大學有機化學總結(jié)習題及答案

1、一有機化合物的命名 1. 能夠用系統(tǒng)命名法命名各種類型化合物：包括烷烴，烯烴，炔烴，烯炔，脂環(huán)烴（單環(huán)脂環(huán)烴和多環(huán)置換脂環(huán)烴中的螺環(huán)烴和橋環(huán)烴），芳烴，醇，酚，醚，醛，酮，羧酸，羧酸衍生物（酰鹵，酸酐，酯，酰胺），多官能團化合物（官能團優(yōu)先順序：COOHSO3HCOORCOXCNCHO>COOH(醇)OH(酚)SHNH2ORCCCC(RXNO2)，并能夠判斷出Z/E構(gòu)型和R/S構(gòu)型。 2. 根據(jù)化合物的系統(tǒng)命名，寫出相應的結(jié)構(gòu)式或立體結(jié)構(gòu)式（傘形式，鋸架式，紐曼投影式，F(xiàn)ischer投影式）。 立體結(jié)構(gòu)的表示方法：1）傘形式：2）鋸架式：3） 紐曼投影式：4）菲舍爾投影式：5）構(gòu)象(co

2、nformation) (1) 乙烷構(gòu)象：最穩(wěn)定構(gòu)象是交叉式，最不穩(wěn)定構(gòu)象是重疊式。(2) 正丁烷構(gòu)象：最穩(wěn)定構(gòu)象是對位交叉式，最不穩(wěn)定構(gòu)象是全重疊式。(3) 環(huán)己烷構(gòu)象：最穩(wěn)定構(gòu)象是椅式構(gòu)象。一取代環(huán)己烷最穩(wěn)定構(gòu)象是e取代的椅 式構(gòu)象。多取代環(huán)己烷最穩(wěn)定構(gòu)象是e取代最多或大基團處于e鍵上的椅式構(gòu)象。立體結(jié)構(gòu)的標記方法1. Z/E標記法：在表示烯烴的構(gòu)型時，如果在次序規(guī)則中兩個優(yōu)先的基團在同一側(cè)，為Z構(gòu)型，在相反側(cè)，為E構(gòu)型。2、 順/反標記法：在標記烯烴和脂環(huán)烴的構(gòu)型時，如果兩個相同的基團在同一側(cè)，則為順式；在相反側(cè)，則為反式。3、 R/S標記法：在標記手性分子時，先把與手性碳相連的四個基團

3、按次序規(guī)則排序。然后將最不優(yōu)先的基團放在遠離觀察者，再以次觀察其它三個基團，如果優(yōu)先順序是順時針，則為R構(gòu)型，如果是逆時針，則為S構(gòu)型。注：將傘狀透視式與菲舍爾投影式互換的方法是：先按要求書寫其透視式或投影式，然后分別標出其R/S構(gòu)型，如果兩者構(gòu)型相同，則為同一化合物，否則為其對映體。二. 有機化學反應及特點1. 反應類型還原反應（包括催化加氫）：烯烴、炔烴、環(huán)烷烴、芳烴、鹵代烴氧化反應：烯烴的氧化（高錳酸鉀氧化，臭氧氧化，環(huán)氧化）；炔烴高錳酸鉀氧化，臭氧氧化；醇的氧化；芳烴側(cè)鏈氧化，芳環(huán)氧化）2. 有關(guān)規(guī)律1） 馬氏規(guī)律：親電加成反應的規(guī)律，親電試劑總是加到連氫較多的雙鍵碳上。2） 過氧化效

4、應：自由基加成反應的規(guī)律，鹵素加到連氫較多的雙鍵碳上。3） 空間效應：體積較大的基團總是取代到空間位阻較小的位置。4） 定位規(guī)律：芳烴親電取代反應的規(guī)律，有鄰、對位定位基，和間位定位基。5） 查依切夫規(guī)律：鹵代烴和醇消除反應的規(guī)律，主要產(chǎn)物是雙鍵碳上取代基較多的烯烴。6） 休克爾規(guī)則：判斷芳香性的規(guī)則。存在一個環(huán)狀的大鍵，成環(huán)原子必須共平面或接近共平面，電子數(shù)符合4n+2規(guī)則。7） 霍夫曼規(guī)則：季銨鹽消除反應的規(guī)律，只有烴基時，主要產(chǎn)物是雙鍵碳上取代基較少的烯烴（動力學控制產(chǎn)物）。當碳上連有吸電子基或不飽和鍵時，則消除的是酸性較強的氫，生成較穩(wěn)定的產(chǎn)物（熱力學控制產(chǎn)物）。8） 基團的“順序規(guī)則

5、”3. 反應中的立體化學 烷烴：烷烴的自由基取代：外消旋化 烯烴：烯烴的親電加成： 溴，氯，HOBr（HOCl），羥汞化-脫汞還原反應-反式加成 其它親電試劑：順式+反式加成 烯烴的環(huán)氧化，與單線態(tài)卡賓的反應：保持構(gòu)型 烯烴的冷稀KMnO4/H2O氧化：順式鄰二醇 烯烴的硼氫化-氧化：順式加成 烯烴的加氫：順式加氫 環(huán)己烯的加成（1-取代，3-取代，4-取代） 炔烴：選擇性加氫：Lindlar催化劑-順式烯烴Na/NH3（L）-反式加氫 親核取代： SN1：外消旋化的同時構(gòu)型翻轉(zhuǎn) SN2：構(gòu)型翻轉(zhuǎn)（Walden翻轉(zhuǎn)） 消除反應： E2，E1cb: 反式共平面消除。 環(huán)氧乙烷的開環(huán)反應：反式產(chǎn)物

6、四概念、物理性質(zhì)、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、反應活性 （一）.概念1. 同分異構(gòu)體2. 試劑親電試劑：簡單地說，對電子具有親合力的試劑就叫親電試劑（electrophilic reagent）。親電試劑一般都是帶正電荷的試劑或具有空的p軌道或d軌道，能夠接受電子對的中性分子，如：H、Cl、Br、RCH2、CH3CO、NO2、SO3H、SO3、BF3、AlCl3等，都是親電試劑。親核試劑：對電子沒有親合力，但對帶正電荷或部分正電荷的碳原子具有親合力的試劑叫親核試劑（nucleophilic reagent）。親核試劑一般是帶負電荷的試劑或是帶有未共用電子對的中性分子，如：OH、HS、CN、NH2、RCH2、R

7、O、RS、PhO、RCOO、X、H2O、ROH、ROR、NH3、RNH2等，都是親核試劑。自由基試劑：Cl2、Br2是自由基引發(fā)劑，此外，過氧化氫、過氧化苯甲酰、偶氮二異丁氰、過硫酸銨等也是常用的自由基引發(fā)劑。少量的自由基引發(fā)劑就可引發(fā)反應，使反應進行下去。3. 酸堿的概念布朗斯特酸堿：質(zhì)子的給體為酸，質(zhì)子的受體為堿。Lewis酸堿：電子的接受體為酸，電子的給與體為堿。4. 共價鍵的屬性鍵長、鍵角、鍵能、鍵矩、偶極矩。5. 雜化軌道理論sp3、sp2、sp雜化。6. 旋光性平面偏振光：手性：手性碳：旋光性：旋光性物質(zhì)（光學活性物質(zhì)），左旋體，右旋體：內(nèi)消旋體、外消旋體，兩者的區(qū)別：對映異構(gòu)體，

8、產(chǎn)生條件：非對映異構(gòu)體：蘇式，赤式：差向異構(gòu)體：Walden翻轉(zhuǎn): 7. 電子效應 1） 誘導效應 2） 共軛效應（-共軛，p-共軛，-p 超2共軛，-超共軛。 3） 空間效應8. 其它內(nèi)型（endo）, 外型（exo）：順反異構(gòu)體，產(chǎn)生條件：烯醇式：（二）. 物理性質(zhì) 1. 沸點高低的判斷？ 不同類型化合物之間沸點的比較； 同種類型化合物之間沸點的比較。 2. 熔點，溶解度的大小判斷？3. 形成有效氫鍵的條件，形成分子內(nèi)氫鍵的條件：（三）. 穩(wěn)定性判斷 1. 烯烴穩(wěn)定性判斷 R2C=CR2 > R2C=CHR > RCH=CHR（E-構(gòu)型）> RCH=CHR（Z-構(gòu)型）&g

9、t; RHC=CH2 >CH2=CH2 2. 環(huán)烷烴穩(wěn)定性判斷 3. 開鏈烴構(gòu)象穩(wěn)定性4. 環(huán)己烷構(gòu)象穩(wěn)定性 5. 反應中間體穩(wěn)定大小判斷（碳正離子，碳負離子，自由基）碳正離子的穩(wěn)性順序：自由基穩(wěn)定性順序： 碳負離子穩(wěn)定性順序： 6. 共振極限結(jié)構(gòu)式的穩(wěn)定性判斷（在共振雜化體中貢獻程度）： （四）酸堿性的判斷1. 不同類型化合物算堿性判斷 2. 液相中醇的酸性大小 3. 酸性大小的影像因素（吸電子基與推電子基對酸性的影響）：（五）反應活性大小判斷 1. 烷烴的自由基取代反應 X2的活性：F2 >Cl2 >Br2 >I2選擇性：F2 < Cl2 < Br2&l

10、t; I2 2. 烯烴的親電加成反應活性 R2C=CR2> R2C=CHR> RCH=CHR> RCH=CH2 > CH2=CH2 > CH2=CHX 3. 烯烴環(huán)氧化反應活性 R2C=CR2> R2C=CHR> RCH=CHR> RCH=CH2 > CH2=CH2 4. 烯烴的催化加氫反應活性：CH2=CH2 > RCH=CH2 >RCH=CHR' > R2C=CHR > R2C=CR2 5. Diles-Alder反應 雙烯體上連有推電子基團（349頁），親雙烯體上連有吸電子基團，有利于反應進行。 例如：

11、 下列化合物 A. ; B. ; C. ; D. 與異戊二烯進行Diels-Alder反應的活性強弱順序為： > > > 。 6. 鹵代烴的親核取代反應 SN1 反應：SN2 反應：成環(huán)的SN2反應速率是：v五元環(huán) > v六元環(huán) > v中環(huán)，大環(huán) > v三元環(huán) > v四元環(huán) 7. 消除反應 鹵代烴堿性條件下的消除反應-E2消除 RI > RBr > RCl 醇脫水-主要E1 8. 芳烴的親電取代反應 芳環(huán)上連有活化苯環(huán)的鄰對位定位基（給電子基）-反應活性提高 芳環(huán)上連有鈍化苯環(huán)的間位定位基（吸電子基）或鄰對位定位基-反應活性下降。 例如：下

12、列芳香族化合物： A. B. C. D. 硝化反應的相對活性次序為 > > > 。例如： 萘環(huán)的 A. 位； B. 位 ； C. 氯苯 ； D. 苯在親電取代反應中相對活性次序為為 > > > 。例如：下列各化合物中，最容易與濃硫酸發(fā)生磺化反應的是（ ）。 A. ; B. ; C. ; D.（六）其它1. 親核性的大小判斷：2. 試劑的堿性大小：3. 芳香性的判斷：4. 定位基定位效應強弱順序：鄰、對位定位基：ON(CH3)2NH2OHOCH3NHCOCH3R OCOCH3C6H5FClBrI間位定位基：NH3NO2CNCOOHSO3HCHOCOCH3COO

13、CH3CONH2五、活性中間體與反應類型、反應機理反應機理：1. 自由基取代反應機理中間體：自由基反應類型：烷烴的鹵代，烯烴、芳烴的H鹵代。2. 自由基加成反應機理中間體：自由基：反應類型：烯烴、炔烴的過氧化效應。3. 親電加成反應機理中間體：環(huán)鎓離子（溴鎓離子，氯鎓離子）反應類型：烯烴與溴，氯，次鹵酸的加成中間體：碳正離子，易發(fā)生重排。反應類型：烯烴的其它親電加成（HX，H2O，H2SO4，B2H6，羥汞化-去汞還原反應）、炔烴的親電加成，小環(huán)烷烴的開環(huán)加成，共軛二烯烴的親電加成。或環(huán)鎓離子）： 4. 親電取代反應機理：中間體：-絡合物（氯代和溴代先生成絡合物）反應類型：芳烴親電取代反應（鹵

14、代，硝化，磺化，烷基化，?；?，氯甲基化）。 5. 親核加成反應機理：中間體：碳負離子反應類型：炔烴的親核加成6. 親核取代反應機理：SN1反應中間體：碳正離子，易發(fā)生重排。反應類型：鹵代烴和醇的親核取代（主要是3°），醚鍵斷裂反應（3°烴基生成的醚）。SN2反應 中間體：無（經(jīng)過過渡態(tài)直接生成產(chǎn)物） 反應類型：鹵代烴和醇的親核取代（主要是1°），分子內(nèi)的親核取代，醚鍵斷裂反應（1°烴基生成的醚，酚醚），環(huán)氧乙烷的開環(huán)反應。7. 消除反應反應機理E1機理：中間體：碳正離子，易發(fā)生重排。反應類型：醇脫水，3°RX在無堿性試劑條件下在污水乙醇中的消

15、除反應。E2機理：中間體：無（直接經(jīng)過過渡態(tài)生成烯烴）反應類型：RX的消除反應E1cb機理： 中間體：碳負離子 反應類型：鄰二鹵代烷脫鹵素。重排反應機理：（rearrangement）重排反應規(guī)律：由不穩(wěn)定的活性中間體重排后生成較穩(wěn)定的中間體；或由不穩(wěn)定的反應物重排成較穩(wěn)定的產(chǎn)物。1、 碳正離子重排（1） 負氫1,2遷移：（2） 烷基1,2遷移：（3） 苯基1,2遷移：頻哪醇重排：在頻哪醇重排中，基團遷移優(yōu)先順序為：ArRH（4） 變環(huán)重排：（5） 烯丙位重排：堿性水解2、其它重排（1） 質(zhì)子1,3遷移（互變異構(gòu)現(xiàn)象）六、鑒別與分離方法七、推導結(jié)構(gòu) 1. 化學性質(zhì)：烯烴的高錳酸鉀氧化； 烯烴的

16、臭氧化反應； 芳烴的氧化； 鄰二醇的高碘酸氧化2. 光波譜性質(zhì)：紅外光譜： 36502500cm1 OH，NH伸縮振動 33003000cm1CCH（3300），C=CH（3100），ArH（3030) 伸縮振動 30002700cm1CH3，CH2，次甲基，CHO（2720，2820） 伸縮振動 18701650cm1 C=O ( 酸、醛、酮、酰胺、酯、酸酐)伸縮振動16901450cm1 C=C，苯環(huán)骨架伸縮振動 14751300cm1CH3，CH2，次甲基面內(nèi)彎曲振動 1000670cm1 C=CH，ArH，CH2 的 面外彎曲振動核磁共振譜：偶合裂分的規(guī)律：n+1規(guī)律一組化學等價的質(zhì)子

17、有n個相鄰的全同氫核存在時，其共振吸收峰將被裂分為n+1個，這就是n+1規(guī)律。按照n+1規(guī)律裂分的譜圖叫做一級譜圖。在一級譜圖中具體的推到方法：1）.不飽和度的計算W（不飽和度）= 1/2（2 + 2n4 + n3 - n1）n41、n3、n1分別表示分子中四價、三價和一價元素的原子個數(shù)。如果W=1，表明該化合物含一個不飽和鍵或是環(huán)烷烴；W=2，表明該化合物含兩個C=C雙鍵，或含一個CC三鍵等；W4，表明該化合物有可能含有苯環(huán)。 2）. 紅外光譜觀察官能團區(qū)域(1). 先觀察是否存在C=O(18201660cm-1, s)(2). 如果有C=O, 確定下列狀況. 羧酸: 是否存在O-H(340

18、02400cm-1, 寬峰, 往往與C-H重疊) 酰胺: 是否存在N-H(3400cm-1附近有中等強度吸收; 有時是同 等強度的兩個吸收峰 酯: 是否存在C-O(13001000cm-1有強吸收) 酸酐: 1810和1760cm-1附近有兩個強的C=O吸收 醛: 是否存在O=C-H(2850和2750附近有兩個弱的吸收) 酮: 沒有前面所提的吸收峰 (3). 如果沒有C=O, 確定下列狀況. 醇、酚: 是否存在O-H(34003300cm-1, 寬峰; 13001000cm-1附近的C-O吸收) 胺: 是否存在N-H(3400cm-1附近有中等強度吸收; 有時是同 等強度的兩個吸收 醚: 是

19、否存在C-O(13001000cm-1有強吸收, 并確認 34003300cm-1附近是否有O-H吸收峰) (4).觀察是否有C=C或芳環(huán) C=C: 1650cm-1附近有弱的吸收 芳環(huán): 16001450cm-1范圍內(nèi)有幾個中等或強吸收 結(jié)合31003000cm-1的C-H伸縮振動, 確定C=C或芳環(huán)。3）分析核磁共振譜圖（1） 根據(jù)化學位移（）、偶合常數(shù)（J）與結(jié)構(gòu)的關(guān)系，識別一些強單峰和特征峰。如：下列孤立的甲基和亞甲基質(zhì)子信號，極低磁場（1016）出現(xiàn)的羧基，醛基和形成分子內(nèi)氫鍵的羥基信號。（2）. 采用重水交換的方法識別-OH、-NH2、-COOH上的活潑氫。如果加重水后相應的信號消

20、失，則可以確定此類活潑氫的存在。（3） 如果8.5ppm范圍內(nèi)有強的單峰或多重峰信號，往往是苯環(huán)的質(zhì)子信號，再根據(jù)這一區(qū)域的質(zhì)子數(shù)目和峰型，可以確定苯環(huán)上取代基數(shù)目和取代基的相對位置。（4）. 解析比較簡單的多重峰（一級譜），根據(jù)每個組峰的化學位移及其相應的質(zhì)子數(shù)目對該基團進行推斷，并根據(jù)n+1規(guī)律估計其相鄰的基團。（5）. 根據(jù)化學位移和偶合常數(shù)的分析，推出若干個可能的結(jié)構(gòu)單元，最后組合可能的結(jié)構(gòu)式。綜合各種分析，推斷分子的結(jié)構(gòu)并對結(jié)論進行核對。有機化學試題庫一、寫出下列化合物的名稱或結(jié)構(gòu)式（10分）：1. 3,6 二甲基 4 丙基辛烷； 2. 3 烯丙基環(huán)戊烯； 3. N 甲基 N 乙基環(huán)

21、丁胺（或 甲基乙基環(huán)丁胺）；4. 3 甲基戊二酸單乙酯； 5. 7 甲基 4 苯乙烯基 3 辛醇； 6. (2Z，4R)- 4 甲基 2 戊烯；二、回答下列問題（20分）：1. 下列物種中的親電試劑是：；親核試劑是。a. H+； b. RCH2+； c. H2O； d. RO； e. NO2+； f CN； g. NH3； h. 2. 下列化合物中有對映體的是：。 3. 寫出下列化合物的最穩(wěn)定構(gòu)象：4. 按親電加成反應活性大小排列的順序是：（ ）（ ）（ ）（ ）。 5. 下列化合物或離子中有芳香性的是：。 6. 按SN1反應活性大小排列的順序是：（ ）（ ）（ ）（ ）。 7. 按E2消除反

22、應活性大小排列的順序是：（ ）（ ）（ ）。 8. 按沸點由高到低排列的順序是：（ ）（ ）（ ）（ ）（ ）。a. 3己醇； b. 正己烷； c. 2甲基2戊醇； d. 正辛醇； e. 正己醇。 9. 按酸性由強到弱排列的順序是：（）（）（ ）（ ）（ ）。10. 按碳正離子穩(wěn)定性由大到小排列的順序是：（ ）（ ）（ ）（ ）。三、完成下列反應（打“*”號者寫出立體化學產(chǎn)物）（20分）：四、用化學方法鑒別（5分）：乙 醛丙 烯 醛三甲基乙醛異 丙 醇丙 烯 醇乙烯基乙醚 五、寫出下列反應的反應歷程（15分）： 六、合成題（20分）： 1. 完成下列轉(zhuǎn)化： 2. 用三個碳以下的烯烴為原料（其它試劑任選）合成4-甲基-2-戊酮。 4. 以甲苯為原料（其它試劑任選）合成間甲基苯胺。 七、推導結(jié)構(gòu)（10分）：1. 下列NMR譜數(shù)據(jù)分別相當于分子式為C5H10O的下述化合物的哪一種？（1）= 1.02（二重峰）， = 2.13（單峰），= 2.22（七重峰）。 相當于：。（2）= 1.05（三重峰）， = 2.47（四重峰）。 相當于：。（3） 二組單峰。 相當于：