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医用化学共分15章,内容包括绪论,溶液,胶体溶液与乳状液,电解质溶液,配位化合物,有机化合物概述,烃,醇、酚、醚,醛、酮、醌,羧酸和取代羧酸,构型异构体,含氮有机化合物,氨基酸和蛋白质,脂类,糖类。全套可编辑PPT课件第一章绪论一、化学及其发展(一)化学的概念及分类化学是一门以实验为基础的自然科学,是在原子和分子的水平上研究物质的组成、结构、性质及变化规律的科学。化学在发展过程中,根据其研究手段、目的和任务的不同,派生出不同层次的许多分支。一、化学及其发展(二)化学的发展原始社会化学是一些经验的产物。拉瓦锡用定量化学实验阐述了物质燃烧氧化学说,这也成了近代化学时期开始的标志。二十世纪初期化学又向生物学和医学等诸多领域渗透。本世纪初期,科学家完成了具有划时代意义的人类基因组计划。二、化学和医学的关系化学和医学通过人体这条纽带产生了复杂的联系。除此之外,化学和医学还在其他许多方面存在着千丝万缕的联系。化学在预防和治疗疾病、促进人体健康方面起着非常重要的作用,它是医学实践的基础。二、化学和医学的关系化学还是进行医学研究的有效手段。综上所述,医学和化学存在着广泛而复杂的联系,医学的发展和进步离不开化学。三、学习医用化学的方法医用化学不同于其他学科,它涵盖了大量的实验原理和反应方程式,理论性较强,使人感觉内容生硬抽象,不容易理解记忆。针对这个问题,我们需要对知识点进行分类、比较和总结,牢牢抓住它们之间的共性、特性和联系。THANKYOU谢谢!医用化学第二章溶液分散系及其分类溶液浓度的表示方法溶液的渗透压第一节分散系及其分类分散系是指一种或几种物质分散在另一种物质中所形成的体系。被分散的物质称为分散相,容纳分散相的介质称为分散介质。分散系的分类方法主要有两种:一种是按相数分类;另一种是按分散相粒径大小分类。系统中相的总数目称为相数,根据相数不同,可以将系统分为单相系统和多相系统。分散系是由分散相和分散介质组成的混合体系。根据分散相颗粒大小的不同,可以将分散系分为三类,即分子或离子分散系、胶体分散系和粗分散系。分散系类型分散相粒径/nm举例性质分子或离子分散系真溶液离子或小分子<1生理盐水单相,稳定体系,扩散快,能透过滤纸、半透膜胶体分散系溶胶胶粒1~100Fe(OH)3溶胶多相,不稳定体系,扩散慢,不能透过半透膜,能透过滤纸高分子溶液单个高分子蛋白质溶液单相,稳定体系,扩散慢,不能透过半透膜,能透过滤纸粗分散系悬浊液固体颗粒>100钡餐(用于消化道检查的药用硫酸钡)多相,不稳定体系,扩散很慢或不扩散,不能透过滤纸和半透膜乳状液小液滴牛奶第二节溶液浓度的表示方法物质的量浓度质量浓度质量分数体积分数一、物质的量浓度溶液中某溶质B的物质的量nB与溶液的体积V之比,称为B的物质的量浓度(简称B的浓度),用符号cB或[B]表示,也可以写成c(B)。即物质的量浓度的国际单位(SI)是mol/m3,医学上常用的单位有mol/L、mmol/L和μmol/L。一、物质的量浓度在使用物质的量浓度时,必须指明物质的基本单元,如cKCl和cNaOH等。溶质B的物质的量nB、质量mB和摩尔质量MB之间的关系可以用下式表示:二、质量浓度溶液中某溶质B的质量mB与溶液的体积V之比,称为B的质量浓度,用符号ρB表示。即二、质量浓度质量浓度的SI单位是kg/m3,医学上常用的单位有g/L、mg/L和μg/L。世界卫生组织建议,在医学上表示物质的浓度时,凡是相对分子量已知的物质,均用物质的量浓度表示,对于相对分子量未知的物质则可以用质量浓度来表示。对于注射液,在多数情况下,标签上应同时标明物质的量浓度和质量浓度,如静脉注射用葡萄糖溶液,应同时标明和。三、质量分数溶液中某溶质B的质量mB与溶液的质量m之比,称为B的质量分数,用符号ωB表示。即其中mB和m的单位必须相同,质量分数单位为1(无量纲)。在表示量值时,符号1一般不明确写出。四、体积分数.在一定温度和压力下,某溶质B的体积VB与溶液体积V之比,称为物质B的体积分数,用φB表示。即与质量分数类似,VB与V的单位也必须相同,体积分数的单位也是1。第三节溶液的渗透压渗透现象和渗透压渗透压与溶液浓度、温度的关系渗透压在医学上的意义一、渗透现象和渗透压(一)扩散现象在一杯清水中加入少量的浓蔗糖水,不久整杯水都会有甜味,静止数分钟后,会得到浓度均匀的蔗糖水溶液,这种现象称为扩散。扩散是溶剂分子和溶质分子相互运动的结果,只要两种存在浓度差的溶液相互接触,就会发生扩散现象。一、渗透现象和渗透压(二)渗透现象被半透膜分隔开的蔗糖溶液和纯水达到渗透平衡时,长颈漏斗内液面上升了一定高度(h),若在图b状态下,要想使长颈漏斗内外液面相平(图c),则必须在蔗糖溶液液面上方施加压力,这个压力就被称为渗透压。二、渗透压与溶液浓度、温度的关系对难挥发的非电解质稀溶液来说,渗透压与溶液的浓度和温度成正比,它的比例常数就是气体状态方程式中的常数R。这条规律称为范特霍夫定律,用方程式表示为二、渗透压与溶液浓度、温度的关系对于电解质溶液,由于其在溶液中发生解离,单位体积溶液中所含的溶质颗粒数目要比同浓度的非电解质溶液多,使得溶质的粒子总浓度增加,故渗透压也增大。因此,在计算电解质稀溶液的渗透压时,在公式中应引进一个校正因子i,即三、渗透压在医学上的意义(一)渗透浓度医学上将溶液中能产生渗透效应的溶质粒子(分子或离子)统称为渗透活性物质。渗透浓度是指渗透活性物质的物质的量与溶液的体积之比,即溶液中能产生渗透现象的各种溶质粒子的总的物质的量浓度,用符号cos表示,其常用单位为mol/L或mmol/L。三、渗透压在医学上的意义(一)渗透浓度对于非电解质稀溶液,渗透浓度与物质的量浓度相等。对于强电解质溶液,渗透浓度等于溶液中离子的总浓度。即三、渗透压在医学上的意义(二)等渗、低渗和高渗溶液渗透压相等的两种溶液称为等渗溶液。对于渗透压不同的两种溶液,渗透压相对高的溶液称为高渗溶液,渗透压相对低的溶液称为低渗溶液。在发生渗透作用时,水会从低渗溶液进入高渗溶液,直至两溶液的渗透压达到平衡为止。三、渗透压在医学上的意义(二)等渗、低渗和高渗溶液临床上规定凡是渗透浓度在280~320mmol/L范围内的溶液称为等渗溶液,溶液的渗透浓度低于280mmol/L的溶液为低渗溶液,溶液的渗透浓度高于320mmol/L的溶液为高渗溶液。三、渗透压在医学上的意义(二)等渗、低渗和高渗溶液在给患者进行大量输液时,常使用与血浆等渗的溶液;否则,红细胞将变形或破裂,从而失去生理功能。三、渗透压在医学上的意义(三)晶体渗透压与胶体渗透压血浆中含有低分子的晶体物质和高分子的胶体物质。血浆中的渗透压是这两类物质所产生渗透压的总和。其中,由低分子晶体物质产生的渗透压称为晶体渗透压,由高分子胶体物质产生的渗透压称为胶体渗透压。三、渗透压在医学上的意义(三)晶体渗透压与胶体渗透压细胞膜是体内的一种半透膜,它将细胞的内液和外液隔开,水分子能自由透过,而K+和Na+则不易自由通过。毛细血管壁也是体内的一种半透膜,可让低分子如水、葡萄糖、尿素、氨基酸及离子自由透过,不允许高分子蛋白通过。THANKYOU谢谢!医用化学第三章胶体溶液与乳状液胶体溶液乳状液及其相关物质第一节胶体溶液溶胶高分子溶液一、溶胶(一)溶胶的概念溶胶是指直径为1~100nm的固体粒子分散在介质中所形成的分散体系。按分散介质的存在状态不同,可以将溶胶分为液溶胶、气溶胶和固溶胶三种类型。溶胶是多相体系,它在光学、动力学和电学等方面表现出了一些特殊的性质。一、溶胶(二)溶胶的性质溶胶受到光照射时会对光产生吸收、反射和散射等作用。1.溶胶的光学性质一、溶胶(二)溶胶的性质分散相粒子越小,体系温度越高,分散介质黏度越低,布朗运动越剧烈。2.溶胶的动力学性质布朗运动
●一、溶胶(二)溶胶的性质胶粒的扩散是指溶胶粒子从高浓度区间向低浓度区间迁移的现象。利用胶粒扩散不能通过选择性半透膜的性质,可以除去溶胶中的小分子杂质。2.溶胶的动力学性质扩散
●胶粒的沉降是指溶胶粒子在重力作用下逐渐下沉的现象。当沉降速度与扩散速度相等时,体系就达到了平衡状态,这种平衡状态称为沉降平衡。2.溶胶的动力学性质沉降
●一、溶胶(二)溶胶的性质在外加电场的作用下,胶粒在分散介质中向阴极或阳极移动的现象,称为电泳。电泳技术可以用于小分子物质的分离分析。3.溶胶的电学性质
•电泳一、溶胶(二)溶胶的性质胶粒之所以带电,是因为胶粒具有吸附性,它能选择性地吸附带电离子。胶粒在溶液中能选择性地吸附与其组成结构相似的离子,同时带上相同的电荷。3.溶胶的电学性质
•胶粒带电的原因一、溶胶(三)溶胶胶团的结构溶胶胶团通常包括胶核、吸附层和扩散层等几部分。一、溶胶(三)溶胶胶团的结构氢氧化铁胶团的中心由许多(假设为m个)氢氧化铁分子聚集而成,称为胶核。被胶核吸附的FeO能吸附部分带相反电荷的Cl-(设为nx个)形成吸附层。另一部分Cl-受到FeO的吸引较弱,松散地分布在胶粒周围,从而形成了扩散层。一、溶胶(四)溶胶的稳定性和聚沉1.溶胶的稳定性
胶粒带电存在水化膜布朗运动一、溶胶(四)溶胶的稳定性和聚沉2.溶胶的聚沉加入少量电解质1加入带相反电荷的溶胶2加热3二、高分子溶液(一)高分子溶液的概念概念高分子化合物是指相对分子量在10000以上的化合物,如淀粉、蛋白质、核酸、糖原、橡胶,以及人工合成的尼龙、有机玻璃和合成橡胶等。高分子溶液是指高分子化合物溶解于适当的分散介质中所形成的均相体系。二、高分子溶液(二)高分子溶液的性质高分子溶液属于均相分散系,可长期放置而不沉淀。在稳定性方面它与真溶液相似。1.稳定性高分子化合物常形成线形、枝状或网状结构,这种伸展着的大分子使部分溶剂失去流动性,从而导致溶液的黏度变高。2.黏度二、高分子溶液(二)高分子溶液的性质3.高分子溶液的盐析在高分子溶液中,加入足够量的中性盐时,可以使高分子化合物从溶液中析出,这就是盐析作用。4.高分子溶液对溶胶的保护作用在溶胶中加入适量的高分子溶液,可以显著增加溶胶的稳定性。当受外界因素作用时,不易发生聚沉,这种现象称为高分子溶液对溶胶的保护作用。二、高分子溶液(二)高分子溶液的性质010203045.高分子溶液的胶凝弹性膨润(溶胀)离浆(脱水收缩)触变现象第二节乳状液及其相关物质表面活性剂乳状液微乳液一、表面活性剂(一)表面张力和表面能在恒温恒压下,沿着液体表面作用于单位长度表面上的作用力称为表面张力,用符号σ表示,单位是N/m。一、表面活性剂(一)表面张力和表面能物质表层分子比内层分子多出的能量称为表面能,用符号Es表示。一定质量的物质分散得越细小,则其表面积越大,表面能越高,体系也越不稳定。在一定条件下,表面能与表面积的关系为一、表面活性剂(二)吸附吸附是指固体或液体吸引其他物质分子、原子或离子聚集到表面的过程。1.固体表面上的吸附固体表面可以通过吸附气体或液体分子来降低其表面张力。2.溶液表面上的吸附如果加入的溶质能降低溶液的表面张力,其表面层的浓度大于溶液内部的浓度,这种吸附称为正吸附(简称吸附);反之,则称为负吸附。一、表面活性剂(三)表面活性剂的结构和性质具有固定的亲水亲油基团,能在溶液的表面定向排列,并能使溶液表面张力显著下降的物质,称为表面活性剂或表面活性物质。一、表面活性剂(三)表面活性剂的结构和性质.在水溶液中,表面活性剂的亲水基受水分子的吸引进入溶液内部,而其憎水基受水分子的排斥而向溶液表层聚集,伸向空气。表面活性剂分子聚集在溶液界面上,呈定向排列,形成单分子层膜,从而有效降低了水的表面张力和体系的表面能。二、乳状液乳状液是由一种或几种液体以小液滴的形式分散于另一种与其互不相溶的液体中形成的多相分散体系。二、乳状液要想得到稳定的乳状液,必须加入乳化剂,其所起的稳定作用称为乳化作用。油包水型乳状液(W/O)水包油型乳状液(O/W)三、微乳液微乳液是一种由水相、油相、乳化剂和助乳化剂组成的外观为半透明至透明、热力学稳定且各向同性的油水混合系统。微乳液的分散相颗粒非常小,直径通常在10~100nm之间。微乳液与乳状液类似,也可以分为O/W和W/O两种类型。三、微乳液类型透光性稳定性溶解性分散性乳化剂的使用量微乳液半透明或不透明热力学稳定,离心难分层一定范围内可以与油、水混溶液滴直径10~100nm,分布均匀,普通显微镜下不可见用量多,需要一定量的助表面活性剂普通乳状液不透明热力学不稳定,离心易分层O/W型与油不混溶,W/O型与水不混溶液滴直径100~500nm,分布不均匀,普通显微镜下可见用量相对少,不需要助表面活性剂THANKYOU谢谢!医用化学第四章电解质溶液弱电解质在溶液中的解离酸碱质子理论缓冲溶液第一节弱电解质在溶液中的解离弱电解质的解离平衡、解离度和解离常数同离子效应一、弱电解质的解离平衡、解离度和解离常数(一)解离平衡在一定条件下,当弱电解质分子解离成离子的速率与离子重新组合成电解质分子的速率相等时的状态,称为解离平衡。一、弱电解质的解离平衡、解离度和解离常数弱电解质在水溶液中只能发生部分解离,而且此解离过程是可逆的。例如,醋酸在水溶液中只能解离出少量的Ac-和H+,即此反应的正过程是部分醋酸在水分子的作用下解离成Ac-和H+,逆过程是溶液中部分Ac-和H+相互吸引、碰撞,重新结合成醋酸分子。在一定条件下,当正反应速率与逆反应速率相等时,溶液中的HAc、Ac-和H+的浓度不再改变,此时达到解离平衡状态。一、弱电解质的解离平衡、解离度和解离常数(二)解离度解离度是指在一定的温度和浓度条件下,弱电解质达到解离平衡时,溶液中已经解离的电解质的分子数占电解质总分子数(已解离的和未解离的)的百分数。通常用α
表示。即一、弱电解质的解离平衡、解离度和解离常数温度一定时,浓度相同的不同电解质的解离度不同。电解质越弱,解离度越小;电解质越强,解离度越大。解离度的大小能够反映电解质的相对强弱(表4-1)。电解质化学式解离度(%)电解质化学式解离度(%)醋酸HAc1.33氢硫酸H2S0.07硼酸H3BO30.01氢氰酸HCN0.01碳酸H2CO30.17氨水NH3·H2O1.33表4-1几种常见的弱电解质的解离度(291.1K,0.1mol/L)一、弱电解质的解离平衡、解离度和解离常数温度一定时,浓度不同的同一电解质的解离度不同。溶液的浓度越小,解离度越大;溶液的浓度越大,解离度越小。这是因为当溶液浓度越小时,离子之间相互碰撞结合成分子的机会越少,则解离度越大;而浓度较大时,离子之间相互碰撞结合成分子的机会较多,则解离度较小(表4-2)。浓度(mol/L)0.0010.010.020.10.2解离度(%)12.404.202.951.330.93表4-2不同浓度醋酸的解离度(291.1K)一、弱电解质的解离平衡、解离度和解离常数(三)解离平衡常数在一定温度下,当弱电解质达到解离平衡时,溶液中已经解离的离子浓度幂次方的乘积与未解离的弱电解质分子浓度的比值,称为解离常数,用Ki
表示。通常弱酸的解离平衡常数用Ka
表示,弱碱的解离平衡常数用Kb
表示。一、弱电解质的解离平衡、解离度和解离常数(三)解离平衡常数弱电解质的解离常数属于化学平衡常数,其大小只与温度有关,而与弱电解质的浓度无关,其数值大小可以反映弱电解质解离的趋势。多元酸的解离是分步进行的。虽然多元弱酸的解离是分步进行的,但实际上还是以第一步解离为主,其他各步解离通常较弱。二、同离子效应在弱电解质溶液中加入与该电解质有相同离子的强电解质,弱电解质的解离度降低的现象,称为同离子效应。如向已达解离平衡的氨水溶液中加入氯化铵,溶液中浓度增大,氨的解离平衡向左移动,导致其解离度变小。第二节酸碱质子理论酸碱的定义水的自递平衡共轭酸碱对的Ka
和Kb
关系一、酸碱的定义酸
质子
碱酸、碱的关系可以表示如下一、酸碱的定义酸给出质子后生成碱,碱接受质子后生成酸,酸和碱相互依存、相互转化。这种酸与碱的相互依存关系称为共轭关系。所有这些方程式中,左边的分子(或离子)都是酸,右边所有的分子(或离子)都是碱,这些关系式称为酸碱半反应式,酸碱半反应式两边的酸碱物质称为共轭酸碱对。一、酸碱的定义根据酸碱质子理论,酸碱反应的实质是质子在两对共轭酸碱对之间的传递。通式为酸碱反应总是由较强的酸和碱反应,生成较弱的酸和碱。二、水的自递平衡水是一种两性物质,它既可以给出质子,也可以接受质子,于是在水分子之间也可以发生质子传递反应,称为水的质子自递反应。二、水的自递平衡为简便起见,通常用H+
代表水合氢离子,即式中,称为水的质子自递平衡常数,又称水的离子积。在一定温度下,水的离子积是个常数。三、共轭酸碱对的Ka和Kb关系酸的解离平衡常数与其共轭碱的解离平衡常数之间有确定的对应关系。共轭酸的酸性越强,则其共轭碱的碱性越弱;共轭酸的酸性越弱,则其共轭碱的碱性越强。第三节缓冲溶液缓冲溶液的概念、组成缓冲溶液的作用机制缓冲溶液pH值的计算缓冲容量与缓冲范围缓冲溶液的配制缓冲溶液在医学上的意义一、缓冲溶液的概念、组成能抵抗外加少量酸(或碱)而保持溶液pH值基本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。一、缓冲溶液的概念、组成缓冲溶液具有缓冲作用,是因为缓冲溶液中既含有抗酸成分,又含有抗碱成分,而且两种成分之间存在解离平衡并产生同离子效应。通常把这两种成分称为缓冲对或缓冲系。二、缓冲溶液的作用机制缓冲溶液中的Ac-具有抗酸作用。由于Ac-主要来自溶液中的NaAc,所以NaAc是抗酸成分。当在该溶液中加入少量的强酸时,
Ac-和外来的H+结合生成HAc,消耗了外来的H+,使溶液中Hac的浓度略有升高,Ac-的浓度略有降低,但H+的浓度没有明显改变,所以溶液的pH值几乎不变。抗酸的离子方程式为二、缓冲溶液的作用机制缓冲溶液中的HAc具有抗碱作用,所以HAc是抗碱成分。当在该溶液中加入少量的强碱时,HAc解离的H+和外来的OH-结合生成H2O,消耗了外来的OH-,使HAc的解离平衡向右移动。当新的平衡建立时,溶液中HAc的浓度略有降低,Ac-的浓度略有升高,但OH-的浓度没有明显改变,所以溶液的pH值几乎不变。抗碱的离子方程式为三、缓冲溶液pH值的计算式中,HB表示共轭酸,B-表示共轭碱。在HB-B-组成的缓冲溶液中,存在以下的平衡关系:上式两边取负对数,得此式为缓冲溶液的计算公式,其中[B-]与[HB]的比值称为缓冲比。四、缓冲容量与缓冲范围任何缓冲溶液的缓冲能力都是有限的,缓冲能力的大小,用缓冲容量β
来表示。其数学表达式为(一)缓冲容量的概念四、缓冲容量与缓冲范围(二)影响缓冲容量的主要因素影响缓冲容量的主要因素当缓冲溶液在一定范围内稀释时,由于体积增大,总浓度相对减小,β
值会减小,因此,缓冲溶液的抗稀释作用也是有限的。缓冲溶液的总浓度对于同一缓冲对,在总浓度一定的情况下,缓冲容量随缓冲比的改变而改变,当缓冲比等于1时,缓冲溶液具有最大缓冲容量。缓冲比四、缓冲容量与缓冲范围(三)缓冲范围失去缓冲能力一般来说,当缓冲比大于10或小于0.1时,可以认为缓冲溶液基本失去了缓冲能力。有效缓冲范围缓冲范围五、缓冲溶液的配制使配制溶液的pH
值在所选择的缓冲对的缓冲范围内,且与共轭酸的值尽可能相等或接近。01一般缓冲溶液的总浓度选择在0.05~0.20mol/L
为宜02五、缓冲溶液的配制应用亨德森-哈塞尔巴赫方程计算出所需共轭酸与共轭碱的量。03六、缓冲溶液在医学上的意义体液是一种很好的缓冲溶液,它具有比较稳定的pH
范围,超出这个范围,人体的各种生理活动将会发生异常。六、缓冲溶液在医学上的意义血液是人体中最重要的一种体液,正常人体血液的pH值一般维持在7.35~7.45。如果人体血液的pH值高于7.45,则机体会发生碱中毒;如果人体血液的pH值低于7.35,则机体会发生酸中毒。THANKYOU谢谢!医用化学第五章配位化合物配位化合物的基本知识配位平衡螯合物和螯合滴定配合物在医药学中的作用第一节配位化合物的基本知识配位化合物的概念配合物的组成配合物的命名一、配位化合物的概念像[Cu(NH3)4]2+这样,由1个阳离子(或原子)和一定数目的中性分子或阴离子以配位键结合形成的、能稳定存在的复杂离子或分子称为配离子或配分子。含有配离子或配分子的化合物称为配位化合物,简称配合物。二、配合物的组成以[Cu(NH3)4]SO4为例,其组成可表示如下:(一)中心离子(或原子)配合物中心离子(或原子)也称为配合物的形成体,位于配合物的中心,是配合物的核心部分。二、配合物的组成它能提供空的价电子轨道,是孤对电子的接受体。大多数中心离子为过渡金属阳离子,但也有部分中心原子为电中性原子。少数高氧化态的非金属元素也能作中心原子。(二)配位体在配合物中,与中心离子(或原子)结合的中性分子或阴离子,称为配位体(简称配体)。配体中直接同中心离子(或原子)结合的原子,称为配位原子(简称配原子)。二、配合物的组成(二)配位体如N、O、C、S、P和X(卤素)等。二、配合物的组成常见的配原子H2O、NH3、X-、OH-、CN-、SCN-等。常见的配体(二)配位体二、配合物的组成单齿配体多齿配体只有一个配原子同中心离子(或原子)配合的配体,如[Ag(NH3)2]+配离子中NH3是单齿配体。含有两个或两个以上配原子的配体,如乙二胺。(三)配位数二、配合物的组成与中心离子(或原子)直接配合的配原子的数目,称为该中心离子(或原子)的配位数。在一定条件下,某一中心离子有其常见的配位数。中心离子的配位数也会随配体的体积大小及形成配合物时的条件(如浓度、温度)不同而变化。(四)配离子的电荷数二、配合物的组成配离子的电荷数等于中心离子(或原子)电荷数和配体总电荷数的代数和。配位体分子是电中性的,如果已知配合物的化学式,也可根据配合物的外界离子电荷数,确定配离子的电荷数。三、配合物的命名配合物的命名服从一般无机化合物的命名原则,即阴离子名称在前,阳离子名称在后,分别称为某化某、某酸某、氢氧化某等。1配合物的命名比无机化合物的命名相对复杂,主要原因是配离子的结构比较复杂。2三、配合物的命名配离子的命名方式一般遵循如下顺序:
配体数目(二、三、四……)—配体名称(不同配体名称之间以中圆点“·”分开)—“合”—中心离子(或原子)名称—中心离子(或原子)氧化数(大写罗马数字表示)。05若配原子相同,配体中所含原子数目也相同,则按在结构式中与配原子相连的原子的元素符号的英文字母顺序排列。04同类配体中若配原子相同,则含较少原子数的配体在前,含较多原子数的配体在后;03同类配体按配原子元素符号英文字母顺序排列;02先阴离子,后中性分子;01先无机配体,后有机配体(复杂配体写在括号内);三、配合物的命名配离子有两个或两个以上配体时,配体命名顺序按如下规定第二节配位平衡配位化合物的稳定常数配位平衡的移动稳定常数的应用一、配位化合物的稳定常数配位平衡的平衡常数称为配位化合物的稳定常数,用表示。一般配位化合物的值均很大,为方便起见,常用表示。常见配离子的稳定常数和值见课本附录D。二、配位平衡的移动(一)溶液酸度影响配体具有孤对电子,可以接受质子,当溶液的酸度增大时,配体可与溶液中的H+结合生成弱酸,导致配位平衡发生移动。这种因溶液酸度增大而导致配离子解离的作用称为酸效应。溶液的酸性越强,配离子越容易解离,酸效应越明显。酸效应二、配位平衡的移动(一)溶液酸度影响配位化合物的中心离子(或原子)几乎均为过渡金属元素,它们在水溶液中都会发生不同程度的水解,生成氢氧化物沉淀。这种因中心离子(或原子)与溶液中OH-发生反应而导致配离子稳定性降低的现象称为水解效应。溶液的碱性越强,水解效应越强。水解效应二、配位平衡的移动(二)沉淀溶解平衡和配位平衡的相互转化沉淀溶解平衡和配位平衡的相互转化,实际上是沉淀剂与配位剂之间争夺金属离子而形成更稳定物质的过程。三、稳定常数的应用(一)配位化合物溶液中有关物质浓度的计算向20.0mL0.10mol/LCuSO4溶液中加入0.20mol/L氨水溶液50.0mL,求平衡时溶液中Cu2+的浓度。(已知[Cu(NH3)4]2+的)解:溶液中存在下列配位平衡,设平衡时溶液中的。三、稳定常数的应用(一)配位化合物溶液中有关物质浓度的计算由于平衡时x
值很小,故平均浓度三、稳定常数的应用(一)配位化合物溶液中有关物质浓度的计算得代入稳定常数表达式答:平衡时溶液中Cu2+
的浓度为8.9×10-9mol/L。三、稳定常数的应用(二)判断配位反应方向解:通过查稳定常数表,试判断下列反应能否正向进行。已知,
。三、稳定常数的应用(二)判断配位反应方向答:值为1.2×1014,反应可以正向进行。第三节螯合物和螯合滴定螯合物螯合滴定一、螯合物螯合物又称内络合物,是由中心离子(或原子)和多齿配体形成的具有环状结构的配合物。乙二胺与Cu2+的螯合物示意图一、螯合物形成螯合物的配体称为螯合剂。一般常见的螯合剂是含有N、O、S、P等原子的有机化合物,如氨基乙酸、乙二胺四乙酸、氨三乙酸等。由于螯合物具有环状结构,因而螯合物比具有相同配原子的非螯合型配合物稳定得多,在水溶液中解离程度也更小,很少有逐级解离现象。螯合物的稳定性和它的环状结构(环的大小和环的多少)有关。二、螯合滴定利用多齿配体对金属离子的强烈螯合作用进行滴定的分析方法称为螯合滴定法。螯合滴定法主要以氨羧螯合剂为滴定剂,氨羧螯合剂种类繁多,其中应用最广泛地是EDTA。二、螯合滴定乙二胺四乙酸简称为EDTA,它是一种四元弱酸,常用H4Y表示,其结构式为(一)EDTA与金属离子的螯合反应由于乙二胺四乙酸在水中的溶解度较小,通常把它制备成二钠盐,一般也称为EDTA,它在水里的溶解度较大。1.EDTA的结构和螯合特点二、螯合滴定EDTA与金属离子的螯合反应有以下几个特点:(一)EDTA与金属离子的螯合反应普遍性它几乎能与所有金属离子螯合。组成一定一般情况下,EDTA都以1:1的比例与金属离子螯合。稳定性EDTA与金属离子形成的螯合物都比较稳定,所以螯合反应进行得比较完全。可溶性EDTA与金属离子形成可溶性的螯合物。二、螯合滴定螯合滴定法要求在不引起金属离子水解的最低酸度pH范围之内进行。(一)EDTA与金属离子的螯合反应为了使溶液的pH值保持稳定,在进行滴定前,需要加入合适的缓冲溶液来控制溶液的酸度。常用的缓冲体系有NH3-NH4Cl和HAc-NaAc等缓冲溶液。2.螯合滴定中的酸度控制二、螯合滴定在螯合滴定中,通常利用一种能与金属离子生成有色配合物的显色剂来指示滴定过程中金属离子浓度的变化,这种显色剂称为金属离子指示剂,简称金属指示剂。(二)金属指示剂1.金属指示剂的作用原理二、螯合滴定一般来说,金属离子指示剂应具备下列条件:(二)金属指示剂1.金属指示剂的作用原理指示剂与金属离子形成的显色配合物(MIn)与指示剂(In)的颜色应有显著的差异,才能使终点变色明显。显色反应要求灵敏、迅速,有良好的变色可逆性。二、螯合滴定(二)金属指示剂1.金属指示剂的作用原理显色配合物的稳定性要适当,既要有足够的稳定性,又要比该金属离子的EDTA螯合物稳定性小。指示剂应具有一定的选择性,即在一定条件下只与一种或几种离子发生显色反应。金属离子指示剂应该比较稳定,便于储存和使用。二、螯合滴定(二)金属指示剂2.常用的金属指示剂铬黑T(EBT)是常用的金属指示剂。溶液的pH值不同,铬黑T显示不同的颜色。在水溶液中存在下列解离平衡:二、螯合滴定(三)基准物质与标准溶液标准溶液是指已知准确浓度的溶液。在滴定分析中,标准溶液起着重要的作用。能用来直接配制或标定标准溶液的物质称为基准物质。二、螯合滴定(三)基准物质与标准溶液试剂的组成与化学式完全符合。一般纯度应在99.9%以上。保存或称量过程中不分解、不吸湿、不风化、不易被氧化等。具有较大的摩尔质量。反应定量进行,没有副反应。12345基准物质应具备如下条件:二、螯合滴定符合基准物质条件的试剂,可用直接法配制成标准溶液。有的试剂不能满足基准物质必备的条件,不能用直接法配制。这时,可以用间接法配制。(三)基准物质与标准溶液二、螯合滴定(四)螯合滴定应用示例在药物分析领域,螯合滴定法广泛应用于药物中微量金属离子的测定。二、螯合滴定(四)螯合滴定应用示例葡萄糖酸锌的含量测定:首先准确称取一定量的葡萄糖酸锌样品,溶于水,加入NH3-NH4Cl缓冲溶液,使溶液的,以铬黑T为指示剂,用EDTA标准溶液滴定。葡萄糖酸锌的质量分数按下式计算:式中,各物理量的单位为c(mol/L)、V(mL)、M(g/mol)和m(g)。第四节配合物在医药学中的作用配合物和医学的关系十分密切。人体内大多数的金属元素都是以配合物的形式存在,继而影响着机体的各种代谢过程。配位体结构特殊,能选择性地结合金属离子,因此在药学领域应用广泛。若生物体在缺少某种元素的情况下不能维持正常的生命活动,重新补充该元素后,生命活动恢复正常,则该元素为必需元素。必需元素包括大量元素与微量元素。大量元素包括C、H、O、N、P、S、K、Ca、Na和Mg等;微量元素包括Fe、Mn、B、Zn、Cu、Mo、Cl和Ni等。必需元素知识链接配合物是重要的生物活性物质。生物体中的许多金属元素都是以配合物的形式存在的。配合物具有解毒的作用。配合物能够抗病毒、细菌。病毒是病原微生物中最小的一种,其核心是核酸,外核是蛋白质,不具有细胞结构。某些配合物还有抗癌作用。THANKYOU谢谢!医用化学第六章有机化合物概述有机化合物的基础知识有机化合物的结构理论电子效应第一节有机化合物的基础知识有机化合物与有机化学的概念有机化合物的特性有机化合物的分类有机化合物的反应类型一、有机化合物与有机化学的概念有机化合物是含碳的化合物。现在人们把碳氢化合物及其衍生物称为有机化合物,简称有机物。并非所有的含碳化合物都是有机物。二、有机化合物的特性可燃性熔点低难溶于水绝大多数有机物都可以燃烧,多数无机化合物如氧化物、酸、碱、盐等则不能燃烧。许多有机物在常温下是气体或液体。水属于强极性溶剂,有机化合物属于弱极性(或非极性)溶剂二、有机化合物的特性稳定性差反应缓慢产物复杂多数有机物没有无机物稳定,常受细菌、空气、温度和光照的影响而变质。多数有机物化合物之间的反应速度较慢,有些反应需要几个小时、几天甚至更长时间才能完成。很多有机物的反应比较复杂,在相同的反应条件下,反应物往往可以同时进行若干不同的反应。三、有机化合物的分类(一)根据碳骨架分类开链化合物是指有机物分子中碳原子彼此相连成链状结构。又把开链有机物称为脂肪族化合物。1.开链化合物三、有机化合物的分类(一)根据碳骨架分类闭链化合物是指碳原子之间或碳原子与其他元素原子之间连接成闭合环状结构的有机物。按照成环的原子种类不同,环状化合物又分为碳环化合物和杂环化合物。2.闭链化合物三、有机化合物的分类(一)根据碳骨架分类2.闭链化合物碳环化合物脂环族化合物芳香族化合物三、有机化合物的分类(一)根据碳骨架分类2.闭链化合物杂环化合物杂环化合物是指组成环的原子除碳外,还含有其他元素原子的化合物。环上的非碳原子称为杂原子,常见的杂原子有氮、氧、硫等。三、有机化合物的分类(二)按官能团分类能决定一类有机化合物化学特性的原子或原子团,称为官能团。按分子中所含官能团的不同,可将有机化合物分为若干类。常见的官能团及化合物类别见下表。有机物类别官能团化合物实例结构名称结构简式名称烯烃双键乙烯炔烃三键乙炔三、有机化合物的分类(二)按官能团分类有机物类别官能团化合物实例结构名称结构简式名称卤代烃—X(Cl、Br和I)卤素CH3CH2Br溴乙烷醇、酚—OH羟基CH3CH2OH乙醇C6H5OH苯酚醛—CHO醛基HCHO甲醛酮酮基CH3COCH3丙酮羧酸—COOH羧基HCOOH甲酸胺—NH2氨基CH3NH2甲胺(一)自由基反应四、有机化合物的反应类型由共价键均裂产生的带有单电子的原子或基团称为自由基或游离基。自由基为中间体的有机反应称为自由基反应,根据反应物和产物的不同,又可进一步分为自由基取代反应和自由基加成反应等。(二)离子型反应四、有机化合物的反应类型共价键断裂后,共用电子对为两个成键原子中的一个原子所有,这种断裂方式称为共价键的异裂。由共价键异裂,产生离子中间体参与的反应类型,称为离子型反应。四、有机化合物的反应类型路易斯酸碱理论是1923年美国物理化学家吉尔伯特·牛顿·路易斯提出的一种酸碱理论,他认为凡是能够接受外来电子对的分子、离子或原子团为酸(路易斯酸);凡是能够给出电子对的分子、离子或原子团为碱(路易斯碱)。路易斯酸碱理论知识链接第二节有机化合物的结构理论原子核外电子的运动状态原子核外电子的排布规则碳原子的结构杂化轨道理论共价键类型(一)电子云一、原子核外电子的运动状态人们常用一种能够表示电子在一定时间内在核外空间各处出现机会的模型来描述电子在核外的运动。在这个模型里,某个点附近的密度表示电子在该处出现的机会的大小。人们形象地称之为“电子云”。(二)四个量子数一、原子核外电子的运动状态主量子数(n)表示原子中电子出现几率最大区域离核的远近,即电子离核的平均距离。主量子数的取值为从1开始的正整数,n
是决定电子的能量高低的重要因素。在一个原子内,具有相同主量子数的电子几乎在同样的空间内运动,可看成构成一“层”,因而称之为电子层,故主量子数又称为电子层数,在光谱学上常用大写字母K、L、M、N、O、P和Q等表示。1.主量子数(n)(二)四个量子数一、原子核外电子的运动状态副量子数又称角量子数,它是表示原子轨道(或电子云)形状的参数。按光谱学上的习惯,l
还可以用s、p、d、f和g等符号表示。2.副量子数(l)(二)四个量子数一、原子核外电子的运动状态s、p、d、f和g等都有一定的形状。2.副量子数(l)(二)四个量子数一、原子核外电子的运动状态磁量子数m
决定原子轨道(或电子云)在空间里的伸展方向。3.磁量子数(m)(二)四个量子数一、原子核外电子的运动状态3.磁量子数(m)主量子数(n)1234电子层符号KLMN副量子数(l)0010120123电子亚层符号1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f磁量子数(m)0010120123
±1
±1±1
±1±1±1
±2
±2±2
±3亚层轨道数(2l+1)1131351357电子层轨道数n214916电子层最多容纳电子数2n2281832(二)四个量子数一、原子核外电子的运动状态4.自旋量子数(ms)为了描述核外电子自旋状态,引入第四个量子数——自旋量子数ms。
处于同一原子轨道的电子自旋运动状态只能有两种,即一个顺时针方向自旋,另一个逆时针方向自旋,分别用自旋量子数和
来确定,常用向上箭头↑和向下箭头↓来表示(一)能量最低原理二、原子核外电子的排布规则能量最低原理是指原子核外的电子,总是尽先占有能量最低的原子轨道,只有当能量较低的原子轨道被占满后,电子才依次进入能量较高的轨道,以使原子处于能量最低的稳定状态。(二)保利不相容原则二、原子核外电子的排布规则保利不相容原则是指在同一原子中没有4个量子数完全相同的电子,或者说在同一原子中没有运动状态完全相同的电子。换言之,每个原子轨道只能容纳2
个电子,且自旋方向相反。由此可以推出各电子层最多容纳2n2
个电子。(三)洪特规则二、原子核外电子的排布规则洪特规则是指电子在能量相同的轨道上排布时,总是尽可能分占不同轨道,且自旋方向相同。这种排布体系能量最低、最稳定。三、碳原子的结构碳原子核外的6个电子是分层排布的,2个电子能量较低,在离核较近的区域运动,分布在1s轨道上;另外4个电子能量较高,在离核较远的区域运动,其中2个电子分布在2s轨道上,剩余的2个电子自旋方向相同,分占能量相同而伸展方向不同的2个2p轨道,其电子排布式为1s22s22p2。三、碳原子的结构碳原子最外电子层有4个电子,在形成化合物分子时,碳原子不易得失电子,主要通过共用电子对与其他原子结合。这种由共用电子对所形成的键称为共价键。由1对共用电子形成的键称为单键,由2对或3对共用电子所形成的键分别称为双键或三键。四、杂化轨道理论(一)杂化轨道理论的基本要点在成键过程中,由于原子间的相互影响,同一原子中参加成键的几个能量相近的原子轨道可以进行混合,重新分配能量和空间方向,组成数目相等的新原子轨道。这种轨道重新组合的过程称为轨道杂化,简称杂化。所组成的新原子轨道称为杂化轨道。1杂化轨道之间互相排斥,力图在空间取得最大的键角,使体系能量降低。原子轨道杂化以后所形成的杂化轨道更有利于成键。2四、杂化轨道理论(二)杂化轨道类型1.sp3杂化轨道碳原子的
sp3杂化轨道四、杂化轨道理论(二)杂化轨道类型2.sp2杂化轨道碳原子的
sp2杂化轨道四、杂化轨道理论(二)杂化轨道类型3.sp
杂化轨道sp
杂化轨道五、共价键类型(一)σ
键原子轨道沿键轴方向以“头碰头”方式相重叠,电子云及重叠部分沿键轴(两核间连线)呈圆柱形对称分布,重叠部分绕轴旋转任何角度形状都不会改变,这种键称为σ键。s轨道、p轨道、sp3
杂化轨道、sp2
杂化轨道和sp杂化轨道等自身或任何两者之间均可重叠形成σ键。有机物分子中的单键都是σ键。五、共价键类型(二)π
键两个相互平行的p轨道以“肩并肩”方式相重叠,电子云重叠部分沿着通过键轴的一个面具有对称性,这种键称为π键。π键不能自由转动,有机物的重键中均含有π键。双键中一个是σ键,另一个是π键;三键中则有一个σ键和两个π键。第三节电子效应诱导效应共轭效应一、诱导效应诱导效应是共价键的极性沿分子链传递的现象。由于化合物分子中某些原子或基团的电负性不同,分子中存在极性共价键,极性共价键的正、负电荷中心分离的状况可通过静电作用影响分子中其他部分的电荷(电子云)分布,从而对化合物的性质产生影响,这种影响作用称为诱导效应。一、诱导效应根据诱导效应的方向性不同吸电子诱导效应斥电子诱导效应二、共轭效应π-π
共轭体系p-π
共轭体系1,3-丁二烯
π-π共轭体系示意图烯丙基自由基
p-π共轭体系示意图二、共轭效应σ-π
和σ-p超共轭体系丙烯分子σ-π超共轭乙基碳正离子的σ-p超共轭二、共轭效应形成共轭体系的原子在同一平面上;有若干可平行重叠的p
轨道或接近平行的C—Hσ
键轨道;共轭体系内有一定数量可离域的成键价电子。123形成共轭体系必须具备以下条件:二、共轭效应123共轭效应有以下特点:共轭体系内电子云密度分布平均化,因此内能低,体系得到一定程度的稳定;在外电场影响下(也可以是共轭体系自身结构的影响),共轭体系可产生交替极化现象;共轭效应在共轭体系内可以从一端传递到另一端,共轭效应的作用强度不会因传递距离的远近而改变。氧自由基是指含有氧,且不成对电子位于氧原子上的自由基,它属于活性氧中的一个大类,是其他自由基生成的起因。据估计,人体内的自由基约95%以上为氧自由基。氧自由基所带的不成对电子具有成为成对电子的趋向,极易发生得电子或失电子的反应,其化学性质活泼,在体内存在时间仅10-6~10-8
s,一旦生成又立刻引发别的物质成为自由基。这种性质既是机体利用氧自由基的有利条件,也是氧自由基损伤生物大分子,引起多种疾病发生、发展,以及衰老过程的基础。氧自由基拓展阅读二、共轭效应THANKYOU谢谢!医用化学第七章烃烷烃烯烃炔烃脂环烃芳香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具有相同分子通式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。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(1°H)、仲氢(2°H)、叔氢(3°H)。不同类型氢原子的反应活性一般有较大差异。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(1)选主链(母体)①支链数目最多的碳链优先;②支链位次小的碳链优先;③各支链碳原子数多的优先;④支链上分支少的优先。(二)系统命名法四、烷烃的命名(2)编位次①从最靠近支链的一侧开始编号;②使所有支链的位次之和最小;③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(3)写名称①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。②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。③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中用带撇的数字来标明支链的碳原子。(二)系统命名法五、烷烃的性质室温下,C1~C4的直链烷烃为气体,C5~C16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)。1.取代反应(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)烷烃的化学性质六、烷烃混合物在医药中的应用液体石蜡主要成分是C18~C24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石蜡的主要成分是C25~C34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,所以在医药上常将凡士林用作软膏基质。(三)凡士林第二节烯烃烯烃的结构和命名烯烃的性质二烯烃一、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(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。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(二)烯烃的化学性质加成反应是指有机物分子中不饱和键(π键)断开,加入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(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HI>HBr>HCl,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(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π键氧化断裂,生成邻二醇。三、二烯烃分子中含有两个碳碳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。共轭二烯烃第三节炔烃炔烃的结构和命名炔烃的性质一、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(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一端开始编号。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,C2~C4的炔烃是气体,C5~C15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(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)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。第四节脂环烃脂环烃的分类和命名脂环烃的性质一、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烯烃环炔烃一、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)脂环烃的命名如果取代基为较长的碳链,也可将环看作取代基,作为烷烃的衍生物命名。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(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。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)系统命名法二、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在0.86~0.93。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(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.亲电取代反应苯与浓硫酸共热,苯环上的氢原子被磺酸基取代生成苯磺酸,此反应称为磺化反应,简称磺化。(3)磺化三、芳香烃的性质(二)芳香烃的化学性质1.亲电取代反应芳香烃在无水AlCl3作用下,环上的氢原子也能被烷基和酰基所取代。这是一个制备烷基烃和芳香酮的方法,称为傅瑞德尔-克拉夫慈反应,简称傅-克反应。(4)傅-克反应三、芳香烃的性质(二)芳香烃的化学性质①烷基化②酰基化三、芳香烃的性质(二)芳香烃的化学性质2.氧化反应苯环本身很稳定,一般情况下很难被氧化。苯系物的氧化反应通常发生于苯环的侧链,只要侧链上有αH(与官能团相连的C上的H),无论侧链烷基长短如何,都被氧化为与苯相连的羧基。三、芳香烃的性质(二)芳香烃的化学性质3.加成反应苯在一般条件下不易发生加成反应,但在特殊条件下,如在催化剂、高温、高压的作用下,也能发生加成反应。四、常见的芳香烃(一)苯常温下,苯是无色透明、有特殊香味的液体。苯的密度小于水,在空气中具有高度的易燃性。苯是一种良好的有机溶剂。苯对人体有很强的毒性作用。苯对人体还有致畸和致癌的作用。四、常见的芳香烃(二)甲苯常温下,甲苯是无色透明、有苯样气味的液体。甲苯的密度小于水,有强折光性,能与乙醇、乙醚、丙酮、氯仿、二硫化碳和冰乙酸混溶,极微溶于水。高浓度甲苯气体有麻醉性和刺激性。甲苯不同于苯,它属于低毒性物质。THANKYOU谢谢!医用化学第八章醇、酚、醚醇酚醚第一节醇醇的分类和命名醇的性质常见的醇一、醇的分类和命名根据与羟基所连烃基的不同(一)醇的分类一、醇的分类和命名根据烃基中是否含不饱和键(一)醇的分类一、醇的分类和命名根据分子中所含羟基数目的不同
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