鄭州大學碩士研究生入學考試
《有機化學》考試大綱
命題學院(蓋章):化學學院 試科目代碼及名稱: 有機化學(929)
一、考試基本要求及适用範圍概述
《有機化學》考試大綱适用于鄭州大學化學及相關專業的碩士研究生入學考試。是化學
與應用化學專業(四年制)必修的四大化學基礎課程之一。主要内容:掌握重要類型有機化合
物的命名、結構特征、物理性質、主要反應及其應用、重要的實驗室制備方法與工業生産方
法,學會用逆合成原理進行一些簡單的合成設計。能正确熟練書寫有機化合物的結構式和反
應式,掌握各類同分異構現象以及靜态立體化學的基本概念、知識,初步具有構型和構象分
析的能力,掌握動态立體化學的基本概念及其在反應中的應用。掌握典型有機化合物結構和
性能的關系、官能團對分子物理性質和化學性質的影響以及官能團的相互轉化;理解并掌握
主要有機反應機理,并能用于解釋實際問題;能用化學動力學和化學熱力學概念來解釋某些
實驗現象。學會有機化合物的分離、純化的一般方法,掌握常見有機物的定性鑒定以及某些
定量測定的基本方法;了解各類有機化合物的波譜特征,初步學會解析圖譜。
二、考試形式
碩士研究生入學有機化學考試為閉卷,筆試,考試時間為 180 分鐘,本試卷
滿分為 150 分。
試卷結構(題型):選擇題、完成反應題、機理題、結構推測題、合成題
三、考試内容
有機化學 I 共有十一章内容。
第一章 緒論
有機化學和有機化合物的定義;有機化合物的特性;有機化學的曆史;同分異構現象,有機結構理論(價鍵理論和分子軌道理論)的基本特點;有機反應機理分類;有機化合物的分類(按碳架分類及按官能團分類)。
第二章 烷烴
烴的定義以及分類;烷烴的結構特征、同系列、異構和命名(IUPAC);烷烴的物理性質及其變化規律;烷烴的構象(傘式、鋸架式、紐曼式)及構象異構;烷烴的自由基鹵化反應及其機理,自由基的定義、空間構型及其穩定性;通過鹵化反應掌握過渡态,反應中間體,試劑的活性和選擇性等概念。了解烷烴的硝化,磺化,熱裂、氧化等反應,烷烴的來源。
第三章 環烷烴
環烷烴的異構(順反異構)和命名;環烷烴的物理性質和化學性質;環的張力;環烷烴的構象(a 鍵與 e 鍵,椅式,船式,半椅式)及構象轉換體;取代環己烷構象分析;多環烴及其構象。
第四章 立體化學
旋光性及比旋光度;手性、分子的手性和對稱性;Fischer 投影式;相對構型(D−/L-構型标記法)與絕對構型(R−/S-構型标記法);一些概念:對映體與非對映體、内消旋體、蘇式與赤式、差向異構體、差向異構化、外消旋化、外消旋體、手性碳、手性中心、原手性碳、假不對稱碳、位阻異構體;手性碳原子的個數與旋光異構體的數目;脂環族化合物的立體異構(順反異構體、對映異構體、構象異構體以及它們之間的關系);不含手性碳、含其他手性因素(其它手性中心、手性軸以及手性面)化合物(胺、季铵鹽、有機矽、有機鍺等,聯苯類、丙二烯類、螺環化合物,螺烴類)的立體異構體。
簡介:外消旋化合物的拆分(機械法、形成非對映體、酶解、通過晶種結晶、色譜拆分),旋光性化合物的消旋化條件,手性合成。
第五章 烯烴
烯烴的結構特征及同分異構(順反異構:cis-/trans-,Z-/E-),環己烯的構象,烯烴的命名;物理性質和相對穩定性;電子效應(誘導效應、共轭效應、超共轭效應、場效應)及位阻效應,碳正離子的穩定性及重排;烯烴的親電加成(與鹵素、氫鹵酸、硫酸、水、有機酸、醇、酚、次鹵酸的加成),親電加成反應機理(環狀鹵鎓離子中間體機理,碳正離子中間體機理,離子對中間體機理),親電加成的立體化學(反式加成,順式加成;立體專一性反應,立體選擇性反應;構象最小改變原理),親電加成的區域選擇性(馬爾可夫規則);烯烴與溴化氫的自由基加成反應(過氧化效應或卡拉施效應,反馬氏規則以及相關機理);烯烴的還原反應(催化氫化:異相催化氫化、均相催化氫化,烯烴的硼氫化-還原反應),機理(四元環過渡态機理)及其立體化學;烯烴的氧化(被高錳酸鉀或四氧化锇氧化,臭氧化-分解反應,硼氧化-氧化反應,環氧化反應),機理(四元環過渡态機理)及其立體化學;烯烴的α-鹵代(自由基取代);烯烴結構鑒别和結構測定方法(使用溴的四氧化碳溶液,高錳酸鉀溶液,臭氧化-分解反應);烯烴的制備(E1、E2 和 Elcb 反應機理,區域選擇性、立體
選擇性、重排反應、紮依切夫規則、紮依切夫産物、順式消除、反式消除)。了解共振論,烯烴的聚合
第六章 炔烴和二烯烴
炔烴的結構(烷、烯、炔的結構差異),命名和物理性質;炔烴的酸性以及炔化物的生成;炔烴的親電加成反應(加鹵化氫、鹵素、水),親核加成反應,硼氫化反應,氧化,加氫,還原,聚合等其它反應,烯烴和炔烴化學性質的對比分析;炔烴的鑒别和結構測定(使用銀氨溶液,銅氨溶液,高錳酸鉀溶液,臭氧化-分解反應);炔烴的制備(用鄰二鹵代烷和偕二鹵代烷制備炔烴;通過偶聯反應制備高級炔烴),初步介紹逆合成分析。二烯烴的分類(包括累積二烯烴的立體化學及不穩定性)與命名;共轭二烯烴的結構,烯丙基碳正離子、自由基及碳負離子的結構(共轭效應,共振論,簡單介紹休克爾分子軌道理論);共轭二烯烴的直接加成與共轭加成(與鹵素、鹵化氫加成),相關機理以及影響因素(初步介紹動力學控制産物與熱力學控制産物),Diels-Aider 反應(s-順式/反式構象,區域選擇性,立體專一反應,簡單介紹内型産物、外型産物以及次級軌道作用)。
第七章 芳烴
苯的結構特性及表示方式(Kekulé等),芳香性(Hückel 規則);苯衍生物的異構與命名;苯的親電取代反應(硝化反應、鹵化反應、磺化反應、Friedel-Crafts 反應 、Gattermann-Koch反應、氯甲基化反應)及相關機理,反應勢能圖;苯環上親電取代反應的定位效應規律和解釋,多元取代苯的親電取代經驗規律;多環芳烴的合成(Haworth 合成法);烷基苯側鍊的反應(鹵化和氧化);多苯代脂烴、聯苯類化合物和稠環芳烴(萘、蒽、菲)的結構及命名;芳香烴的加成反應、還原反應(Birch 還原)和氧化反應;非苯芳香體系。了解 Hückel 規則的解釋(分子軌道理論)和芳烴的來源。
第八章 鹵代烴和有機金屬化合物
鹵代烴的分類(脂肪族鹵代烴、芳香鹵代烴;飽和鹵代烴、不飽和鹵代烴;一級、二級和三級鹵代烴;乙烯型鹵代烴、苯型鹵代烴、烯丙型鹵代烴、苯甲型鹵代烴;偕二鹵代烴、鄰二鹵代烴、鹵仿)及其結構特點(包括可極化性);鹵代烴的命名;親核取代反應(定義,底物、中心碳原子、親核試劑、離去基團)以及 SN1、SN2 反應機理(定義、機理、立體化學、特點及應用;影響因素:烴基結構,離去基團,試劑親核性和反應條件;鄰基參與);消去反應及其機理(E1、E2 和 E1cb,區域選擇性、立體選擇性、重排反應、紮依切夫規則、紮依切夫産物、順式消除、反式消除);SN1、SN2、E1、E2 四種反應機理比較;鹵代烴的還原反應;鹵代烴的鑒别(用 AgNO3 溶液鑒别 1°、2°、3°RX,鑒别 RI、RBr、RCl);鹵代烴在有機合成中的應用(經親核取代反應制備其它鹵代烴、炔、醇、醚、腈、酯、胺或铵鹽,硝基化合物、疊氮化合物等;經消除反應制備烯和炔;經還原生成烴);鹵代烴的制備方法。有機金屬化合物命名、結構特點;有機鎂(Grignard 試劑),有機锂,有機銅的制備和應用(偶聯反應);鹵代芳烴的親核取代(重點是消去—加成機理,即苯炔機理)以及應用。
第九章 波譜學基礎
簡單介紹紫外光譜、紅外光譜、核磁共振及質譜的基本原理及用于确定簡單有機化合物結構的方法。紫外光譜:基本原理和有關概念(電子躍遷、生色基、助色基、增色效應、減
色效應、藍移和紅移等);紫外光譜圖;λmax 與化學結構的關系(Woodward-Fieser 規律)。紅外光譜:基本原理和有關概念(化學鍵的伸縮振動、變形振動等);紅外光譜圖(吸光度、透射比、官能團區、指紋區);影響化學鍵和基團特征吸收頻率的因素;重要官能團的紅外特征吸收峰的位置;圖譜解析。核磁共振:基本原理和有關概念(質子核磁共振、13C 核磁共振、屏蔽效應、各向異性效應、化學位移、偶合、化學等價);化學位移以及影響化學位移的因素;特征質子的化學位移;自旋偶合裂分規律(n 1 規律);圖譜解析。質譜:基本原理和有關概念(分子離子、分子離子峰、同位素離子、多電荷離子、碎片離子、亞穩離子;麥克拉夫梯重排;相對豐度);裂解規律。
第十章 醇和醚
醇的結構(包括對物理性質、化學性質的影響),命名,物理性質和光譜特征;醇的酸堿性(電子效應和空間效應的影響),醇羟基中氫的反應,烷氧基負離子的堿性;醇和無機酸及無機酰鹵的反應(與硝酸的反應,與硫酸的反應,與鹽酸的反應、Lucas 試劑、鄰基參與,與無機酰鹵的反應)及其機理;醇脫水轉變成烯烴以及相關機理;醇的氧化和脫氫;多元醇的特殊反應(鄰二醇用高碘酸或四醋酸鉛氧化,頻哪醇重排以及相關機理);醇的制備(用格氏試劑、有機锂試劑與環氧化合物或羰基化合物反應,炔醇的合成,醛酮、羧酸及其衍生物還原,烯烴水合,烯烴發生羟汞化-脫汞反應),逆合成法簡介。醚的結構(包括對物理性質、化學性質的影響),命名,物理性質和光譜特征;醚的化學性質(醚的自動氧化,醚的堿性及金羊鹽的形成,醚鍵的斷裂);環醚的命名;環氧乙烷的開環反應(酸性條件與堿性條件)與機理,開環反應的應用;醚的制備(Williamson 合成法,醇分子間失水,醇與烯烴的加成,烯烴的烷氧汞化-去汞反應,乙烯基醚的合成)。了解冠醚及其在相轉移反應中的作用原理。
第十一章 酚
酚的結構(包括酚的互變異構體,氫鍵對酚物理性質的影響),命名,物理性質和光譜特征;酚的酸性,苯環上的取代基對酚酸性的影響;酚的成醚反應(包括 Claisen 重排反應,芳香醚的分解反應,芳香醚的 Birch 還原以及相應機理);酚的成酯反應(包括 Fries 重排及其機理);酚芳環上的親電取代反應(硝化反應、鹵化反應、磺化反應、Friedel-Crafts 反應和亞硝基化反應;Reimer-Tiemann 甲酰化反應;Vilsemeier 甲酰化反應、 Kolbe-Schmitt 羧基化反應以及相應機理);酚的氧化;酚的鑒别(利用酚的酸性提純和鑒别酚,酚與氯化鐵的顯色反應,酚的溴化反應);酚的制備(芳香磺酸的堿融熔法,鹵代苯的水解,異丙苯法,重氮鹽法及其相應機理)。了解醌。
有機化學 II 共有十二章内容。
第十二章 醛和酮
醛、酮的結構、命名和物理性質;醛酮中羰基的反應:親核加成;加成-消除;涉及碳負離子的反應;醛酮的氧化和還原;醛、酮的制備;a,b-不飽和羰基化合物
要求掌握:一元醛、酮的結構;醛酮的親核加成反應:與含氧試劑、含碳試劑、含硫試劑、含氮試劑等的加成;羰基加成反應的立體化學;Beckmann 重排;Wittig 反應;醛酮的酮-烯醇平衡及有關反應:a-H 酸性、鹵代反應、鹵仿反應以及羟醛縮合等反應及其曆程;安息香縮合;醛酮的還原和氧化;一元醛酮的制法;a,b-不飽和醛酮的 1,2-和 1,4-共轭加
成。
第十三章 羧酸
羧酸的結構、命名和物理性質;羧酸的化學反應;羧酸的制備;二元羧酸;不飽和羧酸;鹵代酸;羟基酸
要求掌握:羧酸的結構;羧酸的酸性以及取代基效應(誘導效應、共轭效應、場效應等)對羧酸酸性的影響;羧酸的化學反應及制備方法;酯化反應的機理;二元羧酸的熱分解反應;不飽和羧酸、鹵代酸和羟基酸的制備:Perkin 反應、Knoevenagel-Dobner 反應、Reformatsky反應等和反應性能。了解自然界存在的脂肪酸的基本特征和性質、肥皂的去污原理、油脂的硬化以及幹性油的概念。
第十四章 羧酸衍生物
羧酸衍生物的結構、命名和物理性質;不飽和碳原子上的親核取代反應;羧酸衍生物的水解反應;羧酸衍生物的其它反應;碳酸衍生物及原酸酯
要求掌握:羧酸衍生物的結構;羧羰基的親核取代反應性能比較;羧酸衍生物的水解反應:重點掌握酯的 BAc2 和 AAc2 機理;羧酸衍生物的醇解、氨解、酸解反應;羧酸衍生物與有機金屬化合物的反應;羧酸衍生物的還原;酰鹵的a-鹵化;酯的a-位的反應;烯酮的制備和乙烯酮的反應;酯的高溫熱解反應。了解碳酸衍生物及原酸酯。
第十五章 縮合反應
Mannich 反應;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 增環反應;通過烯胺進行的烷基化和酰基化反應;Horner-Wadsworth 反應;Darzen反應
要求掌握:重要的縮合反應:Mannich 反應、Claisen 酯縮合反應、Dieckmann 縮合、酮和酯的縮合、丙二酸酯和乙酰乙酸乙酯合成、Michael 加成、Robinson 增環及其在有機合成中的應用;通過烯胺進行的烷基化和酰基化反應;Horner-Wadsworth 反應;Darzen 反應;二苯羟乙酸重排。
第十六章 胺
分類、結構、命名和物理性質;胺的堿性;胺的反應;胺的制備;季铵鹽和季铵堿
要求掌握:胺類化合物的結構;堿性及其與結構的關系;胺的化學反應;胺的制備; Tiffeneau- Demjanov 重排;Cope 消去;季铵鹽和季铵堿:Hofmann 消除以及 E1cb 機理;徹底甲基化和 Hofmann 消除用于胺結構測定,特别是生物堿結構的測定。了解相轉移催化反應、胺和铵鹽的立體化學。
第十七章 其它含氮化合物
硝基化合物;重氮化合物;芳基重氮鹽;偶氮化合物
要求掌握:硝基化合物的結構和化學性質;芳香親核取代反應機理;重氮甲烷的制備及反應:與酸性化合物、醛酮、酰氯(Arndt-Eistert 合成)的反應;芳香族重氮鹽及其在芳香化合物合成中的應用;聯苯胺重排。了解亞甲基卡賓的制備和反應、類卡賓、偶氮化合物和疊氮化合物。
第十八章 雜環化合物
雜環化合物簡介和命名;五元雜環化合物;含一個雜原子的六元雜環體系;含一個雜原子的五元雜環苯并體系;喹啉、異喹啉;其它雜環化合物
要求掌握:吡咯、呋喃、噻吩、吡啶、苯并呋喃、苯并噻吩、吲哚、喹啉和異喹啉等雜
環化合物的結構(芳香性)、化學性質以及制備方法。了解生物堿及其它雜環化合物。
第十九章 周環反應
周環反應和分子軌道對稱守恒原理;電環化反應;環加成反應;s-遷移反應
要求掌握:電環化反應、環加成和s-遷移反應以及分子軌道對稱守恒原理和前線軌道
理論在這些反應中的應用。
第二十章 碳水化合物
概述;單糖的結構;單糖的反應;葡萄糖結構的測定;二糖;環糊精(低聚糖);多糖
要求掌握:單糖的結構:包括構型、構象以及 Haworth 式;變旋現象;單糖的反應:糖苷的形成、成醚和酯、環狀縮酮的形成、差向異構化反應、成脎、氧化和還原、遞升和遞降;還原性糖和非還原性糖的定義。了解碳水化合物的來源及分類、葡萄糖結構的測定、二糖和多糖;了解核苷酸、DNA、RNA 的組成、結構及其基本性質,了解它們的生物屬性。
第二十一章 多步驟有機合成
官能團的引入與轉化;官能團的保護和脫保護;合成中的立體化學問題;逆合成分析法。
第二十二章 氨基酸和蛋白質
了解常見氨基酸的結構、名稱與分類;掌握氨基酸的等電點、酸堿性以及化學反應;了解氨基酸的合成方法;了解多肽結構、結構分析方法以及合成方法;了解蛋白的一級結構、高級結構以及基本性質(等電點、酸堿性、蛋白的變性、水解等);了解酶的一般概念。
第二十三章 類脂、萜和甾族化合物
了解類脂(蠟和磷脂)的組成、結構和物理性質;了解萜結構和物理性質;了解甾族化合物結構和物理性質。
參考書:
1、《基礎有機化學》(第三版)上冊,邢其毅 裴偉偉 徐瑞秋 裴堅編著,高等教育出版社, 2005 年。
2、《基礎有機化學》(第三版)下冊,邢其毅 裴偉偉 徐瑞秋 裴堅編著,高等教育出版社, 2005 年。
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