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第一章绪论•、化学研究的对象和目的化学研究的主要对象是存在的物质化学是在原子、分子层次上研究物质的组成、结构、性质及其变化规律的自然科学化学的四大分支:无机化学:研究所有元素的单质及化合物(碳氢化合物及衍生物除外)有机化学:研究碳氢化合物及衍生物分析化学:研究物质成分的测定方法和原理物理化学:运用物理学的原里和方法研究物质变化的基本规律二、化学与医学的关系化学与医学有密切的关系,如:人的生理现象和病理现象,疾病的诊断、治疗,卫生监督,分子生物学等。三、医学化学的内容和学习方法.医学化学的内容分为基础化学和有机化学两部分.学习方法第二章溶液第一节溶液组成量度的表示方法一.物质的量浓度(Cb).定义:CB=nB/V.单位:mol,L-l;mmol•L-l;nmol,L-l.nB=mB/Me二.质量浓度(Pb),定义:PB=mB/V.单位:g,L-l;mg,L-l;pg,L-l.Cb和Pb的关系:Pb=Cb•Mb三.质量分数(o)b)和体积分数((Pb)3B=ms/m单位为1(Pb=Vb/V单位为1应用:.在临床生化检验中,凡是相对分子质量已知的物质在人体的组成量度,原则上均应用物质的量浓度表示,对于相对分子质量尚未准确测得的物质,则可用质量浓度表示,对于注射液,世界卫生组织认为,在绝大多数情况下,标签上应同时标明质量浓度Pb和物质的量浓度Cb。如静脉注射的氯化钠溶液,应同时标明P<NaCP=9g*L-1.C<NaCl>=0.15mol•lL.举例进行Pb和Cb的计算正常人100mL血清中含100mg葡萄糖,计算血清中葡萄糖的物质的量浓度(用mmol,L-1表示)100g葡萄糖注射液中含5g葡萄糖,计算溶液的质量浓度和物质的量浓度。第二节溶液的渗透压力一.渗透现象和渗透压力.渗透现象:由溶剂(水)分子通过半透膜,由纯溶剂进入溶液(或由稀溶液进入浓溶液)的自发过程.产生渗透现象的条件(1)要有半透膜;(2)膜两侧耍存在溶液的浓度差.渗透压力:n.渗透压力与浓度,温度的关系n=cRT注意:1.在一定温度下,口只与单位体积内的溶质颗粒数成正比,而与溶质的性质(如大小,种类)无关2.电解质溶液:n=icRT.渗透压力在医学上的意义(—)渗透浓度(Osmol,L-1或mOsmol,L-l)渗透活性物质(产生渗透效应的溶质粒子)的总的物质的量浓度(mol-L-1或mmol-L-1)例题:求50g,L-1葡萄糖,9g•L-lNaCl溶液的渗透浓度?(二)等渗,低渗和高渗.正常人血浆的渗透浓度为280〜320mosmol•L-1,在此范围内为等渗;低于280mOsmol,L-1的溶液为低渗;高于320mOsmol,L-1的溶液为高渗溶液.临床上常用的等渗溶液:9g•L-lNaCh50g-L-1葡萄糖,9g•L-1乳酸钠,12.5g•L-lNaHCO33.临床上大量输液的基本原则是应用等渗溶液(用溶血和血棒两现象解释)(三)晶体渗透压力和胶体渗透压力血浆中的渗透压力分为晶体渗透压力和胶体渗透压力两种。.晶体渗透压力:由低分子晶体物质(氯化钠,碳酸氢钠,葡萄糖,氨基酸等)产生的渗透压力:功能:时维持细胞内外的水盐平衡起着重要的调节作用.胶体渗透压力:由高分子胶体物质(蛋白质,核酸)产生的渗透压力功能:维持血液与组织液之间的水盐平衡起调节作用。第三章电解质溶液第一节弱电解质在溶液中的电离电解质分为弱电解质和强电解质两类强电解质:在水溶液中完全电离的化合物弱电解质:在水溶液中只有部分电离的化合物可以用解离度(a)定量表示弱电解质解离程度的大小:a=(已解离的分子数/分子总数)X100%一.解离平衡和离解常数HAc+H2O H3O++AcHAc(简写为:IT+HAc(简写为:kj=[H+][Ac]/[HAc]注意:I.%反映解离能力的相对强弱,例表3—12.多元弱酸是分步解离的二.同离子效应和盐效应.同离子效应HAcH++AcNaAc=Na++Ac- 平衡向左移动,解离度减小定义:在弱电解质溶液中,加入与该弱电解质具有相同离子的易溶强电解质,导致弱电解质的解离度降低。.盐效应HAcH++Ac-NaCl=Na++cr 平衡向右移动,解高度增大讨论:两种效应的发生原因及其协同作用。第二节酸碱质子理论一.酸碱的定义酸:凡能给出质子(HD的物质如:HAc,NH4+,H2PO;,HC1等碱:凡能与质子(H+)结合的物质如:NH-MOj-HPOAC「等酸和碱既可以是中性分子,也可以是阳离子或阴离子。共知酸碱关系:特点:共甄酸比共规碱多一个质子(h+)两性物质:既能给出质子,又能结合质子的物质如:h2o,hco;,hpo42-二.酸碱反应反应的实质:质子的传递过程三.水的质子自递反应Kw不仅适用于纯水,也适用于稀溶液,把对立的酸和碱统•起来了共知酸碱对Ka与Kb的关系HA+H20- -HgO4-+A'A-+H20- ,HA+OH-[H30+][A] [HA][OH]Ka•凡=《四.一元弱酸、弱碱溶液pH值的计算.强酸、强碱的pH值的计算.弱酸、弱碱的【H+】和pH值的计算第三节缓冲溶液一.缓冲溶液的组成及缓冲作用(一)缓冲作用及缓冲溶液的概念结果:HAc和NaAc的混合液能对抗外加少量的强酸或强碱的影响结论:溶液具有抵抗外加的少量强酸、强碱或适当稀释的影响,保持pH值几乎不变的作用,称为缓冲作用;具有缓冲作用的溶液称为缓冲溶液。(二)缓冲溶液的组成条件:①缓冲溶液含有两种成分:即抗酸成分和抗碱成分,组成缓冲对②抗酸成分和抗碱成分是•种共轨酸碱对二.缓冲溶液的pH值计算.缓冲溶液pH值的计算公式推导HA+H2O=H3O++AKa=[H3O+][A]/[HA][H3O+]=Ka«[HA]/[A]
pH=pKa+log[A]/[HA]式子中[A»[HA]称为缓冲比:[A[=Cb:[HA]=Ca
故有:pH=pKa+logCb/Ca.公式意义:(1)缓冲溶液pH值主要取决于共钝酸碱对中弱酸的L值,其次取决于缓冲比(2)对于同一缓冲对的缓冲溶液,其pH值取决于缓冲比,当缓冲比为1:1时,pH=pKa(3)适当稀释缓冲溶液时,缓冲比不变,则pH值也不变.公式的应用P16例子3—4,3-5,3-6三.缓冲容量与缓冲溶液的配制(一)缓冲容量.概念B=n/v|ApH| (单位:mol,L,pH-1).影响因素:(1)总浓度总浓度越大,抗酸抗碱成分越多,缓冲容量也就越大(2)缓冲比当缓冲比为1:1时,缓冲容量最大,pH=pKa缓冲溶液的缓冲范围:,pH=pKa±l(二)缓冲溶液的配制.配制原则和步骤(1)选择适当的缓冲对,使得缓冲对中弱酸的,pKa值尽可能接近实际要求的pH值。从而使得缓冲溶液的缓冲比接近1:1,所配制的溶液在缓冲范围内具有较大的缓冲容量(2)要有适当的总浓度,一般控制在0.05〜0.20mol•L.溶液的配制为了方便,在实际中常常用相同浓度的弱酸和共轨碱按一定体积比来混合,其原理pH=pKa+l°gVb/Va.举例P18,3-8,3-9四.缓冲溶液在医学中的意义(一)血液中的主要缓冲对其中,缓冲能力最大,起重要作用的是HzCCh-Na2cCh(二)酸碱中毒的原因及解释第四章胶体和乳状液
第一节胶体的基本概念分散系:一种或几种物质分散在另一物质中所形成的体系分散质(相):被分散的物质分散介质(剂):容纳分散相的连续介质分散系的分类:见表4—1第二节溶胶一.溶胶的性质.光学性质——丁达尔现象.动力学性质——布朗运动.电学性质——电泳现象—.胶团的结构如下图所示:三.溶胶的稳定性和聚沉.溶胶稳定的主要因素胶粒带电;溶剂化作用.溶胶聚沉的方法(1)电解质对溶胶的聚沉反离子的价数越高,聚沉能力越强(实验演示)(2)溶胶的相互聚沉(3)加热第三节高分子溶液一.大分子化合物溶液的特点.均相体系.属于胶体分散系.具有稳定性二.大分子化合物对溶胶的保持作用.对胶粒包裹形成保护层.水化作用形成水化膜三.医学意义结石形成的解释评价:.本章重点是乳化作用的大分子化合物溶液的保护作用,与医学联系最为密切.胶体为何稳定及聚沉的原理解释是本章的难点,通过课堂讲解和实验演示,基本达到教学目标第四节表面活性剂和乳状液—.表面能和表面现象Es=yAA二.吸附(一)固体表面的吸附物理吸附:范德华力化学吸附:化学键力(二)溶液表面的吸附表面活性剂:表面张力随溶液浓度的增大而增大的物质表面惰性剂:表面张力随溶液浓度增大而开始急剧下降,至一定浓度后,表面张力趋于恒定三.乳状液.乳化:一种液体分散到另一种互不相溶的液体中,形成高度分散体系的过程.乳化作用:乳化剂使乳状液稳定性增强的作用.乳化作用在医学上的意义油脂的消化,药物的制剂第五章配位化合物第一节配合物的基本概念一、配合物的定义1.实验演示:c-、土NH3H2。 c/CLHI NH3H2。C11SO4溶液 ►Cu(OH)2| u_ACpHeOHI ►CuSO44NH3^晶__空y__a无Cu(OH)2沉淀析出BaCI2.一' -析出BaS()4沉加.解释.配合物的定义:由简单阳离子(或原子)和一定数目的中性分子或阴离子通过配位键结合并按一定的组成和空间构型所形成的复杂离子称为配离子。例如:[Cu(NH3)4]2+,[Co(NH3)5H2O]C13等。含有配离子的化合物或配位分子称为配合物二、配合物的组成例如:[Ag(NH3)2]NO3中心帽子他体内界外界II配合物(一)中心原子中心原子统称为配合物的形成体。位于配离子的中心,中心离子绝大多数是带正电荷的阳离子,其中以过渡金属离子居多,如Fe3+、。?+、Co2\Ag+等;少数高氧化态的非金属元素也可作中心离子,如BF\SiF6?一中的B(IH)、Si(IV)等。(二)配位体与中心原子以配位键结合的中性分子或阴离子称为配位体,简称配体;提供孤对电子的原子称为配原子。「单齿配体:如N%,OH,X,CZ,SCN',CO等。配体<I多齿配体:乙二胺(en),EDTA(二)配位数直接与中心原子以配位键结合的配原子数目称为中心原子的配位数;一般为2,4,6,8(常见的为2,4,6)注意:1.计算配位数时,要区分单齿和多齿配体2.中心原子配位数主要受电荷数的影响。(三)配离子的电荷数配离子的电荷数等于中心原子的氧化数和配体总用荷数的代数和。三、配合物的命名(一)命名原则配合物的命名与一般无机化合物的命名原则相同:先提阴离子,再提阳离子。若阴离子为简单离子,称某化某。若阴离子为复杂离子,称某酸某。内界的命名次序是:配位体数一配位体名称一合一中心离子(中心离子氧化数)(1)若内界有多种配体时,则配体的命名顺序是:先无机配体,后有机配体。先阴离子,后中性分子。(2)同类配体按配位原子元素符号的英文字母顺序排列。(3)同类配体中若配体原子相同,则按配体中含原子数的多少来排列。原子数少的排前面,原子数多的排后面。(4)若配位原子相同,配位中所含原子数也相同,则按在结构式中与配位原子相连的原子的元素符号的字母顺序排列。(5)不同配体名称之间以中园点分开,相同的配体个数用倍数词头二、三、四等数字表示。(二)命名实例K4[Fe(CN)6]六鼠合铁(H)酸钾K[PtCl3NH3]三氯•一氨合钳(H)酸钾[Co(NH3)5C12]C1氯化二氯•五氨合钻[Co(NH3)5H2O]C13三氯化五氨•一水合钻(III)[Pt(NH3)2Cl2]二氯•二氨合钳(II)[Ni(CO)4] 四段基合锲[Pt(NH2)NO2(NH3)2])氨基•硝基•二氨合的(II)第二节配位平衡一、配离子的稳定常数配位Ag++2NH3一解「[Ag(NH3)2r[Ag(NH3)2]+s[Ag+]•[NH3]2注:LA的大小反映配离子的稳定性,&越大,配离子越稳定,即越不易解离2.(数值很大,常用怆凡表示。二、配位平衡的移动(一)溶液pH值的影响例如:[FeQN)』-、 、Fe3++6CN-TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument" + +平衡移动方呵30H' 6H+*Fe(OH)36HCN水解效应酸效应(-)配位平衡与沉淀平衡的生成和溶解例如:NH3.H,0 KI IAgCI ►Ag(NH3)2CI ►Agl|(三)配位平衡之间的相互转化例如:
CN
Ag(NH3)2+ ►Ag(CN)2第三节螯合物和螯合滴定一、概念螯合物是由中心原子和多齿配体形成的一类具有环状结构的配合物。螯合物很稳定,在水中难解离。二、螯合滴定(一)EDTA的结构和配位特点EDTA的结构-00C-CH2“ “CH2-COCT>—CH2—CH2—N4-ooc-ch2 XCH2-C0d"EDTA配位的特点
(1)配位的广泛性和稳定性(2)简单的配位比1:1(3)形成的螯合物溶于水(二)酸度的控制(三)滴定终点的判断.螯合滴定常采用金属指示剂,如:锦黑T.滴定过程总颜色的变化解释第四节配合物在医学上的意义螯合物与医药学关系密切。血红蛋白,维生素B12、锌胰岛素及多种酶都是螯合物。Ca2+与EDTA螯合,治疗血钙过高时用EDTA可从骨中将Ca2+移出,使钙通过肾脏迅速排出。又如用青霉胺治疗威尔逊氏症,将沉积于肝、脑、肾等组织中的过量Cu2+以青霉胺-Cu2螯合物形式从尿中排出,效果良好。人体必须的微量元素Fe、Zn、Cu、I、Co,Se、Mn、Mo等都以配合物形式存在于体内,其中金属离子为中心原子,生物大分子(蛋白质、核酸等)为配体。有些微量元素是前的关键成分,大约1/3的酶是金属酶,如:CA、SOD,GSH-px等第六章有机化合物概述
第一节有机化合物基本知识
一有机化合物和有机化学1、有机化合物2、有机化学二有机化合物的特征三有机化合物分类(一)按碳价分类链状化合物有机化合物•碑环化合物环状化合物”、有机化合物•碑环化合物环状化合物”、杂环化合物,脂环化合物.芳环化合物1脂杂环化合物・芳杂环化合物(二)按官能团分类化合物类产官转困化合物类生自花团烧fe无OO«经C-C 嫦.It・-COOH MM烘ft-oc-Mt.芳钻芳环T0tH Ml事代会-x(F.a«MTH 礴基Bc,I) 卤素鹤基化合物-NO, ♦募■或励-OH 段基战一NH, «»窿—C-O-C—KMi9-NH四有机反应类型:1.有机化合物共价键的断裂方式:均裂和异裂11均裂1।HY A—C-4-Y・11r异裂1.iVY >一,+丫一ji「异裂।5Y »_j+y+2.有机反应的类型♦自由基反应有机反应. [亲电反应.离子型反应..亲核反应五有机化合物的命名有机物的命名原则(一)次序规则.某一个碳原子所连原子或基团的大小次序按所连第一个原子的原子序数大小来排列。原子序数大者为大基团,同位素按原子量大小次序排列,例如:D>H.若该原子所连基团的第一个原子相同,则向外延伸,比较其次相连原子的原子序数,依此类推。直至比出大小,例如:-CH(CH3)2>-CH2CH2CH3>-CH2CH;1>-CH:i.若基团含有双键或三键时,则可看成连接两个或三个相同的原子,例如:-c=n>-c=n-r>-ch2-nh2>-c=ch>-ch=ch2(二)有机化合物的命名原则.官能团分为主体官能团和取代官能团其次序见教材P-65主:体官能团排在前面的做母体,排在后面的做取代基;取代基官能团只能做取代基团
.系统命名法的命名原则).选主链a.只含有取代基官能团的化合物,以烧为母体,选最长的碳链(含重键,如碳碳双键、叁键)为主链b.既含主体官能团,又含取代基官能团的化合物,以主体官能团对应的化合物为母体,选最长的碳链为主链c.若化合物中含两种或两种以上的主体官能团,则按所述次序排在前面的关那官能团为主体官能团,后面的为取代基。选最长碳链为主链(2)标位次对选定的母体进行编号,标定母体官能团和取代基的位次,使主体官能团的位次尽可能小,其次再考虑取代基官能团的位次。编号要遵循“最低系列原则”。(3)定名称写出化合物全名时,取代基的位次号写在其名称前面,用半字线“一”与取代基分开;相同取代基或官能团合并写出,用二、三等表示其数目,位次号数字之间用逗号分开;前一取代基名称与后一取代基位次号之间也用半字线分开。化合物的全名顺序:取代基(按照次序规则定大小)的位次一数目一名称一主体官能团的位次一母体名称。例如:HoC—CH-CH—CH—CHOIII
CHgBrC2H5HoC—CH-CH—CH—CHOIII
CHgBrC2H54一甲基一2一乙基一3一澳戊醛HOOC-CH2-CH2-CH-COOH
nh22一氨基戊二酸2—氨基2—氨基一6一羟基喋吟ch3H3C—CH—CH=C——CH—CH2CICH3 C2H55一二甲基一3一乙基一1一氯一3一己烯第二节有机化合物的结构理论一、原子核外电子的运动状态和排布规律1、原子核外电子运动状态主量子数和副量子数的关系2、原子核外电子排布规律能量最低原理洪特规则保利不相容原理二、碳原子的结构二、.有机化合物是以碳原子为主体的化合物.碳原子的电子层结构:IS22s22P2杂化轨道理论(-)杂化轨道理论的要点.在成键过程中,因原子间的相互影响,同一个原子中类型不同,能量相近的原子轨道“混杂”起来重新组成一种新的原子轨道,这个过程称为轨道杂化,简称杂化。.有几个原子轨道参加杂化,就形成几个杂化轨道。.杂化轨道的成键能力增强.杂化轨道都有一定的空间构型:sp,sp2和sp3。杂化轨道的空间构型分别是正四面体、正三角形和直线型。(-)杂化轨道类型见表7—1杂化轨道的类型和特点四、共价键的类型见表7—2。键和"键的主要特点五有机化合物中的电子效应1、诱导效应(I)(1)诱导效应的概念:由于成键原子或基团的电负性不同而引起的,并通过静电诱导作用沿着分子链向某一方向传递下去,这种分子或基团间的相互影响称为诱导效应。例如:666+66+ 8+H3c—CHgCH?CHgCH2—CI(2)特点.影响是短程的,一般不超过3个碳原子.是一种静电作用,是固有的永久性效应(3)分类.吸电子基和给(斥)电子基.吸电子诱导效应(-1)和给(斥)电子诱导效应(+1)(4)在烯烧加成反应中的应用对马氏规则的解释2,共掘效应(1)形成条件.形成共腕体系的原子必须在同一个平面上.必须有若干可以实现平行重叠的P轨道,且要有一定数量供成键用的电子(2)特征.是远程的.电子密度平均化、键长平均化、体系能量降低、稳定性降低3、分类.TT-TT共朝例如:1,3一丁二烯.p-TT共加例如:CH2=CH-C1;ph-ci.u-it共朝例如:CH2=CH-CH3第七章含氧有机化合物第一节醇酚醛概述:.醇酚酸都是燃的含氧衍生物.脂肪烧、脂环燃或芳煌侧链上的氢原子被羟基(一OH)取代的化合物称为醇结构通式:R—OH,—OH为醇的官能团.芳香环上的氢原子被羟基取代而成的化合物称为酚结构通式:AlOH,—OH为酚的官能团.醉或酚的分之中羟基上的氢原子被燃基取代而成的化合物称为健结构通式:(Ar)R-O-R(Ar),C—O—C为醛键,是醛的官能团・、醉的分类和命名(一)分类.根据煌基的结构不同,可分为:脂肪醇、脂环醇和芳香醇.根据羟基所连碳原子的类型不同,可分为:伯醇(1°醇) r-ch2-oh仲醇(20醇)R1一CH-OHA2叔醉(3°醇).根据羟基数目的不同,可分为一元醇、二元醇和多元醇(二)醇的命名.普通命名法在醇的前面加上煌基的名称,如:甲醇、异丙醇、叔丁醇.系统命名法选择含有羟基的最长碳链做主链,芳香醇命名时以脂肪醇为母体,芳煌基做取代基。二、醇的化学性质(-)醇的物理性质.醇分子之间能形成氢键,故沸点比相对分子质量的燃高.醇分子与水分子间能形成氢键,如:低级醇能溶于水(二)醉的化学性质醇分子中C-0键断裂,羟基被取代;O-H键断裂,羟基上氢被取代,a-H具有一定的活性。.与活泼金属的反应2R-OH+Na ►2R-ONa+噌R-ONa+H2O ►R-OH+NaOH①不同结构醇的反应速率甲醇〉伯醇〉仲醇〉叔醇②金属钠与醇的作用比与水的作用速率慢.与氢卤酸的反应
R-OH+HX-一R-X+H2O①醇的活性:叔醇〉仲醇〉伯醇②HX的活性:HI>HBr>HCl③卢卡斯试剂:无水ZnC12+浓HCIRrC^-OHRrCH—0Hr2a—RrCHg-CI慢无水ZnCL较快(R为少于5个碳原子的煌基)3.酯化反应HHCIOHcRrCHg-CI慢无水ZnCL较快(R为少于5个碳原子的煌基)3.酯化反应HHCIOHc——o2CH2—OH98%H?SO4+3HNO3 :H2C CH——CH2UAno2Ano2廿油三硝酸酯在临床上可做心绞痛药物,磷酸以酯的形式广泛存在于体内,具有重要作用。.氧化反应氧化剂:K2Cr2O7,KMnO4R—CH2-OH—~►R—CHO°»R—COOH[0]R「CH2-0Hi」aR「C=。R2 R2叔醇由于分子中没有a-H,一般无此反应。.脱水反应分子间脱水:98%H,SO.2cH3cH20H ►CH3cH2-0-CH2cH3140℃分子内脱水:98%H2SO4CH3cH20H ►H2c=CH2+H201700C①反应的产物应斯双键碳上连有最多炫基的烯煌②不同类型的醇的脱水活性:叔醇〉仲醇〉伯醇.邻二醇的特性+H2hc——+H2hc——o-HHcIo-HcIoCu(OH)22HHc——o-2+近要的醉.甲醇CHjOH有毒,不能饮用,可做溶剂、防冻剂.乙醇(又名酒精)CH3cH20H75%溶液为消毒酒精;碘酊;中药有效成分提取的溶剂.丙三醇(甘油)①润肤作用②临床上做甘油栓,或50%甘油溶液灌肠,以治疗便秘。酚一、酚的分类和命名(~)分类一元酚和多元酚(二)命名在酚的前面加上芳环名称,以此为母体,冠以取代基的位次、数目和名称。例如:(间-苯二酚)(儿茶酚)二、酚的化学性质酚中一OH与苯环形成p-(间-苯二酚)(儿茶酚)二、酚的化学性质酚中一OH与苯环形成p-or共扼体系,易于发生亲电取代反应(一)弱酸性C)-0H+Na0H一.|| 1 +co?+h2o-酚不溶于NaHCCh溶液,可用于分离醇(二)与三氯化铁的显色反应分子中具有烯醇式结构一1=1—(三)芳环上的取代反应1.卤代反应(水杨酸)使得一O-H键极性加大:①呈现弱酸性;②-+/——*[II +NaHCOj、酚和竣酸,0H的化合物能与FeCh发生显色反应。OH一"Af+3HB,1,3-苯二酚 2一羟基苯甲酸2.硝化反应BrOHOH三、重要的酚.苯酚.维生素EOHOH三、重要的酚.苯酚.维生素E酸一、酸的分类和命名(~)分类(二)命名.简单醒:煌基名称后加健字例如:C2H5-0-C2H5乙醛;Ph-O-C2H5.复杂健:将较小的燃氧基做为取代基命名乙去
苯CHh3c-ch2-ch2—CH-CH3och32一甲氧基戊烷二、处的性质(一)物理性质(二)化学性质.稳定性.徉盐的生成h3c-ch2-c—ch2-ch2—och3CH33一甲基一1一甲氧基一3一戊醇H0—R2+H2s ►[RrO-Rj]+HSO43.过氧化物的生成0—0—HH5c2—0——C2H5 02AH5c2—0——CH—CH3过氧化物的检验和除去的方法第二节醛和酮醛和酮分子中都含有炭基(C=O),故称为埃基化合物。谈基很活泼。可以发生许多化学反应,所以炭基化合物不仅是化学和有机合成中十分重要的物质,而且也是动植物代谢过程中重要的中间体。
醛和酮的分类和命名一、醛、酮的结构醛:(Ar)R-CO-H -CHO醛基,为醛的官能团酮:(Ar)R-CO-R(Ar)-CO酮基,为酮的官能团二、醛、酮的分类.根据煌基结构不同,可分为:脂肪醛、酮和芳香醛、酮.根据分子中镣基数目不同分为:一元醛、酮和多元醛、酮三、命名.选择含谈基的最长碳链做主链,编号从靠近谶基的碳原子开始.脂环酮命名时,编号从埃基开始,称某环酮.芳香醛、酮,把芳基做为取代基例如:5一甲基一2一己酮 3-甲基环己酮 1一苯基一1一丙酮醛和酮的化学性质1.默基的结构^c=oC5一甲基一2一己酮 3-甲基环己酮 1一苯基一1一丙酮醛和酮的化学性质1.默基的结构^c=oC和O均为sp2杂化2.具有较高的活性,有相似性和不同性质一、加成反应(亲核加成反应)0H一I.._R—C—H(CH3)CN(二).醛、甲基酮及少于8个碳的环酮可以发生此反应.碱性条件下比酸性条件反应速率快与NaHSO3的反应one-R\fj?HH(CH3)+HO—S—ONay'R—C一H(CH3)、 SO3Na.醛、脂肪族甲基酮核少于8个碳的环酮可以发生此反应.是一种可逆反应,可用于分离和精制醛、酮(三)与氨的衍生物的反应1.反应通式.例如.氨的衍生物又称埃基试剂,尤其以2,4一二硝基苯腓应用广泛,可分离和提纯谈基化合物。(四)与醇加成R、无水HCIR、‘OHR"OHR、.OR"u_u***C—O+H"OH ——C、nH、OR“干HCIH,、OR”(R')(R')(R‘)半缩醛(酮)缩醒).双隧结构。不糕定对碱、氧化剂、还原剂稳定,-般不能分离出来可分离出来:.酸性条件卜易水解.常用于保护醛基.在同样条件下,酮反应速度慢二、a-H的反应O
R—CH」一.a-H受叛基的影响,有变成质子的趋势而显得活泼,反应主要表现在以下两个方面:()卤代反应o oR—CH2-C—H(R)+2CI2 R—CCI2-C—H(R)+2HCI碘仿反应o oH3c—C—H(R)+X2 ►R—C—ONa+CHX3NaX+H2O.醛,甲基酮和具有CH3-CH(OH)—H(R)结构的醇都能发生上述反应。.卤仿反应以碘仿反应为重点,应用广泛。(二)醇醛缩合反应H-oleH-oleone.醛、酮均可以发生,但酮反应速度较慢.此反应的重要意义在于增长碳链.在人体内,含有醛、酮的内糖衍生物在酶的催化作用下,通过进行醇醛缩合生成己糖衍生物。
三、氧化还原反应
三、氧化还原反应
(•)还原反应OHC(R1H(OHIR—COHC(R1H(H(二)氧化反应醛和酮最明显的区别是对氧化剂的敏感性,醛具有较强的还原能力,能被弱氧化剂氧化,而酮不能。常用的弱氧化剂为:托伦试剂,班氏试剂等.与托伦试剂作用(1)托伦试剂的配制AgNO3+2NH3H2。 ►Ag(NH3)2++N03+2H2O(2)银镜反应原理0H- IR-CHO+Ag+(配离子)一►R-COO'+Ag|(3)此反应可以鉴别醛和酮.与班氏试剂反应班氏试剂:硫酸铜、碳酸钠和柠檬酸钠的混合液,其主要成分是柠檬酸钠与cr十所形成的配离子反应式:Q|_|- IR-CHO+Cu2+(配离子)—△―►R-COO+Cu2O]脂肪醛能与班氏试剂反应,芳香醛不能,故可以用于脂肪醛和芳香醛的鉴别。四、与品红亚硫酸试剂的显色反应.品红亚硫酸试剂又名希夫试剂.醛与之作用呈现紫红色,是醛最简单的鉴别方法.甲醛与其它醛的鉴别重要的醛和酮一、甲醛(HCHO)蚁醛.福尔马林:40%的甲醛水溶液.外科器械的消毒剂和动植物标本的防腐剂二、丙酮.常用的有机溶剂.临床上检验丙酮的方法A.亚硝酰铁氟化钠的碱性溶液B.碘仿反应三、樟脑第三节竣酸和取代竣酸我酸分子中含有竣剂的化合物称为竣酸。段酸常以游离状态、枝酸盐或衍生物的形式广泛存在于动植物体内。结构通式:(Ar)R-COOH,-COOH峻基是按酸的官能团。一、竣酸的分类和命名(一)分类一元酸二元酸(二)命名(三)按和脂饱和ch3coohHOOC-COOH脂肪酸ch2=chcoohCOOHCOOHCOOHHC—COOHIIHC——COOHch3H3C—CH—HC—(一)分类一元酸二元酸(二)命名(三)按和脂饱和ch3coohHOOC-COOH脂肪酸ch2=chcoohCOOHCOOHCOOHHC—COOHIIHC——COOHch3H3C—CH—HC—CH2—COOH-ch3ch33,4,5—三甲基己酸丁二酸(琥珀酸)H(X)C—CH2-CH2—COOHCOOH4一甲基苯甲酸酰基段酸去掉胶基中的羟基,余下的基团称为酰基(R—CO-),酰基的命名是根据原来竣酸的名称称为某酰某。例如:oIIHOOC-C一苯甲酰基 草酰基二、粉酸的物理性质.状态.溶解性.沸点a.二聚体:b.呈锯齿状变化三、粉酸的化学性质(-)酸性R-COOHH20R-COO"+H30+R-COOHR—COOH+NaHCO3 >R-COONa+C02+H20竣酸的酸性比碳酸和酚类较强,能分解NaHCChR—COOH+NaHCO3 *R-COONa+C02+H20利用此性质可分离粉酸和酚类化合物(二)段酸衍生物的生成
.酯的生成一酯化反应TOC\o"1-5"\h\zO 0\o"CurrentDocument"II H*||H3c—C—0H+H0—CH2-CH3-八—H3c—C—O—CHg-CH3+H20.酰卤的生成0 O\o"CurrentDocument"II IIH3C—C一OH+PCI5 *H3c—C—CI4-PCI3+H20.酸酎的生成OIIH3C—C—0H0IIH3C—C——OHTOC\o"1-5"\h\z.酰胺的生成0 0\o"CurrentDocument"II IIR—C—0H+NH3——*R—C——ONH40 0\o"CurrentDocument"II HR—C—ONH4—、*R—C—NH2+H20(三)脱竣反应竣酸失去竣基放出CO2的反应称为脱瘦反应一元竣酸不易脱段0R—H+Na2cO3CaO/NaOH
R—C—ONaR—H+Na2cO3二元竣酸对热敏感,受热易于发生脱竣反应COOHH2C/ —△~*H3C-CH2-COOH+co2'cOOH(四)a—H的反应PR—CH2—COOH+Cl2 aR——CH-COOH+HCIClClI Pci2R―C——COOHv ICl四、重要的峻酸.甲酸.乙酸.苯甲酸.乙二酸
取代竣酸一、羟基酸(一)概述羟基酸是分子中既含有羟基又含有竣基的双官能团化合物,广泛存在于动植物体内,他们中有的是生物体内进行生命活动的物质,有的是合成药物的原料和食品调味品。(二)分类.据羟基酸中羟基所连的炫基的不同,分为醇酸和酚酸.据分子中羟基和竣基的相对位置,分为a、B、Y羟基酸(三)命名除用系统命名法外,也常用俗名,例如:H2c COOHHO—CH—COOH(三)命名除用系统命名法外,也常用俗名,例如:H2c COOHHO—CH—COOHHO—CH—COOHH2C——COOHH2C COOHCOOHOH羟基丁二酸3羟基丁二酸3一竣基一3一羟基戊二酸邻羟基苯甲酸3,4,5—三羟基苯甲酸(苹果酸)(四)性质1.酸性(柠檬酸)(水杨酸)(没食子酸)H3C—CH—COOH
OH(苹果酸)(四)性质1.酸性(柠檬酸)(水杨酸)(没食子酸)H3C—CH—COOH
OHH2C—CH—COOHH3C—CH2-COOHOH3.874.514.88解释:由于一OH的吸电子诱导效应2.氧化反应H3C—CH—COOH
OH托伦试剂或稀hno3AH3C—CH—COOH03.(1)脱水反应a一2.氧化反应H3C—CH—COOH
OH托伦试剂或稀hno3AH3C—CH—COOH03.(1)脱水反应a一羟基酸——►交叉脱水一一》交酯OHOch-ch3OH0H3C-CHOHCH-CH30B-羟基酸——►a,B—不饱和酸H3C—CH2-CH—COOH__»H3C—CH=CH—COOH+H20HOH(3)Y—和6-羟基酸——►五元环和六元环的内酯(3)TOC\o"1-5"\h\zO O|| IICHo-C—OH CH2-C\o"CurrentDocument"I I )。H2c C0H△H2C C\o"CurrentDocument"II \\0 0二、酮酸.概述酮酸是分子中同时含有族基和酮基的化合物。根据分子中竣基和酮基的相对位置可分为aP丫一酮酸,其中aB一酮酸是人体内糖、脂肪和蛋白质代谢的中间产物。0IIH0IIH3C—C——ch2-coohB一丁酮酸(乙酰乙酸)H3C—C—COOH丙酮酸.性质加氢还原反应O 0Hh3c4_cooh h3c-Ah-cooh脱竣反应B一酮酸比a一酮酸容易脱痰,是由于酮基的吸电子诱导效应。OH-稀硫酸—OH-稀硫酸—COOH x **TOC\o"1-5"\h\z0 0JI …IIH3c—C CH?—COOH H3c—C CH34~C02三、酮式一烯醇式互变异构现象Oo OHoIIII - UcCLH3C—C—CH2—C一0一C2H5 、 、H3C-C—CH2-c一0-C2H5酮式(93%) 烯醇式(7%)检验:2,4一二硝基苯班有黄色结晶,说明有皴基存在:用三氯化铁显紫色和使得滨水褪色,说明有烯醇式结构存在互变异构现象:两种或两种以上异构体之间相互转变,并以动态平衡而通时存在的现象。讨论:乙酰乙酸乙酯的互变异构现象乙酰乙酸乙酯发生互变异构,主要是亚甲基上的氢受到班基和酯基的双重影响变得活泼,它以质子的形式转移到埃基氧上形成烯醇式异构体。例如:B一二酮,某些糖及含氮化合物四、垂要的羟基酸和酮酸.乳酸.苹果酸.柠檬酸.水杨酸,阿司匹林.丙酮酸.B一丁酮酸第八章立体异构第一节顺反异构一顺反异构的概念、产生的条件及命名1、顺反异构的概念2、顺反异构产生的条件3、顺反异构的命名顺反命名法Z/E命名法二顺发异构体的性质1、理化性质2,生物学性质第二节对映异构’构造异构:分子组成相同而构造(结构)不同而引起的异构现象同分异构<[立体异构:由于分子中的原子或原子团在空间的排列方式不同而产生的异构现象对映异构又称为旋光异构或光学异构,与物质的旋光性有关。一、偏振光和旋光性偏振光:只在某一个平面上振动的光旋光性:能使偏振光的振动平面发生旋转的性能旋光性的物质:具有旋光性的物质。二、旋光度与比旋光度旋光度(a):偏振光的振动平面被旋光性物质旋转的角度f左旋(+)旋光方向1[右旋(―)比旋光度[a]:
旋光性与分子结构的关系旋光性与分子结构的关系有机物是否有旋光性取决于物质本身的结构,例如:乳酸2OOH呈实物与镜像关系而不能重合的两种异构体称为对映异构。第三节构象异构一乙烷的构象1、乙烷的构象2、乙烷的优势构象3、乙烷构象的纽曼投影式和透视式二环己烷的构象1、环己烷的几种典型构象2、环己烷的优势构象3、椅式构象的横竖键4、取代环己烷的优势构象第九章脂类脂类是汕脂和类脂的总称,广泛存在于动植物体内,对生物体具有重要意义。油脂是机体的重要能源物质,脂肪能避免受到机械震荡,维持体温恒定;脂类参与细胞膜的构成;留体技术对机体代谢、生长和发育有重要的调节作用。第一节油脂油脂是油和脂肪的总称。液态的油脂称为油,固态的油脂称为脂肪。一.油脂的组成和结构(一)组成:油脂由一分子甘油和三分子脂肪酸所生成的酯(二)结构0IIH2c 0 C 0IIHC 0 C R20IIH2c—O—C—R3(&、R2、R3相同的为单甘油酯R|、R2,R3不同的为混甘油醋)天然油脂中的脂肪酸的特点:.碳链多为线状,少有支链.分子中碳原子数多为偶数,以16和18多为常见.不饱和酸大多数为顺式结构,含1〜3个C=C双键.脂肪酸有饱和和不饱和的,其中亚油酸、亚麻酸、花生四烯酸为必需脂肪酸二.油脂的性质1.水解oIIH2c O C—R1oHC—OC—R2 +3NaOHI?H2c—OC—Rg
油脂的碱性水解反应称为皂化2.加成加氢加碘一碘值败一酸值H2C—OHIHC-OHIH2c—OH凡一COONaR2—COONaR3—COONa第二节磷脂磷脂是分子中含有磷酸二酯键结构的脂类化合物,广泛存在于人和动物的肝脏、脑、神经组织及植物的种子中。一、磷脂酸H2c O—C—R-iO 1IIIRo—C—O—C—HOIIH2c O P—OHOH二、重要的廿油磷脂HoCO—C—R]O 1III♦—C—O—C—H
OIII+H2c O PO CHgCHgNfCHgJg00一H-H2c0—C—凡KIRo—C—O—C—HIS.H2c——O—P—0——CH2CH2NH3O-卵磷脂脑磷脂.甘汕磷脂中,常见饱和酸为软脂酸,硬脂酸连在C|上:不饱和酸为油酸、亚油酸和花生四烯酸等,连在C2上.卵磷脂和脑磷脂通常共存,在组成上的区别是:卵磷脂含有胆碱成分,脑磷脂含有胆胺成分。.卵磷脂是细胞膜的重要组成物质,能促进肝内脂肪的运输,是常用的抗脂肪肝的药物;脑磷脂与血液的凝固有关。第三节留体化合物一、幽体化合物的基本结构H二、重要的俗体化合物(-)幽醇包括胆固醇、7一脱氢胆固醇和麦角脩醇等(二)胆一酸胆酸(三)幽体激素性激素;肾上腺皮质激素第十章糖类(一)第一节单糖一、单糖的分类.根据分子中含有醛基或酮基分为:醛糖和酮糖.根据分子中所含碳原子数目分为:丙糖、丁糖、戊糖和己糖等二、单糖的结构(一)葡萄糖开链式醛式结构和构型葡萄糖(C6Hl2。6)为己醛糖,分子结构中有5个羟基和1个醛基,有4个手性碳原子(C2、C3、C4和C5),表示如下:(二)葡萄糖的环状结构和构象葡萄糖的开链醛式结构具有许多醛的性质,但还有许多性质和现象是醛式结构无法解释的,例如:.不与品红亚硫酸反应,也不与NaHSCh发生加成.变旋光现象.有两种构型,即a、B构型.只与一分子醇作用,其产物无还原性事实证明:单糖分子有环状结构存在,其与开链式结构建立了一个平衡体系。环状结构用哈沃斯式表示,例如:a-D-(+)-毗喃葡萄糖 B-D-(+)-毗喃葡萄糖[a]D=+112° [a]D=+18.7°36.4% 63.6%
(三)果糖的结构.果糖是葡萄糖的同分异构体,是己酮糖,只有3个手性碳原子.有a、B两种异构体,有变旋光现象.有五元环和六元环两种环式结构三、单糖的性质(―)氧化反应.与hno3作用氧化为葡萄糖二酸.与滨水作用澳水只氧化醛糖,不能氧化酮糖.与斐林试剂、班氏试剂和托伦试剂作用班氏试剂是临床上做为尿糖的检出试剂.还原性糖和非还原性糖的概念(二)酸碱溶液中单糖的化学性质.脱水反应莫里许反应:谢里瓦诺夫反应.互变重排(三)成昔反应D-葡萄糖(a或B型) D-甲基葡萄糖普.甘由糖和非糖部分组成,即:糖苗基和糖苗配基组成.昔键:氧背键,硫、氮昔键.糖甘无还原性,无变旋光现象(四)成酯反应单糖与磷酸形成酯在生命过程中具有重要意义,是体内代谢的重要产物。常见的有:1一磷酸酯,6一磷酸酯等四、重要的单糖核糖和2—脱氧核糖D-(+)-葡萄糖D-果糖第二节二糖二糖是最重要的低聚糖,是两分子单糖间脱去一分子水通过背键结合而成的。由于脱水方式的不同,二糖的结构和性质不同,二糖分子中保留有一个昔羟基的为还原性糖,反之为非还原性糖。一、麦芽糖麦芽糖存在于麦芽中,结构为:水解成两分子葡萄糖具有还原性和变旋光现象二、蔗糖蔗糖是自然界中分布最广的一种二糖,其结构式如下:水解生成一分子葡萄糖和一分子果糖分子中无背羟基,无变旋光现象和非还原性水解之后的混合物称为转化糖第三节多糖多糖广泛存在于自然界中,是一类天然高分子化合物,水解的最终产物是很多个单糖分子。多糖没有甜味,没有还原性和变旋光现象。一、淀粉淀粉是由a-D-葡萄糖分子间脱水通过a-1,4音键和a-1,6昔键连接而成的多糖。淀粉通常是两种淀粉的混合物:20%直链淀粉(又名可溶性淀粉,溶于水)和80%支链淀粉(不溶于水)。.淀粉与碘一碘化钾溶液作用呈蓝色或紫色,加热褪色,冷却后颜色复原。.水解:淀粉 A糊精 A麦芽糖 A葡萄糖二、糖原糖原是人与动物体内贮存的一种多糖,又称为动物淀粉。.分为肌糖原和肝糖原.水解的最终产物是D-葡萄糖.与碘作用呈现紫红色或蓝紫色三、纤维素纤维素是自然界
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