columbia大学有机化学课件01_12_14.html
哥伦比亚教授有机化学课件Pericyclic
Z = O, N not S
Ene Reactions in Total Synthesis: Ene/Retro-Ene Sequence to Protect Indole
H CO2Me NAc +
N H Me Me
O
N NMe
N
O MTAD
CH2Cl2, 0 °C, 1 min
150 °C, 1 min
a high negative entropy of activation
Typical enophiles
O R1 R2
N R3 R1 R2
S
R3 R4
R1 R2 R1 R2
Hetero ene
reactions
Z
Z+ H
X Y
X ZY
H
K. Alder and co-workers, Chem. Ber. 1943, 76, 27.
a high negative entropy of activation
K. Alder and co-workers, Chem. Ber. 1943, 76, 27.
Ene Reactions: Background and Key Principles
H
+
Y
Y
X
X
ene
eneophile
O
O
+ H
Ph
O
O
Ene reaction
Ph
O O
This reaction is often referred to as the Alder ene reaction, particularly in older (pre-1980s) literature
《大学有机化学》PPT课件
CH3CH2CH2CH3
普通命名:正丁烷 系统命名:丁烷
CH3CH2CH2CH2CH2CH2CH3
正庚烷 庚烷
支链烷烃可看作是直连烷烃的烷基取代衍生物。系统 命名时, 主要是确定主链及取代基的位次、数目和名称。
人民卫生电子音像出版社
上页 下页 首页 16
第二章 烷烃和环烷烃
烃基及其命名
烃分子中去掉一个氢原子后剩下的原子团叫做烃基。 脂肪烃基:脂肪烃去掉1个H所剩下的部分。“R-” 烷基:烷烃分子中去掉一个氢原子后剩下的部分。
2,5-二甲基-3-异丙基己 烷
CH3 CH3
2,5-二甲基-4-异丙基己
烷
邓健 制作 张静夏 审校
上页 下页 首页 21
第二章 烷烃和环烷烃
第一节 烷烃(二、异构,
CH3 CH3-CH CH3
CH3-CH2-CH2—CH—CH—C—CH2-CH3
CH2
CH2
CH2
CH3
CH3
3-甲基-3-乙基-5-丙基-4-异丙基
第一节 烷烃(一、结构
实际上碳原子并不直接以激发态的原子轨道参与形成共价
键, 而是先杂化,再成键。形成烷烃时,碳原子取 sp3 杂化。
z
四面体结构, 轨道间夹角
为 109.5o.
sp3杂化
x
y
激发态: 2s1 + 2px1 + 2py1 + 2pz1
1s22(sp3)12(sp3)12 (sp3)12(sp3)1
z
x
y
90℃
激发态: 2s1 + 2px1 + 2py1 + 2pz1
假想的甲烷结构
设计与制作 邓健 张静夏
哥伦比亚教授有机化学课件Olefination
Ph3P
Me
OMe
Me
Ph3P
Ph3P Me
Ph3P
Not stable; must be made in situ and used immediately
Ph3P
Wittig Olefination: Background and Principles
Stereoselectivity with non-stabilized ylides
+ Ph3P
Me
O
PPh3H O R HR
As the size of the R groups increases, selectivity for Z-alkene increases Nonpolar solvents favor initial addition Polar solvents favor the elimination
Ph3P H
O
H
Me
-[Ph3P=O] Me
Z-alkene
Wittig Olefination: Background and Principles
Stereoselectivity with stabilized ylides
Me
Ph3P
O
O
Ph3P
OEt
Ph3P
Me
semistabilized
Olefination Reactions
Lecture Notes
Key Reviews:
Wittig Reaction K. C. Nicolaou and co-workers, Ann. 1997, 1283. Horner-Wadsworth-Emmons and Tebbe Olefinations S. E. Kelly, Comprehensive Org. Synth. 1991, Vol. 1, 729.
大学有机化学ppt课件
现代有机化学
20世纪后半叶至今,随着计算机技术和先进实验手段的应用,有机化 学在合成、反应机理、生物有机化学等领域取得了显著进展。
有机化学的学习方法
01
02
03
04
掌握基本概念
学习有机化学需要掌握基本概 念,如化学键、分子结构、官
有机化学在化妆品领域也有广泛应用,如合成香料、色素、保 湿剂等。
有机化学对环境保护的影响
有机污染
有机化学品的生产和使用可 能对环境造成污染,如农药 、染料、油漆等有机废弃物 。
温室效应
一些有机化学品,如甲烷和 氟利昂等,是温室气体的重 要组成部分,对全球气候变 化产生影响。
臭氧层破坏
某些有机化学品,如氟氯烃 等,会破坏大气中的臭氧层 ,增加紫外线辐射对地球生 物的危害。
胺类的物理性质
如沸点、溶解性等。
胺类的化学性质
如碱性、亲核性、还原性等。
重氮和偶氮化合物
重氮化合物的定义和性质
偶氮化合物的定义和性质
含有重氮基(-N=N-)的化合物,具有不稳定 性和易爆性。
含有偶氮基(-N=N-)的化合物,通常通过重 氮化反应制备,具有颜色鲜艳、稳定性好 等特点。
重氮和偶氮化合物的合成方法
酚的分类和命名
酚是羟基与芳环直接相连的化合物。根据芳环上取代基的不同,酚可分为单酚和多酚。 酚的命名遵循系统命名法。
醚的分类和命名
醚是醇或酚的羟基中的氢被烃基取代而生成的化合物。根据醚键两端连接基团的不同, 醚可分为单醚、混醚和环醚。醚的命名遵循系统命名法。
醛、酮、醌
1 2 3
醛的分类和命名
哥伦比亚教授有机化学课件Glycosidation
Glycosidations: Background and Key Terminology
RO RO
OR O
RO OR1
5 O 1 OR1 RO
HOMe O
HO HOOH
fucose
Me OH
HO
O
HO
OH rhamnose
OH
HO HO
O H2NOH
glucosamine
OH O OH
HO OH xylose
Some of the more exotic, but frequently incorporated, sugars in natural products
O
H2N
OH
R
N
NH2 N
NN
HO
O
3 amino acids = 6 linear combinations (2 x 2 x 2) 3 nucleosides = 6 linear combinations (2 x 2 x 2)
O OH O P O-
O-
Carbohydrates: A Unique Store of Chemical Information
Glycosidation
Lecture Notes
Key Reviews:
K. C. Nicolaou, H. J. Mitchell, Angew. Chem. Int. Ed. 2001, 40, 1576. B. G. Davis, J. Chem. Soc., Perkin Trans. 1 2000, 2137. G.-J. Boons, Contemp. Org. Synth. 1996, 3, 173. G.-J. Boons, Tetrahedron 1996, 52, 1095.
大学有机化学课件ppt课件
烯烃的化学性质
活泼,可发生加成、氧化、聚 合等反应。
炔烃
炔烃的定义和通式
含有碳碳三键的烃类化合物,通 式为CnH2n-2。
炔烃的命名
选择含有三键的最长碳链为主链, 从靠近三键的一端开始编号。
炔烃的物理性质
随着碳原子数的增加,炔烃的熔 沸点逐渐升高,密度逐渐增大。
炔烃的化学性质
活泼,可发生加成、氧化、聚合 等反应。
质谱法应用
在有机化学中,质谱法可用于确定有机化合物的 分子量、分子式及结构信息。
核磁共振波谱法
核磁共振基本原理
01
利用核自旋磁矩在外加磁场中的能级分裂和跃迁产生的信号进
行检测。
核磁共振波谱仪的构成
02
包括磁体、射频系统、检测系统、数据处理系统等部分。
核磁共振波谱法应用
03
在有机化学中,核磁共振波谱法可用于确定有机化合物的结构、
有机化学在日常生活中的应用
有机高分子材料、功能材料和复 合材料等广泛应用于建筑、交通、 电子和航空等领域。
有机化学在环境监测、污染治理 和可持续发展等方面也发挥着重 要作用,为保护环境、维护生态 平衡做出了贡献。
医药领域 材料领域 农业领域 环境领域
有机化学在药物合成、新药研发 和药物分析中发挥着重要作用, 为人类健康事业做出了巨大贡献。
大学有机化学课件ppt课件
目录
• 有机化学概述 • 烃类化合物 • 烃的衍生物 • 有机合成与反应机理 • 有机化学分析方法与技术 • 有机化学前沿领域及挑战
01
有机化学概述
Chapter
有机化学定义与发展
定义
有机化学是研究有机化合物的结 构、性质、合成和反应机理的科
学。
有机化学ppt课件完整版
卤代烃的化学性质
卤代烃在碱性条件下可发生水解反应,生成相应的醇和卤化氢。此外,卤代烃还可发生消 去反应、取代反应等。
17
醇、酚、醚
2024/1/27
醇
醇是脂肪烃、脂环烃或芳香烃侧链中的氢原子被羟基取代而成的化合物。根据羟基所连碳原子的类型不同,醇可分为 伯醇、仲醇和叔醇。醇具有亲水性,能与水形成氢键,因此易溶于水。醇可发生氧化反应、酯化反应等。
酚
酚是芳香烃环上的氢原子被羟基取代而成的化合物。酚具有弱酸性,能与碱反应生成盐和水。酚还可发生氧化反应、 取代反应等。
醚
醚是由醇或酚的羟基中的氢被烷基或芳基取代而成的化合物。醚具有较好的化学稳定性,不易被氧化。 醚可发生开环反应、取代反应等。
18
醛、酮、醌
醛
醛是羰基碳与两个氢和另一个烃 基相连的化合物。醛具有较强的 还原性,易被氧化为羧酸。醛可 发生银镜反应、斐林反应等特征 反应。
IUPAC命名法
国际纯粹与应用化学联合 会制定的有机化合物命名 规则,具有通用性和规范 性。
10
03
烃类化合物
2024/1/27
11
烷烃
烷烃的通式与命名
介绍烷烃的通式、命名原则及常 见烷烃的名称。
烷烃的结构与性质
阐述烷烃的结构特点,包括碳原 子的杂化方式、分子构型等,以 及烷烃的物理性质和化学性质, 如熔沸点、密度、溶解性、稳定
炔烃的来源与制备
介绍炔烃在自然界中的存在形式、工业制备方法及实验室 合成方法。
14
芳香烃
芳香烃的通式与命名
介绍芳香烃的通式、命名原则及常见芳香烃的名称。
《大学有机化学总》课件
分子,如烯烃的加成反应。
3
消除反应
分子中的原子或官能团在条件下失去, 形成新的化学键,如脱水、分解等。
有机化学在日常生活与工业中的应用
食品与调味品
• 合成食品添加剂和天然 食品中的化学物质
•Hale Waihona Puke 食品加工、防腐和调味 的化学反应医药和保健
• 合成药物和研发新型药物 • 有机合成用于生物学研
究和重大疾病治疗
能源与环保
• 制备可再生能源和燃料电池 • 有机废水处理和环境污
染控制
总结与要点
有机化学是研究有机化 合物和反应的学科
它在生命科学、医药和材料 科学等领域有广泛应用。
有机化学的基本原理和 反应类型
有助于理解有机化合物的性 质和合成方法。
有机化学在日常生活和 工业中的应用
涉及食品、医药、能源和环 保等领域。
碳的特殊性质
碳原子能形成四个共价键,使其能够构建庞大复杂的分子结构。
电子与配位理论
电子和配位理论解释了有机化合物的键合和反应机制。
立体化学
有机化学中的手性和立体异构体对于理解化合物的性质和反应至关重要。
有机物的结构与命名
化学式与结构式
有机化合物的化学式和结构式能 够清晰地表达化合物的元素组成 和分子结构。
有机化学的重要性
1 生命科学
有机化合物是生命体的基础,研究有机化学有助于理解生命的起源和运作。
2 医药与药物研发
有机化合物在医药领域起着至关重要的作用,通过有机化学的方法可以合成新型药物。
3 材料科学
有机合成可以制备各种新型材料,包括塑料、纤维素等,对于推动科技和工业发展具有 重要意义。
有机化学的基本原理
IUPAC命名法
大学有机化学ppt课件
列出实验过程中引用的文献资 料,体现学术诚信。
THANKS
04
有机化学应用
有机合成
总结词
有机合成是有机化学的重要应用之一,通过有机合成 可以合成出许多具有重要价值的化合物。
详细描述
有机合成是有机化学的重要应用之一,通过有机合成 可以合成出许多具有重要价值的化合物,如药物、农 药、香料、染料等。有机合成需要利用有机化学反应 ,通过一系列的化学反应步骤,将简单的原料转化为 复杂的有机分子。在有机合成中,需要掌握各种类型 的有机化学反应,如取代反应、加成反应、消除反应 等,以及各种类型的试剂和催化剂,如酸、碱、金属 催化剂等。
有机材料
总结词
有机材料是有机化学的另一个重要应用,通过有机材 料可以制造出许多具有优异性能的材料。
详细描述
有机材料是有机化学的另一个重要应用,通过有机材料 可以制造出许多具有优异性能的材料,如塑料、橡胶、 纤维等。这些材料在工业、农业、国防、航空航天等领 域有着广泛的应用。有机材料的合成需要利用有机化学 反应,通过一系列的化学反应步骤,将简单的原料转化 为复杂的有机分子。在有机材料的合成中,需要掌握各 种类型的有机化学反应,如聚合反应、缩聚反应等,以 及各种类型的试剂和催化剂,如引发剂、交联剂、金属 催化剂等。
氧的化学性质
氧的价键理论
氧原子通过与其它原子共享 电子形成共价键,形成单键 、双键和三键。
氧的氧化态
氧在有机化合物中的氧化态通 常为-2,但在过氧化物中可以 达到-1或0。
氧的反应性
氧原子具有较强的反应性, 参与多种类型的反应,如氧 化、还原、加成等。
氮的化学性质
氮的价键理论
氮原子通过与其它原子共享电子形成共价键,形成单键、双键和 三键。
有机化学课图文课件ppt第1章
有机化学课图文课件ppt第1章•有机化学概述•碳原子结构与性质•烷烃及其衍生物•烯烃、炔烃及其衍生物•芳香族化合物•立体异构现象和手性分子概念有机化学概述有机化学定义与特点研究有机化合物结构、性质、合成与反应机理的科学有机化合物种类繁多,结构复杂有机化合物之间的反应具有多样性和复杂性有机化学在医药、农药、材料等领域有广泛应用定义多样性反应性应用广泛性古代人们对天然有机物的认识和利用萌芽阶段发展阶段现代阶段18世纪末至19世纪,随着元素周期表的发现和有机化学理论的建立,有机化学得到迅速发展20世纪以来,随着新技术和新方法的不断涌现,有机化学研究领域不断拓展和深化030201有机化学发展历史环境领域研究环境污染物的来源、迁移转化和治理技术,保护生态环境研究生物质能转化与利用、太阳能利用等,开发新能源技术材料领域合成高分子材料、功能材料等,应用于电子、航空、建筑等领域医药领域合成药物、天然药物提取与合成、药物设计与筛选等农药领域合成高效、低毒、低残留农药,提高农作物产量和品质有机化学在现实生活中的应用碳原子结构与性质碳原子最外层有四个电子,可以形成四个共价键,因此具有四价性。
四价性碳原子的原子半径较小,使得碳原子间可以形成紧密的键合。
小尺寸碳原子的电负性适中,既不易失去电子也不易得到电子,有利于形成共价键。
电负性适中碳原子结构特点碳原子杂化类型及性质sp3杂化碳原子的四个价电子分别与四个氢原子形成共价键,形成四面体构型,如甲烷分子。
sp2杂化碳原子的三个价电子与相邻的三个原子形成共价键,剩余一个价电子形成π键,形成平面三角形构型,如乙烯分子。
sp杂化碳原子的两个价电子与相邻的两个原子形成共价键,剩余两个价电子形成两个π键,形成直线型构型,如乙炔分子。
碳原子间通过一对共用电子形成的共价键,如C-C 单键。
单键碳原子间通过两对共用电子形成的共价键,包括一个σ键和一个π键,如C=C 双键。
双键碳原子间通过三对共用电子形成的共价键,包括一个σ键和两个π键,如C≡C三键。
哥伦比亚教授有机化学课件Glycosidation
7
G lyc o s id atio n s : Background and Key Terminology
RO RO
OR O
RO OR1
Form ation of -glycosides
OR
RO RO
OX OR
X = Cl, Br R = alkyl, benzyl
Ag+
or Hg+ or Lewis
acid
OR
RO
O
RO
RO
E1/SN1
or
RO RO
R1OH
OR OX
RO
SN2
RO RO
OR O
RO OR1
11
G lyc o s id atio n s : Control of Stereochemistry in the Koenigs-Knorr Reaction
1
Carbohydrates: The Main Players of the Family in the D-Series
OH
HO HO
O HOO H
glucose
HO HO
OH
OH O
OH
mannose
HO OH
O HO
HOO H
galactose
OH
HO
O
HO HOOH allose
8 total of this general flavor; these are the most common found in natural products
大学有机化学第一章绪论PPT课件
参加学术讲座和研讨会,与同行交流学习经验和 心得。
THANK YOU
感谢观看
习惯命名法(普通命名法)
用天干即甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸表示碳原子数在10以内的 简单有机化合物,碳原子数在10以上的用汉字数字表示,如十一烷。
系统命名法
选主链:选定分子中最长的碳链为主 链,按主链中碳原子的数目称为“某 烷”。
编号:把主链里离支链最近的一端作 为起点,用1、2、3等数字给主链的各 碳原子依次编号定位,以确定支链的 位置。
有机化合物的同分异构现象
同分异构现象的定义
分子式相同但结构不同的有机化合物互称同分异构体。
同分异构体的类型
构造异构(如碳链异构、位置异构)和立体异构(如顺反异构、对 映异构)。
同分异构体的性质差异
由于结构不同,同分异构体具有不同的物理性质和化学性质。
03
有机化合物的命名与分类
普通命名法
俗名
根据有机化合物的来源、性质或采用人名等加以命名,如甲烷(沼气)、乙醇 (酒精)等。
大学有机化学第一 章绪论PPT课件
目 录
• 绪论 • 有机化合物的结构特点 • 有机化合物的命名与分类 • 有机化学反应类型及机理 • 有机化学学习方法与建议
01
绪论
有机化学的研究对象
碳氢化合物
研究最简单的有机物甲烷、乙烷、 丙烷等的结构、性质和合成方法。
碳氢化合物的衍生物
研究醇、醛、酮、羧酸等含氧有 机物以及胺、酰胺等含氮有机物 的结构、性质和合成方法。
有机化学为医药领域提供了 众多药物原料和中间体,为 疾病的预防和治疗提供了有 力支持。同时,有机化学还 在营养健康领域发挥着重要 作用,如合成维生素、氨基 酸等营养补充剂。
哥伦比亚教授有机化学课件ProtectingGroups
Troc = trichloroethoxycarbonyl
6. -elim ination O O M ild base R 2N O -[C O 2 ] R 2N H 2 +
O R 2N
Fm oc = 9-fluorenylm ethyl carbam ate
Protective G roups: O rthogonal Sets of Protecting G roups
TESO Me O rthogonal Set #1 Me TB SO TB D PSO Me
OBz Me
H PvO
O OAc
O rthogonal Set #2
In practice this concept is incredibly difficult to reduce to practice, but it is a useful fram ew ork and organizing principle to think about protecting group regim es for a com plex m olecule synthesis.
16,000
100,000
Protective G roups: O rthogonal Sets of Protecting G roups
1. Cleavage by basic solvolysis
O RO Me
O OH ROH RO k rel 1 Me RO
O Cl RO
O Cl Cl RO
Protective G roups: Tem porary Protection
Li O O O M eO Ph Li N Me M eO Ph N O O O Li Me Li aqueous w ork-up HO O O M eO
- 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)。
Valence Bond Model of H2
Figure 1.17(b) As the hydrogen atoms approach each other, their 1s orbitals begin to overlap and each electron begins to feel the attractive force of both protons.
Cross section of orbital perpendicular to internuclear axis is a circle.
HH
Valence Bond Model of H2
Figure 1.17(a) The 1s orbitals of two separated hydrogen atoms are far apart. Essentially no interaction. Each electron is associated with a single proton.
Figure 1.14
Potential energy
weak net attraction at long distances
H• + H•
H
H
Internuclear distance
Figure 1.14
Potential energy
attractive forces increase faster than repulsive forces as atoms approach each other
Valence Bond Model
1s H
H 1s
in-phase overlap of two half-filled hydrogen 1s orbitals
HH
s bond of H2
Valence Bond Model
s Bond: orbitals overlap along internuclear axis
Figure 1.14
Potential energy
-436 kJ/mol
74 pm
repulsive forces increase faster than attractive forces at distances closer than 74 pm
H HH
H• + H• H
HH
H2
Internuclear distance
H HH
H• + H• H
HH
Internuclear distance
Figure 1.14
Potential energy
-436 kJ/mol
74 pm
maximum net attraction (minimum potential energy) at 74 pm internuclear distance
1.12 Electron Waves and
Chemical Bonds
Models for Chemical Bonding
The Lewis model of chemical bonding predates the idea that electrons have wave properties.
H HH
H• + H• H
HH
H2
Internuclear distance
Figure 1.14
1s H
H 1s
2 H atoms: each electron "feels" attractive force of one proton
HH
H2 molecule: each electron "feels" attractive force of both protons
Models for Chemical Bonding
Valence Bond Theory constructive interference between two electron waves is basis of shared-electron bond
Molecular Orbital Theory derive wave functions of molecules by combining wave functions of atoms
+ e–
+ e–
Examine how the electrostatic forces change as two hydrogen atoms are brought together.
These electrostatic forces are: attractions between the electrons and the nuclei repulsions between the two nuclei repulsions between the two electrons
1.13 Bonding in H2: The Valence Bond Model
Valence Bond Model
Electron pair can be shared when half-filled orbital of one atom overlaps in phase with d orbital of another.
Valence Bond Model of H2
Figure 1.17(c) The hydrogen atoms are close enough so that appreciable overlap of the the two 1s orbitals occurs. The concentration of electron density in the region between the two protons is more readily apparent.
There are two other widely used theories of bonding that are based on the wave nature of an electron.
Valence Bond Theory
Molecular Orbital Theory
Formation of H2 from Two Hydrogen Atoms