中科院有机化学考纲

中科院研究生院硕士研究生入学考试《有机化学》考试大纲本《有机化学》考试大纲适用于中国科学院研究生院有机化学，药物化学及以有机合成为主要手段的其他相关专业如有机光电材料，导电材料等研究方向的硕士研究生入学考试，有机化学是化学的重要分枝，是许多学科专业的基础理论课程，它的内容丰富，要求考生对其基本概念有较深入的了解，能够系统的掌握各类化合物的命名、结构特点及立体异构、主要性质、反应、来源和合成制备方法等内容；能完成反应、结构鉴定、合成等各类问题；熟习典型的反应历程及概念；了解化学键理论概念、过渡态理论，初步掌握碳正离子、碳负离子、碳游离基等中间体的相对活性及其在有机反应进程中的作用；能应用电子效应和空间效应来解释一些有机化合物的结构与性能的关系；初步了解红外光谱、质谱、核磁共振谱的基本原理及其在测定有机化合物结构中的应用。具有综合运用所学知识分析问题及解决问题的能力。一、考试内容１、有机化合物的同分异构、命名及物性（1）有机化合物的同分异构现象（2）有机化合物结构式的各种表示方法（3）有机化合物的普通命名及国际IUPAC命名原则和中国化学会命名原则的关系（4）有机化合物的物理性质及其结构关系2、有机化学反应（1）重要官能团化合物的典型反应及相互转换的常用方法重要官能团化合物：烷烃、烯烃、炔烃、卤代烃、芳烃、醇、酚、醚、醛酮、醌、羧酸及其衍生物、胺及其他含氮化合物、简单的杂环体系（2）主要有机反应：取代反应、加成反应、消除反应、缩合反应、氧化还原反应、重排反应、自由基反应、周环反应。3、有机化学的基本理论及反应机理（1）诱导效应、共轭效应、超共轭效应、立体效应（2）碳正离子、碳负离子、碳自由基、卡宾、苯炔等活性中间体（3）共振论简介、有机反应势能图及相关概念（4）有机反应机理的表达4、有机合成（1）官能团导入、转换、保护。（2）碳碳键形成及断裂的基本方法（3）逆向合成分析的基本要点及其在有机合成中的应用5、有机立体化学（1）几何异构、对映异构、构象异构等静态立体化学的基本概念（2）外消旋体的拆分方法、不对称合成简介（3）取代、加成、消除、重排、周环反应的立体化学6、有机化合物的常用的化学、物理鉴定方法（1）常见官能团的特征化学鉴别方法（2）常见有机化合物的核磁共振谱（HNMR）,红外光谱(IR),紫外光谱(UV)和质谱(MS)的谱学特征（3）运用化学方法及四谱对简单有机化合物进行结构鉴定7、杂环化合物及元素有机化学含N，S，O等的五、六元杂环化合物、及其他结构的有机硫、磷、硅化合物8、碳水化合物、油脂、氨基酸、蛋白质、萜类、甾族等天然产物的结构、性质和用途二、考试要求（要求掌握和了解的各章内容）第一章绪论了解有机化合物和有机化学的涵义、有机化学的重要性、一般的研究方法及分类掌握了解有机化合物特性1.1了解机化合物的涵义、有机化学及其发展简史、有机化学的重要性1.2熟悉并掌握有机化合物的结构与特性1.2.1共价键的本质（价键法、分子轨道法、鲍林共振论简介）1.2.2共价键的参数：键长、键角、键能、元素的电负性和键的极性1.2.3有机化合物的特性：物理特性、立体异构，官能团异构，同分异构现象（体），构型与构象，凯库Kekule’A的两个基本原则。1.2.4共价键断裂方式和有机反应类型1.2.5有机化合物的酸碱概念1.3了解研究有机化合物的一般方法1.4了解有化合物的分类：按碳胳分类，按官能团分类第二章烷烃和脂环烷烃2.1掌握烷烃的分类、命名、结构、同系列和同分异构现象（碳原子和氢原子的类型）、异构、构象及构象异构体、物理性质变化趋势；了解甲烷的结构：碳原子的四面体概念SP3杂化、δ键（构型概念）；了解乙烷、丁烷的构象及相互转变关系2.2了解烷烃的重要物理性质：熔点、沸点、密度、溶解度、折光率。掌握分子结构对物理化学性质的影响；稳定性、卤代、氧化（完全氧化和控制氧化）、裂化和裂解、异构化等。2.3理解烷烃的反应甲烷的卤代反应历程、游离基、连锁反应、能量曲线、过渡状态、游离基的稳定性和卤代反应的取向：自由基取代反应、碳自由基形成及性质、链反应的引发与终止2.4了解烷烃的来源及制备2.5了解环烷烃命名及反应及环己烷工业来源；掌握小环的张力及稳定性、椅式/船式构型、取代环已烷和十氢化萘的的构象：船式、椅式、a键、e键。第三章烯掌握单烯烃的重要化学性质及反应规律掌握单烯烃的分类、命名、结构及同分异构现象3.1熟悉烯的命名、结构、异构体、物理性质3.1.1理解烯烃的结构SP2杂化、π键3.1.2掌握烯烃的同分异构体和命名：碳胳异构、位置异构、顺反异构、系统命名法（烯基的命名）、顺反异构体的命名、顺/反、Z/E3.1.3了解物理性质3.2烯的反应掌握亲电加成反应历程、溴鎓离子、亲电试剂、碳正离子及其稳定性、马氏规则、诱导效应，游历基加成反应历程、过氧化物效应的解释马尔可尼可夫规则、加成反应中的碳正离子、碳正离子的结构及性质、二烯的1，4加成Diels-Alder[2+4]环加成反应3.2.1加成反应：催化加氢、与乙硼烷的加成、加X2、与酸的加成【加HX、[马氏（Markovnikow）规则、过氧化物效应]、加H2SO4、酸催化加H2O、与有机酸醇酚加成、加HOCl、自由基加成。3.2.2与卡宾的反应、烯烃的顺反异构反应3.2.3氧化：环氧化、高锰酸钾氧化和臭氧化3.2.4α—氢原子的卤代反应3.2.5了解聚合反应3.3烯的来源和制备3.3.1掌握醇的脱水、卤代烃脱卤化氢、邻二卤代烷脱卤素3.3.2掌握乙烯、丙烯的结构特点及制备方法、主要用途3.3.3了解石油的裂解和热裂气的分离3.3.4了解重要的烯烃：乙烯、丙烯3.4掌握共轭二烯烃特别是1，3—丁二烯的性质、结构特点及用途3.4.1分类和命名、共轭二烯烃的分子结构：离域键、离域能、共轭效应3.4.2共轭二烯烃的化学特性：加成反应（1，2和1，4—加成）、狄耳斯—阿尔德（Diels－Alder）环加成反应、聚合反应3.4.3重要的二烯烃：丁二烯和异戊二烯来源与反应第四章炔烃4.1掌握炔烃的分类、命名，结构（sp杂化等）及同分异构现象4.2掌握炔烃重要物理化学性质及反应规律炔的反应：加成、氧化及末端H的活性4.2.1加成反应：催化加氢、乙硼烷、加X2、加HX、加H2O、HCN、HOCl；与含“活性氢”的有机物的亲核加成；与碱金属（K,Na,Li）及液氨还原加成；4.2.2聚合反应（二聚、三聚）4.2.3氧化反应4.2.4炔键碳上的氢原子的性质和鉴定：弱酸性、金属炔化物及烃化（碳负离子）4.2.5掌握炔烃和烯烃的制备及反应活性的区别与共同点4.3了解炔的制备，特别是乙炔的性质、制备方法及用途第五章苯及芳香烃掌握芳香烃类化合物的命名和结构（sp2杂化）特别是苯的特性及芳香性及结构特征掌握芳烃类化合物的重要性质：苯及同分物的反应，取代反应的定位规律、取代效应的解释，并能应用在有机合成中。了解苯、甲苯、萘的性质及重要用途，了解多环芳香化合物和非苯芳香体系5.1芳香烃5.1.1熟悉苯的分子结构：凯库勒（Kekule）式、分子轨道法、共振论简介，芳香性解释5.1.2了解单环芳香烃的异构现象和命名5.1.3掌握苯及其同系物的物理和化学性质5.1.3.1取代反应：卤代、硝化、磺化、傅—克（Fridel-Crafts）反应；苯环亲电取代反应历程（δ—络合物）；苯环上取代反应的定位规律（理论解释和合成上的应用）超共轭效应。5.1.3.2卤素（Cl）甲基化反应,加特曼(Gatterman)-科赫(Koch)反应5.1.3.3伯奇（Birch）还原反应5.1.3.4氧化反应：苯环氧化、侧链氧化5.1.3.5重要的单环芳烃：苯、甲苯、二甲苯、苯乙烯5.2多环及稠环芳烃5.2.1了解三苯甲基化合物及其离子和自由基的稳定性，联苯特性及合成5.2.2掌握萘：结构性质：取代反应、加成反应、氧化反应5.2.3了解蒽和菲：结构和性质（9、10位的活泼性）5.2.4了解其他稠环芳烃（致癌烃）5.3了解芳香烃的来源：煤焦油的分离、石油的芳构化和重整石油：石油的成因、组成和分类；石油的炼制和石油加工（1）石油的一次加工：常、减压蒸馏（2）石油的二次加工：裂解和重整汽油和柴油：辛烷值、抗爆剂、十六烷值5.4一般了解非苯芳烃：休克耳（Huckel）规则及其应用、二茂铁第六章卤化烃了解卤代烃的分类和物理性质掌握卤代烃的命名及重要化学性质掌握几种重要的卤代烃制备方法,了解其性质、及应用6.1卤代烃的分类及命名、结构、同分异构6.2卤代烃的物理化学性质6.2.1掌握化学性质卤代烃的反应：取代、消除、还原6.2.1.1取代反应：水解、醇解、氨解、与硝酸银及氰化钠的反应6.2.1.2消去反应：札依切夫（Saytzeff）规则6.2.1.3与金属反应：格氏（Grignard）试剂、有机锂试剂、武慈（Wurtz）反应（有机金属化合物的概念）6.2.2掌握饱和碳原子上的亲核取代反应6.2.2.1取代反应的离子机理SN1、SN2;消除反应的机理E1、E26.2.2.2亲核取代的立体化学6.2.2.3烃基结构、离去基团对亲核取代反应速度的影响6.2.2.4结构与反应活性的关系（脂肪烃与芳香烃对比,伯仲叔对比）6.3掌握一般卤代烃的制法：由烃制备、由醇制备、卤代烃的互换6.4了解重要卤代烃：氯乙烯、氯苯、氯苄、三氯甲烷、四氯化碳、氟里昂、四氟乙烯.第七章醇、酚和醚熟悉醇、酚、醚的分类和命名和结构同分异构（官能团异构）和光谱特性掌握醇、酚、醚的重要性质和反应规律：氢键—醇与醚对比醇与的酚的酸性对比，醇的反应、醚的反应、碘仿反应，醇的鉴别：Lucas试剂和铬酐硫酸水法了解醇、酚、醚中重要的化合物的性质、合成方法及应用7.1醇7.1.1醇的物理和化学性质熟悉掌握其化学性质：与活泼金属反应，与卤化磷（或亚硫酰氯）反应，与无机酸（氢卤酸、硫酸、硝酸），酰氯和酸酐等的成酯反应，脱水反应，氧化和脱氢反应，相邻二醇特有的反应Cu(OH)2、HIO4、口片呐重排、羟基被置换反应（邻基参与效应）7.1.2掌握消去反应历程a)、β—消去反应：反应历程E1、E2，消除反应的取向：札依切夫规则的解释，与亲核取代反应的竞争b)、α—消去反应：卡宾的结构和性质7.1.3掌握醇的制法：卤代烃水解，醛、酮的还原，由格氏试剂合成，烯烃的羟汞化。7.1.4了解重要的醇：甲醇、乙醇、三十烷醇、苯甲醇、乙二醇、丙三醇（甘油的化学式）、肌醇7.2酚7.2.1掌握酚的性质物理、化学性质及反应（1）酚羟基的性质：弱酸性、酚醚的生成、显色反应（FeCl3）（2）苯环上亲电取代反应，氧化反应7.2.2了解重要的酚:苯酚（异丙苯氧化制备和用途）、甲苯酚、苯二酚、萘酚7.3醚7.3.1掌握醚的制法：醇的脱水，威廉姆逊（Williamson）7.3.2掌握醚的物理化学性质及反应：盐的生成、醚键的断裂、过氧化物的生成7.3.3了解几种重要的醚的性质和应用：乙醚、二苯醚（传热载体）、环氧乙烷、冠醚（相转移催化）第八章醛、酮类羰基化合物掌握醛、酮化合物的分类、命名、结构及异构、物性及光谱特性掌握醛、酮类羰基化合物的重要性质和反应规律熟悉重要醛、酮化合物的性质、合成方法和应用8.1醛、酮类羰基化合物的物理化学性质8.1.1熟悉并掌握与含氧、含硫、含碳、含氮亲核试剂的加成反应及反应历程，加成—消去反应历程，影响羰基活性的因素：加HCN、NaHSO3、RSH、RMgX、ROH、H2O，与有机胺及其衍生物的加成缩合反应，与氨及衍生物。8.1.2α—氢原子的反应：卤代（卤仿反应）、羟醛缩合8.1.3掌握其氧化还原反应a),氧化；托伦（Tollens）试剂、费林（Fehling）试剂、强氧化剂b),还原：H2,LiAlH4,NaBH4,B2H6,Me2CHOAl,Zn/Hg/H+,NH2NH2/KOH等还原成醇（双分子还原）、还原成烃、克里门逊（Clemmensen）反应、武尔夫——开歇纳（Wollf-Kishner）—黄鸣龙反应c),歧化：康尼查罗（Cannizzaro）反应。8.1.4了解醛的自身加成缩和8.1.5了解醛的显