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有机化学课件(徐寿昌__全)1

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有机化学课件(徐寿昌)1

有机化学课件(徐寿昌)1

④能量相近的原子轨道可进行杂化，组成能量相等 的杂化轨道，使成键能力更强，成键后可达到最稳 定的分子状态。 ★有机物的碳原子结构主要有三种杂化状态，即 SP3、SP2、SP杂化，一般状态下它们分别具有四面 体、平面三角、直线型的空间形态。
2p — — — 能 量 2s — 1s —
碳原子基态的电子构型
◎(2)路易斯(L)酸碱
■路易斯(L)酸：能接受外来
电子对,具有亲电性.
在反应时, 有亲近另一分子的负电荷中心的倾向, 又叫亲电试剂.如 AlCl3
■路易斯(L)
碱：能给予电子对,具有亲核性. 在 反应时, 有亲近另一分子的正电荷中心的倾向,又 叫亲核试剂(“核”作为正电荷的同义语).如： :NH3
■在多原子组成的分子中，分子的偶极矩是分子中各个键
的偶极矩的向量和。
H—Cl
μ=1.03D
CH3—Cl
μ=1.87D
H—CC—H
μ=0
4. 共价键的断裂与反应类型 （1）共价键的断裂方式
①均裂:两个原子之间的共用电子对均匀分裂,两个 原子各保留一个电子的断裂方式。产生活泼的自 由基(游离基).
A:B A· B· + Cl : Cl (光照) Cl· Cl· + CH4 + Cl · CH3 · H : Cl +
其解离能也不相同）
◎(4)键的极性和元素的电负性——分子的偶极矩
H—H，Cl—Cl，成键电子云对称分布于两个原 子之间，这样的共价键没有极性。
两个不同原子组成共价键时，由于两原子吸引电 子的能力不同，成键电子云非对称地分布在两核 周围，使分子的一端带电荷多些，而另一端带电 荷少些，这种键具有极性。 如： H(+)Cl(-)， H3C(+) Cl(-)

有机化学课件徐寿昌全精品PPT

有机化学课件徐寿昌全精品PPT

根据IUPAC命名法，烷烃的命名基于其碳原 子数和结构。直链烷烃称为正烷烃，带有支 链的称为异烷烃。
物理性质
化学性质
烷烃通常为无色、无味、非极性的气体或液 体，不溶于水，易溶于有机溶剂。
烷烃的主要化学反应包括燃烧、卤化、裂化 等。
烯烃
定义与通式
烯烃是含有至少一个碳碳双键的 烃类化合物，通式为CnH2n。
机理
通常通过离子型或自由基型机理进行，与取 代反应和加成反应密切相关。
实例
乙醇在浓硫酸存在下发生消除反应，生成乙 烯和水。
重排反应
01
定义
有机分子中原子或基团的位置发生 重新排列的反应。
机理
通常涉及碳正离子、碳负离子或自 由基等中间体的形成和重排。
03
02
种类
频哪醇重排、贝克曼重排、霍夫曼 重排等。
有机化合物分类及命名
分类
按照碳架分类、按照官能团分类、按 照性质分类等。
命名
系统命名法、普通命名法、衍生物命名 法等，遵循IUPAC命名规则。
有机化学发展历史
早期历史
从天然有机物的提取和利用开始，如糖、油脂、染料等。
现代发展
合成有机化学的兴起，如塑料、橡胶、药物等人工合成有机物 的广泛应用。
有机化学在现实生活中的应用
物理性质
芳香烃通常为无色或淡黄色的液体或固体， 具有特殊的芳香气味，不溶于水，易溶于 有机溶剂。
命名与结构
芳香烃的命名基于其苯环数和取代基的种 类和位置。苯环是芳香烃的核心结构，具 有特殊的稳定性和芳香性。
化学性质
芳香烃的主要化学反应包括取代、加成、 氧化等。由于苯环的稳定性，芳香烃通常 比脂肪烃更难发生化学反应。
实例

有机化学课件徐寿昌

有机化学课件徐寿昌

碳氢化合物的衍生物
研究烃的衍生物，如醇、醛、酮、羧 酸等有机化合物的结构和性质。
有机化学的发展历史
01
02
03
萌芽时期
从远古时期人们使用天然 有机物开始，到18世纪化 学家开始研究有机物的组 化学家李 比希和法国化学家贝采利 乌斯为代表，建立了有机 化学的基本理论和方法。
醇、酚、醚具有氧化反应、酯化反应、醚化反应等化学性质。其中，氧化反应是醇的重要反应之一，可用于合成 醛、酮等化合物；酯化反应是醇和羧酸的重要反应之一，可用于合成酯类化合物；醚化反应则是醇与醇之间的重 要反应之一，可用于合成醚类化合物。
醛、酮、醌
醛的分类和命名
酮的分类和命名
醌的分类和命名
醛、酮、醌的物理 性质
品质。
环境领域
研究有机污染物的来源 、迁移转化和治理方法
，保护生态环境。
02 有机化合物的结构与性质
有机化合物的结构特点
碳原子的四价性
碳原子最外层有四个电子 ，可以形成四个共价键， 是有机化合物结构多样性 的基础。
碳链和碳环
碳原子之间可以通过共价 键形成碳链和碳环，构成 有机化合物的基本骨架。
官能团
醛、酮、醌的物理性质 与其结构密切相关，一 般具有较低的沸点和熔 点，且随着分子量的增 加，沸点和熔点逐渐升 高。此外，它们还具有 一定的溶解性和极性。
醛和酮具有还原性、氧 化反应、缩合反应等化 学性质；而醌则具有氧 化性、还原性以及亲电 取代反应等化学性质。 这些反应在有机合成中 具有重要的应用价值。
醚的分类和命名
醚是氧原子连接两个烃基的化合物 ，根据烃基的不同，醚可分为单醚 、混醚等。醚的命名遵循系统命名 法。
醇、酚、醚
醇、酚、醚的物理性质

有机化学徐寿昌课件

有机化学徐寿昌课件

①Grignard试剂与醛、酮反应
OMgX
O
干醚
RMgX + R1 C H(R2)
R1 C H(R2)
R OH
+
H3O R1 C H(R2)
R
醛
仲醇 甲醛
伯醇
酮 叔醇
制备
OH
CH3CH2CH2CH2 C CH3 CH3
O CH3CH2CH2CH2MgBr + CH3 C
①干 醚
CH3 ②
H3O+
CH3CH2CH2CH2
丙三醇 甘油
CH2 CH CH3
OH OH
1,2-丙二醇 α-二醇
CH2 CH2 CH2
OH
OH
1,3-丙二醇
β-二醇
CH3
OH OH
顺-1-甲基-1,2-环已二醇
(2) 多元醇的制备
乙二醇制备
CH2=CH2
Cl2+H2O
70-80。C
O2,Ag
250-280。C
CH2 CH2 H2O，NaHCO3 CH2 CH2
第十章 醇和醚
要求深刻理解和熟练掌握的重点内容有： 醇的化学性质；醚的化学性质 要求一般理解和掌握的内容有：醇的物理 性质；醚的物理性质 难点：醇的化学性质 自学内容：硫醇；冠醚；硫醚
第一节 醇
(一) 醇的分类、同分异构和命名 (二) 醇的结构 (三) 醇的制法 (四) 醇的物理性质 (五) 醇的化学性质 (六) 多元醇 (七) 硫醇 (自学)
正碳离子
3。、2。醇：SN 1
伯、仲、叔醇的区别方法:
(CH3)3OH
(CH3)3Cl
(20℃,1min)
(CH3)2CHOH CH3CH2OH

有机化学课件徐寿昌

有机化学课件徐寿昌

C H ( C H 3 ) 2
+ CH3CHCH3
H2SO4 65oC
OH
H+ ROH
+H RO
H
CH(CH3)2
R+ + H2O
H+
+
RCH CH2
R CH CH3
烷基重排
+ C H 3 C H 2 C H 2 C l无 水 A lC l3
C H 2 C H 2 C H 3 C H ( C H 3 ) 2 +
在苯环上引入烷基的反应称为傅－克烷基化反应； 在苯环上引入酰基的反应称为傅－克酰基化反应， 统称傅－克反应。
+ C2H5Br
AlBr3 0 ~ 25 ℃
C2H5 + HBr
Friedel-Crafts 烷基化反应
+ CH3COCl
AlCl3
COCH3 + HCl
Friedel-Crafts 酰基化反应
Cl + HCl
Br + HBr
有机化学课件徐寿昌
卤代反应机理 B r 2+ F e B r 3
_
F e B r 4 + B r +
H Br _
FeBr4
+
Br + HBr + FeBr3
有机化学课件徐寿昌
取代苯的反应
CH3 + Cl2
Fe or FeCl3
Cl + Cl2
30℃
Fe or FeCl3
未成对电子数不相等
×－
+
C H 2 C H 2 C H C H 3
原子排列不同

徐寿昌《有机化学》 课件 第十章 醇、醚

徐寿昌《有机化学》 课件 第十章 醇、醚

R CH CH R' OH OH
+
Pb(OAc)4
RCHO
+
R'CHO
+ Pb(OAc)2 +
HOAc
这个反应常定量完成，因此可用于乙二醇的定量测定，并可根 据氧化产物推断原醇的结构。 7、邻二醇的重排反应—频哪醇重排
CH3 CH 3 H3C C C CH3
H2SO4 (HCI)
△
CH3 H3C C O C CH3 CH3
M= b.p=
74 117.2
OH OH
频哪醇
频哪酮
CH3 CH3 H3C C C CH3
H2SO4
CH3 CH3 H3C C C CH3
+
OH OH CH3 CH 3 H3C C OH C
OH OH2
CH3 H3C C C CH3
-H
+
CH3 H3C C O C CH3 CH3
+CH3O Nhomakorabea CH3
第二节 醚（ethers）
325℃
5、与酸反应——酯化
醇可与有机酸、无机酸作用生成酯。
O H3C C OH + H
O
O CH2
H+ CH3
△
CH3 C O CH2 CH3
发生酯化反应时，羧酸的C – O键断裂，醇的O – H键断 裂。 CH3 – OH + H2SO4 (CH3)2SO4(硫酸二甲酯)
硫酸二甲酯剧毒，对皮肤的阀限值1ppm，空气中最 高限量5mg/m3。
CH3CH2Cl + H2O
通常用无水氯化锌与浓盐酸按1:1的比例配成溶液与醇反 应， 代替不易操作的氯化氢气体，这样的溶液称为卢卡斯 （Lucas）试剂。结构不同的醇与卢卡斯试剂反应的活性顺序 为：

有机化学课件徐寿昌--全

有机化学课件徐寿昌--全

利用炔烃的氧化反应,检验叁键的存在及位置 这些反应产率较低,不宜制备羧酸或二酮.
4. 聚合反应
在不同的催化剂作用下，可选择性的聚合成链形或环 状化合物
CHCH
+
CHCHCu2Cl2+NH4Cl H2O
CH2=CH-CCH
乙烯基乙炔
CH2=CH-CCH
CHCH 催化剂
CH2=CH-CC-CH=CH2
C C OH
CCO
H
•乙 醛 的 总 键 能 2 7 4 1 kJ/mol 比 乙 烯 醇 的 总 键 能 2678kJ/mol大,即乙醛比乙烯醇稳定.
•由于两者能量差别不大(63kJ/mol),在酸存在下,它们中 间相互变化的活化能很小，两者容易很快的相互转变。
互变异构现象、互变异构体、酮-烯醇互变异构现象
•它们的聚合物大多数是合成树脂,塑料,合成纤维及合成 橡胶原料.
(二) 二烯烃
•通式为: CnH2n-2 •二烯烃的分类:
(1)累积二烯烃--两个双键连接在同一C上.不稳定。
H2C=C=CH2
丙二烯
(2) 共轭二烯烃--两个双键之间有一单键相隔。
H2C=CH-CH=CH2 1,3-丁二烯 (3) 隔离二烯烃--两个双键间有两个或以上单键相隔。
4.5 重要的炔烃 —乙炔
一、乙炔的制备
(1) 碳化钙法生产乙炔
2000℃
3 C + CaO
CaC2 + CO
CaC2 + H2O
HC CH + Ca(OH)2
(2) 由天然气或石油生产乙炔 ——甲烷的部分氧化法
2 CH4
1500 oC 0.01-0.1s
HC CH + 3H2

有机化学课件(徐寿昌全)1-2024鲜版

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状态
常温下，低级卤代烃多为气体或液体，高级卤代烃多为固体。
溶解性
低级卤代烃易溶于有机溶剂，部分可溶于水。随着碳链增长，溶解 度逐渐降低。
密度
卤代烃的密度一般比水大。
31
卤代烃的化学性质
01
亲核取代反应
卤代烃中的卤素原子可被亲核试剂取代，生成相应的醇、醚、胺等化合
物。例如，卤代烃与氢氧化钠水溶液反应，可生成相应的醇和卤化钠。
2024/3/28
27
芳香烃的来源和制备
2024/3/28
来源
芳香烃广泛存在于石油、煤焦油等天然资源中，也可通过化 学合成方法制备。
制备
工业上主要通过石油裂解、煤焦油分馏等方法获得芳香烃原 料，再经过精制、分离等步骤得到不同种类的芳香烃产品。 实验室中可通过有机合成方法制备特定的芳香烃化合物。
28
医疗卫生
环境保护
有机化学在医疗卫生领域也发挥着重要作 用，如合成药物、生物医用材料等都需要 有机化学的支持。
随着环境保护意识的提高，有机化学也致力 于开发环保型化学品和材料，减少对环境的 污染和破坏。
2024/3/28
6
02
烷烃
2024/3/28
7
烷烃的结构和命名
结构特点
碳原子间以单键相连，其 余价键被氢原子饱和。
20世纪中叶至今，随着现代化学 理论和实验技术的发展，有机化 学的研究领域不断拓宽和深化， 与其他学科交叉融合，形成了许
多新的分支领域。
2024/3/28
5
有机化学与生产生活的关系
农业生产
工业生产
有机化学为农业生产提供了大量的农药、 化肥等化学品，提高了农作物的产量和品 质。
有机化学在工业领域有着广泛的应用，如 合成纤维、塑料、橡胶、涂料等材料的生 产都离不开有机化学。

有机化学徐寿昌烷烃市公开课金奖市赛课一等奖课件

有机化学徐寿昌烷烃市公开课金奖市赛课一等奖课件
(二) 烃分类 开链烃(链烃)，又叫脂肪烃。
包括：烷烃 、烯烃 、二烯烃 、炔烃等。 闭链烃(环烃).
包括：脂环烃和芳香烃两类。
第2页
2.1 烷烃通式,同系列和结构异构
(1) 烷烃：分子中除C-C单键相连外，其它价键都被氢 原子所饱和碳氢化合物，也叫饱和烃。
依据含C原子数目依次叫甲烷,乙烷,丙烷,丁烷 ......
第41页
2.6 烷烃化学性质
烷烃为不活泼有机物。 2.6.1 氧化反应
在空气中燃烧, 放热: CH4 + 2O2 CO2 + 2H2O CH3CH3 + 7O2 4CO2 + 6H2O
放热
= -881kJ/mol = -1538kJ/mol
2.6.2 异构化反应
CH3CH2CH2CH3
AlBr3+HBr,27℃
第27页
烷烃分子结构书写：键线式(结构式与结构简式):
键线式:只写出锯齿形骨架,用锯齿形线角(120º)及 其端点代表碳原子,不写出每个碳上所连氢原子.但除
碳原子外其它原子(团)必须写出.
系统名称
键线式
结构简式
第28页
2.4 烷烃构象 构象概念:分子经过单键旋转而引发分子中各原子在空间
相对位置不同(即排列方式不同)现象.
◆支链烷烃:（异构体）
C H 3 C H 2 C H 2 C H 3
C H 3 C H 3 C H C H 3
正丁烷
异丁烷
C H3C H2C H2C H2C H3
正戊烷
C H3 C H3C H C H2C H3
异戊烷
C H3 C H3-C-C H3
C H3
新戊烷
第13页

有机化学徐寿昌优质公开课获奖课件

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途。
03
五元杂环化合物的合成方法
包括Diels-Alder反应、环化反应等多种合成方法。
六元杂环化合物
吡啶、嘧啶和吡嗪的结构 与性质
六元杂环化合物中，吡啶、嘧啶和吡嗪是常见 的类型，它们具有不同的电子云密度和反应活 性。
吡啶类化合物的合成方法
包括吡啶环的构建、官能团的引入等合成策略。
六元杂环化合物的应用
重氮和偶氮化合物
1 重氮和偶氮化合物的结构和命名
阐述重氮和偶氮化合物的结构特点、分类以及命名规则。
2 重氮和偶氮化合物的物理性质
介绍重氮和偶氮化合物的物理性质，如颜色、溶解性等。
3 重氮和偶氮化合物的化学性质
详细讲解重氮和偶氮化合物的化学性质，包括放出氮气反 应、偶联反应、还原反应等。
4 重氮和偶氮化合物的合成方法
炔烃的结构和性质
包括炔烃的异构现象、稳 定性、加成反应等，以及 与烯烃的性质比较。
芳香烃及其衍生物
芳香烃的结构和性质
01
包括苯及其同系物的结构特点，以及它们的物理和化学性质，
如取代反应、氧化反应等。
芳香烃衍生物的合成和性质
02
包括硝化反应、磺化反应、卤化反应等合成方法，以及衍生物
的物理和化学性质。
详细讲解芳香族硝基和亚硝基化合物的化学性质，包括还原反应、亲 核取代反应等。
芳香族硝基和亚硝基化合物的合成方法
介绍芳香族硝基和亚硝基化合物的合成方法，如硝化反应、还原反应 等。
06
杂环化合物和生物碱
杂环化合物概述
杂环化合物的定义和分类
含有一个或多个杂原子的环状有机化合物，根据杂原子种类和数 量可分为不同类型。
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有机化学第二版PPT徐寿昌C3烯烃

有机化学第二版PPT徐寿昌C3烯烃
烷基硼
H2O2, OH-, H2O
3CH3CH2CH2OH
42
Eg.
CH3CH=CH2 propene CH3CH=CH2 propene 1. B2H6 Et2O 2. H2O2, OHH+, H2O CH3CH2CH2OH 1-propanol CH3CHCH2H OH 2-propanol
得到反马氏规则的产物
27
Eg.
28
碳正离子的稳定性解释马氏规则
35
3031Βιβλιοθήκη 按照静电学原理，一个带电体系的稳定性取决于其电荷的 分布情况，电荷愈分散，体系愈稳定。
32
3. 烯烃与H2SO4的加成
马氏规则
36
37
4. 烯烃与H2O的加成
马氏规则
38
5. 烯烃与卤素+H2O的加成
39
40
41
亲电加成反应的机理：
§3 烯 烃
Alkene
1
3.1 烯烃的结构和异构
1、双键(C = C)的结构
2
π 键特点： a．π 键不能独立存在；与σ 键共存；
b．π 键不能旋转；产生几何异构；
c, π 键富含电子；易与缺电子试剂反应； d, π 键受原子核控制弱；易被极化。
3
2、 几何异构 A． 产生条件 a． 分子中有阻碍旋转的因素 b． 被阻碍旋转的碳原子上连有不同基团
43
3.3.4 烯烃的氧化
1. 高锰酸钾的氧化
44
2. 臭氧化反应
45
3.3.5 烯烃的α原子反应
3.4 烯烃的制法
49
作业：
P63
3,6,7,9,15
50
25
2. 烯烃与HX的加成

有机化学课件徐寿昌全

有机化学课件徐寿昌全

2. 环己烷椅型构象中碳原子的空间分布
A
•A线为构象的 对称轴
编辑课件
27
3. 平伏键（e键）与直立键（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（其中三 个向环平面上方伸展，另外三个相换环平面下方伸 展）；第二类六个C-H键与直立键形成接近109.5°的 夹角，平伏着向环外伸展，叫做平伏键或e键。 如下图：
编辑课件
34
取代基在e键上的构象较稳定.
• 若有多个取代基,往往是 e 键取代基最多的构 象最稳定.
• 若环上有不同取代基,则体积大的取代基连在
e键上的构象最稳定编.辑课件
35
2） 二元取代环己烷的构象 （1）1，2-二取代
•同一平面上的比较. •在同侧为顺, a,e •在异侧为反.a,a;e,e.
1,1,4-三甲基环己烷
编辑课件
3
环烷烃的顺反异构:
由于碳原子连接成环,环上C-C单键不能自由旋转. 只要环上有两个碳原子各连有不同的原子或基团, 就有构型不同的顺反异构体.
顺-1,4-二甲基环己烷
反-1,4-二甲基环己烷
编辑课件
4
(2) 环烯(炔)烃
--脂环烃的环上有双键(或叁键).
• 命名与开链烃相似:以不饱和碳环为母体,侧链为取代基. • 碳环上的编号顺序:应是不饱和键所在的位置号码最小. • 对于只有一个不饱和键的环烯(或炔)烃,双键或叁键位置
(1) 环烷烃 (A) 以碳环作为母体,环上侧链作为取代基命名; (B) 环状母体的名称是在同碳直链烷烃的名称前
加一“环”字. (C) 取代基较多时,命名时应把取代基的位置标出. (D) 环上碳原子编号,以取代基所在位置的号码最

有机化学 徐寿昌 第二版

有机化学 徐寿昌 第二版

§4—3 炔烃的物理性质
C2—C4是气态，C5—C15为液态，C16以上为 固态。
沸点比相应的烯烃约高10~20℃。 相对密度小于1。 难溶于水，易溶于有机溶剂。极易溶于丙酮
中。
§4—4 炔烃的化学性质
炔烃可发生以下一些反应：
R C C H （炔氢反应）
（加成、氧化、聚合）
炔烃的反应
CH3COOH 和
COOH
练习：
由氧化产物，推出原炔烃的结构为：
CH3COOH
COOH 则炔烃结构为：
4-C甲CCCCCH基CCCC3CHCC-CCCC3C2CCCCCH-H3戊CCC3CCHC炔HCCH3C3H3CHCC3CHC3CCC3HCCCCCCCCCCCCC3CCCHHHHHHHHHH3333333333
CH2
CH CN
丙烯腈
不对称炔烃加HCN，符合马氏规则。
R
+ δ+
C CH δ−
δ+ δ−
H CN
R C CH2 CN
腈经水解或加H2，又可生成相应的酸和胺类有机物。
乙炔与醋酸反应，生成醋酸乙烯酯：
+ HC CH C H 3C O O H
Zn(OOCCH3)2
170~230℃
醋酸乙烯酯是生产维尼纶的
数据比较
由于叁键比双键多了一个π键，所以键长、键能都与双键不
同。
C-C
C-H
叁键 0.1203nm 0.1061nm
双键 0.1340nm 0.1076nm
由于sp杂化碳的电负性比sp2、sp3碳电负性大，因此CHσ键中的共用电子对与烯烃、烷烃相比，更靠近C原子。 C-H键易断裂，使乙炔中的炔H有微弱的酸性。

有机化学课件徐寿昌

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（二） 芳环上的亲电取代反应 • 羟基是强的邻对位定位基，使苯环活化。 1、卤化反应—酚很容易发生卤化。
•苯酚与溴水作 用，生成 2,4,6三溴苯酚白色 沉淀
白色沉淀 (~100%)
•溴水过量，生成黄色 的四溴苯酚析出
黄色沉淀
•邻、对位上有磺酸基 团时，可同时被取代
• 一元取代物对
溴苯酚的生成
（低温，非极性溶剂）
• 酚具有酸性的原因——氧原子以SP2（与醇醚不同）杂化轨道 参与成键，它的一对未共用电子的 P轨道与苯环的 6个 P轨道平行， 并且共轭，氧原子的负电荷分散到整个公轭体系中，氧的电子云 密度降低，减弱了O-H键，氢原子容易离解成为质子。
• 酚具有极高的亲电反应活性的原因 ——氧原子的P电子分
散到苯环上，增加了苯环的电子云密度，加强了亲电反应活性。
•对氯苯酚、邻氯 苯 酚 和 2,4- 二 氯 苯酚的生成
2,4-二氯苯酚
（注意：温度和氯用量，不用溶剂）
•2,4,6 -三氯苯酚的 生成
（水溶液）
2、硝化反应——酚很容易硝化 • 稀硝酸，室温
•浓硝酸，室温
•邻硝基苯酚和对硝基苯酚可 用水蒸气蒸馏 方法分开
注意这 种结构
•邻 硝 基 苯 酚 分 子 形成分子内六元环 的螯和物，对硝基 苯酚只能通过分子 间的氢键缔和。
中含有
答： （ 1 ）加入与 FeCl3 ，显色（蓝色），表明有酚羟
基存在； （2）将邻羟基苯甲醇分别与NaHCO3和NaOH作用，该 物质不溶于 NaHCO3 而溶于 NaOH ，酸化后又能析出， 表明该物质显弱酸性（进一步证明有酚羟基）。 （3）与卢卡斯试剂反应生成混浊（证明有醇羟基,酚微 溶于水）
pKa
吸电子基团的硝基愈 多，酸性愈强。

徐寿昌有机化学课件

徐寿昌有机化学课件

由于烷基的+I效应，使中心碳原子的正电荷减少，从而不
利于亲核试剂的进攻。
那么，同为伯卤烷，其SN2反应的相对活性又怎样
呢？
H
H
H
H
Hα
Hα
Hα
Hα
C Br
β
HC H
H
相对速率：
C Br
β
CH3 C H
H
CH3
C Br
β
C H
CH3
CH3
C Br
β
C CH3
CH3
1
0.82
0.036
0.000012
结论：β- C上烃基↑， SN2反应速率↓。
C
见的，经常是外消旋化伴随着构型反
转，且构型反转要多些。
Nu
H
CH3 C Cl C6H5
H
Cl 慢
C+
OH H2O
CH3 C6H5
H
H
CH3 C OH C6H5
+ HO C CH3 C6H5
C. SN1反应的另一个特点——重排：
由于反应中包含有碳正离子中间体的生成，可以预
料，它将显示出碳正离子反应的特性。
+
H CH3
C
S
I
128 Iδ
C6H13
δ
CI
H CH3
C6H13
128 I
C
R
H CH3
+
I
SN2反应的立体化学特征：构型反转(亦称Walden转
化)。
14
2. 单分子亲核取代反应(SN1)： A. 反应机理： 以(CH3)3CBr的碱性水解为例：
(CH3)3C Br + OH
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本课程总学时为81学时
◎参考书:
(1)袁履冰主编《有机化学》，高等教育出版社 (2)胡宏纹主编《有机化学》，高等教育出版社 (3)邢其毅,徐瑞秋,周政《基础有机化学》(上、下),高等 教育出 版社
(4) 邢其毅等编著《基础有机化学习题解答与解题示例》， 北京 大学出版社； (5)龚跃法等《有机化学习题详解》,华中科技大学出版社
H •• H• • C• •H •• H
路易斯结构式
H
H —C — H
H
凯库勒结构式
1.3.1量子化学的价键理论:
①如两个原子各有一个未成对电子并且自旋方向相反，就
可偶合配对，形成一个共价键； ②共价键具有饱和性； ③共价键具有方向性(最大重叠原理):两个电子的原子轨道 的重叠部分越大,形成的共价键就越牢固. 方向性——决定分子空间构型，因而影响分子性质.
AlCl3 (酸) + : Cl- (碱) Cl3Al-Cl = AlCl4-
§1-3 有机化合物中的共价键
共价键：两原子各提供一个电子形成把两个原子 结合在一起的化学键。 碳元素:核外电子排布 1S22S22P2, 不易获得或失去价电子,易形成共价键.

(1)路易斯结构式 : 用共用电子的点来表示共价键的 结构式.
(2) 凯库勒结构式: 用一根短线代表一个共价键.
• • C • + 4H • •
键能泛指多原子分子中几个同类型键的离解能的平均值. 离解能 : 一个共价键离解所需的能量 . 指离解特定共价键的键能 .
（在多原子分子中，即使相同的键其解离能也不相同）
CH4 CH3· · · CH2 · · CH ·
·+ H · CH3 · · CH2 + H · · · CH · H + · · C ·+ H· · ·
◎ 碳化合物含有的碳原子数和原子种类越多 , 它的同分
异构体也越多。如:
C7H16的同分异构体数 9 个; C8H18的同分异构体数可达18个; C10H22的同分异构体数可达75个。
（★产生同分异构现象的本质是在分子中原子成键的顺序
和空间排列方式不同.）
1.2.2 性质上的特点：
1、大多易燃烧： 也有例外，如CCl4，不但不燃且可用于灭火。 2、大多不溶于水：
碳原子有两个未成对的外层电子，为什么 不与2个Ｈ结合为CH2，而是与4个Ｈ生成CH4？
2p — 能 量 2s — 1s —
— —
碳原子基态的电子构型
2p — — —
能 量 2s —
2p — — —
2s — ————
1s —
基态
1s —
激发态 sp3杂化态
碳原子2s电子的激发和sp3杂化
一 个 2 s 电 子 激 发 至 能 量 较 高 的 2 pz 空 轨 道 只 需 要 4 0 2 kJ/mol
sp3杂化轨道的图形 这四个sp3杂化轨道的能量是相等的,每一轨道相等于1/4 s成分,3/4 p成分.
★ ★
C采取sp3杂化轨道与 4个H原子的 s原子轨道形成 4个 sp3-s 型的 C-H 键 (CH4) 比形成 CH2 要稳定的多 .(414 ×4-402)kJ/mol。 形成CH4 时仍有约1255 kJ/mol能量释放出。所以这个体系比 形成两个共价键的CH2稳定的多。
有机化学
Organic Chemistry
教材:徐寿昌主编（第二版） 高等教育出版社
授课教师： 周
密
学习、研究有机化学的方法
理解 记忆 实践 规律
预习； 认真听课（补充内容的笔记）； 再独立完成作业（勤翻书本） ； 做完作业后的单元（总结）复习； 适当做些课外参考书上的习题。
测验题题型
命名、鉴别、排列顺序、完成反应、 反应机理、合成、推测结构
共价键具有方向性(最大重叠原理):
y
1s
y
1s
2p
x
2p
x
（a）x轴方向结合成键
（b）非x轴方向重叠较小不 能形成键
1.3.2 分子轨道理论
着眼在整个分子中电子的排布规律，认为电子可在分
子范围内分布，是一种离域的观点，而分子轨道则由有一定
条件的组成分子的原子轨道线性组合得到。（条件是能量相
近、轨道对称性匹配、能最大重叠）。
• 原子轨道—原子中每个电子的运动状态都可以用一个单电子的
波函数（x，y，z）来描述. 称为原子轨道,因此 电子云的形状也可以表达为轨道的形状.
分子轨道理论内容：
(2) 分子中价电子的运动状态,即分子轨道,用波函数 (psai)来 描述;(薛定谔方程的解) (3) 分子轨道由原子轨道线性组合Linear Combination of Atomic Orbitals 形成(LCAO) ,形成的轨道数与参与成键的原子轨道数相等. 1=1 + 2 (符号相同,即:波相相同.成键轨道) 2=1 - 2 (符号不同,即:波相相反.反键轨道)
Chapter 1 有机化合物的结构和性质
§1-1有机化合物和有机化学
◎1806年柏则里斯（Berzelius）首先提出(有机化学)名词， 以区别于其它矿物质的化学 ——无机化学
◎ 1828 年 ， 魏 勒 （ F.Wö hler ） 在 实 验 室 由 氰 酸 铵
(NH4OCN) 合成尿素 (NH2CONH2), 促进了有机化合物的Biblioteka §1-6 有机化学中的酸碱概念
1. 布伦斯特和路易斯酸碱定义 ◎(1) 布伦斯特(B)酸碱（泛称的酸碱概念） 凡是能给出质子 的叫酸。如：HCl、H3O+
凡是能与质子 结合的叫碱。如：Cl- 、H2O
★强酸的共轭碱必是弱碱（如：HCl和Cl-） ★弱酸（CH3COOH）的共轭碱是强碱（CH3COO -） ★酸碱的概念是相对的：如HSO4-
◎ 1874年肖莱马（K.Schorlemmer）又将有机化学 定义为
研究碳氢化合物及其衍生物的化学。
★当然,对CO、CO2、CO32-等简单化合物习惯上还是称作
无机化合物.
• 1901-2008年诺贝尔化学奖，73届 与有机化学有关；
• 二十世纪47项重大发明，8项 与有机化学有关。
自 然 界 中 碳 的 循 环
每个分子轨道只能容纳两个自旋相反的电子. 电子总是首先进入能量低的分子轨道.
反键轨道2=1 - 2
成键轨道1=1 + 2
2个氢原子轨道组成2个氢分子轨道
1.3.3 杂化轨道理论
能量相近的原子轨道可进行杂化，组成能量相等的杂化轨 道，使成键能力更强，成键后可达到最稳定的分子状态。 ★有机物的碳原子结构主要有三种杂化状态，即 SP3、SP2、 SP杂化，一般状态下它们分别具有四面体、平面三角、直 线型的空间形态。
a、碳-碳能形成长链、环
b、碳原子有强成键能力
eg1:乙醇和二甲醚 CH3CH2-OH, CH3-O-CH3 eg2:丁烷和异丁烷 CH3 CH2 CH2 CH3 CH3 CH CH3 CH3
丁烷和异丁烷的异构,只是分子中各原子间相互结合的顺序不同 而引起的,只是构造不同而导致的异构现象,又叫做构造异构现象. 此外,有机化合物还可由于构型（顺、反；Z、E；R、S）和构象 不同而造成异构现象.
2、电负性：一个元素吸引电子的能力。 3、偶极矩：正电中心或负电中心的电荷与两个电荷中心 之间的距离d的乘积. (方向性:正到负,一般用符号 表示。 qd (D,德拜) 4、分子偶极距的判断 双原子分子：键的极性就是分子的极性，键的偶极矩 就是分子的偶极矩。 多原子分子：分子的偶极矩是分子中各个键的偶极矩的 向量和。
2.离子型反应：由共价键异裂产生离子的反应。
3. 协同反应：有机反应过程没有明显分步的共价键均裂或 异裂,只是通过一个环状的过渡态,化学键的 断裂和新化学键的生成同时完成而得到产物 .

离子型反应及自由基型反应又可分为取代反应和加成反 应等等； 离子型反应中根据反应试剂的类型又可分为亲电反应和 亲核反应。 因此离子型反应中有亲核取代反应、亲电取代反应、亲 核加成反应 和亲电加成反应等等
★发生键均裂的反应称为均裂反应（自由基型反应）
②异裂:共价键断裂时,两原子间的共用电子对完全转 移到其中的一个原子上的断裂方式。结果产生 正 、 负离子.
A:B A+ + B(CH3)3C : Cl (CH3)3C+ + Cl★发生键异裂的反应称为异裂反应（离子型反应）。
二、反应类型
1.自由基反应：有自由基参与的反应。
◎(2)路易斯(L)酸碱
■路易斯(L)酸：能接受外来电子对,具有亲电性.
在反应 时, 有亲近另一分子的负电荷中心的倾向,又叫亲电试剂. 如 AlCl3
■路易斯(L)
碱：能给予电子对,具有亲核性. 在反应时,
有亲近另一分子的正电荷中心的倾向,又叫亲核试剂(“核 ”作为正电荷的同义语). 如 NH3
有些化合物按布伦斯特定义不是酸，但按路易斯定 义却是酸。 eg： BF3(酸) + : NH3 (碱) F3B-NH3
人工合成:
O NH4OCN H2 N C NH2
◎1845年Kolbe合成了醋酸；1854年，柏赛罗 (M.berthelot)合成油脂类化合物等。 ◎1848年葛梅林（L.Gmelin)提出，有机化合物 就是含碳化合物，有机化学 是研究含碳化合物 的化学。
事实上有机化合物除了含有碳元素外，还含 有H、O、N、S、X等元素，其中尤以C、H元 从结构上看,所有的有机化合物都可以看作碳氢化合物以及 素为主。 从碳氢化合物衍生而得的化合物。
教学目的与要求
1．掌握重要的典型有机化合物的命名方法、结构、性 质，了解它们的应用； 2．理解用化学键理论和电子效应、空间效应解释一些简 单有机物结构与性能的关系； 3．掌握简单有机物的典型反应和重要的合成方法，掌握 各类化合物相互转变的基本规律； 4．了解典型的、简单的反应历程、过渡态理论和活性中 间体； 5．了解立体化学的基本知识和基本概念。