金属有机化学第五章
第5章-过渡金属有机化学基础
5.2 八隅体规则和有效原子序数规则(18电子规则 )
八隅体规则适用于主族金属有机化合物:对热力学稳 定的主族金属有机化合物而言,其中心金属原子的价 电子数与配体所提供的电子数总和等于8。 例如:(CH3)4Sn Ph2AsCl 等
第IA、IIA和IIIB的金属有机化合物,常不遵守八隅体 规则。 PhMgBr Me2AlCl
金属有机化学
5.1.2 中心金属的d电子数、配位数及几何构型 1. d10 Pt的外层电子结构是 5d96s1。由于5d和6s轨道 能量相近,在生成过渡金属有机配合物时,容易 发生 d→s 跃迁。在过渡金属有机化学中,人们更 关注d电子,所以也把Pt0称为d10元素 Ni0 、 Pd0 、 Pt0 , Cu+ 、 Ag+ 、 Au+ , Zn2+ 、 Cd2+、Hg2+等也都称为d10元素
第五章
过渡金属有机化学基础
金属有机化学
金属有机化合物的分类
• 按照所含金属以及与金属相连的特征配体 分类 • 按照M-C键的性质分类
金属有机化学
按照所含金属以及与金属相连的特征配体分类
• 主族金属有机化合物: RLi RMgX RmAlX3-m • 过渡金属有机化合物 过渡金属羰基化合物、卡宾和卡拜配合物 、茂金属配合物、过渡金属氢化物等
3. d8 Ni2+ 、 Pd2+ 、 Pt2+ 、 Rh+ 、 Ir+ 等都形成 d8 配合 物,中心金属离子采用dsp2杂化,中心金属的配位 数为4,按平面四边形排布
金属有机化学
4. d7, d6 d7, d6 的中心金属,如 [Co(CN)6]4- 中钴的 3d 轨 道上一个电子被激发到能量更高的 5s 轨道上,采 取d2sp3杂化,中心金属的配位数为6,所生成的配 合物为正八面体构型 5. d5, d4 d5, d4的中心金属, 同样采取 d2sp3 杂化,中 心金属的配位数为 6,所 生成的配合物为八面体 构型
有机化学 第五章旋光异构
旋光性
旋光仪(polarimeter)
旋光性的表示方法: • 旋光性--能旋转偏振光的振动方向的性质叫旋光性
• 旋光性物质(或叫光活性物质)--具有旋光性的物质.
• 右旋物质--能使偏振光的振动方向向右旋的物质. 通常用 “d” 或 “+” 表示右旋. • 左旋物质--能使偏振光的振动方向向左旋的物质. 通常用 “ l” 或 “-” 表示左旋. l • 旋光度-- 偏振光振动方向的旋转角度.用“”表 示.
(2)锲形式——比较直观 •将手性碳原子表示在纸面上,用实线表示在纸面 上的键,虚线表示伸向纸后方的键,用锲形实线表 示伸向纸前方的键。
2、构型的标记 (1)D—L法
(相对标记法)
甘油醛
D-(+)-甘油醛
L-(-)-甘油醛
目前,糖类、氨基酸的构型仍采用D、L标 记法,适合含一个C*的分子构型。
(2) R-S标记法
(补充). 螺环化合物
• 类似于丙二烯型化合物
a b
H HOOC
c a b ,c d 时, d 存在对映体
CH3 COOH
例2:联苯(邻位上有较大取代基时):
两个苯环不在一个平面 • 如果两个苯环上的取代基分布不对称,整个分子就具有 手性.(6,6’-二硝基-2,2’-联苯二甲酸)
HOOC
NO2
构造异构:分子式相同而分子中原子或 基团连接顺序不同 立体异构:分子中原子的结合顺序相同 而原子或基团在空间相对位置不同 对映异构:分子式和构造式相同,构型 不同并呈镜象对映关系的立体异构现象 称为对映异构,又称旋光异构或光学异 构。
一、 手性和对映体
生活中的对映体 (1)-镜象
沙漠胡杨
生活中的 对映体(2) -镜象
金属有机化学 第5章 羰基配合物
过渡金属原子簇化合物的结构和性质
多核配位化合物,并不一定是原子簇化合物,因一般 的多核体系中,M 与 M 之间不一定存在 M-M 键。例如 Cr2O7= 并不是簇合物,因 Cr 与 Cr 之间由O来键合。上世 纪的60年代以前仅合成了几个簇合物,如 K3W2Cl9,Fe2(CO)9 等。但近年来发展非常迅速,已合成出了数百个结构新颖 的簇合物。
侧基配位的情况比较少, 此时, CO可认 为是一个四电子给予体, 它一方面以5孤 对电子同M1配位,同时又以1电子同M2 配位。
5σ
C :
O
1π
M1
M2
12
2) 边桥基配位 在双核或多核羰基化合物中,用符号“-CO” 表示,CO作为两电子配体,能够同时和两个金属原 子的空轨道重叠;另一方面金属原子充满电子的轨 道也能同CO的*反键轨道相互作用,形成反馈键。 结果是CO作为桥将两个金属联结到一起.
7
(2)与酸作用生成羰基氢化物
(3)配体取代反应 Fe2(CO)9+4NO
(4)氧化还原反应 Mn2(CO)10 +Br2
羰基配合物的成键: CO哪些分 子轨道上的电子能给予中心原子 形成配位键? (sp-sp反键)
(二重简并) (sp(C))
(二重简并)
(sp-sp成键) (sp(O))
8
4 轨道由于电子云大部分集中在CO核之间, 不能给予其它原子。 能给予中心金属原子电子对的只有3、1和 5电子。 3电子是 属于氧的孤对电子,由于氧的电负性比碳原子大, 除少数情况之外, 氧很难将3电子对拿出来给予中心金属原子, 因此,能与中心金 属原子形成σ 配键的分子轨道就只有1和 5了。
29
硼烷簇化合物的结构类型
structure type
有机化学05 第五章 旋光异构
(I) CH3
(III) CH3
(2R,3S) (±) (2S,3R)
(2S,3S) (±) (2R,3R)
★ (I) → (IV) 为非对映体,有不同的物理 性质;化学性质相似而不相同。
构像式与构型式之间的关系: 由(III)来看:
★偏光性是由分子的不对称性引起的
5.2.2 手性和手性碳原子 物体与其镜像不能重叠的现象
★手性分子必然存在一种实物与镜像不 能重叠的对映体 ★手性是对映异构存在的充要条件
★手性碳——碳原子上连有四个不同基团
——手性碳原子
有一个手碳的C就是一对对映异构体
b c d a
a d b c
如:
CH3
H C C OH
纯液
[α]λt=
α —— d.l
通常 λ 用钠光 D = 5893Å t 常为20℃
表征一个旋光物质旋光 能力和方向的特征常数
如: 肌肉乳酸 [α]D20 = +3.8 (右旋3.8度)
葡萄糖
[α]D20 = +52.5(水)
(水液中右旋52.5度)
5.2 对映异构现象和 分子结构之间的关系 5.2.1对映异构现象的发现 ★偏光——19世纪初——比奥特发现— —后发现——石英晶体有两种不同的晶 型,象人的左右手 ★巴斯特(巴黎化学家)——1848年— —无旋光性的酒石酸分开后发生偏转— —即分子也有旋光性
对称中心 酒石酸
5.4.3 n 阶对称轴
H Cl C C Cl H
360/2=180
二阶对称轴
二阶
分子中有一直线,分子以其转2π/n或其倍 数,所得型与原相同,为 n 阶对称轴。
有机化学第五章答案
第五章 习题及参考答案1、命名下列化合物:(1)O H4—甲基—2—戊醇(2)O H3,5—二甲基—3—己醇(3)O H SH 3—巯基—1—丙醇(4)H O H CH 2OHCH 2SH(S)—3—巯基—1,2—丙二醇 (5)O烯丙基丙烯基醚(6)OCH 2CH3苯乙醚(7)S二苯硫醚(8)OCH3(E )7—甲基—6—乙基—5—甲氧基—2—辛烯2、写出下列化合物的结构:(1)异戊醇O H(2)异丁基叔丁基醚O(3)二氧六环 O O(4)DMSOC H 3SC H 3O(5)THFO(6)环氧丙烷 O3、按沸点从高到低顺序排列下列化合物:(1)正丁醇(2)正戊醇(3)异丁醇(4)叔丁醇(5)四氢呋喃 (2)﹥(1)﹥(3)﹥(4)﹥(5) 4、用化学方法区别下列各组化合物: (1)正丁醇、仲丁醇、叔丁醇取三支试管分别加入三种化合物少许,分别加入几滴Lucas 试剂,立即变浑浊的是叔丁醇,放置片刻变浑浊的是仲丁醇,室温下无变化,加热后变浑浊的是正丁醇。
(2)1,4—丁二醇、1,2—丁二醇取两支试管分别加入硫酸铜溶液少许,滴加氢氧化钠溶液至有氢氧化铜沉淀生成,一只试管中加1,4—丁二醇,另一只试管中加1,2—丁二醇,能生成将蓝色溶液的是1,2—丁二醇,则另一个是1,4—丁二醇 (3)苄醇和苄基溴高锰酸钾酸性溶液,步骤略 (4)O(CH2CH 2OH)2C H 2C H O HO HC H 3同(2)5(1)CH 2CH 3CH3O H H SOCC HC H 3C H(2)H 3CH2(3)(CH 3)3CCH 2OH+B r H H 3C C H 2C H 3B rC H(4)+OIH O H+CH 3I (Imol)(5)+IH +CH 3I OCH3O H(6)O33(7)O3+OO H(8)O HC C C H 3PhPh O HPh H 2SO4PhC C C H Ph O(9)O HO(CrO 3 /(C 5H 5N)2)或(CrO 3 /H 2SO 4/H 2O)或(MnO2/C 5H 12)6、将下列化合物按水溶解度由大到小排列成序:(1)丙三醇 (2)正丁醇 (3)甲乙醚 (4)甲硫醚 (1)﹥(2)﹥ (3)﹥ (4) 7、解释下列现象: (1)CH 2OHH 2SO4++(2)(CH 3)3C C H O HC H 334(CH 3)3C C HC H 2+(CH 3)2CH CC H 2C H 3+(CH 3)2C=C(CH 3)2(3)CH2OH24175℃(4)O HO HC H3C H3H2SO4OC H3C H3解释:(1)CH2OHH2SO4+C H2O+HH-H2OCH2+重排+++-H++(2)+(CH3)3C C HO HC H385%H3PO4(CH3)2CH C C H2C H3(CH3)2C=C(CH3)2(CH3)3C C HO+C H3H H-H2O(CH3)3C C H+C H3重排C H3C+C HC H3C H3C H3-H+(CH3)3C C H C H2-H+(3)+CH 2OHH 2SO4175℃CH 2O +H 2-H 2OCH2+-H +(4)+O H O HC H 3C H3H 2SO4OC H 3O H OH2+C H 3C H 3-H OO HC H 3C H 3重排3O +C H 3C H H-H +8、写出环氧丙烷与下列试剂反应的主要产物:(1)无水HBr (2)(CH 3CH 2)2NH (3)CH 3CH 2ONa/CH 3CH 2OH (4)CH 3CH 2MgBr (5)CH 3CH 2OH/H + (6)PhOH/OH -O(CH CH )NH3CH 2ONa/CH 3CH 2OHCH 3CH 2MgBrCH 3C H 3C B r C H 3O HC H 3COCH 2CH3C H 3O HC H 3C HC H 2O HC H 3C HC H 2OMgBrC H 2C H 3C H 3C HC H 2O HN(CH2CH 3)2C H 3C HC H 2O HOCH 2CH39、用指定原料合成:(1)由叔丁醇和乙醇合成乙基叔丁基醚C H 3C H 2O H H 3C H 2IC H 3CO HC H 3C H 3NaC H 3CO C H 3C H 3NaC H 3CO C H 3C H 3Na +C H 3C H 2IC H C H O HH 3COC H 3C H 3C 2H 5(2)由正丙醇和异丙醇合成2—甲基—2—戊醇C H 2C H 2O HC H 3C H 3C H O HC H 34C H 3C C H 3O+C H 2C H 2B C H 3Mg无水醚C H 2C H 2MgBrC H 3C H 3C C H 3O C H 2C H 2MgBrC H 3C H 3CC H 2C H 3C H 2C H 3OMgBr2C H 3C C H 2C H 3C H 2C H 3O H(3)由溴苯和异丙醇合成2—苯基—2—丙醇C H 3C H O HC H 34C H 3C C H 3O+Mg C H 3C C H 3O C H 3CC H 3OMgBr 2B rTHFMgBrMgBrC H 3CC H 3O H(4)由环己醇合成二环己醚+O HB rH B rO NaO N aB rO N aHO10、用高碘酸分别氧化四个邻二醇,得到的氧化产物如下: (1)只得到C H 3C C H 2C H 3O(2)得到CH3CHO 和CH3CH2CHO (3)得到HCHO 和C H 3C C H 3O(4)得到一个二羰基化合物C H 3C C H 2OC H 2C H 2CHO请根据氧化产物分别写出四个邻二醇的结构式。
9.21有机化学第五章烯烃.
Br Br
C=C
+ Br2 CCl4
CC
红棕色
无色
烯烃加溴历程:
C=C
+
Br
Br
慢
烯烃
B+r
CC
Br
快
Br-
CC
Br
环状溴正离子
烯与卤素的加成反应是由Br+首先进攻的,
是亲电加成反应。
下列实验可以用来说明:
烯烃与卤素的加成反应,是由
亲电试剂首先进攻的分步反应。
实验一:
CH2=CH2 + Br2
结论:
C的稳定性决定了烯烃加成主要产物的 结构。
注意下列C的稳定性:
CH3
CH3 C+
CH3
3 £¡C+
CH3 CH3 C+H
2 £¡C+
CH3 C+H2
C+H3
1 £¡C+
C+H3
第一步加成的途径取决于生成碳正离子稳定 性。碳正离子的稳定性越大,也就越容易生成。
不同碳正离子的稳定性以如下次序减小:
CCl4 干燥
x (Br2不裉色)
CH2=CH2 + Br2
CCl4 微量水
CH2 CH2 (Br2裉色) Br Br
说明该反应是离子型反应。微量水可促使环状溴正
离子的形成。
实验二:
不同的取代乙烯与溴加成的相对反应速率:
CH2=CHBr 0.04
CH2=CH2 1.0
CH2=CHCH3 2.03
CH2=C(CH3)2 5.53
慢
Br
快
溴 离子
Br CH2 CH2 Br
第5章 过渡金属有机化学基础
R CC )R (IV
SO2 OC L Ir L Cl
R
L CO Cl Ir CO L
L Ir L Cl CO
图 5-5 Vaska配合物的氧化加成反应
• C-O键与过渡金属有机配合物的氧化加成反应
Ni(cod)2 + OAc C3H5)NiOAc C3H5)2Ni + Ni(OAc)2
• 还原消除反应 还原消除反应是氧化加成的逆反应。发生还 原消除反应时,配合物的氧化态及有效原子序 数均下降 "2",形成A-B型的消除产物。
• 还原消除经过一个非极性、非自由基的三中心过 渡态 。
图5-8 还原消除的三中心过渡态
由于还原消除反应按三中心过渡态机理 进行,发生消除反应的两个配体在过渡金 属有机配合物中必须处在顺位。
Ph2 P Me Pd P Me Ph2 DMSO, 80oC Me-Me
DMSO, 80oC NR Me Ph2P Pd P Ph2 Me
• 在反应过程中加入吸引电子的配体,如顺 丁烯二酸酐,丙烯腈等可加速还原消除反 应。
CN N Ni N Me N Me CN N Ni Me N Me CN CN N Ni CN + Me-Me
表5-3 有效原子序数的计算方法
• 5.3 过渡金属有机配合物的合成 • 5.4 过渡金属有机配合物的化学性质
(1),配体置换反应。(配位体的配位与解离) (2),氧化加成和还原消除反应。 (3),插入反应和消除(反插入)反应。 (4),过渡金属有机配合物配体上的反应。
• 5.4.1过渡金属有机配合物的配体置换反应 配位饱和的过渡金属有机配合物的配体 置换是它们的重要化学性质,也是它们实 现催化作用的首要条件。原有配体被另一 个配体---反应底物置换,使底物进入配位 圈,改变了底物的化学键状态而得到活化, 并接着在配位圈内发生反应。 这是配位催化中第一种反应底物进入配 位圈的途径。
有机化学教案第5章 第1节
第一节 合成高分子化合物的基本方法[目标定位] 1.知道并会应用有关概念:单体、高聚物、聚合度、链节、加聚反应和缩聚反应等。
2.熟知加聚反应和缩聚反应的原理,会写相应的化学方程式,学会高聚物与单体间的相互推断。
一 加成聚合反应1.写出乙烯分子间相互反应生成聚乙烯的化学方程式: n CH 2===CH 2――→催化剂CH 2—CH 2。
(1)像这种由含有不饱和键的化合物分子以加成反应形式结合成高分子化合物的反应叫加成聚合反应,简称加聚反应。
(2)能够进行聚合反应形成高分子化合物的低分子化合物称为单体;高分子化合物中化学组成相同、可重复的最小单位称为链节;含有链节的数目称为聚合度,通常用n 表示。
(3)聚合物的平均相对分子质量等于链节的相对质量×n 。
2.写出丙烯发生加聚反应的化学方程式,并注明高聚物的单体、链节、聚合度:。
3.写出下列物质发生加聚反应的化学方程式:(1)丙烯酸: 。
(2)苯乙烯:。
(3)1,3丁二烯:n CH 2===CH—CH===CH 2――→催化剂CH 2—CH===CH—CH 2。
(4)乙烯、丙烯(1∶1)共聚: n CH 2===CH 2+n CH 2===CH—CH 3 ――→催化剂(或 )。
(5)丙烯与1,3丁二烯(1∶1)共聚:n CH 2===CH—CH 3+n CH 2===CH—CH===CH 2――→催化剂(或)。
4.写出下列加聚产物的单体(1) :___________________________________________。
(2) :________________________________________________。
(3) :______________________________________________。
答案 (1)(2)CH 2===CH 2和CHCH 3CH 2(3)1.加聚反应的特点(1)单体必须是含有双键、三键等不饱和键的化合物。
《金属有机化学教案》课件
《金属有机化学教案》课件第一章:金属有机化学概述1.1 金属有机化学的定义1.2 金属有机化学的发展简史1.3 金属有机化学的研究方法1.4 金属有机化学的应用领域第二章:金属有机化合物的结构与性质2.1 金属有机化合物的结构特点2.2 金属有机化合物的键合理论2.3 金属有机化合物的物理性质2.4 金属有机化合物的化学性质第三章:金属有机化合物的制备方法3.1 金属有机化合物的合成策略3.2 金属有机化合物的制备方法概述3.3 常见金属有机化合物的制备实例3.4 金属有机化合物的结构表征方法第四章:金属有机化学在材料科学中的应用4.1 金属有机化学在材料合成中的应用4.2 金属有机化学在材料加工中的应用4.3 金属有机化学在功能材料研究中的应用4.4 金属有机化学在新型材料探索中的应用第五章:金属有机化学在有机合成中的应用5.1 金属有机化学在有机合成中的催化作用5.2 金属有机化学在有机合成中的模板作用5.3 金属有机化学在有机合成中的活化作用5.4 金属有机化学在有机合成中的区域选择性控制第六章:金属有机化学在药物化学中的应用6.1 金属有机化学在药物合成中的作用6.2 金属有机化学在药物设计中的应用6.3 金属有机化学在生物活性分子研究中的应用6.4 金属有机化学在药物化学领域的挑战与展望第七章:金属有机化学在有机催化中的应用7.1 金属有机催化原理7.2 金属有机催化剂的设计与合成7.3 金属有机催化在有机合成中的应用实例7.4 金属有机催化的未来发展第八章:金属有机化学在超分子化学中的应用8.1 金属有机超分子的定义与特点8.2 金属有机超分子的设计与合成8.3 金属有机超分子在材料科学中的应用8.4 金属有机超分子研究的挑战与展望第九章:金属有机化学在环境化学中的应用9.1 金属有机化合物在环境污染治理中的应用9.2 金属有机化学在环境监测中的应用9.3 金属有机化学在环境友好材料制备中的应用9.4 金属有机化学在环境保护领域的挑战与展望第十章:金属有机化学实验操作安全10.1 金属有机化学实验操作中的安全问题10.2 金属有机化学实验中的安全操作规范10.3 实验室事故的预防与处理10.4 金属有机化学实验操作的安全教育与培训重点和难点解析一、金属有机化学的定义与研究方法难点解析:金属有机化合物的结构与性质之间的关系,研究方法的原理与实际应用。
第五章金属有机化学优秀课件
环己烷,95℃,40大气压
[ ( P E t 3 ) 2 P t H C l ] + C 2 H 4 180℃,1大气压
[ ( P E t 3 ) 2 P t ( C 2 H 5 ) C l ]
烯烃插入反应可逆性为烯烃的催化异构化提供基础。 烯烃插入金属-氢键的反应在工业上应用于烯烃催化加氢 反应,烯烃插入金属-碳键的反应在工业上应用于烯烃催 化聚合反应。
3E t2A lH
3E t2A lH + 3C 2H 4
3E t3A l
把乙烯插入Al-H键可以用来制备C14醇,并可进一步制 备可生物降解的洗涤剂。
E3tAl
+2H41C00-120A℃l
CH2CH2Et Et
Et
(C2H4)nEt Al (C2H4)mEt
(C2H4)lEt
CH2CH2R>120℃ H
M -X + C C
MC C X (多两个碳原子)
X通常是H或烷基; M可以是所有的金属,特别是硼、铝、硅和过渡金属。
工业上制备烷基铝的主要方法:
A l+ 3 / 2 H 2 + 3 C 2 H 4 E t 3 A l
这一反应的实质即是烯烃插入Al-H键:
A l +3/2H 2 + 2E t3A l
0oC R M +M X
M=Li, Na, K, Cs, X=Cl, Br, I
△Hf (KJ/mol)
C 2 H 5 C l ( 气 ) + 2 L i L i E t ( 固 ) + L i C l ( 固 )
-105
0
-58
-409
△Hf = -362 KJ/mol
第5章 自由基反应(有机化学)
本章内容 5.1 自由基的产生 5.2 自由基的结构及稳定性 5.3 烷烃的自由基取代反应 5.4 不饱和烃的α-H卤代 5.5 自由基加成反应 5.6 烷烃的热裂
5.1 自由基的产生
自由基(free radicals),又称游离基,是化学键发 生均裂时产生的含未成对电子的中间体。
烷烃在光照下可与卤素发生反应生成卤代烃。烷烃的取 代反应又称卤代反应。
5.3.1 甲烷的氯化反应
CH4 +
光照 Cl2 或高温 CH3Cl +
CH3Cl + Cl2
HCl
H= 100 kJ.mol-1
混合物
CH2Cl2 + HCl
CH2Cl2 Cl2
CHCl3
HCl
CHCl3 Cl2
CCl4
HCl
5.3.2 氯代反应的机理
碳为sp2
H CH
H
p轨道 三个σ键
R.
烷基自由基(R·)的中心碳原子大多数也是 sp2杂化,单电子占据未杂化的p轨道上,其 结构与甲基自由基类似。
5.2.2 自由基的稳定性
碳自由基的稳定性为:3o2o1o ·CH3。
原因
(1)键能:键能越大,断裂此键需要提供的能量越高, 自由基的内能越高,稳定性越差。
作业
1 ; 3(1, 2, 3, 4, 6)
O
CH3CH
CH2 +
CH2 C N
Br
CH2 C
O
h , CCl4 (C6H5COO)2
CH2CH Br
CH2 +
O CH2 C
NH CH2 C
O
N-溴代丁二酰亚胺(简称NBS)
有机化学第五章知识点总结
第五章立体化学基础
1. 概述:
旋光异构与顺反异构都属于立体异构;
碳架异构,官能团异构和位置异构都属于构造异构;
立体异构和构造异构属于同分异构。
2. 右旋+d;左旋–l;
手性原子(即上面连有4个不同的原子或基团)是引起化合物产生手性最普遍的原因,但不能将是否含有手性原子作为产生手性分子的绝对条件,产生手性的必要和充分条件是分子与其镜像不能重叠(即分子的不对称性)。
有些分子虽然不含任何手性原子,但具有手性;
3. 凡具有对称面或对称中心,一定是非手性的,无对应异构体,无旋光性;
即无对称面又无对称中心的化合物,一定是手性化合物,具有旋光性。
4. 费歇尔投影式:与手性碳原子相结合的两个横键指向平面前方,两个竖键向后。
5. DL命名法:甘油醛,羟基在右边(费歇尔投影式中),右旋甘油醛,为D构型。
6. RS命名法:最次的放在后面,若剩下的由大到小顺时针为R;逆时针为S;
7. 赤藓糖:相同原子团在同侧为赤型;
苏阿糖:相同原子团在异侧为苏型;。
有机化学课后习题答案第五章
有机化学课后习题答案第五章5章思考题5.1 不饱和卤代烃根据卤原子与不饱和键的相对位置可以分为三类:丙烯基卤代烃,如CH3CH=CHX;烯丙基卤代烃,如CH2=CH-CH2X;孤立式卤代烃,如CH2=CHCH2CH2X。
5.2 S N 2和S N 1历程的区别是:S N 2反应是一步反应,攻击剂和离去基同时发生,而S N 1反应是两步反应,先发生离去基的离去,然后攻击剂才进攻。
5.3 溶剂化效应是指在溶剂中,分子或离子都可以通过静电力与溶剂分子相互作用的现象。
5.4 温度对消除反应的影响是:增加温度可以提高消除反应的比例。
5.5 卤代芳烃在结构上的特点是:卤素连在sp2杂化的碳原子上,卤原子中具有弧电子对的p轨道与苯环的π轨道形成p-π共轭体系,使得卤代芳烃的碳卤键与卤代脂环烃比较明显缩短。
5.6 对二卤代苯比相应的邻或间二卤代苯具有较高的熔点和较低的溶解度的原因是:对二卤代苯的对称性好,分子排列紧密,分子间作用力较大,故熔点较大。
由于对二卤代苯的偶极矩为零,为非极性分子,在极性分子水中的溶解度更低。
5.7 芳卤中最能使苯环电子离域的卤原子是氟原子,因为氟原子电负性最高,能够更强烈地吸引苯环上的电子。
题5.1 化合物命名:1)3-溴-1-丙烯(2)苄基氯(3)4-甲基-5-溴-2-戊炔(4)2,2-二氟-1-丙醇(5)CF2Cl2(6)三碘甲烷(7)溴代环戊烷(8)2-氯-1-苯乙烷(9)1,1-二氯-3-溴-7-乙基-2,4-壬二烯(10)1,3-二溴苯甲烷(11)(1R,2S,3S)-1-甲基-3-氟-2-氯环己烷(12)(2S,3S)-2-氯-3-溴丁烷5.2 化合物构造式:1)CH2=CHCH2Br(2)C6H5CH2Cl(3)CH3C≡XXX(CH3)2Br(4)CH3CHBrCF2(5)CHCl2F(6)CHI3(7)C5H9Br(8)C6H5CH2CH2Cl(9)Cl2BrC10H18(10)C6H4BrCH2Br(11)CHClFCH2CHClCH3(12)CH3CHBrCH2CH2Cl5.3 反应式补全:1)XXX(水)→ XXX2)CH3CH2Br + KOH(醇)→ CH3CH2OH + KBr3)CH3CH2Br + Mg(乙醚)→ CH3CH2MgBr;CH3CH2MgBr + HC≡CH → CH3CH2CH2C≡CH4)CH3CH2Br + NaI/丙酮→ CH3CH2I + NaBr5)CH3CH2Br + NH3 → CH3CH2NH2 + HBr6)CH3CH2Br + NaCN → XXX NaBr7)CH3CH2Br + CH3C≡CNa → CH3CH2C≡CCH3 + NaBr 8)CH3CH2Br + AgNO3(醇)→ CH3CH2NO2 + AgBr9)CH3CH2Br + Na → CH3CH2Na + Br10)CH3CH2Br + HN(CH3)2 → CH3CH2NH(CH3)2 + HBr5.4 CH3CH2CH2Br与下列化合物反应的主要产物:1)KOH(水)→ CH3CH2OH2)KOH(醇)→ CH3CH2OH3)(A)Mg,乙醚;(B) (A)的产物+HC≡CH →CH3CH2CH2C≡CH4)NaI/丙酮→ CH3CH2I5)NH3 → CH3CH2NH26)NaCN → CH3CH2CN7)CH3C≡CNa → CH3CH2C≡CCH38)AgNO3(醇) → CH3CH2NO29)Na → CH3CH2Na10)HN(CH3)2 → CH3CH2NH(CH3)25.5 化学方法区别各组化合物:1)苯酚和苯甲醛:用FeCl3试剂检验,苯酚会出现紫色沉淀,而苯甲醛不会;2)苯胺和苯甲酰胺:用FeCl3试剂检验,苯胺会出现绿色沉淀,而苯甲酰胺不会;3)苯甲酸和苯甲酐:用NaHCO3试剂检验,苯甲酸会产生CO2气体,而苯甲酐不会产生;4)苯乙酮和苯乙烯:用Baeyer试剂检验,苯乙酮会产生深蓝色沉淀,而苯乙烯不会;5)苯酚和苯醇:用FeCl3试剂检验,苯酚会出现紫色沉淀,而苯醇不会。
2024版第五章金属有机化学优秀课件
第五章金属有机化学优秀课件目录•金属有机化学概述•金属有机化合物的合成与反应•金属有机催化剂及其应用•金属有机化合物的结构与性质研究•金属有机化学的前沿研究领域PART01金属有机化学概述金属有机化学的定义与发展定义金属有机化学是研究金属与有机基团之间键合关系的化学分支学科。
发展历程从19世纪末发现金属有机化合物至今,金属有机化学经历了不断的发展和壮大,成为化学领域的重要分支。
金属有机化合物的结构与性质结构特点金属有机化合物中,金属与有机基团通过化学键连接,形成具有独特结构的化合物。
性质表现金属有机化合物具有独特的物理和化学性质,如催化活性、光电性能、生物活性等。
金属有机化学的研究领域和应用研究领域包括金属有机化合物的合成、结构、性质、反应机理等方面。
应用领域金属有机化学在有机合成、催化、材料科学、生物医药等领域具有广泛的应用。
如金属有机催化剂在石油化工、精细化工等领域的应用;金属有机材料在光电、信息存储等领域的应用;金属有机药物在抗癌、抗菌等方面的应用。
PART02金属有机化合物的合成与反应通过配体交换反应,将金属离子与有机配体结合生成金属有机化合物。
配体交换法利用氧化还原反应,使金属离子与有机配体之间发生电子转移,生成金属有机化合物。
氧化还原法以具有特定结构的模板分子为引导,通过配位作用将金属离子与有机配体组装成目标金属有机化合物。
模板合成法金属有机化合物中的配体被其他配体取代的反应。
配体取代反应氧化还原反应加成反应金属有机化合物中金属离子的价态发生变化,伴随电子转移的反应。
金属有机化合物中的不饱和键与其他分子发生加成反应,生成饱和键的反应。
030201通过配体交换实现金属有机化合物的合成与转化。
配体交换机理通过氧化还原过程实现金属有机化合物的合成与转化。
氧化还原机理多个步骤协同进行,实现金属有机化合物的合成与转化。
协同反应机理PART03金属有机催化剂及其应用金属有机催化剂的类型与特点类型包括均相催化剂和多相催化剂两大类,其中均相催化剂又分为过渡金属配合物和有机金属化合物两类。
《有机化学(第二版)》第5章:卤代烃
19:46
四、卤代烃的化学性质
卤代烃的化学反应主要发生在官能团卤 原子以及受卤原子影响而比较活泼的β 原子以及受卤原子影响而比较活泼的β-氢原 子上:
R
CH H
δ+ CH 2 δX
取代反应 消去反应
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(一)亲核取代反应(nucleophilic substitution)
Nu+ C
底物
X
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2、系统命名法 、
• ⑴.选择含有卤原子的最长碳链为主链,把支链和卤素 选择含有卤原子的最长碳链为主链, 看作取代基, 按照主链中所含碳原子数目称作“ 看作取代基 , 按照主链中所含碳原子数目称作 “ 某 烷”。 • ⑵.主链上碳原子的编号从靠近支链一端开始,使卤素 主链上碳原子的编号从靠近支链一端开始, 及其它取代基具有最低位次, 及其它取代基具有最低位次,位号之和最小 ; • ⑶.当卤素与烷基具有相同编号时,优先考虑官能团 当卤素与烷基具有相同编号时, (卤素原子),使卤素原子位号最小;然后按次序规则, 卤素原子) 使卤素原子位号最小;然后按次序规则, 小基团优先列出,写出取代基名称、个数、位次。 小基团优先列出,写出取代基名称、个数、位次。
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一、卤代烃的分类 卤代烃的分类
• 分类依据: 分类依据: 1、按烃基的结构分类 、 2、按卤素连接的碳原子分类 、 3、按卤素数目分类 、 4、按卤素原子的种类 、
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按烃基的结构分类
•
• 脂肪卤代烃 • • 卤代烃 • 芳香卤代烃
饱和卤代烃 CH3CH2Cl 不饱和卤代烃 CH2=CHCl
卤代烃 二卤代烃 CH2I2
多卤代烃 CHI3
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二、卤代烃的命名
05有机化学第4版教案第五章-对映异构课件
拆分方法有化学方法、生物方法、机械方 法和结晶法,化学方法用的多一些。1848 年巴斯德拆分酒石酸钠铵的晶体时是用人 工的方法分开的。
化学方法是;外消旋体与一纯的旋光物 质作用生成非对映体,在根据非对映体的 物性差进行分离(如b.p差,在某一溶剂中 的溶解性不同等)。
§6.9亲电加成反应的立体化学
CH3
H
Cl
H
Cl
C2H5
命名为(2S,3R)-2,3-二氯戊烷
CH3CH-CHCH2CH3 2,3-二氯戊烷 Cl Cl
§6.6 环状化合物的立体异构
一、环丙烷衍生物
HOOC
COOH
COOH
A
COOH COOH
B
COOH
C
A与B,A与C为顺反异构,也是非对映异构体(顺反异构是非 对映异构的一重特殊情况),B与C为对映体
旋光性(光活性):能使平面偏振光的振 动平面发生旋转的性质。
具有旋光性的物质叫旋光物质或叫光 活性物质。旋光物质又分左旋体和右旋体。 能使偏振光的振动平面向左旋转的物质叫 左旋体。能使偏振光的振动平面向右旋转 的物质叫右旋体。
旋光度:旋光物质使偏振光的振动 平面旋转的角度叫旋光度。用α表示。
二、旋光仪和旋光度: 1、旋光仪:用来测定物质旋光度的仪器。
第六章 对映异构
同分 异构
平面异构 立体异构
碳链异构 位置异构
官能团异构
互变异构
对映异构 构型异构
非对映异构 (包括顺反异构) 构象异构
§6.1 物质的旋光性
一、平面偏振光和旋光性
光波是一种电磁波,它的振动方向与前进方 向垂直。普通光的光波在垂直于它前进方向的任 何可能的平面上振动。
晶轴
金属有机化学:第五章 膦配体
金属中心反馈p键向P-C的 s*轨道填充电子,削弱P-C 键,使P-C键变长
• 膦配体的电子性质可以在很大的范围内调节(从“强s电子给 体/弱p电子受体”到“弱s电子给体/强p电子受体”)
• 膦配体的空间位阻也可以在很大的范围内变化(从很小到非 常大)
• 多种多样的鳌合膦配体(双齿、三齿、四齿、五齿、六齿等 )可与金属中心形成特定的立体配位模式(顺式、桥联、面 式、桥联&鳌合等)
则ci(tBu) = 0
R -OEt -OMe -H -OPh -C6F5 -Cl
-F -CF3
ci(cm-1)
6.8 7.7 8.3 9.7 11.2 14.8 18.2 19.6
问题: 将下列膦配体按给电子能力从强到弱的顺序排列
P(OEt)3
PPh3
PiPr3
PCl3 PPh(OMe)2
答:判断依据:
dmpe( = 107°)
bis(dimethylpho sphino)ethane
鳌合配体
形成五元环
dppp( = 127°)
bis(diphenylpho sphino)propane
鳌合配体
形成六元环
常见的多齿膦配体
triphos 双鳌合配体
形成两个五元环
面式配位模式
tripod 双鳌合配体
P(C6F5)3
P(O-i-Pr)3 P(OEt)3
P(OMe)3
PPh2Cl PMe2CF3 P(O-2,4-Me-C6H3)3 P(OPh)3 P(OCH2)3CR
PH3
PCl3 PF3
2069.5 2070.0 2071.3 2071.6 2072.2 2072.8 2073.3 2073.4 2074.1 2074.2 2074.8 2075.9 2076.3 2077.0 2079.5 2079.8 2080.7 2080.9 2083.2 2085.3 2086.8 2090.9 2097.0 2110.8
高等有机化学-第5章-活泼中间体1
2019/7/8
2
碳正离子的中心碳原子是缺电子的(价电子层仅有六个电 子),其成键形式可以采取下列两种情况:一是碳原子以 sp2杂化轨道和三个原子(团)成键,呈平面型结构,有一个空 的p轨道垂直于该平面;另一种是碳原子以sp3杂化轨道与其 它三个原子(团)成键,呈棱锥型结构,有一个空的sp3杂化轨 道。
空间效应: 碳正离子的中心碳原子处于sp2杂化状态的平面构型是
较稳定的,但是当空间因素使碳正离子不能具有平面构型 时,则其稳定性大为降低。如叔丁基氯能与乙醇-硝酸银 溶液迅速反应,但1-氯双环[2,2,1]庚烷(A)则不能与之反应。 因为(A)难以生成如(B)所示的正离子。
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另外,烯丙基正离子通常是稳定的,但是(C)所示正 离子很不稳定。因为非平面结构不能使电荷离域。
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(C6H5)3C+ +
H
H
(C6H5)3CH +
+
此外,自由基被高价铜离子氧化,也生成碳正离子。
R. + Cu 2+
R+ + Cu+
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四、碳正离子的反应
ห้องสมุดไป่ตู้
碳正离子一般是活性很高的中间体,可进一步发生多
种化学反应。它们是亲电物种,其反应一般是亲电试剂要 求的反应。
H
13
羰基化合物C=O双键的氧原子也可发生质子化形成碳 正离子。如酮在浓硫酸中产生如下的碳正离子:
R
C
R
O + H+
R
+
C
OH
R
卤素正离子可由卤素或取代卤素产生,例如:
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rate =
-d[MeMn(CO)5] dt
k1k2[L][MeMn(CO)5] k2[L]
k1[MeMn(CO)5]
First order reaction
ii. If k-1 is large relative to k2[L], then the equation becomes:
rate =
C MAB
1,1 insertion
C +L
MA
elimination
-L
B
L C
MA
B
C
C
A 1,2 insertion M
A +L
B elimination M B
-L
LC
A MB
General Features: • There is no change in the formal oxidation state of the metal unless AB is an alkylidene or alkylidyne. • The groups undergoing migratory insertion must be cis to one another. In complexes where the cis coordination sites are blocked by strongly coordinated ligands, insertion or elimination processes are not possible. • An open coordination site is created during migratory insertion. Therefore, for the reverse reaction--elimination--to occur, an open coordination site must be generated by ligand dissociation.
saturation in the ligand concentration dependence.
rate =
-d[MeMn(CO)5] dt
k1k2[L][MeMn(CO)5] k-1 + k2[L]
kobs[MeMn(CO)5]
kobs =
k1k2[L] k-1 + k2[L]
Under pseudo-first order conditions ([L] >>
Chapter 5 Migratory Insertion and Elimination
第五章 迁移插入和消除
The third fundamental transformation involved in organometallic transformations (ligand substitution and oxidative addition /reductive elimination being the others we've discussed) is migratory insertion/elimination.
• In cases where C is a chiral carbon center, the reaction usually occurs with retention of configuration. • Cases where C migrates to AB followed by coordination of L in place of C, and where AB migrates to C followed by coordination of L in place of AB are both known.
1,1-Migratory Insertion: Insertion of CO:
Most of the early mechanistic work has been carried out on iron and manganese alkyls. A. Kinetics and Mechanism:
[MeMn(CO)5], a plot of 1/kobs vs. 1/[L] will have slope = k-1/k1k2 and y intercept = 1/k1.
B. Stereochemistry at the Metal:
For the migratory insertion of CO into a Mn-Me bond, two limiting mechanisms could be envisioned. Methyl migration to a bound CO (A), or CO migration to the Mn-Me bond (B).
CH3
OC OC
Mn
CO k1 CO k-1
OC OC
Mn
CO CH3
CO
CO O
L
L OC
CO
Mn k2 OC
CH3
CO O
rate =
-d[MeMn(CO)5] dt
k1k2[L][MeMn(CO)5] k-1 + k2[L]
i. If k-1 is very small relative to k2[L], then the rate expression is simplified to:
-d[MeMn(CO)5]
k1k2[L][MeMn(CO)5]
dt k1k2[L][MeMn(CO)5]
k-1
k-1 + k2[L]
Second order reaction
iii. If k-1 and k2[L], have similar magnitudes, then a complex rate expression is observed that displays
CH3
OC
CO
Mn
OC
CO
CO
A
CH3
OC
CO
Mn
OC
CO
CO
B
Calderazzo looked at the migratory insertion of
CH3Mn(CO)5 labeled with 13CO cis to the methyl substituent. There are 4 possible stereochemical