药学本科有机化学知识复习要点.ppt

药学本科有机化学知识复习要点,2012级,酸和碱：电子理论（G.N. Lewis) 定义: 凡能接受电子对的物质是酸, 凡能给出电子对的物质 是碱。故酸和碱又可分别称为电子对的受体和给体，而 酸碱反应则是生成配位键的过程，生成酸碱加合物。,有机反应和有机反应方程式,1. 有机反应的分类 (1) 极性或异裂反应,异裂产生带正电的碳离子和带负电的碳离子，分别称为碳正和碳负离子是重要的有机反应中间体，不稳定。由它们参加的反应叫离子型反应。,（2）自由基（均裂）反应：,均裂产生带孤电子的原子或基团，称为自由基。是一种重要的有机反应中间体，在光照或高温加热的条件下产生，其发生的反应称为自由基反应。,烷烃和环烷烃,系统命名法,分为三步： 1. 选主链：碳链最长，取代最多 2. 标位次：位次最低(最列原则) 3. 定名称：先小后大 同基合并,关键是如何确定主链和处理取代基的位置,3,5-二甲基庚烷,3-甲基-5-乙基庚烷,2,3,3,7,8-五甲基癸烷,构象异构(conformational isomerism),因单键旋转而使分子中原子或基团在空间产生不同的排列形象称为构象。每一种空间排列形象就是一种构象(conformation), 因构象不同而产生的异构现象称为构象异构。,(1) 乙烷的构象,构象的表示方法,锯架式(透视式) sawhorse formula,Newman投影式,构象的能量分析,非键合的两原子或基团接近到相当于范氏半径之和时，二者间以弱的引力相互作用，体系能量较低；如果接近到这一距离以内，斥力就会急剧增大，体系能量升高。,一些原子或基团的范德华半径(pm) H C N O Cl CH3 120 150 150 140 180 200,乙烷的重叠式内能最高，最不稳定，而交叉式内能最低，最为稳定。这种构象称为优势构象。,烷烃的化学性质,C-C、C-H键结合牢固, 需较高能量才能破裂。 烷烃中的C、H原子电负性差别小,烷烃是一类不活泼的有机物, 在一般情况下都不与强酸、强碱及氧化剂、还原剂发生反应。 稳定性的原因： 造成C-C、C-H键极化度小,通常不易发生异裂却较易发生均裂反应。,脂环烃(Cycloalkane),通式：CnH2n,7,7-二氯双环4. 1. 0庚烷,E. 螺环由小环开始编号;,螺2. 4庚烷,(1) 催化加氢,3 化学性质 一般与烷烃相似，但由于“张力”的存在，小环化合物具有一些特殊性, 易开环。,(2) 加卤素,(3) 加HX, ,如何区分丙烷与环丙烷,烯烃、炔烃,命名原则与烷烃相同，只是在选母体和编号时要以C=C或 为准。,烯烃的化学性质,烯键是反映烯烃化学性质特征的官能团。烯烃能起加成、氧化、聚合等反应，其中以加成反应为烯烃的典型反应。烯烃比较容易受亲电试剂的进攻。,二烯烃 一、分类,聚集二烯（cumulenes）: CH2=C=CH2 隔离二烯 (isolated dienes): CH2=CH-(CH2)n-CH=CH2 n1 共轭二烯 (conjugated dienes)： CH2=CH-CH=CH2,二烯烃的通式为C2H2n-2,1、键长平均化； 2、体系能量降低，稳定性增加； 3、交替极化，远程作用,推导结构,分子式相同的三种化合物C5H8，经还原后都生成2-甲基丁烷。它们都可以与两分子溴加成。但其中一种能使AgNO3的氨溶液产生白色沉淀，另两种则不行，写出三种化合物的结构简式及与各试剂所发生的反应式。,Problem 9: Distinguish the following compounds by chemical method.,丙烷，丙烯和丙炔,对映异构,旋光性和比旋光度,能使偏振光的振动方向向右旋的物质，叫做右旋物质，用“d”或“+”表示。 能使偏振光的振动方向向左旋的物质，叫做左旋物质，用“l”或“-”表示。 对映体是一对互相对映的手性分子，它们都 有旋光性，二者的旋光方向相反。,R/S标记法：,在费歇,芳香烃 具有“芳香性”的碳氢化合物称芳香烃。,芳香性：稳定、易取代、难加成，具有平面环状大p键。,单环芳香烃的性质,由于苯环具有环闭大p键结构，故其化学性质与饱和烃和不饱和烃都有显著不同，具有特殊的性质。,苯环相当稳定，不易氧化，不易加成，但易发生取代反应。这些都是芳香族化合物的特性，称之为芳香性。,亲电取代反应,1.卤代反应(halogenation) 2.硝化反应(nitration) 3.磺化反应(solfonation) 4.烷基化和酰基化反应,苯环亲电取代的定位效应,当苯环上已有一个取代基时，若再发生亲电取代，第二个取代基进入苯环的位置有三种可能：邻、间、对。如原有基对新进入基的位置无影响，不同的位置被取代的机会均等，则邻、间、对位异构体的相对含量应为40%：40%：20%。但实际上，苯环上原有的取代基对新进入的基团有定位作用（或称定位效应）；把苯环上原有的取代基叫做定位基（Director）。,1、邻、对位定位基，又称第一类定位基，“指挥”新进基主要进入它的邻位和对位,同时活化苯环(X 除外)。属于第一类基的有（按定位能力由大到小排）：,两类定位基：,特点：与苯环直接相连的原子不含重键，多数具有 孤对电子；除卤素外, 均为供电基, 活化苯环。,2、间位定位基，又称第二类定位基，“指挥”新进基主要进入它的间位，同时钝化苯环。属于第二类基的有（按钝化能力由大到小排）：,特点: 与苯环直接相连的原子带正电荷或带部分正电 荷或有重键;；是吸电子基，钝化苯环。,3、 定位规律的应用 (1) 预期亲电取代主要产物。,R OH CO2CH3 CCl3 CH3,COOH,COOH,NO2,卤代烃,对化学活性起决定作用的是键的极化度。,卤烷的化学性质,2,+,-,+,亲核取代反应,消除反应,与金属反应,1. 取代反应,() 被羟基(-OH)取代 () 被氰基(-CN)取代 () 被氨基(-NH2)取代 () 被硝酸根(-ONO2)取代 (5) 被烃氧基(-OR)取代,醛和酮,醛、酮的化学性质,醛、酮分子中都含有活泼的羰基，可以发生多种多样的化学反应。归纳起来有3个方面：,O CC H (H),d+,d-,2.a-C及其H的反应,涉及醛的反应,羧酸,O C R(Ar),O,H,3.a-H的取代 芳环H的取代,1.酸性,羧酸衍生物,羧基中的-OH被其它原子或基团取代后所生成的化合物，称为羧酸衍生物(derivatives of carboxylic acid)。,酰基(acyl group)是含氧酸分子中去掉酸性-OH后余下的基团。