基础有机化学王兴明主编四章电子效应答案
4 电子效应习题
4.1 判断下列化合物是否为极性分子。
（1）CCl4 (2)Br2 (3)CH3Cl (4)C2H5OH
4.2 请以H 元素为标准，下列化合物按照给电子诱导效应的大小排列。
（1）(CH3)2CH- （2）CH3- （3）(CH3)3C- （4）CH3CH2-
4.3 请解释下列现象
（1）为何ClCH2COOH 的酸性强于CH3COOH 的酸性？
（2）为何烯烃的亲电加成具有以下的活性顺序？
CH 2=CH 2 4.4 请判断以下的体系的共轭效应的大小。 （1） 2 δ+δ- (+C)（ 2 ）2(+C)δ+（ 3 ）2(+C)δ+ 4 电子效应习题参考答案 4.1 极性分子有(3)和(4)，（1）和(2)为非极性分子。 4.2 按照给电子诱导效应的大小排列为(3)＞(1)＞（4）＞（2）。 4.3 请解释下列现象 （1）当氯原子取代乙酸的α-H 后，生成氯乙酸，由于氯的吸电子作用通过碳链传递，使羟基中O －H 键极性增大，氢更易以质子形式解离下去，从而酸性增强。即： Cl CH O ，所以ClCH2COOH 的酸性强于CH3COOH 的酸性。 （2）这是因为与烯烃相连接的烷基为供电子基，其供电能力具有CH 3+ 4.4 体系的共轭效应的大小为（2）>（1）>（3）。 一、Arbuzov 反应 亚磷酸三烷基酯作为亲核试剂与卤代烷作用，生成烷基膦酸二烷基酯和一个新的卤代烷： 卤代烷反应时，其活性次序为：R′I >R′Br >R′Cl。除了卤代烷外，烯 丙型或炔丙型卤化物、a-卤代醚、a- 或 b-卤代酸酯、对甲苯磺酸酯等也可以 进行反应。当亚酸三烷基酯中三个烷基各不相同时，总是先脱除含碳原子数最 少的基团。 本反应是由醇制备卤代烷的很好方法，因为亚磷酸三烷基酯可以由醇与三 氯化磷反应制得： 如果反应所用的卤代烷 R'X 的烷基和亚磷酸三烷基酯 (RO) 3 P 的烷基相同 （即 R' = R），则Arbuzov 反应如下： 这是制备烷基膦酸酯的常用方法。 除了亚磷酸三烷基酯外，亚膦酸酯 RP(OR') 2和次亚膦酸酯 R 2 POR' 也能发 生该类反应，例如： 反应机理 2 进行的分子内重排反应： 一般认为是按 S N 反应实例 二、Arndt-Eister 反应 酰氯与重氮甲烷反应，然后在氧化银催化下与水共热得到酸。 反应机理 重氮甲烷与酰氯反应首先形成重氮酮（1），（1）在氧化银催化下与水共热，得到酰基卡宾（2），（2）发生重排得烯酮（3），（3）与水反应生成酸，若与醇或氨（胺）反应，则得酯或酰胺。 反应实例 三、Baeyer----Villiger反应 反应机理 过酸先与羰基进行亲核加成，然后酮羰基上的一个烃基带着一对电子迁移到-O-O-基团中与羰基碳原子直接相连的氧原子上，同时发生O-O键异裂。因此，这是一个重排反应 具有光学活性的3---苯基丁酮和过酸反应，重排产物手性碳原子的枸型保 持不变，说明反应属于分子内重排： 不对称的酮氧化时，在重排步骤中，两个基团均可迁移，但是还是有一定的选择性，按迁移能力其顺序为： 醛氧化的机理与此相似，但迁移的是氢负离子，得到羧酸。 反应实例 酮类化合物用过酸如过氧乙酸、过氧苯甲酸、间氯过氧苯甲酸或三氟过氧 乙酸等氧化，可在羰基旁边插入一个氧原子生成相应的酯，其中三氟过氧乙酸 是最好的氧化剂。这类氧化剂的特点是反应速率快，反应温度一般在10~ 基础有机化学知识整理 (1) 烷烃 卤代——自由基取代反应 链引发： ??? →?? X X hv 2/2 链转移： ?+?→? +?R HX RH X ?+?→?+?X RX X R 2 链终止： RX R X ?→? ?+? 2X X X ?→??+? R R R R -?→??+? 反应控制：H H H ?>?>?123 (2) 热裂解——自由基反应 ?'+??→?'-? R R R R 2222CH CH R CH CH R =+??→??---断裂：β 2. 硝化、磺化（自由基）——与卤代类似。 3. 小环开环 (1) 2H 引发的开环：自由基机理，区域选择性小。 CH 3 H 2 C 3CH 3 + CH 3 C H 3H 3 (2) 2X 、HI 引发的开环：离子机理，倾向于生成稳定的碳正离子。 I - C H 3CH 3 I C H 3H 3I 优势产物 （仲碳正离子比伯碳正离子稳定） 在断键时，一般断极性最大的键（如取代最多的C 原子和取代最少的C 原子之间的键）。 二、 亲核取代 1. 共轭效应和诱导效应：要区别对待。H Cl 原子的吸电子诱导效应使双键整体电子云密 度降低，表现在反应性降低；给电子共轭效应使双键π电子云向C -β迁移，C -β相对 C -α带部分负电荷。判断基团共轭效应的性质： (1) 吸电子基团中直接相连的原子电负性较小且与电负性较大的原子相连，电子云密度 低；直接相连的原子多没有孤对电子。如：2NO -，CN -，COOH -，CHO -， COR -等。 (2) 给电子基团中直接相连的原子电负性较大且与电负性较小的原子相连，电子云密度 大；直接相连的原子均有孤对电子。如：2NH -，NHCOR -，OH -，OR -， OCOR -等。 (3) 苯环的共轭效应：相当于一个电子“仓库”，与电子云密度小的原子相连时给电子，与电子 云密度大的原子相连时吸电子（如苯酚显酸性）。在共轭体系中，判断双键的极性时仅考虑共轭效应。 1．Arbuzov 反应 卤代烷反应时，其活性次序为：R'I >R'Br >R'Cl。除了卤代烷外，烯丙型或炔丙型卤化物、a-卤代醚、a- 或 b-卤代酸酯、对甲苯磺酸酯等也可以进行反应。当亚酸三烷基酯中三个烷基各不相同时，总是先脱除含碳原子数最少的基团。 本反应是由醇制备卤代烷的很好方法，因为亚磷酸三烷基酯可以由醇与三氯化磷反应制得： 一般认为是按 S N2 进行的分子内重排反应： 2．Arndt-Eister 反应 酰氯与重氮甲烷反应，然后在氧化银催化下与水共热得到酸。 重氮甲烷与酰氯反应首先形成重氮酮（1），（1）在氧化银催化下与水共热，得到酰基卡宾（2），（2）发生重排得烯酮（3），（3）与水反应生成酸，若与醇或氨（胺）反应，则得酯或酰胺。 3．Baeyer----Villiger 反应 过酸先与羰基进行亲核加成，然后酮羰基上的一个烃基带着一对电子迁移到-O-O-基团中与羰基碳原子直接相连的氧原子上，同时发生O-O键异裂。因此，这是一个重排反应 具有光学活性的3---苯基丁酮和过酸反应，重排产物手性碳原子的枸型保持不变，说明反应属于分子内重排： 不对称的酮氧化时，在重排步骤中，两个基团均可迁移，但是还是有一定的选择性，按迁移能力其顺序为： 4．Beckmann 重排 肟在酸如硫酸、多聚磷酸以及能产生强酸的五氯化磷、三氯化磷、苯磺酰氯、亚硫酰氯等作用下发生重排，生成相应的取代酰胺，如环己酮肟在硫酸作用下重排生成己内酰胺： 在酸作用下，肟首先发生质子化，然后脱去一分子水，同时与羟基处于反位的基团迁移到缺电子的氮原子上，所形成的碳正离子与水反应得到酰胺。 基础有机化学人名反应 第四章 狄尔斯–阿尔德反应（Diels–Alder reaction）（140） 1921年，狄尔斯和其研究生巴克（Back）研究偶氮二羧酸二乙酯（半个世纪后因光延反应而在有机合成中大放光芒的试剂）与胺发生的酯变胺的反应，当他们用2-萘胺做反应的时候，根据元素分析，得到的产物是一个加成物而不是期待的取代物。狄尔斯敏锐地意识到这个反应与十几年前阿尔布莱希特做过的古怪反应的共同之处。这使他开始以为产物是类似阿尔布莱希特提出的双键加成产物。狄尔斯很自然地仿造阿尔布莱希特用环戊二烯替代萘胺与偶氮二羧酸乙酯作用，结果又得到第三种加成物。通过计量加氢实验，狄尔斯发现加成物中只含有一个双键。如果产物的结构是如阿尔布莱希特提出的，那么势必要有两个双键才对。这个现象深深地吸引了狄尔斯，他与另一个研究生阿尔德一起提出了正确的双烯加成物的结构。1928年他们将结果发表。这标志着狄尔斯-阿德尔反应的正式发现。他们也因此获得1950年的诺贝尔化学奖。 含有一个活泼的双键或叁键的化合物(亲双烯体)与共轭二烯类化合物(双烯体)发生1,4-加成，生成六员环状化合物： 这个反应极易进行并且反应速度快，应用范围极广泛，是合成环状化合物的一个非常重要的方法。 带有吸电子取代基的亲双烯体和带有给电子取代基的双烯体对反应有利。常用的亲双烯体有： 下列基团也能作为亲双烯体发生反应： 常用的双烯体有： a.反应机理 这是一个协同反应，反应时，双烯体和亲双烯体彼此靠近，互相作用，形成一个环状过渡态，然后逐渐转化为产物分子： 反应是按顺式加成方式进行的，反应物原来的构型关系仍保留在环加成产物中。例如： 正常的Diels-Alder反应主要是由双烯体的HOMO(最高已占轨道)与亲双烯体的LUMO(最低未占轨道)发生作用。反应过程中，电子从双烯体的 HOMO“流入”亲双烯体的LUMO。也有由双烯体的LUMO与亲双烯体的HOMO作用发生反应的。 b.反应实例 基础有机化学邢其毅复习经验分享 525616659(2011-06-20 14:16) 下面的是比较广泛的一个经验当时写个别人的参考一下吧 暑假的时候，很多人都会留在学校为考研积极备战。其实这个时候更大的是心理战，很多人回家呆久了之后，一想到正在学校努力学习的竞争对手就会有自己输在起点的感觉。暑期在校虽然不能保证复习多少内容，但起码能给自己一个心理安慰，一个警示：我要考研了。有一部分人还没最终确定自己要考哪里，但是已经有几个备选的学校或研究所，其实这都不是特别重要，毕竟可以先看看英语、政治等公共课，但有一点越早确定目标对后面的复习计划越有利，并且目标确定了不要轻易更改（我们班一回族同学当时要考上海XX，复习了挺长时间了才发现那的餐厅没有清真窗口，又临时改考上海**了）。这个时候可以适当腾出些坐在自习室的时间，上网查一查到底哪个更适合自己，不仅从学科兴趣、师资、地理、以后的出路等等，不过好像更多的时候更多的人对某个要报考的地方是一见钟情…… 每一年考研过后都会有很多考的好的师兄师姐出来讲成功的经验，我觉得成功的 经验不能听太多，尤其是讲自己如何在几天内突破某一科，非常轻松之类的话，那都是扯淡，即使真有也是运气成分……当一个人成功了，再讲他的成功之路时，经常会居高临下的面对一群崇拜者描述的很easy，因为他现在的心情就是很easy的，很难找到当时处于 困境的感觉。都说考研难，首先表现心理上。虽然暑期时候大家见面都在抱怨考试内容多，但这都不是真正的抱怨。见面抱怨考试难是学生的通病，就好像街坊邻居见了面总爱问：“吃了没？”。考研最考验一个人心理承受能力是在最后的那几天，现在没还必要细想这个。(通常越临近考试越烦躁，越紧张，去年我们那个时候很多人就不在自习室学习了，嫌气 氛压抑，受不了……话说回来了，紧张还是因为心里没底，要是每一科都认真复习了，习题认真做了，真题认真研究了，就会很淡定地盼着考试来证明自己，抑或是结束现在的痛苦生活呵呵。) 考研复习时有可能会跟当学期的课冲突，很多人选择逃课，我觉得上不上 课问题不大，关键是要下定决心：我这节课铁定不上了，就安心复习；或者是我这节课去好好听听老师都讲些什么。忌讳想逃课又怕点名或者上课时候只低头看自己的考研书，因为这样基本都是在浪费时间，正所谓一心不可二用。考研重在坚持，三天打鱼两天晒网肯定不行。既然总觉的内容多，有时候还老爱忘，那就要连续复习，勤翻，勤看，勤写。复习过程的放松也很必要，我说的不是一上午放松几回，而是一周，一个月的问题，我那时候基本上是两个星期打一次球，一个多小时就够了，因为老觉得时间不够呵呵。关于复习的方法问题，每个人的习惯不一样，所以没有固定的模式。只要自己觉得有效，觉得舒服、不枯燥、不烦躁就行。我当时喜欢拿整个的时间来复习某一科，比如一上午只看有机，一晚上只看物化。其实我巴不得一整天都看有机，不过那样确实不太合理呵呵。而有的人喜欢一天里把所有的科目都照顾一遍。根据我个人的经验，有机需要连续看的时间长一点才 有机化学 一、烯烃 1、卤化氢加成 （1） CH CH 2 R HX CH CH 3R X 【马氏规则】在不对称烯烃加成中，氢总是加在含碳较多的碳上。 【机理】 CH 2 C H 3+ CH 3 C H 3X + CH 3 C H 3 +H + CH 2 +C 3X + C H 3X 主 次 【本质】不对称烯烃的亲电加成总是生成较稳定的碳正离子中间体。 【注】碳正离子的重排 （2） CH CH 2 R CH 2CH 2 R Br HBr ROOR 【特点】反马氏规则 【机理】 自由基机理（略） 【注】过氧化物效应仅限于HBr 、对HCl 、HI 无效。 【本质】不对称烯烃加成时生成稳定的自由基中间体。 【例】 CH 2 C H 3Br CH CH 2Br C H 3CH + CH 3 C H 3HBr Br CH 3CH 2CH 2Br CH CH 3 C H 3 2、硼氢化—氧化 CH CH 2 R CH 2CH 2R OH 1)B 2H 62)H 2O 2/OH - 【特点】不对称烯烃经硼氢化—氧化得一反马氏加成的醇，加成是顺式的，并且不重排。 【机理】 2 C H3 3 H3 2 3 H3 2 CH CH2 C H3 2 CH CH=CH (CH3CH2CH2)3 - H3CH2CH2C 22 CH3 CH2 B O CH2CH2CH3 3 CH2CH2C 2 CH2CH3 +O H- O H B-OCH2CH2CH3 CH2CH2CH3 H3CH2CH2 B OCH2CH2CH3 CH2CH2CH3 2 CH2CH3 HOO- B(OCH2CH2CH3)3 B(OCH2CH2CH3)3+3NaOH3NaOH3HOCH2CH2CH33+Na3BO3 2 【例】 CH3 1)BH 3 2)H 2 O 2 /OH- CH3 H H OH 3、X2加成 C C Br 2 /CCl 4 C C Br Br 【机理】 C C C C Br Br C Br +C C Br O H2+ -H+ C C Br O H 十万种考研考证电子书、题库视频学习平台圣才电子书https://www.360docs.net/doc/ad7333306.html, 第3章立体化学 习题3-1请用球棍模型画出下列化合物的立体结构。 解： 习题3-2请用伞形式、锯架式和Newman 式画出丙烷的极限构象。 解： 习题3-3用锯架式画出下列分子的优势构象式： (i)异丁烷(ii)新戊烷(iii)3-甲基戊烷(iv)2，4-二甲基己烷解： 习题3-4用Newman式画出下列分子的优势构象式： (i)2-氟乙醇(ii)2-羟基乙醛 解： 习题3-5用伞形式画出(2R，3S)-3-甲基-1，4-二氯-2-丁醇的优势构象式(只考虑C2-C3键的旋转)。 解： 习题3-6画出以异丁烷分子中某根C-C键为轴旋转360°时各种构象的势能关系图。 解：由丁烷重叠型的能垒为14.6kJ·mol－1，可知，异丁烷的重叠型 的能垒也为14.6kJ·mol－1。故以某根C—C键为轴旋转360°时各构象的势能关系图如图3-1所示： 图3-1 习题3-7请分析：环丙烷内能升高是由哪几种因素造成的？ 解：（1）环丙烷中C—C—C的键角不能保持正常的109°，故环内存在角张力。 （2）环内六个氢原子都为重叠型，且氢原子间距小于两个原子的范德华半径之和，故存在斥力。 （3）轨道没有按轴向重叠，导致键长缩短，斥力增大。 以上因素都使环丙烷内能升高。 习题3-8写出下列化合物椅型构象的一对构象转换体，计算直键取代与平键取代的平衡常数K及百分含量(25℃)。 (i)乙基环己烷(ii)溴代环己烷(iii)环己醇 解： 查表知，乙基在环己烷中直键取代与平键取代构象的势能差为－7.5kJ·mol－1，故， 查表知，溴在环己烷中直键取代与平键取代构象的势能差为－1.7kJ·mol－1，同理，可计算 有机化学基础知识 专题三、生命的基础有机化学物质 一、知识框架 二、糖类 1、糖类的分类 根据所含碳原子数目分类 单糖 醛糖或酮糖 糖低聚糖——不到二十个单糖缩合而成的糖类，常见的为二糖 多糖——含有几百个甚至更多葡萄糖单元的天然高分子物质2、各类糖中常见糖的结构及性质 （1）、单糖 ① 葡萄糖 分子式：C 6H 12O 6 结构简式：CH 2OH CH OH 4 CHO 所属类型：己糖、醛糖 物理性质：白色固体，有甜味，易溶于水 化学性质： A 能发生银镜反应 B 能与菲林试剂反应 ②果糖 分子式：C 6H 12O 6 与葡萄糖互为同分异构体 结构简式： CH 2OH CH OH 3 C O CH 2OH 所属类型：己糖、酮糖 果糖也能发生银镜反应 （2）低聚糖——不到二十个单糖缩合而成的糖类，常见的为二糖 常见的二糖：蔗糖、麦芽糖、乳糖、纤维二糖 分子式：都是C 12H 22O 11，它们互为同分异构体 化学性质：二糖在稀硫酸催化下都能发生水解反应 （3）多糖 多糖在自然界中分布广泛，是生物体的重要组成部分。常见的多糖有：淀粉和纤维素 ① 淀粉 物理性质：淀粉是一种白色常温下难溶于水的粉末，没有甜味。 分子式：（C 6H 10O 5）n 化学性质：本身不能发生银镜反应，能在无机酸或酶的催化下，发生水解反应 (C 6H 10O 5)n ＋ nH 2O n C 6H 12O 6 淀粉 葡萄糖 ② 纤维素 自然界中的存在：构成植物细胞壁的基础物质 分子式：（C 6H 10O 5）n 化学性质及用途： 稀H 2SO 4 △ A 本身不能发生银镜反应，能在无机酸或酶的催化下，发生水解反应 (C 6H 10O 5)n ＋ nH 2O n C 6H 12O 6 纤维素 葡萄糖 B 制备硝化纤维 硝化纤维的制备：硝化纤维是纤维素与浓硝酸在一定条件下发生酯化反应的产物 ＋ 3nHNO 3 ＋ 3nH 2O 硝化纤维俗称火棉，是一种烈性炸药。 C 制备醋酸纤维 纤维素还能与乙酸酐作用生成纤维素乙酸酯（俗称醋酸纤维），醋酸纤维常用于生产电影胶片片基。 ＋ 3n ＋ 3nCH 3COOH D 粘胶纤维的制备 纤维素 粘胶液 粘胶纤维 长纤维称为人造丝，短纤维称为人造棉。 E 铜氨纤维的制备 纤维素溶于铜氨溶液，再压如稀硫酸中便可形成铜氨纤维。 三、油脂 1、油脂的组成及结构特点 （1）油脂的存在及在生物体内的作用 油脂也是人体所需的六大营养素之一，是生物体内储存能量的物质，油脂主要贮存在动物的脂肪细胞和某些植物的种子、果实细胞中。人类摄入的营养物中，油脂的热能最高。 （2） 油脂的结构 （1）主要成份——高级脂肪酸甘油酯 （2）结构简式： （R1、R2、R3为烃基） 稀H 2SO 4 △ (C 6H 7O 2)OH OH OH n 浓H 2SO 4 △ (C 6H 7O 2)ONO 2ONO 2ONO 2 n 浓NaOH 溶液、CS 2 稀H 2SO 4 (C 6H 7O 2)OH OH OH n CH 3C O CH 3C O O 催化剂 OOCH 3(C 6H 7O 2)OOCH 3n OOCH 3 R1R2R3O O CH 2 C O O CH O O CH 2 §9 醇、酚、醚 §9.1 醇、酚、醚的分类及命名 B.按羟基所连的碳分类 如： 2、酚的分类： 3、醚的分类： 光照 光照 光照 光照 高温 CaO △ 催化剂 加热、加压 催化剂 催化剂 △ 催化剂 △ 催化剂 催化剂 催化剂 催化剂 △ 催化剂 催化剂 浓硫酸 △ △ 高中基础有机化学方程式总汇 1. CH 4 + Cl 2 CH 3Cl + HCl 2. CH 3Cl + Cl 2 CH 2Cl 2 + HCl 3. CH 2Cl 2 + Cl 2 CHCl 3 + HCl 4. CHCl 3 + Cl 2 CCl 4+ HCl 5. CH 4 C +2H 2 6. C 16H 34 C 8H 18 + C 8H 16 7. CH 3COONa + NaOH CH 4↑+ Na 2CO 3 8. CH 2 = CH 2 + Br 2 CH 2Br —CH 2Br 9. CH 2 = CH 2 + H 2O CH 3CH 2OH 10. CH 2 = CH 2 + HBr CH 3—CH 2Br 11. CH 2 = CH 2 + H 2 CH 3—CH 3 12. nCH 2 = CH 2 [ CH 2—CH 2 ] n 13. nCH 2=CH-CH=CH 2 [CH 2-CH=CH-CH 2] n 14. 2CH 2 = CH 2 + O 2 2CH 3CHO 15. CH ≡CH + Br 2 CHBr = CHBr 16. CHBr = CHBr+ Br 2 CHBr 2－CHBr 2 17. CH ≡CH + HCl H 2C = CHCl 18. nCH 2 = CH [ CH 2－CH ] n Cl Cl 19. CH ≡CH + H 2O CH 3CHO 20. CaC 2 + 2H 2O CH ≡CH ↑+ Ca(OH)2 21. + Br 2 Br + HBr 22. + HO －NO 2 NO 2 +H 2O 23. + HO －SO 3H SO 3H+H 2O 第四章 狄尔斯–阿尔德反应（Diels–Alder reaction）（140） 1921年，狄尔斯和其研究生巴克（Back）研究偶氮二羧酸二乙酯（半个世纪后因光延反应而在有机合成中大放光芒的试剂）与胺发生的酯变胺的反应，当他们用2-萘胺做反应的时候，根据元素分析，得到的产物是一个加成物而不是期待的取代物。狄尔斯敏锐地意识到这个反应与十几年前阿尔布莱希特做过的古怪反应的共同之处。这使他开始以为产物是类似阿尔布莱希特提出的双键加成产物。狄尔斯很自然地仿造阿尔布莱希特用环戊二烯替代萘胺与偶氮二羧酸乙酯作用，结果又得到第三种加成物。通过计量加氢实验，狄尔斯发现加成物中只含有一个双键。如果产物的结构是如阿尔布莱希特提出的，那么势必要有两个双键才对。这个现象深深地吸引了狄尔斯，他与另一个研究生阿尔德一起提出了正确的双烯加成物的结构。1928年他们将结果发表。这标志着狄尔斯-阿德尔反应的正式发现。他们也因此获得1950年的诺贝尔化学奖。 含有一个活泼的双键或叁键的化合物(亲双烯体)与共轭二烯类化合物(双烯体)发生1,4-加成，生成六员环状化合物： 这个反应极易进行并且反应速度快，应用范围极广泛，是合成环状化合物的一个非常重要的方法。 带有吸电子取代基的亲双烯体和带有给电子取代基的双烯体对反应有利。常用的亲双烯体有： 下列基团也能作为亲双烯体发生反应： 常用的双烯体有： a.反应机理 这是一个协同反应，反应时，双烯体和亲双烯体彼此靠近，互相作用，形成一个环状过渡态，然后逐渐转化为产物分子： 反应是按顺式加成方式进行的，反应物原来的构型关系仍保留在环加成产物中。例如： 正常的Diels-Alder反应主要是由双烯体的HOMO(最高已占轨道)与亲双烯体的LUMO(最低未占轨道)发生作用。反应过程中，电子从双烯体的HOMO“流入”亲双烯体的LUMO。也有由双烯体的LUMO与亲双烯体的HOMO作用发生反应的。 b.反应实例 本反应具有很强的区域选择性，当双烯体与亲双烯体上均有取代基时，主要生成两个取代基处于邻位或对位的产物： 当双烯体上有给电子取代基、亲双烯体上有不饱和基团如： 电子效应对有机的影响 摘要：机化合物是一个由原子或原子团组成的整体。这些原子和原子团是互相影响的。这些影响主要是电子效应和空间效应。本文综述了电子效应中诱导效应和共轭效应对有机物的物理性质和化学性质的影响。 关键词：原子团电子效应空间效应诱导效应共轭效应 有机化合物分子是由原子或原子团组成的,这些原子和原子团是相互影响的,这种影响主要表现为电子效应和空间效应。电子效应包括诱导效应、共轭效应和场效应。本文主要讨论诱导效应和共轭效应。 一、诱导效应与共轭效应的定义 1、诱导效应：是指在有机分子中引入一原子或基团后，使分子中成键电子云密度分布发生变化，从而使化学键发生极化的现象。 2、共轭效应：又称离域效应，是指由于共轭π键的形成而引起分子性质的改变的效应。 二、产生原因 诱导效应是由于一个共价键的价电子对在两原子间的不对称状态（键的极性状态），或由于一个成键原子带有电荷所引起。一个共价键价电子对的不对称共用状态是由这两个成键原子的电负性不同引起的。例如在氯乙烷分子中由于氯的电负性比碳大,Cl─C键中共用电子对偏向氯原子，并由此使相邻碳－碳键本来应是对称共用的电子对也往氯原子方向偏移，使碳－氢键已偏向碳原子的不对称共用电子对向碳原子进一步偏移。 共轭效应是由于分子中存在存在两个或两个以上的双键他们之间间隔 三，它们对于有机的影响 1、诱导效应对有机的影响 ①诱导效应对碳碳双键加成的影响碳碳双键的加成一般情况是亲电加成。当具 有不同诱导效应的原子或原子团连在双键碳原子上时，对双键加成速度大小和方向都 有显著影响:当连有具有十I效应的基团时，双键电子云密度增加，反应速度加快，当 连有具有一I效应的基团时，双键上电子云密度减少，反应速度减小。(见表一)。 可能，而将进行亲核加成。 第32讲生命中的基础有机化学物质 基础考点梳理 最新考纲 1.了解油脂和糖类的组成和性质特点，能举例说明油脂和糖类在食品加工和生物能源开发上的应用。 2．了解氨基酸的组成、结构特点和主要性质，氨基酸与人体健康的关系。 3．了解蛋白质的组成、结构和性质。 4．了解化学科学在生命科学发展中所起的重要作用。 自主复习 一、油脂 1．概念 油脂是甘油与高级脂肪酸脱水形成的酯。 常见的形成油脂的高级脂肪酸有：硬脂酸C17H35COOH、软脂酸C15H31COOH、油酸C17H33COOH。 3．分类 (1)按状态分????? 油：常温下呈液态脂肪：常温下呈固态 4．物理性质 (1)油脂一般不溶于水，密度比水小。 (2)天然油脂都是混合物，没有恒定的沸点、熔点。含不饱和脂肪酸成分较多的甘油酯，常温下一般呈液态，含饱和脂肪酸成分较多的甘油酯，常温下一般呈固态。 5．化学性质 (1)油脂的氢化(油脂的硬化) 油酸甘油酯与H 2发生加成反应的化学方程式为： (2)水解反应 ①酸性条件下 如硬脂酸甘油酯的水解反应方程式为： ②碱性条件下——皂化反应 如硬脂酸甘油酯的水解反应方程式为： 其水解程度比酸性条件下水解程度大。 二、糖类 1．糖类的概念和分类 (1)概念：多羟基醛、多羟基酮和它们的脱水缩合物。 (2)分类 ①单糖：不能发生水解的糖。如葡萄糖、果糖、核糖等。 ②低聚糖：1 mol糖能水解生成2～ 10 mol单糖的糖，以二糖最为重要，常见的二糖有麦芽糖、乳糖和蔗糖等。 ③多糖：1 mol糖能水解生成很多摩尔单糖的糖。如淀粉、纤维素(它们属于天然高分子化合物)等。 2．葡萄糖与果糖 基础有机化学反应总结 一、烯烃 1、卤化氢加成 (1) 【马氏规则】在不对称烯烃加成中,氢总就是加在含碳较多得碳上。 【机理】 CH 2 C H 3+ CH 3 C H 3X + CH 3 C H 3 +H + CH 2 +C 3X + C H 3X 主 次 【本质】不对称烯烃得亲电加成总就是生成较稳定得碳正离子中间体。 【注】碳正离子得重排 (2) 【特点】反马氏规则 【机理】 自由基机理(略) 【注】过氧化物效应仅限于HBr 、对HCl 、HI 无效。 【本质】不对称烯烃加成时生成稳定得自由基中间体。 【例】 CH 2 C H 3Br CH CH 2Br C H 3CH + CH 3 C H 3HBr Br CH 3CH 2CH 2Br CH CH 3 C H 3 2、硼氢化—氧化 【特点】不对称烯烃经硼氢化—氧化得一反马氏加成得醇,加成就是顺式得,并且不重排。 【机理】 2 C H 33H 32 3H 32 CH CH 2C H 3H BH 2 CH CH=CH (CH 3CH 2CH 2)3 - H 3CH 2CH 2C 22CH 3 CH 2O CH 2CH 2CH 3 H 3CH 2CH 2C 2CH 2CH 3 + O H - O H B - OCH 2CH 2CH 3CH 2CH 2CH 3 H 3CH 2CH 2C B OCH 2CH 2CH 3 CH 2CH 2CH 32CH 2CH 3 HOO -B(OCH 2CH 2CH 3)3 B(OCH 2CH 2CH 3)3 + 3NaOH 3NaOH 3HOCH 2CH 2CH 33 + Na 3BO 3 2 【例】 3、X 2加成 【机理】 C C C C Br Br C Br +C C Br O H 2+ -H + C C Br O H 【注】通过机理可以瞧出,反应先形成三元环得溴鎓正离子,然后亲与试剂进攻从背面进攻,不难瞧出就是反式加成。不对称得烯烃,亲核试剂进攻主要取决于空间效应。 【特点】反式加成 4、烯烃得氧化 1)稀冷高锰酸钾氧化成邻二醇。 有机人名反应及机理索引： Arbuzov反应 Arndt-Eister反应 Baeyer-Villiger 氧化 Beckmann 重排 Birch 还原 Bischler-Napieralski 合成法 Bouveault-Blanc还原 Bucherer 反应 Cannizzaro 反应 Chichibabin 反应 Claisen 酯缩合反应 Claisen-Schmidt 反应 Clemmensen 还原 Combes 合成法 Cope 重排 Cope 消除反应 Curtius 反应 Dakin 反应 Darzens 反应 Demjanov 重排 Dieckmann 缩合反应 Elbs 反应 Eschweiler-Clarke 反应 Favorskii 反应 Favorskii 重排 Friedel－Crafts烷基化反应 Friedel－Crafts酰基化反应 Fries 重排 Gabriel 合成法 Gattermann 反应 Gattermann-Koch 反应 Gomberg-Bachmann 反应 Hantzsch 合成法 Haworth 反应 Hell-V olhard-Zelinski 反应 Hinsberg 反应 Hofmann 烷基化 Hofmann 消除反应 Hofmann 重排(降解) Houben-Hoesch 反应 Hunsdiecker 反应 Kiliani 氰化增碳法 Knoevenagel 反应 Knorr 反应 Koble 反应 Koble-Schmitt 反应 Leuckart 反应 Lossen反应 Mannich 反应 Meerwein-Ponndorf 反应 电子效应及其对反应活性的影响 【摘要】：介绍电子效应，通过诱导效应和共轭效应对反应活性产生影响的代表性实例分析,阐述电子效应对物质反应活性的影响。 【关键词】:电子效应、诱导效应、共轭效应、反应活性 【正文】：一、电子效应 电子效应，包括诱导效应、共轭效应和场效应。电子效应是通过键的极性传递所表现的分子中原子或基团间的相互影响，取代基通过影响分子中电子云的分布而起作用。 1、诱导效应 因分子中原子或基团的极性（电负性）不同而引起成键电子云沿着原子链向某一方向移动的效应称为诱导效应。诱导效应的电子云是沿着原子链传递的，其作用随着距离的增长迅速下降，一般只考虑三根键的影响。诱导效应一般以氢为比较标准，如果取代基的吸电子能力比氢强，则称其具有吸电子诱导作用，用-I表示。如果取代基的给电子能力比氢强，则称其具有给电子诱导效应，用+I表示。 2、共轭效应 单双键交替出现的体系称为共轭体系。在共轭体系中，由于原子间的相互影响而使体系内的π电子（或P电子）分布发生变化的一种电子效应称为共轭效应。凡共轭体系上的取代基能降低体系的π电子密度，则这些基团有吸电子的共轭效应，用－C表示。凡共轭体系上的取代基能增高共轭体系的π电子云密度，则这些基团有给电子的共轭效应，用+C表示。共轭效应只能在共轭体系中传递，但无论共轭体系有多大，共轭效应能贯穿于整个共轭体系中。 3、场效应 取代基在空间可以产生一个电场，对另一头的反应中心有影响，这种空间的静电作用称为场效应。 4、共轭效应与诱导效应的区别 （1）共轭效应起因于电子的离域，而不仅是极性或极化的效应。 （2）共轭效应只存在于共轭体系中，不象诱导效应那样存在于一切键中。（3）诱导效应是由于键的极性或极化性沿σ键传导，而共轭效应则是通过π电子的转移沿共轭链传递，是靠电子离域传递；共轭效应的传导可以一直沿着共轭键传递而不会明显削弱,不象诱导效应削弱得那么快，取代基相对距离的影响不明显，而且共轭链愈长，通常电子离域愈充分，体系能量愈低愈稳定，键长平均化的趋势也愈大。 二、电子效应对反应活性的影响 1、诱导效应对反应活性的影响 （1）对反应方向的影响 基础有机化学人名反应 第四章狄尔斯–阿尔德反应（Diels –Alder reaction ）（140） 1921 年，狄尔斯和其研究生巴克（Back）研究偶氮二羧酸二乙酯（半个世纪后因光延反应而在有机合成中大放光芒的试剂）与胺发生的酯变胺的反应，当他们用2- 萘胺做反应的时候，根据元素分析，得到的产物是一个加成物而不是期待的取代物。狄尔斯敏锐地意识到这个反应与十几年前阿尔布莱希特做过的古怪反应的共同之处。这使他开始以为产物是类似阿尔布莱希特提出的双键加成产物。狄尔斯很自然地仿造阿尔布莱希特用环戊二烯替代萘胺与偶氮二羧酸乙酯作用，结果又得到第三种加成物。通过计量加氢实验，狄尔斯发现加成物中只含有一个双键。如果产物的结构是如阿尔布莱希特提出的，那么势必要有两个双键才对。这个现象深深地吸引了狄尔斯，他与另一个研究生阿尔德一起提出了正确的双烯加成物的结构。1928 年他们将结果发表。这标志着狄尔斯 - 阿德尔反应的正式发现。他们也因此获得1950 年的诺贝尔化学奖 含有一个活泼的双键或叁键的化合物（亲双烯体）与共轭二烯类化合物（双烯 体）发生1,4- 加成，生成六员环状化合物： 这个反应极易进行并且反应速度快，应用范围极广泛，是合成环状化合物的一个非常重要的方法。 带有吸电子取代基的亲双烯体和带有给电子取代基的双烯体对反应有利 常用的亲双烯体有： 下列基团也能作为亲双烯体发生反应： 常用的双烯体有： a. 反应机理 这是一个协同反应，反应时，双烯体和亲双烯体彼此靠近，互相作用，形 成一个环状过渡态，然后逐渐转化为产物分子： 反应是按顺式加成方式进行的，反应物原来的构型关系仍保留在环加成产 物中。例如： 正常的Diels-Alder 反应主要是由双烯体的HOMO最（高已占轨道）与亲双烯体的LUMO最（低未占轨道）发生作用。反应过程中，电子从双烯体的HOM“O流入”亲双烯体的LUMO。也有由双烯体的LUMO与亲双烯体的HOMO作用发生反应的。 b. 反应实例 酸性→ 电子效应对羧酸酸性的影响 成盐电子效应对羧酸酸性的影响 https://www.360docs.net/doc/ad7333306.html,/yjhx/index3.htm ①诱导效应。羧酸酸性的强弱与它的整个分子的结构有关。在羧酸分子中与羧基直接或间接相连的原子或取代基，对羧酸的酸性都有不同程度的影响。 在饱和一元羧酸分子中，烃基上的氢原子被卤素、氰基、硝基等电负性大的基团取代后，由于这些取代基具吸电子诱导效应（－I），能通过碳链传递，使得分子中各原子之间的成键电子云密度降低，则氧－氢键的电子云更靠近氧原子，就有利于羧基中氢原子的离解。同时也使形成的羧酸负离子负电荷更为分散，稳定性增加，所以酸性增强。 取代基的吸电子诱导效应越强，取代基的数目越多，对羧酸的酸性影响就越大。例如卤素的吸电子诱导效应次序为：F＞Cl＞Br＞I，在卤代乙酸中氟代乙酸的酸性最强，碘代乙酸的酸性最弱。α-碳原子上卤素原子的数目越多，吸电子的诱导效应就越大，则酸性越强。见表12-3及12-4所示。 取代基的诱导效应随着距离的增长而迅速减弱，通常经过三个原子后，诱导效应影响就 很弱了。见表12-5所示。 在大多数情况下，不饱和羧酸或芳酸比相应的饱和羧酸的酸性强。这是由于不同的杂化状态引起的，如sp、sp、sp杂化轨道中s成分增加时，吸电子能力则随之增强，不饱和程度越大，s成分就越多，吸电子的能力也越强。 —I效应：—C≡CR＞—CR＝CR＞—CR CR 如乙烯基、乙炔基或芳基连接在饱和碳原子上时，它们表现为吸电子基，使其酸性增强：HC≡C—CH COOH H C＝CHCH COOH C H—CH COOH CH CH CH COOH p K 3.32 4.35 4.31 4.82 通常是β，γ-不饱和羧酸的酸性较强，这可能是由于α，β-不饱和羧酸的双键或三键虽然离羧基最近，－I效应最大，但因α，β-不饱和羧酸分子中的双键或三键和羰基共轭，使其酸性不如β，γ-不饱和羧酸的酸性强。 芳环上直接连有羧基的芳酸，其酸性也比饱和一元羧酸强，但比甲酸弱。这是由于羧基直接与苯环相连，苯环的大π键与羧基的π键形成π，π-共轭体系，该共轭体系能分散芳香族羧酸电离所形成的羧基负离子的负电荷。随着羧基与苯环之间距离的增大，其酸性逐渐接近于饱和一元酸。例如： Acetoacetic Ester Condensation Acetoacetic Ester Synthesis Acyloin Condensation Alder-Ene Reaction Aldol Addition Aldol Condensation Appel Reaction Arbuzov Reaction Arndt-Eistert Synthesis Azide-Alkyne 1,3-Dipolar Cycloaddition Azo Coupling b Baeyer-Villiger Oxidation Baker-Venkataraman Rearrangement Balz-Schiemann Reaction Bamford-Stevens Reaction Barton Decarboxylation Barton-McCombie Reaction (Barton Desoxygenation) Baylis-Hillman Reaction Beckmann Rearrangement Benzilic Acid Rearrangement Benzoin Condensation Bergman Cyclization Bestmann-Ohira Reagent Biginelli Reaction Birch Reduction Bischler-Napieralski Reaction Blaise Reaction Blanc Reaction Bohlmann-Rahtz Pyridine Synthesis Boronic Acid Mannich Reaction Bouveault-Blanc Reduction Brook Rearrangement Brown Hydroboration Bucherer-Bergs Reaction Buchwald-Hartwig Cross Coupling Reaction c Cadiot-Chodkiewicz Coupling Cannizzaro Oxidation Reduction CBS Reduction Chan-Lam Coupling Claisen Condensation Claisen Rearrangement Clemmensen Reduction 第一章 绪论习题参考答案 1. 某化合物的分子量为60，含碳40.1%、含氮6.7%、含氧53.2%，确定该化合物的分子式。 解：① 由各元素的百分含量，根据下列计算求得实验式 1:2:133.3:7.6:34.3162 .53:17.6:121.40== 该化合物实验式为：CH 2O ② 由分子量计算出该化合物的分子式 216 121260 =+?+ 该化合物的分子式应为实验式的2倍，即：C 2H 4O 2 2. 在C —H 、C —O 、O —H 、C —Br 、C —N 等共价键中，极性最强的是哪一个？ 解：由表1-4可以查得上述共价键极性最强的是O —H 键。 3. 将共价键⑴ C —H ⑵ N —H ⑶ F —H ⑷ O —H 按极性由大到小的顺序进行排列。 解：根据电负性顺序F > O > N > C ，可推知共价键的极性顺序为： F —H > O —H > N —H > C —H 4. 化合物CH 3Cl 、CH 4、CHBr 3、HCl 、CH 3OCH 3中，哪个是非极性分子？ 解：CH 4分子为高度对称的正四面体空间结构，4个C —H 的向量之和为零，因此是非极性分子。 5. 指出下列化合物所含官能团的名称和该化合物所属类型。 CH 3 OH (2) 碳碳三键，炔烃 羟基 ，酚 (4) COOH 酮基 ，酮 羧基 ，羧酸 (1) CH 3CH 2C CH (3) CH 3COCH 3 (6) CH3CH2CHCH3 (5) CH3CH2CHO OH 醛基，醛羟基，醇 (7) CH3CH2NH2 氨基，胺 6. 甲醚（CH3OCH3）分子中，两个O—C键的夹角为111.7°。甲醚是否为极性分子？若是，用表示偶极矩的方向。 解：氧原子的电负性大于碳原子的电负性，因此O—C键的偶极矩的方向是由碳原子指向氧原子。甲醚分子的偶极矩是其分子中各个共价键偶极矩的向量之和，甲醚分子中的两个 O—C键的夹角为111.7°，显然分子是具有极性的，其偶极矩的方向如下图所示。 7. 什么叫诱导效应？什么叫共轭效应？各举一例说明之。（研读教材第11～12页有关内容） 8. 有机化学中的离子型反应与无机化学中的离子反应有何区别？ 解：无机化学中的离子反应是指有离子参加的反应，反应物中必须有离子。而有机化学 中的离子型反应是指反应物结构中的共价键在反应过程中发生异裂，反应物本身并非一定是 离子。 第四章《生命中的基础有机化学物质》知识点整理 课标要求 1.了解糖类的组成和性质特点，能举例说明糖类在食品加工和生物能源开发上的应用。 2.了解氨基酸的组成、结构特点和主要性质。了解氨基酸和人体健康的关系。 3.了解蛋白质的组成、结构和性质。 4.了解化学科学在生命科学发展中所起的重要作用。 要点精讲 一、糖类 1.糖类的结构：分子中含有多个羟基、醛基的多羟基醛，以及水解后能生成多羟基醛的由C、H、O组成的有机物。糖类根据其能否水解以及水解产物的多少，可分为单糖、二糖和多糖等。 2.糖类的组成：糖类的通式为Cn（H2O）m，对此通式，要注意掌握以下两点： ①该通式只能说明糖类是由C、H、O三种元素组成的，并不能反映糖类的结构； ②少数属于糖类的物质不一定符合此通式；反之，符合这一通式的有机物不一定属于糖类。 3.单糖――葡萄糖 （1）自然界中的存在：葡萄和其他带甜味的水果中，以及蜂蜜和人的血液里。（2）结构：分子式为C6H12O6（与甲醛、乙酸、乙酸乙酯等的最简式相同，均为CH2O），其结构简式为：CH2OH－（CHOH）4－CHO，是一种多羟基醛。 （3）化学性质：兼有醇和醛的化学性质。 ①能发生银镜反应。 ②与新制的Cu（OH）2碱性悬浊液共热生成红色沉淀。 ③能被H2还原 ④酯化反应： （4）用途：①是一种重要的营养物质，它在人体组织中进行氧化反应，放出热量，以供维持人体生命活动所需要的能量；②用于制镜业、糖果制造业；③用于医药工业。体弱多病和血糖过低的患者可通过静脉注射葡萄糖溶液的方式来迅速补充营养。 4.二糖――蔗糖和麦芽糖 点击图片可在新窗口打开 5.食品添加剂 点击图片可在新窗口打开 6.多糖――淀粉和纤维素 （1）多糖：由许多个单糖分子按照一定的方式，通过分子间脱水缩聚而成的高分子化合物。淀粉和纤维素是最重要的多糖。 （2）高分子化合物；即相对分子质量很大的化合物。从结构上来说，高分子化合物通过加聚或缩聚而成。通过人工合成的高分子化合物属于合成高分子化合物，而淀粉、纤维素等则属于天然高分子化合物。 （3）淀粉和纤维素的比较 点击图片可在新窗口打开 （4）判断淀粉水解程度的实验方法 点击图片可在新窗口打开有机化学人名反应大全
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简单含氧化合物
1、醇的分类：
A.按分子内所含羟基的个数分类 a.一元醇 b.二元醇 c.多元醇
CH3OH 甲醇 H2C
OH
CH2
OH
CH2CHCH2
OH OH OH
CH3CH2OH 乙醇
乙二醇 OH-
丙三醇（甘油）
CH2OH
CH3CHO + HCHO (过量)
HOH2C
C
CH2OH
CH2OH
季戊四醇
主要用于一元醇的细分 a. 1°（伯）醇 b. 2°（仲）醇 c. 3°（叔）醇 羟基所连的碳为伯碳 羟基所连的碳为仲碳 羟基所连的碳为叔碳
CH3CH2CH2OH CH3CHCH3 OH CH3 CH3C OH CH3
1
o
2o
3o
A. 单酚－－分子中只含一个酚羟基
OH OH OH CHO OH COOH
B.多酚－－分子中含两个或两个以上酚羟基
OH OH
CH3
HO
OH
OH HO
OH
?
?
A.（简）单醚－O两侧连两个相同的烃基 CH3CH2OCH2CH3 CH3CH2CH2OCH2CH2CH3 B. 混（合）醚－O两侧连两个不同的烃基
CH3 OCH2CH3 CH3 CH3OC CH3
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