清华大学有机化学李艳梅老师课件第9章
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清华大学李艳梅有机化学课件
烷烃名称的写出
A 将支链（取代基）写在主链名称的前面 B 取代基按“次序规则”小的基团优先列出
烷基的大小次序： 甲基<乙基<丙基<丁基<戊基<己基<异戊基<异丁基<异丙基。
C 相同基团合并写出，位置用2，3……标出, 取代基数目用二, 三……标出。
D 表示位置的数字间要用逗号隔开，位次和取代基名称之间要用 “半字线”隔开。
在烃分子中仅与一个碳相连的碳原子叫做伯碳原子（或一级碳原子，用1°表示） 与两个碳相连的碳原子叫做仲碳原子（或二级碳原子，用2°表示） 与三个碳相连的碳原子叫做叔碳原子（或三级碳原子，用3°表示） 与四个碳相连的碳原子叫做季碳原子（或四级碳原子，用4°表示）
与伯,仲,叔碳原子相连的H原子,分别称为 伯,仲,叔H原子
(3)同系物
烷烃的通式 CnH2n+2, 直链烃的通式可写为: H-(-CH2-)n-H
同系物—在组成上相差一个或多个 CH2,且结构和性质(官 能团种类和个数相同)相似的一系列化合物称为同系
列.同系列中的各化合物互称同系物.系差—同系列相邻的两 个分子式的差值 CH2 称为系差.
(4)烷烃中碳原子的分类:
CH 3CH 2CH CH 3
（CH3）3C—
• (1) 直链烷烃按碳原子数命名 • 10以内：依次用天干:甲乙丙丁戊己庚辛壬癸. • 10以上：用中文数字:十一....烷.
(2)带有支链的烷烃
•选择主链
（1）选择分子中最长的碳链作为主链，按这个链所含的 碳原子数称为某烷，并以此作为母体。
（2） 分子中有两条以上等长碳链时，则选择支链多的 一条为主链。
或： CnH2n+2
•同分异构体——由于分子式相同,但它们的构 造不同(分子中各原子相连的方式和次序不同). 又叫构造异构体。
李艳梅有机化学9醛和酮精品PPT课件
No Image
9 醛和酮
(Aldehydes and Ketones)
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基本内容和重点要求
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n 醛、酮的分类、结构和命名 n 羰基上的亲核加成反应及机理 n 羟醛缩合反应 n 与氨衍生物的加成-消除反应，氧化还原反应 n 卤仿反应和康尼扎罗反应
重点要求掌握羰基上的亲核加成反应及机 理，羟醛缩合反应、康尼扎罗反应及在有机合 成中的应用，氨衍生物反应、卤仿反应及应用
反应机理
No Image
R
C (CH3)H
O OH O + ∶S
O
R
C (CH3)H
沸点：虽不能形成分子间氢键，但分子极性 较大，沸点比相对分子质量相当的醇低，但 高于相对分子质量相当的烷烃和醚
水溶性：醛、酮的羰基氧能和水分子形成氢 键，所以低级醛、酮可溶于水。
溶解性：醛、酮都能溶于有机溶剂。
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9.3 醛、酮的化学性质
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9.3.1 羰基的亲核加成反应 9.3.2 与氨及氨衍生物的反应 9.3.3 -氢的反应 9.3.4 氧化反应 9.3.5 还原反应 9.3.6 康尼扎罗反应 9.3.7 柏琴反应
1-苯基-1-丙酮
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No mage
羰基的碳原 子参与成环 时，其命名 与脂肪族酮 相似，只是 在名称前加 一个“环” 字。
O
C H33-甲ຫໍສະໝຸດ 环己酮No Image上页 下页 返回 退出
9.2 醛、酮的物理性质
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性状：甲醛为气体，C12以下的醛、酮为无 色液体，高级醛、酮为固体。
9 醛和酮
(Aldehydes and Ketones)
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基本内容和重点要求
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n 醛、酮的分类、结构和命名 n 羰基上的亲核加成反应及机理 n 羟醛缩合反应 n 与氨衍生物的加成-消除反应，氧化还原反应 n 卤仿反应和康尼扎罗反应
重点要求掌握羰基上的亲核加成反应及机 理，羟醛缩合反应、康尼扎罗反应及在有机合 成中的应用，氨衍生物反应、卤仿反应及应用
反应机理
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R
C (CH3)H
O OH O + ∶S
O
R
C (CH3)H
沸点：虽不能形成分子间氢键，但分子极性 较大，沸点比相对分子质量相当的醇低，但 高于相对分子质量相当的烷烃和醚
水溶性：醛、酮的羰基氧能和水分子形成氢 键，所以低级醛、酮可溶于水。
溶解性：醛、酮都能溶于有机溶剂。
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9.3 醛、酮的化学性质
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9.3.1 羰基的亲核加成反应 9.3.2 与氨及氨衍生物的反应 9.3.3 -氢的反应 9.3.4 氧化反应 9.3.5 还原反应 9.3.6 康尼扎罗反应 9.3.7 柏琴反应
1-苯基-1-丙酮
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羰基的碳原 子参与成环 时，其命名 与脂肪族酮 相似，只是 在名称前加 一个“环” 字。
O
C H33-甲ຫໍສະໝຸດ 环己酮No Image上页 下页 返回 退出
9.2 醛、酮的物理性质
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性状：甲醛为气体，C12以下的醛、酮为无 色液体，高级醛、酮为固体。
清华大学有机化学李艳梅全82页PPT
拉
60、生活的道路一旦选定，就要勇敢地 走到底 ，决不 回头。 ——左
56、书不仅是生活，而且是现在、过 去和未 来文化 生活的 源泉。 ——库 法耶夫 57、生命不可能有两次，但许多人连一 次也不 善于度 过。— —吕凯 特 58、问渠哪得清如许，为有源头活水来 。—— 朱熹 59、我的努力求学没有得到别的好处， 只不过 是愈来 愈发觉 自全
16、人民应该为法律而战斗，就像为 了城墙 而战斗 一样。 ——赫 拉克利 特 17、人类对于不公正的行为加以指责 ，并非 因为他 们愿意 做出这 种行为 ，而是 惟恐自 己会成 为这种 行为的 牺牲者 。—— 柏拉图 18、制定法律法令，就是为了不让强 者做什 么事都 横行霸 道。— —奥维 德 19、法律是社会的习惯和思想的结晶 。—— 托·伍·威尔逊 20、人们嘴上挂着的法律，其真实含 义是财 富。— —爱献 生
60、生活的道路一旦选定，就要勇敢地 走到底 ，决不 回头。 ——左
56、书不仅是生活，而且是现在、过 去和未 来文化 生活的 源泉。 ——库 法耶夫 57、生命不可能有两次，但许多人连一 次也不 善于度 过。— —吕凯 特 58、问渠哪得清如许，为有源头活水来 。—— 朱熹 59、我的努力求学没有得到别的好处， 只不过 是愈来 愈发觉 自全
16、人民应该为法律而战斗，就像为 了城墙 而战斗 一样。 ——赫 拉克利 特 17、人类对于不公正的行为加以指责 ，并非 因为他 们愿意 做出这 种行为 ，而是 惟恐自 己会成 为这种 行为的 牺牲者 。—— 柏拉图 18、制定法律法令，就是为了不让强 者做什 么事都 横行霸 道。— —奥维 德 19、法律是社会的习惯和思想的结晶 。—— 托·伍·威尔逊 20、人们嘴上挂着的法律，其真实含 义是财 富。— —爱献 生
清华大学李艳梅有机化学课件.ppt
完全为氢原子所饱和。又叫饱和烃,石蜡是烷烃的混合
物
例如:甲烷,乙烷,丙烷,丁烷(正丁烷,异丁烷),戊烷 (正戊烷, 异戊烷,新戊烷)......
名称 分子式
甲烷
CH4
乙烷 C2H6
结构式
丙烷 C3H8 丁烷 C4H10
戊烷 C5H12
结构简式
CH4 CH3CH3 CH3CH2CH3 CH3(CH2)2CH3 CH3(CH2)3CH3
烷基的大小次序： 甲基<乙基<丙基<丁基<戊基<己基<异戊基<异丁基<异丙基。
C 相同基团合并写出，位置用2，3……标出, 取代基数目用二, 三……标出。
D 表示位置的数字间要用逗号隔开，位次和取代基名称之间要用 “半字线”隔开。
E 如果支链上还有取代基时，则必须从与主链相连接的碳原子开始， 给支链上的碳原子编号。然后补充支链上烷基的位次、名称及数 目。
注意:键线式书写烷烃的分子结构:
•为了方便，只要写出锯齿形骨架,用锯齿形线的角及其端 点代表碳原子.不写出每个碳上所连的氢原子.但其它原子
必须写出.
(2)烷烃的通式——直链烷烃分子中，一个或几个 -CH2-基团（亚甲基）连成碳链，碳链的两端再连 有两个氢原子，因此直链烷烃的通式可写为:
H-(-CH2-)n-H
C
8
C
7
C
6
CC
5
C
4
C3 C C2
C 1 C C
6C
C 2 1 编号错误
（2） 若第一个支链的位置相同，则依次比较第二 、第三个支链的位置，以取代基的系列编号最小（ 最低系列原则）为原则。
烷烃名称的写出
A 将支链（取代基）写在主链名称的前面 B 取代基按“次序规则”小的基团优先列出
物
例如:甲烷,乙烷,丙烷,丁烷(正丁烷,异丁烷),戊烷 (正戊烷, 异戊烷,新戊烷)......
名称 分子式
甲烷
CH4
乙烷 C2H6
结构式
丙烷 C3H8 丁烷 C4H10
戊烷 C5H12
结构简式
CH4 CH3CH3 CH3CH2CH3 CH3(CH2)2CH3 CH3(CH2)3CH3
烷基的大小次序： 甲基<乙基<丙基<丁基<戊基<己基<异戊基<异丁基<异丙基。
C 相同基团合并写出，位置用2，3……标出, 取代基数目用二, 三……标出。
D 表示位置的数字间要用逗号隔开，位次和取代基名称之间要用 “半字线”隔开。
E 如果支链上还有取代基时，则必须从与主链相连接的碳原子开始， 给支链上的碳原子编号。然后补充支链上烷基的位次、名称及数 目。
注意:键线式书写烷烃的分子结构:
•为了方便，只要写出锯齿形骨架,用锯齿形线的角及其端 点代表碳原子.不写出每个碳上所连的氢原子.但其它原子
必须写出.
(2)烷烃的通式——直链烷烃分子中，一个或几个 -CH2-基团（亚甲基）连成碳链，碳链的两端再连 有两个氢原子，因此直链烷烃的通式可写为:
H-(-CH2-)n-H
C
8
C
7
C
6
CC
5
C
4
C3 C C2
C 1 C C
6C
C 2 1 编号错误
（2） 若第一个支链的位置相同，则依次比较第二 、第三个支链的位置，以取代基的系列编号最小（ 最低系列原则）为原则。
烷烃名称的写出
A 将支链（取代基）写在主链名称的前面 B 取代基按“次序规则”小的基团优先列出
清华大学有机化学李艳梅老师课件第9章
9.2.1 Classification 9.2.2 Isomerization 9.2.3 Nomenclature
9.2.1 Classification 分类
根据芳环的个数
单环芳烃
多环芳烃
根据芳环连接的方式
H
联苯
多苯代脂肪烃
8
1
9
7
2
6
3
10
5
4
稠环芳烃
9.2.2 Isomerization 异构
<C> 磺化反应 1 Formation of ＋E
+SO3H or SO3 as E+
2 Sulfonation
反应可逆 稀酸加热下可脱去
"保护基团"
<D> Friedel-Crafts 反应
R + 或 RCO+ as E+
1 Formation of ＋R or RCO+
催化剂用量〔烷基化试剂、酰基化试剂
UV 带I max= 184 nm〔真空紫外 带II max= 204 nm 带III max= 255 nm
9.3.2 Physical properties
熔点<℃>： 5.5
沸点<℃>： 80.1
中文化合物性质搜索：
相对密度<>： 2.77 饱和蒸气压<kPa>： 13.33<26.1℃>
慢 NO2
m-
慢 m- 慢 m-
Cl
慢 o-, p- 慢 o-, p- 慢 o-, p-
第一类；致活的邻对位定位基 -R, -Ph, -N<CH3>2, -NHCOMe, -OH, -OMe
9.2.1 Classification 分类
根据芳环的个数
单环芳烃
多环芳烃
根据芳环连接的方式
H
联苯
多苯代脂肪烃
8
1
9
7
2
6
3
10
5
4
稠环芳烃
9.2.2 Isomerization 异构
<C> 磺化反应 1 Formation of ＋E
+SO3H or SO3 as E+
2 Sulfonation
反应可逆 稀酸加热下可脱去
"保护基团"
<D> Friedel-Crafts 反应
R + 或 RCO+ as E+
1 Formation of ＋R or RCO+
催化剂用量〔烷基化试剂、酰基化试剂
UV 带I max= 184 nm〔真空紫外 带II max= 204 nm 带III max= 255 nm
9.3.2 Physical properties
熔点<℃>： 5.5
沸点<℃>： 80.1
中文化合物性质搜索：
相对密度<>： 2.77 饱和蒸气压<kPa>： 13.33<26.1℃>
慢 NO2
m-
慢 m- 慢 m-
Cl
慢 o-, p- 慢 o-, p- 慢 o-, p-
第一类；致活的邻对位定位基 -R, -Ph, -N<CH3>2, -NHCOMe, -OH, -OMe
最新清华大学有机化学李艳梅老师课件教学讲义ppt
Pauli电子交换作用：
乙烷的能量随扭转角的变化。0º、120º对应于重叠式，60º对应 于交叉式。以交叉式的能量为零点。实线为实际情形，虚线为 去掉Pauli电子交换排斥作用之后的理论值。
Pauli电子交换排斥作用降低了旋转能 垒，对旋转能垒的产生起的是“反作用”
静 电 作 用 ：
原子核间(nn)、电子之间(ee)的静电斥力能随扭转角的变化。0º、120º对应于重 叠式，60º对应于交叉式。以交叉式的能量为零点。图中，“RR”线是指分子 骨架固定不变，只有两甲基绕轴旋转的情况；“FR”线是考虑了所有静电效应 之后的结果。
同系物具有相似的化学性质，其物理性质一般随分 子量的改变而规律性变化。 系差： CH2为同系列的系差
构造式：代表分子中原子的种类、数目和排列次序的 式子。
结构式：除了代表分子中原子的种类、数目和排列次 序的之外，还包括了空间及原子、电子、构 型、构象等信息的式子。
同分异构：分子式相同而结构不同的现象。
HH
Newman projection
将乙烷模型置于纸面上，使C—C键与纸面垂直， 从C—C键上方往下看，用一个点表示前面的碳原子， 与这一个点相连的线表示碳原子上的键，用周围表 示后面的碳原子，从周围的、向外伸出的线表示后 一个碳原子上的键。
H HH HH
mation 交叉式（能量较低）
Nature杂志2001年5月的一篇报道指出： 文献：V. Pophristic, L. Goodman, Nature 411, 565-568 (31 May 2001)
Pauli电子交换作用
空
Pauli不相容原理
间 阻
碍
决定乙烷构 象的因素
静电作用
效 应
清华大学有机化学李艳梅课件全共7文档
清华大学有机化学李艳梅课件全共7文档•课程介绍与有机化学概述•烃类化合物及其衍生物•羰基化合物及其衍生物•碳碳重键与芳香性目录•立体化学基础与手性合成策略•有机合成方法与路线设计•现代有机化学实验技术与方法01课程介绍与有机化学概述介绍清华大学有机化学课程的开设背景、历史沿革以及在国内外的学术地位。
课程背景课程内容教学方法概述本课程的主要教学内容，包括有机化合物的结构、性质、合成方法以及反应机理等。
介绍本课程采用的教学方法，如课堂讲授、实验操作、小组讨论等。
030201清华大学有机化学课程简介有机化学研究对象与特点研究对象阐述有机化学的研究对象，即有机化合物，包括其结构、性质、合成和反应等方面。
特点介绍有机化学的特点，如化合物种类繁多、结构复杂、反应条件温和等。
有机化学发展历史及现状发展历史回顾有机化学的发展历程，包括早期有机化学、近代有机化学和现代有机化学等阶段。
现状介绍当前有机化学的研究热点和前沿领域，如有机合成、有机材料、生物有机化学等。
本课程教学目标与要求教学目标明确本课程的教学目标，包括知识目标、能力目标和素质目标等。
教学要求提出本课程对学生的教学要求，如掌握基本概念和原理、具备实验技能和创新能力等。
02烃类化合物及其衍生物烷烃饱和链烃，分子中只含有单键，通式为CnH2n+2，性质稳定，主要发生取代反应。
烯烃含有碳碳双键的链烃，通式为CnH2n，性质活泼，可以发生加成、氧化、聚合等反应。
炔烃含有碳碳三键的链烃，通式为CnH2n-2，性质活泼，可以发生加成、氧化、聚合等反应。
烷烃、烯烃、炔烃结构和性质苯的结构和性质苯分子为平面正六边形结构，6个碳原子和6个氢原子共平面。
苯环上的碳碳键是介于碳碳单键和碳碳双键之间的独特键，使得苯具有特殊的稳定性。
芳香烃含有苯环的烃类化合物，具有特殊的芳香气味，通式为CnH2n-6。
芳香烃的取代反应芳香烃在催化剂作用下可以发生取代反应，如硝化、磺化、卤化等。
清华大学有机化学李艳梅课件全75页PPT
清华大学有机化学李艳梅课件全
21、没有人陪你走一辈子，所以你要 适应孤 独，没 有人会 帮你一 辈子， 所以你 要奋斗 一生。 22、当眼泪流尽的时候，留下的应该 是坚强 。 23、要改变命运，首先改变自己。
24、勇气很有理由被当作人类德性之 首，因 为这种 德性保 证了所 有其余 的德性 。--温 斯顿． 丘吉尔 。 25、梯子的梯阶从来不是用来搁脚的 ，它只 是让人 们的脚 放上一 段时间 ，以便 让别一 只脚能 够再往 上登。
66、节制使快乐增加并使享受加强。 ——德 谟克利 特 67、今天应做的事没有做，明天再早也 是耽误 了。——裴斯 泰洛齐 68、决定一个人的一生，以及整个命运 的，只 是一瞬 之间。 ——歌 德 69、懒人无法享受休息之乐。——拉布 克 70、浪费时间是一桩大罪过。——卢梭
21、没有人陪你走一辈子，所以你要 适应孤 独，没 有人会 帮你一 辈子， 所以你 要奋斗 一生。 22、当眼泪流尽的时候，留下的应该 是坚强 。 23、要改变命运，首先改变自己。
24、勇气很有理由被当作人类德性之 首，因 为这种 德性保 证了所 有其余 的德性 。--温 斯顿． 丘吉尔 。 25、梯子的梯阶从来不是用来搁脚的 ，它只 是让人 们的脚 放上一 段时间 ，以便 让别一 只脚能 够再往 上登。
66、节制使快乐增加并使享受加强。 ——德 谟克利 特 67、今天应做的事没有做，明天再早也 是耽误 了。——裴斯 泰洛齐 68、决定一个人的一生，以及整个命运 的，只 是一瞬 之间。 ——歌 德 69、懒人无法享受休息之乐。——拉布 克 70、浪费时间是一桩大罪过。——卢梭
2024版清华大学有机化学李艳梅老师课件PPT文档
目录•有机化学概述•碳原子结构与性质•官能团及其反应活性•立体异构现象与手性分子识别•有机合成策略与方法•绿色化学原理在有机合成中应用有机化学概述有机化学定义与发展历程定义研究有机化合物结构、性质、合成、反应机理及其应用的科学发展历程从早期对天然产物的提取和分离，到合成有机化合物的探索，再到现代有机化学的飞速发展有机化合物分类及特点分类按碳骨架分类（开链化合物、碳环化合物、杂环化合物等）、按官能团分类（烃类、醇类、醛类、酮类等）特点种类繁多、结构复杂、性质各异，具有广泛的应用价值有机化学在科研与工业中应用科研应用研究生命现象的本质、探索新药物和新材料、发展高效低毒的农药和化肥等工业应用合成纤维、塑料、橡胶等高分子材料，生产染料、香料、涂料等精细化学品，制备医药、农药等中间体。
碳原子结构与性质碳原子杂化类型及空间构型sp杂化碳原子形成两个σ键，呈直线型构型，如乙炔中的碳原子。
sp²杂化碳原子形成三个σ键，呈平面三角形构型，如乙烯中的碳原子。
sp³杂化碳原子形成四个σ键，呈四面体构型，如甲烷中的碳原子。
0102 03σ键由两个原子轨道沿键轴方向重叠而形成，具有方向性和饱和性。
π键由两个原子轨道垂直于键轴方向重叠而形成，具有方向性和不饱和性。
共价键的极性由成键原子的电负性差异决定，差异越大，极性越强。
共价键形成与性质分析03疏水作用非极性分子间的相互作用力，使非极性分子在水溶液中相互聚集。
01范德华力普遍存在于分子间的相互作用力，与分子的大小和极性有关。
02氢键存在于含有氢原子的分子间的一种特殊相互作用力，具有方向性和饱和性。
碳原子间相互作用力探讨官能团及其反应活性卤素原子（-X ）具有亲电性，可发生亲核取代、消除等反应。
-NH2）具有亲核性和碱性，可参与亲核取代、缩合等反应。
羧基（-COOH ）具有酸性，可发生酯化、酰卤化等反应。
羟基（-OH ）具有亲核性，可参与亲核取代、消除等反应。
[理学]清华大学李艳梅有机化学课件
![[理学]清华大学李艳梅有机化学课件](https://img.taocdn.com/s3/m/7cc9cb1fb52acfc789ebc92b.png)
主链：戊酸
Step II: numbering
• 优先照顾母体官能团，使其位次最小
CH3CH2CH2COOH
CH2CH3 CH3CCH2COOH OH
既有双键又有叁键！ • 如果两种编号方式母体官能团位次均一
样，则可兼顾取代基
Step III: nomenclature
“取代基位号-取代基名称-母体官 能团位号-母体” 若有几个相同的支链，则在支 链前加“二、三”等数字
(3)含有双键或叁键的基团，可认为连 有两个或叁个相同的原子。
(C) (C) eg C CH C C H (C) (C) HC (C) C (C) CH
原则三：如果两个不同取代基所取代的位 置按两种编号法位号相同，则从顺序较小 基团的一端开始编号。
原则四：书写时顺序较小的基团列于前
eg CH3CH2CH2CHCH2CH2CH2CHCH2CH2CH3 CH2CH2CH3 CH(CH3)2
7
6
5
4
3
2
1
两种选法均有三个支链
选
支链位号为 [2，4，5]
选
支链位号为 [2，4，6]
故选
比较原则：按编号顺序比较，先比第一个 ，若想同则比第二个……依此类推。 最低系列规则亦用于编号
eg C C C C C C 1 2 3 4 5 6 C C C
6 5 4 3 2 1
(2，4，5） （2，3，5）
二级碳
三级碳
四级碳
与叔碳原子相连的氢原子 叔 与仲碳原子相连的氢原子 仲 与伯碳原子相连的氢原子 伯 氢
3 2 1
一级 二级 三级
CH3 CH3 CH2 CH CH3 C CH3 CH3
(二） 基 、 亚基 、 次基
Step II: numbering
• 优先照顾母体官能团，使其位次最小
CH3CH2CH2COOH
CH2CH3 CH3CCH2COOH OH
既有双键又有叁键！ • 如果两种编号方式母体官能团位次均一
样，则可兼顾取代基
Step III: nomenclature
“取代基位号-取代基名称-母体官 能团位号-母体” 若有几个相同的支链，则在支 链前加“二、三”等数字
(3)含有双键或叁键的基团，可认为连 有两个或叁个相同的原子。
(C) (C) eg C CH C C H (C) (C) HC (C) C (C) CH
原则三：如果两个不同取代基所取代的位 置按两种编号法位号相同，则从顺序较小 基团的一端开始编号。
原则四：书写时顺序较小的基团列于前
eg CH3CH2CH2CHCH2CH2CH2CHCH2CH2CH3 CH2CH2CH3 CH(CH3)2
7
6
5
4
3
2
1
两种选法均有三个支链
选
支链位号为 [2，4，5]
选
支链位号为 [2，4，6]
故选
比较原则：按编号顺序比较，先比第一个 ，若想同则比第二个……依此类推。 最低系列规则亦用于编号
eg C C C C C C 1 2 3 4 5 6 C C C
6 5 4 3 2 1
(2，4，5） （2，3，5）
二级碳
三级碳
四级碳
与叔碳原子相连的氢原子 叔 与仲碳原子相连的氢原子 仲 与伯碳原子相连的氢原子 伯 氢
3 2 1
一级 二级 三级
CH3 CH3 CH2 CH CH3 C CH3 CH3
(二） 基 、 亚基 、 次基
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9.4 Electrophilic Substitution of Substituted Benzene
9.5 Other Chemical Reactions of Substituted Benzene 9.6 Aryl Halides
9.7 Polycylic Aromatic Hydrocarbons
E Nu E E+ H Nu Nu E
加成产物无芳香性
Free energy
+ Y Z
Y
H Y + Z
Z
Addition product
Y + HZ
Addition product
Progress of the reaction
9.4.1 Electrophilic Substitution 亲电取代反应
苯甲位
CH 2
富含电子的区域
加氢
亲电
加成？取代？
9.4 Electrophilic Substitution of Substituted Benzene
9.4.1 Electrophilic Substitution
9.4.2 Orientation
9.4.3 Application
取代产物有芳香性
9.2.3 Nomenclature 命名
方法一：以侧链为母体，以芳环为取代基
CH3CH2CHCH2CH3
3-苯基戊烷
1-苯（基）乙醇
OH
方法二：以苯环或其衍生物为母体 1、一取代衍生物 R、X、NO2、NO视为取代基
Br
NO
乙（基）苯
溴苯
亚硝基苯
其它基团与苯环一同视为苯的衍生物
-NH2
氨基 苯胺
C＝C 伸缩振动 1600 cm-1(m), 1580 cm-1, 1500 cm-1(s), 1450 cm-1(w) C－H 面外振动 900-690cm-1
指纹区的特殊峰可用于判断苯环的取代情况
max= 184 nm（真空紫外）
UV
带I
带II max= 204 nm 带III max= 255 nm
快 慢
o-, pm-
NO2
Cl
慢
o-, p-
慢
o-, p-
慢
o-, p-
第一类；致活的邻对位定位基 -R, -Ph, -N(CH3)2, -NHCOMe, -OH, -OMe 第二类；致钝的间位定位基 -COOH, -NO2, -N+(CH3)3, -CF3 第三类；致钝的邻对位定位基 -F, -Cl, -Br, -CH2Cl 定位基的定位能力
反应过程：
Na + NH3 H H H H H H e- (NH3 ) H H H Na+ + e- (NH3 ) H H H C 2 H5 OH H H H H e- (NH3 ) H H H H H H H C2 H5 OH H H H H H H H H H H
Progress of the reaction
(A) 硝化反应
+NO
+ as E 2
O
N
O
硝鎓离子
1
Formation of ＋NO2
H 2SO 4 + HONO 2 H 2 O+-NO2 fast H2 O+-NO2 + HSO4 NO 2+ + H2 O
slow
2
Nitration
H 2SO 4:HNO3 = 1:2 55~60oC
CH 3
CH 3
NH 2
Cl
NHCOCH 3
COOR
不多时，得混合物
CH3
CONH2
（三）选择最佳合成路线
（1）不可违背定位原则
Cl NO2
NO2 Cl
Cl
（2）钝化基团尽可能晚引入
CH 3
COOH
（3）基团修饰
NO 2
NO2
NH 2
CH 3
（4）基团保护
C(CH 3) 3 COCH3
9.5 Other Chemical Reactions of Substituted
-OH
羟基 苯酚
-CHO
酰基 苯甲醛
-COR
酰基 苯某酮
-SO3H
磺酸基 苯磺酸
-COOH
羧基 苯甲酸
2、多取代衍生物
情况一：只有X、R、NO2、NO这几种取代基
关键：以“苯”为母 体 顺序规则
Cl NO 2
1-硝基-2-氯苯
情况二：含有除X、R、NO2、NO之外的其它基团 关键：选母体 母体官能团确定后，其余基团均为取代基 原则：
i
ii
iii
iv
vi
vii
viii
v
9.2 Classification, Nomenclature and Isomerization
9.2.1 Classification 9.2.2 Isomerization
9.2.3 Nomenclature
9.2.1 Classification 分类
(C) 磺化反应 1
Formation of ＋E
+SO
+ H or SO as E 3 3
2
Sulfonation
反应可逆 稀酸加热下可脱去
“保护基团”
(D) Friedel-Crafts 反应
R + 或 RCO+ as E+
1
Formation of ＋R or RCO+
催化剂用量（烷基化试剂、酰基化试剂）
9.8 Aromaticity 9.9 Preparation of Alkyl Halides
9.1 Structure 9.1.1 Molecular structure 9.1.2 Aromaticlty
9.1.3 Explanation
9.1.1 Molecular structure 分子结构
9.3.2 Physical properties
熔点(℃)： 5.5 中文化合物性质搜索： 沸点(℃)： 80.7 2，Wiki百科 饱和蒸气压(kPa)： 13.33(26.1℃) 燃烧热(kJ/mol)： 3264.4 临界温度(℃)： 289.5 / 临界压力(MPa)： 4.92 辛醇/水分配系数的对数值： 2.15 闪点(℃)： -11 引燃温度(℃)： 560 / 爆炸上限%(V/V)： 8.0 爆炸下限%(V/V)： 1.2 溶解性： 不溶于水，溶于醇、醚、丙酮等多数有机溶剂。
2
Friedel-Crafts reaction
O 重排 多取代
(E) 氯甲基化反应和Gattermann 反应
氯甲基化反应：
O + HCH + HCl 600C CH 2Cl HCl + H2O anhydrous ZnCl2 CH 2OH
亲电试剂的形成：
活泼
O HCH + HCl
+OH HCH Cl-
OH HCH Cl-
Gattermann-Koch反应：
CHO + CO + HCl AlCl3, CuCl + H 2O
亲电试剂的形成：
AlCl3 CO + HCl
O HC+
AlCl4-
9.4.2 Orientation 硝化
CH3
与未取代的苯环比较
卤化 快 慢 o-, pm-
磺化 快 慢 o-, pm-
－OR、－NH2、－OH、＝CO、－CHO、－CN、 －CONH2、－COX、－COOR、－SO3H、 －COOH
NO2 Cl SO 3H
OH
COOH
3-硝基-2-氯苯磺酸
3-羟基苯甲酸
HO CHO NH2
Br HO NH2
2-氨基-5-羟基苯甲醛
3-氨基-5-溴苯酚
9.3 Spectrum Data & Physical Properties 9.3.1 Spectrum data 9.3.2 Physical properties
E H NO 2 E H NO 2 E H
NO 2
NO 2 E H
oNO 2
NO 2
NO 2
NO 2
pH E NO 2 H E H E NO 2 E H E H H E NO 2 E H
NO 2 E H
m-
第三类；致钝的邻对位定位基
Cl Cl E H
致钝：吸电子基团 邻对位定位：
Cl E H Cl E H Cl E H
H
1.09 Å
H
H
120o
1.39 Å
H H
H
120o
A planer and symmetric molecule
9.1.2 Aromaticity 芳香性
H2 cat.
Experimental
3 H2 cat.
Calculated
Cyclohexatriene hypothetical
3 H2 cat.
根据芳环的个数 单环芳烃 多环芳烃
根据芳环连接的方式
H
7 6 5 10 4 8 1 9 2 3
联苯
多苯代脂肪烃
稠环芳烃
9.2.2 Isomerization 异构
CH 3 CH 3 CH3 CH3 CH3
oCH 3 CH3 CH3Biblioteka mCH 3 H 3C CH 3
CH3
p-
CH3
CH3
连－
均－
偏－
CH3
加合物 与电子云形成微弱作用
H slow + electrophile -complex E+ E E