有机化学I高等化学邢其毅省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

【必须掌握内容必须掌握内容】1.有机化合物及有机化学。有机化合物及有机化学。2.有机化合物结构式表示方法。有机化合物结构式表示方法。3.共共价价键键形形成成价价键键法法（sp3、sp2sp杂杂化化、键键与与键）和分子轨道法。键）和分子轨道法。4.共价键基本属性及诱导效应。共价键基本属性及诱导效应。5.共价键断键方式及有机反应中间体。共价键断键方式及有机反应中间体。6.有机化合物酸碱概念。有机化合物酸碱概念。共价键形成及共价键属性、诱导效应。共价键形成及共价键属性、诱导效应。【本章重点】【本章重点】第一章第一章 绪绪 论论第1页有机化合物与有机化学有机化合物与有机化学1、有机化合物：、有机化合物：烃及其衍生物烃及其衍生物(烃：碳氢化合物烃：碳氢化合物)2、有机化学：、有机化学：研究有机化合物研究有机化合物起源、制备、结构、性能、应用起源、制备、结构、性能、应用及其改变规律及其改变规律科学。科学。3.有机化合物研究对象有机化合物研究对象 有机化学是从有机化学是从分子水平分子水平上研究物质世界最丰富多彩部分上研究物质世界最丰富多彩部分有机有机化合物。化合物。简简单单有有机机小小分分子子化化合合物物（组组成成、价价键键、结结构构、性性质质、判判定定、反反应应、合合成成）复复杂杂有有机机化化合合物物（结结构构、判判定定、合合成成）大大分分子子化化合合物物（结结构构、判判定定、合合成成、相相互互作作用用）超超分分子子（分分子子识识别别、分子组装、功效）分子组装、功效）三项内容：三项内容：分离、结构、反应和合成分离、结构、反应和合成 第2页分离分离从自然界或反应产物经过蒸馏、结晶、吸附、萃取、升华等从自然界或反应产物经过蒸馏、结晶、吸附、萃取、升华等操作孤立出单一纯净有机物。操作孤立出单一纯净有机物。结构结构对分离出有机物进行化学和物理行为了解，说明对分离出有机物进行化学和物理行为了解，说明其结构和其结构和特征。特征。反应和合成反应和合成从某一有机化合物从某一有机化合物(原料原料)经过一系列反应转化成一经过一系列反应转化成一已知或新有机化合物已知或新有机化合物(产物产物)。4 4、有机化学产生和发展、有机化学产生和发展有机化学作为一门学科诞生于：有机化学作为一门学科诞生于：1919世纪初世纪初有有生机生机之物之物 碳化合物碳化合物 碳氢化合物。碳氢化合物。十八世纪前，利用天然有机物。十八世纪前，利用天然有机物。我国古代对天然有机物利用：植物染料、酿酒、制醋、中草药（神农本草经，我国古代对天然有机物利用：植物染料、酿酒、制醋、中草药（神农本草经，汉末）、造纸（汉朝）汉末）、造纸（汉朝）其它国家，如古代印度、巴比伦、埃及、希腊和罗马也都在染色、酿酒对天其它国家，如古代印度、巴比伦、埃及、希腊和罗马也都在染色、酿酒对天然有机物进行了利用。埃及人用靛蓝和茜素作木乃伊裹布染料，古犹太人祈祷者然有机物进行了利用。埃及人用靛蓝和茜素作木乃伊裹布染料，古犹太人祈祷者披巾上蓝色是从一个地中海鱼中提取出来。披巾上蓝色是从一个地中海鱼中提取出来。第3页有机化学任务有机化学任务有机化学任务有机化学任务1 1发发发发觉觉觉觉新新新新现现现现象象象象（新新新新有有有有机机机机物物物物，有有有有机机机机物物物物新新新新起起起起源源源源、新新新新合合合合成成成成方法、合成技巧，新有机反应等）方法、合成技巧，新有机反应等）方法、合成技巧，新有机反应等）方法、合成技巧，新有机反应等）2 2研究新规律（结构与性质关系，反应机理等）研究新规律（结构与性质关系，反应机理等）研究新规律（结构与性质关系，反应机理等）研究新规律（结构与性质关系，反应机理等）3 3提提提提供供供供新新新新材材材材料料料料 （提提提提供供供供新新新新高高高高科科科科技技技技材材材材料料料料，推推推推进进进进国国国国民民民民经经经经济济济济和科学技术发展）和科学技术发展）和科学技术发展）和科学技术发展）4 4探索生命奥秘（生命与有机化学结合）。探索生命奥秘（生命与有机化学结合）。探索生命奥秘（生命与有机化学结合）。探索生命奥秘（生命与有机化学结合）。第4页6 6 6 6、学习有机化学要求学习有机化学要求学习有机化学要求学习有机化学要求1 1）、认真听课，作好笔记。、认真听课，作好笔记。、认真听课，作好笔记。、认真听课，作好笔记。2 2）、勤思索、多提问，再了解基础上记忆。、勤思索、多提问，再了解基础上记忆。、勤思索、多提问，再了解基础上记忆。、勤思索、多提问，再了解基础上记忆。3 3）、学学学学完完完完每每每每章章章章，应应应应归归归归纳纳纳纳、总总总总结结结结。掌掌掌掌握握握握该该该该章章章章重重重重点点点点、难难难难点点点点和规律。和规律。和规律。和规律。4 4）、按时独立完成作业。、按时独立完成作业。、按时独立完成作业。、按时独立完成作业。5 5）、参阅相关资料（参考书、杂志）。、参阅相关资料（参考书、杂志）。、参阅相关资料（参考书、杂志）。、参阅相关资料（参考书、杂志）。6 6）、）、）、）、重视有机试验，以试验促进学习。重视有机试验，以试验促进学习。重视有机试验，以试验促进学习。重视有机试验，以试验促进学习。第5页7 7、教学参考书、教学参考书：1、基础有机化学（第二版），邢其毅等编，高教出版社、基础有机化学（第二版），邢其毅等编，高教出版社2、基基础础有有机机化化学学习习题题解解答答与与解解题题示示例例 邢邢其其毅毅等等编编，北北京大学出版社京大学出版社3 3、有机化学（第二版），郓魁宏主编，高等教育出版社、有机化学（第二版），郓魁宏主编，高等教育出版社4、有有机机化化学学学学习习及及解解题题指指导导,华华北北、东东北北九九所所高高等等师师范范院院校合编，科学教育出版社出版校合编，科学教育出版社出版5、有有机机化化学学提提要要、例例题题和和习习题题,王王永永梅梅、王王桂桂林林主主编编，天天津大学出版社出版津大学出版社出版6、有机化学（第三版），曾昭琼主编，高等教育出版社有机化学（第三版），曾昭琼主编，高等教育出版社第6页有机化合物特点有机化合物特点 有机化合物特点通常可用五个字概括：有机化合物特点通常可用五个字概括：“多、燃、低、多、燃、低、难、慢难、慢”。1 1组成和结构之特点组成和结构之特点 有有机机化化合合物物种种类类繁繁多多、数数目目庞庞大大（已已知知有有七七百百多多万万种种、且且还在不但增加）还在不但增加）但组成元素少但组成元素少（C，H，O，N，P，S，X等）等）原因：原因：1）C原子本身相互结合能力强原子本身相互结合能力强2)结合方式各种多样（单键、双键、三键、链状、环状）结合方式各种多样（单键、双键、三键、链状、环状）3)同分异构现象同分异构现象（结构异构、构型异构、构象异构）普遍（结构异构、构型异构、构象异构）普遍比如，比如，C2H6O就能够代表乙醇和甲醚两种不一样化合物就能够代表乙醇和甲醚两种不一样化合物第7页2、性质上特点性质上特点A、物理性质方面特点物理性质方面特点1)挥发性大，熔点、沸点挥发性大，熔点、沸点低低2)水溶性差水溶性差（大多不容或（大多不容或难难溶于水，易溶于有机溶剂溶于水，易溶于有机溶剂B B、化学性质方面特点、化学性质方面特点1)易易燃燃烧烧2)热稳定性差，易受热分解（许多化合物在热稳定性差，易受热分解（许多化合物在200300度度就分解）就分解）3)反应速度反应速度慢慢4)反应复杂，副反应多反应复杂，副反应多第8页 共价键形成及其属性共价键形成及其属性一、共价键形成一、共价键形成共价键成键条件共价键成键条件；共价键饱和性共价键饱和性；共价键方向性共价键方向性。1价键理论：价键理论：第9页2、杂化轨道理论、杂化轨道理论介绍介绍介绍介绍*关键点关键点关键点关键点 *sp3、sp2、*sp杂化杂化*第10页（1）不不一一样样杂杂化化方方式式轨轨道道形形状状、s成成份份多多寡寡及及不不一样杂化碳原子电负性是不一样。一样杂化碳原子电负性是不一样。着重强调两个问题：着重强调两个问题：（2）键与键与 键差异：键差异：第11页 键键 键键v存在情况v1、能够单独存在。v2、存在于任何共价键中。1、必须与、必须与 键共存。键共存。2、仅存在于不饱和键中。仅存在于不饱和键中。v键形成情况v成键轨道沿轴向在直线上相互重合。v成键轨道对称轴平行，从侧面重合。v电子云分布情况v1、电子云集中于两原子核连线上，呈圆柱形分布。v2、键有一个对称轴，轴上电子云密度最大。v1、电子云分布在 键所在平面上下两方，呈块状分布。v2、只有对称面，对称面上电子云密度最小（=0）v键性质v1、键能较大。v2、键旋转：以 键连接两原子可相正确自由旋转。v3、键可极化度：较小。v1、键能较小。v2、键旋转：以 键连接两原子不能自由旋转。v3、键可极化度：较大。第12页二、共价键属性二、共价键属性1 1、键长：键长：以共价以共价键键键键合两个原子核合两个原子核间间距离距离为键长为键长。2 2、键角：键角：同一原子上两个共价同一原子上两个共价键键之之间夹间夹角。角。3 3、键能：键能：气气态时态时原子原子A A和原子和原子B B结结合成合成1molA-B1molA-B双原子分子双原子分子（气（气态态）所放出能量。）所放出能量。4 4、键键极性和极性和键键矩矩 键矩：极性共价键正或负电荷中心电荷（键矩：极性共价键正或负电荷中心电荷（键矩：极性共价键正或负电荷中心电荷（键矩：极性共价键正或负电荷中心电荷（q q q q）与两个电荷）与两个电荷）与两个电荷）与两个电荷中心之间距离（中心之间距离（中心之间距离（中心之间距离（d d d d）乘积叫键矩（）乘积叫键矩（）乘积叫键矩（）乘积叫键矩（u u u u）。）。）。）。第13页三、三、诱导效应：诱导效应：因为成键原子因为成键原子电负性不一样电负性不一样所引发，所引发，电子云电子云沿键链沿键链（包含（包含键和键和键）键）按按一定方向移动效应一定方向移动效应，或者说是键极，或者说是键极性经过键链依次诱导传递效应，称为诱导效应性经过键链依次诱导传递效应，称为诱导效应（Inductive effectsInductive effects），通惯用），通惯用“I I”表示。表示。从下面几组数据中找找规律从下面几组数据中找找规律：+I效应：效应：(CH3)3C(CH3)2CH CH3CH2 CH3第14页-I效应：效应：F Cl Cl Br Br I I 取代羧酸酸性与在烃基同一位置上引入取代羧酸酸性与在烃基同一位置上引入-I基团数目相关，数目基团数目相关，数目越多，酸性越强。越多，酸性越强。取代羧酸酸性与取代羧酸酸性与-I基团离羧基距离相关，距离越远，影响越小。基团离羧基距离相关，距离越远，影响越小。第15页 吸电子诱导效应（吸电子诱导效应（-I）：）：供电子诱导效应（供电子诱导效应（+I）：）：原子或基团吸电子能力次序以下：原子或基团吸电子能力次序以下：第16页有机化学反应类型和试剂分类有机化学反应类型和试剂分类一、共价键断裂方式：一、共价键断裂方式：1 1、均均裂裂：成成键键一一对对电电子子平平均均分分给给两两个个原原子子或或原原子子团团。均裂生成均裂生成带单电子原子或原子团带单电子原子或原子团称为称为自由基自由基，或游离基。，或游离基。自由基不带电荷，呈电中性。有很高化学活性。自由基不带电荷，呈电中性。有很高化学活性。自由基反应：自由基反应：经过共价键经过共价键均裂均裂而进行反应。而进行反应。自由基反应普通在自由基反应普通在光或热光或热作用下进行。作用下进行。第17页2、异裂：异裂：成键一对电子保留在一个原子或原子团上。成键一对电子保留在一个原子或原子团上。异裂生成了异裂生成了正离子正离子或或负离子负离子。有机化合物异裂生成。有机化合物异裂生成碳碳正离子（正离子（R+R+）或或碳负离子（碳负离子（R-R-）。离离子子型型反反应应：经经过过共共价价键键异异裂裂而而进进行行反反应应。离离子子型型反反应应普普通通在在酸酸、碱碱等等极极性性试试剂剂作作用用下下进进行行。它它又又分分为为亲亲核核反反应应和和亲电反应。亲电反应。第18页二、有机中间体二、有机中间体自由基自由基碳正离子（碳正离子（R+R+）碳负离子（碳负离子（R-R-）。第19页三、有机试剂类型：三、有机试剂类型：试剂可分为试剂可分为自由基试剂自由基试剂、离子试剂离子试剂。离子试剂又分为离子试剂又分为亲核试剂亲核试剂和和亲电试剂亲电试剂1 1、亲电试剂：、亲电试剂：在反应过程中接收电子或共用电子（这在反应过程中接收电子或共用电子（这些电子原属于另一反应物分子）试剂。些电子原属于另一反应物分子）试剂。2 2、亲核试剂：、亲核试剂：在反应过程中供给电子试剂。在反应过程中供给电子试剂。第20页四、有机反应基本类型：四、有机反应基本类型：1 1、按共价键断裂方式分类：、按共价键断裂方式分类：1）自自由由基基反反应应：经经过过共共价价键键均均裂裂而而进进行行反反应应。自自由由基反应普通在光或热作用下进行。基反应普通在光或热作用下进行。2 2）离离子子型型反反应应：经经过过共共价价键键异异裂裂而而进进行行反反应应。离离子子型型反反应应普普通通在在酸酸、碱碱等等极极性性试试剂剂作作用用下下进进行行。它它又又分分为亲核反应和亲电反应。为亲核反应和亲电反应。3 3）周环反应：）周环反应：经过环状过分态而进行反应。经过环状过分态而进行反应。亲亲电电反反应应和和亲亲核核反反应应 ：由由亲亲电电试试剂剂进进攻攻而而发发生生反反应应为为亲亲电电反反应应。由由亲亲核核试试剂剂进进攻攻而而发发生生反反应应为亲核反应。为亲核反应。第21页第22页有机化合物结构有机化合物结构 分子中原子之间相互连接次序叫做分子分子中原子之间相互连接次序叫做分子结构。结构。表示分子结构化学式叫做表示分子结构化学式叫做结构式。结构式。无机化合物无机化合物：一个分子式只代表一个化合物，一个分子式只代表一个化合物，如：如：H2SO4只代表硫酸。只代表硫酸。有有机机化化合合物物：一一个个分分子子式式可可代代表表多多个个化化合合物物，如如：C2H5OH即代表乙醇又代表甲醚。即代表乙醇又代表甲醚。第23页 有机化合物结构式表示方法通常有：有机化合物结构式表示方法通常有：较惯用为较惯用为结构简式结构简式和和键线式键线式。如：。如：第24页有机化合物分类及命名有机化合物分类及命名一、按碳架分类一、按碳架分类1 1、开链化合物：、开链化合物：碳原子相互结合形成链状碳原子相互结合形成链状2 2、碳环化合物：、碳环化合物：含有碳原子组成碳环含有碳原子组成碳环1 1）、脂环化合物）、脂环化合物2 2）、芳香族化合物）、芳香族化合物3 3、杂杂环环化化合合物物：是是环环状状化化合合物物，这这种种环环是是由由碳碳原原子子和和其其它元素原子共同组成它元素原子共同组成二、按官能团二、按官能团分类分类官能团：官能团：是指有机化合物分子中是指有机化合物分子中尤其能起化学反应尤其能起化学反应一些一些原子或原子团。它经常能够决定化合物主要性质。原子或原子团。它经常能够决定化合物主要性质。第25页研究有机化合物普通步骤研究有机化合物普通步骤1 1、分离提纯：、分离提纯：重结晶、升华法、蒸馏法、色层分析法重结晶、升华法、蒸馏法、色层分析法以及离子交换法等以及离子交换法等2 2、纯度检定：、纯度检定：测定熔点、沸点、相对密度和折射率等测定熔点、沸点、相对密度和折射率等3 3、试试验验式式和和分分子子式式确确实实定定：元元素素定定性性分分析析和和定定量量分分析析、测其分子量，确定试验式和分子式。测其分子量，确定试验式和分子式。4 4、结构式确实定：、结构式确实定：化学方法化学方法 官能团分析、化学降解及合成官能团分析、化学降解及合成 物理方法物理方法 红外红外(IR)(IR)、紫外、紫外(UV)(UV)、核磁、核磁(NMR)(NMR)、质谱、质谱(MS)(MS)、气液色谱和、气液色谱和X X衍射等。衍射等。第26页第27页第28页第29页键矩：极性共价键正或负电荷中心电荷（键矩：极性共价键正或负电荷中心电荷（键矩：极性共价键正或负电荷中心电荷（键矩：极性共价键正或负电荷中心电荷（q q q q）与两个）与两个）与两个）与两个电荷中心之间距离（电荷中心之间距离（电荷中心之间距离（电荷中心之间距离（d d d d）乘积叫键矩（）乘积叫键矩（）乘积叫键矩（）乘积叫键矩（u u u u）。）。）。）。第30页 化学键极性：以键矩又称偶极矩（化学键极性：以键矩又称偶极矩（）来量度。）来量度。偶极矩是向量，带有方向性，普通以偶极矩是向量，带有方向性，普通以“”“”来表示，来表示，箭头表示从正电荷到负电荷方向。箭头表示从正电荷到负电荷方向。多原子分子偶极矩是分子中各个键多原子分子偶极矩是分子中各个键偶极矩向量和。偶极矩向量和。非非极极性性共共价价键键：两两个个相相同同原原子子组组成成共共价价键键，成成键键电电子子云云均均匀分布在两核周围。匀分布在两核周围。ClCl2 2 ；H H2 2 极极性性共共价价键键：不不一一样样原原子子组组成成共共价价键键，成成键键电电子子云云均均偏偏向向电负性大原子一边。电负性大原子一边。HCl HCl ；H H2 2O O 第31页 键键极极性性：键键极极性性大大小小取取决决于于成成键键两两原原子子电电负负性性差差值值，与外界条件无关，是与外界条件无关，是永久永久性质。性质。键极化性键极化性：键极化性是共价键在外电场作用下，使键键极化性是共价键在外电场作用下，使键极性发生改变。键极化性用键极化度来度量，其大小除与极性发生改变。键极化性用键极化度来度量，其大小除与成键原子体积、电负性和键种类相关外，还与外电场强度成键原子体积、电负性和键种类相关外，还与外电场强度相关，是相关，是暂时暂时性质。性质。第32页第33页 小结小结：键长与键能键长与键能反应了键强度，即分子热稳定性。反应了键强度，即分子热稳定性。键角键角反应了分子空间形象。反应了分子空间形象。键矩和键极化性键矩和键极化性反应了分子化学反应活性，并影响它反应了分子化学反应活性，并影响它们物理性质。们物理性质。键极性影响化学反应：键极性影响化学反应：分子极性影响物性常数，如：沸点、熔点、溶解分子极性影响物性常数，如：沸点、熔点、溶解度度第34页键键能能：气气态态时时原原子子A A和和原原子子B B结结合合成成1molA-B1molA-B双双原原子子分分子子（气气态态）所放出能量。通常键能愈大，键愈牢靠。所放出能量。通常键能愈大，键愈牢靠。键离解能键离解能：要使：要使1molA-B1molA-B双原子分子（气态）双原子分子（气态）共价键解离为原子（气态）时所需能量。共价键解离为原子（气态）时所需能量。H 0,H 0,吸热；惯吸热；惯用符号用符号 D（A-B）表示。HHH+H HHH+H H=+436kJ/molH=+436kJ/mol；D=436kJ/molD=436kJ/molA(A(气气)+B()+B(气气)AB()AB(气气)ClClCl+Cl D=+242kJ/molClClCl+Cl D=+242kJ/molCl+ClCl2 H=-242kJ/molCl+ClCl2 H=-242kJ/mol 键能与键离解能差异：键能与键离解能差异：双原子分子：双原子分子：键能即是键离解能。键能即是键离解能。多原子分子：多原子分子：键能则泛指分子中几个同类型键离键能则泛指分子中几个同类型键离解能平值解能平值。第35页第36页 有机化合物分类有机化合物分类 第37页官能团官能团决定决定一类有机化合物共同一类有机化合物共同性质性质原子原子或或原子团原子团称为官能团称为官能团第38页官能团官能团v经典有机化合物所属类别所属类别 C C C CC H CHXCH3CH2 ClOHCH3CH2 OHOH OCH3 OCH3 C HOCH3 C HOCH3 C O HO C O HONH2CH3 NH2CH2 CH2烯烯炔炔卤代烃卤代烃醇醇酚酚醚醚醛醛羧羧 酸酸胺胺酮酮第39页练习练习v以下化合物中有以下化合物中有2 2个官能团是个官能团是()()A A、CHCH3 3CHCH2 2ClClB B、C C、CHCH2 2=CHCl=CHClD D、ClOHO2NCD第40页同系物同系物结构相似、分子组成相差一个或若干个“CH2”原子团有机化合物互相当为同系物结构相同结构相同相同通式相同通式相同官能团相同官能团相同化学性质相同化学性质注意：注意：第41页判断判断(它们是否属于同系物）它们是否属于同系物）CH2=CHCOOHCH3CH2CH2COOHCH2=CHCOOHCH2=CHCH2COOH不是不是是是HOCH2CH2OH（HO）CH2CH（OH）CH2OH不是不是第42页A、CH3CH2CH2CH2CH3和和 CH3CH（CH3）2B、CH3CH2CH2OH和和CH2CH2C、D、CH2=CH-CH=CH2和和CHCHOH OH 1 1、以下互为同系物一组是（、以下互为同系物一组是（）A第43页2、以下说法正确是（、以下说法正确是（）相邻两互为同系物物质间在相对分子质量上相差相邻两互为同系物物质间在相对分子质量上相差14；分子组成相差若干个分子组成相差若干个CH2有机物一定互称为同系有机物一定互称为同系物；物；同系物间含有相同通式；同系物间含有相同通式；含有相同分子通式化合物间一定互为同系物；含有相同分子通式化合物间一定互为同系物；含有相同官能团有机物一定互称为同系物；含有相同官能团有机物一定互称为同系物；同系物间含有相同化学性质；同系物间含有相同化学性质；同系物间含有相同物理性质；同系物间含有相同物理性质；第44页1、依据组成元素不一样、依据组成元素不一样烃烃:烃衍生物烃衍生物只含碳氢元素有机物只含碳氢元素有机物烃分子中氢原子被其它原子或原烃分子中氢原子被其它原子或原子团取代后得到物质，常含子团取代后得到物质，常含C C、H H、O O、N N、P P、X X等元素等元素一、有机化合物分类一、有机化合物分类第45页2、按官能团分、按官能团分卤代烃卤代烃 醇醇醛醛羧酸羧酸醚醚.XOH C HO C O HO O第46页3 3、按碳骨架分、按碳骨架分链状链状化合物化合物环状化合物环状化合物脂环脂环化合物化合物芳香芳香族族化合物化合物脂肪烃脂肪烃链状烃链状烃脂环烃脂环烃又称脂肪族化合物又称脂肪族化合物第47页课堂练习课堂练习第48页、以下各对物质中，按官能团进行分、以下各对物质中，按官能团进行分类，属于同一类物质是（）类，属于同一类物质是（）A、CH3OHCH3OHC、CH2OHCH3OHD、CH3OHCOCH3OHCOAB、O CH3C HO第49页3、指出以下有机化合物所属类别：、指出以下有机化合物所属类别：CH3CHCHCCH3CH3CCH3A、属于COOHOHCHCH3CHCH2CHCHD、属于B、CH2CHBrCH2Cl属于C、OHH CO属于烯烯卤代烃卤代烃酚、醛酚、醛醇、羧酸醇、羧酸第50页有有机机物物烃烃烃烃衍衍生生物物链烃链烃环烃环烃饱和烃饱和烃不饱和烃不饱和烃脂环烃脂环烃芳香烃芳香烃卤代烃卤代烃含含氧氧衍衍生生物物醇醇醛醛羧酸羧酸CH3CH3CH3BrClCH3OHOHCH3-O-CH3CH3CHOCH3COOHCH3-C-CH3OCH2CH2CHCH酮酮酚酚醚醚酯酯CH3COOCH2CH3小结：小结：第51页链状化合物链状化合物这类化合物分子中碳原子这类化合物分子中碳原子相互连接成链状。（因其最初是在脂相互连接成链状。（因其最初是在脂肪中发觉，所以又叫脂肪族化合物。）肪中发觉，所以又叫脂肪族化合物。）如：如：正丁烷正丁烷 正丁醇正丁醇第52页环环状状化化合合物物这这类类化化合合物物分分子子中中含含有有由由碳碳原原子组成环状结构。它又可分为两类：子组成环状结构。它又可分为两类：（1）脂环化合物：是一类性质和脂肪族）脂环化合物：是一类性质和脂肪族化合物相同碳环化合物。如：化合物相同碳环化合物。如：环戊烷环戊烷 环己醇环己醇第53页（2）芳香族化合物）芳香族化合物：是分子中含有：是分子中含有苯环有机化合物。如：苯环有机化合物。如：苯苯萘萘第54页醇醇 OH OH 羟基（连接在脂肪烃基上）羟基（连接在脂肪烃基上）CHCH3 3CHCH2 2OHOHCHCH3 3OHOHHOCHHOCH2 2CHCH2 2OHOHCH2OH第55页酚酚 OH OH 羟基（连接苯环上）羟基（连接苯环上）OHOHCH3第56页第三章 有机化合物同分异构现象 第57页v学习要求：学习要求：v1掌掌握握立立体体异异构构、光光学学异异构构、对对称称原原因因（主主要要指指对对称称面面、对对称称中中心心）、手手性性碳碳原原子子、手手性性分分子子、对对映映体体、非非对映体、外消旋体、内消旋体等基本概念。对映体、外消旋体、内消旋体等基本概念。v2掌握书写费歇尔投影式方法。掌握书写费歇尔投影式方法。v3掌握构型掌握构型D、L和和R、S标识法。标识法。v4掌握判断分子手性方法。掌握判断分子手性方法。v5初步掌握亲电加成反应立体化学。初步掌握亲电加成反应立体化学。第58页异构现象是有机化学中存在着极为普遍现异构现象是有机化学中存在着极为普遍现象。其异构现象可归纳以下：象。其异构现象可归纳以下：结构异构结构异构立体异构立体异构碳链异构碳链异构官能团异构官能团异构位置异构位置异构互变异构互变异构构型异构构型异构构象异构构象异构顺反异构顺反异构对映非对映异构对映非对映异构同分异构同分异构单键旋转异构单键旋转异构叔胺翻转异构叔胺翻转异构第59页立体异构立体异构结构相同结构相同,分子中原子或基团在空间排列方式不一样。分子中原子或基团在空间排列方式不一样。第60页同分异构是多层次性同分异构是多层次性结结构构异异构构、构构型型异异构构和和构构象象异异构构是是不不一一样样层层次次上上异异构构。其其中中结结构构异异构构属属较较低低层层次次异异构构形形式式，其其次次为为构构型型异异构构，而而构构象象异异构构是是较较高高层层次次异异构构形形式式。其其中中低低层层次次异异构构形形式式通通常常包包含有较高层次异构形式。含有较高层次异构形式。v对对映映异异构构是是指指分分子子式式、结结构构式式相相同同，构构型型不不一一样样，互互呈呈镜像对映关系立体异构现象镜像对映关系立体异构现象。第61页为何要研究对映异构呢？因：为何要研究对映异构呢？因：1天然有机化合物大多有旋光现象。天然有机化合物大多有旋光现象。2物质旋光性与药品疗效相关（如左旋维生素物质旋光性与药品疗效相关（如左旋维生素C可治可治抗坏血病，而右旋不行）。抗坏血病，而右旋不行）。3用于研究有机反应机理。用于研究有机反应机理。第62页1848年年Pasteur（巴斯德（巴斯德法国化学家）在显微镜下用法国化学家）在显微镜下用镊子将外消旋酒石酸拆分成右旋和左旋酒石酸。镊子将外消旋酒石酸拆分成右旋和左旋酒石酸。二者关系：二者关系：互为镜象互为镜象（实物与镜象关系，或者（实物与镜象关系，或者说左、右手关系）。说左、右手关系）。二者不论怎样也不能完全重合。二者不论怎样也不能完全重合。实物与镜象不能重合分子，称为手性分子。实物与镜象不能重合分子，称为手性分子。手性和对映体手性和对映体手性手性(Chirality)(Chirality)：实物与其镜影不能重合现象。：实物与其镜影不能重合现象。一、手性一、手性第63页物质分子能否与其镜象完全重合（是否有手性），可从物质分子能否与其镜象完全重合（是否有手性），可从分子中有没有对称原因来判断。分子中有没有对称原因来判断。第64页二、二、对称原因：对称原因：1.对称轴对称轴Cn 以构想直线为轴旋转以构想直线为轴旋转360。/n，得到与原分子相同，得到与原分子相同分子，该直线称为分子，该直线称为n重对称轴（又称重对称轴（又称n阶对称轴）。阶对称轴）。三重对称轴(C3)动画演示六重对称轴(C6)动画演示二重对称轴动画演示第65页2.对称面对称面 某某一一平平面面将将分分子子分分为为两两半半，就就象象一一面面镜镜子子，实实物物（二二分分之之一一）与与镜镜象象（另另二二分分之之一一）彼彼此此能能够够重重合合，则则该该平平面面是对称面。是对称面。第66页3.对称中心对称中心i分子中有一中心点，经过该点分子中有一中心点，经过该点所画直线都以等距离到达相所画直线都以等距离到达相同基团，则该中心点是对称中心。同基团，则该中心点是对称中心。第67页4.交替对称轴（旋转反应轴）交替对称轴（旋转反应轴）Sn交替对称轴动画演示Sn=Cn+（垂直于（垂直于Cn）1956年首次合成了一个有四重更迭轴分子分子绕构想直线为轴，旋转分子绕构想直线为轴，旋转360360。/n/n后，再用一个与此直后，再用一个与此直线垂直平面进行反应（即以此平面为镜面，作出镜象），线垂直平面进行反应（即以此平面为镜面，作出镜象），假如得到镜象与原分子完全相同，该直线称为假如得到镜象与原分子完全相同，该直线称为n n重交替对重交替对称轴（称称轴（称Sn ）。）。第68页结论结论：A.有对称面、对称中心、四重交替对称轴有对称面、对称中心、四重交替对称轴分子均可分子均可与其镜象重合，是非手与其镜象重合，是非手性分子；反之，为手性分子。性分子；反之，为手性分子。至于对称轴并不能作为分子是否含有手性判据。至于对称轴并不能作为分子是否含有手性判据。B.大多数非手性分子都有对称轴或对称中心，只有大多数非手性分子都有对称轴或对称中心，只有交替对称轴而无对称面或对称中心化合物是少数。交替对称轴而无对称面或对称中心化合物是少数。既无对称面也没有对称中心既无对称面也没有对称中心，普通可判定为是，普通可判定为是手性分子手性分子。分子手性是对映体存在分子手性是对映体存在必要和充分条件必要和充分条件。假如分子中假如分子中不存在对称面、对称中心和四重更迭对称不存在对称面、对称中心和四重更迭对称轴轴，则这个分子含有手性，则这个分子含有手性第69页试验事实：试验事实：同为乳酸，同为乳酸，为何会含有不为何会含有不一样光学性质一样光学性质呢？呢？三、三、对映体对映体第70页对映体：对映体：分子结构相同，但构型不一样，分子结构相同，但构型不一样，形成实物与镜象形成实物与镜象两种分子两种分子，称为对映异构体（简称：对映体）。，称为对映异构体（简称：对映体）。成对存在，旋光能力相同，但旋光方向相反。成对存在，旋光能力相同，但旋光方向相反。对映异构动画演示对映异构动画演示v对映异构体之间物理性质和化学性质基本相同，对映异构体之间物理性质和化学性质基本相同，只只是对平面偏振光旋转方向是对平面偏振光旋转方向（旋光性能）不一样。（旋光性能）不一样。在手在手性环境条件下性环境条件下，对映体会表现出一些不一样性质，如，对映体会表现出一些不一样性质，如反应速度有差异，生理作用不一样等。反应速度有差异，生理作用不一样等。第71页光是一个电磁波，光波振动方向与光前进方向垂直。光是一个电磁波，光波振动方向与光前进方向垂直。旋光性与比旋光度旋光性与比旋光度一、旋光性旋光性普通光在经过尼克尔棱镜后形成只在一个方向普通光在经过尼克尔棱镜后形成只在一个方向传输平面光叫偏振光。传输平面光叫偏振光。1.偏振光偏振光(plane-polarizedlight)第72页2.旋光性：旋光性：也称也称光学活性光学活性(opticalactivity)物质能使偏振光发生偏转性质。物质能使偏振光发生偏转性质。结论：结论：物质有两类：物质有两类：（1）旋光性物质）旋光性物质能使偏振光振动面旋转性质，能使偏振光振动面旋转性质，叫做旋光性；含有旋光性物质，叫做旋光性物质。叫做旋光性；含有旋光性物质，叫做旋光性物质。（2）非旋光性物质）非旋光性物质不含有旋光性物质，叫做不含有旋光性物质，叫做非旋光性物质。非旋光性物质。第73页3.右旋和左旋右旋和左旋(dextrorotatoryandlevorotatory)使偏振光振动平面使偏振光振动平面向右旋转向右旋转称称右旋右旋，“+”或或“d”使偏振光振动平面使偏振光振动平面向左旋转向左旋转称称左旋左旋，“-”或或“l”4.旋光度（旋光度（observedrotation)旋光活性物质使偏振光振动平面旋转角度，用旋光活性物质使偏振光振动平面旋转角度，用“a a”表示。表示。它不但是由它不但是由物质旋光性物质旋光性（与物质结构相关）（与物质结构相关）决定，也与测决定，也与测定条件相关。定条件相关。旋旋光光度度大大小小影影响响原原因因：1 1、温温度度 2 2、波波长长 3 3、溶溶剂剂性性质质 4 4、旋光管长度、旋光管长度 5 5、旋光管中物质浓度、旋光管中物质浓度第74页旋光仪旋光仪(polarimeter)第75页5.比旋光度（比旋光度（specificrotation)为了便于比较，就要使其成为一个常量，故用比旋光为了便于比较，就要使其成为一个常量，故用比旋光度度来表示：来表示：在一定温度和波长（通常为钠光灯，波长为在一定温度和波长（通常为钠光灯，波长为589nm）条件下，条件下，样品管长度为样品管长度为1dm，样品浓度为，样品浓度为1gml-1时测得时测得旋光度旋光度。是一物理常数。是一物理常数。D-钠光源，波长为钠光源，波长为589nm；T-测定温度，单位为测定温度，单位为 -实测旋光度；实测旋光度；l-样品池长度，单位为样品池长度，单位为dm；c-为样品浓度，单位为为样品浓度，单位为gml-1。T第76页例：从粥样硬化动脉中分离出来胆甾醇例：从粥样硬化动脉中分离出来胆甾醇0.5g溶解于溶解于20ml氯仿，并放入氯仿，并放入1dm测量管中，测得旋光度测量管中，测得旋光度-0.76o。求其比。求其比旋光度。旋光度。怎样确定一个活性物质是怎样确定一个活性物质是+60o右旋体还是右旋体还是-300o左旋体左旋体？第77页含一个手性碳原子化合物对映异构含一个手性碳原子化合物对映异构手性碳原子概念：手性碳原子概念：连有四个各不相同基团碳原子连有四个各不相同基团碳原子称为手称为手性碳原子（或手性中心）用性碳原子（或手性中心）用C*表示。表示。含有含有一个手性碳原子一个手性碳原子化合物化合物一定是手性分子一定是手性分子。它有两种不一样构型，是互为实物与镜象关系立体异构它有两种不一样构型，是互为实物与镜象关系立体异构体，称为对映异构体（简称为对映体）。体，称为对映异构体（简称为对映体）。一、对映体、对映体 第78页二、二、外消旋体外消旋体等量左旋体和右旋体等量左旋体和右旋体混合物混合物称为外消旋体，普通用（称为外消旋体，普通用（或或dldl）来表示。）来表示。无旋光性无旋光性。外消旋体与对映体比较（以乳酸为例）：外消旋体与对映体比较（以乳酸为例）：旋光性旋光性物理性质物理性质化学性质化学性质生理作用生理作用外消旋体外消旋体不旋光不旋光mp18基本相同基本相同各自发挥其左右各自发挥其左右对映体对映体旋光旋光mp53 基本相同基本相同旋体生理功效旋体生理功效对映体对映体互为物体与镜象关系立体异构体。互为物体与镜象关系立体异构体。对映异构体都有旋光性，其中一个是对映异构体都有旋光性，其中一个是左旋左旋，一个是，一个是右右旋旋。所以对映异构体又称为旋光异构体。所以对映异构体又称为旋光异构体。外消旋体外消旋体可分离可分离成左旋体与右旋体。成左旋体与右旋体。第79页一、对映体构型表示方法一、对映体构型表示方法 对映体构型可用立体结构（楔形式和透视式）和费对映体构型可用立体结构（楔形式和透视式）和费歇尔（歇尔（EFischer）投影式表示，）投影式表示，1、立体结构式、立体结构式构型表示法、构型确实定和构型标识构型表示法、构型确实定和构型标识第80页 2.Fischer 2.Fischer 投影式：投影式：1)投影标准：投影标准：1 横、竖两条直线交叉点代表手性碳原子，位于纸平面。横、竖两条直线交叉点代表手性碳原子，位于纸平面。2 横线表示与横线表示与C*相连两个键指向相连两个键指向纸平面前面，竖线表示纸平面前面，竖线表示指向指向纸平面后面。纸平面后面。