(總分150分 考試時(shí)間3小時(shí))
一、課程描述
課程名稱:有機(jī)化學(xué)
Organic Chemistry
學(xué)分—學(xué)時(shí):6—90(講課)+40(實(shí)驗(yàn))
適用專業(yè):化工類各專業(yè)
教 材:高鴻賓.有機(jī)化學(xué)(第四版).高等教育出版社.2005
高占先,周科衍.有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)(第四版).高等教育出版社.2004
主要參考書:
(1)徐壽昌.有機(jī)化學(xué)(第二版).高等教育出版社.1993
(2)汪小蘭.有機(jī)化學(xué)(第三版).高等教育出版社.1997
(3)邢其毅等.基礎(chǔ)有機(jī)化學(xué)(第三版) .高等教育出版社. 2005
二、考試大綱
第一章 緒論
有機(jī)化學(xué)和有機(jī)化合物;有機(jī)化合物的特性;分子結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)式;共價(jià)鍵:共價(jià)鍵的形成、屬性、共價(jià)鍵的斷裂和有機(jī)反應(yīng)的類型;分子間酵素作用力;酸堿的概念:Brnsted酸堿理論,Lewis酸堿理論,硬軟酸堿原理;有機(jī)化合物的分類:按碳架分類,按官能團(tuán)分類;有機(jī)化合物的研究程序。
第二章 飽和烴:烷烴和環(huán)烷烴
烷烴和環(huán)烷烴的通式和構(gòu)造異構(gòu);烷烴和環(huán)烷烴的命名;烷烴和環(huán)烷烴的結(jié)構(gòu):σ鍵的形成及其特性,環(huán)烷烴的結(jié)構(gòu)與環(huán)的穩(wěn)定性,烷烴和環(huán)烷烴的構(gòu)象:乙烷、丁烷、環(huán)己烷、取代環(huán)己烷的構(gòu)象,烷烴和環(huán)烷烴的物理性質(zhì),烷烴和環(huán)烷烴的化學(xué)性質(zhì):自由基取代反應(yīng),氧化反應(yīng),異構(gòu)化反應(yīng),裂化反應(yīng),小環(huán)環(huán)烷烴的加成反應(yīng),烷烴和環(huán)烷烴的主要來源和制法。
本章重點(diǎn):
① 烷烴和環(huán)烷烴的命名;
② 甲烷的結(jié)構(gòu),sp3雜化與四面體構(gòu)型;
③ 乙烷、丁烷、環(huán)己烷的構(gòu)象;
④ 氫原子的活潑性:3H>2H>1H;自由基的穩(wěn)定性:3>2>1> CH3• ;
⑤小環(huán)環(huán)烷烴的加成反應(yīng)。
第三章 不飽和烴:烯烴和炔烴
烯烴和炔烴的結(jié)構(gòu):碳碳雙鍵的組成,碳碳三鍵的組成,π鍵的特性;烯烴和炔烴的同分異構(gòu);烯烴和炔烴的的命名:烯基和炔基,烯烴和炔烴的命名,烯烴順反異構(gòu)體的命名,烯炔的命名;烯烴和炔烴的物理性質(zhì);烯烴和炔烴的化學(xué)性質(zhì):加氫,親電加成,氧化反應(yīng),聚合反應(yīng),α-氫原子的反應(yīng);炔烴的活潑氫反應(yīng)烯烴和炔烴的業(yè)來源的制法。
本章重點(diǎn):
① 乙烯、乙炔的結(jié)構(gòu)、sp2雜化、sp雜化;
② 烯烴的順反異構(gòu)及Z/E標(biāo)記法;
③ 烯烴及炔烴的親電加成反應(yīng)(加鹵素、加鹵化氫、加硫酸、加水、加次鹵酸、硼氫化、羥汞化-脫汞),馬氏規(guī)則及其理論解釋;
④ 烯烴的自由基加成、自由基取代、硼氫化反應(yīng)、氧化反應(yīng)。
⑤ 炔氫的弱酸性。
第四章 二烯烴 共軛體系 共振論
二烯烴的分類和命名;二烯烴的結(jié)構(gòu):丙二烯的結(jié)構(gòu),1,3-丁二烯的結(jié)構(gòu);電子離域與共軛體系:π-π共軛,p-π共軛,超共軛;共振論:共振論的基本概念,書寫極限結(jié)構(gòu)式遵循的基本原則,共振論的應(yīng)用;共軛二烯烴的化學(xué)性質(zhì):1,4-加成反應(yīng),1,4-加成反應(yīng)的理論解釋,雙烯合成,聚合反應(yīng)與合成橡膠;重要共軛二烯烴的工業(yè)制法;環(huán)戊二烯:工業(yè)來源的法,化學(xué)性質(zhì)。
本章重點(diǎn):
① 共軛二烯的結(jié)構(gòu),電子離域與共軛體系,π-π共軛,超共軛;
② 共軛二烯的性質(zhì),1,4-加成及1,2-加成,雙烯合成,共軛二烯的聚合反應(yīng)與合成橡膠;
③ 共軛二烯1,4-加成的理論解釋,缺電子p-π共軛及烯丙基正離子的特殊穩(wěn)定性;
④ 離域體系的共振論表述法。
第五章 芳烴 芳香性
芳烴的構(gòu)造異構(gòu)和命名;苯的結(jié)構(gòu):價(jià)鍵理論,分子軌道理論,共振論對(duì)苯分子結(jié)構(gòu)的解釋;單環(huán)芳烴的物理性質(zhì);單環(huán)芳烴的化學(xué)性質(zhì):芳烴苯環(huán)上的取代反應(yīng)及其機(jī)理,加成反應(yīng),芳烴側(cè)鏈上的反應(yīng);苯環(huán)上親電取代反應(yīng)的定位規(guī)則:兩類定位基,苯環(huán)上親電取代反應(yīng)定位規(guī)則的理論解釋,二取代苯親電取代的定位,親電取代定位規(guī)則在有機(jī)合成上的應(yīng)用;芳香族親電取代反應(yīng)中的動(dòng)力學(xué)和熱力學(xué)控制;稠環(huán)芳烴:萘:結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、萘環(huán)上二元取代反應(yīng)的定位規(guī)則,蒽,菲;芳香性:Hückel規(guī)則,非苯芳烴,芳香性的判斷;多官能團(tuán)化合物的命名。
本章重點(diǎn):
① 苯環(huán)的結(jié)構(gòu)與其特殊穩(wěn)定性;
② 苯環(huán)上的親電取代反應(yīng)(五化);
③ 苯環(huán)上親電取代反應(yīng)的定位規(guī)律及其理論解釋。
④ 萘的結(jié)構(gòu)與化學(xué)性質(zhì),定位規(guī)律在萘及其衍生物中的應(yīng)用;
⑤ Hückel規(guī)則與芳香性;
⑥ 多官能團(tuán)化合物的命名。
第六章 對(duì)映異構(gòu)
異構(gòu)體的分類;手性和對(duì)稱性:分子的手性,對(duì)映異構(gòu),對(duì)映體,對(duì)稱因素;手性分子的性質(zhì)—光學(xué)活性:旋光性,旋光儀和比旋光度;具有一個(gè)手性中心的異構(gòu) 分子的構(gòu)型:對(duì)映體和外消旋體性質(zhì),構(gòu)型的表示法,構(gòu)型的標(biāo)記法;具有兩個(gè)手性中心的對(duì)映異構(gòu):具有兩個(gè)不同手性碳原子的異構(gòu),具有兩個(gè)相同手性碳原子的異構(gòu);手性中心的產(chǎn)生:第一個(gè)手性中心的產(chǎn)生,第二個(gè)手性中心的產(chǎn)生;脂環(huán)化合物的立體異構(gòu):脂環(huán)化合物的順反異構(gòu),脂環(huán)化合物的對(duì)映異構(gòu);構(gòu)象體和構(gòu)象非對(duì)映體;不含手性中心化合物的對(duì)映異構(gòu):丙二烯型,聯(lián)苯型化合物;對(duì)映異構(gòu)在研究反應(yīng)機(jī)理中的應(yīng)用。
本章重點(diǎn):
① 手性、手性分子與手性碳、旋光度與比旋光度、對(duì)映體與非對(duì)映體、差向異構(gòu)體、內(nèi)消旋體、外消旋體等的概念;
② 對(duì)稱因素與分子的手性間的關(guān)系;
③ Fischer投影式的寫法、R/S標(biāo)記法;
④ 不含手性中心化合物的對(duì)映異構(gòu);
⑤ 對(duì)映異構(gòu)在研究反應(yīng)機(jī)理中的應(yīng)用。
第七章 鹵代烴 相轉(zhuǎn)移催化反應(yīng) 鄰基效應(yīng)
鹵代烴的分類、命名;鹵代烴的制法:烴的鹵化,由不飽和烴制備,由醇制備,鹵原子交換,偕(連)二鹵代烷部分脫鹵化氫,氯甲基化,由重氮鹽制備;鹵代烴的物理性質(zhì);鹵代烷的化學(xué)性質(zhì):親核取代反應(yīng):水解、醇解、氰解、氨解、鹵離子交換反應(yīng)、與硝酸銀作用,消除反應(yīng):脫鹵化氫、脫鹵素,與金屬反應(yīng):與鎂反應(yīng)、與鋰反應(yīng),相轉(zhuǎn)移催化反應(yīng);親核取代反應(yīng)機(jī)理:雙分子親核取代反應(yīng)(SN2)機(jī)理,單分子親核取代反應(yīng)(SN1)機(jī)理,分子內(nèi)親核取代反應(yīng)機(jī)理 鄰基效應(yīng);影響親核取代反應(yīng)的因素:烷基結(jié)構(gòu)的影響、鹵原子(離去基團(tuán))的影響、親核試劑的影響、溶劑的影響;消除反應(yīng)的機(jī)理:雙分子消除取代反應(yīng)(E2)機(jī)理,單分子消除取代反應(yīng)(E1)機(jī)理;消除反應(yīng)的取向;影響消除反應(yīng)的因素:烷基結(jié)構(gòu)的影響,鹵原子的影響,進(jìn)攻試劑的影響,溶劑的影響;取代和消除反應(yīng)的競(jìng)爭(zhēng):烷基結(jié)構(gòu)的影響,進(jìn)攻試劑的影響,溶劑的影響,反應(yīng)溫度的影響;鹵代烯烴和鹵代芳烴的化學(xué)性質(zhì):雙鍵和苯環(huán)位置對(duì)鹵原子活性的影響,乙烯型和苯基型鹵代烴的化學(xué)性質(zhì),烯丙型和芐基型鹵代烴的化學(xué)性質(zhì)。
本章重點(diǎn):
① 鹵代烴的制法(7種方法);
② 鹵烷的化學(xué)性質(zhì):親核取代,消除反應(yīng);
③ 鄰基參與效應(yīng);
④ SN1、SN2、E1、E2反應(yīng)的機(jī)理,四者間的競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系及影響因素;
⑤ 不飽和碳原子與鹵素原子的相對(duì)位置對(duì)三種不同鹵代烴的性質(zhì)的影響。
第八章 有機(jī)化合物的波譜分析
有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)和吸收光譜;紅外吸收光譜:分子振動(dòng)和紅外光譜,有機(jī)化合物基團(tuán)的特征頻率,紅外光譜解析;核磁共振譜:核磁共振的產(chǎn)生,化學(xué)位移:來源、表示方法、影響因素;自旋偶合與自旋裂分;核磁共振譜的解析;13C-NMR簡(jiǎn)介。
本章重點(diǎn):
① 紅外光譜與有機(jī)分子結(jié)構(gòu)的關(guān)系,有機(jī)官能團(tuán)的特征吸收頻率,紅外光譜的解析;
② 核磁共振譜與有機(jī)分子結(jié)構(gòu)的關(guān)系,化學(xué)位移及n+1規(guī)律,核磁共振氫譜的解析。
第九章 醇和酚
醇和酚的分類、構(gòu)造異構(gòu)和命名;醇和酚的結(jié)構(gòu);醇和酚的制法:醇和酚的工業(yè)合成,鹵代烴或重氮鹽的水解,由Grignard試劑制備,由烯烴制備,醛、酮、羧酸和羧酸衍生物的還原;醇和酚的物理性質(zhì);醇和酚的波譜性質(zhì);醇和酚的化學(xué)性質(zhì)—醇和酚的共性:弱酸性,醚的生成,酯的生成,氧化反應(yīng),與三氯化鐵的顯色反應(yīng);醇羥基的反應(yīng)—醇的個(gè)性:弱堿性,與氫鹵酸的反應(yīng),α-鹵代醇與氫鹵酸的反應(yīng),鄰基效應(yīng),與鹵化磷的反應(yīng),與亞硫酰氯的反應(yīng),脫水反應(yīng);酚芳環(huán)上的反應(yīng)—酚的個(gè)性:鹵化,磺化,硝化和亞硝化,F(xiàn)riedel-Crafts反應(yīng),Kolbe-Schimitt反應(yīng),酚醛樹脂,雙酚A及環(huán)氧樹脂;還原反應(yīng)。
本章重點(diǎn):
① 醇和酚的結(jié)構(gòu);
醇和酚的制法:
•醇的制法:烯烴水合,硼氫化,鹵烴水解,從格氏試劑制備,醛、酮、酯還原。
•酚的制法:異丙苯氧化、芳鹵衍生物水解、磺化堿熔。
③ 醇和酚的化學(xué)性質(zhì):
•共性:弱酸性(酚的酸性大于醇),成醚,成酯(酚成酯用酰氯、酸酐),氧化。
•醇的個(gè)性:弱堿性,與HX、PX3、SOCl2反應(yīng)生成RX,分子內(nèi)或分子間脫水。
•酚的個(gè)性:與FeCl3顯色,芳環(huán)上親電取代反應(yīng),還原。
• 鄰二醇的特殊反應(yīng):高碘酸氧化、四乙酸鉛氧化、頻哪醇重排。
④ 醇和酚的紅外光譜特征吸收。
第十章 醚和環(huán)氧化合物
醚和環(huán)氧化合物的命名、結(jié)構(gòu);醚和環(huán)氧化合物的制法:醚和環(huán)氧化合物的工業(yè)合成,Williamson合成法,不飽和烴與醇的反應(yīng);醚的物理性質(zhì);醚的波譜性質(zhì);醚和環(huán)氧化合物的化學(xué)性質(zhì): 鹽的生成,酸催化碳氧鍵斷裂,堿催化碳氧鍵斷裂,環(huán)氧乙烷與Grignard試劑的反應(yīng),Claisen重排,過氧化物的生成;冠醚。
本章重點(diǎn):
① 醚和環(huán)氧化合物的制法:乙醇、環(huán)氧乙烷的工業(yè)制法,Williamson合成法制混醚、單醚、環(huán)醚,由異丁烯制叔丁醚,乙烯制乙烯醚;
② 醚和環(huán)氧化合物的化學(xué)性質(zhì): 鹽的生成,酸催化碳氧鍵斷裂(似SN1),堿催化碳氧鍵斷裂(似SN2) ,環(huán)氧乙烷與格氏試劑的反應(yīng)(制多兩個(gè)碳的醇),過氧化物的生成。
第十一章 醛、酮和醌
醛和酮的命名、結(jié)構(gòu);醛和酮的制法:醛和酮的工業(yè)合成,伯醇和仲醇的氧化,羧酸衍生物的還原,芳環(huán)的?;?;棧和酮的物理性質(zhì);醛和酮的波譜性質(zhì);醛和酮的化學(xué)性質(zhì):羰基的反應(yīng)活性,羰基的親核加成,α-氫原子的反應(yīng),氧化和還原;α,β-不飽和醛、酮的特性:親電加成,親核加成,還原反應(yīng);乙烯酮 卡賓;醌的制法及化學(xué)性質(zhì)。
本章重點(diǎn):
① 羰基上親核加成反應(yīng)(加HCN、NaHSO3、ROH、H2N-Y、RMgX等);
② 羥醛縮合反應(yīng)、碘仿反應(yīng)及Cannizarro反應(yīng);
③ 醛與Tollen’s及Fehlling’s的反應(yīng);
④ 羰基還原為羥基的反應(yīng),羰基還原為亞甲基的反應(yīng);
⑤ 醛和酮的波譜性質(zhì);
⑥ 苯醌的化學(xué)性質(zhì)(無芳性,可加成、氧化)。
第十二章 羧酸
羧酸的分類和命名;羧酸的結(jié)構(gòu);羧酸的制法:羧酸的酸性和極化效應(yīng),羧酸衍生物的生成,羰基的還原反應(yīng),脫羧反應(yīng),二元酸的受熱反應(yīng),α-氫原子的反應(yīng);羥基酸:酸性,脫水反應(yīng),α-羥基酸的分解。
本章重點(diǎn):
① 羧酸的制法:烴、伯醇、醛、甲基酮氧化,腈水解,格氏反應(yīng),Kolbe-Schmitt反應(yīng);
② 羧酸的酸性,羧酸的酸性與結(jié)構(gòu)的關(guān)系,羧酸衍生物的生成,二元羧酸加熱時(shí)的反應(yīng)(Blank規(guī)律,生成共軛體系或五元、六元環(huán));
③ 羥基酸的制法:鹵代酸、羥基腈水解,Reformasky反應(yīng);
④ 羥基酸的酸性(大于羧酸,小于鹵代酸),羥基酸的失水反應(yīng)(生成共軛體系或五元、六元環(huán));
⑤ 羧酸的波譜性質(zhì)。
第十三章 羧酸衍生物
羧酸衍生物的命名;羧酸衍生物物理性質(zhì)及波譜性質(zhì);羧酸衍生物的化學(xué)性質(zhì):酰基上的親核取代反應(yīng)及其機(jī)理,羧酸衍生物的相對(duì)反應(yīng)活性,還原反應(yīng),與有機(jī)金屬試劑的反應(yīng),酰胺氮原子上的反應(yīng)—酰胺的個(gè)性;碳酸衍生物:碳酰氯,碳酰胺。
本章重點(diǎn):
① 重要的人名反應(yīng): Rosenmund還原法(把酰氯還原為醛)、Gabriel合成法(制伯胺)、Hofmann降解(制少一個(gè)碳的伯胺)等。
② 羧酸衍生物的親核取代(加成-消除)反應(yīng):水解、醇解、氨解;
③ 羧酸、酯、酰胺和腈的還原(LiAlH4可還原羧酸及其衍生物,Na+C2H5OH可還原酯)。
④ 羧酸衍生物與Grignard試劑的反應(yīng);
⑤ 酸衍生物的制法。
第十四章 β-二羰基化合物
酮—烯醇互變異構(gòu);乙酰乙酸乙酯的合成、性質(zhì)及其在有機(jī)合成上的應(yīng)用;丙二酸酯的合成及其應(yīng)用;Knoevenagel縮合;Miichael加成;其它含活潑亞甲基的化合物。
本章重點(diǎn):
三乙、丙二的制備、性質(zhì)及其在合成上的應(yīng)用,Miichael加成。
第十五章 有機(jī)含氮化合物
芳香族硝基化合物:制法、物理性質(zhì)、波譜性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì);
胺:分類與命名,結(jié)構(gòu),胺的制法:氨或胺的烴基化,腈和酰胺的還原,醛和酮的還原胺化,Hofmann降解,Gabriel合成法,硝基化合物的還原;胺的物理性質(zhì),波譜性質(zhì);胺的化學(xué)性質(zhì):堿性,烴基化,酰基化,磺?;?,與亞硝酸的反應(yīng),胺的氧化,芳環(huán)上的親電取代反應(yīng);季銨鹽和季銨堿;二元胺;
重氮和偶氮化合物:重氮鹽的制備—重氮化反應(yīng);重氮鹽的反應(yīng)及其在合成中的應(yīng)用:失去氮的反應(yīng),偶合反應(yīng),還原反應(yīng)。
腈:命名,性質(zhì):水解,與有機(jī)金屬試劑的反應(yīng),還原;丙烯腈:丙烯酰胺的工業(yè)生產(chǎn),聚合反應(yīng)與合成橡膠、塑料及纖維,氰乙基化反應(yīng)。
本章重點(diǎn):
① 胺的堿性及其影響因素。
② 硝基對(duì)鄰、對(duì)位上取代基的影響。
③ 胺的制法:硝基物還原、醛酮還原胺化、Hoffmann降級(jí)、Gabriel法合成。
④ 胺的化性:堿性,烷基化,酰基化,磺酰化,與HNO2作用,氧化,芳環(huán)上的取代反應(yīng)。
⑤ 重氮鹽的制備及其性質(zhì)。重氮鹽的放氮反應(yīng)、偶聯(lián)反應(yīng)。
⑥ N-H的伸縮振動(dòng)吸收:3300-3600cm-1,伯胺出雙峰,仲胺出單峰,叔胺不出峰。
第十六章 有機(jī)含硫、含磷和含硅化合物
有機(jī)硫化合物的分類;硫醇、硫酚和硫醚;磺酸;芳磺酰胺;烷基苯磺酸鈉和表面活性劑。
本章無重點(diǎn)。
第十七章 雜環(huán)化合物
雜環(huán)化合物的分類、命名和結(jié)構(gòu);結(jié)構(gòu)和芳香性;五元雜環(huán)化合物:化學(xué)性質(zhì),常見的五元雜環(huán)化合物:呋喃、噻吩、吡咯、糠醛;六元雜環(huán)化合物:吡啶、喹啉,Skraup合成法。
本章重點(diǎn):
① 呋喃、噻吩、吡咯分子中有 ,環(huán)上電子云密度大于苯,親電取代反應(yīng)活性大于苯,新引入基上α-位;
② 吡啶分子中有 ,且電負(fù)性N>C,環(huán)上電子云密度小于苯,親電取代反應(yīng)活性小于苯,新引入基上β-位。
③ 吡咯化性似苯胺,堿性小于苯胺;吡啶化性似硝基苯,堿性大于苯胺;
④ 芳香性:苯>吡啶>噻吩>吡咯>呋喃;
⑤ 堿性:六氫吡啶>環(huán)己基胺>吡啶>苯胺>吡咯。
第十八章 類脂類
油脂:結(jié)構(gòu)、組成,油脂的性質(zhì):水解,加成反應(yīng);蠟;萜類;甾族化合物。
本章無重點(diǎn)。
第十九章 碳水化合物
碳水化合物的分類;單糖:構(gòu)型及其標(biāo)記,單糠的氧環(huán)式結(jié)構(gòu),單糖的構(gòu)象,單糖的化學(xué)性質(zhì);二糖:蔗糖、麥芽糖、纖維二糖;多糠:淀粉、纖維素。
本章重點(diǎn):
① 葡萄糖的結(jié)構(gòu):開鏈?zhǔn)?、氧環(huán)式、構(gòu)象式;
② 糖苷,α-1,4糖苷鍵,β-1,4糖苷鍵。
③ 淀粉、纖維素的結(jié)構(gòu)及性質(zhì)。
第二十章 氨基酸、蛋白質(zhì)
氨基酸、多肽、蛋白質(zhì)。
本章重點(diǎn):
氨基酸、蛋白質(zhì)的兩性及等電點(diǎn)。
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