李艳梅有机化学 第十二章课件
合集下载
清华大学李艳梅有机化学课件.ppt
完全为氢原子所饱和。又叫饱和烃,石蜡是烷烃的混合
物
例如:甲烷,乙烷,丙烷,丁烷(正丁烷,异丁烷),戊烷 (正戊烷, 异戊烷,新戊烷)......
名称 分子式
甲烷
CH4
乙烷 C2H6
结构式
丙烷 C3H8 丁烷 C4H10
戊烷 C5H12
结构简式
CH4 CH3CH3 CH3CH2CH3 CH3(CH2)2CH3 CH3(CH2)3CH3
烷基的大小次序： 甲基<乙基<丙基<丁基<戊基<己基<异戊基<异丁基<异丙基。
C 相同基团合并写出，位置用2，3……标出, 取代基数目用二, 三……标出。
D 表示位置的数字间要用逗号隔开，位次和取代基名称之间要用 “半字线”隔开。
E 如果支链上还有取代基时，则必须从与主链相连接的碳原子开始， 给支链上的碳原子编号。然后补充支链上烷基的位次、名称及数 目。
注意:键线式书写烷烃的分子结构:
•为了方便，只要写出锯齿形骨架,用锯齿形线的角及其端 点代表碳原子.不写出每个碳上所连的氢原子.但其它原子
必须写出.
(2)烷烃的通式——直链烷烃分子中，一个或几个 -CH2-基团（亚甲基）连成碳链，碳链的两端再连 有两个氢原子，因此直链烷烃的通式可写为:
H-(-CH2-)n-H
C
8
C
7
C
6
CC
5
C
4
C3 C C2
C 1 C C
6C
C 2 1 编号错误
（2） 若第一个支链的位置相同，则依次比较第二 、第三个支链的位置，以取代基的系列编号最小（ 最低系列原则）为原则。
烷烃名称的写出
A 将支链（取代基）写在主链名称的前面 B 取代基按“次序规则”小的基团优先列出
物
例如:甲烷,乙烷,丙烷,丁烷(正丁烷,异丁烷),戊烷 (正戊烷, 异戊烷,新戊烷)......
名称 分子式
甲烷
CH4
乙烷 C2H6
结构式
丙烷 C3H8 丁烷 C4H10
戊烷 C5H12
结构简式
CH4 CH3CH3 CH3CH2CH3 CH3(CH2)2CH3 CH3(CH2)3CH3
烷基的大小次序： 甲基<乙基<丙基<丁基<戊基<己基<异戊基<异丁基<异丙基。
C 相同基团合并写出，位置用2，3……标出, 取代基数目用二, 三……标出。
D 表示位置的数字间要用逗号隔开，位次和取代基名称之间要用 “半字线”隔开。
E 如果支链上还有取代基时，则必须从与主链相连接的碳原子开始， 给支链上的碳原子编号。然后补充支链上烷基的位次、名称及数 目。
注意:键线式书写烷烃的分子结构:
•为了方便，只要写出锯齿形骨架,用锯齿形线的角及其端 点代表碳原子.不写出每个碳上所连的氢原子.但其它原子
必须写出.
(2)烷烃的通式——直链烷烃分子中，一个或几个 -CH2-基团（亚甲基）连成碳链，碳链的两端再连 有两个氢原子，因此直链烷烃的通式可写为:
H-(-CH2-)n-H
C
8
C
7
C
6
CC
5
C
4
C3 C C2
C 1 C C
6C
C 2 1 编号错误
（2） 若第一个支链的位置相同，则依次比较第二 、第三个支链的位置，以取代基的系列编号最小（ 最低系列原则）为原则。
烷烃名称的写出
A 将支链（取代基）写在主链名称的前面 B 取代基按“次序规则”小的基团优先列出
最新清华大学有机化学李艳梅老师课件教学讲义ppt
Pauli电子交换作用：
乙烷的能量随扭转角的变化。0º、120º对应于重叠式，60º对应 于交叉式。以交叉式的能量为零点。实线为实际情形，虚线为 去掉Pauli电子交换排斥作用之后的理论值。
Pauli电子交换排斥作用降低了旋转能 垒，对旋转能垒的产生起的是“反作用”
静 电 作 用 ：
原子核间(nn)、电子之间(ee)的静电斥力能随扭转角的变化。0º、120º对应于重 叠式，60º对应于交叉式。以交叉式的能量为零点。图中，“RR”线是指分子 骨架固定不变，只有两甲基绕轴旋转的情况；“FR”线是考虑了所有静电效应 之后的结果。
同系物具有相似的化学性质，其物理性质一般随分 子量的改变而规律性变化。 系差： CH2为同系列的系差
构造式：代表分子中原子的种类、数目和排列次序的 式子。
结构式：除了代表分子中原子的种类、数目和排列次 序的之外，还包括了空间及原子、电子、构 型、构象等信息的式子。
同分异构：分子式相同而结构不同的现象。
HH
Newman projection
将乙烷模型置于纸面上，使C—C键与纸面垂直， 从C—C键上方往下看，用一个点表示前面的碳原子， 与这一个点相连的线表示碳原子上的键，用周围表 示后面的碳原子，从周围的、向外伸出的线表示后 一个碳原子上的键。
H HH HH
mation 交叉式（能量较低）
Nature杂志2001年5月的一篇报道指出： 文献：V. Pophristic, L. Goodman, Nature 411, 565-568 (31 May 2001)
Pauli电子交换作用
空
Pauli不相容原理
间 阻
碍
决定乙烷构 象的因素
静电作用
效 应
高三化学复习第十二章有机化学基础第三节有机合成及其应用省公开课一等奖新名师优质课获奖PPT课件
4.(·四川卷) A是一个有机合成中间体，其结构简式
为
，A合成路线如图所表示，其中B～H
分别代表一个有机物。
已知：
R、R′代表烃基。
请回答以下问题：
(1)A中碳原子杂化轨道类型有
；A名称(系统命名)
是
；第⑧步反应类型是
。
(2)第①步反应化学方程式是
。
56/65
(3)C物质与CH2=C(CH3)COOH按物质量之比1∶1反应，其
解析：(1)依据有机物类别和分子式即可写出A结构简式为CH≡C—CH3。 (2)B相对分子质量为30，B中含有C、H、O三种元素，故应为甲醛，其结构 简式为HCHO。
(3)依据题意，结合信息轻易就判断出E中含有官能团为碳碳双键和醛基。
(4)依据题意和F分子式可知F结构简式为
；依据N和H
反应类型推知H为
d.属于苯酚同系物
(3)丁是丙同分异构体，且满足以下两个条件，
丁结构简式为
。
a.含有
b.在稀硫酸中水解有乙酸生成
52/65
(4)甲能够经过以下路线合成(分离方法和其它产物已经略去)：
①步骤Ⅰ反应类型是
。
②步骤Ⅰ和Ⅳ在合成甲过程中目标是
③步骤Ⅳ反应化学方程式为
。 。
53/65
54/65
55/65
28/65
基础知识梳理 典基例础解知析识方整法合 考点能力突破
29/65
基础知识梳理 典基例础解知析识方整法合 考点能力突破
30/65
基础知识梳理 典基例础解知析识方整法合 考点能力突破
31/65
基础知识梳理 典基例础解知析识方整法合 考点能力突破
32/65
基础知识梳理 典基例础解知析识方整法合 考点能力突破
清华大学有机化学李艳梅课件全75页PPT
清华大学有机化学李艳梅课件全
21、没有人陪你走一辈子，所以你要 适应孤 独，没 有人会 帮你一 辈子， 所以你 要奋斗 一生。 22、当眼泪流尽的时候，留下的应该 是坚强 。 23、要改变命运，首先改变自己。
24、勇气很有理由被当作人类德性之 首，因 为这种 德性保 证了所 有其余 的德性 。--温 斯顿． 丘吉尔 。 25、梯子的梯阶从来不是用来搁脚的 ，它只 是让人 们的脚 放上一 段时间 ，以便 让别一 只脚能 够再往 上登。
66、节制使快乐增加并使享受加强。 ——德 谟克利 特 67、今天应做的事没有做，明天再早也 是耽误 了。——裴斯 泰洛齐 68、决定一个人的一生，以及整个命运 的，只 是一瞬 之间。 ——歌 德 69、懒人无法享受休息之乐。——拉布 克 70、浪费时间是一桩大罪过。——卢梭
21、没有人陪你走一辈子，所以你要 适应孤 独，没 有人会 帮你一 辈子， 所以你 要奋斗 一生。 22、当眼泪流尽的时候，留下的应该 是坚强 。 23、要改变命运，首先改变自己。
24、勇气很有理由被当作人类德性之 首，因 为这种 德性保 证了所 有其余 的德性 。--温 斯顿． 丘吉尔 。 25、梯子的梯阶从来不是用来搁脚的 ，它只 是让人 们的脚 放上一 段时间 ，以便 让别一 只脚能 够再往 上登。
66、节制使快乐增加并使享受加强。 ——德 谟克利 特 67、今天应做的事没有做，明天再早也 是耽误 了。——裴斯 泰洛齐 68、决定一个人的一生，以及整个命运 的，只 是一瞬 之间。 ——歌 德 69、懒人无法享受休息之乐。——拉布 克 70、浪费时间是一桩大罪过。——卢梭
有机化学及实验_李艳梅_第十二章醛酮
第十二章 醛 酮1. 下列各组化合物分别用同一试剂处理，哪些有反应，哪些无反应。
(1)饱和NaHSO 3溶液: C 6H 5COCH 3, C 6H 5CHO, CH 3CH 2CHO, CH 3CH 2COCH 3,O(2) HCN: C 6H 5CHO, CH 3CH 2COCH 3,O, C 6H 5COCH 3(3) I 2+NaOH: CH3CH2OH,CH 3CH 2CHCH 3OH, CH 3CHO, CH 3CH 2COCH 3, C 6H 5COCH 3,(C 2H 5)2CO, CH 3CH 2CHO,O, O(4) 浓NaOH:H 3CCHO, (CH 3)3C CHO , CH 3CH 2CHO, CH 3COCH 3(5) Tollen 试剂：C 6H 5CHO, C 6H 5COCH 3, CH 3CH 2COCH 3, CH 3CH 2CH 2CHO2. 鉴别。
(1) C 6H 5CHO, C 6H 5COCH 3, C 6H 5COCH 2CH 3 (2) HCHO, CH 3CHO, CH 3COCH 3(3) CH 3COCH 2CH 2CH 3, (C 2H 5)2CO,O(4) CH 3(CH 2)3CHO,CH 3CH 2CH 2CHCH 3OH , (C 2H 5)2CO3.排序。
（1）按羰基活性a. (CH 3)3CCOC(CH 3)3, CH 3COCHO, CH 3COCH 2CH 3, CH 3CHOb.CH 3CH 2COCH 3, CH 3COCCl 3c. O, O(2) 按酸性a. CH 3NO 2, CH 3CHO, CH 3CN, CH 3COCH 3b. CH 2(NO 2)2, CH 3COCH 2COCH 3, CH 3CH 2COCH 2COCH 2CH 3,C 6H 5COCH 2COCH 3, C 6H 5COCH 2COCF 3c. 烯醇式含量CH 3COCH 2COOC 2H 5, CH 3COCH 2CH 3,CH 3COCH 2COCH 3, CH(COCH 3)3,(CH 3CO)2CHCOOC 2H 54. 从指定原料合成。
2024版清华大学有机化学李艳梅老师课件PPT文档
目录•有机化学概述•碳原子结构与性质•官能团及其反应活性•立体异构现象与手性分子识别•有机合成策略与方法•绿色化学原理在有机合成中应用有机化学概述有机化学定义与发展历程定义研究有机化合物结构、性质、合成、反应机理及其应用的科学发展历程从早期对天然产物的提取和分离，到合成有机化合物的探索，再到现代有机化学的飞速发展有机化合物分类及特点分类按碳骨架分类（开链化合物、碳环化合物、杂环化合物等）、按官能团分类（烃类、醇类、醛类、酮类等）特点种类繁多、结构复杂、性质各异，具有广泛的应用价值有机化学在科研与工业中应用科研应用研究生命现象的本质、探索新药物和新材料、发展高效低毒的农药和化肥等工业应用合成纤维、塑料、橡胶等高分子材料，生产染料、香料、涂料等精细化学品，制备医药、农药等中间体。
碳原子结构与性质碳原子杂化类型及空间构型sp杂化碳原子形成两个σ键，呈直线型构型，如乙炔中的碳原子。
sp²杂化碳原子形成三个σ键，呈平面三角形构型，如乙烯中的碳原子。
sp³杂化碳原子形成四个σ键，呈四面体构型，如甲烷中的碳原子。
0102 03σ键由两个原子轨道沿键轴方向重叠而形成，具有方向性和饱和性。
π键由两个原子轨道垂直于键轴方向重叠而形成，具有方向性和不饱和性。
共价键的极性由成键原子的电负性差异决定，差异越大，极性越强。
共价键形成与性质分析03疏水作用非极性分子间的相互作用力，使非极性分子在水溶液中相互聚集。
01范德华力普遍存在于分子间的相互作用力，与分子的大小和极性有关。
02氢键存在于含有氢原子的分子间的一种特殊相互作用力，具有方向性和饱和性。
碳原子间相互作用力探讨官能团及其反应活性卤素原子（-X ）具有亲电性，可发生亲核取代、消除等反应。
-NH2）具有亲核性和碱性，可参与亲核取代、缩合等反应。
羧基（-COOH ）具有酸性，可发生酯化、酰卤化等反应。
羟基（-OH ）具有亲核性，可参与亲核取代、消除等反应。
有机化学课件第十二章.ppt
O C OEt
H2O, H+
OH CH2
O C OH
练：
O Br CH2 C OEt + PhCHO + Zn
H2O
O PhCH CH2 C OEt
OH
(2) 性质
1）受热脱水反应
-羟基酸
RR CCHH OOHH HHOOOOCC ++
两种可能的酯化反应机理
O
H+
R C O H + H O R'
O
H+
R C O H + H O R'
O R C O R' + H2O
O R C O R' + H2O
1、2 ROH 3 ROH
(i) 酰基上的亲核取代（酰氧断裂）
O
H+
O
R C O H + H 18O C2H5
R C 18O C2H5 + H2O
CH3COOH + CO2
O
COOH Δ COOH
O + H2O
OO
COOH Δ COOH
O + H2O O
乙二酸、丙二 酸受热脱羧
丁二酸、戊二 酸受热脱水
COCOOHOH Δ Δ COCOOHOH
COCOHOH ΔΔ COCOHOH
O O+ +COC2O+2 +H2OH2O OO++CCOO2 +2 +HH2O2O
RCH2 C O C CH2R + H2O
交换法：羧酸和乙酐共热制备较高级的酸酐
O
OO
2 R C OH + CH3 C O C CH3
高三化学复习第十二章有机化学基础第一节有机化合物的结构与测定烃省公开课一等奖新名师优质课获奖PPT课
生银镜反应,又能与饱和 NaHCO3 溶液反应放出 CO2,共有
种(不考
虑立体异构)。J 的一个同分异构体发生银镜反应并酸化后核磁共振氢谱为
三组峰,且峰面积比为 2∶2∶1,写出 J 的这种同分异构体的结构简
式
。
11/73
基础知识梳理 典基例础解知析识方整法合 考点能力突破
12/73
基础知识梳理 典基例础解知析识方整法合 考点能力突破
64/73
(3)测定白色固体B熔点，发觉其在115 ℃开始熔化，到达130 ℃时仍有 少许不熔。该同学推测白色固体B是苯甲酸与KCl混合物，设计了以下方 案进行提纯和检验，试验结果表明推测正确。请完成表中内容。
65/73
(4)纯度测定：称取1.220 g产品，配成100 mL甲醇溶液，移取25.00 mL溶 液，滴定，消耗KOH物质量为2.40×10-3 mol。产品中苯甲酸质量分数计 算表示式为______，计算结果为____(保留两位有效数字)。
已知：
①烃A相对分子质量为70，核磁共振氢谱显示只有一个化学环境氢；
②化合物B为单氯代烃：化合物C分子式为C5H8； ③E、F为相对分子质量差14同系物，F是福尔马林溶质；
④
回答以稀下N问aO题H ：
R1CHO
+
。
R2CH2CHO
(1)A结构简式为_______。
(2)由B生成C化学方程式为_____________。
13/73
基础知识梳理 典基例础解知析识方整法合 考点能力突破
②
,余下一个碳原子作为甲基连接在苯环上,该取代基可
在邻、间、对三种位置,共计 3 种,累计 15+3=18 种。J 的同分异构体中发生
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
O
H3C C H3C O
H2C K+H H3C C OK
H2
enolate
E. Regioselective Formation of Enolate Anions
形成烯醇盐的区域选择性
?
Kinetic enolate Thermodynamic enolate Generally:
?
1. Low temperature gives the kinetic enolate.
12.2.3 Physical properties
分子极性大，与水可形成氢键。
香型：
低级醛：强烈的刺激味 中级醛：果香味
CH3(CH2)7CHO
玫瑰香
H3C
CH2 O
樟脑香味
C6H5CH2CH2COCH3
香油香味主要成分
H2C H3C C H
C
O
麝香香味
(CH2)12
既可被氧化，也可被还原
O C C
反应特点： 1、产物多为白色固体： 用于鉴别醛酮 2、产物一般有固定的结晶形状及熔点： 可通过测熔点来推测未知的醛酮 3、产物在稀酸作用下水解为原反应物： 可用于分离、提纯
反应类型总结：
1、简单加成：Nu-中带负电荷的部分加在羰基 碳原子上，另一部分加在氧原子上。 2、先加成后取代－－酸催化下 如：与ROH，RSH 3、先加成后消去－－酸或碱催化 如：胺、 氨及氨的衍生物
O C H
RMgX
R'
H2O
R'
20 ROH
R'
O C R''
RMgX
R'
H2O
R'
30 ROH
(D) 与磷ylide的反应－－Wittig反应
带有相邻“＋”“－”电荷的分子（内鎓 盐）
制备：
R1 (Ph)3P O C R2 C (Ph)3P O C
R1 R2 C
R1 (Ph)3P O C R2 C
3、用途：
用于保护羰基
与胺反应：20胺
烯胺 可水解
当该羰基化合物 含有-H时
与胺反应：30胺 不反应
(B) 与氨及其衍生物反应：
1、与氨的反应
OH C O + NH 3 C NH2 C NH
脂肪族亚胺 2、与氨的衍生物的反应
OH C O + H2N-Y C NH-Y C N-Y
不稳定
可稳定存在
pKa 50 44 34 25 20 15.9 15.74 10 6.5
12.4.2 Keto-Enol Tautomerization 醛（酮）－烯醇式互变异构
Keto
Enol
A. Interconversion 转化过程
B. Keto-enol tautomers in equilibrium 平衡
碱性条件：
酸性条件：
(B). Reactivity 1、电子效应：超共轭效应，羰基化合物的稳定性 <
<
<
<
2、空间效应：
R C R (H) sp2 1200 O + H-Nu R Nu C R (H) sp3
109.50
OH
(C) Stereochemistry
羰基平面两侧等价
Cram rule
P(Ph)3 O
R1 + C C
R2
10.3.5 Reaction with Nitrogen nucleophiles
与含氮亲核试剂的加成 (A) 与胺反应：10胺
C O + OH2N R C N+H2R 质子交换
OH H C N
R －H2O
C
N
R
亚胺
亚胺
注意： 1、亚胺不稳定，尤其是脂肪族亚胺；芳胺相对较稳定，可分离出。 2、书写法：脱水
12.3.5 Reaction with nitrogen nucleophiles
12.3.1 General reaction, Reactivity and Stereochemistry
(A). Reaction
General Reaction:
R C R (H) O + E-Nu R Nu C R (H) OE
共轭后降低约 30 cm-1
CO－H 2665-2880 cm-1
12.2.2 NMR spectrum
1HNMR:
CHO -CO-CH2-CO-CH3
9-10 ppm 2.0-2.5 ppm 2.0-2.5 ppm 175-205 ppm
13CNMR:
-CHO
R-CO-R’
200-220 ppm
R R'
C O
NC R'' HO NaO 3S
H MgX H H
注意：
以上反应除与有机金属化合物的反应之外， 均为平衡过程
讨论参数：平衡常数
12.4 Reactions at the -Carbon of Aldehyde &
Ketone
12.4.1 Acidity of the -hydrogens
(A) 与HCN
条件：醛、脂肪族甲基酮及C8以下环酮 酸碱性的影响（略偏碱）
(B) 与炔化物反应
(C) 与金属有机化合物反应
O H C H RMgX OMgX H C H R
OMgX C H R
OMgX C R'' R
H2O
OH H C H R
OH C H R
OH C R'' R
10 ROH
R'
应用：还原羰基
(C) 与Schiff试剂的反应 品红 ＋ SO2(g)
酮 甲 醛
品红醛试剂（Schiff试剂）
＋ Schiff试剂
紫红 紫红
其它醛
＋ H2SO4
不褪色 褪色
用途：鉴别
10.3.4 Reaction with Carbon Nucleophiles
与含碳亲核试剂的加成
R=R’ 单酮 RR’ 混酮 环（内）酮
12.1.3 Nomenclature
(Learn on your own)
12.1.4 Isomerization
(Learn on your own)
12.2 Spectrum Data & Physical Properties 12.2.1 IR spectrum 12.2.2 NMR spectrum
O
C O C
R
C
C H
C H
Hydrogens are unusually acidic (pKa=19-20)
Hydrogens are not acidic (pKa=40-50)
C2H6 C2H4 NH3 C2H2 CH3COCH3 C2H5OH H2 O Ph-OH H2CO3
O R H R O R'
Aldehyde
Ketone
Planar molecule
12.1.2 Classification 分类
按烃基类型：脂肪族、芳香族 按羰基数目：一元、二元、三元 按烃基饱和程度：饱和、不饱和 其它：单酮/混酮，环（内）酮
O R R'
H2C H3C C H C O
(CH2)12
Phenol 酚
O
OH
K 1014
烯醇式含量几乎为100％
C. Detection 检测
OH C H3 C C H O C CH 3
FeCl3 O Fe H 3C C C H O C
Purple or blue
CH 3 6
D. Formation of enolate 烯醇盐的形成
O H C H C B C C O C C O
12.2.3 Physical properties
12.2.4 Isomerization
(Learn on your own)
12.2.1 IR spectrum
C=O RCHO
ArCHO RCOR ArCOR ArCOAr
1720-1740 cm-1
1695-1715 cm-1 1700-1725 cm-1 1680-1700 cm-1 1660-1670 cm-1
2. High temperature, relatively weak base in a protic solvent gives the thermodynamic enolate.
带部分正电 被亲核试剂进攻 加成
H
一定的酸性
12.3 Nucleophilic Addition
12.3.1 General reaction, Reactivity and Stereochemistry
12.3.2 Reaction with oxygen nucleophiles 12.3.3 Reaction with Sulfur nucleophiles 12.3.4 Reaction with Carbon nucleophiles
羰基平面两侧不等价
H O CH 3
H -Nu CH 3
Nu O-
主要产物
12.3.2 Reaction with oxygen nucleophiles
与含氧亲核试剂的加成 (A) Hydration
偕二醇
(B) Addition of alcohols
半缩醛
缩醛
半缩酮
缩酮
注：
1、为醚类化合物 2、简单的醛与过量的醇：反应容易
[烯醇]
平衡常数：
K＝