有机化合物的结构和命名

醚键-O-
硫醚键-S-
醛基-CHO
酮基（羰基）-CO-
羧酸基-COOH
羧酸衍生物: 酯、酰卤、酸酐、酰胺
氨基-NH2 硝基化合物-NO2 磺酸基-SO3H
3. 两种分类法结合运用
OH
环己醇
CH2OH
O CHO
苯甲醇
-呋喃甲醛
三、有机化合物的命名
1.开链烃及其衍生物（含氧、氮、卤素） 的命名； 2.环状化合物（包括单环脂烃、芳香烃， 几个杂环化合物的母核）及其衍生物的 命名； 3.顺反异构体及光学异构体的构型标记和 命名
距离
Cl-Cl ( 偶极矩为零)
分子的偶极距是各键的键距向量和:
μ=0
μ=0 μ=1.94 D(德拜)
H
Cl
Cl
HC H
H
Cl C Cl
Cl
H
C H
H
2.分子轨道理论
σ*
σ
HF分子中二个不同的原子轨道组成分子轨道 的能量关系
当两个互相平行的P轨道在侧面重叠形成分子轨 道时，如Py-Py or Pz-Pz所形成的分子轨道称π轨 道。π轨道还保留着对称面（基面）。例：
列，其构型用R表示。如果a→b→c按反时针方向排列， 则构型用S表示。R.S分别为拉丁文Rectus与Sinister的字首 ，意为“右”与“左”。这种判断R或S构型的方法可比
OH
OH
H OH
C
OH
HO
O
OH
CH2OH
CHO OH
HO OH OH
CH2OH
HO H
C
OH
HO
O
OH
CH2OH
CH2OH O OH
OH
OH OH
-D-(+)-葡萄糖
开链式-D-(+)-葡萄糖 -D-(+)-葡萄糖
含量
37％
0.02%
63%
D
+112o
+52.7o
+19o
2、顺反异构
a
c
b
H
d
蚁酸：又叫甲酸，化学式为HCOOH;
醋酸：又叫乙酸，化学式为CH3COOH; 草酸：又叫乙二酸，化学式为HOOC-
COOH;
硬脂酸：又叫十八酸，化学式为 C17H35COOH;
软脂酸：又叫十六酸，化学式为 C15H31COOH;
COOH O2N
OH NO2
肉桂酸
OH
COOH
水杨酸
NO2
OH5-羟基己醛
3-戊烯-1-醇
(C H 3)3CH C 2C H 2C H C H 3 OH
5,5-二甲基-2-己醇
CH2 CH2 CH2
HO
CHO
4-羟 基 丁 醛
C2 O HH HC H O 2C H 2C H C H 2C H 2C H 2C H 2OH
3-羟甲基-1,7-庚二醇
OH
OH
CH3
首先选择主要的官能团
在IUPAC规定的官能团顺序中，位置在前的官能团优先 ，可作为主要的官能团，其余的作为取代基。
IUPAC官能团顺序：1）游离基；2）阳离子化合物；3 ）中性配位化合物；4）阴离子化合物；5）酸；6）酰 卤；7）酰胺；8）腈；9）醛（硫醛）；10）酮（硫酮 ）；11）醇、酚（硫醇、硫酚）；12）过氧化物；13） 胺；14）亚胺；15）~26）为元素有机化合物，顺序为 ：N,P,As,Sb,Bi,B,Si,Ge,Sn,Pb,O,S；27）碳环化合物 及无环烃类；28）卤化物中的卤素。
；碘仿（三碘甲烷）
甘油：又叫丙三醇，
DMF：常用的有机溶剂，化学名为：N,N二甲基甲酰胺， 化学式为(CH3)2NCHO
DMSO：常用的有机溶剂，化学名为：二 甲亚砜， 化学式为(CH3)2SO
DNA：脱氧核糖核酸 RNA：核糖核酸
CH2OH O OH
OH OH
-D-核糖
CHO OH OH OH
系统命名法
1、 按官能团的优先次序来确定分子所属的主官能团类
-－N+CRO3 N、H－2、S－O3CHN、、－－CCOHOOH、、－－CCOORO、R－、O－HC、OX －SH、－NH2、 －OR、C≡C、C=C、R 、X、NO2 2、 选取含有主官能团在内的碳链最长的取代基最多的
侧链位次最小的主链作为母体
通常把与四个互不相同的原子或基团相连接的碳 原子叫不对称碳原子
COOH
H
C * OH
CH3
COOH * CH OH
CH2 COOH
COOH * CH OH * CH OH
CH2 COOH
绝对构型的R.S命名
首先按次序规则排列出与手性碳原子相连的四个原子或 原子团的顺序，如：a＞b＞c＞d，观察者从排在最后的 原子或原子团d的对面看，如果a→b→c按顺时针方向排
3、 将母体化合物进行编号，使主官能团位次尽量小
4、 确定取代基位次及名称，按次序规则*给取代基列出 次序，较优基团后列出
5、按系统命名的基本格式写出化合物名称
*次序规则
a.原子按原子序数的大小排列，同位数按 原子量大小次序排列 I,Br,Cl,S,P,O,N,C,D,H
b.对原子团来说，首先比较第一个原子的
有机化合物的结构和命名
碳原子的价电子层结构
E
2p
2s
sp 3 杂化
sp 2 杂化
sp 杂化
碳原子的价电子层结构
碳原子的杂化
sp3杂化轨道电子云分布示意图
sp3杂化轨道电子云分布示意图
Sp2杂化示意图
Sp2杂化示意图
乙烯中键的形成
苯分子中六个碳原子都以sp2杂化相互成键
SP 杂化 乙炔的结构
Pz Py sp杂化，直线型结构
SP 杂化
键和键
键可以绕键的对称轴旋转，其键不会 发生断裂，旋转时所需的能量很少，故 烷烃的构象丰富多彩。
π键的特点
1）π键没有轴对称，因此以双键相连的两个原子 之间不能再以C-C σ键为轴自由旋转，如果吸收一定 的能量，克服 p 轨道的结合力，才能围绕碳碳σ键 旋转，结果使π键破坏。 2）π键由两个p轨道侧面重叠而成，重叠程度比 一 般σ键小，键能小，容易发生反应。 3）π键电子云不是集中在两个原子核之间，而是分 布在上下两侧，原子核对π电子的束缚力较小，因 此π电子有较大的流动性，在外界试剂电场的诱导 下，电子云变形，导致π键被破坏而发生化学反应。
H
a≠b c≠d
H3C
H
H3C
熔点 沸点 密度
CH3
顺式 -139.3oC 3.5oC 0.6231
H
CH3
反式 -105.5oC 0.9oC
0.6042
H
H
CH3
CH3
顺－1,2－二甲基环丙烷
CH3
H
H
CH3
反－1,2－二甲基环丙烷
与
顺
反
与
顺
反
位置异构
3、对映异构
构造相同，构型不同并且互呈镜象对映 关系的立体异构现象称为对映异构。
手性是物质具有对映异构现象和旋光性的必要条件，也即 是本质原因。物质的分子具有手性，就必定有对映异构现 象，就具有旋光性；反之，物质分子如果不具有手性，就 能与其镜象叠合，就不具有对映异构现象，也不表现出旋 光性。
手性与分子的对称性密切相关，一个分子具有手性，实际 上是缺少某些对称因素所致。
不对称碳原子
键的参数
(1) 键长 (2) 键角 (3) 键能 (4) 偶极矩
键的类型 碳-碳单键 碳-碳双键 碳-碳三键 碳-氢键
键长 (pm) 154 132 120 110
键能 (kJ/mol) 347.3 601.9 836.8 104
键的极性---偶极矩
例： CH3δ+ Clδ偶极矩 μ= ed e: 中心电荷 d：正负电荷中心的
Nicol棱棱
物质将振动平面旋转了一定角度，我们把具有此种 性质的物质称为旋光性物质或光学活性物质。
比旋光度（[α]tD）----在钠光源下，每毫升含有1 g待测物质的溶液，置于1 dm长的样品管中， 在温度为t下测得的旋光度数值
手性与对称因素
物质与其镜象的关系，与人的左手、右手一样，非常相似 ，但不能叠合，因此我们把物质的这种特性称为手性。
CH2OH
D-核糖
CH2OH OH O
OH OH
-D-核糖
CH2OH O H OH
OH H
-D-2-脱氧核糖
CHO
H
H
OH
OH
CH2OH
D-2-脱氧核糖
CH2OH OH O H
OH H
-D-2-脱氧核糖
β-1,4 -苷键
CH2OH
H
O
H
OH H
OH
H
OH
H， OH
CH2OH OO
OH OH OH
C
C
C
C
.
节点
在节面上电子云 密度为零
C
C
一般写法
原子轨道组成分子轨 道必须遵守的三原则
a） 对称性匹配原则； b） 原子轨道重叠部分要最大； c） 能量相近原则
3.有机化合物分子结构表示法
路易斯电子式:
凯库勒式:
结构简式: 键线式:
二、有机化合物的分类
1. 按碳架
2. 按官能团
化合物类别官能团名称（结构）举例 烯烃碳碳双键C=C 炔烃碳碳三键 卤代烃卤素F, Cl, Br, I 醇及酚羟基-OH 硫醇及硫酚巯基-SH
4, 5, 6, 7
2, 3, 4, 5*
2，3，5−三甲基−4−丙基辛烷
支链上ຫໍສະໝຸດ Baidu有取代基时，用括号 中的数字或带撇数字来标明
CH3
CH3CH2 C CH3
CH3CH2CH2CH2CH2 C CH2CH2 CH CH3
CH3CH2 C CH3
CH3
CH3
2-甲基-5,5-二(1,1-二甲基丙基)癸烷
苦味酸
COOH
HO
OH
OH 没食子酸
COOH
HO
H
H
OH
COOH
酒石酸
O
THF
CHO
H
OH
H
OH
H
OH
CH2OH
D-核糖
CHO
CHO
H
H
H
HO
H
OH
H
H
OH
H
CH2OH
D-脱氧核糖
OH H OH OH CH2OH
葡萄糖
CH2OH O
HO
H
H
OH
H
OH
CH2OH 果糖
甘氨酸：NH2CH2COOH 卤仿：三卤代甲烷，如氯仿（三氯甲烷）
双键化合物的Z/E命名法
单脂环化合物的顺反(cis/trans)命名法
旋光化合物（含1个、2个手性碳化合物） 的R/S标记及其命名
有机化合物系统命名的基本格式
构型 +
取代基 +
R, S; D, L; Z,E;顺反
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）
OH
（1R，2R）-2-甲基环戊醇 （1R，2R）-1，2-环己二醇
2-甲基二环[6.1.0]壬烷 6-甲基螺[4.6]十一烷
稠环芳烃的命名
萘
蒽
菲
杂环化合物的命名
吡咯
噻吩
呋喃
咪唑
噻唑
噁唑
吡啶
喹啉
异喹啉
需了解几个化合物的俗名及缩写
蚁酸、醋酸、草酸、硬脂酸、软脂酸、 酒石酸、肉桂酸、苦味酸、葡萄糖、果 糖、麦芽糖、蔗糖、核糖、脱氧核糖、 甘 氨 酸 、 卤 仿 、 甘 油 ； DMF 、 THF 、 DMSO、DNA、RNA。
2-甲基-5，5-二-1’，1’-二甲基丙基癸烷
同时含有参键和双键的分子称为烯炔。首先选取 含双键和参键的最长链为主链，编号时应使双键 和参键的位次最低，位次相同时应以双键的位次 为最小。
C C CH C CH CH2 C2H5
3-乙基－1,3－己二烯－5－炔
C C CHC CHCHCH3 C2H5
OH
~ OH HO , H O CH2OH
葡萄糖
β-D-吡喃葡萄糖
D-吡喃葡萄糖
6
CH2OH 5O
1
HO2HC
O
4
OH
2
1
2
HO5
HO3
O
OH
3
CH2OH
46
OH
蔗糖
CH2OH O
OH
HO
O
OH
麦芽糖
CH2OH O
OH ~OH
OH
四、有机化合物的同分异构现象
1. 互变异构
CH2OH O
OH
OH
H
CH3 H
CH3
母体
官能团位置 号+ 名称
（没有官能 团时不涉及 位置号）
CH3 CH2
C
C
CH2
CH3
(3R, 4S) 3, 4二 甲基 己烷
构型
取代基 位置号
取代基 取代基 个数 名称
母体 名称
1234
5 6 78
8765
4 3 21
CH3CH2CH2CH CH CH CHCH3
CH3 6CH2 CH3 CH3 7CH2 8CH3
原子序数，如相同时则再比较第二、第
三，以此类推。
H
HO HC
C
H Cl C CH
H CC
C
H H
H
C HH
c. 如果基团含有双键或三键时，则当作两个或 三个单键看待，认为连有两个或三个相同原子。
C
CC H
CH 在 相同条 件下 ， 基团
C
列出顺序R优先S，Z优
CN
C
N N
先E,顺优先反
N
在系统命名法中，取代基的排列顺序、顺 反构型的确定、手性化合物的绝对构型都 根据这个次序规则
对映异构体最显著的特点是对平面偏振 光的旋光性不同，因此也常把对映异构称 为旋光异构或光学异构。
物质的旋光
平面偏振光 光是一种电磁波，光波的振动方
向与其前进方向垂直。 普通光在所有垂直于其前进方向
的平面上振动。
平面偏振光——只在一个平面上振动
光源
起偏镜
I0
Nicol棱棱
偏振光
检偏镜
I
观察 I=I0 Cos2
4 -乙基-3,5-庚二烯-1-炔
H3C C2 HCHCHC2 HC2 HCH3 CH3CH3
3, 4-二甲基庚烷
顺-1，3-二甲基环己烷
Cl
2-甲基-6-氯庚烷
COOH Cl
OH
3-羟基-4-氯环己甲酸
C3 H CH2C CH 2 H C2 H CHO C 3 C H H C H 2 C = H 2 O CH