摘 要:在講授基礎有機化學的過程中,常會有學生說其有一定的難度。本文就基礎有機化學學習的一般方法、在學習中需要注意的問題,以及有機化學中一些違反一般規律的情況做逐一探究。
關鍵詞:基礎有機化學 學習方法 問題 一般規律
中圖分類號:G426文獻標識碼:A文章編號:1674-098X(2011)12(b)-0196-01
1 基礎有機化學學習的基本方法
1.1 要認真思考
“思”指勤于動腦,即多分析、思考。要把一章里新出現的名詞概念搞清楚,做到準確地理解并能舉例說明。再次,各類有機化合物之間存在內在的聯系和相互轉化關系,認真思考并掌握這些轉化關系的反應式,設計各種特定化合物的合成路線也就輕而易舉了。
1.2 要學會對比記憶
比較是確定客觀事物彼此之間差異點與共同點的思維方法。有比較才有鑒別,不經比較,就難以辨別事物的特征,就難以認定事物的本質,就難以弄清事物的相互關系,就難以區別事物的異同之點。在學習基礎有機化學的過程中,可以將相關章節進行比較,將相似知識點進行比較,比較它們的相同點和不同點,就會對知識理解和掌握得更加牢靠。例如,將烷烴、烯烴和炔烴的結構和性質對比;將鹵代烴、醇、酚和醚的化學性質對比;等等。
1.3 要認真作練習題
這是應用所學知識的一種書面形式,對理解和鞏固所學知識是最有效的, 同時也是檢驗學生是否完成學習目的的方法之一。作習題要在系統復習的基礎上進行, 切不可邊作題邊看答案,否則有百害而無一利[1]。做題可以更好地鞏固和掌握知識,并查缺補漏。
2 學習中應注意的問題
2.1 按“結構決定性質”這個主線學習
有機物種類繁多,有很多有機物化學式相同,但性質卻相差很大,為什么?有機物的官能團,不僅決定了有機物的種類,而且還決定了有機物的主要化學性質,即結構決定性質,結構不同,性質不同。另外,同一類化合物因官能團相同而具有相似的性質,如羧酸的官能團是羧基,它可以發生酯化和取代等反應,這就是羧酸的共性。但這也不是所有羧酸僅有的性質,如甲酸分子除了具有上述性質外,還能發生氧化反應,這就是它的個性。
2.2 要能把各類物質的相互聯系找到,建立知識網絡
解決有機推斷和合成題,前提條件是要能掌握各類物質間的相互關系,然后根據題意,尋找突破口,找出合理的答案。在平常的學習過程中,要及時地進行歸納總結,把知識系統化[2]。
2.3 注意用電子效應解決問題
電子效應主要包括誘導效應和共軛效應,它慣穿基礎有機化學的始終。所以,在學習的過程中,應經常用電子效應解決有機化合物結構和化學性質等方面的問題。一些相關例子見下文。
3 違反一般規則的情形
3.1 烯烴的加成反應
有些不對稱結構的烯烴與不對稱試劑加成時的產物不能簡單地用Markovnikov規則來判斷,須用電子效應等知識來進行分析。
(1)不對稱烯烴中雙鍵碳含有相同氫原子數
例1[3]
在反應(1)中,反應物烯烴兩個雙鍵碳含氫原子數相同,此時用Markovnikov規則是無法判斷反應的取向,而只能從電子效應的角度來分析。該反應進行過程中要生成下述兩種經典碳正離子,
在碳正離子Ⅰ中有p-π共扼效應存在,故其很穩定,更加容易生成。而在碳正離子Ⅱ中沒有此效應存在,其穩定性要差得多,也就相對難地生成。接著碳正離子Ⅰ變為反應(1)的主要產物PhCHICH2CH3,而碳正離子Ⅱ變為反應(1)的次要產物。
(2)雙鍵碳上連有強的吸電子基團
當雙鍵碳上連有強吸電子基團時,加成反應違反Markovnikov規則,即試劑負電性部分加到含氫較多的雙鍵碳上。
例2[3.,4]
這是由于強吸電子基的存在,使含氫較少的雙鍵碳原子電子云密度較高的緣故。
(3)氯化氫和3.3-二甲基-1-丁烯的加成
例3
這是由于甲基的1,2遷移可使起初形成的2°碳正離子轉變成更穩定的3°碳正離子的緣故。需要說明的是,在反應過程中是甲基遷移,而不是苯基遷移,因為苯基能通過p-π共扼效應穩定甲基遷移后生成的碳正離子。
3.2 消除反應
并非所有的醇和鹵代烴的消除都符合Saytzeff規則, 也不是所有的季鉸堿的消除都符合Hofmann規則,這兩條規則均有例外。
(1)醇脫水和鹵代烴脫鹵化氫
例4[4]
反應(4)違反Saytzeff規則,是因為所得產物中存在π-π共軛效應,故其很穩定的緣故。
(2)季胺堿的熱消除
例5[5]
反應(5)中的反應物分子中連于β-C上的苯環使β-C上的氫原子更容易離去,且生成的烯烴分子中苯環和雙鍵存在π-π共軛效應,很穩定,故主要產物為PhCH=CHCH3。
參考文獻
[1]牛瑞珍.談談有機化學的學習方法[J].中國遠程教育,1983,1:22-24.
[2]吳輝芳.如何學好有機化學[J].師范教育,2003,18(2):46-46.
[3] 俞凌羽.基礎理論有機化學[M].北京:人民教育出版社,1983:243.
[4]東北師大等五院校合編.有機化學(第2版)[M].北京:高等教育出版社,1986: 305.
[5]俞凌羽.有機化學中的人名反應[M].北京:科學出版社,1984:533-534.