郑州大学硕士研究生入学考试《有机化学》考试大纲《参考》
郑州大学硕士研究生入学考试
《有机化学》考试大纲
命题学院(盖章):化学学院 试科目代码及名称: 有机化学(929)
一、考试基本要求及适用范围概述
《有机化学》考试大纲适用于郑州大学化学及相关专业的硕士研究生入学考试。是化学
与应用化学专业(四年制)必修的四大化学基础课程之一。主要内容:掌握重要类型有机化合
物的命名、结构特征、物理性质、主要反应及其应用、重要的实验室制备方法与工业生产方
法,学会用逆合成原理进行一些简单的合成设计。能正确熟练书写有机化合物的结构式和反
应式,掌握各类同分异构现象以及静态立体化学的基本概念、知识,初步具有构型和构象分
析的能力,掌握动态立体化学的基本概念及其在反应中的应用。掌握典型有机化合物结构和
性能的关系、官能团对分子物理性质和化学性质的影响以及官能团的相互转化;理解并掌握
主要有机反应机理,并能用于解释实际问题;能用化学动力学和化学热力学概念来解释某些
实验现象。学会有机化合物的分离、纯化的一般方法,掌握常见有机物的定性鉴定以及某些
定量测定的基本方法;了解各类有机化合物的波谱特征,初步学会解析图谱。
二、考试形式
硕士研究生入学有机化学考试为闭卷,笔试,考试时间为 180 分钟,本试卷
满分为 150 分。
试卷结构(题型):选择题、完成反应题、机理题、结构推测题、合成题
三、考试内容
有机化学 i 共有十一章内容。
第一章 绪论
有机化学和有机化合物的定义;有机化合物的特性;有机化学的历史;同分异构现象,有机结构理论(价键理论和分子轨道理论)的基本特点;有机反应机理分类;有机化合物的分类(按碳架分类及按官能团分类)。
第二章 烷烃
烃的定义以及分类;烷烃的结构特征、同系列、异构和命名(iupac);烷烃的物理性质及其变化规律;烷烃的构象(伞式、锯架式、纽曼式)及构象异构;烷烃的自由基卤化反应及其机理,自由基的定义、空间构型及其稳定性;通过卤化反应掌握过渡态,反应中间体,试剂的活性和选择性等概念。了解烷烃的硝化,磺化,热裂、氧化等反应,烷烃的来源。
第三章 环烷烃
环烷烃的异构(顺反异构)和命名;环烷烃的物理性质和化学性质;环的张力;环烷烃的构象(a 键与 e 键,椅式,船式,半椅式)及构象转换体;取代环己烷构象分析;多环烃及其构象。
第四章 立体化学
旋光性及比旋光度;手性、分子的手性和对称性;fischer 投影式;相对构型(d?/l-构型标记法)与绝对构型(r?/s-构型标记法);一些概念:对映体与非对映体、内消旋体、苏式与赤式、差向异构体、差向异构化、外消旋化、外消旋体、手性碳、手性中心、原手性碳、假不对称碳、位阻异构体;手性碳原子的个数与旋光异构体的数目;脂环族化合物的立体异构(顺反异构体、对映异构体、构象异构体以及它们之间的关系);不含手性碳、含其他手性因素(其它手性中心、手性轴以及手性面)化合物(胺、季铵盐、有机硅、有机锗等,联苯类、丙二烯类、螺环化合物,螺烃类)的立体异构体。
简介:外消旋化合物的拆分(机械法、形成非对映体、酶解、通过晶种结晶、色谱拆分),旋光性化合物的消旋化条件,手性合成。
第五章 烯烃
烯烃的结构特征及同分异构(顺反异构:cis-/trans-,z-/e-),环己烯的构象,烯烃的命名;物理性质和相对稳定性;电子效应(诱导效应、共轭效应、超共轭效应、场效应)及位阻效应,碳正离子的稳定性及重排;烯烃的亲电加成(与卤素、氢卤酸、硫酸、水、有机酸、醇、酚、次卤酸的加成),亲电加成反应机理(环状卤鎓离子中间体机理,碳正离子中间体机理,离子对中间体机理),亲电加成的立体化学(反式加成,顺式加成;立体专一性反应,立体选择性反应;构象最小改变原理),亲电加成的区域选择性(马尔可夫规则);烯烃与溴化氢的自由基加成反应(过氧化效应或卡拉施效应,反马氏规则以及相关机理);烯烃的还原反应(催化氢化:异相催化氢化、均相催化氢化,烯烃的硼氢化-还原反应),机理(四元环过渡态机理)及其立体化学;烯烃的氧化(被高锰酸钾或四氧化锇氧化,臭氧化-分解反应,硼氧化-氧化反应,环氧化反应),机理(四元环过渡态机理)及其立体化学;烯烃的α-卤代(自由基取代);烯烃结构鉴别和结构测定方法(使用溴的四氧化碳溶液,高锰酸钾溶液,臭氧化-分解反应);烯烃的制备(e1、e2 和 elcb 反应机理,区域选择性、立体
选择性、重排反应、扎依切夫规则、扎依切夫产物、顺式消除、反式消除)。了解共振论,烯烃的聚合
第六章 炔烃和二烯烃
炔烃的结构(烷、烯、炔的结构差异),命名和物理性质;炔烃的酸性以及炔化物的生成;炔烃的亲电加成反应(加卤化氢、卤素、水),亲核加成反应,硼氢化反应,氧化,加氢,还原,聚合等其它反应,烯烃和炔烃化学性质的对比分析;炔烃的鉴别和结构测定(使用银氨溶液,铜氨溶液,高锰酸钾溶液,臭氧化-分解反应);炔烃的制备(用邻二卤代烷和偕二卤代烷制备炔烃;通过偶联反应制备高级炔烃),初步介绍逆合成分析。二烯烃的分类(包括累积二烯烃的立体化学及不稳定性)与命名;共轭二烯烃的结构,烯丙基碳正离子、自由基及碳负离子的结构(共轭效应,共振论,简单介绍休克尔分子轨道理论);共轭二烯烃的直接加成与共轭加成(与卤素、卤化氢加成),相关机理以及影响因素(初步介绍动力学控制产物与热力学控制产物),diels-aider 反应(s-顺式/反式构象,区域选择性,立体专一反应,简单介绍内型产物、外型产物以及次级轨道作用)。
第七章 芳烃
苯的结构特性及表示方式(kekulé等),芳香性(hückel 规则);苯衍生物的异构与命名;苯的亲电取代反应(硝化反应、卤化反应、磺化反应、friedel-crafts 反应 、gattermann-koch反应、氯甲基化反应)及相关机理,反应势能图;苯环上亲电取代反应的定位效应规律和解释,多元取代苯的亲电取代经验规律;多环芳烃的合成(haworth 合成法);烷基苯侧链的反应(卤化和氧化);多苯代脂烃、联苯类化合物和稠环芳烃(萘、蒽、菲)的结构及命名;芳香烃的加成反应、还原反应(birch 还原)和氧化反应;非苯芳香体系。了解 hückel 规则的解释(分子轨道理论)和芳烃的来源。
第八章 卤代烃和有机金属化合物
卤代烃的分类(脂肪族卤代烃、芳香卤代烃;饱和卤代烃、不饱和卤代烃;一级、二级和三级卤代烃;乙烯型卤代烃、苯型卤代烃、烯丙型卤代烃、苯甲型卤代烃;偕二卤代烃、邻二卤代烃、卤仿)及其结构特点(包括可极化性);卤代烃的命名;亲核取代反应(定义,底物、中心碳原子、亲核试剂、离去基团)以及 sn1、sn2 反应机理(定义、机理、立体化学、特点及应用;影响因素:烃基结构,离去基团,试剂亲核性和反应条件;邻基参与);消去反应及其机理(e1、e2 和 e1cb,区域选择性、立体选择性、重排反应、扎依切夫规则、扎依切夫产物、顺式消除、反式消除);sn1、sn2、e1、e2 四种反应机理比较;卤代烃的还原反应;卤代烃的鉴别(用 agno3 溶液鉴别 1°、2°、3°rx,鉴别 ri、rbr、rcl);卤代烃在有机合成中的应用(经亲核取代反应制备其它卤代烃、炔、醇、醚、腈、酯、胺或铵盐,硝基化合物、叠氮化合物等;经消除反应制备烯和炔;经还原生成烃);卤代烃的制备方法。有机金属化合物命名、结构特点;有机镁(grignard 试剂),有机锂,有机铜的制
备和应用(偶联反应);卤代芳烃的亲核取代(重点是消去—加成机理,即苯炔机理)以及应用。
第九章 波谱学基础
简单介绍紫外光谱、红外光谱、核磁共振及质谱的基本原理及用于确定简单有机化合物结构的方法。紫外光谱:基本原理和有关概念(电子跃迁、生色基、助色基、增色效应、减
色效应、蓝移和红移等);紫外光谱图;λmax 与化学结构的关系(woodward-fieser 规律)。红外光谱:基本原理和有关概念(化学键的伸缩振动、变形振动等);红外光谱图(吸光度、透射比、官能团区、指纹区);影响化学键和基团特征吸收频率的因素;重要官能团的红外特征吸收峰的位置;图谱解析。核磁共振:基本原理和有关概念(质子核磁共振、13c 核磁共振、屏蔽效应、各向异性效应、化学位移、偶合、化学等价);化学位移以及影响化学位移的因素;特征质子的化学位移;自旋偶合裂分规律(n+1 规律);图谱解析。质谱:基本原理和有关概念(分子离子、分子离子峰、同位素离子、多电荷离子、碎片离子、亚稳离子;麦克拉夫梯重排;相对丰度);裂解规律。
第十章 醇和醚
醇的结构(包括对物理性质、化学性质的影响),命名,物理性质和光谱特征;醇的酸碱性(电子效应和空间效应的影响),醇羟基中氢的反应,烷氧基负离子的碱性;醇和无机酸及无机酰卤的反应(与硝酸的反应,与硫酸的反应,与盐酸的反应、lucas 试剂、邻基参与,与无机酰卤的反应)及其机理;醇脱水转变成烯烃以及相关机理;醇的氧化和脱氢;多元醇的特殊反应(邻二醇用高碘酸或四醋酸铅氧化,频哪醇重排以及相关机理);醇的制备(用格氏试剂、有机锂试剂与环氧化合物或羰基化合物反应,炔醇的合成,醛酮、羧酸及其衍生物还原,烯烃水合,烯烃发生羟汞化-脱汞反应),逆合成法简介。醚的结构(包括对物理性质、化学性质的影响),命名,物理性质和光谱特征;醚的化学性质(醚的自动氧化,醚的碱性及金羊盐的形成,醚键的断裂);环醚的命名;环氧乙烷的开环反应(酸性条件与碱性条件)与机理,开环反应的应用;醚的制备(williamson 合成法,醇分子间失水,醇与烯烃的加成,烯烃的烷氧汞化-去汞反应,乙烯基醚的合成)。了解冠醚及其在相转移反应中的作用原理。
第十一章 酚
酚的结构(包括酚的互变异构体,氢键对酚物理性质的影响),命名,物理性质和光谱特征;酚的酸性,苯环上的取代基对酚酸性的影响;酚的成醚反应(包括 claisen 重排反应,芳香醚的分解反应,芳香醚的 birch 还原以及相应机理);酚的成酯反应(包括 fries 重排及其机理);酚芳环上的亲电取代反应(硝化反应、卤化反应、磺化反应、friedel-crafts 反应和亚硝基化反应;reimer-tiemann 甲酰化反应;vilsemeier 甲酰化反应、 kolbe-schmitt 羧基化反应以及相应机理);酚的氧化;酚的鉴别(利用酚的酸性提纯和鉴别酚,酚与氯化铁的显色反应,酚的溴化反应);酚的制备(芳香磺酸的碱融熔法,卤代苯的水解,异丙苯法,重氮盐法及其相应机理)。了解醌。
有机化学 ii 共有十二章内容。
第十二章 醛和酮
醛、酮的结构、命名和物理性质;醛酮中羰基的反应:亲核加成;加成-消除;涉及碳负离子的反应;醛酮的氧化和还原;醛、酮的制备;a,b-不饱和羰基化合物
要求掌握:一元醛、酮的结构;醛酮的亲核加成反应:与含氧试剂、含碳试剂、含硫试剂、含氮试剂等的加成;羰基加成反应的立体化学;beckmann 重排;wittig 反应;醛酮的酮-烯醇平衡及有关反应:a-h 酸性、卤代反应、卤仿反应以及羟醛缩合等反应及其历程;安息香缩合;醛酮的还原和氧化;一元醛酮的制法;a,b-不饱和醛酮的 1,2-和 1,4-共轭加
成。
第十三章 羧酸
羧酸的结构、命名和物理性质;羧酸的化学反应;羧酸的制备;二元羧酸;不饱和羧酸;卤代酸;羟基酸
要求掌握:羧酸的结构;羧酸的酸性以及取代基效应(诱导效应、共轭效应、场效应等)对羧酸酸性的影响;羧酸的化学反应及制备方法;酯化反应的机理;二元羧酸的热分解反应;不饱和羧酸、卤代酸和羟基酸的制备:perkin 反应、knoevenagel-dobner 反应、reformatsky反应等和反应性能。了解自然界存在的脂肪酸的基本特征和性质、肥皂的去污原理、油脂的硬化以及干性油的概念。
第十四章 羧酸衍生物
羧酸衍生物的结构、命名和物理性质;不饱和碳原子上的亲核取代反应;羧酸衍生物的水解反应;羧酸衍生物的其它反应;碳酸衍生物及原酸酯
要求掌握:羧酸衍生物的结构;羧羰基的亲核取代反应性能比较;羧酸衍生物的水解反应:重点掌握酯的 bac2 和 aac2 机理;羧酸衍生物的醇解、氨解、酸解反应;羧酸衍生物与有机金属化合物的反应;羧酸衍生物的还原;酰卤的a-卤化;酯的a-位的反应;烯酮的制备和乙烯酮的反应;酯的高温热解反应。了解碳酸衍生物及原酸酯。
第十五章 缩合反应
mannich 反应;b-二羰基化合物;乙酰乙酸乙酯和丙二酸二乙酯;michael 加成和 robinson 增环反应;通过烯胺进行的烷基化和酰基化反应;horner-wadsworth 反应;darzen反应
要求掌握:重要的缩合反应:mannich 反应、claisen 酯缩合反应、dieckmann 缩合、酮和酯的缩合、丙二酸酯和乙酰乙酸乙酯合成、michael 加成、robinson 增环及其在有机合成中的应用;通过烯胺进行的烷基化和酰基化反应;horner-wadsworth 反应;darzen 反应;二苯羟乙酸重排。
第十六章 胺
分类、结构、命名和物理性质;胺的碱性;胺的反应;胺的制备;季铵盐和季铵碱
要求掌握:胺类化合物的结构;碱性及其与结构的关系;胺的化学反应;胺的制备; tiffeneau- demjanov 重排;cope 消去;季铵盐和季铵碱:hofmann 消除以及 e1cb 机理;彻底甲基化和 hofmann 消除用于胺结构测定,特别是生物碱结构的测定。了解相转移催化反应、胺和铵盐的立体化学。
第十七章 其它含氮化合物
硝基化合物;重氮化合物;芳基重氮盐;偶氮化合物
要求掌握:硝基化合物的结构和化学性质;芳香亲核取代反应机理;重氮甲烷的制备及反应:与酸性化合物、醛酮、酰氯(arndt-eistert 合成)的反应;芳香族重氮盐及其在芳香化合物合成中的应用;联苯胺重排。了解亚甲基卡宾的制备和反应、类卡宾、偶氮化合物和叠氮化合物。
第十八章 杂环化合物
杂环化合物简介和命名;五元杂环化合物;含一个杂原子的六元杂环体系;含一个杂原子的五元杂环苯并体系;喹啉、异喹啉;其它杂环化合物
要求掌握:吡咯、呋喃、噻吩、吡啶、苯并呋喃、苯并噻吩、吲哚、喹啉和异喹啉等杂
环化合物的结构(芳香性)、化学性质以及制备方法。了解生物碱及其它杂环化合物。
第十九章 周环反应
周环反应和分子轨道对称守恒原理;电环化反应;环加成反应;s-迁移反应
要求掌握:电环化反应、环加成和s-迁移反应以及分子轨道对称守恒原理和前线轨道
理论在这些反应中的应用。
第二十章 碳水化合物
概述;单糖的结构;单糖的反应;葡萄糖结构的测定;二糖;环糊精(低聚糖);多糖
要求掌握:单糖的结构:包括构型、构象以及 haworth 式;变旋现象;单糖的反应:糖苷的形成、成醚和酯、环状缩酮的形成、差向异构化反应、成脎、氧化和还原、递升和递降;还原性糖和非还原性糖的定义。了解碳水化合物的来源及分类、葡萄糖结构的测定、二糖和多糖;了解核苷酸、dna、rna 的组成、结构及其基本性质,了解它们的生物属性。
第二十一章 多步骤有机合成
官能团的引入与转化;官能团的保护和脱保护;合成中的立体化学问题;逆合成分析法。
第二十二章 氨基酸和蛋白质
了解常见氨基酸的结构、名称与分类;掌握氨基酸的等电点、酸碱性以及化学反应;了解氨基酸的合成方法;了解多肽结构、结构分析方法以及合成方法;了解蛋白的一级结构、高级结构以及基本性质(等电点、酸碱性、蛋白的变性、水解等);了解酶的一般概念。
第二十三章 类脂、萜和甾族化合物
了解类脂(蜡和磷脂)的组成、结构和物理性质;了解萜结构和物理性质;了解甾族化合物结构和物理性质。
参考书:
1、《基础有机化学》(第三版)上册,邢其毅 裴伟伟 徐瑞秋 裴坚编著,高等教育出版社, 2005 年。
2、《基础有机化学》(第三版)下册,邢其毅 裴伟伟 徐瑞秋 裴坚编著,高等教育出版社, 2005 年。
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