有机化学第五版课件
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有机化学第五版
CH4
CH3CH2CH3
CH3(CH2)10CH3
甲烷
丙烷
十二烷
CH3CH2CH2CH2CH3
CH3 CH CH2 CH3 CH3
CH3 CH3 C CH3
CH3
戊烷
异戊烷
新戊烷
1.2.2 烷基
烷基：烷烃从形式上消除一个氢原子而余下的基团称为烷基
烷基的通式：CnH2n+1
常见的烷基
甲基 乙基 丙基 异丙基 丁基 异丁基 仲丁基 叔丁基
但具有高度对称的熔点最高。
CH3(CH2)3CH3 m.p. –121.7
(CH3)2CHCH2CH3 -159.9
CH3C(CH3)2CH3 -16.6
练习：戊烷的三个同分异构体中熔点和沸点相差最小的是哪一个？
四、 相对密度和溶解度
1、烷烃的相对密度随分子量增加而逐渐增大，但都小于1； 2、烷烃不溶解于水，易溶解于有机溶剂。
CH3(CH2)4CH3 68.9
CH3(CH2)5CH3 98.4
2、相同分子量的烷烃，支链越多，沸点越低。
CH3(CH2)3CH3 b.p. 36.1
(CH3)2CHCH2CH3 CH3C(CH3)2CH3
27.9
9.5
三、 熔点(m.p. melting point)
1、烷烃的熔点随分子量的增加而逐渐升高； 2、相同分子量的烷烃，支链越多，熔点越低，
Cl
Cl
57%
43%
氢的活性比较：3ºH: 2ºH: 1ºH = 5: 4: 1
2、溴代反应
氢的活性比较：3ºH: 2ºH: 1ºH = 1600: 82: 1 结论：溴对各种氢的选择性较好，特别是三级氢。
有机化学课件第五版汪小兰第9章醛、酮、醌
第九章
醛、酮、醌
• 醛、酮、醌的结构、分类和命名
• 醛、酮、醌的物理性质
• 醛、酮、醌的化学性质
9-1 醛和酮的结构、分类及命名
一、结构 • 醛、酮：分子中含有羰基，故称为羰基化合物。
• 官能团： 羰基
C O
O R C H 醛
O C H 醛基
O R C R1
O C 酮基
酮
• C、O：sp2 杂化；
3-戊酮
O CH3CH2C CH CH3
5 4 3 2 1
CH2=CHCHO 丙烯醛
CH3
2-甲基-3-戊酮
O CH3C CH CH CH3
1 2 3 4 5
5 4 3 2 1 CH3CH CHCHCH3
OH
3-戊烯-2-醇
3-戊烯-2-酮
CHO
苯甲醛 苯乙醛
CH2CHO
COCH 3
苯乙酮
O CH2C CH3
CH
CH
CH R
CH3
4 CH
3 CH
H 2 C 1 O
H
+ RMgX 1,4-加
H CH C OH
成 CH 3
CH R
CH
C
OMgX
H+, H2O
CH3
CH R
CH3CHCH2CHO R
CH3CH=CH-CHO
1,2加成
+
CH3CH2MgX
CH3CH=CH-C
OH
CH2CH3
1,4加成
CH3CH
• 酮较难与一元醇反应，与1 ,2－或1,3－二员醇比较容易 进行，产物为环状缩酮。
O
O
O
+ HOCH2CH2OH
醛、酮、醌
• 醛、酮、醌的结构、分类和命名
• 醛、酮、醌的物理性质
• 醛、酮、醌的化学性质
9-1 醛和酮的结构、分类及命名
一、结构 • 醛、酮：分子中含有羰基，故称为羰基化合物。
• 官能团： 羰基
C O
O R C H 醛
O C H 醛基
O R C R1
O C 酮基
酮
• C、O：sp2 杂化；
3-戊酮
O CH3CH2C CH CH3
5 4 3 2 1
CH2=CHCHO 丙烯醛
CH3
2-甲基-3-戊酮
O CH3C CH CH CH3
1 2 3 4 5
5 4 3 2 1 CH3CH CHCHCH3
OH
3-戊烯-2-醇
3-戊烯-2-酮
CHO
苯甲醛 苯乙醛
CH2CHO
COCH 3
苯乙酮
O CH2C CH3
CH
CH
CH R
CH3
4 CH
3 CH
H 2 C 1 O
H
+ RMgX 1,4-加
H CH C OH
成 CH 3
CH R
CH
C
OMgX
H+, H2O
CH3
CH R
CH3CHCH2CHO R
CH3CH=CH-CHO
1,2加成
+
CH3CH2MgX
CH3CH=CH-C
OH
CH2CH3
1,4加成
CH3CH
• 酮较难与一元醇反应，与1 ,2－或1,3－二员醇比较容易 进行，产物为环状缩酮。
O
O
O
+ HOCH2CH2OH
有机化学第五版课件
• 在多原子组成的分子中，分子的偶极矩是分子中各 个键的偶极矩的向量和。
H—Cl
μ=1.03D
CH3—Cl
μ=1.87D
H—CC—H
μ=0
1.5 共价键的断裂--均裂与异裂 (1)均裂:
A:B A·+ B· Cl : Cl (光照) Cl·+ Cl· CH4 + Cl · CH3 ·+ H : Cl
• 离解能——一个共价键离解所需的能量.指离解特定
共价键的键能.
( 4 ) 键 的 极 性 和 元 素 的 电 负 性 —— 分 子 的 偶 极 矩
H—H，Cl—Cl，成键电子云对称分布于两个
原子之间，这样的共价键没有极性。下列化合
物有极性：
诱导效应
• H(+)Cl(-)， • H3C(+) Cl(-)
1.2.2 有机化合物性质上的特点
•与无机物,无机盐相比,有机化合物一般有以下特点:
(1) 大多数有机化合物可以燃烧(如汽油). (2) 一般有机化合物热稳定性较差,易受热分解.
许多有机化合物在200~300℃时就逐渐分解.
(3) 许多有机化合物在常温下为气体 、液体.
常温下为固体的有机化合物,其熔点一般也很低,一 般很少超过300℃,因为有机化合物晶体一般是由较 弱的分子间力维持所致.
(2) 碱的强弱
• 同理碱强度以 pKb表示,也常用其共轭酸的 pKa 值来 表示. 共轭酸强则其共轭碱是个弱碱.
1.6.2 酸碱的强弱和酸碱反应 • 利用各化合物的pKa值来预测酸碱反应的进行,例:
CH3COOH + OH- CH3COO- + H-OH
乙酸(pKa=4.72) 共轭碱(强) 共轭碱(弱) 水(pKa=15.74) • 乙酸的酸性比水强 • 质子的转移总是由弱碱转移到强碱 • 反应向右进行.
H—Cl
μ=1.03D
CH3—Cl
μ=1.87D
H—CC—H
μ=0
1.5 共价键的断裂--均裂与异裂 (1)均裂:
A:B A·+ B· Cl : Cl (光照) Cl·+ Cl· CH4 + Cl · CH3 ·+ H : Cl
• 离解能——一个共价键离解所需的能量.指离解特定
共价键的键能.
( 4 ) 键 的 极 性 和 元 素 的 电 负 性 —— 分 子 的 偶 极 矩
H—H，Cl—Cl，成键电子云对称分布于两个
原子之间，这样的共价键没有极性。下列化合
物有极性：
诱导效应
• H(+)Cl(-)， • H3C(+) Cl(-)
1.2.2 有机化合物性质上的特点
•与无机物,无机盐相比,有机化合物一般有以下特点:
(1) 大多数有机化合物可以燃烧(如汽油). (2) 一般有机化合物热稳定性较差,易受热分解.
许多有机化合物在200~300℃时就逐渐分解.
(3) 许多有机化合物在常温下为气体 、液体.
常温下为固体的有机化合物,其熔点一般也很低,一 般很少超过300℃,因为有机化合物晶体一般是由较 弱的分子间力维持所致.
(2) 碱的强弱
• 同理碱强度以 pKb表示,也常用其共轭酸的 pKa 值来 表示. 共轭酸强则其共轭碱是个弱碱.
1.6.2 酸碱的强弱和酸碱反应 • 利用各化合物的pKa值来预测酸碱反应的进行,例:
CH3COOH + OH- CH3COO- + H-OH
乙酸(pKa=4.72) 共轭碱(强) 共轭碱(弱) 水(pKa=15.74) • 乙酸的酸性比水强 • 质子的转移总是由弱碱转移到强碱 • 反应向右进行.
高教出版社汪小兰《有机化学》(第五版)课件课程要点复习第三章_不饱和烃
第三章 不饱和烃Ｉ 烯烃● 定义: 含有碳-碳双键(C=C)的烃叫烯烃。
碳-碳双键(C=C)是烯烃的官能团。
●开链单烯烃的通式:C n H 2n 。
例如:H 2CCH 2H 2CC CH 3CH 3H 2CCH CH 3I 烯烃一、乙烯的结构乙烯分子的构型双键：DH mθC=C=610KJ/mol;ó单键：DH mθC-C=350KJ/mol1、碳原子的sp 2杂化2s2p激发态2s2p激发基 态sp 2p杂化1200sp 2杂化轨道sp 2杂化与未杂化的轨道乙烯分子的结构乙烯分子中的σ键乙烯分子中的π键2、乙烯分子中π键的形成及π电子云的分布π键小结π键为轴平行的p轨道侧面交盖成键;π键不能单独存在,分散于sp2轨道所在平面的上下两层,不能绕键轴自由旋转;π键电子云流动性大，受核束缚小，易极化。
∴π键易断裂、起化学反应;π键键能小，不如σ键牢固碳碳双键键能为611KJ/mol,碳碳单键键能为347JK/mol,∴π键键能为611-347=264K/mol7二、命名和异构系统命名法(1) 选择主链:含双键的最长碳链含双键的取代基多的最长碳链为主链(2) 给主链碳原子编号:从最靠近双键的一端起CH 3CCCH 2CH 2CH 2CH 2CH 2CH 2CH 3CH 2CH 2CH 2CH 31 2 3 4 5 6 7 86-甲基-3-戊基-2-辛烯(3) 标明双键的位次: 将双键两个碳原子中位次较小的一个编号，放在烯烃名称的前面。
1-烯烃中的“1”可省去。
4-甲基-2-乙基己烯5- 十一碳烯碳原子数在10以上的烯烃，命名时在烯之前还需加个“碳”字，例如十一碳烯环烯烃加字头“环”于有相同碳原子数的开链烃之前命名烯基的命名CH2=CH-乙烯基CH3-CH= CH- 丙烯基CH2=CH-CH2- 烯丙基注意这二者的区别异构现象（注意相关概念)C以上的烯有碳链异构、官能团位置异构、顺反异构4烯烃的构造异构13① 烯烃的顺反异构现象(立体异构现象)•由于双键不能自由旋转,当双键的两个碳原子各连接不同的原子或基团时,可能产生不同的异构体.条件:—构成双键的任何一个碳原子上所连接的两个原子或基团须不同.•能够用常规方法将顺反异构体分离出来。
有机化学第五版课件.
三、炔烃的活泼氢的反应
H3C CH2 H H2C CH H HC C H
电负性 pKa
2.48 42
2.75 36.5
3.29 25
1、炔化物的形成 乙炔或末端炔烃在氨基钠（液氨）中反应生成炔化物
R C CH + NaNH 2 R C CNa + NH3
2、炔化物和卤代烃的反应
R C _ + CNa + R' X R C C R' + NaX
1，4-加成
CH2=CH-CHBr-CH 3 CH3-CH=CH-CH 2Br
二、Diels-Alder 反应 1、定义：共轭二烯烃在加热情况下和活泼烯烃反应生成取代 环己烯的环加成反应
+ 加热
2、反应条件为加热：一般不能省略 3、烯烃一般为活泼的烯烃，即烯烃上连有吸电子基
O + O 加热 加热 O O O O
O C CH3
烯醇
醛酮
Example
HC CH CH C CH HgSO4 H2O H2SO4 HO CH3CHO PhCOCH 3 O HO C CH3 Ph C
4、炔烃的硼氢化氧化反应
R C CH 1/2B2H6 RCH=CH B H2O2 OH
-
OH RCH=CH RCH2CHO
3
烯醇 规则：末端炔烃产物为醛；对称的炔烃产物为酮
Br C
Br CH
3、炔烃和水的加成
通式：
R C CH HgSO4 H2O H2SO4
+
OH R C CH2
O R C CH3
历程：
R C _ H+ CH H
R
+ C
有机化学 理论篇 第五版 第3章 烯烃
H
H
CH3 H
C=C
H CH3
(I) 顺-2-丁烯
(II) 反-2-丁烯
(沸点3.7 ℃)
(沸点0.9 ℃)
两个相同基团(如I 和 II中的两个甲基或两个氢原子)在双键 同一侧的称为顺式，在异侧的称为反式。这种由于分子中的原子 或基团在空间排布方式不同而产生的同分异构现象，称为顺反异 构，也称几何异构。分子中原子或基团在空间的排布方式称为构 型。因此顺反异构也是构型异构，它是立体异构中的一种。
9
第3章 烯烃
有机化学(理论篇)
需要指出的是，顺反异构现象普遍存在于烯烃、环烃等有 机化合物分子中，但并不是所有的烯烃、环烃都有顺反异构 现象。产生顺反异构的条件是除了σ键的旋转受阻(如π键、 碳环等)外，还要求两个双键碳原子上分别连接有不同的原子 或基团。也就是说，当双键的任何一个碳原子上连接的两个 原子或基团相同时，就不存在顺反异构现象了。例如，下列 化合物就没有顺反异构体。
有机化学(理论篇)
第3章 烯烃
第3章 烯烃
有机化学(理论篇)
【课程思政】 绿色生态与可持续发展—烯烃的聚合反应
烯烃类化合物由于其容易获得且价格便宜，并能进行各种 转化，不断被应用到工业生产中，为一些功能材料、农药、化 妆品和药物等提供关键合成中间体。
烯烃聚合反应与人类生活息息相关，高分子材料聚乙烯、 聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚四氟乙烯等被广泛用于日常 生活用品、建筑材料、有机光电材料、人造器官等实用性物质 中。由美国杜邦公司研制的聚四氟乙烯具有耐高温、耐腐蚀、 质地致密光滑的特异性能，被誉为“塑料王”。2008 年北京 奥运会标志性建筑物之一“水立方”是世界上最大的膜结构工 程，采用最先进的新型环保节能膜材料乙烯-聚四氟乙烯共聚 物(ETFE)，该材料耐腐蚀性、保温性极强，抗压性好，自清洁 能力强。
有机化学第五版第十一章醛和酮
丙基α-萘基酮； 1－〔1-萘基〕－1－丁酮
第二节 醛、酮的构造，物理性质和光谱性质 Structure, Physical Properties & Spectrum
一、Structure
(1) 羰基是sp2杂化的平面型构造； (2) 羰基是极化的、极性的共价键，羰基碳上带有局部正电荷。
醛、酮羰基的构造
R=H
OH
C
R
CC
H
H
OH
C
H
CC
H
R
OH O
H+
C C CH3
cis－烯基醇
trans－烯基醇
O
C
CC
CH3
－羟基酮
, b－不饱和酮
3. 与格氏试剂的加成反响
(1) 格氏试剂 (RMgX)中的R是碳负离子，具有强的亲核性，是重要的亲核试剂， 由它进攻碳正离子是碳-碳结合的重要方法；
(2) 格氏试剂与醛酮反响后再经水解得一系列的醇，是醇的重要制备方法；
( 6 H C 5 ) 3 P C 6 H = 5 + H C 6 H 5 C = C H O C 6 H 5 C = C 6 H 5 H
〔2〕IR： C=O在1750~1680cm-1之间有强吸收峰〔鉴别羰基〕；
~2720cm-1对应－CHO中C－H伸缩振动，区别是否为醛 基。 羰基上连有共轭基团时，该吸收向低波数方向移动。 环烷酮类的频率受环大小的影响。
Acetaldehyde
〔2〕IR： C=O在1750~1680cm-1之间有强吸收峰〔鉴别羰基〕；
如氨的衍生物为仲氨，那么当有α-H存在时，醛、酮可与 之反响生成烯胺，烯胺在有机合成上是个重要的中间体。
R R C H 2CO +N H R 2
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如频哪醇重排、贝克曼重排等， 涉及碳正离子或碳负离子的重排
过程。
05
有机化合物的结构与性质
有机化合物的结构表示方法
构造式
用元素符号和短线表示化合物分子中原子的排列和结合方式的式 子。包括分子式、结构式和结构简式。
空间构型
用模型或图形表示有机分子中原子或原子团的相对空间位置。包 括球棍模型、比例模型和空间填充模型。
有机化学与医药科学
01
02
药物合成
有机化学是药物合成的基 础，通过有机合成可以制 备出具有特定药理活性的 药物分子。
药物分析
有机化学方法可用于药物 的质量控制和分析，确保 药物的纯度和有效性。
药物设计与优化
基于有机化学原理，可以 设计和优化药物分子的结 构，提高药物的疗效和降 低副作用。
有机化学与材料科学
反应等。
醇、酚、醚
醇
醇是脂肪烃基与羟基直接相连的有机化合物。根据羟基所连碳原子的类型不同，醇可分为伯 醇、仲醇和叔醇。醇具有亲水性，能与水形成氢键，因此易溶于水。此外，醇还能发生氧化、 酯化、脱水等反应。
酚
酚是芳香烃环上的氢原子被羟基取代的有机化合物。酚具有特殊的芳香气味，微溶于水，易 溶于有机溶剂。酚具有弱酸性，能与碱反应生成盐和水。此外，酚还能发生氧化、取代等反 应。
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• 绪论 • 烃类化合物 • 烃的衍生物 • 有机合成与反应机理 • 有机化合物的结构与性质 • 有机化学在日常生活中的应用
01
绪论
有机化学的研究对象
碳氢化合物
有机功能材料
研究碳氢化合物及其衍生物的结构、 性质、合成和反应机理。
研究具有光、电、磁等特殊功能的有 机材料的设计、合成与应用。
过程。
05
有机化合物的结构与性质
有机化合物的结构表示方法
构造式
用元素符号和短线表示化合物分子中原子的排列和结合方式的式 子。包括分子式、结构式和结构简式。
空间构型
用模型或图形表示有机分子中原子或原子团的相对空间位置。包 括球棍模型、比例模型和空间填充模型。
有机化学与医药科学
01
02
药物合成
有机化学是药物合成的基 础，通过有机合成可以制 备出具有特定药理活性的 药物分子。
药物分析
有机化学方法可用于药物 的质量控制和分析，确保 药物的纯度和有效性。
药物设计与优化
基于有机化学原理，可以 设计和优化药物分子的结 构，提高药物的疗效和降 低副作用。
有机化学与材料科学
反应等。
醇、酚、醚
醇
醇是脂肪烃基与羟基直接相连的有机化合物。根据羟基所连碳原子的类型不同，醇可分为伯 醇、仲醇和叔醇。醇具有亲水性，能与水形成氢键，因此易溶于水。此外，醇还能发生氧化、 酯化、脱水等反应。
酚
酚是芳香烃环上的氢原子被羟基取代的有机化合物。酚具有特殊的芳香气味，微溶于水，易 溶于有机溶剂。酚具有弱酸性，能与碱反应生成盐和水。此外，酚还能发生氧化、取代等反 应。
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• 绪论 • 烃类化合物 • 烃的衍生物 • 有机合成与反应机理 • 有机化合物的结构与性质 • 有机化学在日常生活中的应用
01
绪论
有机化学的研究对象
碳氢化合物
有机功能材料
研究碳氢化合物及其衍生物的结构、 性质、合成和反应机理。
研究具有光、电、磁等特殊功能的有 机材料的设计、合成与应用。
有机化学第五版 第三章 烯烃
2* 烷基硼的氧化反应：烷 基硼在碱性条件下与过氧 化氢作用，生成醇的反应。
硼氢化反应的机理
B2H6 CH3CH=CH2 + H-BH2
亲电加成
+ CH3CH—CH2 …
硼接近空阻小、p电荷密度 高的双键碳，并接纳p电子。 CH3CH—CH2 …
H…BH2
四中心过渡态
H—BH2 - + 负氢与正 碳互相吸 引。 CH3CH2CH2—BH2 缺电子的硼是亲核试剂
H Br Br
CH3 Br H CH3 Br
CH3 H Br CH3 CH3
b
b
H H Br CH3 CH3
H Br
Br H CH3
注意立体表达式 之间的转换
3、
烯烃的硼氢化反应
（1） 甲硼烷、乙硼烷的介绍 BH3
H H B H
H
H3B THF
H3B OR2
B2H6
H H
B
H
B
H H
能自燃，无色 有毒，保存在 醚溶液中。
碳正离子中间体
C
C
-
-X C C C C X
慢
H X
H X
快
H
H有亲电性
反应进程分析
C
C
C
-
C H
-
C
C H
H
X
X
过渡态 I
X
中间体
C H
C X
-
势 能
C
X H
C
C H C X
-
过渡态 II
C + H X C
C H
C
C H
C X
+ X C H C X
有机化学(第五版)第十章 醇、酚、醚
2） 根据分子中烃基的类别分为：脂肪醇、脂环醇、 和芳香醇(芳环侧链有羟基的化合物，羟基直接连在 芳环上的不是醇而是酚）。
3） 根据分子中所含羟基的数目分为：一元醇、二元 醇和多元醇。 两个羟基连在同一碳上的化合物不稳定，这种结 构会自发失水，故同碳二醇不存在。另外，烯醇是不 稳定的，容易互变成为比较稳定的醛和酮。 井冈山大学化学化工学院
井冈山大学化学化工学院
关于频哪醇重排需要注意的问题
3.某些环状结构的频哪醇，重排后可得环扩大产物
井冈山大学化学化工学院
五、Preparation of Alcohols
1.由烯烃制备 1） 烯烃的水合 2） 硼氢化-氧化反应
硼氢化反应操作简单，产率高，是制备伯醇的好办法。
井冈山大学化学化工学院
3)羟汞化-脱汞反应
井冈山大学化学化工学院
乙醇液膜
乙醇(CCl4)
四、Chemical Properties of Alcohols
醇的化学性质主要由羟基官能团所决定，同时也受到烃 基的一定影响，从化学键来看，反应的部位有 C—OH、 O—H、和C—H。
分子中的C—O键和O—H键都是极性键，因而醇分子中有 两个反应中心。 又由于受C—O键极性的影响，使得α—H具 有一定的活性，所以醇的反应都发生在这三个部位上。 井冈山大学化学化工学院
（2）双分子消除反应（E2）
一步反应：
E2反应的特点： 1）一步反应，与SN2的不同在于B：进攻β-H。 E2与SN2是互相竟争的反应。 2）反应要在浓的强碱条件下进行。 3）通过过渡态形成产物，无重排产物。 井冈山大学化学化工学院
2. 消除反应的取向
A. Saytzeff规则：优先生成具有较多烷基取代的（也是较稳定的）烯烃。
有机化学第五版汪小兰含氮化合物
（黄色油状，一种致癌物质）
叔胺 + 亚硝酸→亚硝酸盐（ [R3NH]＋NO2ˉ） (不稳定，加碱水解重新得到叔胺。)
ArNH2
NaNO2,HCl 0～5℃
ArN2+Cl重氮盐
+ 2H2O + NaCl
• 重氮化反应所用的酸通常为盐酸或硫酸。
• 干燥的重氮盐极不稳定，受热或震动易发生爆炸，而在水溶 液或低温时则比较稳定。
对苯二胺
• 复杂的胺，把氨基当作取代基，采用系统命名法命名。
NH2 C4 H3 C3 H2C2 H C1 H3
2-氨基丁烷
NHCH3 C4 H3 C3 H2C2 H C1 H3
2-甲氨基丁烷
CH3 NCH2CH3 C4 H3 C3 H2C2 H C1 H3
2-甲乙氨基丁烷
－NH2 －NHCH3 －N(CH3)2 氨基 甲氨基 二甲氨基
N
CH3 CH2CH3
甲乙氨基
3. 结构 N：sp3杂化
：
N
H
H H
氨：棱锥形
H-N-H键角：107.3°
二、胺的物理性质 脂肪胺： • 甲胺、二甲胺、三甲胺和乙胺：气体 ；丙胺以上：液体； 高级胺：固体。
• 低级胺的气味与氨相似，有的有鱼醒味。
• 低级胺易溶于水，高级胺不溶于水。
• 沸点：醇＞伯(仲)胺＞叔胺＞烷烃（分子量相近） （形成分子间氢键）
原因：诱导效应、共轭效应和空间效应。
可用于药物的分离、纯化，包括手性拆分，增加水溶性等。
CH3CH2-NH2 + HCl
CH3CH2NH3+Cl- 氯化乙铵
(CH3CH2NH2 HCl) 乙胺盐酸盐
NH2 + HCl
叔胺 + 亚硝酸→亚硝酸盐（ [R3NH]＋NO2ˉ） (不稳定，加碱水解重新得到叔胺。)
ArNH2
NaNO2,HCl 0～5℃
ArN2+Cl重氮盐
+ 2H2O + NaCl
• 重氮化反应所用的酸通常为盐酸或硫酸。
• 干燥的重氮盐极不稳定，受热或震动易发生爆炸，而在水溶 液或低温时则比较稳定。
对苯二胺
• 复杂的胺，把氨基当作取代基，采用系统命名法命名。
NH2 C4 H3 C3 H2C2 H C1 H3
2-氨基丁烷
NHCH3 C4 H3 C3 H2C2 H C1 H3
2-甲氨基丁烷
CH3 NCH2CH3 C4 H3 C3 H2C2 H C1 H3
2-甲乙氨基丁烷
－NH2 －NHCH3 －N(CH3)2 氨基 甲氨基 二甲氨基
N
CH3 CH2CH3
甲乙氨基
3. 结构 N：sp3杂化
：
N
H
H H
氨：棱锥形
H-N-H键角：107.3°
二、胺的物理性质 脂肪胺： • 甲胺、二甲胺、三甲胺和乙胺：气体 ；丙胺以上：液体； 高级胺：固体。
• 低级胺的气味与氨相似，有的有鱼醒味。
• 低级胺易溶于水，高级胺不溶于水。
• 沸点：醇＞伯(仲)胺＞叔胺＞烷烃（分子量相近） （形成分子间氢键）
原因：诱导效应、共轭效应和空间效应。
可用于药物的分离、纯化，包括手性拆分，增加水溶性等。
CH3CH2-NH2 + HCl
CH3CH2NH3+Cl- 氯化乙铵
(CH3CH2NH2 HCl) 乙胺盐酸盐
NH2 + HCl
有机化学第五版课件
本章节主要围绕杂环化合物展开，首先阐述了其分类和命名规则，详细说明了五员杂环和六员杂环的结构特点，并给出了具体的命名实例。接着，深入探讨了五员杂环化合物的性质，包括亲电取代反应和加成反应等，并介绍了其制备方法。其中，特别强调了呋喃的化学反应特性，如氧化、还原和歧化反应等。此外，本章还重点介绍了吡啶的化学性质，如亲电取代、氧化、还原和亲核取代反应，并通过例题展示了从吡啶合成4-氨基吡啶的过程。最后，对喹啉的命名、反应历程。本章节内容翔实，为读者提供了全面的杂环化合物知识。
有机化学第五版,李景宁主编第2章烷烃上课讲义
纽曼式
楔形式
模型
锯架式
纽曼式
楔形式
2. 两种极限构象的位能变化
• 稳定性比较：交叉式＞重叠式
思考
如何分析交叉式构象和重叠式构象的 稳定性？（原子的空间分布、位能）
三、正丁烷的构象
围绕C2— C3单键旋转形成各种构象
1. 四种极限构象式的表达
对位交叉式（反叠式）
部分重叠式（反错式）
邻位交叉式（顺错式）
二、乙烷的构象 1. 两种极限构象的表达
重叠式（顺叠式） eclipsed conformation
前后两个碳上的氢 原子处于重叠位置
交叉式（反叠式） staggered conformation
前后两个碳上的氢 原子处于交叉位置
思考：写出重叠式和交叉式构象的楔形式、锯架式 和纽曼式。
模型
锯架式
溴代：3°H ∶ 2°H ∶ 1°H = 1600∶82∶1
（2）根据反应活性，推测异构体产率(自学) 思考：为什么氢原子的卤代反应活性顺序为
3°>2°>1°？
第七节 烷烃的卤代反应历程 （reaction mechanism）
反应历程（或反应机理）： 化学反应所经历的途径或过程。
研究内容： ① 反应步骤 ② 反应中心 ③ 价键变化 ④ 影响因素
• 次序规则是为了表达某些有机化合物的立体 化学关系，需决定有关原子或基团的排列次 序。它的主要内容如下：
① 单原子取代基按其原子序数大小排列，大 者为“较优”基团。若为同位素，则质量 大的为“较优”基团。例如:
“＞”表示“优于”
②多原子取代基则逐个原子顺次比较，排出 优先次序。
丁基
Hale Waihona Puke 异丙基两个基团的第一个原子所连接的原子或基团 相同（C、H、H），则比较第二个原子：
高等有机化学PPT
The ionic bonding force arises from the electrostatic attraction between ions of opposite charge.
The covalent bonding force arises from sharing of electron pairs between atoms.
O
CH3 C NH2
O = CH3 C + NH2
more stable major contributor
less stable minor contributor
Draw resonance structures for the following species. If the structures are not equivalent, indicate which would be the major contributor.
O3
OOO
OOO
Rules for Resonance Structures:
3. All of the structures must be proper Lewis structures.
O3
OOO
OOO
Rules for Resonance Structures:
4. The energy of the actual molecule is lower than the energy that might be estimated for any contributed structure.
高等有机化学 反应、机理与结构（原著 第五版 修订），[美]史密斯（Smith M.B） 马奇（March J），化学工业出版社
有机化学第五版(李景宁)第二章烷烃ppt
每个取代基的位次
CH3CH2CH CHCH2CH3 CH3 CH CHCH3 CH3 CH3
2,5-二甲基-3,4-二乙基己烷
碳数相同时，选取代基最多的链为主链!
CH3 CH3 CH3CCH2CHCH3
CH3
2,2,4- 三甲基戊烷
3. 复杂情况（不常见，不常用）
CH3 CH2CH3 CH3CH2C CHCHCH2CH2CH2CH3
列 而2-丁烯与环丁烷不属同系列。
二、 烷烃的同分异构现象 四个碳以上烷烃才有异构现象。例如丁烷存在两个异构 体：
（属构造异构中的碳干异构）
烷烃分子中，随着碳原子数增加，同分异构体 迅速增加。（表2-2）
举例(同分异构体的写法)： C7H16：
CC CCCC C
C CCCC CC
C CCCC CC
有一般的热裂反应和催化热裂反应用于提高汽油的 产量和质量或生产化工产品。
三、 卤代反应
例如甲烷的氯代 ： CH4与Cl2在黑暗中不发生反应； 在强烈日光照射下，发生爆炸：
CH4 + 2Cl2
C + 4HCl + 热量
在漫射光、热或某些催化剂作用下，氢被氯取代：
漫射光
CH4 + Cl2
CH3 Cl+ HCl
CH3CH2CH2Cl + CH3CHClCH3 + HCl
正丙基氯43% 异丙基氯57%
（Ⅰ）
（Ⅱ）
丙烷中，伯氢∶仲氢 = 6∶2 ，那么正丙基氯应为异 丙基氯的三倍，其实不然!! （为43：57≈1:1.3） 显
……
然仲氢比伯氢活泼。
CH3CH2CH3 + Cl2 h
CH3CH2CH2Cl + CH3CHClCH3 + HCl
高教出版社汪小兰《有机化学》(第五版)课件课程要点复习第一章__绪论
有机化学Organic Chemistry教材:汪小兰主编《有机化学》（第五版），高等教育出版社。
参考书:邢其毅等《基础有机化学》（第二版），高等教育出版社胡宏纹等，《有机化学》（第二版），人民教学出版社第一章绪 论Introduction有机化学的研究对象与任务(一) 初期阶段 18世纪—19世纪有机化合物最早的有机化合物来自于动植物体（有机体）生命论：有机化合物只能由有机体产生。
无机化合物则存在于无生命的矿藏中，同时也可由有机体产生。
阻碍了有机化学的发展20多年，人们放弃了人工合成有机物的想法.代表人物：瑞典科学家贝采利乌斯得到了一系列较纯的有机物公元770—180年间，就出现关于酿酒的记载 汉朝 出现制纸、染色工艺由动植物取得较纯的有机物1769年 葡萄汁 葡萄糖1780年 酸牛奶 乳酸柠檬汁 柠檬酸尿 尿素1805年 从鸦片内取得第一个生物碱 吗啡 1820年 从金鸡纳树喹啉(二) 形成阶段：19世纪-19世纪中期1 有机物在实验室被制备，强有力反驳了“生命论”。
1828年德国化学家维勒氰酸铵尿素1845年德国柯尔伯合成醋酸1854年法国贝特洛合成属于油脂的物质2 人工合成一系列有机物1950年利用煤焦油合成药物、染料、炸药，从此打破了“生命论”，开辟了有机化学新天地。
3 通过元素分析发现有机物都含有碳1781年拉瓦锡通过燃烧的方法来分析有机物植物： C H O动物： C H O N把含有碳的化合物称为有机物4 确立了经典的有机结构理论1855年，Kekule （凯库勒）和 Couper（古柏尔）提出了有机物的分子结构两个重要基本原则(i) 碳是四价的(ii) 碳可以结合成链或者环有机化学（Organic Chemistry ）—— 研究有机化合物的结构和性质的科学H CN O F P S ClBrI Si B 有机化合物中常见的元素有机化合物：碳氢化合物(烃)及其衍生物。
有机化学：研究有机物制备、结构、性质、应用的科学.有机化学意义：是研究生物体及生命现象的基础二.化学键与分子结构1.化学键的两种基本类型共价键：原子间共用电子对形成的。
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(1)石墨 石墨 (2)金刚石 金刚石 (3)足球烯 （富勒烯）（ 60/C70/C50） 足球烯 富勒烯）（ ）（C
石墨的晶体结构 (SP2)
金刚石的晶体结构( SP3)
足球烯(富勒烯 足球烯 富勒烯)(Footballene):单纯 富勒烯 单纯 由碳元素结合形成的稳定分子， 由碳元素结合形成的稳定分子 ， 具 个顶点和32个面 有 60个顶点和 个面 ， 其中 个面 个顶点和 个面，其中12个面 个面为正六边形， 为正五边形， 个面为正六边形 为正五边形 ， 20个面为正六边形， 整个分子形似足球。具有芳香性 芳香性。 整个分子形似足球。具有芳香性。
交盖)或电 （1）价键的形成可看作是原子轨道的重叠 交盖 或电 ）价键的形成可看作是原子轨道的重叠(交盖 自旋相反)配对的结果 子(自旋相反 配对的结果。 自旋相反 配对的结果。 （2）共价键具有饱和性—一个未成对的电子既经配 ） 一个未成对的电子既经配 对成键,就不能与其它未成对电子偶合 就不能与其它未成对电子偶合. 对成键 就不能与其它未成对电子偶合 最大重叠原理):两个电子的 （3）共价键具有方向性(最大重叠原理 两个电子的 ） 最大重叠原理 原子轨道的重叠部分越大,形成的共价键就越牢固 原子轨道的重叠部分越大 形成的共价键就越牢固. 形成的共价键就越牢固 方向性——决定分子空间构型，因而影响分子性质. 决定分子空间构型， 方向性
1.2.2 有机化合物性质上的特点
•与无机物 无机盐相比 有机化合物一般有以下特点 与无机物,无机盐相比 有机化合物一般有以下特点: 与无机物 无机盐相比,有机化合物一般有以下特点 (1) 大多数有机化合物可以燃烧(如汽油). 大多数有机化合物可以燃烧(如汽油) (2) 一般有机化合物热稳定性较差,易受热分解. 一般有机化合物热稳定性较差, 许多有机化合物在200~300℃时就逐渐分解 许多有机化合物在 ℃时就逐渐分解. (3) 许多有机化合物在常温下为气体 、液体. 常温下为固体的有机化合物,其熔点一般也很低 其熔点一般也很低,一 常温下为固体的有机化合物 其熔点一般也很低 一 般很少超过300℃,因为有机化合物晶体一般是由较 般很少超过 ℃ 因为有机化合物晶体一般是由较 弱的分子间力维持所致. 弱的分子间力维持所致
有机化学 Organic Chemistry
高鸿宾 主编 高等教育出版社
高鸿宾 主编 高等教育出版社
主讲：杜慷慨 副教授 制作：杜慷慨 副教授
华侨大学材料科学与工程学院 华侨大学材料科学与工程学院
第一章
绪论
1.1 有机化合物和有机化学
一.有机化学的发展 有机化学的发展 1806年柏则里（Berzelius）首先提出 有机化学 名词 年柏则里（ 有机化学)名词 年柏则里 ）首先提出(有机化学 有机化学奠基于18世纪中叶 有机化学奠基于 世纪中叶 生命力学说 1828年F.Wöhler在实验室由氰酸铵 在实验室由氰酸铵(NH4OCN)合成 年 在实验室由氰酸铵 合成 尿素(NH2CONH2),促进了有机化合物的人工合成 促进了有机化合物的人工合成: 尿素 促进了有机化合物的人工合成
激发态 sp3杂化态
————
碳原子2s电子的激发和 3杂化 碳原子 电子的激发和sp 电子的激发和 一个2s电子激发至能量较高的 一个 电子激发至能量较高的2pz空轨道只需要 电子激发至能量较高的 402 kJ/mol
sp3杂化轨道的图形 • 这四个sp3杂化轨道的能量是相等的 每一轨道相等于 这四个 杂化轨道的能量是相等的,每一轨道相等于 1/4 s成分 成分,3/4 p成分 成分. 成分 成分 • C采取 3 杂化轨道与 个 H原子的 原子轨道形成 个 采取sp 原子的s原子轨道形成 采取 杂化轨道与4个 原子的 原子轨道形成4个 sp3-s型的 型的C-H键 (CH4)比 形成 稳定的多.(414×4型的 键 比 形成CH2 要 稳定的多 × 402)kJ/mol。形成 时仍有约1255 kJ/mol能量释放出。 能量释放出 。形成CH4 时仍有约 能量释放出。 所以这个体系比形成两个共价键的CH2稳定的多。 稳定的多 的多。 所以这个体系比形成两个共价键的
反应. 除自由基型反应外 , 大多数反应需要一定的 反应 . 除自由基型反应外, 时间.
为加速反应,往往需要加热、 为加速反应 往往需要加热、加催化剂或光照等手段来 往往需要加热 增加分子动能、 增加分子动能、降低活化能或改变反应历程来缩短反应时 间. (6) 有机反应往往不是单一反应.(主反应和副反应). 有机反应往往不是单一反应. 主反应和副反应)
1.2.1 有机化合物结构上的主要特点 同分异构现象 有机化合物结构上的主要特点:同分异构现象 一.同分异构现象 同分异构现象 分子式相同而结构相异因而其性质也各异的不同 分子式相同而结构相异因而其性质也各异的 不同 称为同分异构体,这种现象叫同分异构现象 化合物,称为同分异构体 这种现象叫同分异构现象. 化合物 称为同分异构体 这种现象叫同分异构现象 例1:乙醇和二甲醚 乙醇和二甲醚 乙醇 例2:丁烷和异丁烷 丁
自 然 界 中 碳 的 循 环
1.2 有机化合物的特点
绝大多数有机物只是由C， ， ， ， ， ， 等 绝大多数有机物只是由 ，H，O，X，N，S， P等 少数元素组成, 但种类繁多。 少数元素组成 但种类繁多。
● ● ●
碳元素:核外电子排布 碳元素 核外电子排布 1s22s22p2 碳原子相互结合能力很强（碳链和碳环） 碳原子相互结合能力很强（碳链和碳环） 碳的同素异形体: 碳的同素异形体
二 、分子轨道理论
(1)当原子组成分子时, (1)当原子组成分子时,形成共价键的电子即运动 当原子组成分子时 于整个分子区域;
(2) 分子中价电子的运动状态 即分子轨道 用波函数ψ 来 分子中价电子的运动状态,即分子轨道 用波函数ψ 即分子轨道,用波函数 描述;(薛定谔方程的解 薛定谔方程的解) 描述 薛定谔方程的解 (3) 分子轨道由原子轨道线性组合形成 分子轨道由原子轨道线性组合形成(LCAO) ,形 形 成的轨道数与参与成键的原子轨道数相等. ψ1=φ1 + φ2 φ ψ2=φ1 - φ2 φ (符号相同 即:波相相同 成键轨道 符号相同,即 波相相同 成键轨道) 波相相同.成键轨道 符号相同 (符号不同 即:波相相反 反键轨道 符号不同,即 波相相反 反键轨道) 波相相反.反键轨道 符号不同
共价键具有方向性(最大重叠原理 共价键具有方向性 最大重叠原理): 最大重叠原理 y
1s
y
1s
2p
x
2p
x
（a）x轴方向结合成键
（b）非x轴方向重叠较小 不能形成键
三 、杂化轨道理论 能 量 2p — 2s — 1s —
碳原子基态的电子构型
— —
能 量
2p — — — 2s — 1s —
基态
2p — — — 2s — 1s —
二. 构造异构现象 象丁烷和异丁烷异构,只是分子中各原子间相互结 象丁烷和异丁烷异构 只是分子中各原子间相互结 合的顺序不同而引起的,只是构造不同而导致的异构现 只是构造 合的顺序不同而引起的 只是构造不同而导致的异构现 又叫做构造异构现象. 象,又叫做构造异构现象 又叫做构造异构现象 此外,有机化合物还可由于构型（ 有机化合物还可由于构型 此外 有机化合物还可由于构型（顺、反；Z、E；R 、 ； 不同而造成异构现象. 、S）和构象不同而造成异构现象 ） 构象不同而造成异构现象 三. 化合物的结构 是指:分子中原子间的排列次序 原子相互间的立 是指 分子中原子间的排列次序,原子相互间的立 分子中原子间的排列次序 体位置,化学键的结合状态以及分子中电子的分布状态 体位置 化学键的结合状态以及分子中电子的分布状态 等各项内容在内的总称. 等各项内容在内的总称
Organic Chemistry is the Chemistry of Carbon Compounds
绝大多数有机化合物也都含有氢,从结构上看 所有 绝大多数有机化合物也都含有氢 从结构上看,所有 从结构上看 的有机化合物都可以看作碳氢化合物以及从碳氢化合 物衍生而得的化合物。 物衍生而得的化合物。 就是研究碳氢化合物及其衍生物的化学. 碳氢化合物及其衍生物的化学 有机化学 — 就是研究碳氢化合物及其衍生物的化学 当然,对 CO、 CO2 、 CO32- 等简单化合物习惯上还 当然 对 、 是称作无机化合物. 是称作无机化合物
• 每个分子轨道只能容纳两个自旋相反的电子 每个分子轨道只能容纳两个自旋相反的电子. • 电子总是首先进入能量低的分子轨道 电子总是首先进入能量低的分子轨道.
成键轨道ψ1=φ1 + φ2 反键轨道ψ2=φ1 - φ2
成键轨道ψ1=φ1 + φ2 2个氢原子轨道组成 个氢分子轨道 个氢原子轨道组成2个氢分子轨道 个氢原子轨道组成
O NH4OCN H2N C NH2
1845年Kolbe合成了醋酸；1854年，柏赛罗 年 合成了醋酸； 合成了醋酸 年 柏赛罗(M.berthelot) 合成油脂类化合物等。 合成油脂类化合物等。
19世纪下半叶 有机合成得到了快速发展 世纪初 世纪下半叶,有机合成得到了快速发展 世纪下半叶 有机合成得到了快速发展,20世纪初 开始建立了以煤焦油为原料合成染料、 煤焦油为原料合成染料 开始建立了以煤焦油为原料合成染料、药物和炸药为 主的有机化学工业. 主的有机化学工业 20世纪 年代开始发展了以石油为主要原料的有机 世纪40年代开始发展了以石油为主要原料的有机 世纪 年代开始发展了以石油 化学工业,特别是生产合成纤维 化学工业 特别是生产合成纤维 、合成橡胶 、合成树 脂和塑料为主的有机合成材料工业. 脂和塑料为主的有机合成材料工业 二.有机化学的定义 有机化学的定义 有机化合物的主要特征:都含有碳原子 即都是含碳 都含有碳原子 化合物. 化合物 有机化学—就是研究含碳化合物的化学 有机化学 就是研究含碳化合物的化学. 就是研究含碳化合物的化学