刚接触有机化学,觉得并没有传说中的那样可怕,不就是记记反应机理、条件什么的。但随着学习的深入,接触的化学反应越来越多,机理越来越复杂,要全部记住它们就越来越困难,简单的记忆只会造成“看书都知道,丢书都忘掉,做题都错掉”。然而,有机化学是一门重要的专业课,学好它对今后的很多课程都会有所帮助。经过近一年对有机化学的学习,我发现有机化学的反应也是有规律和条理的。有人说有机化学是一张杂乱的网,理不清楚:
有很多知识点,每个知识点之间又有相应的联系。换个角度想,网其实是一根根横竖的线编织起来的。从不同的角度去认识各个知识点,就可以编出自己的有机化学网来。千百万种的有机化合物按照官能团被分成若干族,教材中分别的讨论它们的物理性质,化学性质。每种官能团都会有它的特征反应,反应式繁多,平时学习时,每学完一章,根据老师上课的讲义和教材将该章所学的内容归纳总结,便于更好的记忆。各种官能团的特征反应可谓是有机学习的基础,有机合成等应用都是以其为前提的。上述每章的归纳总结就是一条条横线。单是对章节内容的分开记忆显然无法达到对所学内容的纯熟应用,这就需要我们再从不同的方面去联系各个知识点,用竖线去连接知识点,形成网络。
1. 有关碳链增长和缩短的反应增长
1) 格氏试剂参加的反应
与醛和酮,与卤代烃,与羧酸衍生物,与其他试剂(如二氧化碳,环氧乙烷)
2) 活泼亚甲基上的烃化反应
3) 分子间的缩合反应
羟醛缩合;Knoerenagel 反应;Claisen 酯缩合;Claisen-Schmidt 反应;
Reformatsky 反应;Daezens 反应;Perkin 反应;Michael 反应;
Mannich 反应;安息香缩合
4) 其他
芳环上的烃化和酰化;Witting 反应;酮的双分子还原;
烯烃的羟基化反应;Arndt-Eistert 反应;
炔化物的烃化;Wurtz 反应;Fries 重排
缩短
1) 烯烃的臭氧化和高锰酸钾的氧化
2) α-二醇,α-羟基醛酮的HIO4 的氧化
3) 芳环侧链的氧化
4) α–或β- 羰基酸的脱羧反应
5) 烷基或芳基从碳原子重排到杂原子上的反应,如Hofmann 重排,Curtius 重
排,Beckmann 重排,Baeyer-Villiger 重排等
6) 卤仿反应
2. 立体构型(立体选择性)
1) 取代反应 在Sn2 反应中碳原子构型反转
2) 消去反应 E2 为反式消除
3) 加成反应 炔烃在Lindlar 催化剂下加氢得顺式加成产物
炔烃在液氨中用碱金属还原得反式加成产物
烯烃与卤素反应为反式加成
烯烃在OsO4 存在下和过氧化氢反应为顺式加成
烯烃的硼氢化反应为顺式加成
烯烃用过氧酸氧化生成环氧化物为顺式加成
烯烃与碳烯反应为顺式加成
[4+2]环加成反应为顺式加成
4) 环氧化物的开环反应 为反式开环
5) 重排反应 Hofmann 重排中α-碳原子构型不变
3. 反应分类
通过不同类型的反应对反应机理归类
1) 加成反应
烯键上的亲电加成(引入官能团)
羰基上的亲核加成(转变官能团)
2) 取代反应
饱和碳上的亲核取代(转变官能团)
芳环上的亲电取代(引入官能团)
羰基上的亲核取代(转变官能团)
3) 消去反应
成烯消去反应(酸性,碱性)(除去官能团)
4) 先加成后取代
醛酮与格氏试剂反应(增长碳链并改变官能团)
Claisen 酯缩合反应(增长碳链并引进官能团)
5) 先加成后消去
羟醛缩合反应(增长碳链并改变官能团)
4. 有机反应中间体
在有机化学反应中,反应中间体的结构和稳定性对研究反应历程和反应产物都很重要。
1) 碳正离子的反应
单分子亲核取代反应Sn1;芳烃的亲电取代反应;单分子消除反应E1;
和烯烃生成更大的碳正离子;从烷烃上消去一个H;
重排反应,如 Wagner-Meerwein 重排,Demyanov 重排
2) 碳负离子的反应
醛酮的卤化;羟醛缩合反应;麦克尔加成反应;
克莱森缩合和迪克曼缩合;β-酮酸酯的烃化和酰化;
碳负离子的重排,如Grovenstein-Zimmerman 重排,Stevens 重排,
减少一个碳原子的重排,酰胺与溴在溶液中的Hofmann 重排
3) 卡宾的反应
插入反应;加成反应;重排反应;二聚反应
4) 苯炔的反应
[2+2][2+3][2+4][2+6]环加成反应;与亲核试剂反应;
与亲电试剂反应;聚合反应
还有许多其他方面可以帮助我们连接知识点,我只是列举了其中的几项。
学习过程中发现其实日常生活中有些问题都和有机化学有联系,用所学的知识可以进一步认识和解决一些问题,这能使我们增强对学习的兴趣。
总的说来,有机化学内容多而杂,尤其到后面,更是要记的内容十分多,在学习的过程中应该理解与记忆相结合,学好前几章的基础内容,打好基础。多作习题,多练习,多思考。课后及时复习,巩固所学内容,及时总结、比较前后所学内容之异同,以减少记忆量。最重要的是要形成自己的网络,将知识融会贯通。
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