有机化合物结构的测定第二课时

1、2、掌握有机化合物结构式的确定1、了解有机化合物结构测定的流程学习目标学习目标第第 2 2 节节 有机化合物有机化合物结构的测定结构的测定（第二课时）（第二课时）确定有机化合物结构式流程确定有机化合物结构式流程 有机化合物分子式有机化合物分子式推测推测化学化学键键类型类型判断官能团种类判断官能团种类及所处位置及所处位置确定有机化合物确定有机化合物 的结构式的结构式计算计算不饱不饱和度和度化学性质实验化学性质实验仪器分析图谱仪器分析图谱二、有机化合物结构式的确定1、有机化合物分子不饱和度的计算、有机化合物分子不饱和度的计算 不饱和度也称不饱和度也称。它能为测定。它能为测定分子结构提供是否有分子结

2、构提供是否有或或等不等不饱和结构的信息。饱和结构的信息。缺氢指数缺氢指数不饱和键不饱和键碳环碳环分子的不饱和度分子的不饱和度=n(C)+1-n(H)/2在计算不饱和度时，应注意在计算不饱和度时，应注意:若含有若含有O(氧原子氧原子)，可不予，可不予_；若含有若含有N(氮原子氮原子)，就在氢原子，就在氢原子总数中减去总数中减去_。若有机物中含有若有机物中含有X(卤素原子卤素原子)，可将其视为可将其视为_； H(氢原子氢原子)考虑考虑氮原子数氮原子数例如例如,分子式为分子式为C6H5NO2的分子的不饱和度为的分子的不饱和度为:6+1-（5-1）/2=51 1、计算下列分子的、计算下列分子的课堂练习

3、课堂练习1HCN111242 分子的不饱和度（分子的不饱和度（分子结构的关系：分子结构的关系： 1 1、 2 2 、 3 3、 4 4、2 2、某链烃的分子式为、某链烃的分子式为C C200200H H200200 ，则分子中，则分子中含有的碳碳叁键最多为含有的碳碳叁键最多为 个个. .课堂练习课堂练习2502、确定有机化合物的官能团、确定有机化合物的官能团因为官能团都有相对独立和明确的化学特性，所以通因为官能团都有相对独立和明确的化学特性，所以通过化学反应可对其鉴别和定量确定。过化学反应可对其鉴别和定量确定。 （1）常用的定性或定量实验）常用的定性或定量实验能发生银镜反应能发生银镜反应 或与

4、或与 新制新制 Cu (OH)2悬浊液反应的：悬浊液反应的： 分子中含有分子中含有-CHO，如：醛类，如：醛类，HCOOH、甲酸某酯、甲酸某酯、 甲酸盐、葡萄糖，麦芽糖等。定量关系：甲酸盐、葡萄糖，麦芽糖等。定量关系：1mol-CHO2molCu(OH)2 1molCu2O1mol-CHO 2molAg(NH3)2OH 2molAg与与Na钠反应钠反应H2的：分子中含有的：分子中含有OH或或COOH。如醇、酚、羧酸等。定量关系：如醇、酚、羧酸等。定量关系： 2molNa 2mol-OH 2mol-COOH 1molH2与与NaOH等强碱反应的：等强碱反应的： 有酸性基团的（酚羟基）如：酚、羧酸

5、有酸性基团的（酚羟基）如：酚、羧酸酸、酯、卤代烃或分子中含酸、酯、卤代烃或分子中含与与NaHCO3溶液反应产生气体的有机物：溶液反应产生气体的有机物： 能氧化成醛或羧酸的醇能氧化成醛或羧酸的醇 能氧化成酮的醇能氧化成酮的醇能使溴水或溴的能使溴水或溴的CCl4溶液因反应而褪色：溶液因反应而褪色： 烯烃、炔烃、苯酚、醛及含烯烃、炔烃、苯酚、醛及含CHO的物质的物质能使能使KMnO4(H+)溶液褪色：溶液褪色：烯烃、炔烃、苯的某些同系物、醇、苯酚及含烯烃、炔烃、苯的某些同系物、醇、苯酚及含CHO的物质如甲酸、甲酸盐、甲酸酯、葡萄糖、麦芽糖的物质如甲酸、甲酸盐、甲酸酯、葡萄糖、麦芽糖能发生显色反应的：

6、能发生显色反应的：苯酚与苯酚与FeCl3显紫色、部分蛋白质与浓显紫色、部分蛋白质与浓HNO3显黄色、显黄色、单质碘遇淀粉显蓝色单质碘遇淀粉显蓝色COOH分子中必含有分子中必含有COOH、如：、如：CH3COOH必有必有CH2OH结构结构必有必有CHOH结构结构一些常见的官能团的化学检验方法C=C或或CC溴的四氯化碳溶液溴的四氯化碳溶液红棕色褪去红棕色褪去酸性酸性KMnO4溶液溶液钠钠紫色褪去紫色褪去溴水溴水卤素原子卤素原子NaOH和和H2OAgNO3和稀和稀HNO3有沉淀产生有沉淀产生醇羟基醇羟基有氢气放出有氢气放出酚羟基酚羟基FeCl3溶液溶液显色显色产生白色沉淀产生白色沉淀一些常见的官能团

7、的化学检验方法醛基醛基银氨溶液银氨溶液产生银镜产生银镜新制新制Cu(OH)2悬浊液悬浊液产生砖红色沉淀产生砖红色沉淀羧基羧基NaHCO3溶液溶液有有CO2气体产生气体产生硝基硝基1分钟淡绿变红棕分钟淡绿变红棕氰基氰基稀碱水溶液加热稀碱水溶液加热有氨气放出有氨气放出(NH4)2Fe(SO4)2、H2SO4以及以及KOH的甲醇溶液的甲醇溶液 练习练习1、某化合物、某化合物A，化学分析，结，化学分析，结果如下果如下 ： （1）加入溴的四氯化碳溶液，褪色；）加入溴的四氯化碳溶液，褪色；（2）加入氯化铁溶液，有显色反应；）加入氯化铁溶液，有显色反应；（3）能与银氨溶液反应；）能与银氨溶液反应； 化合物化

8、合物A中可能含有哪些官能团？中可能含有哪些官能团？C=CCC苯环苯环酚羟基酚羟基醛基醛基（4）加入）加入NaHCO3溶液有溶液有CO2气体放出气体放出羧基羧基 练习练习2、某物质可能含有甲酸、乙酸、甲醇和、某物质可能含有甲酸、乙酸、甲醇和甲酸乙酯四种物质中的一种或几种，在鉴定时甲酸乙酯四种物质中的一种或几种，在鉴定时有下列现象：（有下列现象：（1）有银镜反应；（）有银镜反应；（2）加入新）加入新制氢氧化铜悬浊液少许，沉淀不溶解；（制氢氧化铜悬浊液少许，沉淀不溶解；（3）与含酚酞的氢氧化钠溶液共热，红色逐渐消失。与含酚酞的氢氧化钠溶液共热，红色逐渐消失。下列叙述正确的是（下列叙述正确的是（ ）

9、A四种物质都存在四种物质都存在 B有甲酸乙酯和甲酸有甲酸乙酯和甲酸 C有甲酸乙酯和甲醇有甲酸乙酯和甲醇 D有甲酸乙酯，可能有甲醇有甲酸乙酯，可能有甲醇D红外光谱红外光谱(IR)： 每种官能团在红外光谱中都有一个特定每种官能团在红外光谱中都有一个特定的吸收区域，因此从一未知物的红外光谱就可以的吸收区域，因此从一未知物的红外光谱就可以准确判准确判断有机化合物含有哪些官能团。断有机化合物含有哪些官能团。核磁共振谱核磁共振谱(NMR)：氢谱和碳谱应用较广泛。：氢谱和碳谱应用较广泛。光谱分析的作用光谱分析的作用 ：紫外光谱紫外光谱(UV)： 紫外光谱可以确定分子中紫外光谱可以确定分子中有无共轭双键有无共

10、轭双键氢谱可以确定有机化合物分子中氢原子的个数及在碳骨氢谱可以确定有机化合物分子中氢原子的个数及在碳骨架上的位置。架上的位置。处在不同化学环境中的氢原子在谱图上出处在不同化学环境中的氢原子在谱图上出现吸收峰的位置不同，而且吸收峰的面积与氢原子数成现吸收峰的位置不同，而且吸收峰的面积与氢原子数成正比正比。光谱分析是现代测定有机化合物结构的主要光谱分析是现代测定有机化合物结构的主要方法，仅用微量的样品即可准确、快速地测方法，仅用微量的样品即可准确、快速地测定出有机化合物分子的结构定出有机化合物分子的结构图图3-2-5 己烯的红外光谱图己烯的红外光谱图图图3-2-6 甲基氯甲基醚的核甲基氯甲基醚的核

11、磁共振氢谱图磁共振氢谱图例例2、某有机物由、某有机物由C、H、O三种元素组成，三种元素组成，它的红外吸收光谱表明有羟基它的红外吸收光谱表明有羟基OH键和烃基键和烃基上上 CH键的红外吸收峰，且烃基与羟基上氢键的红外吸收峰，且烃基与羟基上氢原子个数比为原子个数比为21 ，它的相对分子质量为，它的相对分子质量为62，试写出该有机物的结构简式试写出该有机物的结构简式。 练习、分子式为练习、分子式为C3H6O2的有机物，若在的有机物，若在H-NMR谱上观察到氢原子峰的强度为谱上观察到氢原子峰的强度为3:3，则结构简式，则结构简式可能为可能为_, 若给出峰的强度为若给出峰的强度为3:2:1，则可能为，则

12、可能为_。CH3COOCH3CH3CH2COOH、HCOOCH2CH3、CH3COCH2OHCH3OCH2CHOCH2OHCH2OH案例：案例：医用胶单体的结构测定医用胶单体的结构测定1.测定实验式测定实验式燃烧燃烧30.6g医用胶的单体样品医用胶的单体样品,实验测得实验测得:生成生成70.4g二二氧化碳、氧化碳、19.8g水、水、2.24L氮气氮气(换算为标准状况换算为标准状况),请通请通过计算确定其实验式。过计算确定其实验式。确定分子式确定分子式m(C)=19.2gm(H)=2.2gm(N)=2.8gm(O)=30.6-19.2-2.2-2.8=6.4gn(C): n(H): n(N):

13、n(O)=1.6:2.2:0.2:0.4=8:11:1:2实验式实验式:C8H11NO22.确定分子式确定分子式由质谱分析法测定出该样品的相对分子质量为由质谱分析法测定出该样品的相对分子质量为153.0,请确定其分子式。请确定其分子式。由于实验式式量为由于实验式式量为153,故分子式为故分子式为C8H11NO2推导结构式推导结构式1、计算该样品分子的不饱和度、计算该样品分子的不饱和度,推测分子中是否有苯环、碳推测分子中是否有苯环、碳碳双键、碳碳叁键或碳氧双键碳双键、碳碳叁键或碳氧双键C8H11NO2不饱和度不饱和度= n(C) + 1 n(H)-n(N)/2=8+1-(11-1)/2=4不饱和

14、度不饱和度=4,推测分子中可能含有推测分子中可能含有 一个苯环；一个苯环； 或或4个碳碳双键；个碳碳双键； 或或2个碳碳叁键；个碳碳叁键； 或或2碳氧双键、碳氧双键、2个碳碳双键；个碳碳双键； 或一个碳碳三键、或一个碳碳三键、2个碳碳双键或个碳碳双键或2个碳个碳氧双键或一个碳氮三键或一个碳碳双键氧双键或一个碳氮三键或一个碳碳双键一个环状；一个环状； 或一个环状、或一个环状、3个碳碳双键或一个碳碳双个碳碳双键或一个碳碳双键一个碳碳三键等或一个碳碳双键一个键一个碳碳三键等或一个碳碳双键一个碳氮双键碳氮双键 2、用化学方法推测样品分子中的官能团 加入溴的CCl4溶液，溶液红棕色褪去 加入(NH4)2

15、Fe(SO4)2溶液、硫酸及KOH的甲醇溶液，无明显变化 加入稀减水溶液并加热，有氨气放出经上述化学分析分析法可知样品中应含有经上述化学分析分析法可知样品中应含有C=C或或CC、无、无-NO2、含有、含有-CN 3、仪器分析 由红外光谱图分析，样品中含有-CN、C=C、C=O（酯羰基）等官能团。 由样品分子核磁氢谱图和核磁碳谱图分析，样品分子中含有CH2=C-、-C-O-、 -O-CH2-CH2-CH2-CH3 O4、综上所述，该样品分子的结构简式为：、综上所述，该样品分子的结构简式为：CH2=C-C-O-CH2-CH2-CH2-CH3 CNO3、有机化合物的结构测定的应用、有机化合物的结构测

16、定的应用有机合成、分子生物学、天然产物化学、医有机合成、分子生物学、天然产物化学、医药学、石油化工、环境科学、国防科学等药学、石油化工、环境科学、国防科学等测定步骤：测定步骤：有机物分子式有机物分子式计算不饱和度计算不饱和度 化学性质实验化学性质实验 仪器、图谱分析仪器、图谱分析推测化学键类型推测化学键类型判断官能团种类判断官能团种类及所处位置及所处位置确定有机化合确定有机化合物结构式物结构式小结小结1、求下列各有机物的、求下列各有机物的不饱和度不饱和度。 （1）乙炔）乙炔（2 2）乙醛）乙醛答案答案（1）2（2）1（3）1（3）葡萄糖葡萄糖 C6H12O62、A、B、C三种有机化合物的分子式

17、均为三种有机化合物的分子式均为C7H8O与金属钠、与金属钠、NaOH 溶液、溴水的作用结果溶液、溴水的作用结果如下表（如下表（“”代表反应，代表反应，“”代表无反代表无反应）：应）：由此推断由此推断A、B、C 可能的结构，写出结构简式可能的结构，写出结构简式CH2OHOCH3 OHCH3 OHCH3 OHCH3A：B：C：4、新型的大脑营养学研究发现，大脑的生长发育有与、新型的大脑营养学研究发现，大脑的生长发育有与不饱和脂肪酸有密切的关系，从深海鱼油中提取的被称不饱和脂肪酸有密切的关系，从深海鱼油中提取的被称为为“脑黄金脑黄金”的的DHA就是一种不饱和程度很高的脂肪酸，就是一种不饱和程度很高的脂肪酸，它的分子中含有它的分子中含有6个碳碳双键