有机化学第四版课件汪小兰编(第14章-碳水化合物)
有机化学-第十四章碳水化合物
H OH HO H
*C
*C
OH
OH
HO
O +HO
O
OH
OH
CH2OH
CH2OH
α-D-葡萄糖
β-D-葡萄糖
37%
63% 31
异头物：α-型 β-型，端基异构体
H OH
C
OH
HO
O
OH
C H 2O H
α-D-吡喃葡萄糖
+112 °
结构不同，物性有差异。 2020/12/19
5
CHO H OH
CH2OH
D-(+)-甘油醛
CHO HO H
CH2OH
2020/12/19 L-(-)-甘油醛
CHO
H
OH
HO
H
H
OH
H
OH
C H 2O H
D-(+)-葡萄糖
CHO
HO
H
H
OH
HO
H
HO
H
C H 2O H
L-(-)-葡萄糖
C H 2O H
O
HO
H
H
OH
H
OH
C H 2O H
D-(-)-果糖
2020/12/19
13
（2）化学性质
①差向异构化
❖差向异构体：只有一个手性碳原子的构型相反，其他手性碳原子构型完全相同。
H
O
C
OH
HO OH
OH
C H 2O H
D-(+)-葡萄糖
2020/12/19
b
H
OH
H
O
OH－
汪小兰有机化学课件
汪小兰有机化学课件•有机化学概述•烃类化合物•烃衍生物目录•含氮化合物•杂环化合物与生物碱•周环反应与有机光化学•有机合成与绿色合成策略有机化学概述01有机化学定义与发展定义有机化学是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18世纪末开始，随着化学学科的不断发展，有机化学逐渐从无机化学中分离出来，成为一门独立的学科。
有机化合物特点与分类特点有机化合物通常含有碳元素，具有多样性、复杂性和可变性等特点。
分类根据碳骨架的不同，有机化合物可分为烷烃、烯烃、炔烃、芳香烃等；根据官能团的不同，可分为醇、酚、醚、醛、酮、羧酸、酯等。
揭示生命现象促进材料科学发展推动医药事业发展拓展能源领域应用有机化学研究意义有机化合物是构成生命体的基本物质，研究有机化学有助于揭示生命现象的本质。
许多药物都是有机化合物，研究有机化学可以为药物设计和合成提供思路和方法。
有机材料在材料科学中占有重要地位，研究有机化学可以为材料科学的发展提供理论支持。
有机化合物在能源领域也有广泛应用，如石油、天然气等化石燃料以及太阳能电池等新能源技术。
烃类化合物02简单介绍烷烃的分子通式、结构特点以及命名规则。
烷烃的通式与结构特点烷烃的物理性质烷烃的化学性质烷烃的来源与用途详细阐述烷烃的颜色、状态、气味、密度、熔点、沸点等物理性质。
全面介绍烷烃的取代反应、氧化反应、异构化反应等化学性质，并配以实例说明。
简要说明烷烃在自然界中的存在形式、工业制备方法以及其在燃料、溶剂、化工原料等方面的应用。
介绍烯烃的分子通式、结构特点以及命名规则，特别强调双键的存在对分子性质的影响。
烯烃的通式与结构特点阐述烯烃的颜色、状态、气味、密度、熔点、沸点等物理性质，并与烷烃进行比较。
烯烃的物理性质详细介绍烯烃的加成反应、氧化反应、聚合反应等化学性质，配以实例说明，强调双键的反应活性。
烯烃的化学性质说明烯烃在自然界中的存在形式、工业制备方法以及其在合成橡胶、塑料、纤维等高分子化合物方面的应用。
汪小兰有机化学课件(第四版)综合
[4] + H2O；
[5] + R-MgCl；
[6] + NH3及衍生物；注意产物的命名；
[7] 羟醛缩合； [8] 卤代反应-碘仿反应； [9] 氧化；Tollen，Fehling，Benedict，KMnO4/H+ ； [10] 还原反应；a、H2 + Pt b、NaBH4 [11] Clemmensen反应； [12] 歧化反应； LiAlH4 ；
[3]支链比较复杂.
2、化学性质 [1]卤代 a 、Fe or FeX3 [2]硝化 b、光
[3]磺化
[4] Friedel-Crafts 反应 a、烷基化（重排） b、酰基化
[5] 支链的氧化
3、定位规律
[1]邻对位定位基
[2]间位定位基 [3]活化基团 [4]钝化基团
4、Huckel 规则 [1]成环的每一个原子上都具有P轨道
[2] 化学性质；
[A] 酸性； [B]脱羧反应； [C]氧化； [D]乙酰乙酸乙酯的互变结构； 酮式分解 （稀NaOH）； 酸式分解（浓NaOH）。
第十二章 含氮有机化合物
一、胺 1、命名：伯胺、仲胺、叔胺的命名； 2、化学反应 [1] 胺的碱性强弱； [2] 酰基化反应，保护氨基； [3] 与苯磺酰氯的反应；不同的胺反应现象。 [4] + HNO2 ，不同的胺反应现象。 [5] +NaNO2/HCl 重氮盐的反应；
二、酰胺 1、命名：酰胺、一元取代酰胺，二元取代酰胺的命名；
2、化学反应
[1] 酰胺的碱性强弱； [2] 水解反应； [3] + HNO2 ； [4] +NaOH/Br2 （Hofmann降解）；
NO2 Fe/HCl NH2
汪小兰有机化学(第四版)14精品PPT课件
对映异构体和非对映异构体：
CHO
CH2OH D-(+)- 葡萄糖
CHO 对映异构体
CH2OH L-(+)- 葡萄糖
2、单糖的环形结构 问题的提出
• D-葡萄糖在不同条件下结晶，得到2种晶体
a-型 — mp 146℃，[a]D +112.2°
CHO
b-型 — mp 150℃，[a]D +18.7°
CH2OH
CH2OH
α- D-(＋)-葡萄糖
D-(＋)-葡萄糖 β- D-(＋)-葡萄糖
[α]D： ＋112° 含量： 36%
极少
＋19° 64%
平衡时溶液[α]D= ＋52.5°
α- D-(＋)-葡萄糖与β- D-(＋)-葡萄糖互为异头物
CHO
H OH
HO H 旋转90 °
H H OH H
H OH
H OH
CH2OH
CH2OH CO H OH H OH H OH CH2OH D - 阿洛酮糖
CH2OH CO HO H H OH H OH CH2OH D-果 糖
CH2OH CO H OH HO H H OH CH2OH D - 山梨 糖
CH2OH CO HO H HO H H OH CH2OH D - 塔格 糖
HO
H
H
OH
C H2O H D - 苏阿糖
醛糖的D型异构体
丁醛 糖 CHO
CHO OH D -(+)- 甘 油 醛
CH2OH CHO
戊醛 糖 CHO
D -(-)- 核 糖 己 醛 糖 CH2OH
D -(-)- 赤藓 糖 CH2OH
CHO
CHO
D -(-)- 苏 阿 糖 CH2OH
14碳水化合物ppt课件(全)
２．果糖的结构
果糖的分子式为C6H12O6，是重要的己酮 糖，也是最甜的一个糖，主要存在于蜂蜜和
水果中。己酮糖分子中有三个手性碳原子， 因此有２3＝８个异构体。D-(-)-果糖是其中
之一。
C H 2O H CO
D-(-)-果糖 C H 2O H
返回
D-(-)果糖也具有开链式和氧环式结构。 具有δ-氧环式结构的果糖称为D-(-)吡喃果 糖,具有γ-氧环式结构的果糖称为D-(-)呋喃 果糖。开链式和氧环式D-(-)果糖在水溶液 中处于动态平衡，因此也有变旋光现象。
三、二糖
常见的二糖有麦芽糖、蔗糖、纤维二糖 等。二糖是两个单糖分子间失水生成的产 物。根据失水方式的不同，可将二糖分为 两大类:
１.还原性二糖 2.非还原性二糖
１．还原性二糖
一个单糖的苷羟基与另一个单糖的醇羟 基间失水而生成的二糖为还原性二糖。
产物分子中还存在一个苷羟基，因此也 存在着氧环式和开链式的平衡。在开链式 中，由于羰基的存在，可与托伦和菲林试 剂反应而有还原性，可以成脎，也存在变 旋光现象，所以称这样的二糖为还原性二 糖。
⑵纤维二糖
由纤维素水解而成,自然界中没有游离的 纤维二糖存在。
也是由两个葡萄糖分子组成,但联结两个 葡萄糖分子靠的是β-1.4-苷键。
CH2OH
HH O HO OH H
CH2OH
H
O
H
O
CH OH
OH H
H OH
H OH
-1,4-苷键 -D-葡萄糖 D-葡萄糖（-或-型）
2.非还原性二糖
两个分子单糖的两个苷羟基间失去一分 子水,•而生成的二糖为非还原性二糖。
己醛糖的十六个旋光异构体:
CHO CHO CHO CHO
有机化学课后习题参考答案完整版(汪小兰第四版)
目錄第一章緒論 (1)第二章飽和烴 (2)第三章不飽和烴 (6)第四章環烴 (14)第五章旋光異構 (23)第六章鹵代烴 (28)第七章波譜法在有機化學中的應用 (33)第八章醇酚醚 (43)第九章醛、酮、醌 (52)第十章羧酸及其衍生物 (63)第十一章取代酸 (71)第十二章含氮化合物 (77)第十三章含硫和含磷有機化合物 (85)第十四章碳水化合物 (88)第十五章氨基酸、多肽與蛋白質 (99)第十六章類脂化合物 (104)GAGGAGAGGAFFFFAFAF第十七章雜環化合物 (113)Fulin 湛師GAGGAGAGGAFFFFAFAF第一章緒論1.1扼要歸納典型的以離子鍵形成的化合物與以共價鍵形成的化合物的物理性質。
答案：1.2 NaCl與KBr各1mol溶于水中所得的溶液與NaBr及KCl 各1mol溶于水中所得溶液是否相同？如將CH4及CCl4各1mol 混在一起，與CHCl3及CH3Cl各1mol的混合物是否相同？為什么？答案：NaCl與KBr各1mol與NaBr及KCl各1mol溶于水中所得溶液相同。
因為兩者溶液中均為Na+,K+,Br－, Cl－離子各1mol。
由于CH4與CCl4及CHCl3與CH3Cl在水中是以分子狀態GAGGAGAGGAFFFFAFAFGAGGAGAGGAFFFFAFAF存在，所以是兩組不同的混合物。
1.3碳原子核外及氫原子核外各有幾個電子？它們是怎樣分布的？畫出它們的軌道形狀。
當四個氫原子與一個碳原子結合成甲烷（CH 4）時，碳原子核外有幾個電子是用來與氫成鍵的？畫出它們的軌道形狀及甲烷分子的形狀。
答案：C+624HCCH 4中C 中有4个电子与氢成键为SP 3杂化轨道,正四面体结构CH 4SP 3杂化2p y2p z2p x2sH1.4寫出下列化合物的Lewis 電子式。
a.C 2H 4b.CH 3Clc.NH 3d.H 2Se.HNO 3f.HCHOg.H 3PO 4h.C 2H 6i.C 2H 2j.H 2SO 4答案：GAGGAGAGGAFFFFAFAFa.C C H H H HCC HH HH或 b.H C H c.H N Hd.H S H e.H O NOf.O C H Hg.O P O O H H Hh.H C C HHH H HO P O O H HH或i.H C C Hj.O S O HH OS H H或1.5下列各化合物哪個有偶極矩？畫出其方向。
有机化学课后习题参考答案完整版(汪小兰第四版)
目次之袁州冬雪创作第一章绪论0第二章饱和烃1第三章不饱和烃5第四章环烃13第五章旋光异构21第六章卤代烃26第七章波谱法在有机化学中的应用31第八章醇酚醚41第九章醛、酮、醌50第十章羧酸及其衍生物61第十一章取代酸68第十二章含氮化合物74第十三章含硫和含磷有机化合物82第十四章碳水化合物85第十五章氨基酸、多肽与蛋白质96第十六章类脂化合物101第十七章杂环化合物109Fulin 湛师第一章 绪论1.1扼要归纳典型的以离子键形成的化合物与以共价键形成的化合物的物感性质. 答案：1.2 NaCl 相同？如将CH4及CCl4各1mol 混在一起，与CHCl3及CH3Cl 各1mol 的混合物是否相同？为什么？ 答案：NaCl 与KBr 各1mol 与NaBr 及KCl 各1mol 溶于水中所得溶液相同.因为二者溶液中均为Na+,K+,Br －, Cl －离子各1mol.由于CH4与CCl4及CHCl3与CH3Cl 在水中是以分子状态存在，所以是两组分歧的混合物.1.3碳原子核外及氢原子核外各有几个电子？它们是怎样分布的？画出它们的轨道形状.当四个氢原子与一个碳原子连系成甲烷（CH4）时，碳原子核外有几个电子是用来与氢成键的？画出它们的轨道形状及甲烷分子的形状. 答案：C+624HCCH 4中C 中有4个电子与氢成键为SP 3杂化轨道,正四面体结构CH 4SP 3杂化2py2p z2p x2sH1.4写出下列化合物的Lewis 电子式.答案：a.C C H H H HCC HH HH 或 b.H C H H c.H N H Hd.H S H e.H O NOf.OC H Hg.O P OO O H H Hh.H C C HHH H HO P O O H HH或i.H C C Hj.O S O HH OOH H或1.5下列各化合物哪个有偶极矩？画出其方向.答案：b.ClClc.HBrd.HCe.H 3COHH 3COCH 3f.1.6 根据S 与O 的电负性不同，H2O 与H2S 相比，哪个有较强的偶极-偶极作用力或氢键？ 答案：电负性O>S,H2O 与H2S 相比，H2O 有较强的偶极作用及氢键. 1.7 下列分子中那些可以形成氢键？a.H2b. CH3CH3c. SiH4d. CH3NH2e. CH3CH2OHf. CH3OCH3 答案：1.8 醋酸分子式为CH3COOH ，它是否能溶于水？为什么？答案：能溶于水，因为含有C=O 和OH 两种极性基团，根据相似相容原理，可以溶于极性水.第二章饱和烃2.1 卷心菜叶概况的蜡质中含有29个碳的直链烷烃，写出其分子式.答案：C29H602.2 用系统定名法（如果可以的话，同时用普通定名法）定名下列化合物，并指出(c)和(d)中各碳原子的级数.a.CH 3(CH 2)3CH(CH 2)3CH 3C(CH 3)2CH 2CH(CH 3)2 b.C H H C HH CH HH C H HC H H CHHH c.CH 322CH 3)2CH 23d.CH 3CH 2CH CH 2CH 3CHCH CH 2CH 2CH 3CH 3CH 3e.C CH 3H 3C CH 3Hf.(CH 3)4Cg.CH 3CHCH 2CH 3C 2H 5h.(CH 3)2CHCH 2CH 2CH(C 2H 5)21。
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CH2OH C=O HO H H OH H OH CH2OH
果糖 Fischer投影式
戊醛糖
己醛糖 己酮糖
单糖的旋光异构体
最简单的单糖是丙醛糖和丙酮糖。除丙酮糖外，其 它单糖分子都有旋光异构体。
HOCH2C*HCHO OH
丙醛糖
HOCH2CCH2OH O
丙酮糖
旋光异构体的数目（2n）
HC NNH C 6 H 5
CH 2 OH
CH 2 OH
5、成酯反应
CH2OH O
HOOH OH
CH2OCOCH3
+
(CH3CO)2O
ZnC2 l
O
0oC CH3OCOOCO3COHCOCH3
OH
OCOCH3
生物体内，糖在酶的作用下形成一些单酯或二酯。其中最重 要的是磷酸酯，它们在生物代谢过程中起着重要的作用。
也叫。
糖类物质多用俗名，自然界糖类物质绝大多数是D型。
相对构型与绝对构型
D/L标记法
以甘油醛为标准物质。规定：甘油醛的Fischer投影式中，
手性C上的羟基在右边的表示右旋甘油醛，构型定为D型；
羟基在左边的表示左旋甘油醛，构型定为L型。
CHO
CHO
H
OH
HO
H
CH 2 OH
D-(+)-甘油醛
COOH H OH
H OH H OH
C H 2O H
CHO HO H HO H
H OH H OH
C H 2O H
D-甘露糖
C H 2O H O
HO H H OH H OH C H 2O H
D-果糖
2、氧化 氧化产物叫糖酸
单糖可被多种氧化剂氧化，表现出还原性。
(1)酸性溶液中的氧化
COOH
CHO
COOH
B r2 H2O
CH 2 OH
HNO3
CH 2 OH
COOH
D-葡萄糖酸
D-葡萄糖二酸
酮糖不被溴水氧化, 可用溴水鉴别醛糖和酮糖。
(2)碱性溶液中的氧化
醛糖和酮糖都可被Fehling试剂或Tollens试剂氧化。 能还原Fehling试剂或Tollens试剂的糖叫还原糖。 所有的单糖都是还原糖。
CHO CH2OH
第十四章 碳水化合物
最初发现这类化合物都是由C、H、O三种元素组成， 分子中H和O的比例是2∶1，用通式Cn(H2O)m表示， 称为碳水化合物。
定义：糖类化合物是多羟基醛酮以及水解后能生成
多羟基醛酮的化合物。
分类：
1、 不能水解的多羟基醛酮。 2、低聚糖 由2～10个单糖分子缩合成的糖类化合物。
也叫寡糖。 3、多糖 水解后可产生许多个单糖分子的糖类化合物。
CH 2 OH
O
H2
Ni
CH 2 OH
CH 2 OH
CH 2 OH
CH 2 OH
4、成脎反应 苯肼 H2NNH
单糖与苯肼作用，首先羰基与苯肼生成苯腙；苯肼过量 时，生成不溶于水的黄色结晶，叫糖脎。
CHO + H 2 NNHC 6 H 5（过量）
CH NNHC 6 H 5 NNHC 6 H 5
CH 2OH
CH2OHO
HO
HO
OH OH
β-D-葡萄糖
CH2OHO HO
HO
OH
OH
α-D-葡萄糖
构象式
四、单糖化学性质 1、差向异构化
HO CH C
H OH CC
D-葡萄糖在碱溶液中，发生稀醇化。
CHO H OH HO H H OH H OH
C H 2O H
D-葡萄糖 差向异构
HO C H
HO
C
C H
OH
CH2OH
L-(-)-甘油醛
CH2OH CH2OH
L型糖
CH2OH O
CH2OH
二、单糖的环状结构
物理及化学方法证明，结晶状态单糖是以环状结构存在的。
HO
C
H O
CH2OH
CHO
H
C
OH O
CH2OH
CH2OH
Fischer投影式
β-D-葡萄糖（63%） 0.1% α-D-葡萄糖（37%）
α-D-葡萄糖和β-D-葡萄糖，二者互称异头物。
己醛糖
* HOCH2CH
C*H
C*H
C*H C H O
OH OH OH OH
己酮糖
H O C H 2C*H C*H C*H C C H 2O H OH OH OH O
24=16 23=8
单糖的几种简写式:
Fischer投影式
CHO OH
HO OH OH
CH2OH
CHO CH2OH
CHO CHO
CHO HO H
CH 3
D-乳酸
CH 2 OH
L-(-)-甘油醛
COOH HO H
CH 3
L-乳酸
R/S标记法
R/S标记法是根据手性C所连4个原子或基团在空间的排列次 序进行标记的。 方法是：首先按次序规则，将与手性C相连的4个原子或基团 大小排列成序。其中最小的一个，放在眼睛对面最远的位置上， 然后观察眼前的3个原子或基团，由大到小排列顺时针为R, 逆 时针为S。
H O H 2C O O H
H
C H 2O H
ß-D-呋喃果糖
CH2OH O
CH2OH D-果糖
O C H 2O H OH
α-D-吡喃果糖
O OH C H 2O H
ß- D-吡喃果糖
3.单糖的构象式
六元环不是平面型的，透视式仍不能真实地反映单糖的三维空 间结构。吡喃糖六元环与环己烷相似，优势构象式也是椅式。
Tollens Ag FehlingCu2O
COOH +
CH2OH
醛糖或酮糖也能还原Benedict试剂。
3、还原反应
CHO
H2 Ni
CH 2 OH
H2/Ni NaBH4 LiAlH4
CH 2 OH
CH 2 OH
还原产物叫糖醇
葡萄糖醇 葡萄糖醇亦称山梨醇, 存在于许多水果中。
CH 2 OH
H2 Ni
2、单糖的Haworth透视式
葡萄糖的Haworth透视式
CHOCH2ຫໍສະໝຸດ H CH2OHOH CHO
HOCH2
CHO
C H 2OCHH O
左上右下
CH2OH OH
OH
α-D-葡萄糖
CH2OH O OH
H
β-D-葡萄糖
果糖的Haworth式
H O H 2C H
O C H 2O H OH
α-D-呋喃果糖
6、成苷反应
单糖的半缩醛羟基(称苷羟基)，与其他含羟基的 化合物形成环状缩醛，在糖化学中叫糖苷。
糖苷中,非糖部分叫配糖基,连接配糖基与糖苷基的键叫苷键.
CH 2 OH O
CH 2 OH O
HO OH
+ CH3OH 干HCl
OH
HO
OH
O CH 3
OH
OH
COOH
H
OH
CH3
COOH
HO
H
CH3
R-乳酸
S-乳酸
14.1 单糖
分类
按含碳原子的数目，单糖可分为丙糖、丁糖、戊糖和己糖等； 根据分子中是含醛基还是酮基，单糖又可分为某醛糖某酮糖。
CHO H OH H OH H OH
CH2OH
CHO
HHCH2OOHH CH2OH
核糖
2-脱氧核糖
CHO H OH HO H H OH H OH