《医用化学》第七章课件

1、医用化学医用化学第七章 烃 烷 烃 烯 烃 炔 烃 脂 环 烃 芳 香 烃第七章 烃 烷 烃 烯 烃 炔 烃第一节烷 烃烷烃的结构烷烃的通式和同系物烷烃的同分异构现象烷烃的命名烷烃的性质烷烃混合物在医药中的应用第一节烷 烃烷烃的结构一、烷烃的结构烷烃结构示意图一、烷烃的结构烷烃结构示意图二、烷烃的通式和同系物 烷烃中最简单的分子是甲烷，其次是乙烷、丙烷、丁烷和戊烷等。烷烃分子中的碳原子和氢原子的数目之间有着一定的关系。即当碳原子的数目为 n 时，氢原子的数目为 2n+2，故烷烃分子的通式为 CnH2n+2 。二、烷烃的通式和同系物 烷烃中最简单的分子是甲二、烷烃的通式和同系物 具有相同分子通式

2、和结构特征的一系列化合物为同系列化合物。同系列中各化合物之间互称同系物。一般情况下，同系物的化学性质基本相似，其物理性质随碳原子数目增加而呈现规律性变化。二、烷烃的通式和同系物 具有相同分子通式和结构三、烷烃的同分异构现象 含有多个碳原子的烷烃分子会出现分子式相同，但结构式不同的现象，即同分异构现象。三、烷烃的同分异构现象 含有多个碳原子的烷烃分三、烷烃的同分异构现象 由于分子中原子的连接顺序或方式不同而引起的同分异构属于同分异构中的构造异构，但人们习惯上仍称结构异构。上述烷烃是由于碳链结构不同而产生的异构现象，称为碳链异构，碳链异构是构造异构中的一种。三、烷烃的同分异构现象 由于分子中原子的

3、连接顺三、烷烃的同分异构现象 在分子中，直接与1个碳原子相连的碳原子称为伯（或一级）碳原子，用 1 表示。 与伯、仲、叔碳原子直接相连的氢原子，分别称为伯氢（1H）、仲氢（2H）、叔氢（3H）。不同类型氢原子的反应活性一般有较大差异。三、烷烃的同分异构现象 在分子中，直接与1个碳四、烷烃的命名根据分子中碳原子数称为“某烷”。用正、异、新区别同分异构体。（一）普通命名法四、烷烃的命名根据分子中碳原子数称为“某烷”。（一）普通命名四、烷烃的命名（1）选主链（母体） 支链数目最多的碳链优先； 支链位次小的碳链优先； 各支链碳原子数多的优先； 支链上分支少的优先。（二）系统命名法四、烷烃的命名（1）选

4、主链（母体） 支链数目最多的碳链优先四、烷烃的命名（2）编位次 从最靠近支链的一侧开始编号； 使所有支链的位次之和最小； 支链位次之和相同时，使小支链（取代基）获 得较小的位次编号。（二）系统命名法四、烷烃的命名（2）编位次 从最靠近支链的一侧开始编号；四、烷烃的命名（3）写名称 有多个不同取代基时，把小的取代基名称写在前面，大的写在后面。 有多个相同取代基时，把它们合并起来，取代基数目用二， 三，四，表示，写在取代基前面，取代基位次需逐个注明，位次的数字之间中“，”隔开。 如果支链上还有取代基，这个取代了的支链可按本规则命名（以被取代了的碳原子为1号碳原子选择主链）后将名称放在括号中或在命名

5、中用带撇的数字来标明支链的碳原子。（二）系统命名法四、烷烃的命名（3）写名称 有多个不同取代基时，把小的取代五、烷烃的性质室温下，C1C4 的直链烷烃为气体，C5C16 的直链烷烃是无色液体，C17 以上的直链烷烃是白色固体。直链烷烃的沸点随碳原子数的增加有规律地升高。所有烷烃的密度都小于水，是有机化合物中密度最小的一类化合物。烷烃是非极性化合物，难溶于水，易溶于有机溶剂。（一）烷烃的物理性质五、烷烃的性质室温下，C1C4 的直链烷烃为气体，C5C五、烷烃的性质 有机化合物分子中某个原子或基团被其他原子或基团所取代的反应称为取代反应。卤素和烷烃在一定条件下，可以发生取代反应（又称烷烃的卤代反应

6、）。 1取代反应（二）烷烃的化学性质五、烷烃的性质 有机化合物分子中某个原子或基团五、烷烃的性质 通常情况下，烷烃很难被氧化，但是它能在空气中燃烧（剧烈氧化）生成二氧化碳和水，同时释放出大量的热能。2氧化反应（二）烷烃的化学性质五、烷烃的性质 通常情况下，烷烃很难被氧化，但五、烷烃的性质 热裂解反应是指烷烃在无氧高温（450以上）条件下，发生键断裂，大分子化合物变为小分子化合物的反应。3热裂解反应（二）烷烃的化学性质五、烷烃的性质 热裂解反应是指烷烃在无氧高温六、烷烃混合物在医药中的应用 液体石蜡主要成分是C18C24的液体烷烃混合物。它是透明液体，不溶于水和醇等极性溶剂，溶于乙醚、氯仿等非极

7、性溶剂。液体石蜡性质稳定，精制的液体石蜡在医药上常用作肠道润滑的缓泻剂。（一）石蜡六、烷烃混合物在医药中的应用 液体石蜡主要成分六、烷烃混合物在医药中的应用 石蜡的主要成分是C25C34的固体烃的混合物。它是白色或淡黄色半透明固体，不溶于水和醇等极性溶剂，溶于汽油、二硫化碳等非极性溶剂。在医药上石蜡常用作蜡疗、药丸包衣、封瓶和理疗等。 （二）液体石蜡六、烷烃混合物在医药中的应用 石蜡的主要成分是六、烷烃混合物在医药中的应用 凡士林是液体石蜡和固体石蜡的混合物，呈软膏状半固体，不溶于水，溶于醚和石油醚（主要为戊烷和己烷的混合物）。因为不能被皮肤吸收，而且化学性质稳定，不易和软膏中的药物起变化，所

8、以在医药上常将凡士林用作软膏基质。（三）凡士林六、烷烃混合物在医药中的应用 凡士林是液体石第二节烯 烃烯烃的结构和命名烯烃的性质二烯烃第二节烯 烃烯烃的结构和命名一、烯烃的结构和命名（一）烯烃的结构 烯烃的官能团碳碳双键中的碳原子为 sp2 杂化，每个碳原子的三条 sp2 杂化轨道的对称轴在同一平面上，轨道间的夹角为 120，一个未杂化的 p 轨道与该平面垂直。 乙烯是最简单的烯烃。一、烯烃的结构和命名（一）烯烃的结构 烯烃的官一、烯烃的结构和命名（二）烯烃的命名选主链（母体）选含有双键的最长碳链为主链，根据主链碳原子数目称“某烯”。将主链编号从靠近双键的一端开始将主链碳原子用阿拉伯数字依次编

9、号，在“某烯”名称前标明双键所处的位次。写出完整名称将取代基的位置、相同取代基的数目、名称写在母体烯烃名称前面。如果双键碳原子位次为“1”，可省去。一、烯烃的结构和命名（二）烯烃的命名选主链（母体）选含有双键二、烯烃的性质（一）烯烃的物理性质烯烃是非极性化合物，其性质和烷烃相似，具有较低的熔点和沸点。烯烃的熔点和沸点随碳原子数的增加而升高，直链烯烃的沸点比碳原子数相同的支链烯烃的沸点要高，因为直链烯烃分子的排列更为紧凑。烯烃都难溶于水而易溶于有机溶剂。二、烯烃的性质（一）烯烃的物理性质烯烃是非极性化合物，其性质二、烯烃的性质（二）烯烃的化学性质 加成反应是指有机物分子中不饱和键（键）断开，加入

10、其他原子或基团的反应。烯烃易与氢气、卤素、卤化氢、硫酸等发生加成反应。1加成反应二、烯烃的性质（二）烯烃的化学性质 加成反应是指二、烯烃的性质（二）烯烃的化学性质1加成反应（1）催化加氢 催化剂存在时，烯烃与氢的加成称为催化加氢。其反应历程一般认为是自由基型的加成，烯烃和氢气分子均被吸附于金属催化剂的表面，降低了反应活化能，从而使反应能够顺利进行。二、烯烃的性质（二）烯烃的化学性质1加成反应（1）催化加氢二、烯烃的性质（二）烯烃的化学性质1加成反应（2）与卤素加成 将烯烃通入溴水或溴的四氯化碳溶液中，可使溴的红棕色消失，可以利用该反应鉴别化合物中的双键。卤素与烯烃的加成属于离子型反应。二、烯烃

11、的性质（二）烯烃的化学性质1加成反应（2）与卤素加二、烯烃的性质（二）烯烃的化学性质1加成反应（3）与卤化氢加成 不同的卤化氢与相同的烯烃进行加成时，反应活性顺序为HIHBrHCl，氟化氢一般不与烯烃加成。卤化氢是不对称试剂，若与不对称烯烃加成，可能得到两种产物，二、烯烃的性质（二）烯烃的化学性质1加成反应（3）与卤化氢二、烯烃的性质（二）烯烃的化学性质1加成反应（4）与硫酸加成 烯烃与硫酸加成生成硫酸氢酯，硫酸氢酯可以溶解于浓硫酸中，因此可用浓硫酸除去反应产物中的其他杂质。硫酸氢酯水解后可得到醇，因而也可根据需要，利用不同结构的烯烃通过该反应来制备伯醇、仲醇、叔醇。二、烯烃的性质（二）烯烃的

12、化学性质1加成反应（4）与硫酸加二、烯烃的性质2聚合反应（二）烯烃的化学性质 由低分子化合物结合生成高分子化合物的反应称为聚合反应。这种反应是在催化剂或引发剂的作用下，烯烃双键打开，并按一定的方式连接成长链形大分子，其中低分子化合物称为单体，高分子化合物称为聚合物，n 称为聚合度。二、烯烃的性质2聚合反应（二）烯烃的化学性质 二、烯烃的性质3氧化反应（二）烯烃的化学性质 烯烃容易被氧化，氧化产物与烯烃结构、氧化剂和氧化条件有关。使用稀、冷的高锰酸钾碱性（或中性）溶液对烯烃进行氧化反应，可使烯烃的键氧化断裂，生成邻二醇。二、烯烃的性质3氧化反应（二）烯烃的化学性质 三、二烯烃 分子中含有两个碳碳

13、双键的烃类化合物称为二烯烃，通式为 CnH2n-2（n 3）。 根据双键的相对位置累积二烯烃共轭二烯烃孤立二烯烃三、二烯烃 分子中含有两个碳碳双键的烃类化合物三、二烯烃共轭二烯烃的同分异构现象与烯烃相似，其系统命名法也与烯烃相似。命名时，双键的数目用汉字表示，位次用阿拉伯数字表示，称为“某二烯”。共轭二烯烃具有一般烯烃的化学性质，可发生加成、氧化、聚合等反应。但共轭二烯烃还有自身的一些特殊性质，共轭二烯烃与单烯烃的最大不同点表现在共轭二烯烃可以发生共轭加成。共轭二烯烃三、二烯烃共轭二烯烃的同分异构现象与烯烃相似，其系统命名法也第三节炔 烃炔烃的结构和命名炔烃的性质第三节炔 烃炔烃的结构和命名一

14、、炔烃的结构和命名（一）炔烃的结构 炔烃的官能团碳碳三键中的碳原子为 sp 杂化，碳原子的两条 sp 杂化轨道对称地分布在碳原子的两侧，呈直线形，两者之间的夹角为180，剩余的未参与杂化的两条相互垂直的2p轨道分别垂直于这条直线。乙炔结构示意图一、炔烃的结构和命名（一）炔烃的结构 炔烃的官一、炔烃的结构和命名（二）炔烃的命名 炔烃的系统命名规则与烯烃相似，只需将“烯”字改成“炔”字。若分子中同时含有双键和三键，要选取含有双键和三键的最长碳链为主链，称为“某烯炔”。主链的编号应从最先遇到双键或三键的一端开始，若在主链两端等距离处同时遇到双键和三键，则要从靠近双键的一端开始编号，而不是从靠近三键的

15、一端开始编号。一、炔烃的结构和命名（二）炔烃的命名 炔烃的系二、炔烃的性质（一）炔烃的物理性质 炔烃的物理性质与烷烃、烯烃相似。常温下，C2C4的炔烃是气体，C5C15的炔烃为液体，C16以上的炔烃是固体。与烷烃和烯烃相比，炔烃的极性略高，沸点比相应的烯烃也略高，端基炔比三键在中间部位的炔烃有更高的沸点。炔烃的熔点和沸点也随碳原子数目的增加而升高。二、炔烃的性质（一）炔烃的物理性质 炔烃的物理性二、炔烃的性质（二）炔烃的化学性质1加成反应催化加氢 在催化剂（Pt，Pd 或 Ni）的作用下，炔烃与氢气加成可生成烯烃，最后生成烷烃。 选择合适的催化剂可使反应停留在生成烯烃的阶段。二、炔烃的性质（二

16、）炔烃的化学性质1加成反应催化加氢 二、炔烃的性质（二）炔烃的化学性质1加成反应与卤素加成 炔烃能与氯或溴发生加成反应。反应分两步进行，第一步生成的二卤代烯烃；第二步生成四卤代烷烃。二、炔烃的性质（二）炔烃的化学性质1加成反应与卤素加成 二、炔烃的性质（二）炔烃的化学性质1加成反应与卤化氢加成 炔烃和卤化氢的加成反应也是分两步进行的。 不对称炔烃与 HX 加成时遵循马氏规则。在有过氧化物存在的条件下，不对称炔烃与 HBr 的加成反应则遵循反马氏规则。二、炔烃的性质（二）炔烃的化学性质1加成反应与卤化氢加成 二、炔烃的性质（二）炔烃的化学性质2聚合反应 乙炔在不同的催化剂和反应条件下，发生各种不

17、同的聚合反应，生成链状或环状化合物。与烯烃不同，它一般不聚合成高聚物。二、炔烃的性质（二）炔烃的化学性质2聚合反应 二、炔烃的性质（二）炔烃的化学性质3氧化反应 炔烃与臭氧或高锰酸钾溶液作用时，可发生碳碳三键断裂。二、炔烃的性质（二）炔烃的化学性质3氧化反应 炔烃与臭二、炔烃的性质（二）炔烃的化学性质4金属炔化物的生成 三键碳上的氢原子有微弱的酸性，可被金属原子取代，生成金属炔化物。二、炔烃的性质（二）炔烃的化学性质4金属炔化物的生成 第四节脂环烃脂环烃的分类和命名脂环烃的性质第四节脂环烃脂环烃的分类和命名一、脂环烃的分类和命名（一）脂环烃的分类脂环烃饱和脂环烃（环烷烃）单环烷烃不饱和脂环烃环

18、烯烃环炔烃一、脂环烃的分类和命名（一）脂环烃的分类脂环烃饱和脂环烃单环一、脂环烃的分类和命名（二）脂环烃的命名单环脂环烃的命名与相应的开链烃命名相似，只是在相应的名称前加上一个“环”字。一、脂环烃的分类和命名（二）脂环烃的命名单环脂环烃的命名与相一、脂环烃的分类和命名（二）脂环烃的命名环上有取代基时，把取代基的位置、名称写在母体环烃名称的前面，环上碳原子的编号，应使取代基位置的编号尽可能小，有不同的取代基时，要用较小的数字表示较小的取代基位置。一、脂环烃的分类和命名（二）脂环烃的命名环上有取代基时，把取一、脂环烃的分类和命名（二）脂环烃的命名如果取代基为较长的碳链，也可将环看作取代基，作为烷烃

19、的衍生物命名。一、脂环烃的分类和命名（二）脂环烃的命名如果取代基为较长的碳二、脂环烃的化学性质（二）脂环烃的化学性质脂环烃的物理性质与链烃相似。环丙烷和环丁烷在常温下是气体，环戊烷是液体，高级环烷烃是固体。环烷烃的熔点、沸点和相对密度都比含同数碳原子的开链烃高。二、脂环烃的化学性质（二）脂环烃的化学性质脂环烃的物理性质与二、脂环烃的化学性质（一）脂环烃的物理性质1与氢气反应 环烷烃可以进行催化氢化反应，氢化时环被打开，两端碳原子与氢原子结合而生成链状的烷烃。在氢化过程中，由于环烷烃环的大小不同，反应的难易程度也不一样。二、脂环烃的化学性质（一）脂环烃的物理性质1与氢气反应 二、脂环烃的化学性质

20、（一）脂环烃的物理性质2与卤素反应 环丙烷在常温下，环丁烷在加热时分别与氯或溴发生加成反应，开环得 1 , 3 位或 1 , 4 位二卤代烷。 环戊烷及更高级的环烷烃与卤素不发生加成反应，而是进行自由基取代反应。二、脂环烃的化学性质（一）脂环烃的物理性质2与卤素反应 二、脂环烃的化学性质（一）脂环烃的物理性质3与卤化氢反应 环丙烷在常温时与卤化氢发生加成反应得卤丙烷。环上有烷基取代的环丙烷衍生物与卤化氢的加成反应遵循马氏规则。碳环打开，氢原子加在含氢较多的碳原子上，而卤原子则加在含氢较少的碳上。 常温时，环丁烷、环戊烷及更高级的环烷烃与卤化氢不反应。二、脂环烃的化学性质（一）脂环烃的物理性质3

21、与卤化氢反应 二、脂环烃的化学性质（一）脂环烃的物理性质4氧化反应 在加热条件下，强氧化剂与环烷烃作用时，脂环烃的环断裂，生成二元羧酸。二、脂环烃的化学性质（一）脂环烃的物理性质4氧化反应 第五节 芳香烃苯的结构苯衍生物的命名芳香烃的性质常见的芳香烃第五节 芳香烃苯的结构一、苯的结构凯库勒的构造式近代杂化轨道理论或或一、苯的结构凯库勒的构造式近代杂化轨道理论或或二、苯衍生物的命名以苯环为母体，苯环的侧链作取代基，把取代基名称写在苯前面，称为“某苯”。若苯环上连有多个取代基，则从连有较小取代基的碳原子开始，将苯环碳原子编号，并使取代基位次之和最小。将取代基的位次、数目、名称写在“苯”字前面。（一

22、）系统命名法二、苯衍生物的命名以苯环为母体，苯环的侧链作取代基，把取代基二、苯衍生物的命名当苯环上连有两个取代基时，苯衍生物因取代基位置的不同会出现三种异构体，可以用阿拉伯数字或邻（o）、间（m）、对（p）来表示取代基的位置。（二）普通命名法二、苯衍生物的命名当苯环上连有两个取代基时，苯衍生物因取代基二、苯衍生物的命名当苯环上连有三个相同的取代基时，苯衍生物也有三种异构体，命名时可以用连、偏、均表示三个取代基在苯环上的相对位置。（二）普通命名法二、苯衍生物的命名当苯环上连有三个相同的取代基时，苯衍生物也三、芳香烃的性质芳香烃不溶于水，易溶于乙醚、四氯化碳、石油醚等有机溶剂。一般芳香烃的相对密度

23、在0.860.93。芳香烃的沸点随着相对分子质量的增加而升高。熔点除了与相对分子质量有关外，还与结构有关。（一）芳香烃的物理性质三、芳香烃的性质芳香烃不溶于水，易溶于乙醚、四氯化碳、石油醚三、芳香烃的性质（二）芳香烃的化学性质1亲电取代反应 在路易斯酸（如三氯化铁）催化下，苯与卤素反应生成卤代苯。 在同样的催化条件下，苯的同系物与卤素的反应比苯容易。卤素与一烷基苯反应，卤素主要取代烷基的邻位或对位上的氢原子。（1）卤代三、芳香烃的性质（二）芳香烃的化学性质1亲电取代反应 三、芳香烃的性质（二）芳香烃的化学性质1亲电取代反应 苯与混酸（浓硝酸和浓硫酸）共热时，苯环上的氢原子被硝基取代，生成硝基苯，此反应称为硝化反应，简称硝化。 苯的同系物发生硝化反应比苯容易，硝基主要取代烷基的邻位及对位的氢。（2）硝化三、芳香烃的性质（二）芳香烃的化学性质1亲电取代反应 三、芳香烃的性质（二）芳香烃的化学性质1亲电取代反应 苯与浓硫酸共