15 基础有机化学(邢其毅、第三版)胺

第22章氨基酸多肽蛋白质酶和核酸22.1 复习笔记一、氨基酸1．氨基酸的结构与名称（1）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。

（2）根据氨基和羧基的相对位置，氨基酸可以分为α-氨基酸、β-氨基酸、γ-氨基酸等。

α-氨基酸β-氨基酸γ-氨基酸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。

（3）组成蛋白质的氨基酸主要是α-氨基酸，可用通式RCH（NH2）COOH表示。

除R—H外，α-氨基酸中的α碳原子都是手性碳原子。

（4）将α-氨基酸用Fischer投影式表示，羧基写在竖线的上方，R基写在竖线的下方，氨基和氢写在横线的两侧，若氨基的位置与L-甘油醛中羟基的位置一致，就定义是L-氨基酸，与D-甘油醛中羟基的位置一致，就定义为D-氨基酸。

天然的氨基酸多数是L-构型的。

L一氨基酸L一甘油醛D一氨基酸D一甘油醛（5）氨基酸的名称一般都用俗名。

2．氨基酸的物理性质氨基酸分子中既有碱性基团——氨基，又有酸性基团——羧基，所以分子以内盐（internal salt）的形式存在，即氨基酸以两性离子的形式存在，例如：丙氨酸谷氨酸组氨酸alanine，Ala glutamic acid，Glu histidine，His 氨基酸在水中有一定的溶解度，但不溶于有机溶剂。

氨基酸的偶极矩数值都很大，熔点很高，多数氨基酸受热分解而不熔融。

二、氨基酸的反应1．氨基酸的等电点和酸碱反应（1）等电点氨基酸是一个两性分子（amphoteric molecular），既能与酸发生反应，又能与碱发生反应，在有H+和HO-的溶液中存在着如下的平衡：通过调节溶液的酸碱性找到一个合适的pH值，在该pH下正、负离子的浓度完全相等，此时向阳极移动和向阴极移动的离子彼此抵消，即电场中没有净电荷的迁移。

此时的pH即为该氨基酸的等电点（isoelectric point）。

中性氨基酸的等电点pH=6.2～6.8，酸性氨基酸的等电点pH=2.8～3.2，碱性氨基酸的等电点pH=7.6～10.8。

基础有机化学第三版答案邢其毅【篇一：基础有机化学第三版邢其毅4-基本慨念四、结构和表达】p class=txt>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c?c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c?c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c?c键的轴线上看。

（参见书上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。

【篇二：基础有机化学第三版邢其毅4-基本慨念七、理论】lass=txt>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。

基础有机化学第三版邢其毅十、反应和反应机理有机反应：在一定的条件下，有机化合物分子中的成键电子发生重新分布，原有的键断裂，新的键形成，从而使原分子中原子间的组合发生了变化，新的分子产生。

这种变化过程称为有机反应（organic reaction）。

一级反应：在动力学上，将反应速率只取决于一种化合物浓度的反应称为一级反应。

二级反应：在动力学上，将反应速率取决于两种化合物浓度的反应称为二级反应。

按化学键的断裂和生成分类协同反应：在反应过程中，旧键的断裂和新键的形成都相互协调地在同一步骤中完成的反应称为协同反应。

协同反应往往有一个环状过渡态。

它是一种基元反应。

自由基型反应：由于分子经过均裂产生自由基而引发的反应称为自由基型反应。

自由基型反应分链引发、链转移和链终止三个阶段：链引发阶段是产生自由基的阶段。

由于键的均裂需要能量，所以链引发阶段需要加热或光照。

链转移阶段是由一个自由基转变成另一个自由基的阶段，犹如接力赛一样，自由基不断地传递下去，像一环接一环的链，所以称之为链反应。

链终止阶段是消失自由基的阶段，自由基两两结合成键，所有的自由基都消失了，自由基反应也就终止了。

离子型反应：由于分子经过异裂生成离子而引发的反应称为离子型反应。

离子型反应有亲核反应和亲电反应，由亲核试剂进攻而发生的反应称为亲核反应，亲核试剂是对正原子核有显著亲和力而起反应的试剂。

由亲电试剂进攻而发生的反应称为亲电反应。

亲电试剂是对电子有显著亲合力而起反应的试剂。

按反应物和产物的结构关系分类加成反应：两个或多个分子相互作用，生成一个加成产物的反应称为加成反应。

取代反应：有机化合物分子中的某个原子或基团被其它原子或基团所置换的反应称为取代反应。

重排反应：当化学键的断裂和形成发生在同一分子中时，会引起组成分子的原子的配置方式发生改变，从而形成组成相同，结构不同的新分子，这种反应称为重排反应。

消除反应：在一个有机分子中消去两个原子或基团的反应称为消除反应。

第18章含氮芳香化合物芳香亲核取代反应18.1复习笔记一、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（aromatic nitro compound）。

1.芳香硝基化合物的结构（1）根据分子中所含硝基的数目，可以分为一元、二元、三元或多元芳香硝基化合物。

一元芳香硝基化合物的通式为Ar-N02，与亚硝酸酯（nitrite）Ar0-N＝0互为同分异构体。

（2）硝基的结构是对称的。

在芳香族硝基化合物中，硝基氮、氧上的p轨道与苯环上的p轨道一起形成一个更大的共轭体系。

硝基苯的结构如图l8-1所示。

图18-1硝基苯的结构图2．芳香硝基化合物的物理性质（1）一元芳香硝基化合物都是高沸点的液体，多数是有机化合物的良好溶剂。

（2）最简单的芳香硝基化合物是硝基苯（nitrobenzene），它是淡黄色的油状液体，沸点211℃，具有苦杏仁味，不溶于水，而溶于多种有机溶剂中。

有毒。

（3）常用硝基苯做Friedel—Crafts反应的溶剂。

（4）二元或多元芳香硝基化合物一般为无色或黄色的固体。

3．芳香硝基化合物的重要化学性质（1）还原反应①在催化氢化或较强的化学还原剂的作用下，硝基可以直接被还原为氨基。

②在适当条件下用温和还原剂还原，则生成各种中间的还原产物，如亚硝基苯（nitrosobenzene）和苯基羟胺（phenylhydroxylamine）。

苯甲基羟胺在弱酸性及中性溶液中可以制备得到，但在强酸性还原体系中，由于很活泼，很容易转变成苯胺。

③硝基苯的最终还原产物是苯胺（aniline），苯胺是有机合成的重要中间体。

在酸性或中性条件中，硝基苯主要发生单分子还原反应（unimolecular reduction）。

各产物之间的关系如图18-2所示：图18-2硝基苯单分子还原情况很难用还原的方法制备亚硝基苯，但它可通过苯胺或苯基羟胺的适当氧化来制备。

苯酚等活泼芳香族化合物与亚硝酸作用时可在羟基等活性基团的对位直接引入亚硝基。

第17章胺一、选择题1．把氨（a）、苯胺（b）、苯甲酰胺（c）和苯磺酰胺（d）按碱性强弱顺序排列（）。

[上海大学2004研]A.a＞b＞c＞dB.d＞c＞b＞aC.b＞a＞d＞cD.d＞a＞c＞b【答案】A【解析】氨及氨基上氮原子上的电子云密度越大，则碱性越强。

2．下列化合物中哪个碱性最强?（）[上海大学2003研]【答案】D【解析】从空间位阻考虑：（D）中由于二甲氨基体积较大，与邻位甲基存在较大的空间位阻，使氨基氮上的孤对电子与苯环不共轭，故氨基氮上的电子云密度较大，（D）的碱性最强。

3．与亚硝酸反应能生成强烈致癌物N一亚硝基化合物的是（）。

[武汉大学2001研]A.伯胺B.仲胺C.叔胺D.都可以【答案】B【解析】仲胺与亚硝酸反应生成N一亚硝基化合物。

三级胺的N上无H，不能与亚硝酸反应。

4．主要得到（）。

[武汉大学2002研]【答案】C【解析】季胺碱的Hofmann降解，主要消除酸性大、位阻小的β-H，得取代基最少的烯烃。

5．丙酮、甲醛、二甲胺在中性或稍偏酸性的条件下缩合，主要产物是（）。

[武汉大学2002研]【答案】C【解析】含活泼α-H的丙酮与甲醛及二甲胺同时反应，丙酮中的一个活泼α-H被一个二甲胺甲基所取代。

二、填空题1．。

[天津大学2000研]【答案】【解析】Gabriel合成法是制备纯净一级胺的一种方法，邻苯二甲酰亚胺中亚胺上的氢显酸性，可与KOH反应形成亚胺盐，亚胺盐与卤代烷进行烷基化反应，生成N一烷基邻苯二甲酰亚胺，后者在碱性条件下水解后即得一级胺和邻苯二甲酸根。

2．。

[南京大学2002研]【答案】【解析】季胺碱的消除反应，主要消除酸性大的β-H。

由于-CN为强吸电子基，与-CN 相连的β-c上的氢酸性较强，故消除产物不服从Hofmann规则。

3．。

[中国科学院-中国科学技术大学2004研]【答案】【解析】季胺碱的消除反应，主要消除酸性大的β-H。

本题中β-C上连有吸电子的酯羰基，使其所连H原子酸性增强，发生消除反应，故消除产物不服从Hofmann规则。

基础有机化学背景综合大学化学系使用的有机化学教学大纲第一次是于1980年在长春制订的，当时规定的教学时数为129学时（讲授120学时，机动9学时），第二次于1982年于宜昌召开的教育部属综合性大学理科化学系课程结构研讨会上讨论确定，总的教学时数减少为108学时，并对原大纲内容作了部分调整。

经过多年的实践，我系基础有机化学的教学总时数为90学时，在2004年以前，采用的教材是邢其毅、徐瑞秋、周政、裴伟伟编写的《基础有机化学》（第二版），该书是根据1977年教育部在武昌召开的高等学校理科化学教材会议精神编写的，第一版于1980年由高等教育出版社出版（该书曾获国家优秀教材奖），第二版于1993年由高等教育出版社出版（该书于1997年获国家教委科技进步二等奖）。

从2005年9月开始，将采用的教材是邢其毅、裴伟伟、徐瑞秋、裴坚编写的《基础有机化学》（第三版），与平行的教材相比该书的内容十分丰富，具有一定的深度。

地位和作用基础有机化学历来是化学系的四大门基础课之一。

相对于其它三门基础课而言，有机化学的发展异常迅速，新的有机化合物不断涌现。

这些层出不穷的有机化合物不仅带动了有机化学学科本身的发展，也成了其它化学学科的研究对象。

因此，无论从事化学哪一个领域的工作，都必须具备有机化学的基础知识。

而新的有机反应、新的有机研究领域也在不断产生，它们使有机化学的面貌日新月异，气象万千。

有机化学的另一个特点是它与其它学科之间的交叉渗透十分广泛。

例如：发展很快的生物有机是有机化学与生物学之间的边缘科学，它对于研究生命现象十分重要；有机金属化合物的化学则是有机化学与无机化学之间的边缘科学；迅速发展的材料科学则是有机、高分子和无机化学交叉渗透的新型学科。

综合治理环境也需要有比较全面的有机化学知识。

此外，有机化学在国民现代化生活中的影响也越来越大。

这一切都使有机化学在化学各学科中占有十分特殊的地位，在科学技术和国民经济的发展中起着十分重要的作用。

第17章胺17.1 复习笔记一、胺的分类1．概念氨上的氢被烃基取代后的物质称为胺（amine）。

氨基（一NH2、--NHR、NR2，amino）是胺的官能团。

2．分类（1）根据胺分子中烃基的种类不同，可以分为脂肪胺（aliphatic amine）和芳香胺（aromatic amine）。

例如：CH3CH2NHCH3对甲基苯胺（芳香胺）甲基乙基胺（脂肪胺）（2）根据在氮上烃基取代的数目，胺可分为一级（伯）胺（primary amine）、二级（仲）胺（secondaryamine）、三级（叔）胺（tertiary amine）和四级（季）铵盐（quaternary ammonium salt）。

这里所指的一级、二级和三级胺是指氮与几个烃基相连，而不是烃基本身的结构。

二、胺的结构1．氨（1）氮是用sp3杂化轨道和其它原子成键的。

氨具有棱锥形的结构，氮用sp3杂化轨道与三个氢的S轨道重叠，形成三个sp3-s σ键，成棱锥体，氮上尚有一对孤电子，占据另一个sp3杂化轨道，处于棱锥体的顶端，类似第四个“基团”。

（2）氨的空间排布基本上近似碳的四面体结构，氮在四面体的中心。

2．胺（1）与氨的结构相似，在胺中，氮上的三个sp3杂化轨道与氢的s轨道或别的基团的碳的杂化轨道重叠，亦具有棱锥形的结构。

如图l7-l所示：氨的结构甲胺的结构三甲胺的结构图l7-l 氨及胺的结构（2）在苯胺中，氮仍是棱锥形的结构，H—N—H键角为ll3.9°，H—N—H平面与苯环平面交叉的角度为39.4°，如图l7-2所示：图17-2 苯胺的结构（3）胺对映体之间的互相转化，需要能量很低，故两个对映体在室温就可以很快地互相转化，见图17-3。

（4）在四级铵盐中，氮上的四个sp3杂化轨道都用于成键。

氮构型的翻转不易发生，可确实分离得到这种旋光相反的对映体，例如图17-4所示的化合物可以拆分为（+）及（-）光活体。

图17-3 胺的对映体及其相互转化图17-4 四级铵盐的对映体三、胺的物理性质（1）胺与氨，除前者易燃外，性质很相像。

第5章紫外光谱红外光谱核磁共振和质谱一、选择题1．某化合物的核磁共振谱：δ＝1.14（三重峰，3H）；δ＝2.39（四重峰，2H）；δ＝10.49（单峰，1H），该化合物为（）。

【答案】C2．在IR谱图中3300cm-1、2100～2140cm-1及665～625cm-1出现吸收峰的是（）。

A．丁烷B．1-丁烯C．1-丁炔D．2-丁炔【答案】C3．谱中出现单峰的是（）。

【答案】A4．下列多烯烃化合物的紫外光谱中，值最大的是（）？【答案】（d）5．的化学位移值最大的是（画线部分数值）（）。

【答案】D二、填空题1．将下列化合物中各类氢质子按化学位移大小排列成序。

【答案】A＞B＞C＞D2．将下列官能团的红外吸收峰频率由高到低排列。

【答案】（a）＞（b）＞（c）＞（d）3．下列化合物中，碳-氮键的伸缩频率在IR光谱中由大到小的顺序为。

【答案】（a）＞（b）＞（c）三、简答题1.某化合物A，只含C、H和O。

A用硫酸于180℃处理时给出一个烯B，B氢化后生成2-甲基丁烷。

A在60MHz核磁共振谱的高场处显出一个单峰（9H），在较低场处有一个单峰（2H），在更低场处还有一个单峰（1H）。

试推导出A的结构式，并写出一个生成B 的机理。

答：2．酸A的中和当量为104，可和CH3COCl反应但不和苯肼、NaOI反应。

A氧化成酸B，中和当量为59，B的核磁共振谱中只有两个不同的单峰。

写出A和B可能的结构式。

答：3．已知化合物A的分子量为100。

它的核磁共振谱数据为：δ＝1.0（3H）（三重峰），δ＝1.1（6H）（二重峰），δ＝2.1（2H）（四重峰），δ＝3.5（1H）（多重峰）。

它的IR谱在1715cm-1、1383cm-1和1376cm-1处有吸收峰。

另外，它还可进行如下反应：试写出A和各步反应产物的结构式。

答：4．某化合物分子式为，IR谱在处有一强吸收峰。

NMR谱为δ＝2.0（3H，单峰），δ＝3.5（2H，单峰），δ＝7.1（SH，多重峰），试推测其结构。

第9章炔烃习题9-1（i）请将下面分子中的碳碳键按键长由大到小的次序排列，并阐明理由。

（ii）请将下面分子中的碳氢键按键长由大到小的次序排列，并阐明理由。

解：（i）碳-碳键按键长由大到小的排列顺序为：依据键长的大小为：单键＞双键＞三键；单键中又有：。

（ii）碳—氢键按键长由大到小的顺序为：依据碳-氢键按键长的大小为：习题9-2用化学方法鉴别下列化合物：解：（i）取5支洁净试管，分别加入上述五种化合物，滴加溴水，使溴水褪色的为CH3CH2CH＝CH2和CH3CH2C≡CH，另三种化合物不能使溴水褪色。

（ii）另取2支洁净试管，分别加入能使溴水褪色的两种化合物，滴加银氨溶液，产生白色沉淀的为CH3CH2C≡CH，不产生沉淀的为CH3CH2CH＝CH2。

（iii）另取3支洁净试管，分别加入不能使溴水褪色的3种化合物，滴加AgNO3的乙醇溶液，立即产生黄色沉淀的为CH3CH2CH2CH2I，温热几分钟后才产生白色沉淀的是CH3CH2CH2CH2Cl，不产生沉淀的是CH3CH2CH2CH3。

习题9-3请用乙炔或丙炔为起始原料，选用其它合适的试剂制备下列化合物。

解：习题9-4完成下列转换：（i）将3-己炔转变为（a）（Z）-3-己烯（b）（E）-2-己烯（c）己烷（ii）将（Z）-2-丁烯转变成（E）-2-丁烯（iii）将（E）-2-丁烯转变成（Z）-2-丁烯解：习题9-5选用合适的试剂鉴别下列各组的化合物：解：（i）滴加银氨溶液，产生白色沉淀的是；另外两种滴加溴水，使溴水褪色的是；剩下一种化合物是。

（ii）滴加银氨溶液，产生沉淀的是，另外一种是（左端第一个C-C键为双键）习题9-6（i）为什么与1mol Br2加成时，是碳碳双键首先与溴加成，而与1mol Br2加成时，却是碳碳三键首先与溴加成？与2mol Br2加成，生成什么产物？解：（i）HC≡C-CH2一CH＝CH2分子中碳碳三键与碳碳双键不共轭，由于sp碳原子的电负性比sp2碳原子的电负性强，使π电子与sp碳原子结合更为紧密，因而碳碳三键的亲电加成反应活性比碳碳双键差；而在HC≡C－CH＝CH2分子中，碳碳三键中有一个π键与碳碳双键共轭，而另一个π键不共轭，因为共轭体系较稳定，故碳碳三键中不共轭的π键先与Br2发生加成反应。

第十五章周环反应概述周环反应:反应过程中无离子或自由基中间体生成,而生成环状过渡态的反应协同反应如: Diels-Alder反应Claisen重排反应§15.1 周环反应的特点和类型一、反应特点1. 不经过中间体：C＋、C－、C•、：C等2. 不受溶剂极性、催化剂、自由基引发剂的影响3. 反应条件：加热、光照4. 有明显的立体选择性任何一个单电子可用波函数ϕi表示分子轨道ψ＝ΣCi ϕi§15.2 分子轨道对称性守恒及前线分子轨道理论一、分子轨道理论二、分子轨道对称守恒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。

三、前线轨道理论前线轨道：最高占有轨道：HOMO最低空轨道：LUMO 反应时，电子从一个分子的HOMO 流入另一分子的LUMO，且HOMO 与LUMO的P轨道位相一致§15.3 电环化反应一、定义：在光或热作用下，共轭烯烃转变为环烯烃或它的逆反应1. 取代丁二烯的电环化ψψ6反§15.3 环加成反应一、定义：在光或热作用下，两个或多个烯烃、共轭烯烃或含孤对电子的分子相互作用，形成一个稳定环状化合物的反应。

H CH H H§15.4 σ迁移反应一、定义：在光或热作用下，一个σ键沿共轭体系由一个位置转移到另一个位置，同时伴随π键转移的反应。

A.RCH23DCH－CH＝CH－CH＝CD221300。

C1 267。

第15章碳负离子缩合反应15.1 复习笔记一、氢碳酸的概念和α氢的酸性氢碳酸的酸性强弱可用碳上的氢以正离子解离下来的能力表示，用pK a值来表示，值越小，酸性越强。

烷烃的酸性很弱。

烯丙位和苯甲位碳上的氢的酸性比烷烃强。

末端炔烃的酸性更强一些，环戊二烯亚甲基上的氢相对更活泼一些。

1.α氢的酸性与官能团直接相连的碳称为α碳，α碳上的氢称为α氢。

α氢以正离子解离下来的能力即为α氢的活性（酸性）。

通过测定α氢的pK a值或其与重氢的交换速率可以确定α氢的酸性强弱。

（1）α氢的酸性强弱取决于与α碳相连的官能团及其它基团的吸电子能力。

总的吸电子能力越强，α氢的酸性就越强。

一些常见基团的吸电子能力强弱次序排列如下：（2）α氢的酸性还取决于氢解离后的碳负离子（carbanion）结构的稳定性。

碳负离子的离域范围越大越稳定。

（3）分子的几何形状会影响α氢的酸性。

（4）与α氢的解离和介质的介电常数及溶剂化有关。

2．羰基化合物α氢的活性分析羰基的吸电子能力很强，因此羰基化合物的α氢都很活泼。

例如在NaOD—D20中，2-甲基环己酮的α氢均可被氘取代。

（1）羰基使α碳原子上的氢具有活泼性，是因为：①羰基的吸电子诱导效应；②羰基α碳上的碳氢键与羰基有超共轭作用。

（2）羰基旁所连的基团的不同导致了它们的α氢的活性也有差异。

可以从这些化合物本身的结构以及它们形成烯醇式后的结构来认识：含羰基化合物的α氢的酸性从大到小顺序：酰氯＞醛＞酮＞酯＞酰胺①在酰氯中，氯的存在增强了羰基对α碳的吸电子能力，从而也增强了α氢的活性。

同时氯的吸电子效应也使形成的烯醇负离子因负电荷分散而趋于稳定。

②在酯和酰胺中，烷氧基氧的孤电子对和氨基氮的孤电子对均可与羰基共轭而使体系变得稳定。

③酰胺氮上的孤电子对碱性较强，使共轭体系更加稳定，要解离α氢，形成烯醇负离子需要的能量更多，故酸性比酯还弱。

④当醛基中的氢被烷基代替后，由于烷基的空阻比氢大，从某种程度上讲阻碍了碱和氢的反应；另外，由于烷基对羰基具有给电子的超共轭作用，因此醛的α氢比酮的α氢活泼。