【精品课件】有机化学课件徐寿昌全
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有机化学课件(徐寿昌)
（★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.） 例1:乙醇和二甲醚 CH3CH2-OH, CH3-O-CH3
例2:丁烷和异丁烷 CH3CH2CH2CH3, CH3CH(CH3)CH3
◎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;
★键的极性大小主要取决于成键两原子的电负性
值之差，与外界条件无关，是永久的性质。
电负性：一个元素吸引电子的能力。
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)
■ 在两原子组成的分子中，键的极性就是分子的极性，键
的偶极矩就是分子的偶极矩。
它原子所形成的两个共价键之间的夹角.
(3)键能 ——气态原子A和气态原子B结合成A-B分
子(气态)所放出的能量,也就是气态分子A-B离解 成A和B两个原子(气态)时所吸收的能量.
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
一.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.Wöhler）在实验室由氰酸铵
(NH4OCN)合成尿素(NH2CONH2),促进了有机
化合物的人工合成:
O N H O C N 4 H H NC N 2 2
C8H18的同分异构体数可达18个;
C10H22的同分异构体数可达75个。
2.性质上：① 容易燃烧 ② 热稳定性差 ③ 熔点、沸点低 ④ 难溶于水； ⑤ 反应速度慢 ⑥ 副反应多 三、有机化合物中的共价键 共价键广泛存在于有机物中，也可说共价键 是有机物的结构基础。关于共价键，目前有两 种常用的理论： ◎1、价键理论 从“形成共价键的电子只处于形成共价键两原子 之间” 的定域观点出发。
的顺序和空间排列方式不同.） 例1:乙醇和二甲醚 CH3CH2-OH, CH3-O-CH3
例2:丁烷和异丁烷 CH3CH2CH2CH3, CH3CH(CH3)CH3
◎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;
★键的极性大小主要取决于成键两原子的电负性
值之差，与外界条件无关，是永久的性质。
电负性：一个元素吸引电子的能力。
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)
■ 在两原子组成的分子中，键的极性就是分子的极性，键
的偶极矩就是分子的偶极矩。
它原子所形成的两个共价键之间的夹角.
(3)键能 ——气态原子A和气态原子B结合成A-B分
子(气态)所放出的能量,也就是气态分子A-B离解 成A和B两个原子(气态)时所吸收的能量.
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
一.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.Wöhler）在实验室由氰酸铵
(NH4OCN)合成尿素(NH2CONH2),促进了有机
化合物的人工合成:
O N H O C N 4 H H NC N 2 2
C8H18的同分异构体数可达18个;
C10H22的同分异构体数可达75个。
2.性质上：① 容易燃烧 ② 热稳定性差 ③ 熔点、沸点低 ④ 难溶于水； ⑤ 反应速度慢 ⑥ 副反应多 三、有机化合物中的共价键 共价键广泛存在于有机物中，也可说共价键 是有机物的结构基础。关于共价键，目前有两 种常用的理论： ◎1、价键理论 从“形成共价键的电子只处于形成共价键两原子 之间” 的定域观点出发。
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
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
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
有机化学徐寿昌版PPT课件
• 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。
CO2+ H2O
ONa
HCl
X
OH +
NaHCO3
OH + NaCl
利用醇、酚与NaOH和NaHCO3反应性质的不同，可 鉴别和分离酚和醇。
酚酸性的比较： 酚的芳环上有取代基时，它对酚的酸性的影响？
• 当苯环上连有吸电子基团时，酚的酸性增强；
• 连有供电子基团时，酚的酸性减弱。
OH
OH
吸电子基
推电子基
注意重排
热力学控制
成酯反应和Fries重
排！但芳环上有间
位定位基，如-NO2 时酯不发生重排。
动力学控制
5. 与羰基化合物的缩合反 酚的邻、对位应上的氢原子特别活泼，可与羰基化合物发 生缩合反应，按酚和醛的用量比例，可得到不同结构的 高分子化合物。
(1) 酸催 化
•比 甲 醛 有更强的 亲电性
(2) 碱催化
§11.2 酚的制法 一、 从异丙苯制备
+ CH3CH=CH2
H2SO4
H H3C C CH3
O2(空气),110 -120oC 过氧化物
CH3 H3C C O O H
OH + CH3COCH3
1 : 0.6
稀 H2SO4 75 - 85 oC
二、 从芳卤衍生物制备
有机化学课件4徐寿昌著
02
芳香族胺是含有氨基(-NH2)的芳香族化合物，具有碱性、亲核
性等特点。
芳香族硝基化合物和芳香族胺的转化关系
03
芳香族硝基化合物可以通过还原反应转化为芳香族胺，而芳香
族胺也可以通过氧化反应转化为芳香族硝基化合物。
22
05 杂环化合物和生 物碱
2024/1/28
23
杂环化合物的分类和命名
2024/1/28
2024/1/28
17
羧酸及其衍生物
2024/1/28
羧酸的分类和命名
羧酸是含有羧基的化合物。羧酸可以根据羧基所连接的烃 基的不同进行分类，如甲酸、乙酸等。羧酸的命名遵循系 统命名法，以羧酸为母体，烃基作为取代基。
羧酸衍生物的分类和命名
羧酸衍生物是羧酸中的羟基被其他基团取代后生成的化合 物。常见的羧酸衍生物有酯、酰卤、酰胺等。它们可以根 据取代基的不同进行分类和命名。
13
醇、酚、醚
2024/1/28
醇的分类和命名
醇可以根据羟基所连接的碳原子的类型进行分类，如伯醇、仲醇和叔醇等。醇的命名遵循 系统命名法，以醇为母体，羟基作为取代基。
酚的分类和命名
酚是羟基直接连接在芳香环上的化合物。酚可以根据芳香环的类型进行分类，如苯酚、萘 酚等。酚的命名遵循系统命名法，以酚为母体，羟基作为取代基。
2024/1/28
29
电环化反应
定义
电环化反应是指在共轭 体系中，通过电子的环 形流动导致体系中的π 电子数发生变化的一类 周环反应。
2024/1/28
举例
例如，1,3-丁二烯在加 热或光照条件下可以发 生电环化反应，生成环 丁烯或甲基环丙烷等产 物。
机理
电环化反应的机理通常 涉及到π电子的流动和 重排，以及可能的键的 断裂和形成。
有机化学课件(徐寿昌 全)7
3. 萘环的取代规律 • 萘衍生物进行取代反应的定位作用要比苯衍生物复 杂. • 原则上 第二取代基的位置要由原有取代基的性质和 原则上:第二取代基的位置要由原有取代基的性质和 位置以及反应条件来决定.但由于 位的活性高,在一般 但由于α 位置以及反应条件来决定 但由于 α位的活性高 在一般 条件下,第二取代基容易进入 第二取代基容易进入α 条件下 第二取代基容易进入α位. • 此外 环上的原有取代基还决定发生 “ 同环取代 ” 还 此外,环上的原有取代基还决定发生 同环取代” 环上的原有取代基还决定发生“ 异环取代” 是“异环取代”.
NO2 Zn + HCl [H] NH2
(c) 磺化
萘的磺化也是可逆反应. 萘的磺化也是可逆反应 磺酸基进入的位置和反应温度有关. 磺酸基进入的位置和反应温度有关
热力学控制？ 热力学控制？ 动力学控制？ 动力学控制？
SO3H 100 %H2SO4
96 %
165℃ H2SO4 ℃
<80℃ ℃
SO3H
SO3H 对甲萘磺酸
NO2 1,5-二硝基萘 二硝基萘
2. 萘的性质 萘为白色晶体,熔点 熔点80.5℃,沸点 ℃,有特殊气味 沸点218℃ 有特殊气味 ☆萘为白色晶体 熔点 ℃ 沸点 (常用作防蛀剂 易升华 常用作防蛀剂),易升华 常用作防蛀剂 易升华. 不溶于水,而易溶于热的乙醇和乙醚 而易溶于热的乙醇和乙醚. ☆不溶于水 而易溶于热的乙醇和乙醚 萘在染料合成中应用很广,大部分用来制造 大部分用来制造邻苯 ☆萘在染料合成中应用很广 大部分用来制造邻苯 二甲酸酐. 二甲酸酐 • 萘 具 有 2 5 5 kJ/mol 的 共 振 能 ( 离 域 能 ) , 苯 具 有 1 5 2 kJ/mol, 所以萘的稳定性比苯弱 萘比苯容易发生加成 所以萘的稳定性比苯弱,萘比苯容易发生加成 和氧化反应,萘的取代反应也比苯容易进行 萘的取代反应也比苯容易进行. 和氧化反应 萘的取代反应也比苯容易进行
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
【全文】有机化学课件(徐寿昌--全)15
苯胺的红外光谱
•胺的核磁共振谱：
§15.8 胺的化学性质
胺与氨相似，它们都具有碱性。氮原子有未共用电子对， 形成带正电荷铵离子的缘故：
:NH3 + H+
NH4+
R-NH2 + H+
RNH3+
• 胺溶于水，可发生离解反应：
R-NH2 + H2O
RNH3+ + OH-
胺的碱强度也常用它的共轭酸RNH3+的离解常数 Ka或Kb表示：
七、芳环上的取代反应 氨基是很强的邻、对位定位基，容易发生亲电取代反应： （1）卤化——速度快，溴化和氯化得2,4,6-三卤苯胺：
• 思考: 如何鉴别苯酚与苯胺?
• 苯胺与碘作用只得到一 元碘化物:
白色沉淀
苯胺的一元溴化物制备
NH2
(CH3CO)2O
NHCOCH3
Br2
NHCOCH3
NH2
H2O OH-
R-NH3+ + H2O
RNH2 + H3O+
胺的Kb与其共轭酸的Ka有下列关系：
• 如一个胺的Kb值越大，或pKb越小，则此胺的碱性越强； 如一个胺的共轭酸的Ka值越大，或pKa越小，则此胺的 碱性越弱。
• 芳胺的碱性比氨弱(由于共轭体系,发生电子的离域) • 苯胺与强酸成盐:
• 二苯胺的碱性更弱,与强酸成盐在水溶液中完全水解; 三苯胺的碱性最弱,不能与强酸成盐.
•迈森海默络合物的共振式：
稳定
• 络合物稳定，也就是生成这个这个络合物的活化能也 越低，所以反应容易进行。
（2）对酚类酸性的影响
• 苯酚的酸性比碳酸弱;随着苯环上引入硝基，增强了 酚的酸性；2,4,6-三硝基苯酚的酸性几乎与强无机酸 相近.
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
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。
有机化学徐寿昌优质公开课获奖课件
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。
有机化学徐寿昌优质公开课 获奖课件
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
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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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
小为原则.
CH3
5
1 CH3
2
4
3
1,2-二甲基环戊烷
1-甲基-3-乙基环己烷 **小取代基为1位.
1,1,4-三甲基环己烷
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.
+ H B r
B r
+ H
B r
H
② Diels-Alder双烯合成
7
+ COOCH3
丙烯酸甲酯
双烯体 亲双烯体
54 3
6 1 2H COOCH3
双环[2,2,1]-5-庚烯-2-羧酸甲酯
5.3 环烷烃的环张力和稳定性
60。 109.5。 24。 44'
环张力学说
随着环的扩大，张力
C
C
C 109.5。
第五章 脂 环 烃
5.1 脂环烃的定义和命名
1. 脂环烃的分类
a.按碳原子饱和程度分
b.按环的多少分
单环 二环
饱和脂环烃 —— 环烷烃
环烯烃 不饱和脂环烃——
环炔烃
多环 c.单环烷烃按碳原子数分
小环 C3-C4 一般环 C5-C7 中环 C8-C12 大环 >C12
2. 命名(与烷烃相似):
(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
不反应 不反应
思考题:
+ HBr
CH3
? CH3 C CH2 CH3
Br
环的破裂发生在含H最多和最少的两个碳 原子之间，且符合马氏规律.
2. 环烯烃的反应
环烯烃的性质与
CH 3
开链烯烃类似，
易加成、氧化等
H2/Ni HBr
CH 3 Br CH 3
Br 2
Br CH 3 Br
KMnO 4
1. O3 2. Zn,H
船式构象不稳定的原因：
透视式
纽曼投影式
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
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：
不褪色
Br 2 /CCl 4
褪色
褪色
KMn4O溶液 不褪色 褪色
(3) 加成反应 ① 加氢
+
H2
Ni。
80 C
CH3CH2CH3
+ H2
Ni
200 。C
CH3CH2CH2CH3
不 易
+ H2
Pt
300 。C
CH3(CH2)3CH3
开 环
② 加卤素
Br2/CCl4
CH 3 CH 3
CH 3
Br2/CCl4
带有侧链的环烯烃命名:
(A) 若只有一个不饱和碳上有侧链,该不饱和碳编号为1;
(B) 若两个不饱和碳都有侧链或都没有侧链,则碳原子编 号顺序除双键所在位置号码最小外,还要同时以侧链位 置号码满足最低系列原则.
C H3
1
6
2
5
3
4 1-甲基-1-环己烯
2
H3C 3
1
4
6
5
3-甲基-1-环己烯
CH3
C
丙烷 由此可见：
105.5。
C
C
环丙烷
（ 1 ） 键的重叠程度小，稳定性下降 。
（ 2 ） 电子云分布在两核连线的外侧，增加了试
剂进攻的可能性，故具有不饱和烯烃的性质。
环丙烷的结构
环己烷的结构和构象
椅式
环己烷的结构和构象
船式
1. 两种极限构象——椅式和船式
椅式构象稳定的原因：
纽曼投影式
透视式
Br2/CCl4
CH 2-CH 23
CH 3 C-CH-CH 2 Br Br
`
加 成 反 应
溴 可 鉴 烷
CH 2-CH 2-CH 2-CH 2
Br
Br
Br2/CCl4
不起加成，而是取代反应
③ 加卤化氢
环
+ HBr H2O
CH3CH2CH2Br
开环
+ HBr + HBr
Cl
+Cl2
+H C l
300℃ Cl2
Cl HCl
CH3
光
Br2
CH3
Br
HBr
(2) 氧化反应 在常温下，环烷烃与一般氧化剂都不起反应
CH2=CH2 KMn4O
紫色退去
不退色
HN3O △
COOH COOH
思考题:如何鉴别丙烷、环丙烷、丙烯？
CH 3 CH 2 CH 3 CH 2 =CHCH 3
6 CH3
5
1
4
2
3
1,6-二甲基-1-环己烯
CH3
5
4
1
3
2
5-甲基-1,3-环戊二烯
(3) 双环化合物--分子中含有两个碳环. 双环化合物：分子中含有两个碳环的化合物。 螺环化合物：其中两个碳环共用一个碳原子。 桥环化合物：共用两个或以上碳原子.
螺原子
5.2 脂环烃的性质
1.环烷烃的反应
(1) 取代反应
• 通过C-C键的不断扭动,一种椅型翻转为另一种椅型
为 a键
为e键
椅型构象的翻转
•两种椅型构象是等同的分子.
4. 取代环己烷的构象
1）一元取代环己烷的构象 一元取代环己烷中，取代基可占据a键， 也可占据e键，但占据e键的构象更稳定。
例如：
原因：a键取代基结构中的非键原子间斥 力比e键取代基的大（因非键原子间的距离小于 正常原子键的距离所致）。从下图中原子在空 间的距离数据可清楚看出。取代基越大e键型构 象为主的趋势越明显。
顺-1,4-二甲基环己烷
反-1,4-二甲基环己烷
(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
可不标.
环戊烯
环辛炔
1,3-环己二烯
椅型构象中的两种 C-H 键
a键 (直立键)
•与对称轴 成 109.5°
e键 (平伏键)
在室温时，环己烷的椅式构象可通过C-C键的转动（而不经 过碳碳键的断裂），由一种椅式构象变为另一种椅式构象，在 互相转变中，原来的a键变成了e键，而原来的e键变成了a键。
当六个碳原子上连的都是氢时，两种构象是同 一构象；连有不同基团时，则构象不同。
CH 3 O COOH
CH3 O
CHO
环烯烃的氧化反应 • 环烯烃的双键易被氧化剂(KMnO4,O3等)氧化而断
裂成开链的氧化产物:
K M nO4
H3 C CH CH2 CO O H CH2 CH2 CO O H
O3
Zn,H2O CH2CH2CHO
CH2CH2CHO
3. 环状二烯烃的反应
① 1,2 加成 和 1,4 加成
小为原则.
CH3
5
1 CH3
2
4
3
1,2-二甲基环戊烷
1-甲基-3-乙基环己烷 **小取代基为1位.
1,1,4-三甲基环己烷
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.
+ H B r
B r
+ H
B r
H
② Diels-Alder双烯合成
7
+ COOCH3
丙烯酸甲酯
双烯体 亲双烯体
54 3
6 1 2H COOCH3
双环[2,2,1]-5-庚烯-2-羧酸甲酯
5.3 环烷烃的环张力和稳定性
60。 109.5。 24。 44'
环张力学说
随着环的扩大，张力
C
C
C 109.5。
第五章 脂 环 烃
5.1 脂环烃的定义和命名
1. 脂环烃的分类
a.按碳原子饱和程度分
b.按环的多少分
单环 二环
饱和脂环烃 —— 环烷烃
环烯烃 不饱和脂环烃——
环炔烃
多环 c.单环烷烃按碳原子数分
小环 C3-C4 一般环 C5-C7 中环 C8-C12 大环 >C12
2. 命名(与烷烃相似):
(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
不反应 不反应
思考题:
+ HBr
CH3
? CH3 C CH2 CH3
Br
环的破裂发生在含H最多和最少的两个碳 原子之间，且符合马氏规律.
2. 环烯烃的反应
环烯烃的性质与
CH 3
开链烯烃类似，
易加成、氧化等
H2/Ni HBr
CH 3 Br CH 3
Br 2
Br CH 3 Br
KMnO 4
1. O3 2. Zn,H
船式构象不稳定的原因：
透视式
纽曼投影式
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
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：
不褪色
Br 2 /CCl 4
褪色
褪色
KMn4O溶液 不褪色 褪色
(3) 加成反应 ① 加氢
+
H2
Ni。
80 C
CH3CH2CH3
+ H2
Ni
200 。C
CH3CH2CH2CH3
不 易
+ H2
Pt
300 。C
CH3(CH2)3CH3
开 环
② 加卤素
Br2/CCl4
CH 3 CH 3
CH 3
Br2/CCl4
带有侧链的环烯烃命名:
(A) 若只有一个不饱和碳上有侧链,该不饱和碳编号为1;
(B) 若两个不饱和碳都有侧链或都没有侧链,则碳原子编 号顺序除双键所在位置号码最小外,还要同时以侧链位 置号码满足最低系列原则.
C H3
1
6
2
5
3
4 1-甲基-1-环己烯
2
H3C 3
1
4
6
5
3-甲基-1-环己烯
CH3
C
丙烷 由此可见：
105.5。
C
C
环丙烷
（ 1 ） 键的重叠程度小，稳定性下降 。
（ 2 ） 电子云分布在两核连线的外侧，增加了试
剂进攻的可能性，故具有不饱和烯烃的性质。
环丙烷的结构
环己烷的结构和构象
椅式
环己烷的结构和构象
船式
1. 两种极限构象——椅式和船式
椅式构象稳定的原因：
纽曼投影式
透视式
Br2/CCl4
CH 2-CH 23
CH 3 C-CH-CH 2 Br Br
`
加 成 反 应
溴 可 鉴 烷
CH 2-CH 2-CH 2-CH 2
Br
Br
Br2/CCl4
不起加成，而是取代反应
③ 加卤化氢
环
+ HBr H2O
CH3CH2CH2Br
开环
+ HBr + HBr
Cl
+Cl2
+H C l
300℃ Cl2
Cl HCl
CH3
光
Br2
CH3
Br
HBr
(2) 氧化反应 在常温下，环烷烃与一般氧化剂都不起反应
CH2=CH2 KMn4O
紫色退去
不退色
HN3O △
COOH COOH
思考题:如何鉴别丙烷、环丙烷、丙烯？
CH 3 CH 2 CH 3 CH 2 =CHCH 3
6 CH3
5
1
4
2
3
1,6-二甲基-1-环己烯
CH3
5
4
1
3
2
5-甲基-1,3-环戊二烯
(3) 双环化合物--分子中含有两个碳环. 双环化合物：分子中含有两个碳环的化合物。 螺环化合物：其中两个碳环共用一个碳原子。 桥环化合物：共用两个或以上碳原子.
螺原子
5.2 脂环烃的性质
1.环烷烃的反应
(1) 取代反应
• 通过C-C键的不断扭动,一种椅型翻转为另一种椅型
为 a键
为e键
椅型构象的翻转
•两种椅型构象是等同的分子.
4. 取代环己烷的构象
1）一元取代环己烷的构象 一元取代环己烷中，取代基可占据a键， 也可占据e键，但占据e键的构象更稳定。
例如：
原因：a键取代基结构中的非键原子间斥 力比e键取代基的大（因非键原子间的距离小于 正常原子键的距离所致）。从下图中原子在空 间的距离数据可清楚看出。取代基越大e键型构 象为主的趋势越明显。
顺-1,4-二甲基环己烷
反-1,4-二甲基环己烷
(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
可不标.
环戊烯
环辛炔
1,3-环己二烯
椅型构象中的两种 C-H 键
a键 (直立键)
•与对称轴 成 109.5°
e键 (平伏键)
在室温时，环己烷的椅式构象可通过C-C键的转动（而不经 过碳碳键的断裂），由一种椅式构象变为另一种椅式构象，在 互相转变中，原来的a键变成了e键，而原来的e键变成了a键。
当六个碳原子上连的都是氢时，两种构象是同 一构象；连有不同基团时，则构象不同。
CH 3 O COOH
CH3 O
CHO
环烯烃的氧化反应 • 环烯烃的双键易被氧化剂(KMnO4,O3等)氧化而断
裂成开链的氧化产物:
K M nO4
H3 C CH CH2 CO O H CH2 CH2 CO O H
O3
Zn,H2O CH2CH2CHO
CH2CH2CHO
3. 环状二烯烃的反应
① 1,2 加成 和 1,4 加成