有机化学名词详解.docx

1、有机化学名词详解有机化学概念解析有机化合物碳氢化合物及其衍生而得的化合物。例如：CH4、CH3CH3、CH3CH2OH同分异构体分子式相同而结构相异因而其性质也各异的化合物。例如：乙醇（CH3CH2OH）和甲醚（CH3OCH3）共价键的均裂及自由基反应两个原子之间的共用电子对均匀分裂，两个原子各保留一个电子。共价键的这种断裂方式称为键的均裂。键均裂产生了具有不成对电子的原子或原子团叫做自由基（游离基）。自由基性质非常活泼，可继续引起一系列反应（链反应）。有自由基参与的反应叫做自由基反应。例如：共价键的异裂及离子型反应共价键断裂时，两个原子之间的共用电子对完全转移到其中的一个原子上。共价键的该断

2、裂方式称为键的异裂。由共价键异裂产生离子而进行的反应叫做离子型反应。例如：亲电试剂在反应过程中，如果试剂从有机化合物中与它反应的那个原子获得电子对并与之共用形成化学键，这种试剂称做亲电试剂。例如：H+、SO3、BF3、AlCl3、+NO2等均为亲电试剂。亲核试剂在反应过程中，如果试剂把电子对给予有机化合物与它反应的那个原子并与之共有形成化学键，这种试剂称做亲核试剂。例如：-OH、-NH2、-CN、H2O、NH3等含有孤对电子的分子和负离子都是亲核试剂。官能团官能团是指分子中比较活泼、容易发生某些特征反应的原子(如卤素原子)、原子团或某些特征的化学键结构单元等。例如：Cl、OH、COOH、等桥环

3、的特定编号原则从某一桥头碳开始，沿最长的桥编至另一个桥头碳，随后继续编较长的桥至起始桥头碳，最后编最短的桥。例如： 双环3.2.1辛烷 2-甲基双环2.2.1-2-庚烯 7，7-二甲基双环4.1.0庚烷 螺环的特定编号原则螺环的编号先从小环上与螺原子相邻的碳原子开始，沿小环经螺原子编到另一大环。例如： 螺4.5癸烷 2-甲基螺4.5-6-癸烯构造式 表示分子中原子相互连接的方式和次序的化学式叫做构造式。例如：杂化将原来的原子轨道混杂均匀而重新组成等量的能量相同的新的轨道杂化轨道，进而成键。这个过程叫做轨道的杂化。例如：sp3杂化、sp2杂化、sp杂化诱导效应由于原子或基团电负性的影响沿着分子中

4、的键传导，引起分子中电子云按一定方向转移或键的极性通过键链依次诱导传递的效应称为诱导效应（inductive effects）或I效应。例如：ClCH2CH2CH3共轭效应是存在于共轭体系中原子间的极性与极化作用的相互影响，是电子离域于整个共轭体系乃至整个分子所产生的一种效应。例如：-共轭 CH2=CHCH=CH2 p-共轭 CH2=CHCl超共轭效应由键参与的离域现象，称为超共轭效应。例如：CH2=CHCH3中C-H键与键的共轭场效应分子中原子之间相互影响的电子效应，不是通过键链而是通过空间传递的，称为场效应（field effects）。例如：可极化度可极化度是指共价键在外界电场的作用下，

5、由于发生电子云分布的变动，从而使分子中电子云变形的难易程度。可极化度大的共价键，电子云易于变形。不易变形的称为可极化度小。例如：CX键的极性大，和CC或CH键比较，CX键在化学反应过程中具有更大的可极化度。正碳离子的稳定性正碳离子的中心碳原子是缺电子的，任何使正碳离子中心碳原子上电子云密度增加的结构因素将使正电荷分散，使正碳离子的稳定性增高。例如：共振论在价键规则许可的范围内，当一个分子可以写出一个以上的构造式时，则任何一个单独的经典价键构造式都不能正确反映出分子的真正结构，可以用多个并不存在的经典构造式叠加(共振、杂化)形成的共振杂化体来近似模拟分子的真实结构。例如： 构造异构体分子中各原子

6、相互结合的方式和次序不同而致的异构体，叫做构造异构体。例如：和、和、和立体异构体分子的构造相同，但分子中各原子在空间的排列方式不同而形成的不同异构体称为立体异构体。例如：顺反异构、对映异构、构象异构构象异构一个分子沿单键旋转形成分子中各原子在空间的不同排列方式称为构象，这些不同的排列称为构象异构体。例如：顺反异构由于分子中存在限制共价键旋转的因素（如双键、环），共价键两端的碳原子各自连接不同的原子或原子团时，就生成两种不同的立体异构体，称为顺反异构。例如： Z/E命名法IUPAC命名法规定用（E）和（Z）两个字母分别标记顺反异构体的方法。以比较各取代基团的先后次序来区别顺反异构体，这种先后次序

7、由一定的“次序规则”来规定。 Z 构型 E 构型(a a; b b)Z 构型 两个次序在前的取代基（a和b）位在双键的同侧。E 构型 两个次序在前的取代基（a和b）位在双键的异侧。取代基的次序规则（1）取代基团的先后次序，原则上由基团中各原子的原子序数，首先由和双键碳原子直接相连原子的原子序数所决定。（2）取代基团中，若和双键碳原子直接相连的第一原子相同，则须比较其以后原子的原子序数。（3）当取代基团为不饱和基团时，应把双键或叁键看作是它以单键和多个原子相连接。例如：(Z) 1，2-二氯-1-溴乙烯 (Z) 2,4-二甲基-3-氯-3-己烯对映异构由于在空间排列上的不同使两种结构互成镜象不重合

8、而产生的构型异构体，称为对映异构，也叫旋光异构。例如： 偏振光只在一个方向上振动的光线叫做平面偏振光，简称偏振光。旋光性与旋光度能使偏振光振动方向发生旋转的性质成为旋光性，偏振光振动方向旋转的角度叫做旋光度。手性与手性分子手是不能与自身镜像相叠合的，一个物体若与自身镜像不能叠合，就叫做具有手性，在立体化学中，不能与自身镜像叠合的分子叫做手性分子。手性碳在有机化合物中，一个碳原子如果与四个互不相同的原子或基团相连，这种碳原子叫不对称碳原子，或手性碳原子。菲舍尔投影式菲舍尔(Fischer)投影式是表示手性碳原子构型的一种广为使用的方式。在菲舍尔投影式书写中，有如下规定：(1)将手性碳原子放在纸平

9、面上，横键表示该键伸向纸平面前方，即横前；竖键表示伸向纸平面后方，即竖后，简言之即横前竖后；(2)一般情况下，将碳链放在竖键上，并且1号碳原子始终在竖键的最上端；(3)手性碳原子可以写出来，也可以不写出来。例如：R/S命名法R-S标记法基于手性碳原子所连的四个基团互不相同，它们在空间按一定的次序排列。用次序规则比较它们的先后(优先)次序，若a,b,c,d四个基团的次序为abcd，把排在最后的最不优先的基团d置于离观察者最远的位置，即从最不优先的基团d的对面，观察其他三个基团的排列次序。这正如汽车司机对方向盘，a、b、c在方向盘上，d位于方向盘连杆上。如果从a经过b再到c旋转的方向是顺时针的，则

10、将该手性碳原子的构型标记为“R”(拉丁文Rectus的缩写，“右”的意思)；如果是逆时针的，则标记为“S”(拉丁文Sinister的缩写，“左”的意思)。例如：乳酸的R-S构型对映异构体的判断方法一个分子有对映异构体或者说有手性可以用以下方法判断：（1）分子和镜像不能重合；（2）分子中含有一个手性碳；（3）分子中既没有对称面又没有对称中心。例如：下列化合物中没有旋光性的是（ C ）内消旋体虽然含有手性碳原子，但却不是手性分子，因而也没有旋光性的化合物，叫做内消旋体。内消旋体用“meso-”或“m-”表示。例如：meso-2,3-二羟基丁二酸烷烃的沸点变化规律随着相对分子质量的增加，烷烃的沸点逐

11、渐升高。同碳数的构造异构体中，分子的支链越多，则沸点越低。例如：将下列化合物按沸点由高到低排序（ abcd ）a 正庚烷 b 正己烷 c 2甲基戊烷 d 2，2二甲基丁烷燃烧热燃烧热是指一摩尔化合物完全燃烧生成二氧化碳和水所放出的热量。燃烧热的大小可以反映出分子内能的大小，从而可以判断分子的稳定性。取代环丙烷的开环原则取代环丙烷与卤化氢加成时，环的破裂发生在取代基最多和取代基最少的碳原子之间，氢原子加在连氢较多的碳原子上。例如： 氢化热每一摩尔烯烃催化加氢放出的能量叫做氢化热。氢化热的大小反映了烯烃分子结构稳定性，氢化热越小则分子稳定。亲电加成反应由亲电试剂作用而引起的加成反应，叫做亲电加成反

12、应。例如：烯烃与一系列亲电加成试剂HX、H2SO4、H2O、X2等的反应。马氏规则不对称烯烃与极性试剂（如卤化氢）进行加成时，试剂中带正电的部分（如H+）总是加到含氢较多的双键碳原子上，带负电部分（X-）则加到含氢较少的双键碳原子上。这个经验规律是由俄国化学家马尔科夫尼科夫（Markovnikov V. V.）总结出来的，因此称为马尔科夫尼柯夫规律，简称马氏规则，也称不对称加成规则。例如： 正碳离子重排正碳离子重排通常只发生在相邻碳原子上，即1,2-迁移，判断重排反应能否发生的依据是正碳离子稳定性，经重排后的正碳离子比未重排的正碳离子要有更好的稳定性。例如：自由基加成过氧化物效应在日光或过氧化

13、物存在下，烯烃与溴化氢的加成取向正好与马氏规则相反。这一现象称过氧化物效应。反马氏规则的加成，不是离子型的亲电加成，而是自由基型的加成反应。例如： 硼氢化氧化反应烯烃与硼氢化物乙硼烷（B2H）容易发生加成反应生成三烷基硼，这个反应叫硼氢化反应。硼氢化反应后所得的反应混合物不必分离直接和过氧化氢的氢氧化钠溶液作用，反应混合物中的烷基硼被氧化为烷氧基硼，然后再水解为相应的醇。它是制备醇特别是伯醇的一个好方法。硼氢化氧化反应的特点是，产物为反马氏规则的加成产物，立体化学上为顺式加成，且无重排产物生成。例如： NBSNBS：N溴代丁二酰亚胺，是烯丙型化合物进行溴代反应的溴化剂。例如： 共轭二烯烃两个双

14、键被一个单键间隔的二烯烃叫做共轭二烯烃。例如：1,3-丁二烯CH2=CH-CH=CH2共轭加成/1,4-加成1,4-加成是一分子试剂加在共轭双键的两端碳原子上（即C或C上），即C和C上原来的双键变成单键，而在C和C之间，原来的单键变成双键。在1,4-加成反应中，共轭二烯烃作为一个整体参与反应，因此也称为共轭加成。例如： 狄尔斯阿尔德反应/双烯合成共轭二烯烃与具有碳碳双键或碳碳叁键的不饱和化合物进行1,4-加成反应，生成六元环烯烃及其衍生物，这类反应叫做狄尔斯阿尔德反应，也叫双烯合成。例如： 协同反应反应一步完成，反应过程中新键的生成和旧键的断裂同时发生，反应只经过一个过渡态而没有离子或自由基等

15、中间体过程的基元反应，称为协同反应。例如：双烯合成周环反应反应经过一个环过渡态而进行的环加成反应称为周环反应。也是协同反应的一种。周环反应有两个特点：第一，反应显著受光照和加热作用影响，而且光照和加热所得反应结果不同；第二，有高度的立体化学专一性。电环化反应在线型共轭体系的两端，由两个电子生成一个新的键的反应或其逆反应都称为电环化反应。例如： 环加成反应环加成反应是在两个电子体系的两端同时生成两个键而闭合成环的反应。环加成反应可以根据电子数目不同分为2+2和4+2型等。例如： 前线轨道是指分子中能量最高的电子占据轨道和能量最低的电子未占据轨道，分别用HOMO和LUMO表示。末端炔烃与炔氢叁键在

16、炔烃分子链的端位上，称为末端炔烃，末端炔烃的叁键碳上的氢原子叫炔氢。林德拉（Lindlar）催化剂在钯碳酸钙中加入一些醋酸铅使之钝化，得到林德拉（Lindlar）催化剂，能使炔烃选择加氢生成烯烃，只对炔烃的催化加氢有效，而对烯烃的加氢无效。例如： Kucherov反应炔烃和水的加成首先是叁键与一分子水加成，生成具有双键以及双键碳上连有羟基的烯醇（或称烯醇式化合物）。烯醇式化合物不稳定，容易重排生成醛或酮，即羟基中的质子，转移到另一个双键碳原子上，同时组成共价键的电子云发生转移，使碳碳双键变成单键，碳氧单键变成双键。这个反应称为Kucherov反应。例如： 互变异构现象在一般条件下，两个构造异构

17、体可以迅速地相互转变的现象，叫做互变异构现象。例如： 芳香性成环原子间的键长也趋于平均化，性质上表现为易发生取代反应，不易发生加成反应，不易被氧化，它们的质子在核磁共振谱中显示相似的化学位移。这些特性统称为芳香性。非苯芳烃分子中不含苯环结构，但含有结构和性质与苯环相似的芳环，并具有芳香族化合物的共同特性。例如： 亲电取代反应由于高度离域的电子云分布在苯环平面的上方和下方，组成闭合共轭体系，苯环容易受到亲电试剂的进攻，使苯环上的原子被取代，生成相应的取代苯，这种反应称为亲电取代反应。例如：卤化、硝化、磺化、烷基化和酰基化等傅-克烷基化反应芳烃与卤代烷在无水AlCl3的催化下，生成芳烃的烷基衍生物

18、。反应的结果是苯环上引入了烷基，这个反应叫做傅列德尔克拉夫茨烷基化反应，简称傅-克烷基化反应。例如： 傅克酰基化反应芳烃与酰卤（RCOX）在无水AlCl3催化作用下，生成芳酮。这个反应叫做傅列德尔克拉夫茨酰基化反应，简称为傅克酰基化反应。例如： 氯甲基化反应在无水氯化锌催化下，芳烃与甲醛及氯化氢作用，芳环上的氢被氯甲基（CH2Cl）取代，称为氯甲基化反应。例如： 路易斯(Lewis G.N.)酸美国化学家路易斯(Lewis G.N.)提出电子理论，他从化学键理论出发，以接受或给出电子为判据，定义凡能接受电子对的物质是酸。例如：AlCl3定位基与定位效应当苯环上已有一个取代基，如再引入第二个取代

19、基时，第二个取代基进入的位置，主要由苯环上原有取代基的性质所决定。化学家们把芳环上原有的取代基称为定位基，把定位基支配第二个取代基进入芳环位置的能力称为定位效应。邻对位定位基/活化基邻对位定位基又叫第一类定位基，它们使第二个取代基主要进入它的邻位和对位(邻+对60%）。这类定位基主要有以下三个特点：这些取代基与苯环直接相连的原子一般都是饱和的且多数有孤电子对或带负电荷。除卤素外，这类定位基均能使苯环上电子云密度升高，使苯环活化。因此这些定位基又称活化基。这些取代苯（除卤苯外）的亲电取代反应活性比苯高，反应速度比苯快。例如：O，NR2，NHR，NH2，OH，OCH3，NHCOR，OCOR，C6H

20、5，R，X等（定位能力由强到弱）间位定位基/钝化基间位定位基又叫第二类定位基，它们使第二个取代基主要进入它的间位（间位40%）。这类定位基主要有以下三个特点：这些取代基与苯环直接相连的原子一般都是不饱和的（重键的另一端是电负性大的元素）或带正电荷（也有例外，如CCl3）。这类定位基均能使苯环上电子云密度降低，使苯环钝化。因此，这些定位基又称钝化基。这些取代基的亲电取代反应活性比苯低，反应速度比苯慢。例如： 等（定位能力由强到弱）多环芳烃分子中含有两个或两个以上的苯环结构的芳烃，称为多环芳烃。例如： 稠环芳烃多环芳烃分子中有两个或两个以上的苯环以共用两个相邻碳原子的方式相互稠合。例如：萘、蒽、菲

21、等。休克尔规则1931年德国化学家休克尔（E.Huchel）发现：如果一个单环化合物具有闭合的共轭体系，且成环原子共平面，它的电子数为4n+2（n=0，1，2，整数），该化合物就具有芳香性。这个规则称为休克尔规则，或4n+2规则。例如：下列化合物无芳香性的是（ A ）轮烯通常将n 10的一类共轭单环多烯烃CnHn称为轮烯。例如： 伯、仲、叔卤代烷烷烃分子中的氢原子被卤素原子取代后的生成物叫做卤代烷烃，按照与卤原子相连碳原子的不同，卤代烷又分为伯卤代烷、仲卤代烷和叔卤代烷：例如： 亲核取代反应由亲核试剂进攻而引起的取代反应，称为亲核取代反应（nucleophilic substitution），

22、以SN表示。例如：在卤烷分子中，卤素原子可被富电子的亲核试剂，如负离子（HO-，RO-,NO3-等）或具有未共用电子对的分子（如NH3,H2O等）取代。威廉姆森（williamson）合成反应伯卤代烷与醇钠作用可制得醚。该反应是制备醚的重要方法，称为威廉姆森（williamson）合成反应。例如： -消除反应从分子中失去一个简单分子生成不饱和键的反应称为消除反应（elimination reaction），用E表示。由于脱去碳上的氢，通常称为消除反应例如：卤烷和氢氧化钠（或氢氧化钾）的乙醇溶液共热脱去一分子卤化氢生成不饱和烃 查依采夫（Saytzeff）规则卤烷脱卤化氢时，氢原子总是从含氢最少

23、的碳原子上脱去的。这个经验规律称为查依采夫（Saytzeff）规则。生成双键碳上烷基取代基最多的烯烃（或稳定的烯烃，如共轭烯烃）。例如： 格氏试剂一卤代烷与金属镁在绝对乙醚（无水、无醇的乙醚）中作用生成有机镁化合物，产物能溶于乙醚，不需分离即可直接用于各种合成反应，这种产物一般称为格利雅（Grifnard）试剂，简称格氏试剂。例如： 相转移催化反应与相转移催化剂相转移催化反应是化学反应的方式之一。在这类反应中，由于两种反应物互不相溶而构成两相（即非均相），反应物之间接触概率较少，反应较难进行，甚至不能发生反应。若加入一种催化剂，将反应物之一由原来所在的一相穿过两相之间的界面转移到另一个反应物所

24、在的另一相中，使两相反应物在均相中反应，从而反应较易进行，这种反应方式称为相转移催化反应（phase transer catalutic reaction，简称PTC反应）。在非均相反应中，能将反应物之一有一相转移到另一相的催化剂，称为相转移催化剂。例如： 单分子亲核取代反应（SN 1）在决定反应速度的步骤中，发生共价键变化的只有一种分子，所以称作单分子反应历程。这种单分子亲核取代反应常用SN 1。SN1反应的特点是：反应分两步进行，反应速度只与反应物的浓度有关，而与试剂浓度无关，反应过程中有活性中间体正碳离子生成，如正碳离子所连的三个基团不同时，得到的产物基本上是外消旋体。同时由于正碳离子中

25、间体存在，产物往往有重排产物。例如：叔丁基溴在碱性溶液中水解反应速度，仅与卤烷的浓度成正比，而与亲核试剂（OH-或水分子）的浓度无关。这说明决定反应速度的一步与试剂无关，而仅取决于卤烷分子本身CX键断裂的难易和它的浓度。双分子亲核取代反应（SN2）在决定反应速度的步骤中，共价键的变化发生在两种分子中，因此它是双分子亲核取代反应，以SN2表示。SN2反应的特点是：反应速度既与反应物的浓度有关，又与试剂的浓度有关，反应中新键的形成和旧键的断裂是同步的，经由SN2反应得到的产物通常发生构型反转。同时反应只通过一个过渡态而无中间体生成，因此不存在重排产物。例如：溴甲烷碱性水解的反应速度不仅与卤烷的浓度

26、成正比，也与碱的浓度呈正比。瓦尔登转化/瓦尔登反转亲核取代反应中亲核试剂不是连在原来离去基团的位置上，所得到的取代产物与原来的反应物构型相反，这称为瓦尔登转化或瓦尔登反转。例如： 分子内的亲核取代反应亲核试剂与被取代的离去基团处于同一分子内发生的亲核取代反应，称为分子内的亲核取代反应。例如： 邻基效应同一分子内，一个基团参与并制约和反应中心相连的另一个基团所发生的反应，称为邻基参与。它是分子内基团之间的特殊作用所产生的影响，又称为邻基效应。例如： 亲核性和碱性亲核性和碱性是两个不同的概念。试剂的碱性是指试剂与质子结合的能力，而亲核性是指试剂与带部分正电荷碳原子结合的能力。因此，试剂的亲核性强弱

27、与其碱性大小并非完全一致例如卤离子的碱性是：I-Br-Cl-Br-Cl-F-。单分子消除反应（E1）决定反应速率的步骤中，只有一种分子发生共价键的异裂。所以这样的反应历程称为单分子消除反应（E1）。例如：第一步反应速度较慢，第二步反应速度较快。第一步生成正碳离子是决定反应速度的一步，这一步中只有一种分子发生共价键的异裂。双分子消除反应（E2）新键生成和旧键的断裂同时发生，其反应速度与反应浓度以及进攻试剂的浓度成正比，这说明反应是按双分子历程进行的，因此叫做双分子消除反应。例如： 顺式消除与反式消除从立体化学角度来考虑，-消除可能导致两种不同的顺反异构体。将离去基团与被脱去的-H放在同一平面上，

28、若离去基团与-H在键同侧被消除，称为顺式消除；若离去基团与-H在键的两侧（异侧）被消除，称为反式消除。例如：烯丙型和苄基型卤代烃卤原子与双键或苯环相隔一个饱和碳原子的卤代烃。例如： 乙烯型和卤苯型卤代烃卤原子直接与双键或苯环（芳环）碳原子相连的卤代烃。例如： 孤立型卤代烯烃和卤代芳烃卤原子与双键或苯环相隔两个或多个饱和碳原子的卤代烯烃和卤代芳烃。例如： 烯丙位重排烯丙基正碳离子的带正电的碳原子是sp2杂化的，它的一个缺电子的空p轨道和相邻的碳碳双键的轨道发生交盖，使电子云离域（形成缺电子共轭体系），因此正电荷得到分散，使这个正碳离子趋于稳定。也可用共振结构式表示：从烯丙正碳离子的电子云分布来看

29、，两端碳上都带有部分正电荷，当它遇到亲核试剂如OH-时，有两种可能的进攻位置，这种现象称为烯丙位重排。例如： 氟里昂含有一个或两个碳原子的氟氯烃的总称。商业上，不同的氟里昂常用不同的数字来代表它的结构，即用F代号来表示，其中F表示它是一个氟代烃，F右下角的数字个位数字代表分子中的氟原子数，十位数字代表氢原子数加一，百位数字代表分子中碳原子数减一（对CCl2F2而言，百位数字为0，省去不写）。例如F11（CCl3F）、F22（CHClF2）、F113（CFCl2CF2Cl）、F114（ClF2C-CF2Cl）等。醇烃分子中饱和碳原子上的氢原子被羟基所取代的化合物称为醇。例如： 伯、仲、叔醇对于一

30、元醇按羟基所连的碳原子是伯(第一)，仲(第二)或叔(第三)碳原子，分别称为伯醇(第一醇，1醇)，仲醇(第二醇，2醇)或叔醇(第三醇，3醇)。例如： 正丁醇（伯醇） 仲丁醇 叔丁醇卢卡斯试剂浓盐酸与无水氯化锌所配制的溶液称为卢卡斯试剂，可用于鉴别伯、仲、叔醇(适用于六个碳以下的醇)。卢卡斯试剂分别与伯，仲，叔醇在常温下作用，叔醇反应最快，仲醇次之，伯醇最慢。由于在反应中所生成的氯烷不溶于水，因此呈现混浊或分层现象，观察反应中出现混浊或分层的快慢，就可区别反应物是伯醇，仲醇或叔醇。例如： 甘油丙三醇俗称甘油。它是一个重要的三元醇，以酯的形式广泛存在于自然界中。例如：CH2OHCHOHCH2OH硫醇醇分子中的氧原子为硫原子所代替而形成的化合物，叫做硫醇。巯基(-SH)是硫醇的官能团。例如： 甲硫醇 乙硫醇 异丙硫醇醚醚则可以看作是水分子中两个氢原子同时被两个烃基取