医用有机化学_思维导图模板

有机化学

基本反应原理

自由基反应（均裂）

条件：加热、光照或自由基引发剂

过程

分类

自由基取代反应：烷烃卤代、

自由基加成反应（过氧化物效应）

离子型反应（异裂）

条件：酸、碱或极性物质作用

过程

分类

亲电反应

亲电取代：芳香烃取代

亲电加成：烯烃、炔烃加成、脂环烃开环

亲核反应

亲核取代：卤代烃取代、醇的卤代反应、醚键断裂、羧酸衍生物的亲核取代

亲核加成：醛酮亲核加成

亲核加成-消除反应

酯化反应

皂化反应（脂类水解）

电子效应

诱导效应：（短程）使电子云偏向吸电子基团一侧，远离给电子基团一侧

共轭效应：远程作用，通过交替极化使体系的能量降低，使体系更稳定

共轭体系

π- π共轭

p-π共轭

多电子共轭体系

缺电子共轭体系

等电子共轭体系

超共轭（弱）

σ-π超共轭

σ-p超共轭

烃及其衍生物

烃类

链烃

烷烃

原子类型

碳原子：按与其相连的原子数分为伯、仲、叔、季碳

氢原子：连在相应碳上的氢原子称伯、仲、叔氢

化学性质

卤代反应

机理：自由基的取代反应（链引发、链增长、链终止）（P37～P38）

条件：热或光

反应的活性

氯代反应：伯、仲、叔氢的活性比为1：4：5

溴代反应：反应活性小，选择性大

游离基的稳定性

离子基：叔碳>仲碳>伯碳

自由基：与上相同

烯烃

化学性质

亲电加成

反应机理（P43）

马氏规则：氢加在连氢较多的双键碳上、卤素加在连氢较少的上（P45）//吸电子基团反马式

类型

与卤化氢加成

与硫酸加成

与卤素加成（与溴水反应用于鉴别烯烃）

反应速率：双键上电子云密度越高（给电子基团越多），反应速率越快

过氧化物效应（自由基加成）：过氧化物存在时，溴化氢与烯烃加成得到反马氏加成产物，碘化氢与氯化氢则不行

催化加氢

氧化反应

与高锰酸钾反应

冷、稀的碱性高锰酸钾

中性或酸性的高锰酸钾

臭氧化-分解反应

α-H卤代反应

条件：高温

机理：自由基取代反应

分类

孤立二烯烃

共轭二烯烃

（最稳定）

积累二烯烃

（不稳定，易转化为共轭二烯烃）

炔烃与二烯烃

炔烃

亲电加成反应（p48～p49）

与水加成反应

与卤化氢加成反应

卤素加成反应

氢化反应

林德拉催化：生成顺式烯烃

金属锂、液态氨催化：生成反式烯烃

氧化反应（p51）

酸性（端炔烃和内炔烃的鉴别）p55

共轭二烯烃

加成反应（p58~59）

1，2-加成（低温）

1，4-加成（高温，即室温以上）

不对称共轭二烯烃的加成：第一步生成稳定的碳正离子

环烃

脂环烃

分类

小环：三、四元环

常见环：五、六元环

中环：七～十二元环

大环：十二元环以上

结构

稳定性

Baeyer张力学说（p66）

现代价键理论(p66)

结论：环己烷>环戊烷>环丁烷>环丙烷（环己烷最稳定）

化学性质

自由基取代反应（同烷烃）

加成反应

与氢加成

与卤素或卤酸亲电加成
（遵循马氏规则）

芳香烃

分类

苯型芳香烃

非苯型芳香烃

化学性质

亲电取代反应

机理（p75）

分类

卤代反应

硝化反应

磺化反应
（可逆）

（可用于保护基团）

烷基化反应

酰基化反应

氧化反应（α-氢）

侧链卤代反应（同烷烃）

定位效应（p79）

芳香性的判定(p85)

环共轭

环平面

p轨道电子数4n+2

烃的衍生物

卤代烃

分类（p122）

按原子种类分

按烃基不同分

按所连的饱和碳原子种类分

化学性质

卤代烷烃

亲核取代反应

类型

①醇取代（水解反应）

醚取代

②腈取代

③胺取代

④银离子取代（鉴别反应）

机理

单分子亲核取代（Sn1）

特点

①反应是分步进行的

②决速步骤为单分子反应，其速率与亲核试剂的浓度无关

③有碳正离子中间体生成

④取代产物部分外消旋化

反应取向：正碳离子越稳定，越易按Sn1反应进行

反应速率：叔卤代烃＞仲卤代烃＞伯卤代烃

双分子亲核取代（Sn2）

特点

①反应一步连续完成

②反应速率与卤代烷及亲核试剂都有关，既双分子反应

③反应过程发生了构型完全反转（瓦尔登翻转）

反应取向：空间位阻越小，越易按Sn2反应进行

反应速率：伯卤代烃＞仲卤代烃＞叔卤代烃（位阻越小则越快）

消除反应

反应活泼顺序：叔卤>仲卤>伯卤

消除反应的取向（扎衣采夫规则）：当分子中存在两种或以上可消除的β- 氢时，主要产物为双键上连有较多烷基的烯烃

卤代烯烃

乙烯型卤代烃

特点：最不活泼，不易发生亲核取代反应（不产生卤化银沉淀）

孤立型卤代烯烃

特点：活性与一般卤代烷相似

烯丙型卤代烃

特点：非常活泼，比一般卤代烷更容易发生取代反应

卤代芳烃

格氏试剂

用途：做为亲核试剂与醛、酮等多种化合物发生加成反应，可增长碳链

烃的含氧衍生物

醇、酚和醚

醇

结构与分类

分类

饱和醇

伯、仲、叔醇（同氢）

鉴别方法

使用卢卡斯试剂（ZnCl2+浓HCl）

不饱和醇

烯醇（酮式—烯醇式互变异构）（与氯化铁反应显紫色）

炔醇

脂环醇

芳香醇

氢键：存在于羟基和水分子之间与羟基与羟基之间，增大了醇的溶解度；存在于羟基与羟基之间，提高了其沸点

化学性质

酸性

（鉴别反应）

卤代反应（亲核取代）

与氢卤酸反应

活性：HI>HBr>HCl（Cl需无水氯化锌做催化剂）

与卤化磷反应

为Sn2反应，会发生构型反转

与氯化亚砜反应

脱水反应

分子内脱水

（遵循扎衣多夫原则）

分子间脱水

注意事项

（与无机酸）成酯反应

氧化反应

（叔醇无法被氧化）

特殊氧化剂

作用：只将羟基氧化为酮或醛而不氧化双键或三键

邻二醇的特有反应

鉴别反应

氧化反应（HIO4氧化）

酚

分类

按苯环分

苯酚

萘酚

蒽酚

按羟基分

一元酚

二元酚

多元酚

化学性质

酸性

（酸性比醇大）

酸性大小与取代基团的关系：给电子基团使酸性减小，吸电子基团使酸性增大，邻对位取代效果更明显

氧化反应（成醌反应）

空气中氧化，颜色变深

显色反应（鉴别反应）：与FeCl3反应会显色，苯酚为紫色，甲苯酚蓝色，邻苯二酚绿色

卤代反应

（定性检测）

醚

分类

直连醚

单醚：醚键两端基团一样

混醚：醚键两端基团不一样

环醚

芳醚

化学性质

碱性（可用于鉴别）

羊盐的生成（在浓硫酸中分离醚）

醚键的断裂反应
（亲核取代）

注意事项：若卤代酸过量，则生成两分子卤代烃

开裂取向：一二级烷基一般为较小的烃基生成卤代烃，较大的生成醇或酚（Sn2）三级则相反（Sn1）（p160）

过氧化反应：含α-氢原子的醚（如乙醚）可与空气中的氧气发生自动氧化生成有机过氧化物，易燃易爆，因此蒸馏乙醚时要避免蒸干

环氧化合物开环反应（机理p163）

酸性条件：亲核试剂主要进攻取代基较多的碳原子

碱性条件：亲核试剂主要进攻取代基较少的碳原子

格氏试剂

醛、酮、醌

醛、酮

结构

化学性质

亲核加成反应

与含碳亲核试剂加成

与氢氰酸反应

条件：醛、脂肪族甲基酮和八个碳以下的环酮

影响反应进行的因素

空间效应：羰基所连烃基的体积越大，空间位阻越大，反应越难进行

电子效应：给电子基团使反应更难进行，吸电子基团则相反

与格氏试剂反应

与含硫亲核试剂加成
（鉴别反应）

生成结晶状物（可溶于水，但不溶于亚硫酸氢钠饱和溶液）

条件：醛、脂肪族甲基酮和八个碳以下的环酮

与含氧亲核试剂加成

与水加成

与醇加成

（半缩醛的生成）

缩醛，可逆反应，可保护基团

与含氮亲核试剂的加成
（鉴别反应）

与2，4-二硝基苯肼加成可生成黄色晶体

α, β-不饱和醛、酮的加成

1，4加成（主要）

1，2加成

还原反应

还原为醇

催化氢化

金属氢化物还原

还原为烃

克莱门森还原
（酸性条件）

黄龙鸣还原
（碱性条件）

α-氢的反应

卤代反应（同烷烃）

碘仿反应，生成黄色沉淀，可鉴定甲基酮、醛、醇

羟醛缩合

醛醛反应

受热可失水

酮酮反应（反应较困难）

醛酮反应

机理（p188）

醛的特殊反应

与弱氧化剂反应

与Tollens试剂（银氨溶液）反应

银镜反应

与Fehling试剂（铜离子）反应
（芳香醛不反应）

生成砖红色沉淀

与Schiff试剂反应：醛与Schiff反应后生成紫红色物质，加入硫酸后由甲醛不褪色（可鉴别甲醛）

cannizzaro反应（不含α-氢的醛）

醌

结构

化学性质

羧酸及其衍生物

羧酸

常见羧酸俗名

蚁酸：甲酸

醋酸：乙酸

草酸：乙二酸

琥珀酸：丁二酸

苹果酸

柠檬酸

安息酸：苯甲酸

肉桂酸

结构

p-π共轭较稳定

化学性质

酸性（酸性大于碳酸）

影响因素

诱导效应

单羧基：吸电子基团使酸性增大，给电子基团则相反（类似苯酚）

双羧基：羧基吸电子促电离，越近效果越好

共轭效应：芳香羧大于脂肪羧

衍生物的生成

酯化反应

可通过增进反应物浓度或抽出水来控制反应方向

反应活性

反应历程

酰卤的生成

五卤化磷法

适用于相对分子量较大的羧酸

三卤化磷法

适用于相对分子量较小的羧酸

氯化亚砜法

此法所得酰卤较纯，运用广泛

酸酐的生成

脱水剂法

无水羧酸盐共热法

分子内成酐

成酰胺反应

脱羧反应

（芳香羧酸更容易脱羧，α碳上有吸电子基团的较易脱羧）

还原反应

α-氢的卤代反应

二元羧酸的特殊反应
（受热易分解）

乙二酸与丙二酸

（鉴别反应）

丁二酸与戊二酸

己二酸与庚二酸

（鉴别反应）

7分子以上的二元羧酸

甲酸的特殊性质：同时具有醛与羧酸的性质

衍生物

结构

化学性质

亲核取代反应
（机理p219）

水解

活性：酰卤＞酸酐＞酯＞酰胺

醇解

氨解

Claisen酯缩合反应

条件：反应物之一为含α氢的酯

酰胺

酸碱性（p221）

与亚硝酸反应

尿素(碳酰胺)的化学性质

弱碱性

水解

与亚硝酸反应

羧二脲的生成

羧二脲反应（颜色反应）（p224）

羟基酸和酮酸

羟基酸

结构

化学性质

酸性

表现：其酸性较相应的羧酸强

原理

链烃：羟基为吸电子基团，离羧基越近，诱导效应越明显

芳香烃（p230）：酸性邻位>间位>对位（比苯甲酸弱）

氧化反应

与稀硝酸反应

与多伦试剂反应
（鉴别反应）

（生成银镜）

原理：羧基的吸电子效应使羟基活化

脱水反应

α-醇酸受热分解

β-醇酸受热分解

γ-醇酸受热分解

脱羧反应

邻位

对位

酮酸

结构

化学性质

酸性：原理同羟基酸，但酸性更强

α-酮酸的氧化反应

氨基化反应

酮酸的分解反应

α-酮酸的分解

β-酮酸的分解

酮式分解

酸式分解

酮式烯式互变异构

概念

同分异构体之间能以一定的比例平衡存在，并能相互转化。

存在范围：含α氢的羰基化合物

形成稳定烯醇式的条件（p241）

含氮有机物

硝基的还原

胺

分类

按氮原子上连接的烃基数目的不同分为伯、仲、叔胺

化学性质

碱性

影响因素

电子效应：氮上的电子云密度越大，碱性越强（脂肪胺＞氨气＞芳胺）

水的溶剂化效应：氮上氢越多，碱性越强

空间效应：氮原子所连基团越多越大，空间位阻越大，碱性越弱

综合结论：季铵碱＞脂肪胺＞氨气＞芳香胺（脂肪胺中仲胺最强）

酰化反应

条件：含氢的胺基，即伯胺、仲胺

硫酰化反应（兴斯堡反应）
（鉴别反应）

仲胺生成不溶于水的盐

与亚硝酸反应
（鉴别反应）

伯胺与亚硝酸反应

仲胺与亚硝酸反应

（生成黄色油状物）

（黄色或棕色油状物）

季胺与亚硝酸反应

（酸碱中和反应）

优先度对位＞邻位（生成桔黄色产物，遇碱变绿）

芳胺的特殊反应

卤代反应

（生成白色沉淀）

磺化反应

氧化反应

重氮盐

结构

化学性质

取代反应（放氮）

偶联反应（留氮）

同分异构

构造异构

碳架异构

位置异构

官能团异构

立体异构

构象异构

脂肪烃的构象

环己烷的构象

分类

椅式构象（p68）（最稳定）

船式构象（p68）

C-H键类型

a键（直立键）

e键（平伏键）

取代环己烷的稳定性（顺反构型不变是前提）

e位取代多的构象最稳定

大基团处与e位取代构象最稳定

链烃的构象异构

乙烷

交叉式（优势构象）

重叠式

丁烷

（优势构象）

表示方法

锯架式

投影式

构型异构

顺反异构

脂环的顺反异构

烯烃的顺反异构

顺式结构

反式结构

Z/E命名法

次序原则（P30）

命名方法

旋光异构

概念

对映异构

对映体：对映异构体的简称，一个代表右旋（d）、一个代表左旋(l)，它们旋光度大小相同，方向相反

非对映体：分子具有两个或多个手性中心，并且分子间为非镜像的关系的立体异构体。

无手性中心分子的对映异构体（P104）

丙二烯型

联苯型

定义：互为实物与镜像关系，但不能完全重叠的异构

手性

手性分子：不能与镜像重合的分子称手性分子

手性碳原子：连有四个不同基团的碳原子

定义：互为实物与镜像的关系，彼此又不能重叠的特性

手性分子判断方法

1.寻找手性碳，含一个手性碳的化合物必定是手性化合物，含两个或以上的则不一定

2.建造分子与其镜像的模型，看他们是否重合

3.有对称面和对称中心的不为手性分子

旋光性

旋光度（p92）

旋光体

右旋体（p92）

左旋体（p92）

内消旋体：分子内含有不对称性的原子，但具有对称面而使分子内
总旋光度为零

外消旋体：等量的对映体相互混合而得到的是没有旋光性的混合物，称为外消旋体

比旋光度（p92）

凡是手性分子都具有旋光性，只有手性分子才能产生对映异构

表示方法

费歇尔投影式

步骤

1.把主链竖立，编号最小碳放在上端

2.手性碳用十字交叉点来代表

3.手性碳横向键所连的原子（团），伸向纸面前方

4.手性碳竖向键所连的原子（团），伸向纸面后方。

注意事项

1.可以沿纸面旋转180，但不能旋转90．或270

2.取代基互换位置奇数次，构型转变

标记方法

D/L相对构型标记法

适用范围：手性中心带有氢原子的分子（手性碳上的H原子处与投影式的左侧为D型，右侧为L型）

方法：以甘油醛的两种构型为标准，手性碳原子上的 OH 处于Fischer 投影式的右侧的为D型，手性碳原子上的 OH 处于 Fischer 投影式的左侧的为L型（p98）

R/S构型绝对标记法

步骤

1.将手性碳原子的4个原子或基团按“次序规则”排列次序

2.把次序最小的基团移到离观察者最远的位置

3.其他三个基团或者原子连线，1→2→3，若为顺时针为 R 构型

复杂有机化合物

氨基酸

结构

命名

必须氨基酸（p356~357）

化学性质

两性电离与等电点

两性电离：氨基酸具有两性化合物特征，既能与较强的酸起反应，也能与较强的碱起反应而生成稳定的盐

等电点

pI即为等电点

脱羧反应

与亚硝酸反应

可通过定量氮气测氨基含量（范斯莱克法）

与水合茚三酮反应
（鉴别反应）

糖类

概念

定义：糖是一类多羟基醛或多羟基酮类化合物及其脱水缩合物。

结构

变旋光现象：糖在水溶液中自行改变比旋光度的现象称为
变旋光现象

分类

单糖

分类

按官能团分：醛糖、酮糖

按分子所含碳原子数目分

戊糖

核糖

己糖

果糖

葡萄糖

结构

费歇尔投影式

Haworth式（环氧式）

官能团转写规则：左上右下

化学性质

碱性条件下的反应（差相异构化）

氧化反应

与碱性弱氧化剂反应（斐林、多伦、班氏）

与酸性氧化剂作用

醛糖与溴水反应（鉴别醛、酮糖）

只氧化醛糖不氧化酮糖，可做鉴别

醛糖与稀硝酸反应

还原反应

成苷反应

双糖

还原性二糖

麦芽糖

结构

两分子D-葡萄糖

性质：有变旋光现象、还原糖、水解

纤维二糖

结构

两分子D-葡萄糖

性质：有变旋光现象、还原糖、水解

乳糖

结构

性质：同上

非还原性二糖

蔗糖

结构

性质：无变旋光现象、非还原糖、水解

油脂和磷脂

油脂

结构

化学性质

水解与皂化反应

碱性水解称皂化

加成

加氢

加碘

酸败

油脂久放后发生变质，产生难闻气味的现象叫酸败

理化指标

皂化值

定义：1g油脂完全皂化所需氢氧化钾的 mg 数叫皂化值

作用：皂化值越大，油脂中三酰甘油的平均相对分子质量越小，是衡量油脂质量的指标之一

碘值

定义：100g油脂所能吸收碘的克数叫做碘值

作用：碘值越大，三酰甘油中所含的双键数目越多，油脂的不饱和程度也越大。

酸值

定义：中和1g油脂中的游离脂肪酸所需氢氧化钾的 mg 数称为油脂的酸值

作用：酸值大，说明油脂中游离脂肪酸含量较高，即油脂酸败程度较严重

脂肪酸

人体必需脂肪酸：亚油酸、亚麻酸、花生四烯酸

磷脂

甘油磷脂

结构

分类

卵磷脂：完全水解可得甘油、脂肪酸、磷酸和胆碱

脑磷脂：完全水解可得甘油、脂肪酸、磷酸、乙醇胺

神经磷脂（鞘磷脂）：分子不含甘油，而含有鞘氨醇

医用有机化学

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