完整word版大学有机化学反应方程式总结较全docx.docx
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..
有机化学
一、烯烃
1、卤化氢加成
(1)
X
HX
RCHCH2RCHCH3
【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】
H3C
X+H3C
+
CH3
主
快
CHCH3
X
H3C
CH2+H+
慢H3C
X+H3C
X
次
+
CH2
【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)
HBr
RCHCH2RCH2CH2Br
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】
Br
H3CCHCH2Br
H3CHBr
CH2+
H+
H3CCHCH3
HBr
CH3CH2CH2Br
Br
H3CCHCH3Br
2、硼氢化—氧化
1)B2H6
RCH
CH2
RCH
2CH2OH
2)HO
/OH-
2
2
【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】
..
..
H3C
H3C
H3C
CH
CH2
CH
CH3
CH
CH3
H
BH2
H
BH2
H
BH2
H3C
CH3CH=CH2
-
CH2CH2CH3
(CH3CH2CH2)3B
OOH
-
CHCH2
H3CH2CH2CB
O
OH
H
BH2
CH2CH2CH3
CH2CH2CH3
CH2CH2CH3
+
-
-
H3CH2CH2C
BO
HO
H3CH2CH2C
OCH2CH2CH3
B
-
CH2CH2CH3
O
OH
HOO
CH2CH2CH3
HOO
-
B
OCH2CH2CH3
B(OCH2CH2CH3)3
OCH
2CH2CH3
B(OCH2CH2CH3)3+3NaOH3NaOH3HOCH2CH2CH33+Na3BO3
【例】
1)BH3
OHH
2)H2O2/OH-
CH3HCH3
3、X2加成
Br
Br2/CCl4
CCCC
Br
【机理】
BrBr
Br
Br
-
Br
+
C+C
Br
C
C
CC
CC
Br
Br
H2O
Br
-H
+
Br
C+
C
CC
CC
+
HO
H2O
【注】通过机理可以看出,反应先形成三元环的溴鎓正离子,然后亲和试剂进攻从背面进攻,不难看出是
反
式加成。
不对称的烯烃,亲核试剂进攻主要取决于空间效应。
..
..
【特点】反式加成
4、烯烃的氧化
1)稀冷高锰酸钾氧化成邻二醇。
-
H3C
CH3
H3C
CH3
稀冷KMnO4
H2OH3C
CH3
H3C
O
CH3
CH3
O
H3C
H3C
CH3
Mn
OHOH
O
O
2)热浓酸性
高锰酸钾氧化
R
R2
KMnO4
O
+
O
C
C
C
R2C
R1
H
H
+
R
R1
OH
3)臭氧氧化
R
R2
O
1)O3
C
C
C
R1
H
2)Zn/H2OR
4)过氧酸氧化
RR2ROOOH
CC
R1H
R
R2
Ag
C
C
+O2
R1
H
5、烯烃的复分解反应
CH2CH2催化剂
+
RR1
【例】
O
+R2C
R1H
O
RR2
R1H
O
RR2
R1H
n
H2CCH2
RR1
..
..
O
C6H5
O
C6H5
Grubbscatalyst
H2C
CH2
+H2CCH2
6、共轭二烯烃
1)卤化氢加成
H3C
HX
H2C
CH2
HX
高温1,4加成为主
X
H2CX
低温1,2加成为主
CH3
2)狄尔斯-阿德尔(Diels-Alder
)反应
【描述】共轭二烯烃和烯烃在加热的条件下很容易生成环状的
1,4加成产物。
【例】
O
O
CH2
苯
+
O
O
CH2
O
O
CH2
CHO
CHO
苯
+
CH2
CH2
二、脂环烃
1、环丙烷的化学反应
【描述】三元环由于张力而不稳定,易发生加成反应开环,类似碳碳双键。
H2/Ni
CH2
CH2
CH2
Br2/CCl4
H
H
CH2
CH2
CH2
H2SO4
Br
Br
CH2
CH2
CH2
HX(X=Br,I)
H
OH
CH2
CH2
CH2
H
X
【特点】环烷烃都有抗氧化性,可用于区分不饱和化合物。
【注】遵循马氏规则
【例】
..
..
CH3
HBr
CH2CH2CHCH3
HBr
2、环烷烃制备
1)武兹(Wurtz)反应
【描述】通过碱金属脱去卤素,制备环烷烃。
【例】
C
C
Zn
C2H5OH
X
X
CH2X
Zn
CH2X
NaI
Br
K
Br
2)卡宾
①卡宾的生成
A、多卤代物的α消除
+
-
X3C
H
Y
NaOH,RONa,R-Li
B、由某些双键化合物的分解
H2C
C
O
H2C
+
-
N
N
O
Cl2C
C
-
O
Cl
②卡宾与烯烃的加成反应
【特点】顺式加成,构型保持
【例】
CC双键的保护
X
C+X-+HY
X
H2C:
+CO
H2C:
+N2
-
Cl2H2C:
+Cl+CO2
..
..
Cl3CH/NaOH
Cl
相转移催化剂
Cl
Br
Br
Br3CH/KOC(CH3)3
HOC(CH
H
H
H3C
3)3
CH3
H3C
CH3
③类卡宾
【描述】类卡宾是一类在反应中能起到卡宾作用的非卡宾类化合物,最常用的类卡宾是
ICH2ZnI。
CH2I2
+Cu(Zn)
ICH2ZnI
制备
【特点】顺式加成,构型保持
【例】
CH2I2
Zn(Cu)
H3C
CH2I2
H3C
H
CH3
Zn(Cu)
H
CH3
三、炔烃
1、还原成烯烃
1)、顺式加成
R1
H2
R1
R2
Cat=[Pb/BaSO4,Pb/CaCO3,Ni3B...]
R2
Cat
NaBH4
(CH3COO)2NiNi3B
2)、反式加成
H2R1
R1R2Cat=[Na/液氨...]
Cat
2、亲电加成
1)、加X2
【机理】
R2
Br2
R1
Br
R1
R2
Br
R2
..
..
Br
+
中间体R1
R2
【特点】反式加成
2)、加HX
Br
2HBr
RCHH3CCCH3
Br
RBr
HBr
RR
HR(一摩尔的卤化氢主要为反式加成)
3)、加H2O
H2O
R
重排
O
CH2
R
R
CH
HgSO4/H2SO4
HO
CH3
【机理】
Hg
+
R
Hg
+
R
+
Hg
2+
H2O
-H
+
Hg
R
R
+
CH
C
+
H
H
HO
H
+
H2O
+
O
R
Hg
H
R
重排
R
CH2
HO
H
OH
CH3
【特点】炔烃水合符合
马式规则。
【注】只有乙炔水合生成乙醛,其他炔烃都生成相应的酮。
3、亲核加成
1)、
..
..
O
Zn(CH3COO)
O
HCCH
+
H2CCHOCCH3
H
C
3
OH
H
CH3OH
H
+
H
n
H
n
CH3COOCH3
H3C
O
HO
O
H
HCHO
H
H
H
H+
n/2
维尼纶合成纤维就是用聚乙烯醇甲酯
n
HO
OO
CH2
2)、
NH4Cl,CuCl2aq
HCCH+HCNH2C
CN
CH3
H3C
NCNNCN
CH3
H3C
H2C
HCH2CHH人造羊毛
CN
CNn
3)、
碱
HCCH
+
C
2H5OH
H2CCHOC2H5
150℃~180℃/压力
4、聚合
..
..
Cu2Cl2
2HCCHH2CCHCCH
NH4Cl
Cu2Cl2
3HCCHH2CCHCHCH2
NH4Cl
3HCCH
金属羰基化合物
Ni(CN)2
3HCCH
5、端炔的鉴别
Cu(NH3)2
+
-
+
R
C
CH
R
C
CAg
白色
R
C
Ag(NH3)2
+
R
C
-
+
CH
CCu
红色
【注】干燥的炔银和炔铜受热或震动时易发生爆炸,实验完毕,应立即加浓硫酸把炔化物分解。
6、炔基负离子
R1-L(L=X,OTs)
R
C
C
R1
R1:
1°烷基
O
OH
-+
(1)
R1
R
CCCH2CHR1
RCCNa
(2)H2O
O
OH
(1)R1C
R2
R
C
C
CR1
(2)H2O
R2
【例】
..
..
O
NaNH2
-+
H3C
CH3
H2O
CH3
HCCH
HCCNa
HCC
OH
OH
CH3
H2
Al2O3
CH3
CH2
H2C
H2C
Pb/BaSO4
CH3
CH3
三、芳烃
1、苯的亲电取代反应
1)卤代
FeBr3
+Br2
2)硝化
浓H2SO4
+浓HNO3
3)磺化
H2SO4
+
(7%SO3)
SO3HH+
4)傅-克(Friedel-Crafts)反应
①傅-克烷基化反应
AlCl3
+RCl
【机理】
Br
+HBr
NO2
+H2O
SO3H
+H2O
R
..
..
R
Cl
+
AlCl3
+
+
+
AlCl4
RCH2
H
+
+
+
R
R
CH2
H
R
+
R
+
+
+
+
AlCl4
HCl
AlCl3
【注】碳正离子的重排,苯环上带有第二类定位基不能进行傅
-克反应。
【例】
CH3
+H3C
AlCl3
CH3
Cl
CH3
+
CH3
AlCl3
CH3
H3C
Cl
CH3
H3C
CH2Cl2
+
AlCl3
2
CH
1Cl
AlCl3
3+3
②傅-克酰基化反应
..
..
O
ClAlCl3
R
+
R
O
O
O
O
AlCl3
R
RCOOH
+R
O
R
+
【例】
O
CH3CH2COCl
CH3
-
CH3
ZnHg
AlCl3
浓HCl
O
O
+
O
AlCl3
COOH
O
2、苯环上取代反应的定位效应
1)第一类定位基,邻对位定位基,常见的有:
OO
NR2NHRNH2OHHNCROROCR
RArX(F,Cl,Br,I)
2)第二类定位基,间位定位基,常见的有:
O
NR3NO2CF3Cl3CORCOOHCOR
CNSO3HCHO
【注】第一类定位基除卤素外,均使苯环活化。
第二类定位基使苯环钝化。
卤素比较特殊,为弱钝化的第一类定位基。
3、苯的侧链卤代
..
..
CH3
CH3
Fe
Cl
+
CH3
Cl2
Cl
CH2Cl
CH3
CH2Br
Cl
NBS
h
【机理】自由基机理
4、苯的侧链氧化
1)用高锰酸钾氧化时,产物为酸。
【描述】苯环不易被氧化,当其烷基侧链上有α氢的时候,则该链可被高锰酸钾等强氧化剂氧化,不论烷基侧链多长。
结果都是被氧化成苯甲酸。
H
CCOOH
KMnO4
H+
【例】
CH3COOH
KMnO4
H+
H3CCCH3H3CCCH3
CH3CH3
2)用CrO3+Ac2O为氧化剂时,产物为醛。
【例】
..
..
CH3CH(OAc)CHO
CrO3/Ac2O
NO2NO2NO2
3)用MnO2为氧化剂时,产物为醛或酮。
CH3CHO
MnO2
H2SO4
OCH3
CH2CH3
MnO2
H2SO4
5、萘
α
β
【特点】萘的亲电取代反应,主要发生在α位,因为进攻α位,形成的共振杂化体较稳定,反应速度快。
【例】
NO2
HNO3
H2SO4
Br
Br2
CCl4
..
..
SO3H
H2SO4
H2SO4
SO3H
CH3CH3
HNO3
HOAc
NO2
NO2
CH3
CH3
HNO3
HOAc
NO2NO2NO2NO2
HNO3
+
H2SO4
NO2
四、卤代烃
1、取代反应
(1)水解
OH-
RXROH
SH-
RXRSH
(2)醇解
..
..
R1ONa
1
RXROR
R1SNa
1
RXRSR
(3)氰解
CN-
1
RXRSR
C2H5OH
(4)氨解
X
NH3
R
RNH2
X
NH3
R
R3N
(5)酸解
R1COO-
1
RXRCOOR
(6)与炔钠反应
1
-
1
RX+RC
C
RCCR
(7)卤素交换反应
NaI
RXRI
丙酮
2、消除反应
(1)脱卤化氢
①β-消除
β
α
NaOH
RCHCH2
RCH
CH2
乙醇
H
Cl
【注】当有多种β-H时,其消除方向遵循萨伊切夫规律,即卤原子总是优先与含氢较少的
β碳上的氢一起
消除。
【例】
H3C
KOH
H3C
H3C
CH3
+
CH2
Br
乙醇
CH3
81%
19%
..
..
HC
H3C
3
CH3
CH3
KOH
H2C
Br
乙醇
H2C
Cl
H
1
RCCR
KOH
1
RCCR
H
乙醇
Cl
②α-消除
Cl
Cl
C
H
NaOH
CCl2
Cl
(2)脱卤素
2
2
R
R
R
1
3
Zn,
R
C
C
R
R
1
3
乙醇
Br
Br
R
R