内容参考书有机

有机化学谢楠Office:阶有机化学谢楠Office:阶平楼Phone:Email课件orgchemccmu@163.com1参考书：参考书：JohnMcMurry,OrganicChemistry,7thed.BrooksCole,2007.McGraw-Hill,2成绩评定分数项12成绩评定分数项12理论课实3第一章有机化合物和有机化学有机化合物的特性第一章有机化合物和有机化学有机化合物的特性有机物的结构表示方式及同分异构现象共价键有机化合物的分类和反应类型4第一节有机化合物和有机化学17世纪中第一节有机化合物和有机化学17世纪中期把从自然界中取得的各种物质,按照来源分为动物物质、植物物质有机物(organic矿物物无机物(inorganic“有机”—源于活性有机体。51806瑞典化学家柏其里1806瑞典化学家柏其里乌斯（J．Berzelius）首次定义了有只有动植物依靠一种神秘生命力force)”参与，才能制造出有机化合物，不可能由无机物合成。这就是所这种唯心的生命力学说致使人们在相当长的时期内不能揭示JönsJacobBerzelius61828年，德国化学家Wohler无氧条件下，经过加热把氨和氢氰1828年，德国化学家Wohler无氧条件下，经过加热把氨和氢氰尿NH4H22Wohler给J．Berzelius的信中这样写到：我应当告诉您的是，我制造出尿素，而且不求助于肾或动物——无论是人或犬。71845年德国有机化学家科尔伯无机物1845年德国有机化学家科尔伯无机物制成了公认为有机物的醋酸Kolbe）从无可争辩的水，阳光Na-SC+1854年柏赛罗Berthelot）合成了油脂。1854年-1856年，又合成了甲烷、甘油、乙醇等许多典型有机化合物。“生命力”学说才宣告破产。从此确信了人工合成有机化合物是完全可能的。这就是有机化学最初发展的第二阶段（合成阶段）8RobertBurnsRobertBurns“现代有机合成之父”维生素91965年9月1965年9月17日，中国成为世界第一合成蛋白质的国家。作为抗癌药物作为抗癌药物，紫杉醇的分子结构非常复杂，有11个立体中心和一个17碳的四环骨架结构，因此对紫杉醇分子的全合成和半合成引起世界上许多有机合成小组的兴趣。1992年为止共有30多个研究组参与到紫杉醇的合成中，这在有机合成史上实属罕见。1989年，佛罗里达州立大学的RobertA.Holton以可以从欧洲紫杉Taxus卡丁为起始原料，完成了紫杉醇的半合成。1994年，Holton又完成了紫杉醇的首次全合成。太平洋紫杉(TaxusHCNPISFOBHCNPISFOB有机化合物和有机化学的现代定义：1851年葛美林有机化合物和有机化学的现代定义：1851年葛美林(L.Gmelin)和凯库勒(A.Kekule) 含碳的化合物称为有机化合物--- 、CO、CO、CN、OCN、)例外321874年肖莱马(C.—碳氢化合物及其衍生物有机化学(organicchemistry)有机化合物的结构、性能和合成方法C.CarlSchorlemmer(1834-有机化学是医药有机化学是医药学课程中的一门重要基础课，也是生命科学不可缺少的化学基础。HHHHHH（左旋霉素，具有生理活性（右旋霉素，无生理活性“反应停“反应停”事件20世纪60年代的“反应停”事件，是一久，这些国家内不断出生了许多没有胳膊也没有腿的海豹样新生婴儿。“反应停”结构镇静作用强烈致畸作用“反应停”结构镇静作用强烈致畸作用 NO NOO 第二节有机化合第二节有机化合物的特性种类繁多主要原因：同分异构体和立体异构如：C2H6O乙醇、二甲结构复杂盐酸阿替结构复杂盐酸阿替4-甲基-3-[[1-氧代-2-（丙氨基）-丙咖啡咖啡可卡因(可卡因(古柯碱methyl(1R,2R,3S,5S)-3-(benzoyloxy)-8-methyl-8-azabicyclo[3.2.1]octane-2-carboxylate易燃烧除易燃烧除少数例外，一般有机化合物都含有碳和氢两种元素，因此容易燃烧，生成二氧化碳和水，同时放出大量的热量。大多数无机化合物，如酸、碱、盐、氧化物等都不能燃烧。因而有时采用灼烧试验可以区别有机物和无机物。熔点、沸点低无机化合─静电有机化合─范德华熔点、沸点低无机化合─静电有机化合─范德华熔点-沸点难溶于水，易溶于有机溶剂水是强难溶于水，易溶于有机溶剂水是强极性化合物。大部分无机化合物是离子键型化合物，易溶于水，不易溶于有机溶剂；有机化合物是共价键型化合物，极性小，不溶于水，易溶于有机溶剂——“相似相溶”原理如：易溶于乙醇、乙醚、氯仿、丙酮和苯等。反应速率慢无机反应是离子型反应，一般反应速反应速率慢无机反应是离子型反应，一般反应速率都很中包括共价键旧键的断裂和新键的形成，所以反应速率比较慢。AgNO3+AgCl++H222副反应多，产物复杂CH3CH2CH2Cl+CH3CHCH3副反应多，产物复杂CH3CH2CH2Cl+CH3CHCH3CH3CHCH2Cl+CH3-C-CH3CH2CHCl+CH3CH2CH3+所以写有机反应式常用“”而不用“”第三节有机物第三节有机物的结构表示方式及同分异构现象一、结构表示方分子简化骨架价键结构式HHHHHHHHHH正丁乙HH-HHOHH丙CH23H-H分子简化骨架价键结构式HHHHHHHHHH正丁乙HH-HHOHH丙CH23H-HO丙OHCC环己H CCHHHCHCCHHHH二、有机化合物的同分异构现象分子式相同结构不同的化合物称二、有机化合物的同分异构现象分子式相同结构不同的化合物称为同分异构体碳架异构体位置异构体构造异构顺反异构体旋光异构体构型异构体立体异构构象异构体构造异构体：因分子中构造异构体：因分子中原子的连结次序不同或者键合性质不同而引起的异构体。碳架异构体：因碳架不同而引起的异构体。位置异构体：由于官能团在碳链或碳环上的位置不同而产生的异构体。官能团异构体：由于分子中官能团不同而产生的异构体官能团异构体：由于分子中官能团不同而产生的异构体互变异构因分子中某一原子在两个位置迅速移动而产生的官能团异构体。OCCH CH3立体异构：分立体异构：分子式相同,原子连接次序相同,但分中的原子或原子团在空间排列方式不同所引起的异构现象立体异构可分为：构象异构、构型异构构象异构体：由于共价单键的两个碳原子绕键轴自由旋转引起顺反异构体：由于双键（或环）的限制引起。HCH顺反异构体：由于双键（或环）的限制引起。HCHHH3CHCHH3CCCH顺-2-丁烯反-2-丁烯bp.,mp-139bp.,mp-105旋光异构体（或光学异构体)：由于分子的手性引第四节共价1835第四节共价1835在日记中写到：现在，有机化学几乎使我狂热。对我来说，它看来像是一个原始的热带森林，充满着最诱人的东西；也像是一个可怕的无穷尽的丛林，看来似乎无路可走，因而使人不敢入内。一、路易斯共价键理论1916提出了经典一、路易斯共价键理论1916提出了经典共价键理论或两个以上相同的原子或电负性相近的原子相互结合成分子，分子中原子间可以通过共享一对或几对电子达到稳定的稀有气体的电子构型，形成化学键。这种由共享电子对形成的化学键称为共价键稀有气体除氦仅有两个价电子外，其他的价电子层中均为八个电子，路易斯共价键理论又称为隅律rule）碳原子既不容易得到电子,也不容易失去电子。因此,有机化合物分子中的原子间主要以共价键相结合,以满足八隅律。HHHHHCHCCHHH这种用电子对表示共价键结构的化碳原子既不容易得到电子,也不容易失去电子。因此,有机化合物分子中的原子间主要以共价键相结合,以满足八隅律。HHHHHCHCCHHH这种用电子对表示共价键结构的化学式称为结构式。它主要用于说明有机反应机制中电子的转移。简化的Lewis结构式HHHOHON或O二、现代共价键理论基本要点当两个原子互相二、现代共价键理论基本要点当两个原子互相接近到一定距离时,自旋方向相反的单电子相互配对,使电子云密集于两核之间,降低了两核间正电荷的排斥力增加了两核对电子云密集区域的吸引力，因此使体系能量降低,形成稳定的共价键。每个原子所形成共价键的数目取决于该原子中的单电子数目,即一个原子含有几个单电子,就能与几个自旋方向相反的单电子形成共价键,这就是共价键的饱和性。当形成共价键时,原子轨道重叠程度越大,核间电子云越密集,形成的共价键就越稳定。因此,沿着原子轨道最大重叠方向形成这就是共价键的方向性三、碳的杂化轨价键三、碳的杂化轨价键理论揭示了共价键的本质，但它无法解释甲烷分子(CH4)中4个碳氢键的键角相同，均为的事实。年鲍林在价键理论的基础上，提出了化轨道理论(orbitalhybridizationtheory)：原子在不同类型、能量相近的原子轨道可以重新组合成能量、形状和空间方向与原来轨道完全不同的新的原子轨道。这种重新组合过程称为杂化，所形成的新的原子轨道称为杂化轨道（hybridizationorbitals）。碳原子的6个核外电子碳原子的6个核外电子运动于各自的原子轨道中：价电子层2s2+2p1+2p1+2pxyz在有机化合物中碳并不直接以原子轨道参与形成共价键而在有机化合物中碳并不直接以原子轨道参与形成共价键而是先杂化,后成键。碳原子有3种杂化形化烃sp3、sp化烃2s1+2p1+1y+2pxz化烃基态2s22p12p1+2pxyz头碰头头碰头重叠形成C—Hσ 头碰头重 头碰头重叠形成C—CσC—HσC—CσH—C—HσC—CσH—≡Cpmπ四、共价键的属性键长键角键能→化学键强键的极性成键原子间四、共价键的属性键长键角键能→化学键强键的极性成键原子间的电荷→影响理化性C—C=键角/键能/kJ·mol-对于同种原子形成的共价键，公用电子由两个原子核均等“享用H3C—对于同种原子形成的共价键，公用电子由两个原子核均等“享用H3C———两个成键原子既不带正电荷,也不带负电HHHHCCCCHHH当两个不同原子成键时，由于两个键合原子当两个不同原子成键时，由于两个键合原子拉电子能力不同，即电负性不同，使共用电子对发生偏移，一方原子带部分负电荷(δ-)，另一方带部分正电荷(δ+)：H3C———这种成键电子云不是平均分配在两个成键原子核之间的共价键称极性(共价)(polarcovalentbonds。键的极性大小取决于成键原子的电负性差电负性差越大键的极性越大。一般两个元素的电负性差值≥1.7为离子键；＜1.7为共价键，其中电负性差值电负性增HOSFICNP0.7～1.6为极性共价键。第五节有机化合物的分类和反应类型一、有机物的分类(一按碳骨架分类链状化合物(开链化合物、脂肪族化合物碳环第五节有机化合物的分类和反应类型一、有机物的分类(一按碳骨架分类链状化合物(开链化合物、脂肪族化合物碳环化合物：脂环化合物NNN杂环化合SNN(二按官能团分类有机化合物分子中(二按官能团分类有机化合物分子中能体现一类化合物性质的原子或基团，通常称为功能基官能团或例如CH3OH、C2H5OH、等醇类化合物中都含有羟基（-OH），羟基就是醇类化合物的功能基。由于它们含有相同的功能基此醇类化合物有类同的理化性质因试指出结构式中官能团的名称想一扑热息痛NHCO酚羟基酰胺键N磺胺噻唑S氨磺酰胺基-2试指出结构式中官能团的名称想一扑热息痛NHCO酚羟基酰胺键N磺胺噻唑S氨磺酰胺基-2三、有机化合物的反应类型有机反应涉及旧