有机化合物的结构和命名

1、、有机化合物的结构和命名、一、有机化合物的结构、1 .共价键的几个基本概念、(1)碳原子的轨道混合： sp3、sp2、sp混合、(2)键和键、(3)、键的特征是，1 )键不是轴对称的，因此用双键连接的两个原子之间已经以C-C键为轴自由旋转如果吸收一定的能量，克服p轨道的结合力，就会围绕碳的碳键旋转，结果破坏结合。 2 )键是两个p轨道的侧面重叠，重叠的程度比一般的键小，键能小，容易断裂发生化学反应。 3 )耦合电子云不是集中在两个原子核之间，而是分布在上下两侧，原子核对电子的束缚力小，因此电子具有大的流动性，通过外界试剂电场的诱导电子云容易变形，耦合被破坏引起化学反应。 乙炔的结构、Pz Py

2、 sp混合、线性结构、苯分子中的6个碳原子在sp2混合下相互结合，(1)键长(2)键角(3)键能(4)偶极矩、键的残奥表、键的极性-。 例如，CH3 Cl-结合距离=ed e:中心电荷d :正负电荷中心的距离Cl-Cl (结合距离为零)分子的偶极子距离，在各结合的结合距离向量与：=0=0=1.94D，2 .分子轨道理论的相互平行的2个p轨道在侧面重叠而形成分子轨道的情况下，py-py on 轨道上还留有对称面(基面)。 例如，原子轨道构成分子轨道必须满足三个原则：a )对称性匹配原则b )原子轨道重叠部分最大c )能量接近的原则，3 .有机化合物分子结构表现法，路易斯电子式：凯酷式：结构简并式

3、：结合线式：二化合物类官能团的名称其实例包括烯烃碳碳双键C=C炔碳三键卤代烃卤素f、Cl、Br， I醇及酚性羟基-OH硫醇及苯硫酚性巯基-SH醚键-O-硫醚键-S-、醛-CHO酮基(羰基)-CO-羧酸基-COOH羧酸衍生物：酯、酰卤酰胺氨基-NH2硝基化合物-NO2磺酸基-SO3H，3 .两种分类法组合使用，环己烷2 .环状化合物(包括单环脂烃、芳香族烃、一些杂环化合物的母核)及其衍生物的命名， 3 .顺式异构体及光学异构体的配置标记和命名1 .以官能团的优先顺序确定分子所属的主官能类COOH、SO3H、COOR、COX、CONH2、CN、CHO、COR、OH、SH、NH2、OR、CC、c。

4、尽量缩小主官能团的位次，决定取代基的位次和名称，按顺序规则*排列取代基，在优良的基团之后排列5，按系统命名的基本形式写入化合物名，系统命名法，*顺序规则：a .原子按原子序号的大小排列，相同的位按原子量的大小排列I，Br， c .当基团包含双键或三键时，作为2个或3个单键来看，认为同一原子是2个或3个连续的。在系统命名法中，取代基的排列顺序、顺逆配置的确定、手性化合物的绝对配置是通过该顺序规则双键化合物的Z/E命名法单脂环族化合物的顺逆(cis/trans )命名法来进行化合物(包括1个、2个手性碳化合物)的R/S标记及其命名的3，4 -二甲基庚烷5-三甲基-4-丙基庚烷、2-甲基-6-氯庚烷

5、、顺- 1，3-二甲基环己烷、3 -氯-4-溴2R)-2-甲基环戊醇、(1R，2R)-2-、2-环己二醇甲酸：甲酸，化学式也称为HCOOH乙酸：乙酸，化学式也称为CH3COOH； 草酸：也称草酸，化学式为HOOC-COOH； 硬脂酸：也称十八酸，化学式为C17H35COOH； 软脂肪酸：也称为十六酸，化学式为C15H31COOH。 甘氨酸： NH2CH2COOH卤素仿效：氯仿(三氯甲烷)等三卤甲烷； 碘仿(三碘甲烷)甘油：又称甘油，DMF :常用有机溶剂，化学名： n，N-二甲基甲酰胺，化学式(CH3)2NCHO DMSO :常用有机溶剂，化学名：二甲亚砜D-2-脱氧核糖4-葡萄糖苷键、-D-

6、吡喃葡萄糖、D-吡喃葡萄糖、纤维糖、葡萄糖、糖类化合物和映射异构体最显着的特征是，由于对平面偏振光的旋光性不同，因此，映射异构体通常称为旋光异构体或光学异构体。 物质的旋光、平面偏振光是电磁波，光波的振动方向与其行进方向垂直。 普通光在与其行进方向垂直的所有平面上振动。 平面偏振光只在一个平面上振动。 旋光物质、物质使振动平面旋转一定角度，将具有该性质的物质称为旋光性物质或光学活性物质。 比旋转光度(tD)-在钠光源下，将测定对象物质放入每毫升1 dm长的样品管中，在温度t下测定的旋转光度的值。旋光性和对映异构化现象，法国化学家路易斯工具(LPasteur )发现酒石酸钠铵有两种不同的晶体.左

7、旋和右旋酒石酸钠铵的晶体外形不对称，它们之间的关系相当于左手和右手或物体和镜像. 荷兰化学家范德霍夫和法国化学家莱比尔分别提出碳原子的正四面体说，碳原子位于四面体的中心，四个价指四面体的四个顶点，如果碳原子连接的四个一价基团互不相同，这四个基团围绕碳原子有两种不同的排列方式两种不同的四面体结构型、乳酸分子的两种结构型，通常将四个相互不同的原子或基团连接的碳原子称为不对称碳原子。 手性和对称要素，物质和其镜像的关系，和人的左手、右手一样非常相似，但是不能重叠，所以把物质的这种特性称为手性。 手性是物质具有测绘异构现象和旋光性的必要条件，是本质原因。 由于物质的分子具有手性，所以必定有映射异构化现

8、象，与其具有旋光性相反，物质分子如果不具有手性，则可以与其镜像重叠，没有映射异构化现象，也不出现旋光性。手性与分子的对称性密切相关，一个分子具有手性，实际上是由于缺少某种对称要素所致。 配置的R.S命名，首先将与手性碳原子相连的4个原子或原子团的顺序按顺序规则排列，例如，abcd，观察者从最后的原子或原子团d的对面看，如果abc按时间修正排列，则其配置用r表示。 如果abc按逆时针方向排列，则配置用s表示。 R.S分别是拉丁语Rectus和Sinister的前缀，意思是“右”和“左”。 这种确定r或s位置的方法可以比喻为观察者朝向汽车的方向盘的连接观察，并且最后的d排列在方向盘的连接上，且a、

9、b和c这三个原子或原子团位于圆盘上。 投影式、配置的表示方法、费舍尔投影式、透视式、()乳酸、()乳酸、d ()乳酸D/L法、r ()乳酸R/S法、配置标记、-。 如果R- S-、顺序为最后的原子或原子团，则在横线上，其他3个基团从大到小按时间校正排列，按s配置，按反时间校正排列，则为r配置。 小心！ 手性是判断化合物分子是否具有映射异性(或光学异性)的必要和充分的条件，分子具有手性时，必定有映射异性，且有旋光性。 判断化合物分子是否具有手性，只需判断分子是否具有对称面和对称中心即可，所有的化合物分子既没有对称面也没有对称中心，一般是手性分子。 含有一个手性碳原子的分子必定是手性分子，含有多个

10、手性碳原子的化合物分子不一定是手性分子，这样的化合物可能有手性，也可能没有手性(例如外消旋体)。 含有多个手性碳原子的化合物的对映异构体、含有不同的2个手性碳原子的化合物、由于分子中存在对称面而抵消分子内部的旋光性的化合物称为外消旋体。 含有相同2个手性碳原子的化合物、含有手性碳原子的化合物的对映异构、含有碳原子以外的手性原子的化合物、碳环化合物的对映异构、2羟甲基-1-环丙烷羧酸的立体异构、环丙烷1， 2羧酸的立体异构体、顺式异构体的性质(Z)-丁烯酸熔点： 130.5 oC pKa1 1.83 pKa2 6.07、(E)-丁烯酸熔点： 286.5 oC pKa1 3.03 pKa2 4.4

11、4、顺式异构体对化学性质的影响、顺式异构体对生理活性的影响，例如它们结构异构化是通过围绕单键旋转而产生的分子中的原子或基的空间排列形态，即结构异构化。 单键旋转后可以生成无数的结构异构体，但有一些极端的结构乙烷重叠式、交叉式的丁烷对位交叉式、部分重叠式、原位交叉式、全重叠式环己烷的船式和椅式简单环己烷的稳定构象。 结构：指具有一定结构的分子通过单键的旋转，形成各原子或原子团的空间构型。 乙烷的构象，透视式：纽曼式：构象和能量关系的示意图，正常丁烷的构象，正常丁烷的构象，以C2-C3为甲基，C2-C3键旋转，该构象的纽曼式，=0 360=60=120=180=240=300全叠加式、部分叠加式、

12、逆交叉式、顺交叉式、顺交叉式、顺叠加sp、顺叠加sc、逆叠加ap、逆叠加-ac顺叠加-sc A B C D E F、正丁烷的排列和能量关系示意图、正丁烷和环己烷的吸电子诱导效应(I )和供电子诱导效应(I )、- I:fclbrii:(ch3)3c (ch3)2chch3c h2ch 3，2 .共轭效应：(共轭稳定化)在共轭体系中，3 .在许多有机化合物中，诱导效应和共轭效应同时发挥作用的情况较多，其综合电子效应严重影响化合物的性质；(1)对化合物的酸碱性强度的影响；(2)对化合物的反应活性及活性中心位置的影响；(3)对碳正离子、碳负离子、自由基稳定性的影响； Ka=710-9 Ka=110-10 Ka=6.710-11、C2H5O HO C6H5O CH3COO R3C R2N RO F碳正离子的稳定性碳负离子的稳定性自由基的稳定性、六、与分子间力及物理性质的关系、1，2 .粉底因此，直链多的化合物与其支链异构体相比沸点低。 /烷烃异构体的沸点变化规律。 3 .氢键：具有活性氢原子的有机化合物分子间最强的相互作用力。 分为分子内氢键、同种物质的分子间氢键、溶质溶剂间形成的氢键。 氢键越多，越强，在分子质量接近的化合物中沸点越高，可以在醇分子间形成氢键。 固体会议很结实