有机化学-讲稿.ppt

1、有机化学（Organic Chemistry)第一章 绪言,一.定义和发展史 二.有机化学的一般特征 三.有机化学中应用的酸碱概念简介 四.有机化学中应用的结构理论简介 五.有机化合物的分类 六.研究有机化学的一般程序,一.定义和发展史,1.定义(Definition) (1.)化学: 自然科学(Natrue Science) (2.)有机化学: 研究有机物的化学 (3.)有机物(Organic Compounds),2.发展史(Developing History) 近200多年历史,随着当时的人类社会生产力需要和人们生活水平提高需求而发展起来的. 例:药物,染料,炸药等需求. 3.学习有机

2、化学的意义 (1.) 生活中 (2.)专业学习中 (3.)学习方法：充分利用课堂时间，动脑动手，记下笔记，及时复习巩固(认真完成作业)提问，提高学习效力.,二.有机化学的一般特征,1.组成有机物的元素少;但种类多;结构复杂. 同分异构体的存在 2.有机化学反应是可逆多;副反应多;书写反应式无需配平(写出主产物即可)例,3.有机反应的类型(主要反应方式) 例:AB是双原子(一个共价单键)分子,断裂时 主要以下列两种方式进行, *离子化反应也称为Lewis酸碱反应 *共价键的形成主要以电子配对理论原子轨道交盖理论来解释.,三.有机化学反应中应用的酸碱概念,1.Bronsted酸碱的质子概念 (1.

3、) 定义: 酸(A-Acid),供质子者为酸， 碱（B-Base), 得质子者为碱， *酸/碱是分子或离子均可以,(2.)共轭酸碱对中 (3.) 弱酸/弱碱在水中不完全电离 例： 平衡时： 酸强度用Pka表达：Pka小，酸度大.,2. Lewis酸碱的电子概念 (1.)定义: 酸,是指有空轨道可容纳电子 者,即得电子者.例： 碱,是指有孤对电子或丌电子提供者,即供电子者.例: *酸/碱可以是分子或离子 (2.) Lewis酸-是缺电子体,作亲电试剂用. Lewis碱-是富电子体,作亲核试剂用. (3.) 异裂的离子化反应实为Lewis酸碱反应(酸正碱负).,四.有机化学中的结构理论简介,1.分

4、子结构的确定: (1.) 分子中原子排列顺序的确定; (2.) 分子中原子在空间的排列方式(即分 子的形状) 确定; 例: 2.化合价: C(4); H(1); X(1); O/S(2);N/P(3);,原子轨道-形象地描述原子核外电子的运动状态(状态涵数描述) (1.) 不同形状: C原子-只有两种S和P; S轨道: 球形 P轨道: 哑铃形 (2.)不同趋向: S-只有一种;P-有三种,即有 PX PYPZ , 而且它们间位置是互相垂直的;,(3.) 原子轨道形成共价键时交盖的主要方式: 头头交盖: 肩并肩交盖: *据价键埋论，共价键也能通过原子核外最外层的成单电子配对而形成，例：,原子轨道

5、的杂化: 不同原子轨道的混合以满足成键需要,解释分子结构的形成; (1.) C原子核外电子排布是: 基态时:核外共有6个电子,化合价该是2价, *化合价可间单理解为核外最外层用于成键的成单电子数;,(基态-)激发态-杂化态: 每个 是胡芦形 四个 组合在一起是正四面体 与 过杂化原子轨道间夹角是109.5度,(2.) 每个 是胡芦形;三个 组合在一起是 平面三边形, 与 杂化原子轨道间夹角 是120度;留下P与 杂化原子轨道垂直;,(3.) 每个SP 是仍是胡芦形;二个SP组合在一起是水线的, SP与SP杂化原子轨道间夹角是180度;留下两个互相垂直的P哑铃轨道与SP杂化原子轨道也垂直;,*有

6、机化学中碳原子轨道杂化总结,凡是CC单键（饱和碳原子-烷烃）均为SP3杂化，得四个SP3胡芦组合在一起是四面体结构（109.5度） 凡是C=C双键(不饱和碳原子-烯烃)均为SP2杂化,得三个SP2胡芦，组合在三维空间是平面结构(120度) 凡是碳碳叁键(炔烃)的碳原子均为SP杂化得二个SP胡芦组合在一起是水平的（180度） 凡是S和P轨道混合后的杂化轨道形状均为胡芦形,5.分子结构式的表达: 共价键的参数: (1.) 键长: (2.) 键角: (3.) 键能: (4.) 键极性(分子极性和元素电负性): 五. 有机化合物的分类 六.研究有机化合物的一般程序,第二章 饱和烃（SaturatedH

7、ydrocarbon),烃: 仅仅含有C和H两元素组成,饱和链烃（烷烃-Alkane),一.结构 1.通式: CnH2n+2 n=1 CH4; n=2 CH3-CH3; n=3 CH3CH2CH3 etc. 2. 结构-透视式: 3.共价单键CH; CC特征:饱和C 杂化； 单键特点:头头交盖; 成键电子云呈轴对称; 可旋转.,例子：甲烷分子CH4结构图,烷烃的同分异构体: 同分异构体的类型: (1.) 结构(构造)异构-因分子中原子不同排列顺序而产生的; 例:烷烃的碳链异构 (2.) 立体(构型)异构-因分子中原子不同排列方式(排列顺序同)而产生的;例:烷烃的构象异构-因单键旋转而引起的不同

8、排列方式;,二.C、H原子及烃基R的类型,1. C和H氢原子的类型: 2.烃基R的类型: CH3- 甲基 (1.) RCH2- 伯碳基 (2.) R2CH- 仲碳基 (3.) R3C- 叔碳基 3.重要烃基:,三.烷烃的命名,普通法适用较简单者 (1.) 碳数10; 十一烷, 十二烷,十三烷 (3.) 正; 异.; 新.(烷),2. 系统法（IUPAC）适合所有的有机物命名 （1.）选母体链（即主链母体的命名）称某（烷） a.含母体官能团（FG Functional Group）； b.取代基最多； c. 碳链最长； （2.)编号: a.母体官能团优先编; b. 取代基位置的代数和为最小; （

9、3.)书写: a.先写下母体(右边); b.后写取代基(左边); c. 如需要的话则最后写构型; d.同取代基/同官能团合并(其数目用中国 字一、 二、三而其位置用1、2、3-标清楚) 即书写顺序：构型取代基母体（从右到左写）,命名举例,四.烷烃的构象异构体,1.定义:-单键旋转而产生的不同排列方式, 2.乙烷分子构象: C-C -单键可任意旋转则产生了无数的构象异构体,它们共处平衡体中,其中最稳定的构象(优势构象)占比例最大. 3.优势构象:占比例最大(最稳定)的构象. 透视式： （较直观）,Newman投影式： （适合开链烷烃的构象）,特别提醒,构象异构体是不可拆分的,最稳者（优势构象，占

10、比例最多）和最不稳者（全重叠式，占比例最少）共处于一个平衡体系中。举例： 1)用Newman投影式写出下列化合物的优势构象.正丁烷、正戊烷和1，2二溴乙烷,五.烷烃的性质,物性： 1）来源：来自天燃气和石油 2）色和态：C 1C4是气体；C5-C16为液体；C17为固体 3）BP/MP(沸点和熔点)：同系物CnH2n+2 中隋着Cn升高而升高； 同Cn（同分异构体）则 碳链长沸点高；结构上对称性好熔点高。例： 正戊烷、异戊烷和新戊烷 4）水溶性：极性与水匹配-S小 5）比重：D比小轻,2.化性：,1）相对讲较稳定，与金属钾钠;碱NaOH、KOH;氧化剂KMnO4;硫酸盐酸等不易反应。 2）但是

11、易燃易爆。 3）烷烃的光卤代反应自由基反应（链式反应），即链的引发（产生自由基）、增长（每一步产生新的自由基）、终止， 产物生成了卤代烃。,举例,H 原子的相对活性：比较C-H键能（离解能）的大小越小越易断,再举例,提醒：H原子的类型 -反应涉及到C-H键的断裂； H原子的活性（易断）-叔氢仲氢伯氢; 烃基(碳基R)的类型-反应涉及到 烃基R(自由基)的稳定性（易生成）； 烃基R的稳定性叔碳基仲碳基伯碳基 反应进程中能量的变化图-从反应物（原料） 到产物（产品）过程中的能量变化； 例子： A-B+ C B-C+A 一步完成反应 自由基（游离基）链式反应-分三个阶段进 行，即链的引发、增长、终止

12、；是多步反应,反应进程中能量的变化图,从反应物（原料） 到产物（产品）过程中的能量变化； 例子：,多步链式反应,提醒：光卤代反应产物方向(即主产物)有选择性; 该选择性由中间体碳基自由基（游离基） 的稳定性决定;即 中间体自由基 稳定性决定主产物的生成; -氢原子类型 和烯丙基碳基类型; 氢原子活性: -氢叔氢仲氢伯氢; 稳定性:烯丙基碳叔碳基仲碳基伯碳基; 卤素：氯和溴 ； 碘不用； 产生游离基的条件是： 有光照、高温加热、还可用过氧物来引发等方法产生；例： -氢活性,又例： -氢活性,再例： -氢活性,本章节要求,烃基类型 命名（主要是IUPAC法） 物性中BP/MP比较 光卤代反应（注意

13、产物的方向）； 碳基游离基的稳定性比较,第三章 不饱和烃 第一节：单烯烃(Unsaturated Hydrocarbon),一.结构 单烯烃(Single alkene)的通式: CnH2n 烯烃官能团：双键； 乙烯结构式：原子 键特点：肩并肩交盖； 电子云呈面对称分布； 丙烯结构式；,二.烯烃命名1.系统法(含普通法): 类似烷烃称某烯;,2.烯烃顺反异构体命名:,*异构体分类; 1.)烯烃上产生顺反异构的条件; 2.)烯烃顺反异构体命名; a.基团优先(大小)顺序规则; b. Z/E命名 烯烃上的顺反异构; c.命名注意事项;,同分异构体分类,1.结构异构(又称构造异构)是由分子中原子的排

14、列顺序不同而引起的.例:正丁烷和异丁烷;1丁烯和2丁烯. 2.立体异构(又称构型异构)是原子的排列顺序同但在三维空间的排列方式不同即分子的形状不同.例:2丁烯就有顺式和反式2丁烯.,烯烃上产生顺反异构的条件;,2.烯烃顺反异构体命名;,基团优先(大小)顺序规则,1.同位置遇见不同原子则比原子序数大则大(优先) 2.比不出则向外移 3. 遇到双键、叁键则重复两次、叁次.,举例,Z/E命名 烯烃上的所有顺反异构:,三.性质 官能团FG烯相对讲活性比烷烃大,反应历程（两步）,1.亲电加成反应: (?) 反应 历程举例,反应速度(决定产物方向即主产物的生成)由中间体碳正离子的稳定性决定的; 碳正离子稳

15、定性顺序同碳游离基： 即：烯丙基碳叔碳基仲碳基伯碳基;,诱导效应(Induction-effect)I 解释碳正离子稳定性和马氏加成,碳正离子稳定性:其正电荷越分散则该碳正离子越稳定。,举例,再例,利用诱导效应解释马氏规则,1.)与卤素亲电加成反应:(X=Br、Cl),举例：,2.)与卤化氢HX亲电加成反应(马氏加成):HX=HCl、HBr、HI,3.)与水在酸催化下的马氏水合,2.游离基加成（反马氏加成）,3. 烯烃的氢化反应:,4.烯烃的氧化反应:(得氧或去氢）,4.烯烃的氧化反应:(得氧或去氢）,4.烯烃的氧化反应:(得氧或去氢）,举例,再例,第二节 炔烃和二烯烃,炔烃(Alkyne)

16、结构: 1.)单炔与二烯烃是结构上的同分异构体, 其通式均是CnH2n-2;不饱和度为2; 2.) 乙炔的结构;见P. 56 2. 炔烃的性质: 1.) 亲电加成反应(同烯类似) 2.)氢化反应用(同烯类似); 3.) 氧化(同烯类似); 4.)炔烃的*水合反应(实为同烯类似的与水发生亲电加成/马氏加成反应); 5.)末端炔的酸性(应用在末端炔的鉴别上);例子:,2. 炔烃的性质: 4.)炔烃水合,2. 炔烃的性质: 5.)末端炔的酸性(应用在末端炔的鉴别上);例子:,二烯烃：同炔为结构上的同分异构体通式CnH2n-2有两个键,例子: 丙二烯的结构 CH2=C=CH2,1.) C1和C3是 S

17、P2杂化; 而C2是SP杂化 2.) 1与2相互垂直; 3.) ab垂直cd(在两个相互垂直的不同平面内),3. 共轭二烯的结构:,例子: 1,3-丁二烯的结构 CH2=CH-CH=CH2 1.) 4个C原子是 SP2杂化 , 且分子共面; 2.) P2与P3相互平行; 1与2相互平行 3.) 经P2与P3相互交盖使1与2形成大键（即-共轭体系又称联合体系是一个整体）； 4.）,5.）*共轭二烯的结构特点:,两个小键（ 1与2）以及它们的电子或P电子离域了（共享一切）。 键长改变（有平均化趋势）在苯环中完全均等。 大电子云在共轭体系中分布不匀是多少交替的 氢化热下降，共轭体系更稳定。,*共轭的

18、本质和分类,共轭实为轨道的交盖，由独立体变成一个联合整体（据其交盖方式主分为三种 ） -共轭（ 共轭二烯中1与2 的交盖） P-共轭和- 超共轭（见下两例：）,*P- 共轭解释烯丙基碳正离子稳性,4. 共轭二烯的特性:1.)1,4-加成,举例,4. 共轭二烯的特性:2.)D-A双烯合成,本章节要求,烯烃的顺反异构体命名 烯烃的亲电加成、氢化和氧化反应 炔烃的水合和末端炔的酸性 共轭二烯的1,4-加成 辽解诱导效应并比较不同碳正离子的稳性 比较不同基团的优先(大小)顺序 烯烃的反马氏加成 共轭二烯的D-A协同1,4-周环加成,第四章 脂环烃,一.分类和命名: 1.分类:1.)饱和环烷烃; 2.)

19、不饱和的环烯烃、环炔烃 2.命名: 类似开链烃，只需在前加“环”字。,举例,二.小员环的结构和性质,2.环丙烷的性质:易开环(环不稳性),再举例,3.)环烯烃的性质同开链烯烃相似,又例,4.)环丙烷能使溴水或溴四氯化碳溶液褪色但不与高锰酸钾溶液反应：用此反应区别环丙烷和烯烃,三.稳定环环己烷的构象,3.在椅式中有12个C-H键，其中6个是平伏键-e键；另6个是直立键-a键,在椅式构象中C-H键分为两类。第一类六个C-H键与分子的对称轴平行，叫做直立键或a键（3a上方；3a下方）；第二类六个C-H键与直立键形成接近109.5的夹角，平伏着相环外伸展，叫做平伏键或e键（3e上方；3e下方）。 如下

20、图：,*椅式构象中的a-键和e-键可互变,在室温时，环己烷的椅式构象可通过C-C键的转动（而不经过碳碳键的断裂），由一种椅式构象变为另一种椅式构象，在互相转变中，原来的a键变成了e键，而原来的e键变成了a键。,4.取代环己烷的稳定（优势）构象,1.)单取代环己烷的优势构象:位-e键者稳! 原因：取代基位a键的结构中的非键原子间斥力比位e键的大。从下图中原子在空间的距离数据可清楚看出。取代基越大e键型构象为主的趋势越明显。,2.)二元取代环己烷的优势构象:尽量让取代基位e-键者多而稳定,（A）1，2-二取代,2.)二元取代环己烷的优势构象:尽量让取代基位e-键者多而稳定,（B）1，3-二取代,3

21、.)有大基团取代环己烷的优势构象:让大基团优先位e-键者稳定,4.)十氢化萘的结构：有顺式稠合和反式稠合，但是反式比顺式稳,本章节要求,IUPAC（系统法）命名 小员环环丙烷易开环反应和鉴别 从环丁烷起环烷烃性质类似烷烃，环烯烃性质类似于开链烯烃 环己烷的稳定构象椅式构象 取代环己烷的优势构象,第五章 芳烃(含苯芳烃),芳烃定义: 芳性定义:一类环状共轭体系特稳，不易加成而易在碳环上发生取代反应。 芳烃分类: 含苯芳烃、 非苯芳烃 、有芳性的杂环化合物 单环和多环芳烃,一.单环含苯芳烃及其衍生物命名,1.少数以苯为母体：即命名为.苯 1.)烷基苯 ;2.)卤代苯或卤苯 ;3.)硝基苯,2. 大

22、多数(尤其是含苯芳烃衍生物)以苯为取代基命名为苯基.,3.多个FG同位一物选母体FG原则,系统法命名原则要先选母体且书写顺序： 构型取代基母体（从右到左写）,举例,二. 苯的结构:形成了闭合的大键,三. 含苯芳烃的性质（化性）,1.亲电取代： 1.)卤代：X2=Cl2,Br2反应需FeX3催化,2.)硝代：反应需浓硝酸加浓硫酸催化,3.)磺代：反应在浓硫酸中进行脱水,4.)F-C反应：需无水三氯化铝催化,A.F-C烷基化反应:制备烷基苯,举例,B.F-C酰基化反应:制备芳香酮,2.苯环上亲电取代定位规则：,1.)规则:有两类定位基,一类是活化了苯环的O和P活化基但X是O和P位钝化基;二类是钝化

23、了苯环的M位钝化基,是吸电子基.,举例：-OH，-OR，-NH2等强活化基,2.)规则应用:合成路线选择,又例,3.苯环侧链上-H的活性,1.)侧链上-H在光照下卤代: X=Cl和Br是自由基取代,2.)苯环上有-H的侧链在KMnO4稀酸中被氧化为羧酸-COOH,4.苯环上亲电取代定位规则应用：,四. 多环的含苯芳烃（剧毒）,分类和命名: 1.) 分类:A.芳甲烷类; B.联苯类;C.稠环芳烃,2.)稠环芳烃命名:类似单环含苯芳烃,2.结构和性质：类似单环芳烃,1.)有芳性:易取代 2.)萘环上是-位(1,4,5,8)易取代和被氧化. 3.)蒽环和菲环是9和10位易被氧化. 4.)亲电取代时活

24、化基同环,钝化基异环.,3. 芳烃及其衍生物的毒性:,液体：苯，甲苯，二甲苯等和苯胺，对苯二胺以及其它液体芳胺类等等。 固体有萘，芘，苯骈芘，蒽，酚，醌等。 致白血病，皮肤癌，肺癌等。,五. 非苯芳烃及其它有芳性化合物的芳性判断,1. 休克尔规则要点;1.)环状共轭体系（平面环，即环上所有原子均需是SP2杂化）； 2.）有闭合/环状共轭大键存在且大的P电子总数符合4n+2(休克尔经验规则n=0,1,2,3-); 2.举例：,2.举例：,本章节要求,命名: 芳烃扩其衍生物的命名(尤其是多环芳烃萘的衍生物的命名 含苯芳烃的性质:1.亲电取代;2.定位规则的应用; 3.侧链-H的卤代及氧化 了解休克

25、尔规则的应用：判断非苯芳性1.非苯芳烃有环戊二烯负离子;环庚三烯正离子;环丙烯正离子.杂环芳性物有呋喃;吡咯和吡啶,第六章 卤代烃(RX):X=Cl,Br,I,分类和命名: 1.分类 1.)伯卤代烃RCH2X;仲R2CHX和叔R3CX 2.)烯丙型卤代烃,普通型(伯、仲、叔),乙烯型 卤代烃. 3.)一元、二元、多元卤代烃. 2. 命名: X总为取代基,卤代.,2. 命名: X总为取代基,卤代.,二.物性,1.色/态:1.)纯的无色,但RI不稳定,久置会分解而显色.2.)气体少,液体多,有固体. 2.B.P/M.P比较:极性比相应烷烃略大些,故而比分子量近似有烷烃大. 3.水溶性-S小,RX极

26、性小. 4. 应用:农用-杀虫剂;医用-麻醉剂;民用-干洗剂和阻燃剂.,三.化性,亲核取代反应-SN: 1.)水解反应,1.亲核取代反应-SN: 2.)氰解反应,解四例：,1.亲核取代反应-SN: 3.)氨解反应,1.亲核取代反应-SN: 5.)与AgNO3/醇溶液反应生成AgX沉淀,2.消去反应（脱HX/-HX）：E,3.)亲核取代SN和消去反应E在竟争,3.与金属镁反应制格氏试剂:,格氏剂在合成上应用举例-升级：,4.活泼型和稳定型卤代烃性质比较,四.卤代烃的制备：,1.烷烃光照卤代(含-H自由基卤代). 2.烯和炔与X2及HX的加成. 3.芳烃的亲电取代和侧链上-H自由基卤代. 本章节要

27、求 卤代烃的性质:SN和E及格氏剂的制备 卤代烃的性质的应用:,第七章 立体异构(旋光异构),立体异构(又称构型异构)是原子的排列顺序同但在三维空间的排列方式不同即分子的形状不同.主分为三种：即构象、顺反、光学异构（或称旋光异构。 旋光异构又称对映异构（简称对映体），是立体异构的一种，例：,一.基本概念:1.偏光PL和旋光性,1.)平面偏振光PL：其振动方向和N1的晶轴平行即完全过N1的光；（光波是一种电磁波，它的振动方向与前进方向垂直）。,2.)物质的旋光性:,能使平面偏振光振动平面旋转(即偏光振动方向改变)的性质称旋光性，具有该性质的物质称旋光性物质.（旋光性是物质固有的一种本性） 所改变

28、的度数称旋光度(是变量)和比旋光度(是常数,不变的),3.)旋光仪与比旋光度,4.)旋光度与比旋光度的关系应用:即旋光仪的用途,例如，某糖溶液的浓度为5g/100mL，在20时，以钠光为光源，用1dm长的盛液管测得它的旋光度是4.64,按照上面公式计算它的比旋光度应为： 从手册上查得果糖的 因此可推知该未知物可能是果糖。,2.手性与旋光性的关系,1.)手性关系; 2.)手性分子见下例乳酸;3.)手性碳原子:A. C*是SP3杂化;B. C*四价上的四个基团均不同且是abcd(由基团优先顺序排出)4.)对映体:互为镜像与实物的关系,但不可以完全重叠,5.)对映体的特点:,A. 一对/两个同分异构

29、体,是可以拆分的,其中一个是左旋体例:（）-乳酸而另一个是右旋体例:（）-乳酸 B.左旋体和右旋体的旋光方向反但其数值同 C.对映体的物性同即同B.P;M.P;S;D;RI等. 例:（）-乳酸的 是3.82;其熔点 是53;而（）-乳酸 是3.82;其熔点 也是53; D.对映体的化性也同,但与手性物反应例外. E.因此一对对映体的生理、药理和毒理活性是 完全不同,3.分子结构上对称性与手性的关系,分子结构本性(规律):即分子有手性则该分子就有旋光性,能产生一对对映体. 1.)凡是不对称分子则该分子有手性； 2.)凡是对称分子则该分子就无手性; 3.)凡是只有一个C*的分子,则不对称,有手性;

30、 4.)凡是有两个或以上C*的化合物,则分子是否有手性是不一定的; 5.)无C*的分子是否有手性也不一定的;,二.一对对映体构型的表达,1.透视式表达 :例乳酸有两种不同构型（空间排列） 2. Fischer投影式: 横前竖后 十字位C* 平面反应立体,*特别提醒:在Fischer投影式中,1.)将投影式在纸平面上旋转180则不变的;但90不允许 是会变的。 2.)任意固定一个基团不动，依次顺时针或反时针调换另三个基团的位置，则不变的。 3.) 任意两个基团的位置互换，对调偶数次构型不变，对调奇数次则会变的。 4.)碳链上有多个C*则规范化坚写;例:,3.一对对映体构型的标记或命名,1.)相对

31、构型D/L标记一对对映体:（生物体） A.标准构型D/L（唯一的，是规定的）： B.所的的相对构型D/L均由标准构型来衍生 C.生命体中的含氧物看The LastC*构型；而含氮物则看The FirstC*构型,2.)用R/S标记每个C*的构型：,左手/右手法则判断每个C*的R/S构型： A. Fischer式中大拇指指向最小基d的方向： 横前坚后；余下四指纸面上沿abca转拢： 右手适合是R型；左手适合是S型 B.透视式中直接抓，让C*位撑心。,三.有C*化合物的旋光性,1.只有一个C*化合物的旋光性,例乳酸:,2.含两个相同C*化合物的旋光性,例:酒石酸、丁四醇、 2，4-二碘戊烷、2，3

32、-二氯丁烷、2，3-二溴丁烷等分子。,*特别提醒：,内消旋体和外消旋体之区别； 对映体和非对映体之区别；,3.含两个不同C*化合物的旋光性,四.无C*但有手性轴物质旋光性,1丙二烯型化合物ab和cd相互垂直 2联苯型化合物,举例：,下列化合物中（ ）有C*原子但分子却无手性；而（ ）无C*分子却有手性。,本章节要求,1.基本概念:分子结构上对称性和手性、旋光性关系;C*与手性关系;旋光度和比旋光度的关系;对映体的特点;对映体和非对映体的区别;内消旋体和外消旋体的区别; 2.对映体构型的表达: 1.)了解相对构型D/L; 2.)掌握R/S判断每个C*的构型; 3.)利用测得糖的旋光度求出其浓度C

33、(g/ml),*亲电加成反应的立体化学,烯烃亲电加成反应的历程是形成的环状结构中间体（溴鎓离子），,第八章烃的含氧物-醇 酚醚,第一节：醇（ROH） 一.醇 的分类和命名:1.分类,一.醇 的分类和命名:2.命名,大多数-OH为母体，命名为-醇(但少数取代基，命脉名为羟基-)1.)为母体:A普通法(含俗名)-,1.)为母体:B系通法(IUPAC法)-,二.醇 的物理性质,1.色/态:1.)无色;2.)常压无气体,有液体和固体. 2. B.P/M.P比较;1.)同系物Cn中随C数升高而升高. 2.)分子量相似或相同则看分子的极性和分子间氢键的关联例:,二.醇的物性:3. 水溶性-S的比较;,结构

34、上的相似相溶:物质分子的极性与水分子极性的匹配； 亲水基：导致水溶性的基团（主要可与水分子形成氢键）；亲水基比例高则S大； 所以 醇有-OH，其S大小由-OH比例定； 亲脂基：R-；X-；-NO2等,三.醇 的化性：1.酸性比较:,1.)醇RO-H的极性比小HO-H小,故而其酸度比水小;因R-是斥电子基。,化性：2.由醇ROH制备RX（SN）,3.醇 脱水（分子内-E和分子间-SN）,4.醇 的去氢被氧化：,5.醇 的酯化,四.重要醇(个别物):,第二节：酚（ArOH）,二.酚的化性1.酸性比较:比水大,2.酚羟 基是很强的邻对位活化基,第三节：醚（ROR）,三.重要醚,本章节要求,1.命名:

35、(1.)普通法(含俗名);(2.)系统法-某烯醇 2.物性:分子量近似的含氧物沸点比较;水溶性S比较. 3.含氧物的酸性比较,-O-H的极性大,酸性大,PKa则小,但相应的共轭碱强度则同PKa完全一致的. 4.醇的SN反应制RX;醇的脱水,被氧化和酯化. 5.酚羟基的苯环上多卤代和与FeCl3显色. 6.醚在强酸HI中分解,但与碱或Na或KMnO4不反应。,*特别提醒：本章节中的重要个别物,1.CH3OH-甲醇,液体,极性大,S很大,俗称木醇或木精,剧毒! 1.)我是甲醇,来自木材中的神密精灵,力量无穷. 2.)当你刚住进新建的小木屋里或用木质护墙板新装修的新房里久了，你的双眼会变得不舒服，视

36、物模糊，刺痛流泪，这就是我在显灵了！ 3.)当你见我清澈透明,煞是可爱，猛得亲我一口，这你就犯了我之大忌，我会龙颜大怒，立刻让你的世界变得黑暗无比，也许你这辈子再也见不到光明了！如果你再敢多亲我一口，那我会让你小命难保的哟！ 4.)虽然我是如此可怕,但我也有可爱之处,在HPLC液相色谱仪中很多时候我是流动相;还有实验室中作溶剂用;开车作汽油用.,*特别提醒：本章节中的重要个别物,2.CH3CH2OH-乙醇,液体,极性大,S很大,俗称酒精. 1.)我是乙醇,来自美酒中的美丽精灵,可爱无比,人人皆知.但有时我会调皮、会发疯令人头疼甚至可怕可恶，此话还得从我不同的出身说起. 2.)当我来自炼油厂废气

37、（主要是石油裂解气乙烯）在酸催化下水合而得的工业乙醇时，因杂质多，尤其是有我的魔鬼兄弟甲醇（因CO、CO2、H2等来自焦炭经催化产生），我的名声就被它们败坏了，更可怕的是当我被不法之徒利用，兑上水当散装白酒卖，那就祸及人命了！ 3.)当我来自稻草，桔杆或酶变的阵粮发酵而制得的工业酒精时，我就笑了，因为变废为宝，作为燃料可以替代汽油开车，还可以作灯用酒精烧火锅用.,*特别提醒：本章节中的重要个别物,4.）当我来自谷物、薯类淀粉发酵而制的食用酒精时就体现了我的美丽本色,尤其是用优质的大米、水和传统工艺精心酿制的优质米酒,再经过精馏而酿造的高端白酒如茅苔和五粮液酒，则我身价倍增，集万千宠爱有无数粉丝

38、痴情于我，那个叫爽啊！ 5.)然而,随着高端葡萄酒(果酒)和白酒市场需求量和价格的飙升，经销商利润空间越来越大，制造商们就开始食用酒精兑水造高端美酒了，此时就有损于我的美丽形象.有食用酒精+水+香精+稳定剂(例邻苯二甲酸酯类等)+色素兑成葡萄酒;如不加色素,少加水可兑成白酒.当然如用葡萄酒原浆替代部分食用酒精兑水(二次发酵)则这样的葡萄酒品质也不错.,*特别提醒：本章节中的重要个别物,6.)不管我是工业酒精、医用酒精还是食用酒精,用蒸馏方法提纯,无论我多么努力去精馏就是达不到纯酒精,为什么?,*特别提醒：本章节中的重要个别物,3.CH2OHCH2OH-乙二醇,B.P高,约200度;F.P低,约

39、零下60度;极性大，S很大；有毒. 1.)我是乙二醇,因有甜味，俗称甘醇，但我不可爱，如招惹我，我会咬人的. 2.)我来自有毒气体环氧乙烷水合,再多合1mol环氧乙烷则获得了我兄长二甘醇.我们(甘醇和二甘醇)因亲水性好,都可作牙膏中的保湿剂，使牙膏膏体稳定，所以刷完牙别忘多漱口，让我彻低远离. 3.)虽然我不可爱,但每辆汽车都爱我,因汽车的水箱冬天需要我防冬,夏天需我散热.,*特别提醒：本章节中的重要个别物,3.CH2OHCH(OH)CH2OH-丙三醇,极性大.其水溶性S很大,无毒性. 1.)我是丙三醇,因有甜味，俗称甘油,大家都喜爱我,离不开我,因我很可爱呵! 2.)我亲水性好,在美容品中起

40、保湿补水作用，加上白醋一起使用，年轻人可减少脸上痘痘美白，中老年可使皮肤柔嫩，富有弹性而显年轻有活力. 3.)我的衍生物硝酸甘油是有100年历史的救心丸,因其扩张血管增加心肌供血有特效,所以是治疗心绞痛、心肌梗死和冠心病的良药. 4.)如在食品果汁、果醋、果酒和果脯、香肠、腊肉中添加少许约1%左右甘油，可以分解果汁、果醋、果酒中的单宁，提升其品质、口感，去除苦、涩味；对果脯、香肠、腊肉可以锁水、保湿，口感润滑爽口，达到护色、保鲜、增重效果，延长保质期。,*甘油和硝酸甘油的制备,*特别提醒：本章节中的重要个别物,4.PhCH2OH-苯甲醇,无色液体,水溶性S小;是典型的烯丙型醇,活性大. 1.)

41、我是苯甲醇,又称苄醇,来自于茉莉型 香精油,有芳香味.常用作香料在肥皂,洗发香波,沐浴露等日用化妆品中使用;还可以用作定香剂和溶剂配制其它香精(茉莉香精油);它也可作食用香料主要用于配制浆果、果仁等(因易被氧化为苯甲醛,有些杏仁味). 2.)另外,我对肌肉神经有麻醉作用,在注射用的蒸馏水中添加少许2%,是局部麻醉剂,用这样的注射液打针少疼.但一定不能多加,否则对肌肉损伤,尤其是小孩,走路会“鸭步式”. 3.)制备:,*特别提醒：本章节中的重要个别物,5.PhOCH3-苯甲醚,无色液体,不亲水,S很小. 1.)我是苯甲醚,又称茴香醚, 有芳香味.常用作食品用香料,主要用于配制香草、茴香和啤酒型香

42、精. 2.)制备和化性:,*特别提醒：本章节中的重要个别物,6.我是三氯生,属于二苯醚衍生物,白色晶体. 1.)主用于洗手香皂、消毒洗手液、洗面奶、空气清新剂、除腋臭剂、除脚臭剂和牙膏、漱口水等产品的常用添加剂,有极强的杀菌消毒之功能;还能用于治疗牙周炎和口腔溃疡等. 2.)不过我除了是杀菌能手外,我对环境对人体也是有伤害的哟!想知道我的真面目吗? 3.)另外可否用铁质桶贮存包装我?,第九章烃的含氧物-醛 酮和醌,二.物性:1.色/态:1.)(纯者)无色,2.)态:只有气体是HCHO,液体多,也有固体. 2. B.P和M.P的比较:分子量近似的含氧物一起比较:酸高于醇高于醛、酮高于醚 3.水溶

43、性-S,因羰基是亲水基,比例大则其S大例: 甲醛、乙醛和丙酮的S很大,是混溶于水,因它们的分子极性大与水分子极性匹配。 当然中高级的醛、酮的水溶性小，几乎不亲水。 4.气味:低级有刺激味;中级醛、酮有香味,作香精用; 高级无味.,三.化性:1.羰基的亲核加成,1.羰基的亲核加成,1.羰基的亲核加成,1.羰基的亲核加成,2.羰基的缩合（加成-消去）反应,2.羰基的缩合（加成-消去）反应,3.三个-H的活性生成卤仿反应,4.羰基的氧化、还原和歧化反应,四.重要的醛、酮（个别物）,甲醛:HCHO(1.)易聚合;(2.)易水合;(3.)无-H的活性醛,应用于交叉的缩合和歧化. 乙醛:(1.)制备(炔水

44、合);(2.)有三个-H的醛易卤仿反应. 丙酮:(1.)制备(炔水合);(2.)有三个-H的甲基酮易碘仿反应生成碘仿和少一个碳的羧酸. 苯甲醛:无-H的芳醛广泛应用于交叉的缩合和歧化反应. 苯乙酮:(1.)制备(有两种方法一种是炔水合,另一种是F-C反应);(2.)有碘仿反应但与亚硫酸氢钠不反应.,五.醌和醌式结构,六.醛酮的制备及本章节要求,第十章烃含氧物-羧酸及其衍生物,二.羧酸的物理性质,1.色/态：（1.)（纯的酸）无色；(2.)无气体有液体(少,低碳数的脂肪族饱和一元酸RCOOH例甲酸的沸点和水相近,乙酸,丙酸,丁酸,戊酸等为液体.)和固体(多,二元以上酸和芳香酸均为固体). 2.B

45、.P和M.P的比较:(1.)同系物比;(2.)分子量近似的含氧物比较(B.P:酸醇醛或酮醚),因-COOH是强极性基,其分子间的氢键很强. 3.水溶性-S比较:因-COOH是亲水基,其比例高则S大,例甲酸,乙酸的S很大混溶于水,三.羧酸的化学性质,三.化性：2.羧酸衍生物RCOZ的生成,三.化性： 3.羧酸的-H卤代：,三.化性： 5.-COOH的被还原,四.重要的羧酸,*顺丁烯二酸和邻苯二甲酸的重要：,第二节：羧酸衍生物的性质,二.性质:水解、醇解和氨解,3.RCOZ的综合应用举例:,3.RCOZ的综合应用举例:,3.RCOZ的综合应用举例:,第十一章：取代酸,一.卤代酸: 有毒(中断生命体

46、中三羧基循环) 1.-卤代酸的制备:,二.羟基酸:,3.羟酸的性质：,(1.)醇酸的脱水: A.-羟酸是分子间脱水;例2mol的乳酸分子间脱2mol水为交酯.B.-羟酸是分子内脱1mol水生成稳定的烯酸. C.-或-羟酸则分子内脱水为五员或六员环的内酯. (2.)醇酸的脱氢被氧化为酮酸-生命体中的反应. (3.)举例:,4.重要的羟酸：,三. 羰基酸:,3.酮式和烯醇式的互变即-H酸性,*4.了解丙二酸二乙酯和三乙特性,第十、十一章节要点,1.命名(含俗名);物性中沸点和水溶性比较; 2.羧酸的化性都重要(尤其是酸性比较,衍生物生成,-H的自由基卤代,脱羧 和-COOH被固体氢化铝锂选择还原,

47、还有重要的酸); 3.羧酸衍生物的性质(水解、醇解和氨解) 4.综合举例; 5.取代酸中: 1.)卤代酸的应用;2.)羟基酸的脱水;3.)酮酸的脱羧和了解互变现象;,第十二章:含氮物-胺和酰胺,2.胺的命名：大多以胺为母体-胺,2.胺的命名：大多以胺为母体-胺,二.胺的物性,1.色/态:1.)纯的无色但因-NH2易被氧化(尤其是芳胺)而显色;2.)胺气体少(甲胺,二甲胺和三甲胺是气体),液体多,也有固体;,三.胺的化性,三.胺的化性,三.胺的化性:4.与亚硝酸反应,三.胺的化性:4.与亚硝酸反应,四.重要胺,四.重要胺: 1.苯胺,四.重要胺: 1.苯胺,四.重要胺: 2.乙二胺和对苯二胺,第

48、二节：酰胺,酰胺的性质(化性):,三.重要的酰胺-尿素,*Hoffman消去和Saytzeef消去比较,本章节要求,1.命名:胺,季铵盐,酰胺 2.碱性比较:N上孤对电子多则碱性强. 3.胺的烃基化和酰基化; 4.不同胺与亚硝酸的反应,是特别重要的反应. 5.重氮盐的应用:脱氮和留氮反应; 6.尤其是反应例题,第十三章：有芳性的杂环化合物,命名举例,二.结构和性质的比较:1.结构比较,二.结构和性质的比较:1.结构比较,二.结构和性质的比较:2.性质比较,(1.)碱性比较:吡咯的碱性很弱,比苯胺弱,甚至有弱酸性; 吡啶有碱性,比苯胺强;应用于吸收反应中产生的气态酸,二.结构和性质的比较:2.性

49、质比较,(2.)芳性比较:五员杂环是富电子环,活性比苯大易在-取代;(类似苯酚和苯胺). 六员杂环是缺电子环,比苯环稳定不易取代,即使取代也是-优先.,二.结构和性质的比较:2.性质比较,(3.)稳定性比较：吡啶 环比苯环稳定,三.个别物: 1.呋喃及其衍生物糠醛,三.个别物: 2.吡咯和吡啶,三.个别物: 3.吲哚,吲哚是白色结晶，熔点52.5。极稀溶液有香味，可用作香料，浓的吲哚溶液有粪臭味。,三.个别物: 4.碱基及其衍生物,(1.)嘧啶本身不存在于自然界，其衍生物在自然界分布很广，脲嘧啶、胞嘧啶、胸腺嘧啶是碱基。 (2.)嘌呤碱基有两种:腺嘌呤（A）鸟嘌呤（G） (3.)尿酸是嘌呤的重

50、要衍生物,本章节要求,了解命名(含俗名),例糠醛,烟酸和烟酰胺,吲哚乙酸,腺嘌呤 和尿酸等; 结构和性质比较:尤其是碱性比较;芳性判断和吡啶环稳性比较; 个别物是糠醛的性质;吡啶衍生物综合性质;还有吲哚衍生物综合性质;,第十四章：糖类化合物,1.自然界的存在和用途（1）动物界-单糖血糖和多糖（动物淀粉）糖元，（2）植物界有果蔬中的单糖、二糖、多糖，（3）提供生命体的能量。 2.定义:一类多羟基的醛和酮;或水解后能产生一类多羟基醛和酮. 3.分类:单糖(不能再水解的一类多羟基醛和酮);二糖;多糖等.,第十四章:第一节 单糖,一.单糖的分类和构型: 1.分类(1)醛糖和酮糖;(2)从C3起分丙醛糖

51、和丙酮糖、C4则丁醛糖和丁酮糖、C5则戊醛糖和戊酮糖、C6则己醛糖和己酮糖. 2.构型:天然单糖的相对构型 是D-型 3.单糖的Fischer式缩写.,4.自然界中存在的重要单糖,二.单糖的氧环式结构,1.单糖的变旋光现象 在实践中人们发现，从乙醇水溶液中结晶出来的D葡萄糖，熔点146，比旋光度为+112；而在吡啶溶液中结晶出来的D葡萄糖，熔点150，比旋光度为+19。如果将这两种新配制的糖溶液分别置于旋光仪中，则观察到两者的比旋光度都在发生变化。前者从+112逐渐降低至+53，后者从+19逐渐升至+53，二者比旋光度均达到一恒定值+53，这种比旋光度随时间逐步变化，最终达到一个定值的现象叫变

52、旋光现象。,2.单糖的氧环式:有两种-和-型,定义：C1*-OH称半缩醛羟基和C5*-OH称决定D/L构型的羟基的关系：同侧-型异侧-型（分子内醇合）,*-和-型的关系：C1*差向异构体是非对映体又称端基异构体,变旋本质：凡是可分子内醇合形成开链式和氧环式平衡关系的单糖均可变旋例：,3.单糖的Haworth氧环式(直观些）,C5*-OH由C5*-CH2OH替代来决定D/L构型 C1*-OH称半缩醛羟基和C5*-CH2OH称决定D/L构型的羟基的关系：同侧-型异侧-型（与原定义相反）,3.单糖的Fischer氧环式和Haworth氧环式间转变,(1.)顺转:左上右下;C5*-CH2OH上方D型.

53、C1*-OH和C5*-CH2OH关系一致(上上)则为-D型氧环式,不一致(上下关系)则为-D氧环式. (2.)顺转:左上右下;C5*-CH2OH下方L型. C1*-OH和C5*-CH2OH关系一致(下下)则为-L型氧环式,不一致(下上关系)则为-L氧环式. (3.)逆转则全反了. (4.)五员或六员氧环式均适用.,举例:,再举例:,4.吡喃(六员)氧环式的构象分析:-型比-型 氧环式稳定!,三.单糖的性质：1.物性,(1.) 白色晶体,有甜味. (2.)因其极性大,亲水性好,其S很大,过饱和的糖水溶液称为糖浆 . (3.)单糖的分子结构不对称,有手性,有旋光性,且大多单糖会变旋. (4.)单糖

54、变旋的本质是能产生开链式和氧环式的平衡. (5.)氧环式只有-型和-型两种构型,它们是C1*差向异构体,又称端基异构体,是非对映体.,三.单糖的性质：2.化性,(1.)差向异构化:单糖在碱性水溶液中产生了一对差向异构体的过程.(实为酮式和烯醇式互变),(2.)单糖的还原性-得氧被氧化,A.定义:凡是能使费林剂产生砖红色Cu2O沉淀的单糖均有还原性。费林剂是碱性的弱氧化剂。 B.弱酸性溴水中醛糖易被氧化糖酸而酮糖则不易被氧化. C.强酸HNO3则均被氧化为糖二酸. D.生物体内则被酶选择氧化为糖醛酸.,(2.)单糖的还原性-举例:,(2.)单糖的还原性-再举例:,(3.)单糖的还原-得氢被还原为

55、糖醇,(4.)单糖成脎反应:羰基和苯肼反应,*(4.)单糖成脎是羰基和苯肼的特性反应;共耗3mol苯肼只在C1和C2位生成固体脎,因此C3*,C4*和C5*构型 同则生成了相同的糖脎,(5.)单糖成苷(含氧苷-糖苷)反应:,特别提醒:单糖和糖苷的区别,糖苷只有两种氧环式-型苷和-型苷,(6.)显色反应,A.Molish显色：所有的糖类化合物都有！ B.Seliwoniff显色反应:专用来区别醛糖和酮糖,酮糖与盐酸间苯二酚很快反应显红色!而醛糖短时间内则不反应.其反应原理是五员呋喃环上糠醛或其衍生物形成的快慢决定.,第二节:二糖(2mol单糖经糖苷键脱水而成)可分为还原性和非还原性二糖,一. 还

56、原性二糖-性质类同于单糖,可变旋,能成脎,具有还原性.例:麦芽糖是-型1,4-糖苷键,其性质同D-葡萄糖.但其可水解!,又例纤维二糖和乳糖是型1，4苷键的还原性二糖.,二.非还原性二糖其性质同糖苷,例蔗糖:是由一分子D葡萄糖C1上半缩醛羟基和一分子D果糖C2上半缩酮羟基脱水形成了，1，2苷键.分子中不再保留半缩醛或半缩酮羟基。因此蔗糖无开链式和氧环式的直接平衡关系,即其不变旋,不成脎,不具还原性.但可以水解.,*蔗糖的结构,*蔗糖性质,非还原性二糖分子中无半缩醛羟基，在水溶液中不存在型，开链式，型三者互变平衡，所以它们都不变旋，不成脎，也不能与斐林试剂反应，即无还原性，故称为非还原性二糖。同糖

57、苷一样，在酸或酶作用下可水解生成相应的二分子单糖。如蔗糖水解生成了等量葡萄糖和果糖的混合物称为转化糖。蜂蜜的主要成分是转化糖，甜度仅次于果糖.,特别提醒:糖类化合物的区别,本章节要求,1.单糖的构型D-型;重要单糖开链式结构-强记住! 2.单糖和二糖变旋之本质; 3.氧环式-型和-型关系:C1*差向异,非对映体. 4.单糖的性质:还原性,与溴水或与HNO3的反应式; 成脎反应;成苷及糖苷的水解反应. 5.单糖和糖苷的差异(特点);,第十五章:脂类化合物(油脂和类脂),第一节：油脂 一.存在和用途： 1.存在:动物体-皮下组织;皮下蜂窝组织;脏器周围;脑部和髓腔。植物体-果实的种子中。 2.用途：（1.）提供生命体能量，因其是高的发热体，是糖的两倍之多。 (2.)热的不良导体维持体温，保护脏器。(3.)是脂溶性V生素的吸收介质.(4.)提供必需脂肪酸-顺式多烯酸例EPA-二十碳五烯酸和DHA-二十二碳六烯酸，它们可降三高、抗衰老和补脑(5.)工业制肥皂.*(6.)是有机毒物的富集处，并随食物链传递