01_Lecture绪论(33页)

Organic Chemistry, 8th Edition L. G. Wade, Jr.
Chapter 1
Introduction and Review
Rizalia Klausmeyer Baylor University Waco, TX
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• 一个负离子能写出的等价共振式越多就越稳 定，则它原来的酸的酸性就越强。
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Chapter 1
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亲核试剂（Nucleophiles） 和亲电试剂（Electrophiles） • 亲核试剂: 给电子到具有空轨道的原子核； • 亲电试剂: 可以接受一对电子； • 形成化学键时，亲核试剂进攻亲电试剂。 箭头从负离子到正离子； • 断裂一个化学键时，更电负性的原子带走 （成键）电子。
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Chapter 1
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电负性对酸性的影响 （Effect of Electronegativity on pKa）
如果连到质子上的键变得更加极化，H就会变 得更加电正性，相应的键就越容易解离。
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3. 有机合成：
• 它有两方面的用途： 一是一个新化合物结构的最后确定是必须能 按照已知的标准反应将其合成出来； 二是通过合成可以提供自然界存在很少或根 本不存在、而又有着重要用途的化合物。 如阿司匹林、布洛芬、紫杉醇等。
OH O O Aspirin
Chapter 1
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主要贡献式和次要贡献式 （Major and Minor Contributors）
• 主要贡献式是所有原子都是完整的八电子 体的。例如：
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8
Major and Minor Contributors (Continued)
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二、有机化合物的研究过程
1. 提纯：有机化合物的提纯方法有： （1） 结晶(对固体化合物)； （2） 蒸馏(对液体化合物)，包括减压蒸馏、 水蒸气蒸馏等； （3） 升华（在熔点以下至少要有2.67kPa的 蒸汽压）； （4） 萃取和层析法(层析包括薄层析、柱层 析和制备色谱)。
Chapter 1
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Conjugate Acids and Bases （共轭酸碱）
共轭酸:一个碱接受了一个质子，它就变成了一个酸， 这个酸可以给出质子，所以叫做那个碱的“共轭 酸”； 共轭碱：一个酸给出了质子，就变成了负离子，它 可以接收回质子，所以叫做那个酸的共轭碱。 例如：
• 电荷分离可用静电势能图 (EPM， electrostatic potential map )来表示 ，图中 红色表示部分负电荷的区域，蓝色表示部 分正电荷的区域：
• 偶极矩(极性)的大小与化学反应性能关系密 切,如卤代烷的亲核取代、羰基的亲核加成 等。
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写出下列结构的共振式，指出哪一个是主要的 和次要的贡献式。
Solution
两个结构的碳和氧都满足八偶体，化学键个数 相同；前者负电荷在碳上，后者在氧上；由于 氧是更电负性的，所以后者是主要贡献体。
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醋酸离子的共振式
乙酸电离后，负电荷可以离域到两个氧上； 每个氧上带有一半的负电荷（分散了），这 种离域使负离子稳定；
Chapter 1
OrganiLeabharlann ChemistryOrganic chemistry is the chemistry of carbon compounds. CH O
3
CH3CH2CH=CHCH2COHN O 2-pentenylpenicilin
H N
S
CH3 CH3
O
H NCH3
CO2Na
HO Codeine
Solution
第一个结构 (minor) 有一个碳原子只有六个电 子，而第二个结构 (major) 所有原子都是八偶 体，并有一个附加的化学键。 凡是正电荷与带孤电子对的原子相连的碳正 离子都是相当稳定的。 Chapter 1
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Solved Problem 3
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Effect of Size on pKa （体积对酸性的影响）
随着体积的增大，H就连接得越松散，就 更易断裂。 较大的体积也可以使负离子更稳定。
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Effect of Resonance on pKa
AcO O Ph Ph OH H O O Taxol
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O
OH
HO PhOCO
H AcO O
Chapter 1
2
非键电子（Nonbonding Electrons）
• 非键电子也叫孤对电子，是未与其它原子成键的 电子； • 它们可以作为亲核试剂参与化学反应。
Chapter 1
5
共振式（Resonance Forms）
• 有些化合物的结构通过单一的Lewis结构不 能很好地表达它的性质； • 共振式是一组通过电子移动就可以相互转 化的Lewis 结构； • 一个化合物的真实结构是一组共振式的杂 化体（hybrid ），如下列所示，既不是A， 也不是B，而是二者的综合表现。
21
经验式计算 （Calculating Empirical Formulas）
计算经验式时需要考虑以下内容： – 每种元素的百分组成； – 把克数转变为摩尔数； – 每个组分的摩尔数被最小的一个摩尔数除， 得到摩尔数比； – 根据已知的分子量，把经验式乘以相应的 倍数即得到分子式； – 如果元素分析不是100%，则以氧补齐。
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6
Resonance Forms
一组共振式可按照下列标准来比较： 1. 每个式子尽可能八偶体； 2. 有尽可能多的共价键； 3. 负电荷在电负性原子上，正电荷在电正 性原子上； 4. 电荷分离尽可能少。
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Nucleophiles and Electrophiles
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有机化学研究的 内容和研究过程
一、有机化学研究的内容 1. 天然产物的研究：分离、提纯（蒸馏、重结晶、 升华、层析等）； 2. 有机物结构的测定：必须为纯净物！ 元素分析：确定所含元素及其比例。 IR光谱：确定含有何种官能团； 1HNMR：确定化合物中碳上的取代情况； UV：是否为共轭体系及其共轭的程度； MS：由M+（分子离子峰）确定化合物的分子量， 根据裂分规则回推出样品化合物的结构。 Chapter 1 29
1
O
1
O
H
在这种结构中，碳原子以外的原子必须要表 示出来；双键、叁键也必须表示出来。
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Line-Angle Formulas (Continued)
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Condensed Structural Formulas
Lewis
H H Br H H C C C C H H H H H H H O H H C C C C H OH H
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3
重键（Multiple Bonding）
• 共享两对电子的键叫做双键； • 共享三对电子的键叫做叁键； • 例如：
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Chapter 1
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偶极矩（Dipole Moment）
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2. 分析：纯物质，可用光谱等方法确定其组 成和结构； （1 ）元素分析(Elementary Analysis，EA)： 微量有机分析只需10-0.1mg样品； (2) 构造式的确定：一般采用的方法是光谱分 析； (3) 有机合成： 一个有机化合物构造式的最后确定， 必须要能够按照标准的化学反应将其合成 出来，后者的性质要完全与所分析的未知 物的性质一致。
有时叫做骨架结构； 键通过线来表示，碳通过转折点来表示； 连到碳上的氢省略， 但氮、氧和卤素等杂原子要表示出来。
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键线式表示法（Line-Angle Drawings）