第1讲 有机化学基本概念-周坤

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THANKS
C4H10
CH3CH2CH2CH3
CH3 CH3CHCH3
位置异构体：由于官能团在碳链或碳环上的位置不同而产生的异构体; 如:
OH
Leabharlann Baidu
C3H8O
CH3CH2CH2OH
CH3CHCH3
官能团异构体：由于分子中官能团不同而产生的异构体; 如:
C2H6O
CH3OCH3
CH3CH2OH
互变异构体: 因分子中某一原子在两个位置迅速移动而产生的官能团异构体
构型用顺反表示，分子没有对称性，构型用R、S表示。 （4） 按名称的基本格式要求写出全名
CH3
实
CH3CHCH2CHCH2CH3
例
CH2CH3
四
乙基环己烷
2-甲基-4-环己基己烷
侧链比较简单, 以环为母体, 链为取代基, 侧链比较复杂, 以链为母体, 环为取代基。
实 例
CH3
五
CH2CH3
H3C
习惯命名法命名有支链的烷烃时， 一般只适合于简单的烷烃。
单环烷烃的命名
定义：只有一个环的烷烃称为单环烷烃。
命名步骤
（1） 确定母体: 没有取代基的环烷烃本身就是母体, 命名 时只须在相应的烷烃前加“环”(英文加cyclo), 环上有 取代基的环烷烃以环为母体还是以链为母体视情况而定.
（2） 编号要符合最低系列原则 （3） 确定构型 带有两个或两个以上取代基时，分子有对称性。
双键Z/E构型的确定
•按官能团顺序规则分别比较A与B和D与E。
•若较大的取代基在同侧（如A>B且D>E），则为Z，若较大的取代 基在异侧（如A>B且E>D），则为E。
五、有机物的命名
链烷烃的命名
1. 系统命名法： IUPAC
(1) 直链烷烃的命名: 含10个碳原子以内的直链烷烃, 从1-10依次用
H H3C
CH3 H
5 Et 6
1 Me
4 Cl 3
2 Br
H3C H
H CH3
实 例 六
H3CH2CH2C C H
H CH3 C C CH2CH3
H
H3C
45 6 CH2CH2CH2OCH3
C
H3CH2C 3 OH
12
O
CH3CH2CCH2CCH3 H CH3
CH2CH 3
CH3 CH3
4
2
5
1
二、有机物的分类
1. 按碳架分类
链形化合物 (脂肪族化合物)
环形化合物
碳环化合物
杂环化合物
脂
芳
脂
芳
环
环
杂
杂
化
化
环
环
合
合
化
化
物
物
合
合
物
物
2. 按官能团分类
烯烃
炔烃
卤代烷
醇
胺
硫醇
芳烃 醚 硫醚
醛
酮
羧酸
酰胺
酰氯
酯 酸酐
3.补充：官能团的电子效应
（1）诱导效应： 官能团对于σ键电子的影响。考虑电负性，吸电子能力比氢强为吸电子诱导效应， 给电子能力比氢强为给电子诱导效应。（一般除了烷基之外都是吸电子诱导效应）
当偏振光通过含有手性分子的溶液时，偏振光旋转了一个角度α。这个特性被 称作光学活性。对映异构体，又叫光学异构体，有相同的物理特性如熔沸点，但 溶液对偏振光的旋转方向不同。
R、S命名
使用R、S来标出手性碳原子的构型。首先根据如下的顺序规则来对手性碳原子上的四 个基团进行排序：
规则1： 看直接与手性中心相连的四个原子，按照原子序数排序。
练习
非对映异构体、内消旋体、外消旋体
当分子有不止一个手性中心时，情况就会变得更加复杂。一个基本原则是一个有n个手性 中心的分子最多可以有2n个立体异构体。
非对映异构体 是不为镜像的立体异构体。就像我们使用右手/ 左手的类似关系来描述两个对映异构体之间的 关系那样，我们可以延伸这种类似关系来描述 非对映异构体就像不同人的手一样。
规则2 如果给取代基的第一个原子排序不能做出决定的话，就依次看第二、第三或第 四个 远离手性 中心的原子，直到出现区别为止
-CH2CH3 取代基 和 -CH3取代基 规则3 多重键连接的原子等价于以单键连接了多个相同的原子。
例如：醛基有一个碳用双键连接了一个氧，它等价于一个碳用单键连接了两个氧原子的取代基。
第1讲 有机化学的基本概念
周坤
2016
（1）结构式
一、有机物的表示方法
（3）键线式
（2）结构简式
（4）纽曼式 （5）Fisher投影式
甘露糖
海葵毒素(Palytoxin)是非多肽类 物质中毒性非常大的一个，仅用 2.3-31.5µg就可以致人于死地。 海葵毒素最早在1971从夏威夷的 软体珊瑚中分离出来，后来在其 它海洋生物中也有发现。海葵毒 素是很大的一个天然产物，1981 年其结构被解析，分子式 C129H223N3O54，分子量 2680.14g/mol，含有64个手性中 心和7个可异构双键，理论上的 立体异构体的数目为2的71次方 个。其全合成在1994年由哈佛大 学化学系教授Y. Kishi的研究小 组完成(JACS, 1994, 116, 11205; JACS, 1989, 111, 7525 & 7530)。
*2 烷基的命名:
CH3
甲基
CH3CH2
乙基
CH3CH2CH2
正丙基
H3C
H3C
异丙基
CH3CH2CH2CH2
正丁基
CH3CH2CH CH3
二级丁基
H3C CH CH2
H3C
异丁基
*3 顺序规则
规则1： 看直接与手性中心相连的四个原子，按照原子序数排序。
规则2 如果给取代基的第一个原子排序不能做出决定的话，就依次看第二、第三或第 四个 远离手性 中心的原子，直到出现区别为止
-CH2CH3取代基和-CH3取代基 规则3 多重键连接的原子等价于以单键连接了多个相同的原子。 例如：醛基有一个碳用双键连接了一个氧，它等价于一个碳用单键连接了两个氧原子的取代基。
*4 有机化合物系统命名的基本格式
构型 R, S; Z, E; 顺,反
+
取代基
+
取代基位置号 + 个数 + 名称
(有多个取代基时，中文按顺序规则确定 次序，小的在前。英文按英文字母顺序 排列)
（2）共轭效应： 官能团对于π键电子的影响。考虑提供空轨道还是带有电子对的轨道参与共轭。提 供充满电子轨道的为给电子共轭效应，提供未充满电子轨道的为吸电子共轭效应。
（3）超共轭效应： 与共轭体系连接的烷基C-H键与邻近的p轨道部分重叠从而一定程度上参与共轭。 该效应能够提供电子，有利于稳定缺电子的共轭体系。
包含手性中心的非手性化合物被称为 内消旋体。 一对对映异构体等量的混合物被称为 外消旋体。
几何异构体
2-丁烯中的两个甲基可以在双键的同侧或不同侧。因为不能发生键的旋转，两个2-丁烯 不能自发地相互转化；它们是不同的，可以分离的化合物。这样的化合物叫做顺反异构体。 取代基在同侧的叫做 顺-2-丁烯，在不同侧的叫做 反-2-丁烯。
价键异构体：因分子中某些价键的分布发生了改变，与此同时也改变了分子的几 何形状，从而引起的异构体; 如:
hv
hv
旋光异构体 与自己的镜像不能重合的分子被称为是手性的。和其镜像
不相同的分子被称为对映异构体。实物和镜象是一对对映体。
连有四个不同基团的碳原子是最 为普遍的产生手性的原因——这样 的碳被称为手性中心（手性碳、不 对称碳原子）。
三、有机物的异构
碳架异构体
位置异构体
构造异构体
官能团异构体 互变异构体
价键异构体
同
分 异 构 体
立体异构体
几何异构体
构型异构体
旋光异构体 构象异构体 交叉式构象
重叠式构象
电子互变异构体
构造异构体：因分子中原子的连结次序不同或 者键合性质不同而引起的异构体。
碳架异构体：因碳架不同而引起的异构体; 如:
母体
官能团位置号+名称 (没有官能团时不涉及位 置号)
*5 命名步骤
（A） 确定主链： 链的长短（长的优先），侧链数目（多的优先), 侧链位次大小（小的优先），
各侧链碳原子数（多的优先），侧分支的多少（少的优先）。 （B） 编号：按最低系列原则编号。
最低系列原则：使取代基的位置号码尽可能小。若有多个取代基，逐个比较， 直至比出高底为止。 （C） 按名称基本格式写出全名。
天干名称甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、 癸加上烷来命名; 而含碳原子10个以上的直链烷烃, 用数目加上烷来命名。
(2) 支链烷烃的命名 *1 碳原子的级
H3C
CH3 C CH2 CH3
CH3 CH CH3
1oH 2oH 3oH 1oC 2oC 3oC 4oC (伯) (仲) (叔) (季)
与一个碳原子相连的碳为一级碳原子； 与二个碳原子相连的碳为二级碳原子； 与三个碳原子相连的碳为三级碳原子； 与四个碳原子相连的碳为四级碳原子。
实 例 一 实 例 二
实 例 三
2. 习惯命名法（也称普通命名法）
CH3CH2CH2CH3 （正丁烷）
CH3
CHCH3 CH3
（异丁烷）
CH3CH2CH2CH2CH3 （正戊烷）
CH3 CHCH2CH3 （异戊烷）
CH3
CH3
（
新
CH3 C CH2 H
戊
烷
CH3
）
习惯命名法命名直链烷烃时，与系 统命名法相同。