷基化其产物立体构型由烯醇的构型及进攻方向决定1.2.6 烯醇烷基化的不对称烷基化控制手性辅剂1.3 亚胺、烯胺二碳亲核试剂与羰基化物的反应Aldol reaction Robinson annulationsClaisen condensation Carbon acylationWittig reaction Olefination methodsConjugate additopn2.1 Aldol加成及缩合反应2.1.1 机理2.1.2 醛酮Aldol缩合的区域及立体选择性控制(1)锂烯醇化物的Aldol反应a 一般经历cyclic TSb E-烯醇→anti产物,Z-烯醇→syn产物c 有些反应不一定按b进行:nonchair TS 或者内部螯合d 锂烯醇化物动力学Aldol反应的一般总结:具有大位阻取代基酮的chair TS 模型可预测产物的立体构型;无位阻取代基时选择性较低;Z-烯醇比E-烯醇有更高的立体选择性e 有时加入一些其他物质可提高E/Z的比例,如LiTMP-LiBr(2)硼烯醇化物的Aldol反应a 其机制同锂烯醇化物,但比锂烯醇化物有更高的立体选择性,原因在于:O-B键要比O-Li键更短,使得过渡态结构更紧密,这在一定程度上放大了基团间的立体相互作用b ①(n-Bu)2BO3SCF3/(i-pr)2NEt→Z烯醇②(c-C6H11)2Cl/(i-pr)2NEt→E烯醇③Si烯醇(E或Z式均可)+9-BBN-Br→Z烯醇(Si-B交换)c 硼烯醇的另一个特点是它不会形成内部螯合(3)钛、锡、锗烯醇的Aldol反应2.1.3 酯和其他羰基衍生物的Aldol反应2.1.4 Mukaiyama Aldol反应(Lewis酸催化的硅烯醇化物的Aldol反应)(1)TiCl4、SnCl4、BF3、其他复合催化剂(2)可与缩醛反应2.1.5 Aldol及Mukaiyama Aldol 反应的面选择性控制(1)利用醛进行立体化学控制a 立体控制:若无配位作用(如BF3),仅按Felkin考虑;若有配位作用,(如Li、Ti、Sn等)则Felkin+CyclicTS联合考虑b 螯合控制:醛的α、β位有烷氧基,先对醛进行螯合,烯醇再由醛位阻小的一侧进攻c 极性控制:利用极性基团与羰基间的电性排斥作用(2)利用烯醇及其等价体进行立体化学控制类(1)(3)(1)+(2)共同控制(4)利用手性辅剂进行立体化学控制(5)利用不对称催化剂进行立体化学控制对(1)、(2)均无较好结果是可考虑2.1.6 分子内的Aldol反应及Robinson 环合2.2 亚胺及亚胺离子的加成反应活性顺序:C=NR < C=O < [C=NR2]+ < [C=OH]+2.2.1 Mannich 反应(1)Eschenmoser's salt----(CH3)2N+=CH2可直接与烯醇进行反应(2)Mannich 胺甲基化产物通过消除可进一步转化为甲烯羰化物(3)在不对称催化时可进行手性合成2.2.2 N-酰化亚胺离子的加成(1)活性顺序:(2)产生2.2.3 胺催化的缩合反应(Knoevenagel Condensations)2.3 碳亲核试剂的酰化2.3.1 Claisen和Dieckman 缩合反应2.3.2 烯醇及其他碳亲核试剂的酰化(1)产用的酰化剂:酸酐、酰氯及羰基咪唑(2)亲核试剂:abc Mg(O2COCH3)2可在羰基α位进行甲酸化d EtO2CCN、O=C(OC2H5)2可在羰基α位进行甲酸酯化e 酮酯缩合时,酮和酯其中之一的活性要尽量高2.4 稳定碳亲核试剂的烯反应2.4.1 Wittig 及相关反应(1)磷叶立德参与的烯反应a 卤代烷基三苯磷是弱酸,需强碱脱质子,产生的叶立德为不稳定叶立德,活性较高b 当含有α-EWG时,为稳定叶立德,活性降低c 使用NaNH2或NaHMDS可给出较锂碱更高产率的Z-烯d 稳定叶立德与醛反应可给出较好的trans双键e 对于有位阻的酮进行甲烯化时,用t-BuOK可给出较高产率f Schlosser 改进:不稳定叶立德在低温、过量碱条件下给出E-烯g 叶立德中可含有的官能团:CO、COOH、OCH3、OPh等,其中后两个还可进一步水解得醛h 在多官能团化合物合成时,使用CH3Li-LiBr可得到较好结果(2)膦负离子参与的烯反应(HWE烯化)a 一般得E-不饱和烯b 使用KHMDS、18-crown-6可得Z-不饱和烯2.4.2 α-三甲基硅碳负离子与羰化物的反应(Peterson反应)(1)(2)酸性条件下得E-烯(反式消除);碱性条件下得Z-烯(四元环消除)2.4.3 Julia烯反应(硫砜-SO2CH2R稳定的碳负离子与羰化物的反应)2.5 环化加成2.5.1 硫叶立德(1)(2)二甲硫叶立德与α、β不饱和酮反应时,在羰基上环氧化;二甲亚砜叶立德与α、β不饱和酮反应时,在α、β双键上环丙化2.5.2 Darzens 反应2.5 碳亲核试剂的共轭加成(Michael加成)(1)F离子可促进反应进行(2)共轭加成与烷基化的串联(3)烯醇等价体的共轭加成三通过取代反应进行的官能团转化3.1 醇转化为烷基试剂3.1.1 磺酸酯(1)-OTs、-OMs、-OTf(2)ROH/ROLi + ClSO2-R →3.1.2 卤代物(1)ROH + HX →条件苛刻,较少适用(2)ROH + 草酰氯/氯化亚砜/三卤化磷→a 有非质子溶剂(如二氧六环)参与时,产物构型保留b 无溶剂参与时得消旋体(3)PPh3 + Br2(CCl4/Cl3CCOCCl3等卤离子源)+ ROH →构型完全翻转(4)Mitsunobu reaction(PPh3 + DEAD)(5)其他温和条件(对于易重排结构有效)ab3.2 通过亲核取代在饱和碳上引入官能团3.2.1 溶剂效应(1)烷烃、卤烃、醚等不适合作有机金属盐参与的反应溶剂(2)丙酮、乙腈有一定的极性,但是对离子化合物的溶解性较低,可加入想转移催化剂来提高(3)醇对盐的溶解性较好,溶剂化现象较严重,所以对hard anions解性较低(4)DMF、DMSO等极性非质子溶剂最符合反应条件,但水溶性大、沸点高,后处理困难3.2.2 腈亲核试剂卤烷/磺酸酯+ CN-(质子醇溶剂、加热)3.2.3 氧亲核试剂(1)苄卤经水解得苄醇(2)羧酸甲酯化条件:a CH3I、MeOTs、(CH3)2SO2b CH3N2、(CH3)3SiCHN2(3)羧酸盐反应顺序:Na+ < K+ < Rb+ < CS+(其中CS+对负离子溶解性高,离子对效应低)a 丙酮/RIb CsF/DMFc 羧酸盐法对有位阻的酯效果明显(4)Mitsunobu reaction3.2.4 氮、硫、磷亲核试剂(1)Gabriel reaction(2)Mitsunobu reaction四碳碳多键的亲电加成4.1 烯的亲电加成4.1.1 卤化氢的加成(1)末端烯及双取代烯与HCl反应较快,但加入硅或铝在CH2Cl2或CHCl3中反应加速(2)HCl也可由SOCl2或(ClCO)2在原位产生(3)另一个条件TMSCl/H2O(4)在亲核试剂中一般会得到混合物,应用价值不大(5)如果产生carbocation,可能会发生重排4.1.2 羟化及其他酸催化的O亲核试剂的加成(1)羟化可在强的酸性质子溶液中进行(2)亲核试剂如醇、酸等的加成可在强酸催化下完成4.1.3 羟汞化还原(1)机制(2)亲核试剂:水、醇、羧酸离子、过氧化物、胺、腈(3)汞的还原试剂:NaBH4、Na-Hg、t-Bu3SnH(4)区域选择性:末端烯> 非末端烯、二取代末端烯> 单取代末端烯(5)烯丙位有–OH或-SiR3、-OAc时,会有协同效应导致过渡态成一定构型,进而使终产物有立体选择性4.1.4 烯烃的卤化(1)机制:经历三元桥状中间体,亲核试剂再以反式进攻(2)如果烯键连有能稳定carbocation的基团,则产物的立体选择性可能会发生变化,最终立体型会与按机制预测的不太一样;否则反式立体专一性较为严格(3)由于Cl的尺寸和极性都较小,故其anti专一性不如Br(4)羟-卤加成a NBS/DMSO/H2Ob NaBrO3(HIO4)/ NaHSO3/H2O/CH3CN(5)其他常用卤化试剂4.1.5 其他亲电试剂的加成(机理类似)4.1.6 硫及硒亲电试剂的加成(机理类似)4.2 亲电环化能作为分子内亲电环化的基团包括:羧酸(盐)、羟基、氨基、羰氧基。
中南大学有机化学—第十章 有机含氮化合物
合物
一、芳香族硝基化合物
1、芳香族硝基化合物的定义 2、芳香族硝基化合物的化学性质
(1) 还原反应
N2O Fe,稀 H C l,△
~100%
N2H + 3F O 4e
CH3 NO2 Fe,稀HCl
CH3OH△ ,
NO2
CH3 NH2
~75%
NH2
还原剂:
Fe + 稀HCl; Zn + 稀HCl; SnCl2 + 稀HCl.
由伯胺生成的磺酰胺,氮原子上留下的氢因受磺酰 基的影响,而具有弱酸性,能与碱作用成盐而能溶 于水;而仲胺形成的磺酰胺因氮上没有氢原子,故 不能溶于碱液,可利用这些性质上的不同进行三种 胺的分离与鉴定。称为兴斯堡(Hinsberg)反应。
S2O NH
NaOH
Na S2 O N
不 溶 ( 白 色 固 体 )
C3H C2H NH2C C3H H二乙胺
N2C H2C H2N H2H 乙二胺
CH 3 C2H5 N CH(C3)2H 甲乙异丙胺
NH2
苯胺
NH
二苯胺
H3C
CH3 N
CH3
N,N,4 -三甲基苯胺
NH2
环己胺
CH3 N
CH3 N,N-二甲基苯胺
NH2
-萘胺
烷基连在芳胺氮原子上,则在烷基名称前加 “N”字母,以便与苯环取代物加以区别。
例如:由苯胺制备对硝基苯胺
NH2
(CH3CO)2O
O NHC
CH 3
HNO3
H2SO4
NH 2 H 3O
O NHC CH 3
NO 2
NO 2
有机化学中南林科大18试题库(60课时)答案
O CH3 C CH3
17.
OCH3 + HI
18.
OH
Br2/H2O
OH
+ CH3I
OH
Br
Br
Br
19.
OH K2Cr2O7/H2SO4
O
O
20.
OH
稀 HNO3
21. CH3CH(OH)CH2CH3 I2/NaOH
OH +
OH
NO2
NO2
CHI3 + CH3CH2COONa
22. CH3CH2CHO + HCN
or CH3CH CHCHO
or CH2
C CHO CH3
8.
(A)
(B)
O CH3 OH
(C)
CH3I
9.
H2N CH2
O
H
C NH C COOH
CH3
九.合成
CH3 1.
CH3 2.
COOH NO2
COOH
Br
CH3
+
KMnO4/H
1.
COOH HNO3/H2SO4
COOH NO2
CH3
C O
31. CH3CH(OH)COOH
稀H2 SO4
CH3CHO + HCOOH
( α -醇酸分解 )
32. CH3-CO-COOH
稀H2 SO4
CH3CHO +CO2
( α -酮 酸脱羧 )
33. CH3COOC2H5 + CH3COOC2H5 ( 酯缩 合)
NaOC2H5 CH3COCH2COOC2H5
28.A 29.(1) 30.A
31.C
中南大学有机化学—第六章卤代烃
*2、SN1:由于亲核试剂可以从碳正离子两侧进攻,而且
机会相等,因此若与卤素相连的碳是不对称碳,则可以 得到构型保持和构型翻转两种产物。 SN2:当中心碳原子为不对称碳原子时,产物构型翻 转。
*3、SN1:是一个一级动力学控制的反应。又是单分
子反应。 SN2:在大多数情况下,是一个二级动力学控制 的反应。
(7)炔烃的生成
R-C
C
+ R'-Br
R-C
C R' + Br
只适用于 R-CH2- X 否则,易消除。
亲核取代反应(Nucleophilic-substitution):
由亲核试剂首先进攻电子云密度较低的中 心碳原子而引起的取代反应,用SN表示。
亲核试剂(nucleophilic reagent):
*2、当中心碳原子为不对称碳原子时,产物构型翻转。 *3、该反应在大多数情况下,是一个二级动力学控制的反应。
C6H13 H3C H (R)-(-)-2-溴辛烷 [α ] D =-34.6° C Br NaOH HO C
C6H13 CH3 H (S)-(+)-2-辛醇 [α ]D =+9.9°
SN2反应的难易取决于卤代烷的空间位阻的
3-甲基-5-氯庚烷 3-chloro-5-methylheptane
CH3CHCH 2Br CH3
2-甲基-1-溴丙烷 1-bromo-2-methylpropane
CH3CH=CHCH 2Cl
1-氯-2-丁烯 1-chloro-2-butene
1
7
2
6
3
5
4
4
5
3
6
2
7
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(完整word版)2017年中南大学有机化学专业考博题 (2)
英语素养与修为有机化学1比较吡啶,苯胺,二甲胺,吡咯的碱性,解释为什么?2。
解释立体选择性反应,立体专一性反应和不对称合成的概念;怎样衡量不对称合成的效率;用HCl处理100%光学活性的S-2-甲基-1-丁醇得到100%光学活性的1—氯-2—甲基丁烷,为什么?3机理4.在—78度用FSO3H处理A,检测有碳正离子生成,然后加热到100度,用碱处理生成B和C,写出这一反应过程。
5 一般—NHCOCH3是较强的邻对位定位基,在下面反应中却是间位定位基,为什么?6 叔卤代烷易发生Sn2反应,下面化合物为什么既难发生Sn2反应,也难发生Sn1反应?7质谱的工作原理?高分辨质谱比低分辨质谱在有机化合物分析中有优越性,为什么?8 核磁,红外,紫外的区别是什么?并说说在化合物结构鉴定和性能分析方面的应用。
9.有机化学的主要研究方向有哪些,并举例其中一例说明其在理论研究或工业用途方面的重要性。
10.作为一个有机化学博士研究生,如何从事科研工作。
化学综合1.发射光谱的原子线,离子线,定量来分析,双线(一系列线)2.如何使有机反应“绿色”3.鉴定有机化合物结构的手段有哪些,如何进一步验证?4.液相色谱中,谱带变宽的原因,如何提高柱效5.16年化学诺贝尔奖获得者,及各自研究领域6.解释活化能的物理意义7.极谱分析8.干涉红外和色散红外9.工厂铝粉粉尘引起大爆炸,从表面化学的角度解释原因10Regioselectivity, Kinetic and thermodynamic (动力学和热力)organometallic chemistry 11。
量子尺寸效应;18电子规则;分子筛;布朗运动;配位聚合物;配位化合物的配位数;电子给体与电子受体;晶体;晶体缺陷,金属有机化学122H2 + O2 = 2H2O 三角形Gm=-2??.从热力学角度说明反应能否发生,实际中发生的条件是什么,为什么?13银能够在配体L催化,而Al3+,Ir3+的配合物不能催化该反应,为什么。
《高等有机化学》PPT课件
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有机化合物的去除研究方法
去除水环境中有机化合物一般采用的方法有
➢ 化学氧化 ➢ 生物降解
饮用水深度处理考虑上述两种方法
北方水厂更适合采用化学氧化,可供选择的 氧化剂有ClO2、KMnO4、H2O2等。如何定量 研究去除规律考察氧化剂与有机化合物的反 应历程,是我们这门课关心的重点。
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谢谢
离解能 键长 键强 ➢酸和碱
➢键的极性
➢电子效应和空间效应
➢分子的极性 ➢同分异构体
➢熔点和沸点 ➢蒸气压
可分为易挥发和不 易挥发有机化合物
可描述有机物从溶液中挥 发出的程度,但水环境下 h 需考虑其他因素。 3
电子效应和空间效应
电子效应
➢ 诱导效应 静态诱导效应 动态诱导效应
➢ 共轭效应 ➢ 苯环上的电子效应
当诱导效应和共轭效应一致时,如酚盐负离子 当两种效应相反时,取决于-I与+C的大小
空间效应
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表征有机污染物主要参数
➢S:水中溶解度(ppm)
➢ Koc 沉淀物水分配系数
➢ Kow辛醇水分配系数
➢生物富集系数BCFs
它表示有机化合物在生物体内或生物组织内浓 度与水中浓度之比
➢另外还有Herry常数、再曝气速率比、光解 K、生物转化K等
高等有机化学ห้องสมุดไป่ตู้
主讲人:崔崇威
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引言
❖饮用水源中有机污染物的去除已经成为饮 用水深度处理的一个研究课题。
❖研究有机化合物的去除规律,首先要认识 它的物理化学性质,水污染物动力学参数, 并根据其来源性质进行简单的分类 。
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2
有机化合物的性质
❖有机化合物的性质要关心的主要有:
高等有机化学
★ 金属有机化学和元素有机化学,为有机合成化学提
供了高选性的反应试剂和催化剂,以及各种特殊材料及
其加工方法。
• C-M键的活性是近代化学前沿领域。主要方向:新型过渡金
属和稀土金属有机化合物的合成、结构、反应性能和机理的研究, 具有特殊光电磁性能的新型金属有机化合物的合成(如非线性光 学材料、超导材料)。 •有机磷:农药、医药、阻燃剂、萃取剂、润滑油添加剂、水处 理剂、Wittig反应。 • 有机氟:原子能工业、火箭技术、宇航技术。
《高等有机化学》课程简介
课程性质:高等有机化学是由物理化学和有机化 学相结合而发展起来的一门论述有机化合物的结 构、反应、机理及它们之间相互关系的科学。
课程内容:进一步阐述现代有机化学的主要理 论,研究有机分子结构与性能的关系,探讨重 要的有机化学反应机理的细节与规律,如反应 途径、反应 活性中间体与过渡态,各种能量关 系、立体化学特征、环境和结构效应对反应的 影响, 有机分子间的弱相互作用,有机分子结构 与性能的关系等。
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heat O H2N C NH2 urea (organic)
1854年Berthelot合成了油脂,生命力论被彻底推翻。
☆有机化学是研究有机化合物的来源、制备、结构、 性能、应用以及有关理论和方法的科学 。
C-C键的形成和断裂 有机合成化学 C-X键的形成和断裂
有 机 合 成 方 法 学
试剂,催化剂 温度,溶剂
课程目的:通过本课程的学习,力求更深入 的理解和掌握有机化学的理论,提高运用有 关知识分析解决问题的技巧和能力,鼓励自 我获取、自我更新有机化学知识。
参考书籍:
1. F. A. Carey, R. J. Sundberg,
Advanced Organic Chemistry Part A. Structure and Mechanism
化学学院课程内容简介
化学学院课程内容简介-------------------- 高等有机化学--------------------课程编号:1232001 课程类别:专业基础课课程名称:高等有机化学英文译名:Advanced Organic Chemistry学时:60学时学分:3学分开课学期:1 开课形式:课堂讲授考核形式:闭卷考试适用学科:本学院各化学专业(课程与教学论除外)授课单位及教师梯队:化学系有机专业教师。
内容简介:本课程从能量观点出发,利用动力学方法,从反应机制方面阐述一些重要有机反应的原理,使学生对有机化合物的结构和有机反应的机理加深理解,并会运用这些原理去处理有机反应的问题。
主要内容包括:化学键、立体化学、结构与反应活性的自由能关系及动力学研究方法、反应活性中间体的结构、反应性和研究方法、周环反应。
参考书目(文献):1.[美]F. A.Carey and R. J. Sundberg,夏积中译:《高等有机化学》A 卷,人民教育出版社,1981年版。
2.[美]J. March,陶慎喜译:《高等有机化学》(上),人民教育出版社,1981年版。
3.王其华,等:《有机反应机制导论》,高等教育出版社,1991年版。
4.高振衡:《物理有机化学》(上、下册),人民教育出版社,1982年版。
-------------------- 基础量子化学--------------------课程编号:1232002 课程类别:专业基础课课程名称:基础量子化学英文译名:Basic Quantum Chemistry学时:60学时学分:3学分开课学期:1 开课形式:课堂讲授考核形式:闭卷考试适用学科:本学院各化学专业(课程与教学论除外)授课单位及教师梯队:化学学院,功能材料化学研究所教师。
内容简介:本课程为化学专业硕士研究生开设,主要内容有:量子力学基础,原子结构理论,对称性和群表示理论及其化学应用,简单分子轨道理论,自洽场分子理论,半径验及从头计算方法和当代量子化学发展的前沿问题等。
高等有机化学
如今: 一个高年级本科生大概1天
★ 高效低毒农药、动植物生长调节剂和昆虫信 息物质的研究和开发,为农业的发展提供了重 要的保证。
➢性信息素具有强烈的生理作用。一只雌蚕蛾交配前在 其尾部每秒钟释放出毫微克量的信息素,顺风扩散可 引诱几个km外的雄蚕蛾逆风飞翔到雌蚕蛾。由于检测 仪器的进步,50年代需几十万只、60年代需几万只, 而80年代后则需10只或更少就能准确确定性信息素的 结构。即便样品量很少(< 100g)也能获得确切的结 构信息。
药学 医学
有机化学对于社会进步以及其它学科的发展的贡献也 是巨大的:
例如:
★ 在对重要的天然产物和生命基础物质的研究中,有机化 学取得了丰硕成果。维生素、抗生素、甾体和萜类化合物、 生物碱、碳水化合物、肽、核苷等的发现、结构测定和合 成,为学科本身的发展增添了丰富的内容,为人类的医药 卫生事业提供了有效的武器。
高等有机化学的研究内容与目的
高等有机化学是有机化学的核心部分(core)
高等 有机化学
分子结构的 基本概念
含碳化合物的 反应性
化合物 中间体
结构
反应过程中的结构变化 反应机理
揭示反应的本质、内在规律,把有机反应有机地 联系起来。
第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章 第八章
目录
化学键和分子结构理论
9. 魏荣宝主编 高等有机化学 高等教育出版社
第一章 绪论
一、有机化学
来源:
☆1784: T. Bergman 首次明确定义有机化学 Organic chemistry is the chemistry of carbon compounds
☆ 1808: 瑞典Berzelius首次使用organic chemistry
高等有机化学PPT课件
CH3CONHNH2 HNO2 CH3CON3
CH3NCO
X
O
C=NOH
CH3NCO
X
O
O
C N O C NHCH3
乃春在芳环邻位是不饱和支链时,极易环化成五元环,这一 性质对杂环的合成具有重要意义:
AX B
H N:
A BX
N
H
第三节:自由基
自由基是共价键发生均裂,每个碎片各保留一个电子,是带 单电子的三价碳的化合物。
2004年1版 6、洪琳编《有机反应活性中间体》高等教育出版社1999.6第一版 7、斯图尔特.沃伦著《有机合成――切断法探讨》丁新腾译,上海科学
技术文献出版社1986年1月第一版 8、黄宪、吴世晖、徐汉生《有机合成》(上、下)
第一章 有机反应活泼中间体及在合成上的应用
在有机反应中,经常出现的活泼中间体是卡宾、乃春、自由基、碳正离子、 碳负离子(包括苯炔、叶立德)
第一章 有机反应活泼中间体 及在合成上的应用
第一节:卡宾(碳烯)(Carbene) 第二节: 乃春 第三节:自由基 第四节:碳正离子 第五节、碳负离子(Carbenion)(活泼亚甲基
化合物)和叶立德
第二章 官能团的选择性互变
第一节 还原反应 第二节 氧化反应
第三章 官能团的保护
第一节: 羟基的保护(醇、酚羟基的保护) 第二节:烯键的保护 第三节:羰基的保护(用醇保护) 第四节:羧基的保护-酯化 第五节:胺基的保护-酰化或成盐
(六)生物有机化学( Bioorganic Chemistry) (七)元素和金属有机化学(Element and Metal Organic Compounds Chemistry) (八)有机化学中的一些重要应用研究
高等有机化学-中南
中南大学考试试卷(A)2006-2007 学年第一学期期末考试试题时间110分钟高等有机化学课程48学时3学分考试形式:开卷专业年级:临床医学(八)0501班总分100分,占总评成绩70 %学号姓名题号一二三四五合计得分评卷人复查人一、选择题(30分,每小题2分)1.下列化合物中的碳碳键的IR吸收波数由高到低排序为:()A.③>②>① B. ①>②>③ C.②>③>① D. ①>③>②2.下列化合物的1HNMR化学位移δ值由高到低排序为:()A.③>②>① B. ①>②>③ C.②>③>① D. ③>①>②3.下列卤代烃发生S N1亲核取代反应的活性顺序由大到小排列为:()A.②>③>① B. ①>③>② C. ③>②>① D. ①>②>③4.下列碳负离子中,其稳定性由高到低排列为:()A.①>②>③>④ B. ①>③>④>② C. ①>③>②>④ D. ④>①>③>②5.下列胺与BEt3反应,最慢的是:()6.下列化合物与HCN加成时平衡常数K值由大到小排列为:()①C6H5CHO ②CH3COCH3③HCHO ④C6H5COCH3A.①>②>③>④ B. ①>③>②>④ C. ③>①>②>④ D. ②>①>③>④7.下列化合物的亲电加成活性由高到低的顺序为:()A.③>②>①>④ B. ①>③>②>④ C. ①>④>②>③ D. ④>①>②>③8.下列负离子的稳定性由高到低的顺序为:()A.④>③>①>② B. ②>①>③>④ C. ③>①>②>④ D. ①>③>②>④9.下列化合物的酸性最强的是:()A.④>③>①>② B. ②>①>③>④ C. ②>①>④>③ D. ①>③>②>④10.下列化合物的亲电取代活性由大到小排列为:( )①硝基苯②苯酚③苯④甲苯A.④>②>③>① B. ②>④>①>③ C. ③>①>②>④ D. ②>④>③>①11.下列化合物的水解速率由大到小的排列为:()①CH3COOCH3②ClCH2COOCH3③CH3CH2COOCH3 ④Cl2CHCOOCH3 A.③>②>④>① B. ①>③>②>④ C. ④>②>①>③ D. ②>④>①>③12.下列化合物具有芳香性的是:()13.下列化合物不具有旋光性的是:()14.下列构象中,最稳定的是:()二、指出错误之处并说明理由或改正(20分,每小题4分)三、完成下列反应主要产物(18分,每小题3分)四、写出下列反应历程(20分,每小题5分)1.五、简要回答问题(12分,每小题4分)2.在DMF中,卤素负离子的亲核能力为:F—>Cl—>Br—>I—;而在CH3OH中,它们的亲核能力强弱顺序则相反,试说明之。
中南大学制药工程专业本科培养方案
制药工程专业本科培养方案一、专业简介制药工程专业是建立在化学、药学、中药学、生物学和化学工程与技术等学科基础上的多学科交叉专业。
本专业名称正式出现在教育部的本科专业目录是1998年。
根据国家教委教高[1996]14号文件,《工科本科专业目录的研究和修订》课题组对当时的工科本科专业进行了较大调整,近1/2的工科专业被合并或撤消,同时也新设了一些与科学技术和社会经济发展密切相关的专业,制药工程专业就是其中之一。
原来专业很多的化工大类,改名为化工与制药大类,仅设置化学工程与工艺和制药工程两个专业。
从1999年起,全国正式开始招收制药工程本科生。
我校制药工程专业本科从2000年开始正式招生,每年招生2个班。
已完全具备办学条件所需的实验仪器设备、实习实训场地等。
并有制药工程专业硕士点和博士点。
二、培养目标培养具备化学、药学和工程学的学科基础,制药工程专业知识和从事药品及其它化学品的技术开发和工程设计能力,宽基础、高素质、具有创新精神、实践能力和国际竞争能力的工程技术人才。
毕业生能够在医药、农药、生物化工等相关企业、科研院所、设计院、教育机构等单位胜任产品开发、工程设计、生产、经营、管理、教学、科研和技术服务等工作,或进入相关学科继续深造。
三、培养要求毕业生应具有以下的知识、能力和素质:1.掌握化学制药、生物制药、中药制药、药物制剂技术与工程设计的基本理论、基本知识;2.掌握药物生产装置、工艺流程与设备设计方法;3.具有对药品新资源、新产品、新工艺进行研究、开发和设计的初步能力;4.了解制药工程学科前沿,了解新工艺、新技术与新设备的发展动态,具有创新意识和独立获取新知识的能力;5.熟悉国家关于药品的生产、管理、环境保护等方面的法律法规与政策;6.具有熟练应用英语和计算机的能力,掌握应用现代信息技术的基本方法。
具有良好的文字表达和语言表达能力,撰写科技论文,参与学术交流的能力。
四、主干课程与特色课程工科五类:主干课程:无机化学、有机化学、物理化学、分析化学、化工原理、化工过程分析与合成特色课程:工业药剂学、制药工艺学、制药设备与车间工艺设计五、学制与学位标准学制:4年,学习年限3-6年学位:工学学士六、毕业合格标准本大类学生应达到学校对本科毕业生提出的德、智、体、美等方面的要求,完成培养方案规定的各教学环节的学习,最低修满189.5学分(其中必修138.5学分),毕业设计(论文)答辩合格,方可准予毕业。
6 Aromatic(2h)
Y
第一类定位基:
N(CH3)2, NH2, OH, OCH3, NHCOCH3, OCOCH3, Cl, Br, I, CH3, CH2COOCH3
卤素对芳环有致钝作用 第一类取代基 (除CH3外)具有-I, +C效应, 但+C>-I,其作用是增大芳环的电子云密度。 第二类定位基:
N(CH3)3 NO2 CN SO3H CHO COCH3 + COOH COOR CONH2 NH3
例如: 在硝酸与乙酸酐的体系中 甲苯的硝化速度是苯进行硝化反应的23倍, 取代产物的百分比为: 邻 对 63% 34% 间 3%
fo
fm
(6) (23) (0.63) 43.5 × × (2) (1) (6) (23) (0.03) 2.1 × × (2) (1)
fp
(6) (23) (0.34) × × (1) (1)
Z H X H
优先消去酸性强的质子
Z H X H
Z I 优先
Z
I 优先
OCH3 NaNH2 Br
OCH3 OCH3 NH3 NH3
+
OCH3 NH2
本章小结
一. 亲电取代反应
1. 反应机理 芳正离子的生成 加成-消除机理 2. 反应的定向与反应活性 a. 反应活性与定位效应 b. 动力学控制与热力学控制
一. 加成-消除机理
H E E+NuE
σ-络合物 芳正离子
HNO3
2H 2SO4 HNO3
H2SO4
NO2
+ HSO 2 4
H3 O
NO2+
NO2
+
NO2 + -H H
NO2
芳正离子生成的一步是决定反应速率的一步
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中南大学考试试卷(A)
2006-2007 学年第一学期期末考试试题时间110分钟高等有机化学课程48学时3学分考试形式:开
卷
专业年级:临床医学(八)0501班总分100分,占总评成绩70 %
1.下列化合物中的碳碳键的IR吸收波数由高到低排序为:()A.③>②>① B. ①>②>③ C.②>③>① D. ①>③>②
2.下列化合物的1HNMR化学位移δ值由高到低排序为:()
A.③>②>① B. ①>②>③ C.②>③>① D. ③>①>②
3.下列卤代烃发生S N1亲核取代反应的活性顺序由大到小排列为:()
A.②>③>① B. ①>③>② C. ③>②>① D. ①>②>③
4.下列碳负离子中,其稳定性由高到低排列为:()
A.①>②>③>④ B. ①>③>④>② C. ①>③>②>④ D. ④>①>③>②5.下列胺与BEt3反应,最慢的是:()6.下列化合物与HCN加成时平衡常数K值由大到小排列为:()
①C6H5CHO ②CH3COCH3③HCHO ④C6H5COCH3
A.①>②>③>④ B. ①>③>②>④ C. ③>①>②>④ D. ②>①>③>④7.下列化合物的亲电加成活性由高到低的顺序为:()
A.③>②>①>④ B. ①>③>②>④ C. ①>④>②>③ D. ④>①>②>③8.下列负离子的稳定性由高到低的顺序为:()
A.④>③>①>② B. ②>①>③>④ C. ③>①>②>④ D. ①>③>②>④9.下列化合物的酸性最强的是:()
A.④>③>①>② B. ②>①>③>④ C. ②>①>④>③ D. ①>③>②>④10.下列化合物的亲电取代活性由大到小排列为:( )
①硝基苯②苯酚③苯④甲苯
A.④>②>③>① B. ②>④>①>③ C. ③>①>②>④ D. ②>④>③>①11.下列化合物的水解速率由大到小的排列为:()
①CH3COOCH3②ClCH2COOCH3③CH3CH2COOCH3 ④Cl2CHCOOCH3 A.③>②>④>① B. ①>③>②>④ C. ④>②>①>③ D. ②>④>①>③12.下列化合物具有芳香性的是:()
13.下列化合物不具有旋光性的是:()
14.下列构象中,最稳定的是:()二、指出错误之处并说明理由或改正(20分,每小题4分)
三、完成下列反应主要产物(18分,每小题3分)
四、写出下列反应历程(20分,每小题5分)
1.
五、简要回答问题(12分,每小题4分)
2.在DMF中,卤素负离子的亲核能力为:F—>Cl—>Br—>I—;而在CH3OH中,它们的亲核能力强弱顺序则相反,试说明之。
3.有一无色液体化合物C6H12,它与溴的四氯化碳溶液反应,溴的棕色消失。
该化合物的1HNMR图中,只在δ=1.6处有一单峰,写出该化合物的构造式。
4.下列反应包含了多个电环化反应,试指出其立体化学的进程(顺旋还是对旋)
2004级临床医学八年制高等有机化学考查试卷(2005.12)
(开卷、独立完成;100分钟)
1、-I效应:(>)
2、+C效应:(>>)
3、下列化合物与HCN加成时平衡常数K值的大小:(>>)
A、CH3CHO
B、CH3COCH3
C、ClCH2CHO
4、亲电取代活性:(>>)
A、甲苯
B、苯胺
C、氯苯
5、在相同浓度的碱存在下,酯的水解速率大小:(>>>)
A、CH3COOCH2CH3
B、ClCH2COOCH2CH3
C、NO2 CH2COOCH2CH3
D、CH3CH2COOCH2CH3
6、烯醇式含量:(>>>)
A、CH3COCH3
B、CH3COCH2COCH3
C、CH3COCH2COOCH3
D、C6H5COCH2COCH3
7、碳负离子的稳定性:(>>)
8、下列化合物中各N原子的碱性:(>>)
9、构象的稳定性:(>)
10、化合物的酸性:(>>>)
A、苯酚
B、环己醇
C、碳酸
D、乙酸
11、试剂的亲核性:(>>>)
12、亲核取代反应活性:(>>>)
13、碳正离子的稳定性:(>>>)
14、亲电加成反应的活性:(>>>)
A、氯乙烯
B、丙烯
C、异丁烯
15、酸性:(>)
A、环戊二烯
B、环庚三烯
二、指出下列反应中的错误并说明理由(4个小题,每小题5分,共20分)
三、写反应主要产物(共18分)
四、写出下列反应的机理(共12分)
五、简要说明下列问题(20分)
1、对于如下反应:
若将极性质子溶剂CH3OH 换成极性非质子溶剂(CH3)2SO, 反应速度可增大4.5×104倍,试说明之。
2、写出1,3-二甲基环己烷所有的构型异构体(可用平面式表示)并标记构型,指出它们的相互关系(顺反、对映、非对映还是内消旋),并写出各自的优势构象。
3、2,4,6,8-癸四烯的三个立体异构体A,B和C,其中两个进行热闭环反应生成同一个二甲基环辛三烯,第三个立体异构体生成一个不同的二甲基环辛三烯。
(1)试问哪一种癸四烯生成哪一种环辛三烯?(2)试预测A,B和C光化学闭环反应的产物。
4、下列结构哪些有芳香性,并解释之
中南大学考试试卷(A)
2007-2008 学年第一学期期末考试试题时间110分钟高等有机化学课程48学时3学分考试形式:开
卷
专业年级:临床医学(八)0601班总分100分,占总评成绩70 %
学号姓名
1.下列卤代烃发生S N1亲核取代反应的活性顺序由大到小排列为:()A.②>③>① B. ①>③>② C. ③>②>① D. ①>②>③
2.下列化合物的碱性由高到低排列为:()A.①>②>③>④ B. ①>③>②>④ C. ④>①>②>③ D. ②>①>③>④
3.下列化合物与NaHSO3加成时平衡常数K值由大到小排列为:()
①C6H5CHO ②CH3COCH3③CH3CHO ④C6H5COCH3
A.③>①>②>④ B. ①>③>②>④ C. ①>②>③>④D. ②>①>③>④4.下列化合物的亲电加成活性由高到低排列为:()
A.①>②>③ B. ③>②>① C. ①>③>② D. ②>①>③
5.下列负离子的亲核性由高到低的顺序为:()
A.④>③>①>② B. ②>①>③>④ C. ③>①>②>④ D. ①>③>②>④6.下列化合物的酸性由强到弱排列为:()
A.④>③>①>② B. ②>③>①>④ C. ②>①>④>③ D. ①>③>②>④7.下列碳正离子,其稳定性由高到低排列为:()
A.④>③>②>① B. ①>③>④>② C. ①>③>②>④ D. ①>②>③>④8.下列化合物具有芳香性的是:()
9.下列化合物不具有旋光性的是:()10.下列构象中,哪一个是内消旋酒石酸的最稳定的构象:()二、改正下列反应的错误并说明理由(每小题4分,共16分)
三、完成下列反应主要产物(每小题3分,共18分)
四、写出下列反应历程(每小题5分,20分)
五、简要回答问题(共26分)
哪个反应速度更快?为什么?(5分)
2. 排列下列负离子的碱性和亲核性强弱顺序,并说明理由。
(5分)
3.相对其它卤素负离子而言,I-既是好的离去基团又是好的亲核试剂?如何理解? (5分) 4.简述E1和E1CB的特点及底物结构对E1和E1CB反应历程的影响。
(5分)
5.解释前手性碳、前手性面的基本概念。
如果用氯化氢处理具有100%光学纯度的S-2-甲基-1-丁醇得到的1-氯-2-甲基丁烷也应是旋光纯的。
为什么?(6分)
中南大学考试试卷(B)
2007-2008 学年第一学期期末考试试题时间110分钟高等有机化学课程48学时3学分考试形式:开
卷
专业年级:,总分100分,占总评成绩70 %
1.下列卤代烃发生S N1亲核取代反应的活性顺序由大到小排列为:()
2.下列化合物的碱性最强的是:()3.下列化合物与NaHSO3加成时平衡常数K值由大到小排列为:()
①C6H5CHO ②CH3COCH3③CH3CHO ④C6H5COCH3
A.③>①>②>④ B. ①>③>②>④ C. ①>②>③>④D. ②>①>③>④4.下列化合物的亲电加成活性最高到的是:()
5.下列负离子的亲核性由高到低的顺序为:()
A.④>③>①>② B. ②>①>③>④ C. ③>①>②>④ D. ①>③>②>④6.下列化合物的酸性由强到弱排列为:()
7.下列碳正离子,其稳定性由高到低排列为:()
A.④>③>②>① B. ①>③>④>② C. ①>③>②>④ D. ①>②>③>④8.下列化合物具有芳香性的是:()
9.下列化合物不具有旋光性的是:()
10.下列构象中,哪一个是内消旋酒石酸的最稳定的构象:()二、指出下列反应的错误并说明理由(每小题4分,共16分)
三、完成下列反应主要产物(每小题3分,共18分)
四、写出下列反应历程(每小题5分,20分)
1
五、简要回答问题(共26分)
哪个反应速度更快?为什么?(5分)
2. 排列下列负离子的碱性和亲核性强弱顺序,并说明理由。
(5分)
高等有机化学-中南
3.在DMF中,卤素负离子的亲核能力为:F—>Cl—>Br—>I—;而在CH3OH中,它们的亲核能力强弱顺序则相反,试说明之。
(5分)
4.简述E1和E1CB的特点及底物结构对E1和E1CB反应历程的影响。
(5分)
5.解释前手性碳、前手性面的基本概念。
如果用氯化氢处理具有100%光学纯度的S-2-甲基-1-丁醇得到的1-氯-2-甲基丁烷也应是旋光纯的。
为什么?(6分)
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