第1章有机化学的基础知识课件

第1章有机化学的基础知识（19学时）

本章重点讲解问题1简单有机化合物的命名（2学时）——掌握

2广义氧化还原理论（1学时）——理解3广义酸碱理论（0.5学时）——理解

4

有机化合物的结构特征（0.5学时）——掌握5共振论与分子轨道理论——理解6旋光化合物（5学时）——掌握7有机光谱（10学时）——掌握1.1简单有机化合物的命名（nomenclatureofsimpleorganiccompound）1.1.1烷烃的命名(nomenclatureofalkane)烷烃的命名可分为：普通命名法系统命名法衍生物命名法英文命名（IUPAC命名法,common命名，美国化学文摘（CA）命名）以及烷基的命名。（1）普通命名(commonnomenclature)对于结构简单的有机化合物可采用普通命名法，碳数在十以内直链的烷烃用天干甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸来表示。多于十个碳原子时，用十一烷、十二烷等。为了区别直链及支链烃，分别用正、异、新来描述。“正”表示直链烃；“异”表示在第二个碳上带有一个甲基侧链，其余部分是直链；“新”表示在第二个碳上带有两个甲基侧链，其余部分是直链。命名时包含所有的碳。如：在庚烷的其它异构体中普通命名法已不能使用。如：

在庚烷的其它异构体中普通命名法已不能使用。如：

（2）系统命名法(CCS)(systematicnomenclature)系统命名法是中国化学会于1980年根据IUPAC(InternationalUnionofPureandAppliedChemistry)命名的原则结合我国的文字特点制定的有机化合物命名法。对于直链烷烃的系统命名与习惯命名相似，但要去掉“正”字。如：必须遵循下列规则：（1）选择最长碳链作为母体，把支链看作是母体的取代基，根据主链的碳原子数称“某烷”。当存在两条等长主链时，则选择连有取代基多的那一条为母体。（2）母体确定后，将母体中的碳原子从最接近取代基的一端（即取代基所处位次应尽可能小）始，依次给予编号，用阿拉伯数字1，2，3…来表示。（3）当对主链以不同方向编号，得到两种或两种以上的不同编号系列时，须遵循“最低系列”编号原则，即顺次逐项比较各系列的不同位次，最先遇到的位次最小者，定为“最低系列”。（4）当支链较为复杂时，可将支链从和主链连接的碳原子开始编号，并将支链名称放在括号中。（5）在书写化合物名称时，应将简单基团放在前，复杂基团放在后，相同基团应予合并，取代基团的列出顺序应按“基团次序规则”，较优基团后列出的原则处理。举例如下。（3）衍生物命名法(derivativenomenclature)衍生物命名法对支链烷烃的命名是以甲烷作为母体，将支链烷烃都看作是甲烷的烷基衍生物。选择连有烷基最多的碳原子作为甲烷的母体原子，所连接烷基按支链结构的分子量和复杂程度由小至大，由简单至复杂的顺序列出。例如：新戊烷可称为四甲基甲烷，异戊烷可称为二甲基乙基甲烷等。衍生物命名法能较好的表示出烷烃的结构，但对于碳原子数较多、结构复杂的化合物仍难以适用。（4）英文名称(nomenclaturebyEnglish)英文命名可分为：commonnomenclature(普通命名),IUPACnomenclature(系统命名)和CA–nomenclature（美国化学文摘命名）。甲烷等的英文名称如下：methane甲烷ethane乙烷propane丙烷butane丁烷pentane戊烷hexane己烷

heptane

庚烷octane辛烷nonane

壬烷

decane

癸烷undecane

十一烷dodecane

十二烷烷基的英文名称是将烷烃的词尾“ane”改为“yl”，如：甲基methyl，乙基ethyl等。用“n-”表示“正”，用“iso-”表示“异”，用“sec-”表示“仲”用“t-”表示“叔”。用mono（一），di（二），tri（三），tetra（四）表示取代基的个数。常见的取代基有：甲基methyl乙基ethyl正丙基n-propyl

异丙基iso-propyl正丁基n-butyl异丁基iso-butyl仲丁基sec-butyl叔丁基t-butylCommonnomenclature：英文命名也有普通命名，即在英文名称前加上n-,iso-,neo

和s。如：n-hexane(正己烷)，iso-hexane(异己烷)，neo-hexane(新己烷)，s-butane(仲丁烷)。又如IUPAC命名法：IUPAC命名法与系统命名法（CCS）基本相同，所不同的是IUPAC命名法取代基是按英文字母排列顺序列出的。如：Chemicalabstract(CA)上通常是以母体命名，而将取代基按字母顺序排在后面，如：（5）烷基的命名（nomenclatureofalkylgroup）烷基的系统名称从基开始标号，如：1.2单环烷烃的命名(nomenclatureofmono-cycloalkane)（1）系统命名（CCS）(systematicnomenclature)环烷烃按碳原子的数目称为环某烷，取代基的编号按基团的顺序大小，顺序小的编号要小。如环戊烷

环丁烷

1-甲基-3-乙基环己烷

（2）IUPAC命名：IUPAC名称在烷烃名称前加一词头“cyclo”，取代基按字母顺序，字母顺序在前给以小编号。如：cyclohexane

cyclobutane

1-ethyl-3-methylcyclohexane

环烷烃还有立体异构体，普通命名法称两个相同取代基在环同一侧面的称“顺”（cis，拉丁文在一边的意思）。两个相同取代基不在同一侧的称“反”（trans，拉丁文不在一边之意）。反-二甲基环己烷顺-二甲基环己烷

（3）Chemicalabstract(CA)通常是以环为母体，如：cyclohexane，1，2-dimethyl；

cyclopentane，1-ethyl，3-methyl

（4）环基的命名从基开始标号，基的顺序同前。如

2，3-dimethylcyclohexyl1-ethyl-5-methylcyclopentyl（IUPAC）2．3-二甲基环己基

1-甲基-5-乙基环戊基

（CCS）1.3桥环烃（bridgehydrocarbon）脂环烃分子中含有两个以上碳环的化合物称为多环烃。有两个共用碳原子的双环称为桥环化合物。三环及其以上的多环是先将之拆成两个尽量大的二环，先按二环命名，再将之间相连的原子连接上，之间相隔的碳数用阿拉伯数字标出，连接的位置用上角标，中间用逗号隔开。桥环化合物的命名可按下列步骤进行：（1）确定环的个数：这方面已有许多报道，但最实用的还是断键法，即将桥环烃变为链状化合物时，要断裂的碳链，如断两次的桥环烃称为“二环”（bicyclo），断三次的称为三环（tricyclo）。如使用计算机的ChemDraw软件就显得极为方便，如：立方烷，先画出立方烷的结构，用“橡皮”操作依次去掉一键，直到成为链状烃E。因断了五个键，所以为五环。无论用其它什麽方法确定立方烷环的个数，在命名时均要通过断键将多环变成先变成尽量大的二环烃C（见下图）。（2）永远从桥头碳开始编号，先大环后小环再桥；其它原则同烷烃。称为二环[a.b.c]某烷，a代表不含桥头碳的大环碳原子数；b代表不含桥头碳的小环碳原子数；c代表桥上的碳原子数（如无碳用0表示）；a.b.c之间用圆点隔开，环碳总数称为某烷。如2，7，7-三甲基二环[2.2.1]庚烷

二环[4.2.2]癸烷

（3）三环以上的烃类是以二环为基础命名的。即先将多环通过断键法变成二环（使产生的环尽量大），再将原断裂的键按桥碳由多至少排列，并在其右上角标出桥键的位置，之间用逗号隔开。如：3，3-二甲基三环[3.3.3.02，4]十一烷

三环[3.3.1.13，7]癸烷

五环[4.2.0.02,5.0.3,8.04,7]辛烷四环[2.2.0.02,6.03,5]己烷

在命名时要注意：(1)[]内的数字用圆点相隔，而不是逗号；而[]内的上角标数字要用逗号相隔，而不是圆点，要用[]，不能用（）。(2)系统命名（CCS）与IUPAC命名的区别。主要区别是取代基的编号和排列的顺序两者有时不同。CCS法是按基团顺序大小编号，而IUPAC法是按取代基的字母顺序排列。如：1.4螺环烃(spirocyclo-hydrocarbon)两环共用的碳原子称为螺原子，其命名原则是：一螺环化合物从小环一端与螺原子相邻的碳原子开始编号，经螺原子再编大环，其格式为螺[a.b]某烷。英文用spiro表示螺。多螺环由较小的端环顺次编完，尽量给螺原子以最小编号。多环基的命名要先按桥环或螺环编号，同时使取代基的号数最小。如1.5烯烃的命名(nomenclatureofalkene)（1）CCS命名(systematicnomenclature)以含双键的最长链为主链，从靠近双键的一端开始编号，使双键处在最小位；命名时双键的位号放在烯烃名称的前面，其余同烷烃。如：1-己烯4-甲基-2-庚烯

当双键的两个碳上分别连有两个不同基团时，由于双键不能自由旋转而产生立体异构体，可用顺反（普通命名）及ZE（系统命名）来表示。相同的基团在双键的同侧为顺，在异侧为反，当双键所连的四个基团均不一样时，不能用普通命名来表示，可用系统命名Z(Zusammen—德文)、E(entgegen—德文)来表示其构型。基团的大小可用Chan-Ingold-prelog’s规则和氧化数法来判断，两个顺序大的基团(或小的基团)在双键的同侧为Z，在异侧为E。如顺-2-丁烯（普通）反2-丁烯（普通）Z-2-丁烯（CCS）E-2-丁烯（CCS）Cis-2-butene（common）trans-2-butene（common）Z-2-butene（IUPAC）E-2-butene（IUPAC）

值得指出的是，顺反表示法也可用ZE法代替，顺-2-丁烯也是Z-2-丁烯，反-2-丁烯也是E-2-丁烯。但Z、E和顺、反是两种不同的构型表示法,顺、反是普通命名，Z、E是系统命名；Z不一定是顺，E不一定是反，如：(2)IUPAC命名(InternationalUnionofPureandAppliedChemistrynomenclature)

将烷烃的“ane”改为“ene”，如乙烯ethene，丁烯butene等。烯基是将“ene”改为“enyl”，如乙烯基为ethenyl，丙烯基为propenyl等。常见的烯基英文名称为：

CH2=CH-，ethenyl，CH2=CH-CH2-，2-propenyl，CH3CH=CH-，1-propenyl等(3)普通命名（commonnomenclature）烯烃的普通命名使用较少，如：乙烯ethylene,丙烯propylene，乙烯基vinyl,烯丙基allyl

等。(4)CA命名（CA–nomenclature）以烯炔为母体，取代基放在后面，如上例为：1-heptene，5-ethyl，4-methyl等(5)烯基的命名（nomenclatureofalkenyl）从基开始标号，如：1.6炔烃的命名(nomenclatureofalkyne)(1)CCS命名法(systematicnomenclature)以含三键的最长链为主链，从靠近三键的一端开始编号，使三键处在最小位；命名时三键的位号放在炔烃名称的前面，其余同烷烃。当有双键及三键时，称为某烯炔，且当烯炔位置相同时，以烯键为最小，如：(2)IUPAC命名(InternationalUnionofPureandAppliedChemistrynomenclature)将烷烃的“ane”改为“yne”，如乙炔ethyne，丁炔butyne等。炔基是将“yne”改为“ynyl”，如乙炔基为ethynyl，丙炔基为propynyl等。如：(3)CA命名（CA–nomenclature）以炔为母体，取代基放在后面，如上例为：butyne，3-methyl(4)炔基的命名（nomenclatureofalkynyl）从基开始标号，如：1.7二烯烃的命名(nomenclatureofdiene)

二烯烃的命名和烯烃相似，分子中有两个双键称为二烯，主链应选含两个双键的并要标明双键的位置。如：CH2=CH-CH=CHCH3

为1，3-戊二烯，CH2=C=CHCH2CH2CH3

为1，2-己二烯等。当二烯的双键两端连接的原子或基不同时，也存在构型异构体，如：英文名称是将烯烃字尾“ene”改为“adiene”，如：己二烯为hexadiene等，见上例。1.8卤代烃的命名(nomenclatureofhalo-hydrocarbon)（1）普通命名（commonnomenclature）在基团名称之后，加上氟化物(fluoride)、氯代物(chloride)、溴代物(bromide)、碘代物(iodide)，例如：正丁基氯(n-butylchloride)、异丁基氟(iso-butylfluoride)、叔丁基碘(tert-butyliodide)。（2）俗名（customnomenclature）有些多卤代烷有俗名，如，CHCl3称氯仿(chloroform)，CHI3称碘仿(iodoform)。实验教科书中常用的溴代正丁烷也应属俗名。（3）CCS命名和IUPAC命名(systematicandIUPACnomenclature)将卤原子看成取代基，烃看成母体。例如：2-甲基-3-溴丁烷

3-氯-1-丙烯4-溴甲苯

IUPAC命名时，卤原子用词头表示氟(fluoro)、氯(chloro)、溴(bromo)和碘(Iodo)。

例如：

3-甲基-1-溴-戊烷(CCS)1-bromo-3-methylpentane(IUPAC)(4)基的命名（nomenclatureofgroup）以烃为母体，从取代基开始标号，如（5）CA命名（CA–nomenclature）以烃为母体，取代基放在后面，如上例为：butane,2-bromo,3-methyl;propene,3-chloro;benzene,1-bromo,4-methyl。1.9醇的命名(nomenclatureofalcohol)(1)普通命名(commonnomenclature)此法按烷基的普通名称命名，即在烷基后面加一个醇字，英文加alcohol。(2)CCS命名(systematicnomenclature)把连有羟基的最长碳链选作主链，给羟基尽可能低的位号，称为某醇，例如：(3)IUPAC命名法(IUPACnomenclature)英文命名时，用词尾“ol”代替烷烃中词尾“ane”中的“e”。例如：methanol，甲醇，ethanol，乙醇，propanol，丙醇等。二元醇词尾用“diol”，三元醇为“triol”，命名时便于发音，保留烷烃名称词尾中的“e”。如:

Ethanediol,butanediol

等。(4)基的命名（nomenclatureofgroup）以烃为母体，从取代基开始标号，如：（5）CA命名（CA–nomenclature）以醇为母体，取代基放在后面，如：1-butanol2-chloro，3-methyl1.10酚的命名(nomenclatureofphenol)羟基直接连在芳香环上称为酚，英文名称为phenol，如：CA的名称为

phenol,2-methyl；

phenol,4-ethyl1.11醚的命名(nomenclatureofether)（1）CCS命名(systematicnomenclature)把顺序小的烃基连“氧”一起看成取代基称烃氧基，顺序大的烃基看成母体，但使用系统命名不普遍。（2）普通命名法(commonnomenclature)简单醚只要在相同的烃基名称前写上“二”，然后写上醚(ether),习惯上“二”也可以省略不写，混合醚中烃基列出顺序按烃基的顺序排列。例如：CH3CH2OCH3，甲乙醚，ethylmethylether，CH3CH2OCH2CH3，乙醚，diethylether。（3）IUPAC命名法(IUPACnomenclature)烷氧基的英文名称在相应烷基名称后面加词尾“氧基”即“oxy”。如辛氧基，CH3CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2O-为octyloxy。低于5个碳的烷氧基的英文名称是将烷基中英文词尾“yl”省略。methoxyl

，ethoxyl等。（4）环醚的命名(nomenclatureofcyclic-ether)当一个氧原子和烃基上相邻的两个碳原子或链上排相邻的两个碳原子相连接而形成环形体系，称环氧化合物，命名法用环氧(epoxy)作词头写在母体烃名之前。如：5）冠醚的命名(nomenclatureofcrown)命名时用“冠”(crown)表示冠醚，在“冠”字前面写出环中的总原子数(碳和氧)，并用一短线隔开，在“冠”字后表示环中的氧原子个数，也用一短线隔开。如：1.12简单醛、酮、羧酸、酰卤、酸酐、酯、酰胺、硝基物、胺类的命名(nomenclatureofaldehyde,ketone,carboxylicacid,acylhalide,anhydride