基础有机化学反应机理PPT课件
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有机化学ppt课件尹冬冬
详细描述
消除反应是有机化学中一类重要的反应机理，其特点是有机化合物分子中的某些 原子或基团被消除，生成不饱和键。根据消除的方式，可以分为β-消除和α-消除 等。
氧化还原反应
总结词
有机化合物分子中电子转移的反应过 程。
详细描述
氧化还原反应是有机化学中一类重要 的反应机理，其特点是电子在有机化 合物分子之间转移。根据电子转移的 方向，可以分为氧化反应和还原反应 。
理和化学性质往往不同。
构象分析
在有机化合物中，由于碳-碳单 键的旋转，分子可以形成不同的 空间构型，这些构型称为构象。 不同的构象对分子的物理和化学
性质有一定影响。
03
CATALOGUE
有机化合物分类与命名
烃类化合物
烷烃
由单键连接的碳原子构 成，饱和烃，无色，易
燃。
烯烃
有一个双键的烃类，不 饱和烃，常温下多为气
官能团与有机化合物命名
烷烃命名
选择最长碳链为主链，从靠近 支链一端开始编号。
炔烃命名
选择包含三键的最长碳链为主 链，从靠近三键一端开始编号 。
官能团
决定有机化合物性质的原子或 原子团。
烯烃命名
选择包含双键的最长碳链为主 链，从靠近双键一端开始编号 。
芳香烃命名
根据取代基的名称和位置进行 命名。
04
有机化合物的分离与提纯技术
蒸馏法
利用不同物质沸点的差异进行分离。
结晶法
通过降温使物质从溶液中析出晶体。
萃取法
利用物质在两种不相溶溶剂中的溶解度差异 进行分离。
色谱法
利用物质在固定相和流动相之间的吸附或分 配差异进行分离。
有机化合物的合成实验
烃的合成
如烷烃、烯烃、芳香烃等。
消除反应是有机化学中一类重要的反应机理，其特点是有机化合物分子中的某些 原子或基团被消除，生成不饱和键。根据消除的方式，可以分为β-消除和α-消除 等。
氧化还原反应
总结词
有机化合物分子中电子转移的反应过 程。
详细描述
氧化还原反应是有机化学中一类重要 的反应机理，其特点是电子在有机化 合物分子之间转移。根据电子转移的 方向，可以分为氧化反应和还原反应 。
理和化学性质往往不同。
构象分析
在有机化合物中，由于碳-碳单 键的旋转，分子可以形成不同的 空间构型，这些构型称为构象。 不同的构象对分子的物理和化学
性质有一定影响。
03
CATALOGUE
有机化合物分类与命名
烃类化合物
烷烃
由单键连接的碳原子构 成，饱和烃，无色，易
燃。
烯烃
有一个双键的烃类，不 饱和烃，常温下多为气
官能团与有机化合物命名
烷烃命名
选择最长碳链为主链，从靠近 支链一端开始编号。
炔烃命名
选择包含三键的最长碳链为主 链，从靠近三键一端开始编号 。
官能团
决定有机化合物性质的原子或 原子团。
烯烃命名
选择包含双键的最长碳链为主 链，从靠近双键一端开始编号 。
芳香烃命名
根据取代基的名称和位置进行 命名。
04
有机化合物的分离与提纯技术
蒸馏法
利用不同物质沸点的差异进行分离。
结晶法
通过降温使物质从溶液中析出晶体。
萃取法
利用物质在两种不相溶溶剂中的溶解度差异 进行分离。
色谱法
利用物质在固定相和流动相之间的吸附或分 配差异进行分离。
有机化合物的合成实验
烃的合成
如烷烃、烯烃、芳香烃等。
基础有机化学(邢其毅、第三版)第四章PPT4
§4 烯烃§4.1 烯烃的结构1、双键(C= C)的结构π键特点： a．π键不能独立存在；与σ键共存； b．π键不能旋转；产生几何异构； c, π键富含电子；易与缺电子试剂反应； d, π键受原子核控制弱；易被极化。
CH2 = CCF3 CF3H H C H H H C C CF3 CF3H C H-CF3 为吸电子基团 2. 几何异构 A． 产生条件 a． 分子中有阻碍旋转的因素 b． 被阻碍旋转的碳原子上连有不同基团C H3 C = C H cis a C = C b♦ 产生顺反异构的条件:C H3 HH C = C C H3 tra n s c dC H3 Ha ≠ b;c ≠ d总结 —— 异构体的分类几何异构 立体异构 对映异构 构型异构 部位异构 异构 构象异构 链异构 官能团异构B． 几何异构的标识a. 顺反命名法 相同基团在同侧时称为顺(cis)； 在异侧时称为反(trans);CH3 C=CCH3H C=CCH3H H 顺-2-丁烯H CH3 反-2-丁烯C1的两个基团与C2的两个基团相同时, 常使用该命名法.b. Z/E标识法 (普遍适用)含不同基团时，先按定序规则排大小， 两个大的在同侧时为Z，异侧为E1Cl C=CCH3 2Cl C=C CH3C 2H5 CH32C 2H5 1 CH3 E-2-氯-3-甲基-2-戊烯Z-2-氯-3-甲基-2-戊烯注意：顺反命名和Z/E命名的区别 顺反 两碳原子上基团相同 Z/E 各种均可，与R/S对应§4.2 烯烃的命名1.习惯命名法CH3 - C = CH2 CH3异丁烯 CH2 = CH CH3CH=CH CH2=CHCH2 CH2= (-CH2-) 乙烯基 丙烯基 烯丙基 亚甲基2. 系统命名法 a． 选含双键的最长碳链为主链； b． 从双键最近处编号； c． 双键位置写在母体化合物命名前加‘－’； 取代基写在更前面； d． 如有几何异构，在最前面用Z，E标识。
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重排反应通常发生在含有不稳 定结构或官能团的化合物中， 需要加热或加入催化剂。在重 排过程中，分子的骨架结构可 能发生变化。
重排反应在有机合成中具有重 要的应用价值，可以用于合成 具有特定结构或官能团的有机 化合物。同时，重排反应也是 研究有机化合物结构和性质的 重要手段之一。
08
有机化学在生活中的应 用
定义
特点
加成反应在有机合成中具有重要的应用价值，可以用 于合成各种烯烃、醇、醛、酮等有机化合物。
应用
加成反应通常发生在分子中的不饱和键上，需要一定 的反应条件和催化剂。
消除反应
定义
消除反应是指有机化合物分子中 失去一个小分子（如水、卤化氢
等），形成不饱和键的反应。
种类
包括脱水消除、脱卤化氢消除、 热消除等。
反应。此外，醇还可以与酸反应生成酯，是重要的有机合成原料。
酚类化合物结构与性质
结构特点 酚类化合物的分子中含有苯环和羟基（-OH）官能团，通 式为Ar-OH，其中Ar为苯基或其衍生物。
物理性质 酚类化合物一般为无色或淡黄色的固体或液体，具有特殊 的气味和较强的毒性。酚的熔点和沸点较高，易溶于有机 溶剂。
化学性质
03
可发生加成、氧化、还原等反应，如与氢气加成生成醇，被弱
氧化剂氧化成酸。
酮类化合物结构与性质
结构特点
羰基(C=O)两侧连接烃基或芳基，无双键性质。
物理性质
沸点较高、难溶于水、易溶于有机溶剂。
化学性质
主要发生加成和还原反应，如与氢气加成生成醇，被还原剂还原 成仲醇。
醌类化合物结构与性质
结构特点
04
醇、酚、醚类化合物
醇类化合物结构与性质
01
结构特点
有机化学反应机理基础
2.3 有机化学反应机理基础
2.3.1 反应机理的概念及其基本研究内容 一、基本概念 有机化学反应机理：对有机化合物反应过程的详细描述；即用一系 列化学方程、相关数据、曲线表示一个有机化学反应中化学键断裂、形 成的位置、方式、不同的反应方式和方向及其与之相对应的能量变化等。 举例：
CH 3CH2 Cl + NaOH 1. CH 3CH2 Cl H2O
其机理可以表示为：
R
C
L R
C
+
+ L
C R
+
+ Nu
-
R
C
Nu
其中的L为底物中的离去基团，一般包括X（卤代烃、酰卤、卤代苯 的硝基衍生物）、OH（醇）、OR（醚或羧酸酯）、OCOR（酸酐）等； 这类反应的基本特点是：
a.第一步是反应的慢步骤，也就是速度控制步骤；第二步为快反应； 这是因为第一步只有键的断裂而没有键的形成，所以是一个纯粹消耗能 量的步骤；
C
链终止
2X C
C
X
此类反应的特点是：
a.反应需要自由基引发剂。可以充当自由基的物质很多，例如空气氧、 一些金属离子等；有机化学制备中常用一些含过氧键或过硫键的物质作 自由基引发剂，如过氧化苯甲酸、过硫酸铵等。
b.此类反应常经历比较明显的三个过程。引发过程往往速度比较慢， 俗称“潜伏期”，这个阶段是抑制此类反应进行的最佳时间；一旦反应 进入链延长阶段就会生产大量的产物，是快速增殖阶段。往往是一些食 品（特别是油性食品）质量变差的主要原因。 c.此类反应的中间产物为自由基，产物种类与自由基种类和稳定性有 很大关系。对于烃类化合物来说，其中不同类型的氢反应活性顺序为：
（三）亲电类型的反应
亲电类型的反应也属于离子型反应，是带正电荷或部分正电荷的分子 或基团（亲电试剂）进攻底物分子中带负电荷或电子云密度较高的原子 （反应中心）而发生的反应。 亲电类型的反应包括亲电加成反应和亲电取代反应。 Ⅰ、亲电加成反应 亲电加成反应是烯烃、炔烃类化合物发生的典型的化学反应，其机理
2.3.1 反应机理的概念及其基本研究内容 一、基本概念 有机化学反应机理：对有机化合物反应过程的详细描述；即用一系 列化学方程、相关数据、曲线表示一个有机化学反应中化学键断裂、形 成的位置、方式、不同的反应方式和方向及其与之相对应的能量变化等。 举例：
CH 3CH2 Cl + NaOH 1. CH 3CH2 Cl H2O
其机理可以表示为：
R
C
L R
C
+
+ L
C R
+
+ Nu
-
R
C
Nu
其中的L为底物中的离去基团，一般包括X（卤代烃、酰卤、卤代苯 的硝基衍生物）、OH（醇）、OR（醚或羧酸酯）、OCOR（酸酐）等； 这类反应的基本特点是：
a.第一步是反应的慢步骤，也就是速度控制步骤；第二步为快反应； 这是因为第一步只有键的断裂而没有键的形成，所以是一个纯粹消耗能 量的步骤；
C
链终止
2X C
C
X
此类反应的特点是：
a.反应需要自由基引发剂。可以充当自由基的物质很多，例如空气氧、 一些金属离子等；有机化学制备中常用一些含过氧键或过硫键的物质作 自由基引发剂，如过氧化苯甲酸、过硫酸铵等。
b.此类反应常经历比较明显的三个过程。引发过程往往速度比较慢， 俗称“潜伏期”，这个阶段是抑制此类反应进行的最佳时间；一旦反应 进入链延长阶段就会生产大量的产物，是快速增殖阶段。往往是一些食 品（特别是油性食品）质量变差的主要原因。 c.此类反应的中间产物为自由基，产物种类与自由基种类和稳定性有 很大关系。对于烃类化合物来说，其中不同类型的氢反应活性顺序为：
（三）亲电类型的反应
亲电类型的反应也属于离子型反应，是带正电荷或部分正电荷的分子 或基团（亲电试剂）进攻底物分子中带负电荷或电子云密度较高的原子 （反应中心）而发生的反应。 亲电类型的反应包括亲电加成反应和亲电取代反应。 Ⅰ、亲电加成反应 亲电加成反应是烯烃、炔烃类化合物发生的典型的化学反应，其机理
大学有机化学课件ppt课件
大。
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。
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。
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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。
《有机化学人名反应》课件
人名反应的定义与重要性
定义
人名反应是指以科学家或化学家的名字命名的有机化学反应。这些反应通常具 有独特性、重要性或实用性。
重要性
人名反应是化学领域中的重要知识，掌握这些反应有助于理解有机化学的基本 原理，提高解决实际问题的能力。同时，人名反应也是化学领域中科学研究的 成果，体现了人类对化学反应的深入认识和探索。
一种重要的烷基化反应
详细描述
Friedel-Crafts反应是一种在芳香化合 物中引入烷基的亲电取代反应。通常 在路易斯酸（如AlCl3）催化下进行， 该反应广泛应用于有机合成中。
Wittig 反应
总结词
制备烯烃的经典方法
详细描述
Wittig反应是一种通过磷酸酯和醛之间的反应制备烯烃的方法。该反应涉及一个五元环 过渡态，生成具有特定立体化学特征的烯烃。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
在材料科学中的应用
材料科学是一个跨学科的领域，涉及材料的设计、制备、性 能和应用。人名反应在材料科学中的应用主要涉及新型材料 的合成和改性。
通过人名反应，可以合成出具有优异性能和功能的新型材料 ，如高分子材料、陶瓷材料、复合材料等。这些材料在能源 、环境、信息等领域具有广泛的应用前景，为科技进步和社 会发展提供重要支持。
亲电取代反应
总结词
亲电取代反应是一种有机化学反应，其中亲电试剂进攻并取代反应物分子中的某 个基团。
详细描述
这类反应通常发生在苯环、芳香烃和杂环化合物的反应中，其中亲电试剂具有正 电性，能够进攻富电子的碳原子。常见的亲电取代反应包括：EAS reaction、 Elimination reaction等。
详细描述
这类反应通常发生在烯烃、炔烃和芳香烃的反应中，其中加成试剂能够与不饱和键结合形成新的键。 常见的加成反应包括：Diels-Alder reaction、Addition reaction等。
有机化学ppt课件完整版
有机化学ppt课件完整版目录•绪论•有机化合物的结构与性质•烃类化合物•烃的衍生物•有机合成与反应机理•生物活性有机化合物绪论碳氢化合物研究碳氢化合物（烃）的结构、性质、合成和反应机理。
碳氢化合物的衍生物研究烃的衍生物，如醇、醛、酮、羧酸、酯等有机化合物的结构、性质、合成和反应机理。
生命体系中的有机化合物研究生物体内的氨基酸、蛋白质、核酸、多糖等生命物质的结构、性质和功能。
经典时期19世纪初到20世纪初，以经验规律为指导，通过大量的实验总结出了许多有机化学的基本概念和原理。
萌芽时期从远古时期到18世纪，人们开始使用天然有机物，如木材、植物、动物等。
现代时期20世纪至今，以量子力学和统计力学为基础，发展出了现代有机化学的理论和方法，如分子轨道理论、价键理论、反应机理理论等。
环境领域有机化学在环境保护方面发挥着重要作用，如研究大气污染物、水体污染物的来源和治理方法等。
同时，有机化学也致力于开发环保材料和清洁能源。
材料领域合成纤维、塑料、橡胶等高分子材料广泛应用于服装、家居用品、交通工具等领域。
医药领域合成药物如抗生素、抗癌药物等对于治疗疾病具有重要意义。
同时，天然药物中提取的有效成分也是有机化学的研究对象。
农业领域合成农药和化肥对于提高农作物产量具有重要作用。
此外，生物农药和生物肥料的研发也需要有机化学的支持。
有机化学与生产生活的关系有机化合物的结构与性质碳原子通过四个共价键与其他原子或基团相连，形成复杂的有机分子结构。
碳原子的四价性键的极性空间构型碳原子与其他原子形成的共价键具有不同的极性，影响有机物的物理和化学性质。
有机化合物分子中的原子或基团在空间的排列方式不同，导致同分异构现象的产生。
030201有机化合物的结构特点03同分异构体的性质差异由于结构上的差异，同分异构体在物理性质、化学性质以及生物活性等方面表现出明显的不同。
01构造异构分子式相同但连接方式不同，如正丁烷和异丁烷。
02立体异构分子式相同、连接方式也相同，但空间构型不同，如顺反异构、对映异构等。
有机化学人名反应机理ppt课件
• 含有一个活泼的双键或叁键的化合物(亲双烯体) 与共轭二烯类化合物(双烯体)发生1,4-加成，生 成六员环状化合物：
这个反响极易进展并且反响速度快，运用范围极广泛， 是合成环状化合物的一个非常重要的方法。 带有吸电子取代基的亲双烯体和带有给电子取代基的双烯 体对反响有利。常用的亲双烯体有：
以下基团也能作为亲双烯体发生反 响：
• 常用的双烯体有
反响机理 这是一个协同反响，反响时，双烯体和亲双烯体彼 此接近，相互作用，构成一个环状过渡态，然后逐 渐转化为产物分子：
• 反响是按顺式加成方式进展的，反响物原来的构型关 系仍保管在环加成产物中。例如：
正常的Diels-Alder反响主要是由双烯体的HOMO(最高已占轨 道)与亲双烯体的LUMO(最低未占轨道)发生作用。反响过程 中，电子从双烯体的HOMO“流入〞亲双烯体的LUMO。也 有由双烯体的LUMO与亲双烯体的HOMO作用发生反响的。
吡啶类化合物不易进展硝化，用硝基复原法制备氨基 吡啶甚为困难。本反响是在杂环上引入氨基的简便有效 的方法，广泛适用于各种氮杂芳环，如苯并咪唑、异喹 啉、吖啶和菲啶类化合物均能发生本反响。
Claisen重排〔克莱森〕
• 烯丙基芳基醚在高温(200°C)下可以重排， 生成烯丙基酚。
当烯丙基芳基醚的两个邻位未被取代基占满时，重 排主要得到邻位产物，两个邻位均被取代基占据时， 重排得到对位产物。对位、邻位均被占满时不发生此 类重排反响。
有些情况下水解很困难，可以用肼解来替代：
反响机理 邻苯二甲酰亚胺盐和卤代烷的反响是亲核取代反
响，取代反响产物的水解过程与酰胺的水解类似。
• 反响实例
Gattermann 反响
• 重氮盐用新制的铜粉替代亚铜盐(见Sandmeyer 反响)作催化剂，与浓盐酸或氢溴酸发生置换反 响得到氯代或溴代芳烃：
这个反响极易进展并且反响速度快，运用范围极广泛， 是合成环状化合物的一个非常重要的方法。 带有吸电子取代基的亲双烯体和带有给电子取代基的双烯 体对反响有利。常用的亲双烯体有：
以下基团也能作为亲双烯体发生反 响：
• 常用的双烯体有
反响机理 这是一个协同反响，反响时，双烯体和亲双烯体彼 此接近，相互作用，构成一个环状过渡态，然后逐 渐转化为产物分子：
• 反响是按顺式加成方式进展的，反响物原来的构型关 系仍保管在环加成产物中。例如：
正常的Diels-Alder反响主要是由双烯体的HOMO(最高已占轨 道)与亲双烯体的LUMO(最低未占轨道)发生作用。反响过程 中，电子从双烯体的HOMO“流入〞亲双烯体的LUMO。也 有由双烯体的LUMO与亲双烯体的HOMO作用发生反响的。
吡啶类化合物不易进展硝化，用硝基复原法制备氨基 吡啶甚为困难。本反响是在杂环上引入氨基的简便有效 的方法，广泛适用于各种氮杂芳环，如苯并咪唑、异喹 啉、吖啶和菲啶类化合物均能发生本反响。
Claisen重排〔克莱森〕
• 烯丙基芳基醚在高温(200°C)下可以重排， 生成烯丙基酚。
当烯丙基芳基醚的两个邻位未被取代基占满时，重 排主要得到邻位产物，两个邻位均被取代基占据时， 重排得到对位产物。对位、邻位均被占满时不发生此 类重排反响。
有些情况下水解很困难，可以用肼解来替代：
反响机理 邻苯二甲酰亚胺盐和卤代烷的反响是亲核取代反
响，取代反响产物的水解过程与酰胺的水解类似。
• 反响实例
Gattermann 反响
• 重氮盐用新制的铜粉替代亚铜盐(见Sandmeyer 反响)作催化剂，与浓盐酸或氢溴酸发生置换反 响得到氯代或溴代芳烃：
第3章 一般有机化学反应机理1-自由基反应
（CH3)3C·
烷基自由基
2010秋
H C C H C H 2 2
烯丙基型自由基
华东理工大学-王朝霞课件
桥头碳自由基
19
b. 碳自由基的结构 甲基及其他简单的烷基自由基
sp2杂化
自 由 基 结 构
平面构型
★
具有平面的或接近平面的构型
H H C H
角锥构型
sp3杂化
平面结构中，带孤电子的碳为 sp2
2010秋
华东理工大学-王朝霞课件
2
教学大纲
4. 亲电反应历程：亲电加成反应（马尔科夫尼科夫规 则、加卤化氢、加卤素、加次卤酸）。亲电取代反 应。 5. 亲核反应历程：亲核加成反应（炔烃亲核加成反应、 羰基亲核加成（与格氏试剂、氨的衍生物、水、 醇）、环醚的亲核加成（酸性下，碱性下）、亲核 取代反应（卤烷 SN1、SN2瓦尔登翻转；醇与氢卤 酸、卤化物；醚的酸解）、芳环上亲核取代、羧酸 衍生物的亲核取代。
有机机化学反应应有机化学反自由基反应自由基加成自由基取代亲电加成亲电取代亲电取代2010秋华东理工大学王朝霞课件5离子型反应协同反应亲核加成亲核取代消除反应3131基元反应与反应机理基元反应与反应机理?基元反应?化学反应?反应级数与反应分子数的差别?反应级数与反应分子数的差别基本概念2010秋华东理工大学王朝霞课件6?反应机理及其所解决的问题?反应热和活化能简称元反应是指反应物分子在碰撞中能够直接转化为生成物分子的反应
2010秋
华东理工大学-王朝霞课件
11
反应机理及其所解决的问题
反应机理是由反应物转变为产物的途径，若为基元反应， 则为一步反应得到产物；若不为基元反应，则可以分解为多步 基元反应过程。 反应机理（或反应历程）就是对反应物到产物所经历过程 的详细描述和理论解释，特别是对中间体杂化状态、能量变化 的描述。 依据的实验事实越多，则由此作出的理论解释越可靠。一 个反应的历程应经得起实验事实的考验，并应有一定的预见性。
有机反应机理ppt课件
δ
H
H+
O
SO3
SO3H
CH 3
+ H2SO4
反应温度不同 产物比例不同
0℃ 25℃ 100℃
CH 3
SO3H +
邻甲基苯磺酸 43% 32% 13%
CH 3
SO3H
对甲基苯磺酸 53% 62% 79%
6. 1,2-环氧化合物的 开环反应
环氧乙烷类化合物的三元环结构使各原子的轨道不能正面充 分重叠，而是以弯曲键相互连结，因此，分子中存在一种张力， 极易与多种试剂反应，把环打开。酸催化开环反应时，首先环 氧化物的氧原子质子化，然后亲核试剂从C−O键的碳原子的背 后进攻取代基较多的环碳原子，发生SN2反应生成开环产物。这 是一个SN2反应，但具有SN1的性质，电子效应控制了产物，空 间因素不重要。碱性开环时，亲核试剂选择进攻取代基较少的 环碳原子，C−O键的断裂与亲核试剂和环碳原子之间键的形成 几乎同时进行，并生成产物。这是一个SN2反应，空间效应控制 了反应。
（1）碱性水解
O
O
C2H5CO18C2H5 + H2O NaOH CH3CONa + C2H5O18H
反应机理
O
RCOR' + -OH 慢
OR-C-OR'
快
O RCOH + -OR'
OH
O ROH + RCO-
Na+
O RCONa
（2）酸性水解
O CH3CO18C2H5 + H2O
O
H+
CH3COH + C2H5O18H
1°C+
CH3
CH3
重排
有机合成基本反应ppt课件
反应机理
反应实例
反应实例
Mannich 反应 含有a-活泼氢的醛、酮与甲醛及胺(伯胺、仲胺或
氨)反应，结果一个a-活泼氢被胺甲基取代，此反应 又称为胺甲基化反应，所得产物称为Mannich碱。
Mannich 反应机理
反应实例
（二）、碳碳双键的形成
• 消除反应 Wittig反应 • (1)卤代烃脱卤化氢
反应实例
Knoevenagel 反应
• 含活泼亚甲基的化合物与 醛或酮在弱碱性催化剂(氨、 伯胺、仲胺、吡啶等有机 碱)存在下缩合得到a,b-不 饱和化合物。
反应实例：
（三）、碳碳叁键的形成
• 二卤代烃脱卤化氢
（四）、碳环的形成
• 环加成反应
Diels—Aider反应
卡宾及卡宾类对烯键的加成
与卤代烃反应：
有机铜化合物的 反应
现代有机合成化学
研究生课程
有机铜化合物的反应
与酰氯作用
现代有机合成化学
研究生课程
与环氧化合物反应
现代有机合成化学
研究生课程
5、活泼亚甲基化合物的反应
• 活泼亚甲基化合物由于吸电子基的吸电子诱导效应，使得 2－碳上的氢具有一定的酸性．可以解离而生成碳负离子，
这类碳负离子通常称为烯醇负离子，此碳负离子因离域而 稳定。下面是一些常见的活泼亚甲基化合物：
研究生课程
催化剂主要为金属卤化物，它们的催化活性大致如下：
现代有机合成化学
研究生课程
原子不同反应活性次序为：
现代有机合成化学
研究生课程
现代有机合成化学
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（2） Friedel—Crafts反应酰基化反应
酰基化反应是不可逆的， 也不发生重排，因此酰 基化反应在合成上很有 价值。
反应实例
反应实例
Mannich 反应 含有a-活泼氢的醛、酮与甲醛及胺(伯胺、仲胺或
氨)反应，结果一个a-活泼氢被胺甲基取代，此反应 又称为胺甲基化反应，所得产物称为Mannich碱。
Mannich 反应机理
反应实例
（二）、碳碳双键的形成
• 消除反应 Wittig反应 • (1)卤代烃脱卤化氢
反应实例
Knoevenagel 反应
• 含活泼亚甲基的化合物与 醛或酮在弱碱性催化剂(氨、 伯胺、仲胺、吡啶等有机 碱)存在下缩合得到a,b-不 饱和化合物。
反应实例：
（三）、碳碳叁键的形成
• 二卤代烃脱卤化氢
（四）、碳环的形成
• 环加成反应
Diels—Aider反应
卡宾及卡宾类对烯键的加成
与卤代烃反应：
有机铜化合物的 反应
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有机铜化合物的反应
与酰氯作用
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与环氧化合物反应
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5、活泼亚甲基化合物的反应
• 活泼亚甲基化合物由于吸电子基的吸电子诱导效应，使得 2－碳上的氢具有一定的酸性．可以解离而生成碳负离子，
这类碳负离子通常称为烯醇负离子，此碳负离子因离域而 稳定。下面是一些常见的活泼亚甲基化合物：
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催化剂主要为金属卤化物，它们的催化活性大致如下：
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原子不同反应活性次序为：
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（2） Friedel—Crafts反应酰基化反应
酰基化反应是不可逆的， 也不发生重排，因此酰 基化反应在合成上很有 价值。
有机化学课件ppt完整版
阐述烷烃的碳原子以单键相连形成的链状 或环状结构，以及碳原子剩余的价键全部 与氢原子结合的特点。
烷烃的物理性质
烷烃的化学性质
探讨烷烃的沸点、熔点、密度等物理性质 随碳原子数增加的变化规律。
介绍烷烃的取代反应、氧化反应、裂化反应 等化学性质及反应机理。
烯烃、炔烃和芳香烃概述
烯烃的结构与性质
阐述烯烃分子中含有碳碳双键的结构 特点，以及烯烃的物理性质、化学性 质及反应类型。
羧酸及其衍生物的合成
阐述通过醛酮的氧化反应、腈的水解反应等方法合成羧酸 及其衍生物的方法。
04
醇、酚、醚类化合物
醇类化合物结构与性质分析
80%
醇类化合物的结构特点
含有羟基（-OH）官能团，与碳 链相连。
100%
物理性质
随着分子量的增加，醇的沸点逐 渐升高，水溶性逐渐降低。
80%
化学性质
醇具有还原性，可被氧化为醛或 酮；与羧酸反应生成酯；与卤化 氢反应生成卤代烃。
研究方法
主要包括实验方法和理论方法。实验方法包括合成、分离提纯、结构测定、性 质测试等；理论方法包括量子化学计算、分子模拟等。同时，现代有机化学还 借鉴了物理学、生物学等其他学科的研究手段和技术。
02
有机化合物结构与性质
有机化合物分类及命名规则
按碳骨架分类
开链化合物、碳环化合物
按官能团分类
烃类、醇类、醛类、酮类、羧酸类、胺类等
羧酸衍生物的合成
通过羧酸的衍生化反应，如酯化、酰卤化、 酰胺化等方法合成相应的衍生物。
绿色合成策略
采用环保、高效的合成方法，如原子经济性 反应、生物催化等，实现绿色合成。
07
含氮有机化合物
胺类化合物结构与性质探讨
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15
酯化反应的机理
*1 加成－消除机理
双分子反应一 步活化能较高
O H + C3C H O H -
+OH C3C H O H - HC O 2H 5
OH CH 3 -C -OH
质子转移
按加成－消除
加成
HO +
C 2H
5
机制进行反应，
四面体正离子
是酰氧键断裂
OH
+
CH 3-C -OH 2
OC 2 H 5
* 3oROH按此反应机理进行酯化。 * 由于R3C+易与碱性较强的水结合，不易与羧酸结合，
故逆向反应比正向反应易进行。所以3oROH的酯化 反应产率很低。
该反应机理也 从同位素方法 中得到了证明
O
CH3C-O18H + (CH3)3COH
O18
CH 3CO -C(C H3)3 + H2O
17
*3 酰基正离子机理
6
实例： 甲烷的氯化
卤代反应 分子中的原子或基团被卤原子或基团 取代的反应称为卤代反应。若卤原子为氯 原子，则该卤代反应称为氯代反应。
7
C H 4+ C l2 h v C H 3 C l+H C l
反应机理
链引发 链增长
链终止
hv
Cl2
2Cl
C H 4 + lC H 3 +HC Cl
H= 7. 5kJ/mol Ea=16.7 kJ/mol
C H 3+ C l2 C H 3 C l+C l
H= -112. 9 kJ/mol Ea=8. 3 kJ/mol
Cl + Cl
C l2
CH3 + CH3
H3CCH3
Cl + CH3
H 3C C l
8
2 饱和碳原子上的亲核取代反应
化合物分子中的原子或原子团被亲核试剂取代的反应称为亲 核取代反应。用SN表示。在反应中，受试剂进攻的对象称为底物； 亲核的进攻试剂称为亲核试剂；在反应中离开的基团称为离去基 团；与离去基团相连的碳原子称为中心碳原子；生成物称为产物。 在上述反应中，若受进攻的对象是饱和碳原子，则称此这类反应 为饱和碳原子上的亲核取代反应。
2
目录
一、取代反应 二、加成反应 三、消除反应 四、氧化还原反应 五、缩合反应 六、重排反应
3
一、取代反应
1 自由基取代反应 2 饱和碳原子上的亲核取代反应 3 酯化反应 4 酯的水解反应 5 芳香亲电取代反应 6 1,2-环氧化合物的开环反应 7 赫尔-乌尔哈-泽林斯基反应 8 芳香亲核取代反应 9 芳香自由基取代反应
4
1 自由基取代反应
有机化合物分子中的某个原子或基团被其 它原子或基团所置换的反应称为取代反应。若 取代反应是按共价键均裂的方式进行的，即是 由于分子经过均裂产生自由基而引发的，则称 其为自由基型取代反应。
5
自由基反应包括链引发、链转移、链终止三个 阶段。链引发阶段是产生自由基的阶段。由于键的 均裂需要能量，所以链引发阶段需要加热或光照。 链转移阶段是由一个自由基转变成另一个自由基的 阶段，犹如接力赛一样，自由基不断地传递下去， 像一环接一环的链，所以称之为链反应。链终止阶 段是消失自由基的阶段。自由基两两结合成键。所 有的自由基都消失了，自由基反应也就终止了。
（五）重要有机反应的反应机理
1
反应机理是对一个反应过程的详细描述，在表述反 应机理时，必须指出电子的流向，并规定用箭头表示一 对电子的转移，用鱼钩箭头表示单电子的转移。
反应机理是根据很多实验事实总结后提出的，它有 一定的适用范围，能解释很多实验事实，并能预测反应 的发生。如果发现新的实验事实无法用原有的反应机理 来解释，就要提出新的反应机理。反应机理已成为有机 结构理论的一部分。
9
实例：卤代烃双分子亲核取代反应的反应机理（SN2）
H C 6 H 1 3
H O - +
H 3 C
B r
C 6 H 1 3 H
H O
B r
C H 3
H O
C 6 H 1 3 H
+ B r -
C H 3
有两种分子参与了决定反应速度关键步骤的亲核取代反应 称为SN2 反应
10
构型保持和构型翻转
n-C6H13 H C Br HOCH3
（R）-2-溴辛烷
[]D=-34.6o
n-C6H13 HO C H
CH3
（S）-2-辛醇
[]D=+9.9o
构型翻转
n-C6H13 H C OH CH3
（R）-2-辛醇
[]D=+9.9o
构型保持
如果一个反应涉及到一个不对称碳原子上的一根键的变化，则将新 键在旧键断裂方向形成的情况称为构型保持，而将新键在旧键断裂的相 反方向形成的情况称为构型翻转。这种构型的翻转也称为Walden转换。 在SN2反应中，得到构型翻转的产物。
常用的催化剂有盐酸 、硫酸、苯磺酸等
14
H+
CH3COOH + C2H5OH
投料
1 ：1 1 ： 10
CH3COOC2H5 + H2O
产率
67% 97%
酯化反应是一个可逆的反应，为了使正反应有利， 通常采用的手段是：
①使原料之一过量； ②不断移走产物（例如除水；乙酸乙酯、乙酸、水 可形成三元恒沸物 bp 70.4℃）。
11
实例：卤代烃单分子亲核取代反应的反应机理（SN1）
R1 R2 C
R3
Br
慢
R1 R2 C
R3
-BrBr
反应物
过渡态
R2 R1
Nu-
C+ 快
R3 中间体
R1
R2 C
Nu
R3
R1
R2
C
R3
过渡态
Nu
Nu
产物
R1
Nu
C R2
R3
过渡态
R1 C R2
R3
只有一种分子参与了 决定反应速率关键步骤的 亲核取代反应称为SN1 反 应。在SN1反应中，得到构 型翻转和构型保持两种产 物。
12
实例：卤代烃溶剂解反应的反应机理（SN1）
进攻C+
CH3 CH3 C Br
CH3
慢 -B-r
CH3
CH3 C+ CH3
C2H5OH
快
-H+
CH3
CH3 +
C H OCபைடு நூலகம்H5 CH3
CH3 CH3 C OC2H5
CH3
13
3 酯化反应
定义：羧酸与醇在酸的催化作用下失去一分子水 而生成酯的反应称为酯化反应
O
O
+
C- O H
C- O H 2
CH 3
CH 3 H2SO4(浓) CH 3
CH 3
O
+C
CH 3
CH 3
+O
C
CH 3
CH 3
-H2O 消除
+OH
-H+
CH3C-OC2H5
O CH3C-OC2H5
16
*2 碳正离子机理
OH
H+
(CH3)3C-OH
+OH R-C-OC(CH3)3
(CH3)3CO+ H2 -H2O (CH3)3C+
O=C-R
属于SN1机理
O -H+
RC - O - C(CH3)3
按SN1机理进
行反应，是烷
氧键断裂