清华大学李艳梅老师课件
清华大学有机化学李艳梅老师课件第十章_图文
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Mechanism 本质:亲核取代反应
(B) Intramolecular dehydration Example
This reaction follows an E1 elimination mechanism.
Reactivity Mechanism
Product Follows Zaitzev’s rule E form
alcohol.
(C) Reactions with SOCl2
不重排
No
rearrangement!
10.3.4 Dehydration and elimination 脱水与消除
(A) Intermolecular 分子间脱水
Example
A side reaction of alcohol dehydration to form ethene. You have performed this experiment at high school.
分子间氢键导致熔点、沸点较高
Simple alcohols completely miscible with water 与水形成氢键 低级醇一般与水任意混溶
Simple alcohols may form co-crystals with inorganic salts.
低级醇与一些无机盐(如:MgCl2、CaCl2、CuSO4等)形成结晶状 的分子化合物 - 结晶醇(醇化物)
工业上常用方法:脱氢
还原性气氛, 易将产物又还 原为醇
When air is pumped in, water vapor is generated.
10.4 Polybasic alcohol 多元醇
10.4.1 Reactions similar to monobasic alcohol
李艳梅有机化学(课堂PPT)
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“对旋”
21.2.1
4n电子体系
(一)丁二烯电环化
共轭烯烃分子轨道数目等于组成分子轨道的原子轨道(p 轨道)的数,亦即等于参加共轭的碳原子数。
由各碳原子上的p轨道的不同方式线性组合构成
E4 LUMO
E3
LUMO
HOMO
E2
HOMO
E1
Ground State 加热时
Activated State 光照时
环加成反应:
两分子烯烃或多烯烃经无中间体的反应生成环状化合物。 可以认为是两个烯烃平面相互接近成键
关键:反应条件 不同体系反应条件不同
21.3.1 2+2 体系
电子流向: 甲分子 HOMO LUMO
乙分子 LUMO HOMO
轨道相互作用 关键:位相匹配
甲分子: 乙分子:
LUMO HOMO
2+2 体系:加热时(基态)
21.1 周环反应的理论
AB
A +B
AB
A +B
Reactant
Free radical Ion
Product
No intermediate
协同反应
反应中不形成离子或自由基中间体, 化学键的断裂和生成同时发生的反应
周环反应
CH3 H
CH3 H
175oC
5CH3
4H
hv
3
CH3
21
H
(2E,4Z)-hexa-2,4-diene
在加热或光照条件下,共轭多烯烃的两端环化成环烯烃
的反应,或其逆反应。
“分子内的周环反应”
CH3 H CH3
H
Cis
5CH3
175oC 4
12清华大学机化学李艳梅老师课件chapter_12_1_Nucleophilic_addition
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(Learn on your own)
12.2.1 IR spectrum
C=O RCHO 1720-1740 cm-1 ArCHO 1695-1715 cm-1 RCOR 1700-1725 cm-1 ArCOR 1680-1700 cm-1 ArCOAr 1660-1670 cm-1 共轭后降低约 30 cm-1
pKa = 35
bu tyllit hium
THF -78oC
N
+
Li lithium diisopropylamide
LDA
b uta ne pKa ~ 50
O HC C H
LDA (CH3)3SiCl
O CC
O CC
O Si( CH 3) 3 CC
H3C C
H3C
O
K+H-
H2C C
H3C
与含氧亲核试剂的加成 (A) Hydration
偕二醇
(B) Addition of alcohols
半缩醛 半缩酮
缩醛 缩酮
注: 1、为醚类化合物 2、简单的醛与过量的醇:反应容易 简单的酮与过量的醇:反应不容易 3、缩醛(酮)碱性条件下稳定,在酸性水溶液中水解:
HO
OH
O
CO
C
O
H3+O
CO
分子极性大,与水可形成氢键。 香型:
低级醛:强烈的刺激味 中级醛:果香味
H3C
CH3(CH2)7CHO
玫瑰香
清华大学有机化学李艳梅课件全第章
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电负性: B:二.0 H:二.二
三中心两电子键
带部分正电荷 亲电中心
进攻空间位阻较小的碳
四中心过渡态
一烷基硼烷
立体选择性:顺式加成 区域选择性:B原子加在含氢较多的碳原子上【位阻较小的碳原子上】
一烷基硼烷
硼氢化
二烷基硼烷 三烷基硼烷
应用之一:硼氢化-氧化
制备一0醇
硼酸酯
应用之二:还原双键
R C O O H
Chapter 七 Alkenes 第七章:烯烃
Organic Chemistry A 【一】 By Prof. Li Yan-Mei Tsinghua University
Content
七.一 Classification!! Nomenclature and Isomerization
七.二 Spectrum Data & Physical Properties 七.三 Chemical Reactions 七.四 Preparation of Alkenes
与KMnO四比较 在有机溶剂中反应 反应条件易控制 成本高
H二O二 + OsO三
【D】 Ozonization 臭氧化反应
OOO
一级臭氧化物
二忌级干臭燥氧!!易化爆物
[H]: Zn
Zn二+
CH三SCH三 CH三SOCH三 Pd/C!! H二 H二O
Ozonization-reductive hydrolysis 臭氧化-还原水解【可制备醛】
【E】-三-ethyl-六-methyloct-四-ene
H3C C
H
CH2CH2CH3 C
CH2CCH2CH3
CH3H
【五R!!二E】-五-甲基-三-丙基-二 -庚烯
2024版清华大学有机化学李艳梅老师课件第14章
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目录
• 第十四章概述 • 有机化学反应机理 • 有机合成策略与技巧 • 天然产物中有机化学应用 • 实验室安全与环保要求 • 习题讲解与答疑环节
01
第十四章概述
章节内容与目标
内容
本章主要探讨有机化学反应的机理, 包括亲核取代、消除反应、亲电加 成等反应类型。
节约资源
在实验过程中要注意节约资源,如 减少试剂用量、回收利用废弃物中 的有用物质等。
事故预防与应急处理措施
制定应急预案
实验室必须制定应急预案,明确 应急处理措施和人员分工,以便
在事故发生时能够迅速应对。
配备应急设施
实验室必须配备相应的应急设施, 如灭火器、急救箱、安全出口等, 以便在事故发生时能够及时采取
重要概念及知识点
01
知识点
02
03
04
亲核取代反应的机理及影响因 素。
消除反应的机理及立体化学。
亲电加成反应的机理及其在合 成中的应用。
学习方法与建议
学习方法 认真阅读教材,理解反应机理的基本概念。
通过做习题,加深对反应机理的理解和应用。
学习方法与建议
• 查阅相关文献,了解反应机理的最新研究进展。
脂肪酸的合成与分解代谢途径,甘油 磷脂的代谢途径等。
05
实验室安全与环保要求
实验室安全操作规程
严格遵守实验室规章制度01 Nhomakorabea进入实验室前必须了解并遵守实验室的各项规章制度,如穿戴
实验服、禁止饮食、禁止吸烟等。
正确使用实验器材
02
使用实验器材前必须了解其使用方法和注意事项,确保正确使
用,避免损坏或造成危险。
蛋白质
蛋白质的结构层次(一级、 二级、三级和四级结构)、 性质及其合成与降解。
清华大学李艳梅有机化学课件.ppt
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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课件全75页PPT
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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
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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。
清华大学有机化学李艳梅老师课件第3章ppt模板
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键能键能
CH CC
C Cl C Br CI CS
H
CH3CH2CH2CH2 CH2C H
H
415KJ/mol 345.6KJ/mol
相较相对大对较大
330KJ/mol
285KJ/mol
218KJ/mol
272KJ/mol
特点2:可以反应
H
CH3 CH2 CH2 CH2 CH2 C H 裂解 H取代
IR
普通峰: C-C伸缩 1200-700(w) C-H伸缩 2960-2850(s)
特殊峰:
1380 1380 1370
1380 1370
n4 724-722 cm-1 (m)
少于四个亚甲基时,吸收峰向高波数移动
MS UV
* 真空紫外
3.4 Chemical properties
特点一:较稳定
轨道对称性匹配原理: 原子轨道重叠时,重叠部分必须有相同符号才可成 键,使能降低;符号相反则为反键,能量升高
类比:周环反应
对超共轭作用的共振解释
“试题一”的结论:相邻甲基上电子的传递作用,也就是 超共轭作用,是导致乙烷交叉式更稳定的真正、唯一原因。
Organic Chemistry (T.W.Graham Solomons, Craig B. Fryhle, (John Wiley&Sons, Inc, 2004, 8th Ed.,p156 《有机化学》(胡宏纹等,高等教育出版社,2006年第3版,p22) 周公度,《大学化学》,16(5),51-52,2001年5月
3.4.1 Oxidation 氧化反应
A. Auto oxidation 自动氧化 O2
R R CH
R
X
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- 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)。
制备:
R1 (Ph)3P C R2 (Ph)3P O C
R1 (Ph)3P R2 C O C C
R1 R2
δ−
O
δ+
C
R1 P(Ph)3 O
R2 C C
+
10.3.4 Nitrogen nucleophiles (一) 与胺反应:10胺 与胺反应:
亚胺 用途: 用途:
与胺反应:20胺 与胺反应:
§ 10.1 Introduction
§ 10.2 Spectrum Data & Physical Properties
§ 10.3 Nucleophilic Addition
General Reaction:
Nu
R
C
R
O
+ H-Nu
R
C
R
OH
(H)
(H)
碱性条件:
酸性条件:
亲核加成反应难易 1、电子效应:超共轭效应,羰基化合物的稳定性 电子效应:超共轭效应,
Chapter 10 Aldehyde & Ketone
§ 10.1 Introduction § 10.2 Spectrum Data & Physical Properties § 10.3 Nucleophilic Addition § 10.4 Other Chemical Reactions § 10.5 Preparation
反应类型总结: 1、简单加成:Nu-中带负电荷的 、简单加成:Nu部分加在羰基碳原子上,另一 部分加在氧原子上。
R
C
R' NC R'' HO NaO3S
O
H MgX H H
2、先加成后取代--酸催化下 如:与ROH, 如:与ROH,RSH 3、先加成后消去--酸或碱催化 如:胺、氨及氨的衍生物
注意: 以上反应除与有机金属化合物的反应之外, 均为平衡过程 讨论参数:平衡常数 讨论参数:平衡常数
用途:区别:酮 ~ 醛 用途:区别: 甲醛 ~ 其它醛
10.3.3 Carbon Nucleophiles (一) 与HCN
条件:醛、脂肪族甲基酮及C8以下环酮 条件:醛、脂肪族甲基酮及C8以下环酮 酸碱性的影响
(二) 与炔化物
(三) 与金属有机化合物
(四) 与磷ylide的反应--Wittig反应 与磷ylide的反应--Wittig反应 的反应--
SH SH S
H3 +O C
O
C
O
C
S
H2, Naney Ni
H
C
H
+ NiS + CH3CH3
应用:还原羰基
(三) 与Schiff试剂的反应 Schiff试剂的反应 品红 + SO2(g) 酮 甲 醛 其它醛 → 品红醛试剂(Schiff试剂 试剂) 品红醛试剂(Schiff试剂) → + Schiff试剂 → 紫红 Schiff试剂 → 紫红 + H2SO4 → 不褪色 → 褪色
烯胺 可水解 与胺反应:30胺 与胺反应: 不反应
(二) 与氨及其衍生物反应: 与氨及其衍生物反应: 1、与氨的反应
OH C O
+ NH3
C
NH2
C
NH
脂肪族亚胺 不稳定
2、与氨的衍生物的反应
OH C O
+ NH2 -Y
C
NH-Y
C
N-Y
可稳定存在
反应特点: 1、产物多为白色固体: 用于鉴别醛酮 2、产物一般有固定的结晶形状及熔点: 可通过测熔点来推测未知的醛酮 3、产物在稀酸作用下水解为原反应物: 可用于分离、提纯
C2H6 C2H4 NH3 C2H2 CH3COCH3 C2H5OH H2O Ph-OH PhH2CO3
pKa 50 44 34 25 20 15.9 15.74 10 6.5
(B) Keto-enol tautomerization Keto含义:
形成:
含量: [烯醇] 烯醇] 平衡常数: K= [醛或酮] 醛或酮]
<
<
2、空间效应: 空间效应:
R Nu
C
R
O
+ H-Nu
R
C
R
OH
(H) sp2
(H) sp3
亲核加成反应的立体选择性
Cram rule
ห้องสมุดไป่ตู้
Nu H O
-
Nu
H OCH3
CH3
具体反应: 具体反应:
10.3.1 Oxygen Nucleophiles H2O, ROH 10.3.2 Sulfur Nucleophiles NaHSO3, RSH, Schiff reagent 10.3.3 Carbon Nucleophiles HCN, RM, RC≡C-, ylide RC≡ 10.3.4 Nitrogen Nucleophiles RNH2, R2NH, NH3, NH2-Y
10.3.2 Sulfur Nucleophiles (一) 加NaHSO3
条件: 1、醛、脂肪族甲基酮及C8以下环酮 、醛、脂肪族甲基酮及C8以下环酮 2、“过量”、“饱和”的NaHSO3 、“过量”、“饱和”的NaHSO
应用: 1、鉴别:产物为白色沉淀 2、分离、纯化:
(二) 加RSH
特点: 1、直接生成缩硫醛(酮) 2、缩硫醛(酮)很难分解为原酮(醛):无法 用于保护羰基
§ 10.4 Other Chemical Reactions 10.4.1 Acidity of the α-H 10.4.2 Oxidation 10.4.3 Reduction 10.4.4 Cannizaro reaction 10.4.5 Polymerization
10.4.1 Acidity of the α-H (A) Acidity
10.3.1 Oxygen Nucleophiles ( 一 ) 加 H2O
(二) 加ROH
注: 1、为醚类化合物 2、简单的醛与过量的醇:反应容易 简单的酮与过量的醇:反应不容易 3、缩醛(酮)碱性条件下稳定,在酸性水溶液中水解:
OH OH O
H3 +O C
O
C
O
C
O
用途:保护羰基 保护羟基