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有机化学笔记终极版

基础有机化学笔记 (终极版)
邢其毅第三版
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第四章 烷烃 自由基取代反应
1.理论基础:Hammond 假说(为解决过渡态相关问题而提出来的) 2.基本反应: (1)自由基取代反应: 常用于自由基卤代的有 Cl2 Br2 Cl 自由基活泼,过渡态来得早,过渡态势能与反应物那边接近,受活性中间体影响小 Br 自由基不活泼,过渡态来得晚,过渡态势能与生成物那边接近,受活性中间体影响大 (2)环烷烃:a 催化氢化:在空阻小的位置发生
RCOOH RCOOR`
3.PhNMe2
PhNMe2 (Cope消除)
PhNH2
O PhNO2
4.用于苯酚的制备
2. +冷稀高锰酸钾:顺式邻二醇,产率不高,常进一步氧化。
3. +OsO4
a +OsO4(H2O2 条件下) (H2O2 可氧化 OsO3 为 OsO4)
b 顺式双建 反式双建
(顺式) 邻二醇
降低反应物分子间距离,避免分子间接触,可分子内 SN2:高稀溶液中进行。 2)
RO-
H
A`
B`
CC
A
B
X
增加试剂极性,更有利于消除
同时,增加试剂亲核性(质子溶剂取决于 可极化性),更有利于SN
3)E1 碱性强,空阻大 4)Elcb:(与 E2 相对,-H 的离去趋势更大一些,如 Hoffman 消除
a)用于双键的保护或烯烃的提纯 b)用于末端烯烃的合成
Br2
Zn
CC
R2BrCCR2Br
CC
3.合成常用:应用范围较广 (亲核试剂种类 1.带孤电子对的中性分子 2.带电荷的负电荷 反应实质:孤对电子参与反应, 实现亲核性)
第七章 卤代烃
鉴别反应:1.用 AgNO3 反应快慢:RI>RBr> RCl 3°>2°>1°RX
RC CH + HOBr 与醛酮的反应:
Na+NH3
b LiAlH4/THF
RC
无Fe3+ CBr
Na+
+ e-(NH3)
Favorski反应(异戊二烯的合成):(自己补充一下)
亲核加成
+HCN: +活泼氢化合物:如羟基 巯基 氨基 亚氨基 羧基 氨基甲酰基
(可用于烯醇 醛酮的制备)
(3)亲电性反应
二醇,二基团处于反式,易缩环)
4.制备反应:
Co a 羰基合成氢化法:CH2=CH2+CO+H2 加热
CH3CH2CHO H2/Pt CH3CH2OH
b 由烯烃制备醇 i 烯烃经硼氢化氧化----伯醇的制备
ii 烯烃经醋酸汞作用,NaBH4作用得到醇
O
c 由RX或RMgX制备醇 +
活性:酰卤>醛>酮
Br
+Br2
非共轭 共轭
+ Br2 + Br2
Br Br
Br
+HBr: (选择控制条件,制备卤乙烯的方法)
+H2O: R
R
H2O,H+ Hg2+
可用于醛酮的制备,如甲基酮
(4)自由基反应:
n-Bn-C CH + 2HBr
n-Bn-CH-CH2
(5)氧化反应:
Br Br
7
B2H6 i:
OH醛
ii: 臭氧化,高锰酸钾
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机理 通常:环正离子中间体机理 特殊:1-苯基-丙烯的加成
离子对
溶剂分离子对 紧密离子对
中间体机理
碳正离子中间体(自由离子)机理
顺式产物 顺式+反式产物
要点:TM-顺式加成产物占多数
氧化反应:
3. +HX
机理:碳正离子中间体机理
要点:1. 双键碳上有给电子的基团时:马氏规则
双键碳上有吸电子的基团时:a -OR -NR2 :马氏
另外一个内返机理的反应 RCOOH+SOCl2
(若加入吡啶或三级胺,TM构型翻转)
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3.氧化反应 a 选择性氧化
α,β-不饱和醇
MnO2
b Cr氏家族氧化剂氧化 重铬酸钠 通杀,彻底氧化
碱性中 Sarret试剂:CrO3+2Py(尤用于酸中不稳定的醇) 目标:1,2°-OH 酸性中 Johns试剂:CrO3+H2SO4 溶剂用丙酮 目标:1,2°-OH
没有明显的溶剂效应,酸碱等催化剂也对反应没有明显影响。
注:引发自由基的几种方式:
有些化合物十分活泼,极易产生自由基,称引发剂,如过氧化乙酰,过氧化苯甲酰。
烃基过氧化物 ROOH 或其他有-O-O-H 键,这是一个弱键,适当温度下易分解,产生自由
基,引发链反应。
促使反应很快进行(大量放热,过氧化物易爆原因)
生成 Grignard 试剂: 特殊:1.与 R2CuLi 反应(R 可以为乙烯基 芳基等),RX 的 R 也可以为芳基,乙烯基等
2.wurtz 反应:用于制备对称烷烃 2RX+2Na R-R 另外,二卤代烷在 Zn 的作用下,可以偶联为环烷烃(用 于制备环烷烃)
Br
Zn
Br
制备反应:1.原料 ROH
Pb(OAc)4 环状酯中间体机理--应用范围:同上,反应需少量水或醇存在
加入吡啶,可以加快反应速度
h Pinacol醇重排
要点:1.哪一个敲击先质子化离去?这与形成碳正离子的稳定
(联系wagner-meerwein 性有关
重排一块记)
2.哪一个基团优先重排?能提供电子、稳定正电荷较多的基团
3.迁移基团与离去基团处于反式时,重排速率快(若为环上邻
e Pfitzner-Moffatt试剂:TM-产率非常高的醛(尤适用于伯醇,也可用于仲醇的氧化)
组成:DMSO+
-N=C=N- (非常重要的失水剂)
f 工业:CuCrO4 或Pd 氧化伯醇+仲醇为醛酮
Hale Waihona Puke g 邻二醇氧化:H5IO6----环状酯中间体机理---应用范围:α-OH酸 α-二酮 α-NH2酮 1-NH2,2-OH化合物
+ 醛酮或羧酸衍生物

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1.醚的C-O键的断裂:
THF+HCl(过量) ZnCl2
Cl
OH
2.环氧乙烷的开环反应
酸性开环(增加了碳正性, 因此较稳定的碳正离子 较易形成 性质:SN2反应,但有 SN1的性质,C-O键的断 裂超越了亲核试剂与环 碳原子的之间键的形成)
碱性开环(无缺电子的亲电 试剂进攻--环上电子云较为 均匀,亲核试剂的进攻取决 于空阻的大小)
+ H2
Pt/C,50℃
b 与 X2 反应(限三元环)
(书上讲,叉链化合物比较稳定) Br
+ Br2
Br
C 与 HX 反应(限三四元环)
反应类型--离子型反应:极性大的键先断裂
I
+ HI
(注:HX 的 H 加到含 H 较多的环碳上,X 加到含 H 最少的碳上)
d 自由基反应(导致的手性 R S 各占 50%,无立体选择性)
o
o
55-85℃
o
oo
PhH
o
有时也通过单电子的转移氧化还原反应来产生自由基。如:
H2O2+Fe2+
-e-
HO +HO-+Fe3+
RCOO-
电解
RCOO
3.合成常用:苄位 烯丙位 环己烷的光照下的自由基卤代。(合成基础)
2
第六章
1.重要理论:winstein 机理 2.基本反应:
1)成环的 SN2 反应:五元环最易,其次是六元环。 三元环最有张力,但两个基团处于相邻位置,也较易。 (七八元环)大环:大环化合物对然没有张力,但更易分子间 SN2。
TM,反应速率加快
b -X:马氏 TM,反应
速率降低
c -CF3 -NO2 -COOH -CN:
反马氏 TM 反应速
率降低
2. 环卤烯烃与 HX 加成时,需考虑构象稳定性,遵
循最小构象改变原理
4.+H2SO4/H2O/ROH/ArOH: 机理:碳正离子中间体机理
要点:H2O/ROH/ArOH 与其加成时,需酸催化
-COOH
iii: 氧化偶联 2
Cu2Cl2 NH4Cl
2 RC
Cu2Cl2 CH NH3,MeOH,空气
RC
CC
CR
2
Cu + 1/2O2
HO
HO
OH
第十章 醇和醚

1.与无机酸:无机酰卤的酯化
2. ROH a.+HX
RX (醇的卤化反应)
ROH+HCl
ZnCl2 加热
RCl
(Lucas试剂:浓盐酸+氯化锌)
2.基本反应 (1)还原性反应: Z 式还原
E 式还原
a lindlar 催化剂: H2---Pd/PdO,CaCO3 H2---Pd/BaSO4,Py
b 硼氢化还原 6 分子炔烃在 B2H6,然后和 HOAc 反应 a 碱金属+NH3(l),(关键是 E 式开始生成的是 E 式的自由基
负离子)
6
(2)亲核性反应 (区别于烯烃的反应类型)
5.+HBr (光照或者过氧化物) 机理:自由基加成机理
要点:反马氏加成 TM
1.+过氧酸
机理:亲电加成
要点:1.顺式加成,与烯烃构型保持 2.双键两侧
位阻不同时,TM 为手性,产生一堆外消旋体。
3.可用于制备(反式)邻二醇。(环氧乙烷型化
合物和醋酸反应)
O
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