邢其毅基础有机化学第三版基本慨念.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,（四）有机化学的基本概念,目 录,电子教案,word,文档,一、化合物类名,一、化合物类名,二、同分异构体,二、同分异构体,三、化学键,三、化学键,四、结构和表达,四、结构和表达,五、静态立体化学,五、静态立体化学,六、电子效应,六、电子效应,七、理论,七、理论,八、光谱,八、光谱,九、试剂,九、试剂,十、反应和反应机理,十、反应和反应机理,一、化合物类名,1,无机酸酯：,醇与含氧无机酸反应失去一分子水后的生成物称为无机酸酯。,2,双烯烃：,碳碳双键数目最少的多烯烃是二烯烃或称双烯烃。可分为三类：两个双键连在同一个碳原子上的二烯烃称为累积二烯烃，两个双键被两个或两个以上单键隔开的二烯烃称为孤立二烯烃，两个双键被一个单键隔开的二烯烃称为共轭二烯烃。,3,内酯：,分子内的羧基和羟基失水形成的产物称为内酯。,4,内酰胺：,分子内的羧基和胺（氨）基失水的产物称为内酰胺。,5,四级铵碱：,四级铵盐在强碱（,KOH,，,NaOH,）作用下生成的产物称为四级铵碱。,6,生物碱：,从动植物体内得到的一类有强烈生理效能的含氮有机化合物。游离生物碱绝大多数是固体，难溶于水，易溶于乙醇等有机溶剂。天然的生物碱多半是有左旋光的手性化合物。,7,半缩醛或半缩酮：,醇具有亲核性，在酸性催化剂如对甲苯磺酸、氯化氢的作用下，很容易和醛酮发生亲核加成，一分子醛或酮和一分子醇加成的生成物称为半缩醛或半缩酮。,8,有机化合物：,除一氧化碳、二氧化碳、碳酸盐等少数简单含碳化合物以外的含碳化合物。,9,多肽：,一个氨基酸的羧基与另一分子氨基酸的氨基通过失水反应，形成一个酰氨键，新生成的化合物称为肽，肽分子中的酰氨键叫做肽键。二分子氨基酸失水形成的肽叫二肽，多个氨基酸失水形成的肽叫多肽。,10,杂环化合物：,在有机化学中，将非碳原子统称为杂原子，最常见的杂原子是氮原子、硫原子和氧原子。环上含有杂原子的有机物称为杂环化合物。分为两类，具有脂肪族性质特征的称为脂杂环化合物，具有芳香特性的称为芳杂环化合物。因为前者常常与脂肪族化合物合在一起学习，所以平时说的杂环化合物实际指的是芳杂环化合物。杂环化合物是数目最庞大的一类有机物。,11,多环烷烃：,含有两个或多个环的环烷烃称为多环烷烃。,12,共轭烯烃：,单双键交替出现的体系称为共轭体系，含共轭体系的多烯烃称为共轭烯烃。,13,纤维二糖：,是由两分子葡萄糖通过,1,4,两位上的羟基失水而来的，纤维二糖是,-,糖苷。,14,纤维素：,由多个纤维二糖聚合而成的大分子。,15,多稀烃：,含有多于一个碳碳双键的烯烃称为多稀烃。,16,亚硫酸氢钠加成物：,亚硫酸氢钠可以和醛或某些活泼的酮的羰基发生加成反应，生成稳定的加成产物，该产物称为亚硫酸氢钠加成物。,17,交酯：,二分子,-,羟基酸受热失水形成的双内酯称为交酯。,18,肟：,醛或酮与羟胺反应形成的产物称为肟。,19,卤代烃：,烃分子中的氢被卤素取代后的化合物称为卤代烃。一般用,RX,表示。,X,表示卤素（,F,、,Cl,、,Br,、,I,）。,20,麦芽糖：,是由两分子葡萄糖通过,1,4,两位上的羟基失水而来的，麦芽糖是,-,糖苷。,21,芳香族化合物：,具有一种特殊的性质,芳香性的碳环化合物称为芳香族化合物。,22,芳香硝基化合物：,硝基与苯环直接相连的化合物称为芳香硝基化合物。,23,炔化物：,末端炔烃与强碱反应形成的金属化合物称为炔化物。,24,周边共轭体系化合物：,在环状共轭多烯的环内引入一个或若干个原子，使环内原子与若干个成环的碳原子以单键相连，这样的化合物称为周边共轭体系化合物。,25,金属有机化合物：,分子中存在着碳金属键的化合物。,26,苯炔：,比苯少两个氢的化合物，故又称去氢苯。,27,单环烷烃：,只含有一个环的环烷烃称为单环烷烃，单环烷烃的通式为,C,n,H,2,n,，与单烯烃互为同分异构体。环烷烃按环的大小分为：小环，三、四元环；普通环，五、六、七元环；中环，八至十一元环；大环，十二元环以上。,28,炔烃：,含有碳碳叁键的烃称为炔烃。,29,油脂：,高级脂肪酸的甘油酯，一般在室温是液体的称为油，是固体或半固体的称为脂。,30,官能团：,各类烃的衍生物都具有自己特有的化学性质，这些特有的化学性质主要是由取代氢原子的原子或原子团所决定的，在化学上将这种决定化合物化学特性的原子或原子团称为官能团。,31,轮烯：,一类单双键交替出现的环状烃类化合物。,32,甾族化合物：,是指含有环戊并全氢化菲基本骨架（简称甾环）的一大类化合物。这类化合物通常都含有二个角甲基和一个烃基。用甾族来命名这一整类化合物，是因为甾字是一个象形字，它暗含了这一类化合物的结构特征，甾下半部的“田”暗指结构中有四个环，甾上半部的“巛”暗指结构中有两个角甲基和一个烃基。,33,环烷烃：,分子中含有环状结构的烷烃叫环烷烃。又称为脂环化合物。,34,烃：,由碳和氢两种原子组成的有机化合物称为烃。,35,烃的衍生物：,烃分子中的一个或几个氢原子被其它元素的原子或原子团取代后的生成物称为烃的衍生物。,36,氢碳酸：,烃可以看作是一个氢碳酸，碳上的氢以正离子离解下来的能力代表了氢碳酸的酸性强弱。可以用,p,K,a,值来表示，,p,K,a,值越小，酸性越强。,37,唑：,含有两个杂原子，且其中至少有一个是氮原子的五元杂环体系称为唑。异噁唑、异噻唑和吡唑可以分别看作是呋喃、噻吩、吡咯环上,2,位的,CH,换成了氮原子，因此称它们为,1,2-,唑。噁唑、噻唑、咪唑可以分别看作是呋喃、噻吩、吡咯环上,3,位的,CH,换成了氮原子，因此称它们为,1,3-,唑。,38,胺：,氨上的氢被烃基取代后的物质称为胺。,39,氧化胺过氧化氢或过酸氧化三级胺生成的产物称为氧化胺。,40,原甲酸：,甲酸的水合物称为原甲酸。,41,脂肪族化合物：,碳原子互相连接成链状的化合物称为开链化合物。因这类化合物最初是从动物脂肪中获取的，所以也称为脂肪族化合物。,42,脂环族化合物：,与脂肪族化合物性质类似的一类碳环化合物称为脂环族化合物。,43,桥环烷烃：,两个环共用两个或多个碳原子的多环烷烃称为桥环烷烃。,44,脂肪族重氮化合物：,通式为,R,2,CN,2,，其中最重要的是重氮甲烷，它的分子式是,CH,2,N,2,。重氮甲烷是一个黄色有毒的气体（熔点,145,C,，沸点,23,C,），具有爆炸性（,200,C,爆炸），因此在制备及使用它时，要特别注意安全。它能溶于乙醚，并且比较安定，一般均使用它的乙醚溶液。,45,氨基酸：,羧酸分子中烃基上的一个或几个氢原子被氨基取代后生成的化合物称为氨基酸。根据氨基和羧基的相对位置，氨基酸可以分为,-,氨基酸、,-,氨基酸、,-,氨基酸等。根据氨基酸分子中羧基与氨基的相对数目，氨基酸可以分为中性氨基酸、酸性氨基酸和碱性氨基酸。,46,酚：,羟基直接与苯环相连的化合物称为酚。,47,烷烃：,由碳和氢两种元素组成、碳与碳均以单键相连的一大类化合物。,48,烯烃：,含有碳碳双键的碳氢化合物称为烯烃。,49,淀粉：,是多种植物的碳水化合物的储藏物。淀粉这个生物高分子在水解时，首先生成麦芽糖麦芽糖再进一步水解，都变为葡萄糖，因此淀粉也可以看作是葡萄糖的聚合体。植物淀粉用热水处理后分为两部分，叫作直链淀粉和支链淀粉。普通淀粉颗粒内大约含有,80,的支链淀粉和,20,的直链淀粉。,50,萜类化合物：,广泛分布于植物、昆虫、微生物等动植物体内的一类有机化合物。在生物体内，萜类化合物是由乙酰辅酶,A,（简写为,CH,3,COSCoA,）转化而来的。萜类化合物在结构上可以看作是两个或两个以上的异戊二烯分子以头尾相连的方式结合起来的。,51,黄原酸：,烷氧基硫代甲酸称为黄原酸,52,羟腈：,醛或酮与,HCN,加成的产物称为,羟腈。,53,烯酮：,含有 结构的化合物称为烯酮，它可以看作是羧酸发生分子内失水（失去羧羟基和,-,氢）形成的，因此也可以看作是分子内的酸酐。,54,酚醛树脂：,苯酚在碱性催化剂,(,氨、氢氧化钠、碳酸钠,),或者酸催化剂的作用下，都能与甲醛缩合并生成高相对分子质量的物质。该物质称为酚醛树脂。,55,集合环烷烃：,环系各以环上一个碳原子用单键直接相连而成的多环烷烃称为集合环烷烃。,56,链烷烃：,分子中没有环的烷烃称为链烷烃，其通式为,C,n,H,2,n,+2,，,n,为碳原子数。,57,酮：,碳原子与氧原子用双键相连的基团称为羰基。羰基碳与两个烃基相连的化合物称为酮（,R,2,C=O,），酮分子中的羰基也称为酮基。,58,羧酸：,分子中具有羧基（,-COOH,）的化合物称为羧酸。,59,羧酸衍生物：,羧基中的羟基被卤素、羧酸根、烷氧基或胺基置换后产生酰卤、酸酐、酯或酰胺。这些化合物统称为羧酸衍生物。,60,碳环化合物：,碳原子互相连接成环的化合物称为碳环化合物。,61,金羊,盐：,氧利用孤对电子与质子结合形成,钅羊,盐。,62,缩硫醛和缩硫酮：,乙二硫醇和醛酮反应生成的产物称为缩硫醛、缩硫酮。,63,缩醛或缩酮：,一分子醛或酮和两分子醇反应，失去一分子水后生成的产物称为缩醛和缩酮。,64,醇：,脂肪烃分子中的氢原子或芳香烃侧链上的氢原子被羟基取代后的化合物称为醇。羟基是醇的官能团。,65,醌：,含有共轭环己二烯二酮结构的一类化合物称为醌。最简单的醌是苯醌，有邻苯醌和对苯醌。,66,醚：,水分子中的两个氢原子均被烃基取代的化合物称为醚。醚类化合物都含有醚键（,COC,）。两个烃基相同的醚称为对称醚，也叫简单醚。两个烃基不相同的醚称为不对称醚，也叫混合醚。,67,醛：,碳原子与氧原子用双键相连的基团称为羰基。羰基碳与氢和烃基相连的化合物称为醛（,RCHO,），结构中的（,-CHO,）称为醛基。,68,糖：,多羟基的醛、酮或经简单水解能生成这类醛酮的化合物称为糖。分为三类：,1.,不能再被简单地水解成为更小的糖分子的糖类称为单糖。,2.,由两个到十个左右的单糖失水而成的糖类称为寡糖，也称为低聚糖。,3.,十个以上甚至几百、几千个单糖失水而成的糖类称为多糖。,69,糖二酸：,醛糖的醛基和羟甲基均被氧化成羧基后形成的产物称为糖二酸。,70,糖苷：,环状糖的半缩醛羟基能与另一分子化合物中的羟基、氨基或硫羟基等失水，生成的失水产物称为糖苷，也称为配糖体。,71,醛或酮的水合物：,水是亲核试剂，在酸性条件下，可以和醛或酮发生亲核加成反应，形成的加成产物称为醛或酮的水合物。,72,糖脎：,苯肼与糖反应生成的产物称为糖脎。,73,糖酸：,醛糖的醛基被氧化成羧基后的化合物称为糖酸。,74,糖醇：,醛糖的醛基被还原成羟甲基后的化合物称为糖醇。,75,螺环烷烃：,单环之间共用一个碳原子的多环烷烃称为螺环烷烃。,二、同分异构体,1,几何异构体：,因双键或成环碳原子的单键不能自由旋转而引起的异构体称为几何异构体，也称为顺反异构体。,2,互变异构体：,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称为互变异构体。互变异构体是一种特殊的官能团异构体。,3,立体异构体：,分子中原子或原子团互相连接次序相同、但空间排列不同而引起的异构体称为立体异构体。,4,同分异构体：,分子式相同而结构不同的化合物称为同分异构体，也称为结构异构体。,5,同分异构现象：,分子式相同而结构不同的现象称为同分异构现象。,6,价键异构体：,因分子中某些价键的分布发生了改变，与此同时也改变了分子的几何形状，从而引起的异构体称为价键异构体。,7,位置异构体：,官能团在碳链或碳环上的位置不同而产生的异构体称为位置异构体。,8,构型异构体：,因键长、键角、分子内有双键、有环等原因引起的立体异构体称为构型异构体。一般来讲，构型异构体之间不能或很难互相转换。,9,官能团异构体：,因分子中所含官能团的种类不同所产生的异构体称为官能团异构体。,10,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引起的异构体称为构造异构体。,11,构象异构体：,仅由于单键的旋转而引起的立体异构体称为构象异构体。有时也称为旋转异构体。由于旋转的角度可以是任意的，单键旋转,360,可以产生无数个构象异构体。通常以稳定的有限几种构象来代表它们。,12,旋光异构体：,因分子中没有反轴对称性而引起的具有不同旋光性能的立体异构体称为旋光异构体。,13,碳架异构体：,因碳架不同产生的异构体称为碳架异构体。,三、化学键,1,三中心两电子键：,采用三个原子共用一对电子的方式成键，称为三中心两电子键。,2,化学键：,将分子中的原子结合在一起的作用力称为化学键。,3,共价键：,两个或多个原子通过共用电子对而产生的一种化学键称为共价键。电负性相差在,0,0.6,个单位之间形成共价键；电负性相差在,0.6,1.7,个单位之间的形成极性共价键。共价键有方向性和饱和性。,4,金属键：,使金属原子结合成金属晶体的化学键称之为金属键。金属键无方向性和饱和性。,5,离子键：,依靠正、负离子间的静电引力而形成的化学键称为离子键，又称为电价键。一般说来，两种原子电负性相差在,1.7,个单位以上形成离子键。,6,配价键：,共用电子对由一个原子提供的共价键称为共价配键或配价键。用,A,B,表示，,A,是电子提供者，,B,是电子接受者。,7,键：,在化学上，将两个轨道沿着对称轴方向重叠形成的键叫,键。,键的特点是（,i,）比较牢固,;,（,ii,）,键能围绕对称轴自由旋转。,8,键：,侧面交叠形成的键称为,键。,键的特点是（,i,）容易断裂,;,（,ii,）不能绕轴自由旋转。,四、结构和表达,1,乙烷构象的表示方法：,乙烷的构象，可用下列几种透视图来表示：伞形式是眼睛垂直于,CC,键轴方向看，实线表示键在纸面上，虚线表示键伸向纸面后方，锲形线表示键伸向纸面前方；锯架式是从,CC,键轴斜,45,方向看，每个碳原子上的其它三根键夹角均为,120,。纽曼式是从,CC,键的轴线上看。（参见教材,82,页）其它烷烃的表示方法可类推。,2,伞形式：,实线表示的键在纸面上，虚线表示的键在纸面后，楔形线表示的键在纸面前，这样绘出的立体投影式称为伞形式。,3,构造：,分子中原子的联结次序和键合性质叫做构造。,4,构造式：,表示分子构造的化学式叫做构造式。表示构造式的方法有四种。,5,结构简式：,为了简化构造式的书写，常常将碳与氢之间的键线省略，或者将碳氢单键和碳碳单键的键线均省略，这两种表达方式统称为结构简式。,6,蛛网式：,将路易斯构造式中一对共价电子改成一条短线，就得到了蛛网式，因其形似蛛网而得名。,7,键线式：,还有一种表达方式是只用键线来表示碳架，两根单键之间或一根双键和一根单键之间的夹角为,120,，一根单键和一根三键之间的夹角为,180,，而分子中的碳氢键、碳原子及与碳原子相连的氢原子均省略，而其它杂原子及与杂原子相连的氢原子须保留。用这种方式表示的结构式为键线式。,8,路易斯构造式：,用价电子（即共价结合的外层电子）表示的电子结构式称为路易斯构造式。在路易斯构造式中，用黑点表示电子，两个原子之间的一对电子表示共价单键，两个原子之间的两对或叁对电子表示共价双键或共价叁键。只属于一个原子的一对电子称为孤电子对。,五、静态立体化学,1 1,3,二直立键相互作用：,在甲基占直键的甲基环己烷中，甲基的范德华半径较大，甲基与,C3,，,C5,的直键氢有相互作用力（排斥力）。这种作用称为,1,3,二直立键的相互作用，也是非键连的互相作用。,2,分子比旋光度：,有的文献采用分子比旋光度 来表示物质的旋光性质。分子比旋光度与比旋光度的换算公式如下：,3,不对称合成法：,当原料分子是一个手性分子时，试剂进攻分子就会有立体选择性，反应的结果是一种光活异构体超过另一种光活异构体，因此产物不是外消旋体。这样的合成称为不对称合成法。不对称合成也可以在其它手性条件（如手性溶剂、手性催化剂、手性试剂等）下完成。,4,手性：,一种物质不能与其镜像重合的特征称为手性或手征性。,5,手性分子：,具有手征性的分子称为手性分子，手性分子都具有旋光性。,6,手性中心：,如果分子中的手性是由于原子和原子团围绕某一点的非对称排列而产生的，这个点就是手性中心。,7,手性碳原子：,将与四个不同基团相连的碳原子称为不对称碳原子或手性碳原子，常用*标记。手性碳原子就是一个手性中心。,8,内消旋化合物：,分子内含有平面对称因素的没有旋光性的立体异构体称为内消旋化合物。,9,比旋光度：,比旋光度用 表示，它是指某纯净液态物质在管长,l,为,1dm,（,=10cm,），密度,为 ，温度为,t,，波长为,时的旋光度 。,10,对交叉型构象,:,两个大基团处于对位的构象称为对交叉型构象，对交叉型构象能量最低。,11,立体专一性：,具有,100%,高度立体选择性的反应称为立体专一性反应。立体专一性反应显然是立体选择性反应，而立体选择性反应不一定是立体专一性反应。,12,立体化学：,立体化学是研究分子的立体结构和反应的立体性及其相关规律及应用的科学。分子的立体结构是指分子内原子所处的空间位置及这种结构的立体形象，研究分子的立体结构及这种结构和分子物理性质之间的关系属于静态立体化学的范畴。反应的立体性是指分子的立体形象对化学反应的方向、难易程度，对产物立体结构的影响等。它们都属于动态立体化学的范畴。动态立体化学在有机合成中占有十分重要的地位。,13,立体选择性反应：,在不对称合成中，当一个有机反应可能产生几个立体异构体，而其中一个或一对对映的立体异构体优先获得时，这种反应被称为立体选择性反应。,14,平面偏振光：,这种通过棱镜后产生的只能在一个平面振动的光叫做平面偏振光。,15,对映体：,互为实体和镜像又不能重合的分子互称为对映体。,16,对映体过量百分数：,一个对映体超过另一对映体的百分数称为对映体过量百分数，用,%ee,表示。,17,对称中心：,如果分子中有一点，所有通过这个点画的直线都以等距离达到相同的基团，此点称为对称中心。对称中心用,i,来表示。一个分子只可能有一个对称中心。倒反是对称中心的对称操作。,18,对称面：,能把分子切成实体和镜象两部分的平面称为分子的对称面。用希腊字母,表示。反映是对称面的对称操作。,19,对称轴：,通过物体或分子的一条直线，以这条线为旋转轴旋转一定的角度，得到的物体或分子的形象与原来物体或分子的形象无法区别。这种轴称为对称轴。对称轴用,C,n,表示，,n,表示轴的级，称,n,重对称轴。旋转是对称轴的对称操作。,20,外消旋化：,一个纯的光活性物质，如果体系中的一半量发生构型转化，就变成了外消旋体。这种由纯的光活性物质转变为外消旋体的过程称为外消旋化。,21,外消旋化合物：,当左旋体分子和右旋体分子互相之间有较大亲和力时，两种分子将有可能在晶胞中配对而形成计量学上的化合物晶体，这样的外消旋体称为“外消旋化合物”。它们的熔点多数高于纯旋光体，而溶解度多数低于纯旋光体,22,外消旋体：,将一对对映体等量混合，可以得到一个旋光度为零的组成物，称之为外消旋体。外消旋体可以用符号（,）或（,dl,）来表示。由于左旋体和右旋体分子之间亲合关系不同，所以外消旋体的物理性质如熔点、溶解度等与纯净的左旋体和纯净的右旋体之间是不相同的。,23,外消旋体的拆分：,将外消旋体拆分成纯左旋体或纯右旋体的过程称为外消旋体的拆分。,24,外消旋固体溶液：,当一个纯旋光体分子对其构型相同的分子和对其构型相反的分子的亲合力比较接近时，则两种构型分子的排列是混乱的，这样的外消旋体称为外消旋固体溶液。它们的熔点和溶解度和纯旋光体比较接近。,25,外消旋混合物：,当纯旋光体分子本身之间的亲合力大于对映体的亲合力时，左旋体和右旋体将有可能分别地形成晶体，这样的外消旋体称之为外消旋混合物。它们的熔点常常低于纯旋光体，而溶解度则高于纯旋光体。,26,半椅型构象,:,由稳定的椅型构象转变为扭船型、船型构象，要经过一个势能最高的不稳定的半椅型构象。把椅型构象中的碳,3,转上去，碳,2,转下来，使,C(1)C(2)C(3)C(4),在一个平面上，,C(5)C(6),一个在平面上方，另一个在平面下方，即得半椅型。,27,交叉型构象：,两面角为,60,的构象称为交叉型构象。,28 sp,杂化轨道：,用一个,2s,轨道和一个,2p,轨道混合起来重新组合成,2,个性质相同的轨道，称为,sp,杂化轨道。,29 sp,2,杂化轨道：,用一个,2s,轨道和,2,个,2p,轨道混合起来重新组合成,3,个性质相同的轨道，称为,sp,2,杂化轨道。,30 sp,3,杂化轨道：,由一个,2s,轨道和三个,2p,轨道混合起来重新组合成,4,个性质相同的轨道，称为,sp,3,杂化轨道，它们分别指向四面体的四个顶角。,31,优势构象：,能量最低的稳定构象称为优势构象。,32,全重叠型构象；,两个大基团重叠在一起的构象称为全重叠型构象，全重叠型构象能量最高。,33,含手性面的旋光异构体：,有些分子虽然不含有手性原子，但分子内存在一个扭曲的面，从而使分子呈现一种螺旋状的结构，由于螺旋有左手螺旋和右手螺旋，互为对映体，所以该类分子也会表现出旋光性。这种因分子内存在扭曲的面而产生的旋光异构体称为含手性面的旋光异构体。,34,含手性轴的旋光异构体：,有些分子虽然不含不对称原子，但在分子中存在一个轴，通过轴的两个平面在轴的两侧有不同的基团时，也会产生实体与镜像不能重叠的对映体。称这类旋光异构体为含手性轴的旋光异构体。,35,邻交叉型构象：,两个大基团处于邻位的构象称为邻交叉型构象，邻交叉型构象能量高于对交叉型构象。,36,扭曲型构象,:,两面角在,0,60,之间的构象称为扭曲型构象。,37,扭转张力：,非稳定构象具有恢复成稳定构象的力量，称之为扭转张力。,38,扭船型构象,:,假如把船型构象船底的两对碳原子稍微转一转，使碳,3,6,转下去，,2,5,重新转上来，这时我们可以看到，碳,1,4,上的氢原子离得远一点了，而碳,3,6,上的氢原子离得近一点了。当这两对氢原子的距离相等时停止转动，原来成重叠型的,2,3,及,5,6,两对碳原子就变为不是完全重叠型了。在整个分子中，每对碳原子的构象既不是全重叠，也不是全交叉，相当于一个低能量的构象，这叫作扭船型构象,扭船型构象的所有两面角都是,30,，所有的对边都是交叉的。,39,角张力：,当分子内的键角由于某种原因偏离正常键角时会产生张力，这种张力称为角张力。,40,阻转异构现象：,当某些分子单键之间的自由旋转受到阻碍时，也可以产生光活性异构体，这种现象叫做阻转异构现象。,41,两面角：,两个相邻碳上的其它键（在乙烷中，是,CH,键）会交叉成一定的角度（,），这个角度称为两面角。,42,环已烷船型构象,:,环己烷船型构象中的,C,2,、,C,3,、,C,5,、,C,6,处在同一平面，好象是一个船底。,C,1,和,C,4,都处在平面的上方，一个可看作为船头，另一个则看作为船尾。船头、船尾向内的,CH,键的氢原子之间的距离为,183pm,，小于氢原子范德华半径之和,240pm,，故这两个氢原子间有排斥力。,43,环己烷的椅型构象,:这是一个非常对称的结构，因为形似一把椅子而得名。环中的碳原子处在一上一下的位置。向下的三个碳原子（,C,1,C,3,C,5,）组成的平面和向上的三个碳原子（,C,2,C,4,C,6,）组成的平面互相平行，两个平面的间矩为,50pm,。分子中存在一个,C,3,对称轴，,C,3,轴通过分子的中心并垂直于上述的两个平面。椅型环已烷的氢原子可以分为两组：一组是六个,CH,键与分子的对称轴大致是垂直的，都伸出环外，这叫作平键（或称平伏键）或,e,键（,e,是,equatorial,的字首，赤道的意思），三个,e,键略往上伸，三个,e,键略向下伸；另六个,CH,键都是与轴平行的，这叫作直键（或称直立键）或,a,键（,a,是,axial,的字首，轴的意思），三个伸在环的下面，三个伸在环的上面。由于成环的碳链是封闭的，所以虽然成环的碳碳键仍然可以旋转，但旋转的程度会受到其它碳碳键的制约，所以在环平面上方的,CH,键不可能转到环平面的下方来，同样在环下方的,C-H,键也不可能转到环平面的上方去。,44,非对映体：,不呈镜影关系的旋光异构体称为非对映体，非对映体不仅旋光能力不同，许多物理、化学性质也不相同。,45,极限构象：,重叠型构象和交叉型构象是构象异构体的两种极端情况，也称之为极限构象。,46,构象：,由于单键可以“自由”旋转，使分子中的原子或基团在空间产生不同的排列，这种特定的排列形式称为构象。,47,构象分布：,构象异构体可以互相转化而不能分离。构象的转换可以达到一种动态平衡。在平衡状态，各种构象在整个构象中所占的比例是不同的，将平衡状态时各构象所占的比例称为构象分布。,48,构象分析：,用构象来分析一个化合物的物理性质及化学性质称为构象分析。,49,构象对映体：,具有实物和镜像关系的构象称为构象对映体,50,构象异构体：,由单键旋转而产生的异构体称为构象异构体或旋转异构体。,51,构象的势能关系图：,以单键的旋转角度为横坐标,，,以各种构象的势能为纵坐标,。,如果将单键旋转,360,度，就可以画出一条构象的势能曲线。由势能曲线与坐标共同组成的图为构象的势能关系图。,52,构象转换体：,一个椅型构象可以通过碳碳键的旋转变成另一个椅型构象，这时原来构象中向上的直键将转为向上的平键，向下的直键也转为向下的平键。原来向上的平键则转为向上的直键，向下的平键则转为向下的直键。这一对椅型构象互称为构象转换体。,53,构象最小改变原理：,发生加成反应时，要使碳架构象改变最小的规则。,54,非键连相互作用,：,不直接相连的原子间的作用力称为非键连相互作用,。,55,相对构型：,以甘油醛的构型为参照标准而确定的构型称为相对构型。相对构型以,DL,构型标记法标记。,56,绝对构型：,能真实反映空间排列情况的构型称为绝对构型。绝对构型是根据手性碳原子上四个不同的原子或基团在“顺序规则”中的先后次序来确定的，用,R,S,构型标记法标记。,57,差向异构化：,含有两个或多个手性中心的体系中，仅一个手性中心发生构型转化的过程，称为差向异构化。例如：糖分子中羰基旁的,碳原子上的氢很活泼，在吡啶、喹啉,、,三级胺或其它碱性条件下易发生差向异构化，其过程是经过链形结构的烯醇化，形成烯二醇中间体进行的。,D-,葡萄糖发生差向异构化时，除得回,D-,葡萄糖外，还有,D-,甘露糖。,D-,葡萄糖及,D-,甘露糖互为,C-2,差向异构体。,58,差向异构体：,两个含多个不对称碳原子的异构体，如果只有一个不对称碳原子的构型不同，则这两个旋光异构体称为差向异构体。如果构型不同的不对称碳原子在链端，称为端基差向异构体。其它情况，分别根据碳原子的位置编号称为,C,n,差向异构体。,59,重叠型构象：,将两面角为,0,的构象称为重叠型构象。,60,费歇尔投影式：,是表达立体构型最常用的一种方法。画费歇尔投影式要符合如下规定：（,1,）碳链要尽量放在垂直方向上，氧化态高的在上面，氧化态低的在下面。其它基团放在水平方向上。（,2,）垂直方向碳链应伸向纸面后方，水平方向基团应伸向纸面前方。（,3,）将分子结构投影到纸面上，用横线与竖线的交叉点表示碳原子。费歇尔投影式不能在平面上旋转,90,，也不能离开纸面翻转,180,。费歇尔投影式中的基团两两交换的次数不能为奇数次。,61,倒反轴：,分子围绕一个轴旋转一定角度（,2,/,n,）后，再用垂直此轴的平面作为镜面，进行一次反映，若所得镜影与原来的分子重合，则此轴称为倒反轴或简称反轴，用,S,n,表示。,n,表示它的级，称为,n,重更迭对称轴。更迭对称轴与旋转、反射两个对称操作相关。,62,部分重叠型构象：,一个大基团与一个小基团重叠的构象称为部分重叠型构象。部分重叠型构象的能量比全重叠型构象的能量低。,63,假不对称碳原子：,一个碳原子和两个相同取代的不对称碳原子相连：当这两个不对称碳原子构型相同时，该碳原子是对称的，而当这两个不对称碳原子构型不同时，该碳原子是不对称的，则这种碳原子称为假不对称碳原子。假不对称碳原子构型可用,r,，,s,表示64,旋光性物质：,这种能使平面偏振光旋转一定角度的物质称为旋光性物质。,65,旋光度：,旋光性物质能使平面偏振光向左或向右旋转一定的角度。该角度和方向就代表该物质的旋光度。旋光度用符号 表示，,t,为测定时的温度，,为光的波长。,66,确定手性轴的旋光异构体构型的方法,:,将每个环上的基团按顺序规则确定其大小，将其中一个环上的大基团编号为,1,，小基团编号为,2,，将另一个环上的小基团放在最远处，其大基团编号为,3,，则,1,2,3,按顺时针方向旋转为,R,构型，按反时针方向旋转为,S,构型。,67,稳定构象：,与势能曲线谷底相对应的构象为稳定构象。,68,潜非对称性：,一个对称的分子（例如丙酸）经一个原子或基团被取代后失去了其对称性，而变成了一个非对称的分子，那末原来的对称分子称为“潜非对称分子”或称为“原手性分子”。而分子所具有的这种性质称为“潜非对称性”或“原手性”。而发生变化的碳原子称为“潜不对称碳原子”或“原手性碳原子”。,六、电子效应,1,共轭效应：,单双键交替出现的体系称为共轭体系。在共轭体系中，由于原子间的相互影响而使体系内的,电子（或,p,电子）分布发生变化的一种电子效应称为共轭效应。凡共轭体系上的取代基能降低体系的,电子密度，则这些基团有吸电子的共轭效应，用,C,表示。凡共轭体系上的取代基能增高共轭体系的,电子云密度，则这些基团有给电子的共轭效应，用,+,C,表示。共轭效应只能在共轭体系中传递，但无论共轭体系有多大，共轭效应能贯穿于整个共轭体系中。,2,场效应：,取代基在空间可以产生一个电场，对另一头的反应中心有影响，这种空间的静电作用称为场效应，,3,诱导效应：,因分子中原子或基团的极性（电负性）不同而引起成键电子云沿着原子链向某一方向移动的效应称为诱导效应。诱导效应的电子云是沿着原子链传递的，其作用随着距离的增长迅速下降，一般只考虑三根键的影响。诱导效应一般以氢为比较标准，如果取代基的吸电子能力比氢强，则称其具有吸电子诱导作用,，,用,-,I,表示。如果取代基的给电子能力比氢强，则称其具有给电子诱导效应，用,+,I,表示。,4,超共轭效应：当,C,H,键与,键（或,p,轨道）处于共轭位置时，也会产生电子的离域现象，这种,C,H,键,-,电子的离域现象叫做超共轭效应。在超共轭体系中电子转移的趋向可用弧形箭头表示：超共轭效应的大小，与,p,轨道或,轨道相邻碳上的,C,H,键多少有关，,C,H,键愈多，超共轭效应愈大。,七、理论,1,马氏规则：,卤化氢等极性试剂与不对称烯烃发生亲电加成反应时，酸中的氢原子加在含氢较多的双键碳原子上，卤素或其它原子及基团加在含氢较少的双键碳原子上。这一规则称为马氏规则。,2,分子轨道对称守恒原理：,分子轨道对称守恒原理认为：化学反应是分子轨道进行重新组合的过程，在一个协同反应中，分子轨道的对称性是守恒的，即由原料到产物，轨道的对称性始终不变，因为只有这样，才能用最低的能量形成反应中的过渡态。因此分子轨道的对称性控制着整个反应的进程。,3,分子轨道理论的基本思想：,分子轨道理论在处理分子时，并不引进明显的价键结构的概念。它强调分子的整体性，认为分子中的原子是按一定的空间配置排列起来的，然后电子逐个加到由原子实和其余电子组成的,“,有效,”,势场中，构成了分子。并将分子中单个电子的状态函数称为分子轨道，用波函数 来描述。每个分子轨道 都有一个确定的能值,E,i,与之相对应，,E,i,近似地等于处在这个轨道上的电子的电离能的负值，当有一个电子进占 分子轨道时，分子就获得,E,i,的能量。分子轨道是按能量高低依次排列的。参与组合的原子轨道上的电子则将按能量最低原理、鲍里不相容原理和洪特规则进占分子轨道。根据电子在分子轨道上的分布情况，可以计算分子的总能量。,(,x,y,z,),4,s,反式构象：,双烯体的两个双键处于单键的异侧称为,s,反式构象。,5,引发剂：,有些化合物十分活泼，极易产生活性质点自由基，这些化合物称之为引发剂。,6,双位反应性能：,一个负离子有两个位置可以发生反应，称其具有双位反应性能。,7,反应势能图：,以反应进程（自左向右，左边为反应物，右边为生成物）为横坐标，反应物、过渡态和生成物的势能变化为纵坐标来作图，这种图称为反应势能图。,8,内型加成产物：,当双烯体上有给电子取代基、而亲双烯体上有不饱和基团如与烯键（或炔键）共轭时，优先生成内型加成产物。内型加成产物是指：双烯体中的,C(2)C(3),键和亲双烯体中与烯键（或炔键）共轭的不饱和基团处于连接平面同侧时的生成物。两者处于异侧时的生成物则为外型产物。,9,切断：,通过合适的反应将一根键切开。,10,区域选择性：,是指当反应的取向有可能产生几种异构体时，只生成或主要生成一种产物的反应。,11,反键轨道：,在形成化学键时，异相重叠使两个原子轨道产生减弱性的干涉作用而相互排斥，使电子处于离核较远的地方，因此在两原子之间形成一个电子云密度为零的截面，这个截面称为节面。节面的存在说明两个原子核之间缺少足够的电子云屏障，因此使两个原子核相互排斥，起了削弱和破坏化学键的作用，它使体系能量升高，所以称它为反键轨道。,12,电子云：,把电子的概率分布看作是一团带负电荷的“云”，称为电子云。,13,电负性：,原子实是正性的，它对外层的价电子具有吸引力。这种原子实对价电子的吸引能力就是一个原子的电负性。吸引力越大，电负性越强。,14,可极化性：,一个极性化合物，在外界电场影响下，分子中的电荷分布可产生相应的变化，这种变化能力称为可极化性。,15,平均键能：,对于多原子分子，由于每一根键的键解离能并不总是相等的，因此平时所说的键能实际上是指这类键的平均键能。,16,札依采夫规则：,在,-,消除反应中，含氢较少的碳提供氢原子，生成取代较多的稳定烯烃。,17,卡宾：,电中性的含二价碳的化合物称为卡宾。卡宾是由一个碳和两个基团以共价键结合形成的，碳上还有两个电子。最简单的卡宾是亚甲基卡宾，亚甲基卡宾很不稳定，从未分离出来，是比碳正离子、自由基更不稳定的活性中间体。其它卡宾可以看作是取代亚甲基卡宾，取代基可以是烷基、芳基、酰基、卤素等。,18,目标分子：,计划合成的化合物分子。,19,外型加成产物：,（参见内型加成产物）,20,正离子自由基：,同时具有正离子和自由基结构特征的基团称为正离子自由基。,21,布朗克规则：,布朗克在用各种二元酸和乙酸酐加热时发现：在有机反应中有成环可能时，一般总是优先形成五元或六元环，这称为布朗克（,Blanc G,）规则。,22,电荷转移络合物：,在醌氢醌中，氢醌分子中的,电子“过剩”，而醌分子的,电子“缺少”，从而二者之间发生授受电子的现象，形成授受电子络合物，即电荷转移络合物。,23,电离能：,从自由基形成碳正离子所需的能量称电离能。,24,对旋：,对旋是指两个键朝相反的方向旋转，可分为内向对旋和外向对旋两种。,25,必需氨基酸：,有八个氨基酸，他们的英文名称是：,valine,、,leucine,、,isoleucine,、,phenylalanine,、,threonine,、,methionine,、,tryptophan,和,lysine,。它们是生命的必需物质，因此称他们为必需氨基酸。但人体本身不能合成它们（其它的氨基酸可以在体内合成），必须从食物中得到。,26,动力学：,动力学研究反应的反应速率及反应所需的条件。,27,杂化轨道：,能量相近的原子轨道可进行杂化，组成能量相等的新轨道，称为杂化轨。这样可使成键能力更强，体系能量降低，成键后可达到最稳定的分子状态。,28,合成子：,分子在切断时产生的片段。他们往往是活性中间体或实际上并不存在的结构片段。,29,合成等价物：,与合成子相对应的试剂。,30,自由基,：,均裂时生成的原子或基团带有一个孤单电子,，,用黑点表示,，,如,H,3,C,，,H,，带有孤电子的原子或原子团称自由基（或称游离