羟基类、羰基类比较
羟基酸和酮酸
第10 章羟基酸和酮酸本章重点介绍羟基酸和酮酸命名，相互影响的性质、酸性；脱水反应；转氨作用；脱羧反应；酮酸分解反应；醇酸和酮酸的体内化学过程；前列腺素的结构；酮式- 烯醇式互变异构羧酸分子中烃基上的氢原子被其他原子或原子团取代所形成的化合物称为取代羧酸( substituted carboxylic acid )。
根据取代基的种类不同，取代羧酸可分为卤代羧酸( halogeno acid)、羟基酸(hydroxy acid )、羰基酸(carbonyl acid )以及氨基酸( amino acid )等几类；羟基酸又可分为醇酸(alcoholic acid )和酚酸(phenic acid),羰基酸又可分为醛酸(aldehydo acid)和酮酸(keto acid )。
取代羧酸分子中除含羧基外，还含其它官能团，因此它是一类具有复合官能团的化合物。
各官能团除具有其特有的典型性质外，由于不同官能团之间的相互影响，还具有某些特殊反应和生物活性。
卤代酸不作专题介绍，氨基酸将在第17 章中讨论，本章只讨论羟基酸和酮酸。
羟基酸广泛存在于动植物体内，它们中有的是动植物体内进行生命活动的物质，有的是合成药物的原料，有的可作为食品的调味剂。
酮酸是人体内糖、脂肪和蛋白质等代谢过程中产生的中间产物。
因此在有机合成及生物代谢中羟基酸和酮酸都是极其重要的化合物。
你在学完本章以后，应该能够回答以下问题：1．氨基酸的结构特点是什么？可分为几类？如何命名？2．酸的结构特点分别是什么？可分为几类？如何命名？3．羟基酸和酮酸的重要化学性质是什么？4．哪些因素影响羟基酸酸性？5 . a-酮酸的分解为什么比3-酮酸难解？6．何为酮式—烯醇式互变异构现象？酮式—烯醇式互变异构现象产生的原因及条件是什么？7 . a-酮酸氨基化反应的生物学意义是什么?10. 1羟基酸的结构和命名温习提示：羧酸的命名及结构羟基酸是分子中既含有羟基又含羧基两种官能团的化合物。
羰基化合物
醛酮在与氢氰酸、格氏试剂、 醛酮在与氢氰酸、格氏试剂、亚硫酸氢钠等 强的亲核试剂反应时是按上述机理进行的 反应时是按上述机理进行的。 强的亲核试剂反应时是按上述机理进行的。
酸催化机理
C=O + H+ 快
[
+ C=OH
+ C-OH
]
Nu慢
Nu C OH
醛酮在与弱的亲核试剂如氨及其衍生物的反应是 醛酮在与弱的亲核试剂如氨及其衍生物的反应是 弱的亲核试剂 按酸催化剂进行的 在上述两个机理中， 在上述两个机理中，决定反应速度的关键步骤都 是由亲核试剂的进攻引起的，故称亲核加成反应 亲核加成反应。 是由亲核试剂的进攻引起的，故称亲核加成反应。
O
PhCH2CH2OH
1
PhCH 2MgCl + HCH
PhMgBr + CH3CH2CHO
PhCHCH 2CH 3 OH
Ph Ph C OH Ph
2
PhCHO + C2H5MgBr
O PhMgBr + PhCPh
(4) 与RLi的加成 的加成
RLi + HCHO RCH2OLi H3O RCH2OH 伯醇
分析: CH3 CH3 C C
② ①
①
O
C CH3
②
OH
CH3MgX + CH3 C C O
CH3 C CH3 + CH3 C
=
C CH3
C MgX
√
=
合成 :
O
CH3 C CH3
① CH3
C
C MgX
CH3 CH3 C C OH C CH3
=
② H3 O+
有机化学 第10章 羟基酸和羰基酸
9
7
5
3
1
COOH
10
11
13
15
17
19
前列腺(烷)酸
前列腺素可分为PG A、B、C、D、E、F、G 、H及I九型。它们彼此间的区别是五碳环上的 取代基及双键位置不同。体内PG A、E及F较多 。根据侧链R′及R″所含双键的数目而分为1、2 、3类。又根据五碳环上9位-OH基的立体构型而 分为α 及β 两型；α -型用虚线表示，β -型用实 线表示。天然前列腺素均为α -型，不存在β -型 。支链上手性碳原子的立体构型用R或S表示（S 用虚线，R用实线）；链上C=C的构型用Z或E 表示。
O R'
O R'
O R'
OH
R'
R''
R''
OH
R''
OH
R''
A
B
E
F
O
C
O
OH
H O H
O
H
11(α ),15(S)-二羟基-9-酮基-5(Z),13(E)前列二烯酸Leabharlann O HC O O HH
O H
O
H
9(α),11(α),15(S)-三羟基-13(E)前列烯酸
10.8 酮型-型互变异构
乙酰乙酸乙酯 Ethyl Acetoacetate
NH3 HOOCCH2CH2COCOOH + H3C CH COO
a－酮戊二酸 丙氨酸
+
GPT
NH3 OOCCH2CH2CHCOO
谷氨酸
+
+
O H3C C COOH
羟基与羰基的保护
TBDPSO TIPSO
OPMB OH
MOMCl,DIEA, CH2Cl2
TBDPSO
OPMB
OMOM
HCl(gas)/iPrOH,55oC
CO2CH3
O
TIPSO
OPMB OMOM OPMB OH
CO2CH3 O
2020/3/24
21
3.3 EE（CH3CH2OCH3CH-OR）保护羟基
EE的性质和THP很相似。
硅醚保护基
三甲基硅醚 (TMS-OR)
叔丁基二甲基硅醚 (TBDMS-OR or TBS-OR) 叔丁基二苯基硅醚 (TBDPS-OR )
苄醚保护基 烷氧基甲基醚或烷氧基取代甲基醚
其他保护基 2020/3/24
3
硅醚保护的优点
硅醚是最常见的保护羟基的方法之一。主要优点有：
易保护，也容易去保护
非芳性的胺可以使催化剂活性降低，阻碍O-脱苄； 在氢化体系中加入Na2CO3可以防止苄基被裂解，但可使 双键发生还原。
2020/3/24
14
A cH N
O B n
N H A c M eO O
H
10% Pd/C /H 2
A cH N
O H
N H A c M eO O
H
J. A m . C hem . Soc. 1971, 93, 1746
C6H5
J .O r g . C h e m , 1 9 9 2 , 5 7 , 1 7 2 2
Bu4N+F-/THF
O Si
O THP
HO THPO
C6H5
Ph Ph
Can. J. Chem . 1975, 53, 2975
2020/3/24
羟基酸和酮酸
223 第10章羟基酸和酮酸本章重点介绍羟基酸和酮酸命名相互影响的性质、酸性脱水反应转氨作用脱羧反应酮酸分解反应醇酸和酮酸的体内化学过程前列腺素的结构酮式-烯醇式互变异构等。
羧酸分子中烃基上的氢原子被其他原子或原子团取代所形成的化合物称为取代羧酸substituted carboxylic acid。
根据取代基的种类不同取代羧酸可分为卤代羧酸halogeno acid、羟基酸hydroxy acid、羰基酸carbonyl acid以及氨基酸amino acid等几类羟基酸又可分为醇酸alcoholic acid和酚酸phenic acid羰基酸又可分为醛酸aldehydo acid和酮酸keto acid。
取代羧酸分子中除含羧基外还含其它官能团因此它是一类具有复合官能团的化合物。
各官能团除具有其特有的典型性质外由于不同官能团之间的相互影响还具有某些特殊反应和生物活性。
卤代酸不作专题介绍氨基酸将在第17章中讨论本章只讨论羟基酸和酮酸。
羟基酸广泛存在于动植物体内它们中有的是动植物体内进行生命活动的物质有的是合成药物的原料有的可作为食品的调味剂。
酮酸是人体内糖、脂肪和蛋白质等代谢过程中产生的中间产物。
因此在有机合成及生物代谢中羟基酸和酮酸都是极其重要的化合物。
你在学完本章以后应该能够回答以下问题1 氨基酸的结构特点是什么可分为几类如何命名2 酸的结构特点分别是什么可分为几类如何命名3 羟基酸和酮酸的重要化学性质是什么 4 哪些因素影响羟基酸酸性5 α-酮酸的分解为什么比β-酮酸难解6 何为酮式—烯醇式互变异构现象酮式—烯醇式互变异构现象产生的原因及条件是什么7 α-酮酸氨基化反应的生物学意义是什么101 羟基酸的结构和命名温习提示羧酸的命名及结构羟基酸是分子中既含有羟基又含羧基两种官能团的化合物。
羟基连接在脂肪烃基上的羟224 基酸称为醇酸alcoholic acid连接在芳环上的羟基酸称为酚酸phenolic acid。
羧酸的结构分类和命名
OH slow R C OH
HO R'
+
OH R C OH R'O+ H
- H+ O R C OR'
下页 首页
OH + OH fast + R C OH2 R C OR' 消除 H 2O OR'
..
..
加成
上页
问题: 解释酯化反应的活性顺序
不同醇的酯化反应由易到难:
CH3OH ＞ CH3CH2OH ＞ (CH3)2CH-OH ＞ (CH3)3C-OH
不同酸的酯化反应由易到难:
HCO2H ＞ CH3CO2H ＞ (CH3)2CHCO2H ＞ (CH3)3CCO2H
上页
下页
首页
4．酰胺的生成
羧酸与氨(或胺)反应首先形成铵盐, 然后加热脱水得到酰胺 (amide)。
RCOOH
O NH3 R-C-O-NH4+
△
-H2O △
O R-C—N H2
酰胺键
COOH
浓H2SO4
乙酸乙酯
O O H2SO4 C6H5-C—OH + H O-CH3 C6H5-C—O-CH3 +H2O
苯甲酸甲酯 (85-95%)
增加反应物之一，或不断从反应体系中移去 一种生成物,可促使平衡右移,提高酯的收率。
上页 下页 首页
伯醇、仲醇与羧酸的酯化反应，通常 是按酸脱羟基醇脱氢的方式生成酯。 O O CH3-C—OH + H O18-C2H5 CH3-C—O18-C2H5 + HO-H
上页 下页 首页
(三) 羧酸的命名
脂肪族和芳香族羧酸均以脂肪酸作母体命名。
经典的药物设计原理—前药、软药、挛药
精选版课件ppt
47
例：软类似物的设计
药物→结构类似物
氯化十六烷基吡啶铵 抗真菌药 LD50 = 103 mg/Kg
Soft analog LD50 = 4110 mg/Kg 氯化十四烷酰氧基甲基吡啶鎓
精选版课件ppt
48
西吡氯铵软类似物的代谢
精选版课件ppt
精选版课件ppt
17
三、前药设计原理的应用
增加水溶性
增加脂溶性
提高稳定性、延长作用时间
提高作用部位特异性
掩盖药物的不适气味，提高患者的
依从性
精选版课件ppt
18
（一）增加水溶性
例：泼尼松龙
精选版课件ppt
19
（二）增加脂溶性
例：ACE抑制剂伊那普利拉 (Enalaprilat)
极性太大，影响吸收
载体前药
生物前体药物
组成
原药+载体（基团、 原药结构改变， 片断或其他载体） 无载体
亲脂性 变化较大
变化较小
活化反应 水解
氧化、还原或 其他反应
催化作用 化学作用或酶解 只有酶催化
精选版课件ppt
11
二、前药设计的目的与方法
目的：
改善药物在体内的吸收、分布、转运 与代谢等药代动力学过程，提高生物 利用度
71
挛药的结合形式
A + A/B
A Linker A/B
链状结合
A A/B
直接结合
A A/B
相互重叠结合
精选版课件ppt
72
三、挛药的应用
同挛药 异孪药
精选版课件ppt
73
（一）同挛药
重油中类型氧含量的分布
重油中类型氧含量的分布许艳艳;张红晓;李聚强;周玉路;项玉芝;杨朝合;夏道宏【摘要】采用电位滴定法分别测定了克拉玛依原油、委内瑞拉原油和抚顺减压渣油中6类含氧官能团的类型氧含量,对克拉玛依原油及委内瑞拉原油的正庚烷沥青质和可溶质分别进行了FT-IR分析,并对委内瑞拉原油正庚烷沥青质进行了XPS分析.结果表明,不同重油中各类型氧含量基本具有共同的分布规律,即主要为醛、酮羰基类氧,酯基类氧以及羧基类氧,石油加工过程对重油中类型氧含量分布具有影响;原油中存在＞C=O、COOH、—COO—、OH等含氧官能团,克拉玛依原油中醛、酮羰基类氧含量最多,委内瑞拉原油中酯基特征吸收峰明显,与电位滴定法定量结果一致;委内瑞拉原油正庚烷沥青质表面含有大量的C—O键.【期刊名称】《石油学报（石油加工）》【年(卷),期】2014(030)001【总页数】7页(P53-59)【关键词】重油;类型氧;分布;IR;XPS【作者】许艳艳;张红晓;李聚强;周玉路;项玉芝;杨朝合;夏道宏【作者单位】中国石油大学重质油国家重点实验室化学工程学院,山东青岛266580;中国石油大学重质油国家重点实验室化学工程学院,山东青岛266580;中国石油大学重质油国家重点实验室化学工程学院,山东青岛266580;中国石油大学重质油国家重点实验室化学工程学院,山东青岛266580;中国石油大学重质油国家重点实验室化学工程学院,山东青岛266580;中国石油大学重质油国家重点实验室化学工程学院,山东青岛266580;中国石油大学重质油国家重点实验室化学工程学院,山东青岛266580【正文语种】中文【中图分类】TE622.1+2全球范围内的重质原油资源十分丰富，储量约为常规原油的6～7倍；我国的石油资源短缺，可采石油正向着重质化、劣质化方向发展。
重油中除胶质、沥青质、金属含量较高外，还含有相当数量的非烃化合物，尤其在重稠油和减压渣油中非烃化合物含量更高。
第一讲-官能团的保护与去保护讲诉
实例:
去保护方法： Ts非常稳定，它经得起一般酸解(TFA和HCl等）、皂化、催 化氢解等多种条件。 1)常用Na/NH3(液)和 Li/NH3(液)处理脱去，注：Na/NH3(液) 操作比较麻烦，在多肽合成中会引起一些肽键的断裂和肽 链的破坏； 2)HBr/苯酚和Mg/MeOH 也是比较好的去保护方法; 3)有时HF/MeCN回流也能脱去Ts基。
引入: (1)碱性条件(有机碱如三乙胺或无机碱如 NaOH， NaHCO3等) 下在二氧六环和水的混合溶剂中与Boc2O反应得到 Boc保护的胺。优点：副产物无干扰,并容易除去。有时对一 些亲核性较强的胺，一般可在甲醇中和Boc酸酐直接反应即可， 无须其他的碱，其处理也方便;
(2)对水较为敏感的氨基衍生物，采用Boc2O/TEA/MeOH or DMF 在40-50℃下进行较好。有空间位阻的氨基酸而言， 用Boc2O/Me4NOH.5H2O/CH3CN是十分有利的。
稳定性：与Cbz相比，对氢解、碱及亲核试剂更稳定。
引入实例:
去保护方法： Boc比Cbz对酸敏感，酸解产物为异丁烯和CO2。
(1) 一般采用酸脱除的方法： TFA，50% TFA （液相肽的合成）或1-2M HCl/有 机溶剂(固相肽合成); 注：慎用HCl/MeOH的情况：脱除分子中有叔丁酯基(可根据不同的酸性选择性脱 Boc)或分子中有游离羧基(其可将羧酸变为甲酯)。
去保护实例:
1.1.4 甲(或乙)氧羰基的引入与去除
特点：甲（或乙）氧羰基同前面提到的各种烷氧羰基不同， 它对一般的酸、碱和氢解等都很稳定，在它的存在下， Cbz、Boc和苄基等可选择性去保护。
醇酮和醛的结构和性质
醇酮和醛的结构和性质醇酮和醛是有机化学中的两类常见化合物。
它们在结构和性质上有着明显的区别。
本文将对醇酮和醛的结构和性质进行详细介绍。
一、醇酮的结构和性质醇是一类含有羟基(-OH)官能团的有机化合物，而酮则含有羰基(C=O)官能团。
醇酮的结构中，羟基或羰基连接着碳原子链。
下面分别介绍醇和酮的结构和性质。
1. 醇的结构和性质醇的结构中，一个或多个羟基连接着碳原子链。
醇的通用式为R-OH，其中R代表烃基，可以是烷基、烯基或芳香基等。
醇可根据羟基的连接位置分为一元醇、二元醇、三元醇等。
关于醇的性质，以下是几个重要的方面：- 水溶性：醇分子中含有极性羟基，因此能与水形成氢键，具有较好的水溶性。
- 醇反应活性：醇具有与羟基相关的多种反应。
例如，醇可发生脱水反应得到烯烃，也可与酸反应生成酯等。
- 醇酸碱性：由于羟基的高电负性，醇具有一定的酸碱性。
1,2-二醇能够发生酸碱中和反应，生成稳定的盐。
2. 酮的结构和性质酮的结构中，一个碳原子同时与两个有机基团和一个羰基连接。
酮的通用式为R-C(=O)-R'，其中R和R'代表烃基。
酮中的羰基与两侧的有机基团可呈现不同的空间排布。
关于酮的性质，以下是几个重要的方面：- 极性：酮中的羰基与两侧碳链中的碳原子形成极性键。
酮分子内部相对稳定，与无机物和有机物的反应活性较低。
- 沸点和熔点：对于相同分子量的化合物，酮的沸点和熔点通常较醇和醛要高。
这是由于酮中没有亲水性的羟基，导致分子间作用力较弱。
二、醛的结构和性质醛是一类含有羰基(-CHO)官能团的有机化合物。
醛的结构中，羰基连接着碳原子链和一个氢原子。
下面将介绍醛的结构和性质。
1. 醛的结构和性质醛的通用式为R-C(=O)-H，其中R代表烃基。
醛中的羰基以共振方式与两侧碳原子共享电子，形成共振稳定的结构。
关于醛的性质，以下是几个重要的方面：- 不饱和性：醛中的羰基使其具有一定的不饱和性，容易参与一系列加成反应。
有机化学
OH-/H2O
OH
P
CH3CH2CHCOOH
Br
2、由腈醇水解
C6H5CHO HCN C6H5 CH OH
+
CN
HCl 70%
C6H5 CH
COOH
a-羟基酸
H / H2O HOCH2CH2COOH
OH
HOCH2CH2Cl
NaCN
HOCH2CH2CN
a-羟基酸
COOH OH
200 ～220℃
酚酸则多发生于邻位或对位有羟基的苯甲酸的脱羧
OH
水杨酸
COOH
200 ℃
+
CO2
+
HO OH OH
CO2
18
HO OH
OH
第三节 重要的羟基酸（了解）
* CH3CHCOOH OH
2－羟基丙酸 a－羟基丙酸 （乳酸）
CH2COOH * * HOOCCH CHCOOH OH OH HO C COOH CH2COOH
Chapter 7
碳氧双键化合物(三) 取代羧酸
1
Substituted Carboxylic Acids
G(X,NH2,OH,=O)
G: X NH2 OH =O 卤代酸 氨基酸 羟基酸 酮酸
R
C(H)
COOH
一、羟基酸的分类、命名、和来源 二、羟基酸的性质 三、重要的羟基酸 四、羰基酸的分类、命名 五、重要的羰基酸
-CO2
加热
a-或b-酮酸 易脱去羧基 RCOCH3
16
OH R CH CH—COOH n
[O]
O
R CH
羰基化合物的分析(新)1
苯 甲 酸 红 外 吸 收 谱 图
苯甲酸的红外谱图分析
同样，先通过谱图进行分析，同样，先分析官能团区，在1689处出现一个最强吸收峰， 判断为羰基吸收峰，同时看到在1603 1585 1464 1426几处有苯环的骨架伸缩震动，在看 到3000附近有一个宽吸收带，可能包含有苯环的C-H伸缩震动，通过这个宽吸收带，可以 判断为羧酸类物质，此吸收带为羧酸类物质特有吸收，同时在1294处可以看到一个强吸收 峰，可能为羧基的C-O伸缩振动吸收，佐证羧基的存在，在通过图中2000~1660的泛频区与 770~690的指纹区可知此苯环为单取代芳香烃。通过以上可以判断为羧酸芳香烃。 在通过物质结构经行谱图峰位置的分析，同样看到其中具有苯环和羟基与羰基相连， 且两个基团的作用相反，首先苯环与羰基的π -π 共轭会导致羰基的电子转移到苯环，从 而导致羰基的极性增强，吸收频率降低。同时，羟基的氧上具有孤对电子，与羰基产生pπ 共轭，同样使羰基上的电子增加，导致羰基的极性增强，频率降低，两个基团的共同影 响，导致羰基的吸收峰降低到1689。又由于羟基之间的氢键效应，导致羟基成多重峰，并 且与C-H振动重叠。
具有代表性的羰基化合物
酮类2-溴苯乙酮羧源自类苯甲酸β-二羰基化合物
乙酰乙酸乙酯
酮
酮是羰基与两个烃基相连的化合物。根据分子中烃基的不同，酮可分为脂肪酮、 脂环酮、芳香酮、饱和酮和不饱和酮。 芳香酮的羰基直接连在芳香环上，按 羰基数目又可分为一元酮、二元酮和多元酮。羰基嵌在环内的，称为环内酮， 例如环己酮。一元酮中，羰基连接的两个烃基相同的称单酮，例如丙酮（二甲 基甲酮）。互不相同的为混酮，例如苯乙酮（苯基·甲基甲酮）。酮分子间不 能形成氢键，其沸点低于相应的醇，但羰基氧能和水分子形成氢键，所以低碳 数酮（低级酮）溶于水。低级酮是液体，具有令人愉快的气味，高碳数酮（高 级酮）是固体。 为了体现邻位取代基对酮羰基的影响，所以选取了2-溴苯乙酮作为酮类化合物 分析的代表
醛基
羰基羰基（tāng jī）(carbonyl group) 是由碳和氧两种原子通过双键连接而成的有机官能团（C=O)。
是醛，酮，羧酸，羧酸衍生物等官能团的组成部分。
1简介有机化学中，羰基化合物指的是一类含有羰基的化合物。
由一个sp2或sp杂化（见杂化轨道）的碳原子与一个氧原子通过双键（见化学键）相结合而成的基团，可以表示为：关系式羰基C=O的双键的键长约1.22埃。
由于氧的电负性(3.5)大于碳的电负性(2.5)，C=O键的电子云分布偏向于氧原子：分布示意图这个特点决定了羰基的极性和化学反应性。
构成羰基的碳原子的另外两个键，可以单键或双键的形式与其他原子或基团相结合而成为种类繁多的羰基化合物。
羰基化合物可分为醛酮类和羧酸类两类(R为烷基)：醛酮类：R─CH=O 醛R─CO─R 酮羧酸类：R─CO─OH 羧酸R─CO─OR′羧酸酯R─CO─O─CO─R′酸酐R─CO─O─O─CO─R′酰基过氧化物R─CO─NH2酰胺R─CO─X(X─F、Cl、Br、I) 酰卤R─CH=C=O烯酮R─N=C=O 异氰酸酯由于碳原子和氧原子的电负性差别，羰基化合物容易与亲核试剂发生亲核加成反应。
羰基的性质很活泼，容易起加成反应，如与氢生成醇。
簇合物中的键结模式在羰基簇合物化学中，羰基配体有许多不同的键结模式。
大部份常见的羰基配体都是端接配体，但羰基也常连接2个或3个金属原子，形成μ2或μ3的桥接配体)。
有时羰基中的碳和氧原子都会参与键结，例如μ3-η就是一个哈普托数为2，连接3个金属原子的桥接配体。
金属中心原子形成反馈π键使M-C键能增强，同时活化了-C-O键。
2性质物理性质：具有强红外吸收。
化学性质：由于氧的强吸电子性，碳原子上易发生亲核加成反应。
其它常见化学反应包括：亲核还原反应，羟醛缩合反应。
金属羰基配合物结构及性质金属羰基配合物大都难溶于水。
例如四羰基镍对水的溶解度只有0.018 g/100 mL(10°C 时)，不过可溶于大部份的有机溶剂中，也可溶于王水及硝酸。
09-羰基化合物(药学专升本陆涛7版)
某酮，主链碳原子的编号从醛基一端或靠近酮基
一端开始，酮基的位置必须用数字标明在酮基之
前，如有侧链，其位次写在酮基位次之前。
CH3
CH3COCH2CHCH3 CH3
4－甲基－2－戊酮
CH3-CH-CH2CH2CHO 4-甲基戊醛
CH3OCH2CH2CH2CHO
4-甲氧基丁醛（γ -甲氧基丁醛）
HCHO
>
RCHO > RCOCH3
>
RCOR'
原因：
(1)电性因素：烷基是给电子基，降低羰 基碳的正电性。 (2)空间因素：烷基的体积比氢大，使醛 中羰基碳周围的空间位阻比甲醛中大。
在脂肪族醛、酮系列中反应活性次序是： （甲醛、脂肪族醛、芳香醛、甲基酮、酮）
HCHO
>
RCHO > RCOCH3
>
d- d+
O H C O R' C H O H
OH 1)RMgX
2)H3O
+
H CH R OH R' CH R OH
伯醇 仲醇
叔醇
R
C
R'
R'
C
R
R''
O (1) H—C—H +
-MgCl
1.乙醚 2.H3O+ (66%)
-CH2OH 伯醇
(2) 1.乙醚 CH3CHCH2CHO + C2H5MgCl 2.H O+ CH3CHCH2CHC2H5 3 CH3 OH CH3 (68%) 仲醇 O CH3 1.n-C3H7MgBr/乙醚 (3) CH3-C-CH3 CH3-C-CH2CH2CH3 + 2.H3O OH 叔醇
高中化学官能团总结
高中化学官能团总结1. 引言化学是一门研究物质组成、性质和变化的科学。
在高中化学学习中，我们需要掌握各种有机和无机化合物的结构和性质。
其中，了解和理解官能团的概念是非常重要的。
本文将对高中化学官能团进行总结，包括官能团的定义、分类和常见的官能团。
2. 官能团的定义官能团指的是分子中能够特定反应的原子团或原子的集合。
官能团能够决定化合物的特性和反应性。
官能团在分子中通常通过共价键与其他原子连接。
在有机化学中，官能团往往由碳、氧、氮、硫和卤素等原子组成。
3. 官能团的分类根据化学性质和功能性，官能团可以分为多种不同类型。
以下是常见的几类官能团：3.1 羟基 (-OH)羟基是一个由氧原子和氢原子组成的官能团。
它是醇类化合物的特征性官能团。
羟基具有亲水性，可以参与酸碱中和反应以及氧化还原反应。
3.2 羰基 (>C=O)羰基是碳氧双键 (C=O) 的官能团。
常见的羰基化合物包括酮和醛。
酮是羰基位于内部碳原子的化合物，而醛是羰基位于链的末端碳原子的化合物。
羰基具有极性，可以参与亲核加成反应和氧化还原反应。
3.3 羧基 (-COOH)羧基是由羰基和羟基组合而成的官能团。
羧基是酸的特征性官能团，例如甲酸和乙酸。
羧基具有酸性，可以参与酸碱反应和酯化反应。
3.4 氨基 (-NH2)氨基是由氮原子和氢原子组成的官能团。
它是胺类化合物的特征性官能团。
氨基具有碱性，可以参与与酸的酸碱反应和亲电取代反应。
3.5 卤素官能团 (-F, -Cl, -Br, -I)卤素官能团是由卤素原子组成的官能团，包括氟、氯、溴和碘。
卤素官能团常见于有机化合物中，可以参与取代反应和亲电取代反应。
4. 常见官能团示例以下是一些常见的有机化合物和它们的官能团示例：4.1 甲醇 (CH3OH)甲醇是一种醇类化合物，其官能团为羟基。
4.2 乙醛 (CH3CHO)乙醛是一种醛类化合物，其官能团为羰基。
4.3 乙酸 (CH3COOH)乙酸是一种羧酸化合物，其官能团为羧基。
有机物性质
有机化学基础复习——有机物性质一、重要有机物的物理性质归纳（1）溶解性：绝大部分有机物均能溶于有机溶剂. 能溶于水的有机物为：低级的醇、醛、酸微溶于水：①苯酚②苯甲酸附：水溶性规律。
有机物是否溶于水与组成该有机物的原子团（包括官能团）有密切关系。
在有机物分子常见的官能团中，—OH、—CHO、—COOH、—SO3H等，皆为亲水基，—R、—NO2、—X、等皆为憎水基。
一般来讲，有机物分子中当亲水基占主导地位时，该有机物溶于水；当憎水基占主导地位时，则难溶于水。
由此可推知：①烃类均难溶于水。
②含有—OH、—CHO、及—COOH的各类有机物（如醇、醛、酮、羧酸），其烃基部分碳原子数小于等于3时可溶于水。
③当活泼金属原子取代有机物分子中的氢原子后所得的产物可溶于水。
如CH3CH2ONa、CH3COONa、C6H5ONa等。
（2）密度：比水轻的：①烃（含苯及其同系物、矿物油）②酯（含油脂）③一氯烷烃比水重：①溴苯②溴乙烷③四氯化碳液态④硝基苯⑤苯酚（4）常温下呈气态：①分子中含碳原子数小于或等于4的烃（新戊烷除外）②CH3Cl ③HCHO （5）有特殊气味或香味：①苯②甲苯③CH3COOC2H5④CH3CH2OH二、重要有机物的性质（一）烃1.烷烃的化学性质：①稳定性：不使溴水及酸性高锰酸钾溶液褪色。
②氧化反应(可燃性)：③取代反应：均可与卤素发生取代反应。
④裂化反应：2. 乙烯和乙炔的性质①加成（特征反应）分别写出下列反应的化学方程式与溴水反应_____________________；_________________________。
与H2反应_____________________；_________________________。
与HCl反应_____________________；_________________________。
与H2O反应_____________________；_________________________。
酰基和羰基
酰基和羰基自然界中有些分子具有优良的化学性质，可供给其它分子一个活泼的氢原子（如氨基、羧基、醛基等），与这些分子中的一个或多个原子共价结合，形成一个活泼的酰基或羰基。
酰基和羰基在性质上的这些差别，使它们能够用来作为各种功能基团，发挥各自特殊的生理或药理作用。
由于羰基和酰基是在分子结构上的不同，所以在很多反应中，酰基往往比羰基活泼得多。
举例来说，能跟一般金属反应生成氧化物或氢气的醛或酮，往往也能跟活泼金属反应生成相应的羟基化合物。
这些反应常用于醛类的糖醛缩合反应，而醛糖缩合产物也具有与β-酮糖类似的还原性。
由于这些化学反应，从而也导致了大量碳水化合物的脱水成为α-酮酸。
由于这两种基团在化学性质上的差异，因此在某些情况下，将羰基与酰基混合使用，可以获得某些重要的化合物。
如在一般情况下，能与氯化氢反应而生成乙酰氯的酰胺，在与二氧化锰作用后，即得到乙酰氯，再与三氯化铁反应，就可以生成甲酰氯，进一步与过量的氯化铁反应，就得到乙酰亚铁。
一氧化碳也可以与二氧化锰作用，生成乙酰乙酸乙酯，再与铁粉作用，生成红色的甲酰亚铁，然后再加入过量的盐酸，即得甲酰氯，并释放出一氧化碳。
以上例子说明，如果将两个活泼的羟基直接连接在一起，则组成的化合物称为缩酮，其中的羟基和酮基都是活泼的化学基团。
例如，有些药物对中枢神经系统有抑制作用，称为镇静剂。
美国前总统林肯和英国前首相丘吉尔，患癫痫病时服用的药物就是碳酸锂，它是锂的酰胺。
研究表明，锂是强烈的中枢神经系统兴奋剂，它能迅速抑制脑内神经突触的传递作用，造成脑电波平稳，对神经细胞有强烈毒性。
当使用化合物是碳酸锂时，人体血液中的锂浓度会升高，脑内锂含量会超标，因此必须限量使用。
据估计，正常人体血液中的锂含量约为0。
0012克，由于大量的锂会通过肾脏排出体外，故通过尿液排出的锂远少于摄入量，而血液中锂的浓度变化却相当大。
当血液中锂含量超过0。
0001克时，会产生惊厥、头痛、嗜睡、视觉模糊、反射亢进等现象，血液中锂的含量继续增加时，还会引起肾功能衰竭和痉挛等症状。
醛基和羰基
醛基和羰基酰基结构式和酮基的区别是：两端连接的基团不一样。
酰基结构式为r─co─nh2 ，是一端已经连上了一个烃基，只空余另一端的原子团；酮基的结构式为r─co─r，是两个键都能连基团的原子团。
酮基一般指羰基。
一、概念相同1、酰基：酰基指的是有机或无机含氧酸去掉羟基后剩下的一价原子团，通式为rm(o)-。
在有机化学中，酰基主要指具有结构的基团。
2、酮基：羰基就是由碳和氧两种原子通过双键相连接而变成的有机官能团（-c=o-)。
就是醛，酮，羧酸，羧酸衍生物等官能团的组成部分。
二、性质不同1、酰基：醛、酮、羧酸、羧酸衍生物等几乎都存有酰基。
酰基中的m原子都为碳，但硫、磷、氙等原子也可以构成相似的酰基化合物，如四氟一水解氙、硫酰氯、氯化亚砜。
此类酰卤通常称作卤氧化物。
酰基就是一端已经Zimride了一个烃基，只空余另一端的原子团。
2、酮基：具有强红外吸收的物理性质；由于氧的强吸电子性，碳原子上易发生亲核加成反应，具有亲核还原反应，羟醛缩合反应的化学性质。
三、特征相同1、酰基：酰基不是一种区别有机物类别的基团。
有机化合物分子中的氮、氧、碳等原子上引入酰基的反应统称为酰化，但习惯上把碳原子上引入硝基、磺基和羧基（羧基可作为碳酸的酰基）的反应分别叫硝化、磺化和羧基化。
羧酸衍生物中酰基中的羰基不如醛、酮中的开朗，但仍能够出现一系列的差率-消解反应。
当酰基与苯环相连时，可以并使苯环致钝，再入基主要步入其间位。
2、酮基：在进行金属羰基配合物的分析时，常会使用红外吸收光谱法。
在一氧化碳气体，c-o键的振动（一般以νco表示）出现在光谱中cm-1的位置。
νco的位置和金属和碳之间键结强度呈现负相关的关系。
除了振动的频率外，频谱中νco的个数也需用去分析协调物的结构，八面体结构旳协调物（如cr(co)6），其频谱只有一个νco。
对称性较差的协调物，其频谱也可以比较复杂。
- 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)。
合生成水
—结合生成水
分子间反应
离子反应
反应的速率 缓慢
迅速
反应的程序 可逆反应
可进行彻底的反应
是否需要催 需浓硫酸催化
化剂
不需要催化剂
定量认识有机物之间的相互反应
（1）在烷烃和芳香烃一卤取代反应中，被取代的H原子和卤 素单质（X2）及生成的卤代烃物质的量之比为1∶1∶1。 （2）在不饱和烃与H2或X2的加成反应中，C＝C双键与H2 或X2物质的量之比都是1∶1，若是C≡C叁键，则为1∶2。
分子式
根据性质确定
燃烧方程式计算 通式
结构式
4、某含氧有机化合物可以作为无铅汽油 的抗爆震剂，它的相对分子质量为88，含 碳的质量分数为68.2%，含氢的质量分数 为13.6%，红外光谱和核磁共振氢谱显示 该分子中有4个甲基，试求其结构式。
(3)类别异构：由于官能团不同而产生的异构。如： 相同C3H6的环丙烷和丙烯， C2H6O乙醇和甲醚
问：你能小结一下烃的衍生物中哪些物质互 为类别异构？
答：①饱和一元醇和醚，通式都为CnH2n+2O, n≥2时， 醇和醚互为同分异构体。
如：CH3CH2OH（乙醇）和CH3OCH3（甲醚） ②醛和酮，通式为CnH2nO，除此之外，烯醇、
相连
链相连
（1）与钠反应（2）取代反应 （3）脱水反应（4）氧化反应 （5）酯化反应
红热铜丝插入醇中有刺激性气 味（生成醛或铜）
-OH 与 苯 环 直 接相连
（1）弱酸性 （2）取代反应 （3）显色反应
与 FeCl3 溶 液 显紫色
2．苯、甲苯、苯酚的分子结构及典型性质比较
类别
苯
甲苯
苯酚
结构简式
氧化反应
√D.8种
3.已知丁基共有四种。不必试写，立即可断
√ 定分子式为C5H10O2的羧酸应有
A.3种 B.5种 C.4种
D.6种
4.丁香油酚具有下列结构：
该有机物不可能有的性质是 A.使酸性高锰酸钾溶液褪色 B.能发生聚合反应
C.可与羧酸发生酯化
√D.能与NaHCO3反应
5.分子式为C8H16O2的有机物A，能在酸性条 件下水解生成有机物B和C，且B在一定条件
2.通过实验证明1-氯丁烷中含有氯元素。
卤代烃、醇、醛、羧酸、酯的相互转化关系
NaOH 水 溶液
O2(Cu△)
O2或弱 氧化剂
R’ OH (浓硫酸△)
RCH2X
RCH2OH
RCHO
HX
H2(Ni△)
RCOOH
RCOOR’
H2 O
消 去
加 成
消 去
加 水
(NaOH △)
R ’ CH2=CH2
卤代烃、醇、醛、羧酸、酯是怎样相互转化的？
物 质
结构 简式
羟基 中氢 原子
酸性
与 钠
活泼
反
性
应
与氢 与 碳
氧化 酸 钠
钠的 反应
反应
乙
增 中性 能 不 不能
醇 CH3CH2OH
能
苯
比
能能能
酚 C6H5OH
H2CO3
强
乙 酸
CH3COOH
弱
强于 能
H2CO3
能
能
6．酯化反应与中和反应的比较
酯化反应
中和反应
反应的过程 反应的实质
酸 脱 -OH 醇 去 -H 结 酸中H+与碱中OH-
羟基类、羰基类比较
有机物的同分异构体的判断
凡是分子式相同、结构不同的几种化合物互称为同分异 构体，目前学过的有机物中产生同分异构的方式有三种。
(1)碳链异构：由于碳链中支链位置的不同而产生的异 构。如：戊烷的三种同分异构。
(2)官能团的位置异构：由于官能团的位置不同而产生 的同分异构。如：烃当中不饱和键的位置的变化、卤 代烃卤原子的位置变化、饱和一元醇中的羟基的位置 变化而导致的同一类物质中的同分异构。
叙述工业上或实验室实现相互转化的方法。
1、与银氨溶液反应 CH3CHO+2[Ag(NH3)2]++2OH -水浴加热
CH3COO-+NH4++2Ag+3NH3+H2O
2、与新制的氢氧化铜反应
CH3CHO +2Cu(OH)2 △ CH3COOH + Cu2O↓ + 2H2O
3、只用一种试剂鉴别下列四种物质： 乙醇、苯、裂化汽油、苯酚 溶液。
（3）当醇羟基换成酚羟基或羧基与金属钠反应时，醇羟基 和反应消耗的Na及生成H2物质的量之比为2∶2∶1。 （4）在银镜反应中，醛基和析出Ag物质的量之比为1∶2。
（5）在醛和新制的Cu(OH)2浊液反应时，醛基和生成Cu物 质的量之比为1∶2。
（6）在有机物（CxHyOz）完全燃烧的反应中，有机物和消
分析：
分别加入
溴水
不分层溶 液变黄色
乙醇
溶液分层上层 显黄色下层显 无色
溶液不 分层溴 水褪色
苯
裂化汽油
产生白色 沉淀
苯酚
1．脂肪醇、芳香醇、酚的比较
类别 脂肪醇
芳香醇
酚
实例
官能 团 结构 特点
主要 化性
特性
CH3CH2OH C6H5CH2OHC6H5 OH
-OH
-OH
-OH
-OH与链烃基 -OH与芳烃侧
பைடு நூலகம்
下能转化成C，则有机物A的可能结构有
A.1种 B√.2种
C.3种
D.4种
分子式、结构式确定的途径和方法：
①组成元素的质量
②元素的质量比 ③元素的质量分数
④燃烧产物或反应的 定量关系
实验式
相对
（最简式） 分子质量
比较m(c)+ m(H) 与m(有机物)
① M=22.4p ②M=dMr(B)
通过计算讨论
烯醚、环醚等也符合这个通式。 如：CH3CH2CHO（丙醛）、CH3COCH3（丙酮） ③羧酸和饱和一元醇与饱和一元羧酸所生成的
酯，通式为CnH2nO2 如：CH3COOH（乙酸）和HCOOCH3（甲酸甲酯） ④除上面三种外还有酚类和芳香醇。
如：邻甲基苯酚和苯甲醇
1.如何用实验方法鉴别下列三种无色 溶液：NaCl、NaI、CH3CH2CH2Cl,
溴状 溴态
代 条件
不 被 KMnO4 溶液氧化
液溴 催化剂
可 被 KMnO4 溶 液氧化 液溴
催化剂
常温下在空气 中被氧化呈红 色
溴水
无催化剂
反 产物 应 结论
C6H5 Br邻溴苯、间、对三种 三溴苯酚
苯酚与溴的取代反应比苯、甲苯易进行
原因 酚羟基对苯环的影响使苯环上的氢原子变得活 泼、易被取代
3．烃的羟基衍生物性质比较
耗的氧气、与生成CO2、H2O物质的量之比为1：:(xyz):x: y 42 2
巩固练习：
1.用化学式C7H8O所表示的化合物具有苯环， 并且和FeCl3溶液不发生显色反应。这种化合 物的同分异构体有
√A.2种 B.3种
C.4种
D.5种
2.已知一氯戊烷有8种同分异构体，推知戊醇
（属醇类）的同分异构体的数目是 A.5种 B.6种 C.7种