《药用有机化学》PPT课件.ppt

,药用有机化学课件 主讲：伍伟杰 化学副教授 高级技师 广东食品药品职业学院首届教学名师,第一章 绪论,本章主要内容：有机物的定义、特性、结构、反应类型和分类。,一、有机化合物和有机化学,【有机化合物】 指碳氢化合物及其衍生物。 【有机化学】 研究有机化合物及其衍生物的化学。,二、有机化合物的特性,1.容易燃烧 例如：石油、煤、木材、动物尸体。,2.熔沸点低 例如： 醋酸 16 118 食盐 801 1413,3.种类繁多 无机物：只有几百万种 有机物：高达几千万种,4.难溶于水而易溶于有机溶剂 例如：石蜡溶于汽油而不溶于水。,5.不导电 例如：蔗糖溶液,6.稳定性差 例如：气温较高时，肉类很快变坏。,7.反应速度慢，反应物复杂，产率低 .反应速度慢：煤的生成需要几千万年。 反应物复杂：,三、有机化合物的结构,【复习】碳原子的杂化类型 1.sp3杂化 2.sp2杂化 3.sp杂化,四、有机化合物共价键的属性 （自学）,五、有机化学反应的基本类型,1.有机化学反应的类型,（1）取代反应-在一定的条件下，有机化合物分子中的原子或原子团被其它原子或原子团取代的反应称为取代反应。 【实例】,（2）加成反应-有机化合物分子中键的断裂，加进小的分子，形成两个新的键，这样的反应称为加成反应。 【实例】,（3）消除反应-在一定的条件下，有机化合物分子内脱去一个小分子，生成不饱和化合物的反应。 【实例】,（4）氧化反应-有机化合物加氧或脱氢的反应。 【实例】,（5）还原反应-有机化合物加氢或脱氧的反应。 【实例】,（6）聚合反应-在一定的条件下，简单的小分子加聚成大分子化合物的反应。 （自学）,2.有机化学反应机理,（1）均裂与异裂 均裂： 异裂： （2）反应机理（略）,六、有机化合物的分类,（一）按碳的骨架分类,（二）按官能团分类 （p8表15）,官能团结构 官能团名称 物质类别 碳碳双键 烯烃 碳碳三键 炔烃 X 卤原子 卤代烃 OH 羟基 醇 SH 巯基 硫醇 ROR 醚 醚键 CHO 醛基 醛 酮基 酮 COOH 羧基 羧酸 COO 酯键 酯 酰键 酰胺或酰卤 CN 氰基 腈 NO2 硝基 硝基化合物 SO3 磺酸基 磺酸,【习题】,P9 5（1）（2）（3）（6）（7）,动手哦,第二章 链烃,本章主要内容： 1.烷烃、烯烃、二烯烃、炔烃的命名法。 2.各种链烃中碳原子的杂化状态以及分子的形成。 3.链烃的同分异构现象。 4.乙烷、环己烷的构象（难点）。 5.顺反标记法和Z、E标记法 （难点）。 6.链烃的化学性质。 7.游离基反应历程和亲电反应历程（难点）。 8.电子效应诱导效应和共轭效应（难点）。,第一节 烷烃,【烃】只由碳氢两种元素组成的有机物称为烃。,一、烷烃的通式和同系列,（一）烷烃的定义和通式,1.烷烃的定义 【烷烃】分子中碳碳之间以单键相连，每个碳原子的其余价键都与氢原子结合，这样的烃称为烷烃。 2.烷烃的通式 CnH2n+2 (n1),（二）烷烃的同系列,【同系列】,如果一系列化合物，具有同一通式，结构相似，且在组成上相差一个或多个CH2 ，则该系列化合物称为同系列。,【同系物】同系列中的化合物互为同系物。,二、烷烃的结构,（一）碳原子的sp3杂化,（二）烷烃的结构,1.甲烷分子的形成,【甲烷正四面体分子模型】,2.乙烷的分子形成,三、烷烃的同分异构现象,（一）碳链异构,【例：C5H12】,（二）构象异构,1.乙烷的构象,乙烷不同构象的能量曲线图,结论：,【最稳定构象】交叉式 【最不稳定构象】重叠式,2.丁烷的构象 【最稳定构象】对位交叉式 【最不稳定构象】全重叠式,四、烷烃的命名,碳原子的分类,伯、仲、叔、季碳 伯、仲、叔氢,（一）普通命名法,1.直链烷烃的命名根据分子中碳原子的数目称“某”烷。 “某”：十个碳以内用“天干”表示； 十个碳以上用十一、十二、十三-表示； 【实例】,2.有支链烷烃的命名 冠“异”字 根据所有碳数目（含侧链）称异“某”烷 【说明】“R”部分不能再有侧链，否则不能用此法进行命名。 【例】,冠“新”字 根据所有碳数目（含侧 链）称新“某”烷 【说明】“R”部分不能再有侧链，否则不能用此法进行命名。 【例】,（二）系统命名法,1.烷基的命名,【烷基】 烷烃分子中去掉1个氢原子后剩下的部分。 例: CH3 CH2CH3 CH2CH2CH3 -CH(CH3)2 甲基 乙基 正丙基 异丙基 【烷基的命名】“烃”字改“基”字。,2.烷烃的命名,【命名原则】 最长碳链为主链， 主链等长选多侧， 主链碳数称“某烷”。 从近到远来编号， 从简到繁来命名， 相同基团要合并， 编号总和要最小。 位置用“阿拉”， 数目同“汉字”， 逗号短线要分明。,【堂上练习】,命名下列化合物：,动手哦,五、烷烃的性质,（一）烷烃的物理性质 （自学）,（二）烷烃的化学性质,烷烃性质稳定，与强酸、强碱、氧化剂、还原剂都不起反应。,1.卤代反应 反应条件：光照 反应类型：游离基反应 反应式：,【反应历程】（自学）,（1）链引发：,（2）链增长,（3）链终止,2.氧化反应,六、烷烃的来源和重要的烷烃 （自学）,第二节 烯烃,烯烃的官能团 CC 烯烃的通式： CnH2n (n2),一、烯烃的结构,（一）碳原子的sp2杂化,sp2杂化轨道构型,2pz轨道,（二）乙烯分子的形成,（二）乙烯分子的形成,乙烯的球棍模型,二、烯烃的异构现象和命名,（一）烯烃的异构现象,1.碳链异构现象由于碳原子的连接方式不同而引起的异构现象。 【例】1戊烯与2甲基1丁烯,2.官能团位置异构现象由于官能团位置的不同而引起的异构现象。 【例】1丁烯与2丁烯,3.顺反异构现象由于双键或脂环上不能自由旋转的碳原子所连接的原子或原子团在空间的排列方式不同而引起的异构现象。,【产生顺反异构现象的条件】,a.分子内存在限制碳原子自由旋转的因素（碳碳双键或脂环）。 b.每一个不能自由旋转的碳原子所连接的两个原子或原子团不能相同。,4.顺反异构的标记法,（1）顺反标记法 【条件】两个不能自由旋转的碳原子所连接的四个原子或原子团必需有两个相同但相同的两个不能连在同一个碳原子上。 【判断】两个相同的原子或原子团同侧位顺式，反侧位反式。,注意哦,（2）Z、E标记法 【条件】两个不能自由旋转的碳原子所连接的四个原子或原子团可以相同，也可以不相同，但相同的两个不能连在同一个碳原子上。 【判断】两个优先的原子或原子团同侧为Z型，反侧为E型。,1. 顺反和ZE之间没有必然关系。 2.有 顺反必然有ZE，但有ZE不一定有 顺反。 【堂上练习】用顺反和ZE标记下列化合物：,注意哦,（二）烯烃的命名,【命名原则】 1.含双键最长碳链为主链，根据主链碳数称“某烯”。 2.近双键一端开始编号。 3.双键的位置要标出。 4.其余类似烷烃。 例：,（三）常见烯烃基的命名,【烯基】 烯烃分子中去掉1个氢原子后剩下的基团。 常见的烯基： CH2=CH- 乙烯基 CH3CH=CH- 丙烯基（或 1丙烯基） CH2=CHCH2- 烯丙基（或3丙烯基）,异丙烯基（或2丙烯基）,三、烯烃的性质,（一）加成反应,键断裂，两个一价原子或原子团加到键两端的碳原子上，形成两个新的键。,1.催化加氢,2.亲电加成,（1）加卤素 【特征反应】烯烃能使溴水或溴的四氯化碳溶液（棕红色）褪色。 【实例】,（2）加卤化氢,【问题】,如果不对称的烯烃与卤化氢加成，情况又如何？,【马氏规则】,不对称烯烃与不对称试剂加成时，试剂中带正电部分总是加到含氢较多的双键上，而带负电部分总是加到含氢较少的双键上。 【注意】反马氏规则 反马氏规则适应条件： 1) 试剂只能是HBr ,其它不行。 2）必须有过氧化物存在。,各种卤化氢的反应活性： HIHBrHCl 【原因】a.卤原子的半径 b.卤离子的还原性强弱,诱导效应,定义： 成键原子由于电负性不同而产生极性，并通过静电引力沿着碳链向某方向传递，使分子中电子云分布发生改变的现象。 I吸电子诱导效应， I供电子诱导效应,基团电负性的顺序： F Cl Br I OCH3 OH NHCOCH3 C6H5 CH=CH2 H CH3 C2H5 CH(CH3)2 C(CH3)3,诱导效应解释马氏规则,（3）加水 也可以在加热条件，在硫酸作用下加水.如果是不对称的烯烃加水，同样遵循马氏规则。【实例】,（4）加硫酸,（5）加次卤酸（HOX）,3. H的卤代反应,（二）氧化反应,与高锰酸钾反应: 【特征反应】烯烃能使KMnO4溶液（紫色）褪色。,【烯烃双键断键氧化规律】,1.双键碳含两个H（边端烯）变为CO2 ; 2.双键碳含一个H变为COOH;（羧基） 3.双键碳不含氢变为 C=O（酮基） 【实例】 CH3CHCH2 CH3CHCHCH2,堂解：,某化合物分子式为C5H10，与高锰酸钾酸性溶液反应生成一分子酮和一分子羧酸。试推导该化合物的结构式。 【讨论】 1.改为C6H12 2.生成一分子酮并放出CO2,动动脑,（三）烯烃的聚合反应(自学),四、重要的烯烃（自学）,第三节 二烯烃,二烯烃的通式 Cn H2n-2（n3）,一、二烯烃的分类和命名,（一）二烯烃的分类,1.隔离二烯烃 CCH(CH2)nCHC （n1） 【结构特点】两个双键被两个或两个以上的单键隔开。 例：1，4-戊二烯,2.聚集二烯烃（CCC） 【结构特点】两个双键连在同一个碳上。 例：1，2-丁二烯,3.共轭二烯烃（CCCC） 【结构特点】两个双键相隔一个单键。 例：1，3-丁二烯,共轭双烯的结构,平面分子; P轨道垂直于平面且彼此相互平行, 重叠; C1-C2, C3-C4双键C2-C3部分双键。大键又叫做 “离域键” 。,（二）二烯烃的命名,【命名原则】,1.含两个双键的最长碳链为主链，根据主链碳数称“某二烯”。 2.近双键一端开始编号。 3.两个双键的位置要标出。 【实例】,三、共轭二烯烃的性质,（一）共轭二烯烃的加成反应,共轭效应,在共轭体系中，由于原子间的相互影响，使整个分子电子云的分布趋向于平均化的倾向。,共轭,共轭 键与键的重叠，使电子离域体系稳定。,p-共轭 p轨道与键的重叠，使电子离域体系稳定。, 共轭 键与键的重叠，使电子离域体系稳定。,p共轭 键与p键的重叠，使电子离域体系稳定。,共轭体系比非共轭体系稳定。,（二）双烯合成反应,四、重要的共轭二烯烃 （自学）,第四节 炔烃,炔烃的官能团 CC 炔烃的通式 CnH2n-2 （n2）-与二烯烃同分异构,一、炔烃的结构,二、炔烃的异构现象和命名,（一）炔烃的异构现象,1.碳链异构 例如：1-己炔和4-甲基-1-己炔 2.官能团位置异构 例如：1-丁炔和2-丁炔,（二）炔烃的命名,【命名原则】（与烯烃相似） 1.含三键最长碳链为主链，根据主链碳数称“某炔“。 2.近三键一端开始编号。 3.三键的位置要标出。 【实例】,（三）分子中同时含有双键和三键的化合物的命名,【命名原则】 1.主链含双键和三键。 2.近不饱和键一端开始编号。 3.两端相等时，优先照顾双键位置最小。 4.根据主链碳数称“某烯炔“（烯在前炔在后），不饱键的位置要标出。 【实例】,三、炔烃的性质,（一）炔烃的物理性质 （自学）,（二）炔烃的化学性质,1.加成反应,（1）催化加氢,（ 2）亲电加成反应 1）与卤素加成 【特征反应】炔烃能使溴水或溴的四氯化碳溶液（棕红色）褪色。,2）与HX加成（遵循马氏规则）,3）与水加成（遵循马氏规则）（分子重排）,（醛）,2.氧化反应,【氧化规律】 三键有氢变CO2 ,(或：边端炔放CO2 ); 三键无氢变COOH 非边端炔变为2分子相应碳数的羧酸 【实例】 【堂上练习】,3.生成炔化物的反应 【边端炔烃的特征反应】,【堂上练习 】鉴别1-丁炔和2-丁炔,4.聚合反应（自学）,四、乙炔,习题p35,1.(2)(3)(7) 2.(5) 3.(3)(6)(9) 10.(3) 11.(2),第三章 环烃,第一节 环烷烃,一、环烷烃的命名,（一）环烷烃,【命名原则】在相应的烷烃名称前加“环”字 【实例】,（二）桥环化合物,【命名原则】 1.编号：桥头长桥另一桥头中桥桥头短桥 2.命名：双环长.中.短“某”烷 【实例】,二、环烷烃的化学性质,（一）卤代反应,（二）开环加成反应,【反应活性】 环丙烷环丁烷环戊 烷环己烷,1.催化加氢 （自学）,2.加卤素 【特征反应】,3.加卤化氢 断键部位：含氢最多与含氢最少的键断。 【反应活性】 环丙烷环丁烷环戊 烷环己烷,（三）氧化反应,常温下，环烷烃与氧化剂（如高锰酸钾、臭氧等）都不起反应。,三、环烷烃的稳定性,四、环己烷及其衍生物的构象,【规律】,1.一元取代物，取代基位于e键的椅式构象较稳定； 2.环上有不同取代基时，大取代基位于e键的椅式构象较稳定； 3.多元取代物，最稳定的构象是e键上取代基最多的椅式构象。,【堂解】,1.下列构象中，哪一个比较稳定？,2.写出1，4二甲基环己烷的稳定构象,3.下列构象中，哪一个比较稳定？,第二节 芳香烃,【芳香性】指芳环稳定，难氧化、难加成、易取代的化学性质。 【芳香烃】指具有芳香性的碳氢化合物,一、芳烃的分类,二.苯的结构,分子式C6H6,（一）苯的凯库勒结构,【苯的凯库勒结构的缺陷】 1.结构式有三个双键，但苯环难发生加成和氧化反应。 2.按照结构式，苯的二元取代物应该有两种异构体，但事实上只有一种。,（二）苯分子结构的现代观点,苯的分子结构,苯的构造式文献用 表示，习惯上仍 用凯库勒式表示 苯的结构。,三、单环芳烃的异构现象和命名,（一）异构现象,1.苯及其同系物的通式,2.苯的同系物,3.同分异构现象（例：C8H10）,（二）命名,1.芳烃的命名,【命名原则】 （1）通常以苯为母体，烷基为取代基。取代基的位置、数目、名称放在母体之前。 （2）二元取代苯可用阿拉伯数字或邻、间、对的方式标出取代基的位置。 （3）三元取代苯可用阿拉伯数字或均、偏、连的方式标出取代基的位置。 （4）多个取代基时，先简后繁，同类合并。 （5）对于多烷基苯，如果其中有一个是甲基，也可以以甲苯为母体。 （6）复杂的芳烃，以苯环为取代基。 【实例】,2.芳烃基的命名,四、单环芳烃的化学性质,（一）物理性质（自学）,（二）化学性质,1.亲电取代反应,（1）卤代反应（注意反应条件：Fe或FeCl3） 【实例】,（2）硝化反应（引进 NO2） 【说明】甲苯比苯更容易硝化。,（3）磺化反应（引进 SO3H）,（4）傅克反应【在苯环上引进烷基（-R）、酰基（R-CO-）】 【反应条件】无水AlCl3 傅克烷基化反应： 【实例】,傅克酰基化反应： 【实例】,（5）亲电取代反应机理（略）,2.加成反应（自学）,（1）催化加氢 （2）加氯,3.氧化反应,（1）苯环的氧化（自学）,（2）苯环侧链的氧化,【条件】含-H 【规律】 1.不管侧链多长，都变为 -COOH。 2.有多少个侧链就变为多少个 -COOH。 【实例】 【说明】若侧链不含-H ,则不能发生氧化反应。,五、苯环亲电取代反应的定位法则,（一）定位基及定位规律,【问题】 1.为什么甲苯硝化比苯容易，而硝基苯再硝化比苯要难？ 2.为什么甲苯硝化的主要产物是邻硝基甲苯和对硝基甲苯；硝基苯硝化的主要产物是间二硝基苯，而不是邻二硝基苯和对二硝基苯？,定位规律,1.邻、对位定位基,常见： 【特点】 定位基中直接于苯环相连的原子不含重键，而多数含有未共用电子对。 【作用】除-X外，其他的邻、对位定位基均能活化苯环，使苯环的电子云密度增大，亲电取代反应更容易进行，新引进的基团进入原有取代基的邻位或对位。,2.间位定位基,常见：、-NO2、-CN、-HSO3、-CHO、-COOH 【特点】 定位基中直接与苯环相连的原子都含重键或带有正电荷。 【作用】能钝化苯环，使苯环的电子云密度降低，亲电取代反应较难进行，新引进的基团进入原有取代基的间位,表34 常见邻对位和间位定位基的定位效应 邻对位定位基 定位效应 间位定位基 -NR2、-NHR、-NH2 强 -OH -O2 -OR -CN -NHCOR -COOH -R -CHO -X 弱 -SO3H,（二）定位规律的解释,1.邻、对位定位基 2.间位定位基,（三）定位规律的应用,1.预测反应物 （1）两个取代基定位方向一致 【实例】,（2）两个取代基定位方向不一致 【实例】,2.选择合理的合成路线 【堂上练习】 由苯合成邻硝基苯甲酸和间硝基苯甲酸。,六、稠环芳烃,（一）萘,1.萘的结构,2.萘的衍生物的命名,3.萘的化学性质 （1）亲电取代 【规律】反应主要发生在位,（2）加成反应,（二）蒽和菲（自学）,（三）致癌烃（自学）,七、芳香烃及休克尔规则,【休克尔规则】 1.环状共轭体系 2.共平面 3.电子数符合4n+2 【实例】苯、1，3环戊二烯负离子,习题,P56 1. (5) 2. (5) (9) 3（3）（4） 6. 7.,第四章 卤代烃,官能团 -X 结构通式 R-X或 Ar-X,一、卤代烃的分类,（一）根据烃基的结构分类,（二）根据与卤原子相连的碳原子类型分类,伯卤代烃（ ）卤原子连在伯碳上 【实例】 CH3CH2Cl 仲卤代烃（ ）卤原子连在仲碳上 【实例】CH3CHClCH3 叔卤代烃（ ）卤原子连在叔碳上 【实例】(CH3)3CCl,（三）根据卤原子的数目分类,一卤代烃分子中含一个卤原子 【实例】 CH3CH2Cl 二卤代烃分子中含两个卤原子 【实例】 CH2ClCH2Cl 多卤代烃分子中含多个卤原子 【实例】 CHCl3,二、卤代烃的命名,（一）普通命名法,【命名原则】按烃基名称命名，称为卤（代）某烃或某烃基卤。 【实例】,（二）系统命名法,【命名原则】 1.以烃为母体，卤原子为取代基。 2.近侧链（或卤原子）一端开始编号。 3.两端相等，近烃基一端开始编号。 4.不饱和卤烃，近不饱和键一端开始编号。 5.先烃基后卤原子。 6.卤代芳烃，以芳烃为母体，卤原子为取代基。 【实例】,三、卤代烃的物理性质（自学),四、卤代烃的化学性质,（一）亲核取代反应（归纳）,1.被羟基取代（NaOHH2O, ) 2.被烷氧基取代 3.被氰基取代 4.被氨基取代 5.与硝酸银醇溶液反应,卤代烯烃卤原子的反应活性（试剂：AgNO3/醇）,类型 结构特征 现象 卤代烯丙型 C=CH-CH2-X 立即产生AgCl （最活泼）（卤原子与双键碳相隔一个饱和碳） 卤代烷型 C=CH-(CH2)n-X 加热产生AgCl （一般） （卤原子与双键碳相隔2个或2个以上饱和碳） 卤代乙烯型 C=CH-X 加热都没有AgCl （ 最稳定） （卤原子直接连在双键碳上）,【实例】,用化学方法鉴别下列化合物： 氯苯、3-氯-1-丁烯、4-氯-1-丁烯,【堂上练习】,用化学方法鉴别下列化合物： -氯乙苯、氯苯、氯苄,（二）消除反应（NaOH醇）,【概念】在有机反应中，在一个较大的分子中脱去一个较小的分子（如水、卤化氢等），而生成不饱和化合物的反应称为消除反应。,【实例】,【问题】,2-溴丁烷的消除又如何？ 【扎依采夫规则】仲或叔卤代烃脱去卤化氢时，其主要产物是双键碳原子上连有较多烃基的烯烃。,【反应活性】,1.叔卤代烃仲代卤烃伯代卤烃 【解释】超共轭 2. RIRBrRCl,（三）与金属的反应,1.格氏试剂的生成,2.与格氏试剂的反应 RMgX + H2O RH + Mg (OH)X RMgX + CO2 RCOOMgX,五、亲核取代反应机理,（一）单分子亲核取代反应机理（SN1),【特点】 1.反应分步进行。 2.反应速率只与卤烃的浓度有关，而与试剂的浓度无关。,【碳正离子的稳定性顺序】, ,【各种卤代烃的反应活性】,叔卤代烃仲卤代烃伯卤代烃卤代甲烷,（二）双分子亲核取代反应机理（SN2）,【特点】 1.反应一步进行。 2.反应速率与卤烃和试剂的浓度都有关。 3.构型反转。,（三）亲核取代和消除反应的关系（自学）,六、重要的卤代烃,【习题】,第五章 醇 酚 醚,醇和酚的官能团 OH 醇的结构通式 ROH 酚的结构通式 ArOH 醚的官能团 醚的结构通式,第一节 醇,一、醇的结构、分类和命名,（一）醇的结构,（二）醇的分类,1.根据羟基的数目分类 一元醇：分子中含一个羟基 例如乙醇 二元醇：分子中含二个羟基 例如乙二醇 三元醇：分子中含三个羟基 例如丙三醇,2.根据烃基分类 饱和脂肪醇：烃基饱和 例如乙醇 不饱和脂肪醇：烃基不饱和 例如烯丙醇 脂环醇：羟基连在脂环上 例如环己醇 芳香醇：羟基连在苯环侧链上 例如苄醇,3.根据羟基所连的碳原子分类 伯醇：羟基连在伯碳上 例如乙醇 仲醇：羟基连在仲碳上 例如异丙醇 叔醇：羟基连在叔碳上 例如叔丁醇,（三）醇的命名,1.普通命名法,【命名原则】 烃基名加“醇”字，“基”字省去。 【实例】 C2H5OH,2.系统命名法,【命名原则】 （1）含羟基碳最长碳链为主链，主链碳数称“某”醇。 （2）近羟基一端开始编号。 （3）羟基的位置要标出。 （4）芳烃基为取代基。 （5）不饱和醇，称“某”烯醇或“某”炔醇。 （6）多元醇，含羟基碳最多的最长碳链为主链，称“某”二醇或“某”三醇。,【实例】,二、醇的性质,（一）物理性质,（二）化学性质,1.与活泼金属的反应 CH3CH2OH + Na CH3CH2ONa + H2 【反应活性】 甲醇伯醇 仲醇 叔醇,2.羟基被取代（与无机酸反应）,（1）与氢卤酸反应（与卢卡氏试剂的反应）,【反应活性】,苄醇 叔醇 仲醇 伯醇,（2）与含氧无机酸的反应,3.脱水反应（注意温度） （1）分子内脱水（遵循马氏规则）烯烃 （2）分子间脱水醚,4.氧化脱氢 （1）氧化（ ）,【实例】,（2）脱氢(自学),5.邻二醇的特性 【特征反应】具有2个相邻羟基的多元醇与新沉淀的氢氧化铜反应，生成深蓝色的溶液。,三、重要的醇和硫醇,1.甲醇 2.乙醇 3.硫,第二节 酚,官能团 OH 通式 ArOH,一、酚的分类、命名和结构,（一）酚的分类和命名,1.分类,2.命名,2.命名 【命名原则】 （1）一元酚以苯酚为母体，其它基团为取代基。 （2）多元酚羟基的位置除用阿拉伯数字外，还可用邻、间、对或连、偏、均等字头表示。,【实例】,（二）酚的结构,二、酚的性质,（一）物理性质（自学）,（二）化学性质,1.酚羟基的反应,（1）弱酸性 【酸性比较】苯酚碳酸羧酸,（2）与三氯化铁的反应 【特征反应】 【注意】凡含烯醇式结构的化合物与FeCl3都显色。,（3）酚醚的生成 （4）酚酯的生成,2.苯环上的亲电取代反应,（1）卤代,（2）硝化,（3）磺化,（4）傅克反应 烷基化反应 酰基化反应,3.氧化反应（自学）,三、重要的酚,1.苯酚 2.甲酚 3.萘酚,第三节 醚,官能团 通式,一、醚的分类和命名,1.单醚： 2.混醚：,（二）命名,【命名原则】 1.单醚：烃基名加“醚”字，“基”字省去（数目可略 ）。 2.混醚：先简后繁，先芳烃基后脂肪烃基。 3.复杂的醚以烃为母体。 4.环醚称环氧“某”烷。 【实例】,【实例】 CH3-O-CH3 C2H5-O-CH3 CH3-O-C6H5,二、醚的性质,（一）物理性质（自学）,（二）化学性质,常温下与氧化剂、还原剂、碱都不起反应。,1.盐的生成,2.醚键的断裂,【规律】 脂肪混合醚断裂时，一般是小的烃基形成卤代烃； 芳香烷基醚断裂时，生成卤代烃烷和酚。,（1）脂肪混合醚 【实例】,（2）芳香烷基醚 【实例】,3.过氧化物的生成（自学）,三、重要的醚,环氧乙烷 【环氧乙烷断键规律】在酸催化下，反应主要发生在含取代基较多的碳氧键间；在碱催化下，反应主要发生在含取代基较少的碳氧键间；,【习题】,第六章 醛 酮,官能团 C=O （羰基） 区别： 醛 酮,一、醛、酮的分类和命名,（一）分类,1.根据烃基分类 脂肪醛酮 例：乙醛、丙酮 脂环醛酮 例：环戊基甲醛、环己酮 芳香醛酮 例：苯甲醛、苯乙酮,2.根据饱和性分类 饱和醛酮 例：乙醛、丙酮 不饱和醛酮 例：丙烯醛、丁烯酮,（二）命名,1.普通命名法 （1）醛：根据碳数称“某”醛（与醇似）。 （2）酮 【命名原则】 a.烃基名（数目）加“酮”字。 b.先简后繁。 c.先芳烃基后脂肪烃基。,【实例】,2.系统命名法 【命名原则】 （1）含羰基最长碳链为主链。 （2）近羰基一端开始编号。 （3）酮基的位置要标出。 （4）芳烃基为取代基。,【实例】,二、羰基的结构,三、醛、酮的物理性质（自学）,四、醛、酮的化学性质,（一）羰基的加成（亲核加成反应）,【反应活性】 ,1.加氢氰酸 【适用范围】醛、脂肪族甲基酮、八个碳以下的环酮,2.加亚硫酸氢钠 【适用范围】醛、脂肪族甲基酮、八个碳以下的环酮,3.加醇,4.与格氏试剂加成,5.与氨的衍生物加成,（二）-活泼氢的反应,1.羟醛缩合,2.卤代反应 【能发生碘仿反应的化合物】甲基伯醇、甲基仲醇、甲基醛、甲基酮,（三）还原反应,1.弱（选择性)还原剂:LiAIH4、NaBH4 还原情况： 羰基(C=O)还原为羟甲基(-CH2OH)，而双键不变 【实例】,2.中强还原剂：Ni、Pt、Pd 还原情况： 羰基(C=O)还原为羟甲基(-CH2OH)，双键同时还原为单键 【实例】,3.强还原剂：Zn-Hg,HCl 还原情况： 羰基(C=O)还原为亚甲基(-CH2-) 【实例】,（四）氧化反应【醛的特征反应】,1.银镜反应,2.与斐林试剂反应（脂肪醛的特征反应） 【注意】芳香醛不与斐林试剂作用。,（五）康尼查罗反应（岐化反应）,【适用条件】不含-H的醛 【结果】一个醛基被氧化，另一个醛基被还原。 【实例】,（六）与希夫试剂反应（醛的特征反应）,【实例】用化学方法鉴别甲醛和乙醛,五、重要的醛和酮,习题,第七章 羧酸 取代羧酸,第一节 羧酸,官能团 COOH 结构通式 R-COOH (Ar) 【定义】羧酸是烃分子中的氢原子被羧基取代后所形成的化合物（甲酸除外）。,一、羧酸的分类和命名,（一）分类,（二）命名,1.俗名（习惯命名法） HCOOH 蚁酸 CH3COOH 醋酸,2.系统命名法,【命名原则】 （1）主链：含-COOH最长碳链为主链，根据主链碳数称“某”酸；多元羧酸则选含两个-COOH的最长碳链为主链，根据主链碳数称“某”二酸。 （2）编号：从-COOH碳原子开始。 （3）不饱和脂肪酸：含-COOH和不饱和键最长碳链为主链，称为“某”烯酸或“某”炔酸。 （4）脂环酸和芳香酸：以脂肪酸为母体，脂环和芳环为取代基。,【实例】 CH3CH2CH(CH3)COOH CH3CHCHCH2COOH,二、羧酸的性质,（一）物理性质（自学）,（二）化学性质,1.酸性(使蓝色石蕊试纸变红） R-COOH NaOH RCOONa CO2 【酸性比较】 羧酸碳酸苯酚 【鉴别】苯酚和乙酸,羧酸的酸性与羧基所连的原子或原子团有关 +I效应 酸性减弱 -I效应 酸性增强,【酸性比较】 -C上连的拉电子基越多，则酸性也就强。 二元酸的酸性一般比相应碳数的一元羧酸强。 HOOC-COOHCH2COOH,2.羧基中的羟基被取代的反应 【实例】,3.脱羧反应 【定义】羧酸分子中的羧基 放出CO2的反应称为 脱羧反应。 （1）一元羧酸（难脱羧） RCOONa NaOH R-H + Na2CO3 （2）二元羧酸（易脱羧）,【受热脱羧规律】,1）23C 放CO2,2）45C 脱水成环酐,3）67C 既放CO2又脱水,4.还原反应,5. -H的取代,三、重要的羧酸,1.甲酸 主要化学性质 （1）酸性 （2）还原性 【特征反应】,2.乙酸 乙酸又称为醋酸，是食醋的主要成（3）。 3.乙二酸（草酸） 【特征反应】,第二节 取代羧酸,【定义】羧酸分子中羟基上的氢原子被其它原子或原子团取代后所形成的化合物称为取代羧酸。 【特点】分子中含有多功能团。,一、卤代酸,【官能团】 -X和-COOH,（一）分类和命名,1.分类 （1）根据卤原子的不同分为氟代酸、氯代酸、溴代酸和碘代酸； （2）根据卤原子的位置不同分为-卤代酸、-卤代酸； （3）根据卤原子的数目不同分为一卤代酸、二卤代酸和多卤代酸。,2.命名 【命名原则】 （1）以羧酸为母体，卤原子为取代基。 （2）含羧基和卤原子碳最长碳链为主链，根据主链碳数称“某”酸。 （3）从羧基碳开始编号。 【实例】 CH3CH2COOH,（二）卤代酸的化学性质,1.酸性（一般比羧酸强） 【规律】 （1）数目相等，卤素相同，卤原子离羧基越近，酸性越强； （2）卤素相同，卤原子离羧基的距离相同，卤原子越多，酸性越强； （3）数目相等，卤原子离羧基的距离相同，则酸性按下列排列增强： I Br Cl F,【实例】,2.水解反应,（三）重要的卤代酸,二、羟基酸,【定义】分子中同时含有-OH和-COOH的化合物成为羟基酸。,（一）羟基酸的分类和命名,1.分类,2 .命名 【命名原则】 （1） 羧酸为母体，羟基为取代基。 （2）从羧基碳开始编号 酚酸还常用邻，间，对标明羧基和羟基的相对位置。,【实例】,（二）羟基酸的化学性质,1.醇酸,（1）酸性 【酸性比较】 -羟基酸-羟基酸 -羟基酸 CH3CH2COOH CH2OHCH2COOH CH3CHOHCOOH pKa 4.87 4.51 3.87 【原因】 -I效应，O-H键极性增大。,（2） -羟基酸的氧化 【特征反应】,（3） -羟基酸的分解反应,（4）醇酸的特殊反应（脱水反应） 1） 【实例】,2) 【实例】,3） 【实例】,2.酚酸,（1）酸性 pKa 3.00 4.12 4.17 4.54,（2）脱羧反应（邻或对位酚酸的特征应） 【举例】 【所有酚酸的特征反应】,（三）重要的羟基酸及其衍生物,三、羰基酸,【官能团】 C=O 和 -COOH 【结构通式】 (nO),（一）分类和命名,1.分类,2.命名 【命名原则】 （1）羧酸为母体，称“某”酮（醛）酸 （2）羰基的位置要标出 【实例】CH3COCH2COOH,（二）化学性质,1.酸性 【酸性比较】 -羰基酸-羰基酸-羰基酸羧酸,2.脱羧反应（-酮酸和-酮酸的特征应） (脱羧反应) (脱羧反应) （酮式分解）,3.分解反应 （脱羰反应） （酸式分解）,4.氧化反应,（三）重要化合物,1. -丁酮酸 2.酮体：丙酮、 -羟基丁酸、-丁酮酸,习题,第八章 羧酸衍生物,【定义】,【定义】羧酸分子中羧基上的羟基被其它原子或原子团取代后生成的化合物成为 羧酸衍生物。,羧酸衍生物的共同特征：,都含酰基 【酰基】酰基是羧酸分子中的羧基去掉 OH后所形成的基团。,一、命名,（一）酰卤,【命名原则】酰基名加卤素名，“基”字省去。 【实例】,（二）酰胺,【命名原则】 1.酰基名加 “胺”字，“基”字省去。,2.如果 N原子上连有烃基，则要在名字前加“N-”或“N,N-”词头，以表示烃基的位置。 【实例】,（三）酯,【命名原则】 1.根据组成酯的酸和醇称“某酸某酯”。酸在前，醇在后。“酯”字改“醇”字。 2.多元羧酯，注意“同类合并”，“先简后繁”原则。 3.多元醇酯，一般先醇后酯，称为“某醇某酸酯”。,【实例】,（四）酸酐,【命名原则】根据组成酸酐的酸称为“某酸酐”（某酐），“某某酸酐”（某某酐）。 （一种酸） （两种酸） 【实例】,二、性质,（一）物理性质（自学）,（二）化学性质,1.水解 【特点】都有羧酸生成,【实例】,2.醇解 【特点】都有酯生成,【实例】,3.氨解 【特点】都酰胺生成,【实例】,【总结】,酰卤的水解、醇解、氨解都有HX生成； 酸酐的水解、醇解、氨解都有羧酸生成； 酯的水解、醇解、氨解都有醇生成。,羧酸衍生物酰化能力为： 酰卤酸酐酯酰胺,【反应历程】（不要求）,4.酯缩反应（克莱森酯缩合） 【条件】酯分子中含-H,5.与格氏试剂的反应（合成） 【实例】,6.还原反应（自学）,7.酰胺的特性（自学）,三、重要的羧酸衍生物,7.脲,（1）缩二脲的生成,（2）缩二脲的反应 【说明】凡含两个或两个以上肽键的化合物都能发生缩二脲反应。,8.胍（自学）,四、乙酰乙酸乙酯和丙二酸二乙酯在有机合成上的应用,（一）互变异构现象 【特性】 1.能与羰基试剂（例2，4-二硝基苯肼）用。 2.能与碘的氢氧化钠溶液发生碘仿反应（甲基酮）。 3.与FeCl3溶液显色（烯醇式结构）。,（二）乙酰乙酸乙酯的分解反应,1.酮式分解（稀碱或稀酸）,【实例】由乙酰乙酸乙酯合成3-甲基戊酮,2.酸式分解（浓碱）【合成上意义不大】,（三）乙酰乙酸乙酯和丙二酸二乙酯在有机合成上的应用,注意哪些是保留部分，哪些是引进部分。,1.乙酰乙酸乙酯,2.丙二酸二乙酯,【堂上练习】,1. 由乙酸乙酯合成丁酮 2. 由丙二酸二乙酯合成2-甲基丁酸,作业,第九章 对映异构,一、偏振光和旋光性物质（自学）,二、手性分子和对映异构,1.手性、手性分子,【手性】分子和它的镜像不能重合的特性叫做手性。 例：左右手， 人和镜像 【手性碳原子】与四个不同的原子或原子团相连接的碳原子。 【实例】CH3CHClCH2CH3,2.对映异构 【实例】乳酸 等量的对映体组成一个外消旋体。,3.分子的对称性,（1）对称面 【实例】酒石酸HOOCCH(OH)CH(OH)COOH,（2）对称中心 【实例】反-1，3-二氯环丁烷,（3）对称轴 【实例】苯,三、含一个手性碳原子化合物的对映异构,（一）非歇尔投影式,【投影规定】 1.碳链竖直。 2.编号最小的碳原子在上。 3.横前竖后。,【实例】,（二）对映异构体的构型标记法,1. D、L标记法 【判断方法】以甘油醛为标准，规定手性碳所连的羟基在右边的为D型；在左边的为L型。 【注意】构型D、L和旋光性（）、（）之间没有必然的关系。,2. R、S标记法 【判断方法】 （1）根据“次序原则”，将手性碳所连的四个原子或原子团由大到小排列。 （2）将最小的原子或原子团放在视线的远端 （3）其余的原子或原子团如果呈顺时针排列的为R型，逆时针排列的为S型。,【实例】-羟基丙醛,介绍 “左右手法”,四、含 二个手性碳原子化合物的对映异构,1.含 二个不同手性碳原子的化合物 【实例】2，3-二溴丁酸 （1）与（3）、（1）与（4）、 （2）与（3）、（2）与（4）为非对映体。 总结：旋光异构体的数目2n个,2.含二个相同手性碳原子的化合物,【实例】酒石酸 总结：旋光异构体的数目2n1个,3.含二个手性碳原子的脂环化合物（自学）,五、不含手性碳原子的化合物 的对映异构（自学）,六、外消旋体的拆分（自学）,【习题】,第十章 含氮有机化合物,第一节 硝基化合物（自学）,第二节 胺类,一、胺的分类、命名和结构,（一）分类,1.根据烃基分类（自学）,2.根据氮原子所连的烃基数目分类,【注意区别】叔醇与伯胺 【实例】叔丁醇与三甲胺,（二）命名,1.简单的胺：烃基名“胺”字，“基”字省去。 2.氮原子同时连有芳烃基和脂肪烃基的胺：在 脂肪烃基前加“N”或“N,N”字。 3.复杂的胺：以烃为母体，氨基为取代基。（自学） 【实例】,季铵盐、季铵碱和铵（胺）盐的命名（类似无机盐和无机碱的命名）,（三）胺的结构,二、胺的性质,（一）胺的物理性质（自学),（二）胺的化学性质,1.碱性 (CH3)2NHCH3NH2(CH)3NNH3C6H5NH2 PKb 3.27 3.38 4.21 4.76 9.40 (C6H5)2NH(C6H5)3N 13.80 近中性,【结论】,碱性： 二甲胺甲胺三甲胺氨苯胺 二苯胺三苯胺,【归纳】,碱性： （1）脂肪胺氨芳香胺 （2）氮原子连的芳烃基越多，碱性越弱。 （3）一般情况下，氮原子连的脂肪烃基越多，碱性越强（特例：脂肪叔胺）。,【解释】,（1）诱导效应 （2）空间效应,【堂上练习】,比较下列各组化合物的碱性，并按碱性由强到弱排列： （1）甲胺 二苯胺 苯胺 苄胺 （2）N-甲基苯胺 苯胺 四甲基氢氧化铵,2.酰化反应【适用范围：伯胺、仲胺】 【定义】伯胺、仲胺N原子上H原子被酰基所取代生成酰胺的反应称为酰化反应。,3.磺酰化反应,4.氧化反应（注意保护氨基）,5.与亚硝酸反应（重点）,（1）伯胺（注意温度） 【特点】 1）脂肪伯胺任何温度下都有N2放出。 2）芳香伯胺低温生成重氮盐，升温放N2,（2）仲胺 【特点】都生成黄色油状物（不溶以水）。,（3）叔胺 【特点】 1）脂肪叔胺生成亚硝酸盐（溶以水）。 2）芳香叔胺都生对亚硝基取代物（橘黄色）。,【归纳】,据此可鉴别脂肪族或芳香族伯、仲、叔胺。,6.芳环上的亲电取代反应 （1）卤代 （3）磺化,（2）硝化,1）要得到邻对位产物，则先酰化再硝化；,2）若得到间对位产物，则先形成苯胺硫酸盐再硝化。,（3）磺化,7.季铵盐和季铵碱（自学）,三、重要的胺（自学）,第三节 重氮化合物和偶氮化合物,【通式】 重氮化合物：Ar-NN Y （ ） 偶氮化合物：Ar-N=N-Ar,一、重氮化反应,二、重氮盐的性质,（一）放氮反应,【堂上练习】,由苯合成C6H5CN 由苯胺合成1，3，5三溴苯,（二）偶联反应,【所明】 1.酚类和芳伯胺易发生偶联反应。 2.偶联反应发生在-OH或-NH2的对位，若对位被占，则发生在邻位。,【习题】,第十一章 杂环化合物,【定义】 杂环化合物是指成环的原子中，除了碳原子外，还有其它元素的原子的环状化合物。 【例外】环酐、内酯等。,一、杂环化合物的分类和命名,（一）分类 （表121） 【重点】 1.五元环：吡咯、呋喃、噻吩。 2.六元环：吡啶、嘧啶。 3.稠环：吲哚、嘌呤。,（二）命名,1.译音加“口”旁。 2.编号： （1）从杂原子开始。 （2）含相同杂原子，先仲后叔，杂原子编号总和最小。 （3）含不相同杂原子，按OSN顺序 （4）只含一个杂原子，也可用、编号。,【实例】,二、常见杂环化合物的结构,三、常见杂环化合物的性质,（一）取代反应 （卤代、硝化、磺化）,1.五元杂环,【规律】五元环取代反应一般发生在位 （1）卤代,（2）硝化,（3）磺化,2.六元杂环,【规律】六元环取代反应发生在位,（二）加成反应（自学）,（三）氧化反应,【规律】吡啶环难氧化，但含-H的侧链易氧化 【实例】,（四）酸碱性（自学）,【特征反应】,堂上解答：6.,【习题】,第十二章 生物有机化合物,第一节 单糖,【本节要点】 1.概念：差向异构、变旋光现象、糖苷、苷键。 2.葡萄糖的三种结构 （开链结构、环状半缩醛结构、哈沃斯式结构）。 3.化学性质,一、单糖的结构,1.葡萄糖的结构,（1）开链结构（费歇尔透影式） 【结构特点】上醛下羟甲，右左右右（羟基）。,（2）环状结构,【变旋光现象】糖在溶液中自行改变比旋光度的现象。,1）半缩醛结构,2）哈沃斯式结构（吡喃葡萄糖） -D-吡喃葡萄糖 - D-吡喃葡萄糖,2.果糖的结构,（1）吡喃果糖 - D-吡喃果糖 - D-吡喃果糖,（2）呋喃果糖 -D-呋喃果糖 - D-呋喃果糖,二、单糖